Implementación de modelo acoplado FLAC3D - MassFlow

Abstract

La minería subterránea está adquiriendo una importancia cada vez mayor debido al descu brimiento de minerales a profundidades mayores. En estas situaciones, la minería a cielo abiertose vuelve económicamente inviable. Por ello, se hace necesario encontrar y/o desarrollar métodos subterráneos lo suficientemente masivos para hacer viable la extracción de minerales. Es aquí donde entran en juego los métodos de extracción conocidos como Caving para abordar este tipo de yacimientos. Sin embargo, a lo largo de los años, el estudio de estos métodos se ha basado más en experimentos y modelos físicos. Recientemente, los modelos numéricos han cobrado mayor relevancia. En este contexto, la empresa ITASCA propone un modelo acoplado que simula el comportamiento de la roca a medida que avanza el flujo generado por métodos como Block Caving o Sub Level Caving, con el fin de llevar a cabo estudios y predicciones sobre aspectos como la subsidencia y la propagación del flujo, entre otros. Este modelo está compuesto por dos softwares desarrollados por ITASCA, los cuales funcionarán de manera acoplada para representar no solo el flujo gravitacional, sino también factores de suma importancia como el daño a la roca, los esfuerzos durante la extracción e incluso criterios o condiciones que contribuyan a un desarrollo más realista de la simulación. Estos programas son FLAC3D, que utiliza un modelo numérico basado en el método de elementos finitos y está principalmente enfocado en la simulación y representación del comportamiento de materiales geológicos y geotécnicos, y MassFlow, que fue desarrollado principalmente para la emulación de flujo gravitacional libre. Además, se integra la utilización del modelo constitutivo IMASS, que representa de manera óptima la respuesta de la roca ante cambios de esfuerzos constantes. Underground mining has become increasingly important due to the discovery of minerals at greater depths, where open-pit mining becomes economically unfeasible. This is why there is a need to find and/or develop underground methods that are massive enough to make mineral extraction viable. This is where Caving extraction methods come into play to address these types of deposits. However, the study of these methods over the years has relied more on experiments and physical models. Recently, numerical models have become increasingly important. In this context, the company Itasca proposes a coupled model that simulates the behavior of rock as the rock flow generated by methods such as Block Caving or Sub Level Caving progresses, in order to carry out studies and predictions regarding aspects such as subsidence and flow propagation, among others. This model is composed of two software programs developed by the company, which will work together to represent not only gravitational flow but also factors that are of paramount importance, such as rock damage, stresses during extraction, or even criteria or conditions that contribute to a more realistic development of the simulation. These software programs are FLAC3D, which uses a numerical model based on the finite element method and is primarily focused on simulating and representing the behavior of geological and geotechnical materials, and MassFlow, which was primarily developed for the emulation of free gravitational flow. Additionally, the use of the constitutive model IMASS is integrated, which optimally represents the development of the rock’s response to constant stress changes.