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La Universidad de la Región de Atacama
Métodos de Explotación
302 - 601
Explotación Subterránea
La Minería Subterránea es aquella explotación de recursos mineros que se
desarrolla por debajo de la superficie del terreno. En la minería Subterránea, la
extracción de estéril suele ser prácticamente insignificante a lo largo de la vida de la
mina, pues solo procederá de labores de acceso y preparación.
En este grupo de métodos, el control del terreno o de los caserones, una vez extraído
el mineral, es una de la consideraciones mas importantes que intervienen en la forma
de explotar un yacimiento
Actividad 01:
Vea el siguiente video para comprender el ambiente de la minería subterránea
http://www.youtube.com/watch?v=_NEBJ_NnGN8
http://www.youtube.com/watch?v=0W2CuyYmwdc
La explotación correcta de una mina
subterránea requiere una red cuidadosamente
planificada de piques, galerías, rampas y
chimeneas.
Estas labores permitirán el acceso al
yacimiento, la circulación de personal o
maquinaria, la extracción de mineral y estéril, la
ventilación de las labores, etc.
En Chile el único proyecto que va a pasar de Rajo Abierto a subterránea es
Chuquicamata debido al gran tamaño que ha alcanzado y sabiendo que hay mineral
debajo de la actual explotación y también debido a que en las condiciones actuales,
los costos son muy altos y crecientes.
Esto también está sucediendo con el mellizo que tiene “Chuqui” en Estados Unidos,
que es Bengham Canyon, una mina de Río Tinto en Utah, USA. Ambas compitieron
durante mucho tiempo por cuál era el pit más grande del mundo, hoy también deben
pasar a minería subterránea”
Actividad 02
Leer la entrevista de Fernando Reyes, gerente de Desarrollo de Negocios de SKM Chile
en revista Área Minera Titulo: “Minería subterránea: Es la minería del futuro.”
http://www.aminera.com/historico/54-contenido/40387-mineria-subterranea-es-la-mineria-del-futuro.html
Componentes de una Mina Subterránea
Desarrollos (Accesos)
Accesos principales (rampa, piques)
Accesos secundarios
Niveles/chimeneas de ventilación
Preparación (Infraestructura)
Niveles de extracción
Niveles de perforación
Sistema de traspaso de mineral
Chimenea “slot” o de cara libre
Desarrollo (accesos)
Preparación (infraestructura)
UBE
Superficie Topográfica
La infraestructura en una mina subterránea debe cumplir diversos roles, como por
ejemplo:
- Permitir el acceso a unidades de explotación (Caserones).
- Cumplir con funciones de Extracción y Transporte de mineral.
- Cumplir con funciones de Ventilación y drenaje de la mina.
- Albergar oficinas, taller de mantención de maquinaria, polvorines, refugios.
- Sus dimensiones deben ser mínimas por costos asociados (construcción y soporte)
La infraestructura de mina Carola
La infraestructura de mina Atacama Kozan
Accesos Principales
Corresponden a aquellas labores que comunican el cuerpo mineralizado con la
superficie, para su respectiva explotación. Los accesos pueden ser:
Socavones (Adit)
Piques, que pueden ser verticales (vertical shaft) o inclinados ( inclened shaft o
chiflones)
Rampas (declines o ramps)
Para desarrollar los accesos se debe proceder de acuerdo a un plan bien
determinado, basado en la información obtenida con anterioridad a la exploración,
teniendo en consideración a lo siguiente.
-Sacar mineral útil.
- En una labor horizontal de sección definida, solo puede transportarse una
cantidad limitada de mineral u otro elemento.
- Una extracción mayor, significa desarrollar una mayor cantidad de labores.
-Tener presente que el costo por tonelada, en una labor de desarrollo es mas
que caro que al extraer una tonelada de mineral durante la explotación.
Los desarrollos pueden clasificarse, según su productividad, como:
Desarrollo productivo:
El avance se realiza extrayendo mineral, lo que se utiliza bastante donde la mena es
mas blanda que el estéril de vetas de potencia media.
Desarrollo improductivo:
Cuando el avance se realiza en estéril.
Acceso principal mediante Socavón
El socavón es una labor horizontal o con una pequeña inclinación que solo tiene una
entrada, que permite el ingreso y salida de una mina subterránea, Con una pendiente
de un 10 – 12 % para permitir el movimiento de la maquinaria minera
autopropulsada y para el uso de correas transportadoras es de un 15%. El socavón
es mas económico, mas rápido y mas seguro de construir que un pique.
Loa accesos principales mediante se utilizan para el acceso del personal y maquinaria a
los caserones, transporte de mineral y estéril, etc. En ellas se instalan las vías,
transportes, conducciones, cables eléctricos, etc.
Su forma puede ser trapezoidal o aproximadamente semicircular. Si las características
del terreno lo exigen, se fortifican. En el piso se excava un canal que permita la
evacuación de aguas.
