Validación y calibración del modelo de fragmentación secundaria aplicado en FlowSim Bc.

Abstract

En minería de Block Caving hay diversos factores que influyen en el éxito de la operación, entre ellos la fragmentación, este factor influye tanto en el sistema de manejo de materiales como en el diseño minero. Entre los problemas que se pueden asociar a la fragmentación están las colgaduras en piques, bateas y puntos de extracción, lo que se puede deber a grandes bolos y/ o a la presencia de material cohesivo como finos y humedad. La presencia de grandes tamaños en los puntos de extracción no permite que estos sean tomados por el equipo de carguío. La presencia de material fino tiene estrecha relación con la dilución, estallidos de finos y barro. Por esto es fundamental predecir la fragmentación y así poder enfrentar mejor los problemas que puede generar este factor. La metodología de este trabajo considera la creación de una base de datos de operaciones de Block Caving que incluye la fragmentación medida, resistencia a la compresión uniaxial, esfuerzo vertical y la distancia que recorren las partículas. La base de datos permite obtener los tamaños característicos d20, d50 y d80 de cada sector y posteriormente su razón de reducción (R20, R50, R80), conocidos estos valores y las razones de UCS sobre esfuerzo vertical se compara con los resultados obtenidos en ensayos de laboratorio con el fin de validar los datos minas y se analiza el modelo de fragmentación secundaria incorporado en FlowSim. Finalmente, con los datos mina se ajustan los parámetros del modelo de fragmentación secundaria aplicado en FlowSim BC con la herramienta solver de Excel minimizando el error entre la razón de reducción y la determinada por el modelo de fragmentación secundaria. La comparación realizada arroja como resultado que solo la razón de reducción R50 tiene el comportamiento esperado con tres de los cuatro sectores estudiados de forma que en estos sectores se cumple que mientras mayor es el valor de la razón entre UCS y esfuerzo vertical, σ v, menor es la razón de reducción y viceversa. Para los sectores validados (Diablo Regimiento y Reservas Norte Fw y Hw) se obtuvieron los parámetros de ajuste α y β, el parámetro alfa tiene un promedio de 0.121 y beta obtuvo un valor de 0.001 para los tres sectores, obteniendo un error promedio de 1.724E-08. Se puede concluir entonces que el modelo permite representar el comportamiento de la fragmentación para el tamaño característico d50, para los tres sectores que fueron validados y que, si bien varios factores pueden influir en la reducción del tamaño de las particulas, el UCS es uno de los principales por sobre el esfuerzo vertical.

In Block Caving mining there are several factors that influence the success of the operation, among them fragmentation, this factor influences both the material handling system and the mine design. Problems that can be associated with fragmentation include hang-ups in ore pass, drawbells and drawpoints, which can be due to large boulders and/or the presence of cohesive material such as fines and moisture. The presence of large sizes at the extraction points does not allow them to be picked up by the loading equipment. The presence of fine material is closely related to dilution, rill swell and mudrush. This is why it is essential to predict fragmentation and thus be able to better deal with the problems that this factor can generate. The methodology of this work considers the creation of a database that includes measured fragmentation, uniaxial compressive strength, vertical stress, and the distance traveled by the particles. The database allows obtaining the characteristic sizes (d20, d50, d80) of each sector and then its reduction ratio (R20, R50, R80). Once these values and the UCS ratios on vertical stress are known, they are compared with the results obtained in laboratory tests to validate the mine data and analyze the secondary fragmentation model incorporated in FlowSim. Finally, with the mine data, the parameters of the secondary fragmentation model applied in FlowSim BC are adjusted with the Excel solver tool, minimizing the error between the reduction ratio and the one determined by the secondary fragmentation model. The comparison shows that only the reduction rate R50 has the expected behavior with three of the four sectors studied, so that in these sectors it is true that the higher the value of the ratio between UCS and vertical stress, σ v, the lower the reduction rate and vice versa. For the validated sectors (Diablo Regimiento and Reservas Norte Fw and Hw) the fit parameters α and β were obtained, the alpha parameter has an average of 0.121 and beta obtained a value of 0.001 for the three sectors obtaining a mean error of 1.724E-08. It can be concluded that the model allows representing the fragmentation behavior for the characteristic size d50, for the three sectors that were validated and that although several factors can influence the particle size reduction, the UCS is one of the main ones over the vertical stress.