ROCA FRACTURADA

MEMORIA DESCRIPTIVA

La presente invención se refiere a un procedimiento e instalación de minería in-situ, para la explotación in-situ de cuerpos minerales, empleando la técnica de lixiviación. Preferentemente, la invención es aplicable en cualquier tipo de mineral lixiviable de roca dura.

Para ello, la invención comprende un tratamiento especial in-situ de un cuerpo de mineral, tratamiento con el cual se modifican las condiciones de dicho cuerpo. En particular, la modificación de las condiciones del cuerpo de mineral se logra quebrando el mineral a una granulometría y permeabilidad adecuadas, por ejemplo mediante el empleo de explosivos o mediante la propagación de una o varias ondas de expansión que quiebran la roca, dejando el mayor porcentaje del mineral in-situ, es decir, contenido en el cuerpo de mineral, de manera que se pueda producir una lixiviación in-situ sin movimientos masivos de mineral, manteniendo el soporte del macizo rocoso que se ubica sobre cuerpo de mineral.

Antecedentes de la invención

Desde hace algunas pocas décadas la minería experimenta restricciones que han ampliado los niveles de dificultad tanto de los nuevos proyectos como de sus operaciones. La disponibilidad de agua, mayores restricciones ambientales y la escasez de yacimientos con "minería fácil", entre otros, han aumentado el número de restricciones para la explotación minera.

Al evaluar y ejecutar nuevos proyectos de explotación de yacimientos mineros, así como en la ejecución de cualquier proceso productivo, existe un gran interés por reducir los costos de los proyectos hasta su puesta en marcha y los costos de operación del yacimiento, ya que en vista de las crecientes restricciones los costos operacionales se encuentran cada vez más cerca de los precios de venta de los minerales. Es por ello que en la actualidad este tipo de factores han alcanzado una gran relevancia, particularmente debido a los siguientes hechos:

i La minería tradicional gasta una parte muy importante de su esfuerzo en gestión de estériles. A modo de ejemplo hoy en una nueva mina de cobre típica, por cada tonelada de cobre fino se hace necesario procesar 200 ton de mineral y posiblemente 500 ton de estéril, que en definitiva se transforman en 700 ton de estériles entre lastre y relaves, más 2 toneladas de escoria de fundición. En oro la relación entre metal y estéril puede ser de 1 :100.000 o más.

Con el tiempo, y a medida que se han explotado los yacimientos con geología sencilla, la mayoría en superficie, la geología de los nuevos yacimientos se ha vuelto cada vez más compleja, presentando cuerpos minerales más profundos y con menores leyes. Esto incrementa los costos de las soluciones de explotación tradicionales;

Al mismo tiempo la metalurgia de los minerales ubicados en profundidad resulta más compleja requiriendo condiciones de procesamiento que involucran mayor reducción de tamaño y por consiguiente mayores requerimientos de energía, uso de reactivos más sofisticados e incluso requerimientos de mayor temperatura para lograr la liberación y/o disolución de los metales a recuperar.

Actualmente, la falta de agua obliga a emplear costosos sistemas complementarios para suministrar el agua necesaria a los procesos, por ejemplo, mediante sistemas de bombeo desde el mar, que en algunos casos deben incorporar plantas desaladoras. En este respecto, implementar equipos complementarios a los necesarios para la explotación incrementa los costos;

Definir la ubicación de botaderos de lastre se ha vuelto complejo, ya sea por disponibilidad de terrenos o por los problemas medioambientales que estos generan, y que se suman a los problemas medioambientales propios de la explotación minera, como la generación de polvo;

Definir la ubicación de tranques de relave también se ha vuelto complejo, ya sea por la disponibilidad de terrenos adecuados que atiendan los volúmenes requeridos o por el impacto ambiental que estos conllevan;

Los proyectos requieren de muchos años de evaluación y ejecución, con un uso intensivo de mano de obra tanto en la fase de implementación del proyecto como en la siguiente fase de operación;

Obtener de la autoridad gubernamental los permisos ambientales así como obtener la Licencia Social para Operar se ha hecho cada vez más complejo y han agregado costos importantes relativos a factores de mitigación y a compromisos con las comunidades;

Los costos de inversión y de operación hacen inviables a muchos proyectos; y • El compromiso por el cierre de minas se ha vuelto cada vez más complejo de adquirir.

Frente a estos y otros problemas que enfrenta la industria hoy en día, la minería in- situ comienza a tomar alta relevancia, ya que si bien suele traducirse en tasas de recuperación más bajas en comparación con la minería tradicional, permite no solo hacer viables los proyectos al reducir los costos de ejecución y operación de los mismos, sino que también evita muchos de los problemas medioambientales y restricciones planteadas anteriormente.

En el arte previo existen variadas soluciones ligadas a la minería in-situ de cuerpos minerales, por ejemplo, empleándose procesos de lixiviación en terreno que reducen los costos asociados a la lixiviación tradicional, donde grandes cantidades de mineral deben trasladarse y procesarse para disponerse en grandes pilas de lixiviación, incrementando los costos.

En este contexto, la Patente Norteamericana No. 4.239.286 se dirige a la lixiviación in-situ de cuerpos minerales, para lo cual desarrolla un procedimiento con el cual se genera una red de fracturas en cuerpos minerales profundos mediante explosivos, en donde dicha red de fracturas favorece la permeabilidad de la roca y, por lo tanto, la implementación de técnicas de lixiviación. La Patente US 4.239.286 define una solución en la cual la permeabilidad del cuerpo de mineral es mantenida mediante la detonación secuencial de explosivos dispuestos en un medio líquido, en conjunto con la ulterior inyección a alta presión de gas en la zona de fractura para impulsar dicho líquido a través de las grietas, proceso conocido como flushing, removiendo las partículas finas de la zona de fractura. Luego de ello, se emplean los múltiples puntos de inyección del líquido y de las cargas explosivas para la inyección de una solución de lixiviación, proceso en el cual también se emplea inyección a presión de gas para remover constantemente las partículas finas impulsando la solución de lixiviación a través de las grietas. En este contexto, la solución propuesta por la Patente US 4.239.286 comprende la preparación del cuerpo de mineral a lixiviar mediante un proceso complejo de explosiones secuenciales en un medio líquido, seguidas de inyección a presión de gas y líquido para generar la zona de fractura en donde circulará la solución de lixiviación. Este tipo de proceso resulta costoso e inviable para las operaciones actuales. Además, la Patente US 4.239.286 comprende lixiviar el cuerpo de mineral en forma restringida, en donde se realiza lixiviación desde zonas menos fracturadas a zonas donde las fracturas son severas, por ejemplo, en los puntos de detonación. En este sentido, el método descrito en dicho documento no resuelve las necesidad de generación de espacio al interior del cuerpo mineral para lograr la expansión del material durante la explosión y fractura, lo que permitiría un mejor flujo de soluciones hacia la superficie mineral, mejorando la permeabilidad y por consiguiente el logro de un mejor contacto entre las soluciones de lixiviación y las partículas de mineral. En vista de lo anterior, la permeabilidad de la roca que se logra mediante la solución de la Patente US 4.239.286 no es uniforme, existiendo zonas de fractura que pueden ofrecer resistencia a la lixiviación y otras con circuitos de flujo preferenciales que reducen la recuperación global desde el cuerpo mineral.

