Análisis de los factores geológicos y mineralógicos que condicionaron el evento de reactividad en fase 7 del rajo Esperanza, mina Centinela.

Abstract

En minería a cielo abierto, la tronadura es una operación fundamental que implica la detonación controlada de pozos de tronadura cargados con productos explosivos. En estos pozos, y bajo ciertas condiciones fisicoquímicas, el contacto directo de los explosivos con el macizo rocoso puede provocar reacciones espontáneas y exotérmicas, fenómeno conocido como rocas reactivas. Este trabajo se centra en el estudio de un evento de rocas reactivas ocurrido en el rajo Esperanza en la Región de Antofagasta, donde este tipo de reacciones provocaron emisiones gaseosas y la detonación no controlada de un pozo de tronadura. El yacimiento Esperanza es un depósito tipo pórfido de cobre y oro perteneciente a la franja Eoceno medio – Oligoceno temprano, que se relaciona al Sistema de Fallas de Domeyko y que contiene mineralización hipógena de sulfuros además de minerales formados por procesos de alteración supérgena. Las rocas reactivas son aquellas capaces de reaccionar con nitrato de amonio, que es el componente principal de la mayor parte de los explosivos utilizados en la minería. La reactividad de las rocas se atribuye principalmente a la presencia de minerales de hierro, en especial de sulfuros como la pirita. No obstante, para abordar este problema se debe considerar a la totalidad del macizo rocoso con sus condiciones geológicas particulares, para incorporar un mayor número de factores al momento de establecer una zonificación de la reactividad para tomar medidas preventivas. En este trabajo, se revisan estudios previos de reactividad en el rajo y se analizan las muestras obtenidas en el sector del evento mediante ensayos de reactividad y sleep time para caracterizar su comportamiento reactivo. Además, se llevan a cabo análisis mineralógicos que incluyen microscopía óptica, fluorescencia de rayos X, difracción de rayos X y QEMSCAN®. Los estudios previos en el rajo evidencian la capacidad de estas rocas de reaccionar con nitrato de amonio, aunque las condiciones sean diferentes en los distintos sectores. Además, a partir de los ensayos de reactividad y sleep time, se determina que las muestras del sector del evento desarrollan reacciones exotérmicas en tiempos acotados al estar en contacto con nitrato de amonio. De los análisis mineralógicos, se determina que hay altas concentraciones de pirita, uno de los principales minerales asociados a fenómenos de reactividad. Además de la pirita, el hierro se encuentra formando una variedad de sulfuros, óxidos, oxihidróxidos y sulfatos, que podrían tener un rol importante en el comportamiento reactivo de estas muestras. Entre los minerales de hierro identificados, destaca la szomolnokita, un sulfato que se forma a partir de la oxidación de pirita en ambientes áridos, y que es altamente soluble en presencia de humedad, liberando hierro al sistema. La combinación de pirita y szomolnokita puede ser una asociación mineralógica crítica que controla la reactividad del sector donde ocurrió el evento. Previo al evento de reactividad, no se realizaba un mapeo exhaustivo de estos minerales, especialmente en las zonas de bajo interés económico. Los resultados de este trabajo ponen en evidencia la importancia del mapeo de pirita y szomolnokita para lograr una zonificación de la reactividad del rajo Esperanza.