METODOS DE EXPLOTACIONSUBTERRANEA

Ing. Marco Antonio Valenzuela Salas

INTRODUCCION

El diseño de una mina tiene múltiples facetas y objetivos, entre los que cabe destacar:

La selección del método de explotación, El dimensionamiento geométrico de la mina La determinación del ritmo anual de producción y la

ley de corte La secuencia de extracción, etc.

OBJETIVO

El objetivo principal es diseñar un sistema de extracción apropiado bajo las características actuales del yacimiento explorado. Esto puede ser interpretado como el camino para alcanzar la máxima utilidad de la operación, pero la decisión se basa en factores técnicos; por ejemplo, alta productividad, extracción total del mineral, condiciones de trabajo seguro, etc.

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA SELECCIÓN DEL METODO DE EXPLOTACION

Los factores que tienen un mayor peso en la primera etapa de selección son :• la geometría, • la distribución de leyes del depósito, • las propiedades geo mecánicas del mineral

y estéril adyacente. Mediante el análisis de esos factores se obtendrá una primera clasificación y ordenación de los métodos de explotación de explotación para su aplicación más adecuada desde una perspectiva netamente técnica.

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA SELECCIÓN DEL METODO DE EXPLOTACION

En una segunda etapa se procederá a:• la evaluación económica, basada sobre un esquema

general de explotación, así como • el estudio complementario del ritmo de producción, • ley de corte, • necesidades del personal, • impacto ambiental, • procedimientos de restauración y • otras consideraciones específicas.

Con todo ello se determina el método de explotación óptimo y la rentabilidad económica del mismo.

Para seleccionar un método y comenzar con su anteproyecto, es preciso disponer:

de planos y cortes geológicosen estos se indicarán:los principales tipos de roca, zonas alteradas, estructuras principales tales como fallas,

estratos, ejes de pliegues, etc.

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA SELECCIÓN DEL METODO DE EXPLOTACION

Condiciones geológicasGeometría del yacimientoDistribución de leyesCaracterísticas geomecánicas del

yacimientoElección del método de explotación

subterránea respecto a cielo abiertoAnálisis del procedimiento numérico de

selección.Otros factores a considerar.

CONDICIONES GEOLOGICASGeneralmente se refiere a las características geológicas del mineral y de la roca encajonante. La investigación geológica llevada a cabo debe permitir, por un lado: • la correcta evaluación de los recursos y reservas

que alberga el depósito, pero además, • debe facilitar información relativa a los principales

tipos de roca, zonas de alteración, principales estructuras, accidentes tectónicos, etc.

Todo ello debe plasmarse sobre planos y secciones a escala adecuada con el fin de visualizar e interpretar fácilmente el yacimiento.

GEOMETRIA DEL YACIMIENTO

La geometría del yacimiento se define a través de:su forma general, potencia, inclinación y profundidad.

DISTRIBUCION DE LEYES

La distribución de leyes se define como: uniforme, gradual, diseminada y errática.

1.- FORMA

- Equidimensional o masivo: Todas las dimensiones son similares en cualquier dirección.

- Tabular.: Dos de las dimensiones son mucho mayor que la tercera.

- Irregular: las dimensiones varían a distancias muy pequeñas.

2.- POTENCIA

- Estrecha : < a 10 m.

- Intermedia : 10 – 30 m

- Potente : 30 – 100 m

- Muy potente : > 100 m

3.- INCLINACION

- Echado : < a 20°- Intermedio : 20 – 55°

- Inclinado : > a 55°

Cuadro.- Geometría del yacimiento y distribución de leyes

4.- PROFUNDIDAD DESDE LA SUPERFICIE

- Pequeña : < a 150 m.

- Intermedia : 150 – 600 m

- Alta : > a 600 m

5.- DISTRIBUCION DE LEYES

- Uniforme: La ley del yacimiento se mantiene prácticamente constante en cualquier punto del yacimiento mineralizado- Gradual o diseminado: Las leyes tienen una distribución zonal, identificándose cambios graduales de un punto a otro.- Errático: No existe una relación espacial entre las leyes , ya que estas cambian radicalmente de un punto a otro en distancias muy pequeñas.

Cont….Cuadro.- Geometría del yacimiento y distribución de leyes

Geomecanica del yacimiento

El comportamiento geotécnico de los diferentes materiales depende básicamente de: la resistencia de la roca, el grado de fracturación del macizo rocoso y la resistencia de las discontinuidades.

La resistencia de la rocaLa resistencia de la roca es la relación entre la resistencia de la roca a la compresión simple y la presión ejercida por el peso del recubrimiento sobre esta, la que puede calcularse a partir de la profundidad y la densidad de la roca.

La resistencia de la rocaEl espaciamiento entre fracturas puede definirse en términos de fracturas por metro o por el RQD (“Rock Quality Designation”). El RQD es el porcentaje de trozos de testigos con una longitud superior a 10 cm por metro de longitud del taladro.