Por otra parte, la Patente US 4.239.286 no se encarga de proporcionar una solución integrada a un procedimiento para la explotación de mineral, ni a cómo se resuelven los problemas asociados a derrumbes producto de las detonaciones y la recolección de soluciones, limitándose a las técnicas de detonación para generar la red de fracturas y a los procesos de lixiviación e inyección de líquido y aire a presión para mejorar la permeabilidad. Además, las detonaciones sucesivas para generar una red de fracturas de acuerdo con este documento resulta en que una gran porción de la solución lixiviación escurra a zonas ya lixiviadas o indeseadas, haciendo necesario aplicar relleno o sellante para evitar las grandes pérdidas e ineficiencias del proceso que significaría escurrimiento indeseado de la solución de lixiviación a zonas no productivas. Luego, se hace necesario contar con una solución integral que proponga un procedimiento e instalación para la explotación in-situ de cuerpos minerales, resolviendo las desventajas indicadas anteriormente.

Una solución similar a la anterior se propone en la Patente Norteamericana No. 4.221 .433, dirigida a un método y sistema para la minería química de un cuerpo de mineral in-situ. La característica esencial de la solución en esta patente es realizar la minería en cuerpos minerales subterráneos y dispuestos horizontalmente, procediendo con la explotación desde el extremo más alejado hacía el extremo más cercano, empleando fractura hidráulica o explosivos líquidos para mejorar la permeabilidad de la roca. Esta disposición permite explotar cuerpos minerales horizontales en toda su extensión, sin la necesidad de retirar mineral. Si bien la solución de la Patente US 4.221 .433 permitiría lixiviar un cuerpo de mineral in-situ, dicha solución se encuentra bastante restringida a cuerpos minerales horizontales o a la necesidad de establecer un punto de tratamiento cada cierta altura para la explotación vertical del cuerpo de mineral, no permitiendo la explotación vertical del cuerpo de mineral. Además, de acuerdo con esta solución el cuerpo de mineral explotado o lixiviado se debe rellenar con un material como cemento antes de proceder a lixiviar el cuerpo de mineral adyacente, evitándose con ello posibles derrumbes y escurrimiento de la solución lixiviable a las zonas ya lixiviadas. En vista de lo anterior, se hace necesario contar con un procedimiento e instalación de minería in-situ que sea competitivo con la minería tradicional, resolviendo las desventajas presentes en el arte previo, particularmente las desventajas de la minería subterránea tradicional de extracción y transporte de mineral para tratamiento en superficie u otras áreas externas.

Descripción de la invención

Uno de los objetivos de la presente invención es proporcionar un procedimiento e instalación de minería in-situ aplicable no solo cuando la minería tradicional se hace inviable, sino que también abre la oportunidad de aplicarla a cuerpos que hoy ya están siendo explotados mediante minería tradicional.

Otro objetivo de la presente invención es proporcionar una solución para la explotación de cuerpos minerales emplazados a grandes profundidades en la roca o alejados de la superficie, reduciendo las desventajas de la minería subterránea, sobre todo en lo relacionado con transporte de mineral. También se puede aplicar a cuerpos menores de mineral que están algo alejados de los cuerpos principales

Otro objetivo de la presente invención es reducir la complejidad del trabajo de minería, limitándose la minería a la construcción de túneles, piques y perforaciones.

Otro objetivo de la invención es reducir dramáticamente el transporte de material y los botaderos o pilas, eliminando el transporte de estériles y limitándose al material asociado a marina de túneles y perforaciones. El material retirado que está mineralizado, puede también ser lixiviado en superficie

Otro objetivo de la presente invención es reducir el impacto medioambiental de las faenas de explotación minera, eliminándose los accidentes generados por conducciones de relave o de concentrados, así como los gases y el polvo que se generan con la minería tradicional, reduciéndose fuertemente el consumo de agua de proceso y reduciéndose el consumo de energía eléctrica en comparación con instalaciones de minería tradicional.

Otro objetivo de la invención es reducir la cantidad de equipamiento, incluyendo los insumos asociados al proceso de explotación minera tradicional.

Otro objetivo de la invención es hacer uso de instalaciones de procesamiento de mineral conocidas y simples, que solo requieran una planta simple de proceso, por ejemplo, en cobre, del tipo extracción por solvente y electro-obtención (SX-EW), o en oro una planta Merril Crowe o de carbón activado o plantas equivalentes para otros metales. Además, el uso de pilas de lixiviación externas al cuerpo de mineral se reduce únicamente al mineral extraído mediante las excavaciones y perforaciones que se realizan en dicho cuerpo de mineral.

Otro objetivo de la invención es disminuir fuertemente la inversión y los plazos que demanda la minería tradicional así como sus costos de operación.

Otro objetivo de la invención es incrementar la productividad de la minería disminuyendo de manera importante los usos de mano de obra tanto en la implementación de los proyectos como en la gestión de operación.

Otro objetivo de la invención es simplificar fuertemente los proyectos de cierre de minas.

Los objetivos anteriores se logran mediante el procedimiento y la instalación de minería in-situ para la explotación in-situ de cuerpos minerales de acuerdo con la presente invención, empleando la lixiviación como proceso de extracción, la que es implementada directamente al cuerpo de mineral.

La invención comprende un tratamiento específico y planificado del cuerpo de mineral, el que es subdividido en bloques o módulos para luego modificar in-situ las condiciones de dicho cuerpo dentro de cada módulo. En este sentido, la modificación de las condiciones del cuerpo de mineral dentro de cada módulo se logra quebrando el mineral contenido en el módulo, al que se le han hecho perforaciones previas, a una granulometría y permeabilidad adecuadas para la lixiviación, por ejemplo, mediante explosivos o mediante cualquier otro medio que genera ondas de expansión, dejando el mayor porcentaje del mineral in-situ de manera que se pueda producir una lixiviación del mineral dentro de cada módulo y sin movimientos masivos de mineral, manteniendo el soporte del macizo rocoso que se ubica sobre él.

Considerando lo anterior, el procedimiento de minería in-situ de la invención, para la explotación in-situ de cuerpos minerales emplazados en un volumen subterráneo, comprende las siguientes etapas: subdividir el cuerpo de mineral a explotar en módulos, en donde cada módulo se encuentra definido en un plano horizontal por el contacto con módulos adyacentes o por los bordes del cuerpo mineral, y en un plano vertical en la parte superior por una placa de roca de algunos metros de espesor llamada placa de techo y en la parte inferior por una placa similar llamada placa de suelo;

alternativamente, excavar al menos un túnel por sobre los módulos de mineral a explotar y por sobre la placa de techo, denominado túnel superior o túnel de techo, y/o al menos un túnel por debajo de los módulos de mineral a explotar y por debajo de la placa de suelo, denominado túnel inferior o túnel de suelo; definir, en al menos un módulo, una malla de perforación comprendiendo al menos una perforación;

disponer al menos un medio de generación de ondas de expansión (por ejemplo explosivos) dentro de la al menos una perforación de la malla de perforación; activar el al menos un medio de generación de ondas de expansión, quebrando el cuerpo de mineral contenido en el módulo, encapsulando dicho cuerpo mineral entre la placa de techo y la placa de suelo del módulo y entre los módulos adyacentes, y modificando las condiciones de dicho cuerpo de mineral al obtener una granulometría y permeabilidad deseadas para la lixiviación, definiendo un módulo encapsulado;

inyectar una solución de lixiviación en el módulo encapsulado, haciéndola circular a través del cuerpo de mineral quebrado contenido en el mismo, favoreciendo la recuperación de metales;

recolectar, desde el módulo encapsulado, una las solución de lixiviación cargada (PLS); y

alternativamente, dirigir el PLS a una planta de proceso de extracción.

