Evaluación del microfracturamiento generado por la tronadura, considerando el rol de las características geológicas del macizo rocoso.

Abstract

A medida que la explotación minera progresa en los yacimientos, es inevitable comenzar a extraer material de menor ley, por lo que se hace imperativo buscar formas de hacer el proceso extractivo más rápido y barato para mantener o aumentar la rentabilidad de la operación. Una de las formas de conseguirlo es hacer más eficiente la voladura minera, para fragmentar y condicionar más el material rocoso. Entender cuáles y cómo los parámetros geológicos y de voladura participan en el microfracturamiento, así como cuantificarlo, puede ser una manera de conseguir un grado de control sobre el condicionamiento, potencialmente reduciendo costos temporales y energéticos. Del yacimiento de Cu-Mo Los Pelambres se obtuvieron 70 muestras provenientes de una tronadura realizada con dos explosivos distintos, con la intención de buscar indicios de microfracturamiento. Esta voladura minera de producción es de configuración conocida y desarrollada en una porción del stock Los Pelambres, en la unidad geotécnica primario con anhidrita (UGT-1), la cual posee la mejor calidad geotécnica del rajo. Las muestras se sometieron a pruebas de carga puntual, análisis bajo microscopio óptico, mineralogía automatizada y microscopía electrónica de barrido con espectroscopía de energía dispersiva de rayos X, midiendo y caracterizando su microfracturamiento y resistencia directa e indirectamente. Con una prueba t de Welch sobre los resultados del ensayo de resistencia se concluyó que las muestras se comportan como una población estadísticamente distinta a lo esperado para rocas provenientes de UGT-1, presentado una menor resistencia que la reportada por la minera, y, al agrupar las muestras por explosivo utilizado, Vertex 950 y Vertex 970, se observó que dicha reducción es de 14,8% y 18,1% respectivamente. Este debilitamiento o condicionamiento, podría reducir en un 28% el consumo de energía de la chancadora de mandíbulas. Por medio de un exhaustivo análisis de imágenes provenientes de microscopía óptica, parte de la metodología generada, se cuantificó el microfracturamiento para una muestra en tres planos ortogonales entre sí. El nivel de fracturamiento secundario se determinó como el porcentaje promedio de área microfracturada respecto al área total del plano más afectado, igual a 8,19%. Además, se realizó su caracterización, de donde se obtuvo que, la propagación, ocurrencia y morfología de las fracturas son altamente dependientes del material en el cual se generan junto a la cantidad y separación de concentradores de esfuerzo presentes, mientras que mayor interconexión ocurre en la medida que más vetillas son cortadas de forma perpendicular por el corte transparente. Las fracturas se ven rellenas por un material desconocido, identificado incluso en grietas menores a 50 μm y, por medio de SEM-EDS, se obtuvo que sus componentes principales, en orden son nitrógeno y oxígeno, por lo que se estima que la única explicación a su aparición es la penetración y adsorción superficial de gases provenientes de los explosivos. Se identificó que el comportamiento del microfracturamiento es de carácter altamente anisotrópico, dependiendo de varios factores, como son orientación de vetillas, cantidad y cercanía de concentradores de esfuerzo, orientación de minerales, variabilidad en las propiedades mecánicas de los minerales formadores de roca, entre otros.