La presencia de agua en las fallas geológicas y zonas de corte, influye significativamente en la estabilidad de la masa rocosa de una excavación

1.- RESISTENCIA DE LA MATRIZ ROCOSA (Resistencia a compresión simple Mpa/Presion de recubrimiento (Mpa)- Pequeña : < a 8

- Media : 8 - 15

- Alta : > a 15

2.- ESPACIAMIENTO ENTRE FRACTURAS

Fracturas /m. RQD (%)

- Muy pequeño : > 16. 0 – 20

- Pequeño : 10 – 16 20 – 40

- Grande : 3 – 10 40 – 70

- Muy grande : < 3 70 – 100

3.- RESISTENCIA DE LAS DISCONTINUIDADES

- Pequeña: Discontinuidades limpias con una superficie suave o con material de relleno blando- Media: Discontinuidades limpias con una superficie rugosa.

- Grande: Discontinuidades rellenas con un material de resistencia igual o mayor que la roca intacta.

Cuadro.- Características geomecánicas

En el pasado

La selección de un método minero para explotar un yacimiento nuevo se basaba:• En la revisión de las técnicas aplicadas en

otras minas, y • En las experiencias conseguidas sobre

depósitos similares, dentro de un entorno próximo.

•

En el presente

Las inversiones de capital son muy elevadas, y la influencia que estos tienen sobre los costes de extracción son muy importantes, es necesario que dicho proceso de selección responda a un análisis sistemático y global de todos los parámetros específicos del yacimiento: • geometría del deposito y distribución de leyes,• propiedades geo mecánicas del mineral y rocas encajantes, • factores económicos, • limitaciones ambientales, • condiciones sociales, etc.

CLASIFICACION DE LOS METODOS DE EXPLOTACION

Método con mínimo soporte o con

espacios abiertos

Métodos con soporte adicional o con relleno

Método por hundimiento o derrumbes

Cámaras y pilares Corte y relleno ascendenteConvencional.Corte y relleno ascendenteMecanizado.

Hundimiento por subniveles

Tajeo por subniveles Corte y relleno descendente

Hundimientos por bloques

Cráteres verticales en retroceso

Almacenamiento provisional

Entibación con cuadros

Tajeos largos

• El método de " Corte y Relleno Ascendente " es el que cobra mayor auge y que se presta mejor a las condiciones existentes en MINA, ya que facilita un adecuado control de la ley del mineral y proporciona soporte a las caja, suele aplicarse a estructura de tipo vetas, el mineral y cajas pueden ser suave a medianamente competentes, es lo que comúnmente se encuentra en las minas, buzamiento aproximadamente 45° pero pueden trabajar con cualquier buzamiento, potencia sin limite.

Corte y Relleno Ascendente convencional

• Este método suele aplicarse a estructuras de tipo vetas, el mineral y las cajas pueden ser blandas o medianamente competentes, es lo que comúnmente se encuentra en las minas, buzamiento 45° pero pueden trabajar con cualquier buzamiento.

• Para la aplicación de este método, primeramente se corre una galería en veta para determinar las características de la mineralización y a la vez delimitar el block mineralizado.

• Una vez terminado la etapa de desarrollo, se procede a empezar la etapa de preparación.

DESCRIPCION DEL METODO• En la explotación con el " Corte y Relleno Ascendente ", mineral se

arranca por franjas horizontales, empezando por la parte inferior del tajo y avanzando progresivamente hacia arriba, o puede ser al revés, es de acuerdo como se comporta el terreno y la veta en el tajo

• El mineral arrancado de los frentes y tajeos es llevado a los echaderos (mediante la chimenea ) este transporte hacia los hechaderos se hacen con carros mineros empujados a pulso por tres hombres, a través de los cuales es vaciado a los carros de la locomotora por el nivel de extracción para su evacuación de la mina.

• ETAPA DE DESARROLLO ( EXPLORACIÓN)• Esta etapa tiene por finalidad dar acceso al block mineralizado,

primero sirve congo labor de reconocimiento y posteriormente como galería de extracción. Mediante el desarrollo se verifica, delimita y estima el rendimiento económico del block. Sin desarrollos no se puede hacer preparaciones, ni tajeos de rotura.

ETAPA DE PREPARACIÓN

• Entre ambas chimeneas a una distancia de 20m de cada chimenea, al centro del tajo se levanta un encribado de doble compartimiento, llamado tolva camino (buzón camino), que sirve de echadero de mineral y para el ingreso de personal y accesorios, el camino y la tolva .

• En la preparación, se procede a construir 2 chimeneas que servirán para el acceso del relleno y también para el acceso de materiales como cribing etc.

ACTIVIDADES CÍCLICAS

• Perforación.- Los trazos son de acuerdo a la dureza de la roca velocidad de perforación promedio-es 32.2 cm./min.

• Voladura-- Explosivos de alta velocidad si la roca es dura o competente; explosivo de baja velocidad si la roca es suave. Guías ensambladas ( fulminante, mecha ) cordón de 6 pies de longitud.

• Acarreo.- Es la limpieza del mineral volado del tajo con la ayuda del winch marca.

MINADO• Una vez lista la preparación se

procede a la explotación propiamente dicha. En el minado, el mineral roto aumenta de volumen, por esta razón en cada corte y tajada se limpia todo el mineral volado y este mineral jalado tiene que ser reemplazado por material estéril procedente de superficie dándole una altura adecuada ( 1.80m ) para efectuar el siguiente corte. El personal de un tajeo esta distribuido de la siguiente manera:

Relleno . El relleno se efectúa por la chimenea.