Por otra parte, la instalación de minería in-situ de la invención, para la explotación in- situ de cuerpos minerales emplazados en un volumen subterráneo, comprende: un cuerpo de mineral a explotar subdividido en módulos, en donde cada módulo se encuentra definido en un plano horizontal por sus contactos con módulos adyacentes o por los bordes del cuerpo mineral y en un plano vertical en la parte superior por una placa de roca de algunos metros de espesor llamada placa de techo y en la parte inferior por una placa similar llamada placa de suelo;

alternativamente, al menos un túnel emplazado por sobre los módulos de mineral a explotar y por sobre la placa de techo, denominado túnel superior o túnel de techo, y/o al menos un túnel emplazado por debajo de los módulos de mineral a explotar y por debajo de la placa de suelo, denominado túnel inferior o túnel de suelo; al menos una malla de perforación en al menos un módulo, comprendiendo al menos una perforación

en donde la al menos una perforación está adaptada para recibir en su interior al menos un medio de generación de ondas de expansión;

en donde el al menos un medio de generación de ondas de expansión es activado dentro de la al menos una perforación, quebrando el cuerpo de mineral contenido en el módulo, encapsulando dicho cuerpo mineral entre la placa de techo y la placa de suelo del módulo y entre los módulos adyacentes, y modificando las condiciones de dicho cuerpo de mineral al obtener una granulometría y permeabilidad deseadas para la lixiviación, definiendo un módulo encapsulado;

un sistema de tuberías que comprende medios de inyección de una solución de lixiviación en el módulo encapsulado, haciéndola circular a través del cuerpo de mineral quebrado contenido en el mismo, favoreciendo la lixiviación, y medios de recolección de una solución de lixiviación cargada (PLS) desde el módulo encapsulado, dirigiendo el PLS a una planta de proceso de extracción, en forma alternativa.

En vista de lo anterior, la estructura del cuerpo de mineral quebrado contenido dentro de cada módulo permite que la roca circundando los módulos en todas direcciones sea soportada por el material quebrado contenido en los mismos, es decir, la modificación de densidad del cuerpo de mineral a explotar dentro del módulo, una vez quebrado, no modificará el volumen ocupado por el mismo, consiguiendo la permeabilidad esperada y manteniendo el soporte del volumen subterráneo que rodea o encapsula a cada módulo.

En este sentido, al planificar el volumen de roca a retirar vía perforaciones y quebrar el cuerpo de mineral encapsulado en un módulo, aumentando su porosidad, se está reduciendo ligeramente la densidad de la roca que forma dicho módulo de mineral al reducir la masa de dicho cuerpo. Por ejemplo, considerando que la roca dura formando el volumen subterráneo tiene una densidad promedio de entre 2,6 y 2,9 ton/m ³ , y planificando retirar un volumen de entre 2 y 5% del volumen del módulo mediante perforaciones, reduciendo la masa del cuerpo de mineral contenido en el mismo, se obtendrán densidades de cuerpo de mineral perforado en el módulo de entre 2,47 a 2,84 ton/m ³ , donde dicho cuerpo de mineral perforado ocupa todo el volumen del módulo y soporta el volumen subterráneo que lo circunda.

En la naturaleza, cuando se deposita material quebrado en un espacio o volumen fijo no encapsulado, y dicho material tiene una granulometría llamada "bien graduada", el material consigue el mayor peso por unidad de volumen ya que elementos menores (bolones, gravas, gravillas, arenas, limos y arcillas) se alojan en los espacios que quedan entre elementos mayores, disminuyendo el volumen ocupado y aumentando la densidad. Cuando este tipo de suelos, que se obtiene solo en planta de harneado, se haya fuertemente compactado, su densidad promedio no supera las 2,2 ton/m ³ . Si este mismo ejercicio se realiza con el tipo de suelo contenido en los módulos quebrados de la presente invención, que sería catalogado como "mal graduado", su densidad promedio no superaría las 2,04 ton/m ³ , luego de compactado.

Extrapolar esta información al contexto de los módulos encapsulados de la presente invención permite definir una proporción máxima de retiro de material desde el módulo a partir de las perforaciones, donde dicha proporción máxima sea tal que la densidad obtenida dentro del módulo no sea menor a 2,04 ton/m ³ , densidad equivalente a la del material cuando se compacta en el exterior. Considerando lo anterior, la proporciona máxima de perforaciones se encuentra entre 26 y 28% del volumen total dentro del módulo, preferentemente 27,1 % de dicho volumen.

En consecuencia, si la densidad del material quebrado es de al menos 2,1 ton/m ³ , asumiendo un margen de error, el material quebrado se mantendrá ocupando todo el volumen dentro del módulo, permitiendo soportar el volumen subterráneo a pesar de la modificación que se ha realizado.

Otra modalidad adicional de la invención comprende que la subdivisión del cuerpo mineral a explotar sea en módulos que se disponen:

• longitudinalmente, abarcando al menos parte del largo del cuerpo mineral a explotar;

• transversalmente, abarcando al menos parte del ancho del cuerpo mineral a explotar; y/o

• verticalmente, abarcando al menos parte del alto del cuerpo mineral explotar.

En este contexto, el arreglo de módulos debe ser tal que cubre preferentemente la totalidad del cuerpo mineral a explotar, existiendo múltiples variaciones y disposiciones que pueden cumplir con dicho requisito. Además, el tamaño de los módulos, tanto en su altura como en su longitud y ancho, puede variarse para acomodar los mismos a la disposición y características geométricas y geo-mecánicas del cuerpo mineral a explotar, teniendo en cuenta que el tamaño del módulo deberá considerarse como un parámetro más para el quiebre del cuerpo de mineral contenido en el mismo y para el posterior proceso de lixiviación. Otra modalidad de la invención comprende que el módulo es perforado con al menos dos tipos de perforaciones, comprendiendo al menos una perforación de liberación, y al menos una perforación de apertura. La perforación de apertura se dispone para recibir uno o más medios de generación de ondas de expansión, mientras que la perforación de liberación se dispone para que los fragmentos de la roca, generados desde el área de influencia de las explosiones, se desplacen dentro del módulo ocupando el espacio de la perforación de liberación, en donde dicho desplazamiento se logra producto de las ondas de expansión, así como también producto de los gases que se expanden luego de una explosión, ejercidas sobre el mineral, favoreciendo la fragmentación y permeabilidad de la roca dentro de cada módulo.

En este contexto, otra modalidad de la invención comprende una distribución de múltiples perforaciones en el módulo, disponiendo una o varias perforaciones de liberación y una o varias perforaciones de apertura, todas ellas dispuestas en un arreglo especial de perforaciones que facilite el desplazamiento de la roca, favoreciendo su fragmentación y permeabilidad de la roca dentro de cada módulo.

Otra modalidad de la invención comprende el encapsulamiento de cada módulo, producto del quiebre del cuerpo mineral contenido en el mismo y la disposición de una placa de techo y una placa de suelo, así como también la disposición de paredes comunes con los módulos adyacentes, estén estos ya quebrados o no, o con las paredes de borde del cuerpo mineral, generándose un encapsulamiento en todas las direcciones, que favorece la lixiviación del cuerpo de mineral contenido en el módulo.

En este punto es relevante destacar que el encapsulamiento de los módulos a lixiviar es beneficioso para el proceso de lixiviación del cuerpo mineral encapsulado, ya que producto de dicho encapsulamiento el cuerpo mineral a lixiviar se encuentra a mayor temperatura que en superficie, temperatura que puede ser usada para la lixiviación del mineral encapsulado, sin exponerse a condiciones meteorológicas de la intemperie, favoreciendo el proceso de lixiviación. Además, el encapsulamiento también hace posible realizar enriquecimientos con oxígeno y reducir o evitar la filtración de la solución de lixiviación al volumen subterráneo circundante.

Otra modalidad de la invención comprende que la inyección de la solución de lixiviación se realice de forma uniforme sobre la superficie superior del módulo, definiéndose una malla de riego con múltiples puntos de inyección que alimentan al módulo con la solución de lixiviación, en donde dichos puntos de inyección se distribuyen sobre la superficie superior del módulo de una forma que asegure el riego completo del cuerpo de mineral encapsulado, por ejemplo, de forma uniforme. En esta modalidad, la solución de lixiviación puede circular a través del cuerpo mineral encapsulado y quebrado mediante acción de la gravedad, recolectándose la solución de lixiviación cargada (PLS) en la porción inferior del módulo, empleando medios de recolección, por ejemplo, un sistema de tuberías.

Otra modalidad de la invención comprende perforaciones adicionales en el módulo, para la inyección de la solución de lixiviación a presión dentro del cuerpo mineral quebrado. Esta modalidad comprende distribuir una o más perforaciones de inyección de la solución de lixiviación en el módulo, por ejemplo uniformemente, estableciendo una malla de riego a presión que asegure el riego completo del cuerpo mineral encapsulado. Las perforaciones de inyección tienen una profundidad que se extiende por al menos parte de la altura del módulo, permitiendo la inyección a presión a distintas alturas dentro del mismo. Tanto en esta modalidad como en otras se puede inyectar la solución de lixiviación alternada con ciclos de inyección de aire o aire enriquecido con algún gas como oxígeno u otro gas que favorezca la recuperación.

Otra modalidad de la invención comprende perforaciones adicionales en el módulo ya quebrado, para la inyección de la solución de lixiviación a presión y para la recolección de la solución de lixiviación. En este sentido, se establece un número de perforaciones de inyección distribuidas en el módulo, por ejemplo uniformemente, y una perforación de recolección, preferentemente equidistante de las perforaciones de inyección, definiéndose una malla de riego y recolección a presión con recolector que asegura el riego completo del cuerpo de mineral encapsulado, en donde las perforaciones de inyección y recolección tienen una profundidad que se extiende por al menos parte de la altura del módulo. En esta modalidad, la perforación de recolección o recolector recibe la solución de lixiviación cargada (PLS) en toda su extensión, generándose líneas de flujo desde las perforaciones de inyección y hacia el recolector, las que pueden ser prácticamente horizontales o inclinadas, producto de la acción de la gravedad.

Una modalidad alternativa a la anterior es proporcionar un único punto de inyección de la solución de lixiviación, por ejemplo, emplazada en el centro del módulo, y definir una malla de recolección con perforaciones de recolección o recolectores, generándose el flujo de la solución desde la perforación de inyección central y hasta los puntos de recolección, existiendo múltiples puntos de recolección del PLS dados por la malla recolectora.

Las modalidades anteriores donde se establecen perforaciones de inyección en el módulo aprovechan la presión dada por la columna de líquido para la inyección a presión de la solución, disponiéndose del túnel superior para las operaciones de inyección. Además, todas las modalidades anteriores pueden definir un punto de recolección o perforación de recolección, la que hace uso directo de la gravedad o hace una recolección forzada en la cual se aplica succión o presión negativa para recolectar el PLS, disponiéndose el túnel inferior para las operaciones de recolección. Por otra parte, las configuraciones de operación descritas en las modalidades anteriores no limitan la invención al empleo de soluciones inversas, es decir, por ejemplo donde los puntos que previamente fueron de recolección se emplean para la inyección a presión de la solución de lixiviación, y los puntos que previamente fueron de inyección se emplean para la recolección del PLS. En este contexto, la invención permite modificar el esquema de operación con facilidad y bajo costo, permitiendo emplear distintas estrategias de recolección para maximizar la recuperación del metal.

Otra modalidad de la invención comprende la excavación de los túneles superior y/o inferior en forma alternativa, empleándose únicamente perforaciones superiores y un sistema de tuberías para la inyección de la solución de lixiviación y recuperación del PLS. Por ejemplo, una modalidad alternativa comprende únicamente un túnel inferior con los medios de recuperación del PLS, en donde los módulos son perforados desde la superficie del suelo sin mediar un túnel superior.

De acuerdo con modalidades alternativas de la invención, los módulos que contienen el cuerpo mineral a explotar son módulos cuya sección transversal es preferentemente rectangular, proyectándose como primas cuadrangulares, favoreciendo el riego del cuerpo de mineral en toda su extensión. Además, de acuerdo a dichas modalidades los módulos pueden tener una porción inferior en forma de cono, dispuesta para favorecer la recolección del PLS en un solo punto inferior del módulo. Sin perjuicio de ello, otras configuraciones de módulos son posibles, por ejemplo, módulos de sección transversal circular configurándose como cilindros circulares.

Además, de acuerdo con las particularidades de la invención, la explotación de los módulos que forman la subdivisión del cuerpo mineral a explotar puede realizarse en múltiples módulos simultáneamente, alternadamente o secuencialmente, de acuerdo con las necesidades y planificación de explotación del yacimiento. En este contexto, la distribución de los módulos en el cuerpo de mineral a explotar es de alta relevancia, ya que la misma puede favorecer el plan de extracción para completar la explotación de todo el yacimiento.

Por otra parte, en modalidades alternativas de la invención las soluciones de lixiviación cargadas (PLS) pueden recircularse en cada módulo hasta que estén en condiciones de ser procesadas, empleándose el sistema de tuberías con una o más secciones de recirculación para tales efectos.

Por "cuerpos minerales" o "cuerpo de mineral" debe entenderse cualquier yacimiento de un mineral al cual la presente invención le es aplicable, por ejemplo pero sin limitar a cobre y oro.

Por "volumen subterráneo" debe entenderse todo cuerpo presente bajo la superficie del suelo y dentro del cual está contenido un cuerpo de mineral, en donde dicho cuerpo de mineral forma parte de dicho volumen subterráneo.

Por "módulo" debe entenderse cualquier subdivisión del cuerpo de mineral a explotar para efectos del plan de explotación mediante el procedimiento de la presente invención.

El término "perforación" incluye al agujero de perforación realizado mediante cualquier tipo de maquinaria adaptada para estos efectos.

Los "medios de generación de ondas de expansión" comprenden cualquier medio aplicable que permita quebrar la roca formando el cuerpo de mineral a explotar, ya sea un explosivo o algún otro medio que incremente la presión al interior de la roca o genere una onda de choque sobre la misma, quebrándola y desplazando los elementos fracturados. La selección del tipo de explosivo u otra forma de onda de expansión dependerá de las características geo-mecánicas del cuerpo mineral

Los "medios de inyección" y "medios de recolección" comprenden cualquier tipo de tubería y componentes asociados, como bombas, válvulas etc., dispuestos para introducir o recoger las soluciones de lixiviación, así como también para la inyección de aire o aire enriquecido en los módulos y para la recolección del PLS desde los mismos, respectivamente.

Por "planta de extracción" debe entenderse cualquier planta y/o instalación que permite recuperar el metal desde el PLS. Por ejemplo, una planta de extracción por solvente (SW) y/o electro-obtención (EW), una planta de carbón activado o una de precipitación por zinc.

Breve descripción de las figuras

Como parte de la presente solicitud se presentan las siguientes figuras representativas de la invención, las que enseñan modalidades preferentes de la misma y, por lo tanto, no deben considerarse como limitantes a la definición de la materia reivindicada por la presente solicitud.

Las figuras 1 a y 1 b enseñan esquemas representativos de la invención que muestran dos posibles disposiciones de un cuerpo de mineral emplazado en un volumen subterráneo;

La figura 2 enseña un esquema representativo de la invención que muestra el concepto general donde un módulo, que fue previamente quebrado, está siendo lixiviado para finalmente ser procesado en una planta de proceso en superficie;

La figura 3 enseña un esquema representativo de la invención que muestra el cuerpo de mineral a explotar presentando una subdivisión dada por un módulo prisma rectangular o por uno cilindrico con porción inferior en forma de cono;

La figura 4 enseña un esquema representativo de la invención que muestra los módulos en el cuerpo de mineral a explotar de la figura 3 en donde el cuerpo de mineral dentro de cada módulo ha sido quebrado;

La figura 5 enseña ocho esquemas representativos de la invención que muestran arreglos de perforaciones en módulos de sección transversal cuadrangular y módulos de sección transversal circular;

La figura 6 enseña un esquema representativo de la invención que muestra el cuerpo de mineral a explotar presentando una subdivisión en módulos emplazados uno al lado del otro longitudinalmente, a lo largo del cuerpo de mineral;

La figura 7 enseña un esquema representativo de la invención que muestra el cuerpo de mineral a explotar presentando una subdivisión en módulos emplazados uno al lado del otro transversalmente, a lo ancho del cuerpo de mineral;

La figura 8 enseña un esquema representativo de la invención que muestra la inyección de la solución de lixiviación y la recolección del PLS en el módulo y su malla de riego, de acuerdo con una modalidad de la invención;

La figura 9 enseña un esquema representativo de la invención que muestra la inyección de la solución de lixiviación y la recolección del PLS en el módulo y su malla de riego, de acuerdo con otra modalidad de la invención; La figura 10 enseña un esquema representativo de la invención que muestra la inyección de la solución de lixiviación y la recolección del PLS en el módulo y su malla de riego y recolección, de acuerdo con una modalidad de la invención;

La figura 1 1 enseña un esquema representativo de la invención que muestra la inyección de la solución de lixiviación y recolección del PLS en el módulo y su malla de riego y recolección, de acuerdo con otra modalidad de la invención;

La figura 12 enseña un esquema representativo de la invención que muestra dos niveles con dos módulos en explotación y cinco módulos ya explotados en dirección longitudinal a los túneles, de acuerdo con otra modalidad de la invención;

La figura 13 enseña un esquema representativo de la invención que muestra dos niveles con dos módulos en explotación y tres módulos ya explotados en dirección transversal a los túneles, de acuerdo con otra modalidad de la invención;

La figura 14 enseña un esquema representativo de la invención que muestra un corte horizontal de varios módulos en explotación y su malla de riego y recolección que se desarrolla a partir de los túneles, de acuerdo con otra modalidad de la invención;

La figura 15 enseña un esquema ejemplo de la explotación representativo de la invención que muestra la explotación de un cuerpo mineral en siete niveles, habiendo algunos sectores ya explotados.

Descripción detallada de la modalidad preferente

En las figuras 1 a se muestran unos esquemas de un cuerpo de mineral (1 ) emplazado en un volumen subterráneo (2), en donde la figura 1 a representa un cuerpo de mineral (1 ) en el interior de una montaña y la figura 1 b representa un cuerpo de mineral (1 ) bajo tierra. Dichos cuerpos de mineral (1 ) se encuentran formando parte del volumen subterráneo (2). Además, las figuras 1 a y 1 b muestran con un trazado punteado un área del cuerpo de mineral (1 ) que se denomina cuerpo de mineral a explotar (10). El cuerpo de mineral a explotar (10) representa el área proyectada para la explotación del yacimiento o cuerpo de mineral (1 ). De acuerdo con una modalidad de la invención, el cuerpo de mineral a explotar (10) es equivalente con el yacimiento o cuerpo de mineral (1 ) gracias a la adaptabilidad que ofrece el procedimiento e instalación de minería in-situ para la explotación de minerales de acuerdo con la presente invención.

La figura 2 muestra un esquema simplificado y conceptual de la invención en la que un módulo (1 1 ) del cuerpo mineral a explotar (10) ha sido previamente quebrado y está en proceso de lixiviación. Un sistema de tuberías (20, 21 , 25) permiten alimentar (20), recircular (22) y enviar las soluciones cargadas PLS (21 ) a la planta de proceso (7) para obtener el metal en condición de uso final, lo que se hace sin mover el mineral, con excepción de las marinas de túneles y el producto de las perforaciones. Las tuberías y los accesos usan los túneles de techo (12) y de suelo (13) del módulo

La figura 3 muestra el cuerpo mineral a explotar mediante un corte longitudinal del cuerpo de mineral, presentando una subdivisión dada por un módulo (1 1 ), el que puede ser prisma rectangular o cilindrico cómo se muestra en la figura. Esta subdivisión, que de acuerdo a una modalidad de la invención es inicialmente una subdivisión virtual y no física, representa el volumen del cuerpo de mineral que se someterá al proceso de lixiviación dentro del módulo (1 1 ). Además, la figura 3 muestra la disposición de un túnel superior o túnel de techo (12) y de un túnel inferior o túnel de suelo (13), ambos dispuestos fuera del cuerpo mineral a explotar (10) para reducir la cantidad de mineral a ser extraído del volumen subterráneo para su explotación fuera del mismo. Sin embargo, en modalidades alternativas de la invención, y de acuerdo a las disposiciones y configuraciones de los yacimientos, tanto los túneles superiores (12) como los túneles inferiores (13) pueden excavarse en el cuerpo de mineral a explotar, en cuyo caso la marina de túneles que se retire en la excavación puede disponerse al exterior del volumen subterráneo para la lixiviación de dicho material en pilas, mediante métodos asociados a minería tradicional.

Por otra parte, la figura 3 muestra que la excavación de los túneles superior e inferior (12, 13) se realiza dejando un espacio entre el módulo (1 1 ) y los túneles. Dicho espacio se denomina placa de techo (14) y placa de suelo (15) del módulo, según corresponda. Las placas de techo y de suelo del módulo (14, 15) enmarcan el volumen interior del módulo al menos en sus porciones superior e inferior, encapsulando el cuerpo de mineral contenido dentro del módulo (1 1 ). En este punto es relevante indicar que el encapsulamiento del módulo (1 1 ) permite evitar que el mismo esté directamente expuesto a las condiciones del entorno (túneles) y/o ambientales (al exterior del volumen subterráneo), situación favorable para la perforación y quiebre de los módulos, así como también para la extracción del mineral de acuerdo con la presente invención.

En efecto, el encapsulamiento del cuerpo mineral a explotar permite que el mismo mantenga una temperatura superior al ambiente al encontrarse contenido completamente por el volumen subterráneo, aprovechándose la mayor temperatura que obtiene dicho volumen subterráneo en la medida que se aleja de la intemperie y dado que las altas temperaturas son favorables para los procesos de lixiviación. Además, el encapsulamiento permite evitar que se pierda el efecto exotérmico del proceso de lixiviación, ayudando a mantener alta la temperatura del cuerpo de mineral. Por otra parte, el encapsulamiento permite que el riego sobre el cuerpo de material a explotar se pueda realizar a presión, reduciéndose considerablemente los puntos en donde el cuerpo de mineral a explotar se conecta al exterior, reduce el agua requerida solo a aquella necesaria para saturar el cuerpo de mineral, ya que el resto del proceso es solo recirculación de las soluciones de lixiviación, y evita la generación de evaporación y liberación de gases al ambiente.

Por otra parte, la figura 4 muestra el esquema de la figura 3 pero incluyendo perforaciones de conexión (16) y (17) dispuestas entre el túnel superior (12) y el módulo (1 1 ) y entre el módulo (1 1 ) y el túnel inferior (13), respectivamente. Las perforaciones de conexión (16, 17) permiten conectar los túneles (12, 13) con el módulo (1 1 ) que contiene el cuerpo de mineral a explotar (10), con el objetivo de permitir los trabajos de explotación sobre dicho cuerpo. En este contexto, dichas perforaciones de conexión (16, 17) están dispuestas para permitir que el módulo (1 1 ), particularmente el cuerpo de mineral a explorar contenido en el mismo, sea adaptado para adecuar o modificar sus condiciones para el proceso extractivo, por ejemplo, respecto a la granulometría y permeabilidad del cuerpo de mineral a explotar en relación con el proceso de lixiviación que se realizará en el mismo. De acuerdo a modalidades preferentes de la invención, las perforaciones de conexión (16, 17), que pueden ser una o varias, permiten generar mallas o arreglos de perforaciones en cada módulo (1 1 ), tal como se muestra en los ejemplos de la figura 5, en donde dichos arreglos permitirán reacondicionar el cuerpo de mineral contenido o encapsulado por cada módulo para favorecer el proceso de extracción, por ejemplo, quebrando la roca que forma dicho cuerpo de mineral encapsulado para favorecer la fragmentación y permeabilidad de dicha roca. En este sentido, la figura 4 muestra que el cuerpo de mineral contenido dentro del módulo (1 1 ) se encuentra quebrado, lo que se representa con un patrón de relleno distinto al cuerpo de mineral a explotar (10) presente al exterior del módulo (1 1 ). Es relevante destacar que el cuerpo de mineral quebrado dentro de cada módulo se mantiene encapsulado por al menos la placa de techo (14) y la placa de suelo (15).

La figura 5 enseña distintas mallas o arreglos de perforaciones para quebrar el cuerpo de mineral contenido en cada módulo (1 1 ), los que se muestran de sección transversal rectangular o circular dependiendo de la forma escogida para los módulos. Estos arreglos están dados por una disposición especial de una o más perforaciones de apertura (18) dispuestas para albergar en su interior al menos un medio de generación de ondas de expansión (no mostrado), el que es activado para quebrar el cuerpo de mineral contenido dentro de cada módulo (1 1 ). Por ejemplo, el arreglo de perforaciones H de la figura 5 muestra una única perforación de apertura (18) dispuesta de manera central en el módulo (1 1 ), en donde las dimensiones y profundidad de dicha perforación, y así como el o los medios de generación de ondas de expansión que se empleen, deben ser tales que permiten quebrar el cuerpo de mineral contenido por el módulo (1 1 ) para lograr condiciones adecuadas para la lixiviación del mismo. Por otra parte, el arreglo A de la figura 5 muestra una disposición de cuatro perforaciones de apertura (18).

En la figura 5 también se muestra que las mallas de perforaciones pueden disponer una o varias perforaciones de liberación (19) en conjunto con las perforaciones de apertura

(18) , en donde las perforaciones de liberación (19) se disponen para facilitar el desplazamiento del cuerpo de mineral quebrado una vez que se activan el o los medios de generación de ondas de expansión que se disponen en las perforaciones de apertura (18). En efecto, la presión ejercida por la activación de dichos medios no solo fragmenta la roca contenida en el módulo (1 1 ), sino que también presiona dicha roca hacia el exterior de la perforación de apertura (18). Luego, la perforación de liberación (19) posee un espacio vacío que puede ser ocupado por la roca fragmentada una vez que se activan el o los medios de generación de ondas de expansión, liberando la presión ejercida y favoreciendo el desplazamiento de la roca al interior del módulo, aumentándose la permeabilidad del cuerpo de mineral a explotar contenido en el módulo (1 1 ) sin perderse el soporte que posee la roca sobre sí misma. En este contexto, la disposición de las perforaciones de liberación

(19) y perforaciones de apertura (18), así como también las dimensiones de dichas perforaciones y el tipo de medio de generación de ondas de expansión, deben ser tales que permiten obtener granulometría y permeabilidad deseadas para la lixiviación, y, a la vez, como el volumen de hueco generado por las perforaciones es un porcentaje muy menor del volumen de roca, el movimiento de la roca fragmentada se producirá principalmente en dirección horizontal, manteniéndose el soporte del volumen subterráneo que contiene el cuerpo de mineral a explotar.

En este punto es importante destacar que las mallas de perforaciones mostradas en la figura 5 se presentan únicamente como ejemplos ilustrativos de la invención, existiendo múltiples posibles disposiciones de perforaciones que permitan realizar el quiebre del cuerpo de mineral a explotar a la granulometría y permeabilidad deseadas, manteniendo el cuerpo de mineral encapsulado dentro del módulo y soportando el volumen subterráneo. La malla a seleccionar atenderá las condiciones geo-mecánicas de cada módulo.

En la figura 6 se muestra un esquema representando un corte longitudinal del cuerpo de mineral a explotar (10), subdividido en cinco módulos (1 1 ), tres prismas rectangulares y dos cilindricos, emplazados en dirección longitudinal en relación con el cuerpo de mineral, es decir, uno al lado del otro a lo largo del cuerpo de mineral. De acuerdo con esta modalidad, la subdivisión en módulos es tal que estos se conectan en línea con un único túnel superior (12) y un único túnel inferior (13). Por otra parte, mediante esta modalidad es posible apreciar que el encapsulamiento de cada módulo (1 1 ) además de realizarse por las placas de techo (14) y de suelo (15) de los mismos, puede formarse por una pared de contacto (10a) que envuelve cada módulo (1 1 ), en donde dicha pared de contacto (10a) está forma por el cuerpo de mineral a explotar (10) presente entre módulos (1 1 ) adyacentes. De acuerdo con una modalidad alternativa, esta pared puede representar un cuerpo de mineral externo a cada módulo (1 1 ) y que no se encuentra quebrado por la activación de los medios de generación de ondas de expansión. Mediante esta modalidad el encapsulamiento de cada módulo (1 1 ) es en todas las direcciones, favoreciendo la lixiviación del cuerpo mineral contenido en cada módulo, además, permite mejorar las propiedades del encapsulamiento discutidas anteriormente. En algunas modalidades preferentes, esencialmente hacia un borde del cuerpo de mineral, las paredes (10a) están formadas de roca que no pertenece al cuerpo de mineral. En otras modalidades los módulos se encuentran emplazados uno al lado del otro, sin presentar una pared (10a) física que los separe, en donde el encapsulamiento general se produce lateralmente por las paredes de la roca que rodean al cuerpo de mineral quebrado.

En la figura 7 se muestra un esquema representando un corte transversal del cuerpo de mineral a explotar (10), subdividido en cuatro módulos (1 1 ), dos prismas rectangulares y dos cilindricos, emplazados en dirección transversal en relación a los túneles superior e inferior. En la disposición de módulos de la figura 7 se muestra que cada módulo está afectado por sus propios túneles superior e inferior (12, 13), los que se extienden en dirección longitudinal con respecto al cuerpo de mineral. En este contexto, dependerá de la geometría del yacimiento la dirección y disposición de los túneles que se realicen para la explotación del cuerpo de mineral, empleándose la distribución de túneles que signifique la menor cantidad de faenas y costos. De preferencia, el emplazamiento de los túneles será tal que mediante cada túnel se maximice la cantidad de módulos a los que se accede, primero con perforaciones para quebrar los módulos y después para riego con una solución de lixiviación. En la figura 7 se muestra que la pared (10a) que encapsula lateralmente los módulos con material quebrado también puede rodear transversalmente a dichos módulos. Sin embargo, y al igual que en relación con la figura 6, en otras modalidades los módulos se encuentran emplazados uno al lado del otro, sin presentar una pared física (10a) que los separe, en donde el encapsulamiento global se produce lateralmente por las paredes de la roca que rodean al cuerpo de mineral quebrado. Al igual que anteriormente, en este punto es relevante destacar que, de acuerdo con la invención, el tamaño y distribución de cada módulo (1 1 ) no necesariamente debe ser uniforme, ya que el tamaño y ordenamiento de los módulos se adapta a la forma del cuerpo de mineral en el cual se encuentra emplazado. Por lo tanto, es posible que cada módulo

(1 1 ) sea diferente a los módulos adyacentes, lo que dependerá de la geometría del cuerpo de mineral a explotar (10).

En la figura 8 se muestra un esquema enseñando un módulo (1 1 ) prisma rectangular y otro cilindrico, con su cuerpo de mineral quebrado y emplazado en un cuerpo de mineral a explotar (10), en el cual se disponen medios de inyección (20), para la inyección de la solución de lixiviación en el módulo, y medios de recolección (21 ), para la recolección de la solución de lixiviación cargada (PLS). De acuerdo con la modalidad de la figura 8, la inyección de la solución de lixiviación se realiza mediante una malla de riego (22) que se emplaza sobre la superficie del módulo (1 1 ), presentando múltiples puntos de riego de la solución de lixiviación distribuidos uniformemente, facilitando la circulación de la solución por todo el cuerpo de mineral quebrado encapsulado dentro del módulo (1 1 ). De acuerdo con una alternativa asociada a esta modalidad, la circulación de la solución de lixiviación a través del módulo (1 1 ) se realiza por acción de la gravedad, recolectándose el PLS en un punto de recolección por los medios de recolección (21 ). En una modalidad alternativa de la invención, el módulo (1 1 ) posee una porción inferior en forma de cono o con paredes de roca inclinadas, favoreciendo la recolección del PLS en un único punto. Además, esta modalidad muestra que los medios de inyección (20) pueden disponerse en el túnel superior

(12) , mientras que los medios de recolección (21 ) pueden disponerse en el túnel inferior

(13) . Los medios de inyección y recolección (20, 21 ) pueden formar parte de un sistema de tubería emplazado para la inyección de la solución de lixiviación y recolección del PLS.

En la figura 9 se muestra un esquema enseñando un módulo (1 1 ) prisma rectangular y otro cilindrico, con su cuerpo de mineral quebrado y emplazado en un cuerpo de mineral a explotar (10), en el cual se disponen medios de inyección (20), para la inyección de la solución de lixiviación en el módulo, y medios de recolección (21 ), para la recolección del PLS. De acuerdo con la modalidad de la figura 9, la inyección de la solución de lixiviación se realiza mediante una malla de riego (22a) que presenta cinco puntos de inyección de la solución de lixiviación, la que preferentemente se inyecta a presión, distribuidos de manera uniforme, permitiendo la distribución de la solución de lixiviación en todo el módulo. De acuerdo con esta modalidad, perforaciones de inyección (23) son implementadas dentro de cada módulo para el riego con la solución de lixiviación, extendiéndose por al menos parte de la altura de éstos, alcanzando una profundidad adecuada en el módulo para facilitar el riego de todo el cuerpo de mineral encapsulado. Estas perforaciones de inyección (23) se disponen para el ingreso a presión de la solución hasta cierta profundidad dentro del módulo, facilitando la penetración de la solución en distintas capas del módulo por acción de la presión.

En la figura 10 se muestra un esquema enseñando un módulo (1 1 ) prisma rectangular y otro cilindrico, con su cuerpo de mineral quebrado y emplazado en un cuerpo de mineral a explotar (10), en el cual se disponen medios de inyección (20), para la inyección de la solución de lixiviación en el módulo, y medios de recolección (21 ), para la recolección del PLS. De acuerdo con la modalidad de la figura 10, la inyección de la solución de lixiviación se realiza mediante una malla de riego y recolección (22b) que presenta cuatro puntos de inyección de la solución de lixiviación, la que preferentemente se inyecta a presión, distribuidos de manera uniforme, permitiendo la distribución de la solución de lixiviación en todo el módulo. Además, la malla de riego y recolección comprende un punto central de recolección, dado por una perforación de recolección (24) que atraviesa toda la altura del módulo (1 1 ), preferentemente. De acuerdo con esta modalidad, perforaciones de inyección (23) son implementadas dentro de cada módulo, extendiéndose por al menos parte de la altura de éstos, alcanzando una profundidad adecuada en el módulo para facilitar el riego de todo el cuerpo de mineral encapsulado. Estas perforaciones se disponen para el ingreso a presión de la solución hasta cierta profundidad dentro del módulo, facilitando la penetración de la solución en distintas capas del módulo por acción de la presión. Además, la perforación de recolección (24), dispuesta centralmente y equidistante a las perforaciones de inyección (23), permite recolectar el PLS a lo largo de toda la altura del módulo (1 1 ), maximizando la recuperación. En este contexto, la circulación de la solución de lixiviación en el módulo (1 1 ) se realiza mediante líneas de flujo, que surgen desde cada perforación de inyección (23) y que se extienden hacia la perforación de recolección (24), desplazándose casi horizontalmente. Las líneas de flujo circulan por todo el cuerpo de mineral quebrado dentro del módulo. La perforación de recolección (24) se conecta con los medios de recolección (21 ) para la extracción del PLS.

En la figura 1 1 se muestra un esquema enseñando un módulo (1 1 ) prisma rectangular y otro cilindrico, con su cuerpo de mineral quebrado y emplazado en un cuerpo de mineral a explotar (10), en el cual se disponen medios de inyección (20), para la inyección de la solución de lixiviación en el módulo, y medios de recolección (21 ), para la recolección del PLS. De acuerdo con la modalidad de la figura 1 1 , la inyección de la solución de lixiviación se realiza mediante una malla de riego y recolección (22c) que presenta cuatro puntos de recolección de la solución de lixiviación, distribuidos de manera uniforme, y un punto de inyección central, permitiendo la distribución de la solución de lixiviación en todo el módulo. Los puntos de recolección están dados por perforaciones de recolección (24) que atraviesan toda la extensión de los módulos y que se disponen equidistantes a una perforación de inyección (23), en donde esta última se extiende por al menos parte de la altura del módulo, alcanzando a una profundidad adecuada en el módulo para facilitar el riego de todo el cuerpo de mineral encapsulado. De manera alternativa, de acuerdo con esta modalidad la perforación de inyección (23) se extiende de extremo a extremo en el módulo (1 1 ), abarcando toda su altura. La perforación de inyección (23) se dispone para el ingreso a presión de la solución dentro del módulo, facilitando la penetración de la solución en distintas capas del módulo por acción de la presión. Además, las perforaciones de recolección (24), dispuestas equidistantes a la perforación de inyección (23), permiten recolectar el PLS a lo largo de toda la altura del módulo (1 1 ), maximizando la recuperación. En este contexto, la circulación de la solución de lixiviación en el módulo (1 1 ) se realiza mediante líneas de flujo que surgen desde la perforación de inyección (23) central y que se extienden, desplazándose casi horizontalmente, hacia las perforaciones de recolección (24). Las líneas de flujo circulan por todo el cuerpo de mineral quebrado dentro del módulo. Las perforaciones de recolección (24) se conectan con los medios de recolección (21 ) para la extracción del PLS.

En este punto es relevante destacar que cada arreglo o malla de riego y recolección, disponiendo puntos de inyección y recolección de la solución, puede implementarse en cada módulo de forma independiente o en combinación, buscándose favorecer la circulación de la solución de lixiviación por todo el cuerpo de mineral quebrado y maximizar la recuperación del metal. Además, la distribución de los puntos de inyección y recolección es tal que favorece la implementación de un arreglo integrado de medios de inyección y recolección que se emplazan por cada módulo, facilitando la implementación de las mallas de riego y recolección a través de cada módulo. Esta modalidad también permite que los medios de inyección y recolección sean invertidos empleando la misma disposición de componentes, maximizando la recuperación al cambiar el sentido de la circulación de las soluciones y así asegurar que la solución circule por todo el cuerpo de mineral a explotar. Por ejemplo, mediante dicho arreglo integrado de medios de inyección y recolección pueden conectarse módulos adyacentes en serie o en paralelo, distribuyendo la solución de lixiviación en los mismos de acuerdo a los requerimientos y planes de extracción, siendo posible modificar la distribución del riego en forma sencilla y sin cambios en la disposición de componentes que forman el arreglo integrado. ^' Por otra parte, en este punto también es relevante destacar que si bien la forma de los módulos es preferentemente prisma rectangular, dicha forma está dada por el quiebre del cuerpo de mineral contenido en el módulo y encapsulamiento del mismo, pudiendo obtenerse módulos de cualquier forma mientras se mantengan las propiedades del encapsulamiento. Del mismo modo, la configuración de la porción inferior del módulo (1 1 ) en forma de cono puede ser reemplazada por otro tipo de forma, por ejemplo, una sección prácticamente uniforme en toda la extensión del módulo, tal como se muestra en la figura 1 1 , en donde la recolección se realiza por medio de una o varias perforaciones de recolección (24) que facilitan la recolección del PLS.

En la figura 12 se muestra un esquema representando un corte longitudinal en dos niveles del cuerpo de mineral a explotar (10), subdividido en módulos (1 1 ) emplazados tanto en dirección longitudinal en relación con el cuerpo de mineral, es decir, dispuestos a lo largo del cuerpo mineral, como en dirección vertical en relación con el cuerpo de mineral, es decir, dispuesto a lo alto del cuerpo mineral. En efecto, en la figura 12 puede apreciarse una distribución de varios módulos (1 1 ) dispuestos uno al lado del otro y uno sobre otro, emplazándose un túnel inferior (13) que a su vez es túnel superior (12) entre los módulos dispuestos verticalmente. Además, la modalidad de la figura 12 muestra que los módulos pueden disponerse en distintas formas, presentando o no la porción inferior con forma de cono. Esto también implica que pueden emplearse combinaciones distintas de arreglos de perforación y de inyección y recolección en un mismo módulo.

Por otra parte, la figura 12 también muestra módulos ya explotados (1 1 a, 1 1 b), desde los cuales ya se ha recuperado el metal. En este contexto, el módulo (1 1 a) representa un módulo recientemente "agotado" o explotado, mientras que el módulo (1 1 b) muestra dos módulos "agotados" cuya pared de contacto (10a) también se ha explotado. Debe entenderse en el concepto de "agotado" el hecho que se haya logrado un nivel de recuperación, del metal contenido en el cuerpo mineral, muy cercano a lo que la tecnología actual lo permite. Se abren en consecuencia algunas opciones respecto a qué hacer con el módulo "agotado" como agregarle soluciones nuevas que permitan hacer una segunda lixiviación u otras que permitan oxidar al menos en parte el metal residual para otra futura lixiviación o esperar a que una tecnología futura de lixiviación permita recuperar el metal residual.

En la figura 13 se muestra un esquema representando, en dos niveles, un corte transversal del cuerpo de mineral a explotar (10), subdividido en módulos (1 1 ) emplazados tanto en dirección transversal en relación con el cuerpo de mineral, es decir, dispuestos a lo ancho del cuerpo mineral, como en dirección vertical en relación con el cuerpo de mineral, es decir, dispuesto a lo alto del cuerpo mineral. También se observan módulos "agotados (1 1 a, 1 1 b).

En la figura 14 se muestra un esquema de explotación visto en planta, siendo posible evidenciar una distribución parcial de módulos (1 1 ) a lo largo y ancho del cuerpo de mineral a explotar (10), dispuestos bajo una serie de túneles superiores (12) y sobre una serie de túneles inferiores (13) que conectan el arreglo de módulos. En esta figura se evidencia cómo la malla de riego y recolección dada por las perforaciones de inyección y recolección (23, 24) puede distribuirse en el cuerpo de mineral a explotar (10) para la explotación de los módulos que subdividen dicho cuerpo, generándose una red integrada de inyección y recolección que facilita la explotación del cuerpo de mineral, en donde dicha red puede ser reversible. Es decir, el sistema de tuberías tiene la flexibilidad de poder alternar las perforaciones de inyección para estas pasar a ser de recolección y viceversa. Las figuras anteriores evidencian que la explotación del yacimiento puede realizarse en cualquier orden, ya sea explotando los módulos en forma secuencial en una dirección dada, simultáneamente en toda una extensión determinada y/o en forma aleatoria, activando algunos módulos antes que otros, por ejemplo, si hay porciones del cuerpo de mineral con mayor ley que se desean explotar en primer lugar. Al respecto, la planificación de la explotación de la subdivisión en módulos del yacimiento debe planearse en función no solo del aprovechamiento del recurso, sino que considerando la instalación minera que debe realizarse.

En la figura 15 se muestra un corte longitudinal-vertical de un cuerpo minero (1 ), el que ha sido y está siendo explotado en nueve niveles, ajustándose cada uno al ancho del cuerpo minero. Cada uno de esos niveles fue atendido por túneles superiores y por túneles inferiores para generar múltiples módulos a ser quebrados y lixiviados tanto a lo largo del cuerpo como a su ancho. En este caso los túneles se conectan con un pique, que sale próximo a la planta de proceso (7), el que debe contener las tuberías con soluciones de inyección (20), así como las tuberías con PLS (21 )

En la figura 15 también se aprecia que en distintos niveles se ha producido el "agotamiento" de varios módulos (11 a, 1 1 b), en el concepto de agotamiento explicado anteriormente. También se aprecia en la figura 15 que el estrato material que está entre niveles, incluyendo las placas de techo (14) y las placas de suelo (15) no ha sido explotado a pesar de ser mineralizado. Para este estrato se pueden aplicar dos definiciones: la primera es mantenerlos para seguir trabajando los módulos quebrados en procesos complementarios de oxidación del metal o de re-lixiviación con soluciones nuevas que dé el estado del arte de la tecnología; la segunda opción es generar módulos en esos estratos a partir de los túneles para quebrarlos y lixiviarlos de una manera similar a lo indicado en la presente invención.

Por otra parte, en la figura 15 también puede apreciarse que la generación de módulos es adaptativa a la disposición del cuerpo de mineral, por ejemplo, el módulo (1 1 c) tiene una altura menor para abarcar la parte inferior del cuerpo de mineral (1 ), maximizándose su explotación.

Si bien el concepto de módulos se ha presentado como un proceso de explotación "baten o discreta", en la práctica lo más probable es que se trabaje la minería (perforación y explosivos) en forma continua bajo y sobre las líneas de túneles, quebrándose y explotándose múltiples módulos en forma simultánea o de acuerdo a los requerimientos del plan de explotación del yacimiento.

También es importante precisar que si las condiciones geo-mecánicas recomiendan hacer las perforaciones con un ángulo respecto a la vertical, esta invención aplica absolutamente, adaptándose a este y otros requerimientos dados por las condiciones del cuerpo de mineral.