Ejemplo Proyecto Chuquicamata Subterráneo
Una rampa para la correa para el transporte principal de mineral, con un trazado
recto y longitud aproximada de 7.000 m, y formada por correas en serie con
pendiente ascendente desde interior mina de 15%, que conducirá el mineral desde
interior mina al stock pile en superficie.
Antes de diseñar un socavón o cualquier otro tipo de labores mineras, se deben
considerar varios aspectos:
-Características geológicas del macizo rocoso (litología, meteorización, estructuras,
etc.)
- Análisis de las características mecánicas del macizo rocoso (determinación de
esfuerzos, resistencia de la roca intacta y del macizo rocoso, etc.)
- Levantamiento topográfico.
Métodos constructivos
Para construir labores horizontales existe una variada gama de métodos y equipos.
Los métodos constructivos pueden ser
Métodos no convencionales
Métodos convencionales
Métodos no convencionales
Entre los métodos no convencionales encontramos el uso de maquina tuneladoras
(TMB) y Roadheader, entre otras utilizadas principalmente en la minería del carbón.
En nuestro país existen dos experiencias mineras con el uso de tuneladoras, una de
Codelco Chile División El Teniente y la otra en Anglo American División Los Bronces.
El Teniente, 11 Km de longitud y 4,6 metros de diámetro. Rendimiento de 285 metros
por mes y un costo de 1000 US$/metro. (Wirth TBS III 458/480H)
Los Bronces, 8 km de longitud y 4,5 metros de diámetro. Rendimiento de 23 metros
por día. (SELI Doble Escudo Universal Compacto DSU450)
En general los métodos no convencionales no se utilizan en los proyectos actuales
para la construcción de labores mineras por las siguientes razones:
-La inversión inicial es muy alta, en comparación a los métodos convencionales.
- La forma de la labor es siempre circular lo que implica extraer roca adicional.
- La TMB no puede cambiar la dirección mientras esta en operación. No se puede
acomodar en interior mina para cambiar la dirección.
- Cuando la pendiente de la labor es positiva la tuneladora pierde empuje
- El costo operacional es mucho mayor que con Perforacion y tronadura para labores
menores de 8 Km de longitud.
Pero con ciertas modificaciones de una TMB ya es posible pensar en su utilización.
Métodos convencionales
Los métodos convencionales son aquellos de rompimiento y extracción discontinua.
De la calidad del macizo rocoso dependen las operaciones que deban ejecutarse.
Entre los mas destacados esta el método a tajo abierto, el método austriaco y el de
Perforacion y tronadura, este ultimo es el mas utilizado en la minería metálica.
Métodos de Perforacion y tronadura
Las operaciones unitarias principales del método de Perforacion y tronadura, para la
construcción de un socavón o cualquier labor horizontal son:
Marcado de frente
Perforacion
Tronadura
Ventilación
Carguío
Transporte
Acuñadura
Fortificación
Dimensiones de una Galería
Las dimensiones son de acuerdo a los equipos y la legislación (0,5 metros de ancho). Si la
galería es de mas de 100 metros de largo se deben ubicar refugios (estocadas o
desquinches) cada 30 metros.
Estaciones de paso
Son desquinches en las galerías que se utilizan para permitir el paso de equipos en
interior mina.
Estocadas
Galerías cortas para distintos usos:
Almacenamiento mineral (frontón de acopio)
Punto de carguío (frontón de carguío)
Refugios para personal
Estaciones de sondajes
Acceso a Chimeneas de ventilación
Plano del Nivel de transporte de un Sub Level Stoping.
Accesos mediante piques
Su finalidad suele ser la de conectar las instalaciones de superficie con las
instalaciones subterráneas. Se utilizan para la extracción de mineral y estéril,
transporte de personal y maquinaria, ventilación, etc. Suelen ser verticales, aunque
en algunos casos pueden seguir la inclinación del cuerpo mineral.
El diámetro de un pique puede variar entre 1 ó 2 metros, para pozos de servicio,
hasta 8 ó 10 metros en minas importantes. Pueden tener secciones circulares, o
elípticas, que resisten mejor las presiones del terreno, o rectangulares, que
presentan un mayor coeficiente de utilización. Pueden alcanzar varios centenares de
metros de profundidad.
Suelen llevar entibación, sobre la que se apoyan las guías por las que se mueven
las jaulas o skips.
Construcción de piques.
Mina las Vacas
Mina Las Vacas por la Sociedad Minera Don Alberto, en la 4 región de Chile posee un
sistema de extracción vertical, utilizando los piques Vaca y Don Alberto para su
producción de oro y cobre. El pique Don Alberto accede a todos los niveles de la
mina y por el se extrae el 80% de la producción de la mina.
Existen 12 niveles en la mina, explotando mayormente los nivel 1, 7, 9 y 10 , la cota
inferior se encuentra a -280, correspondiendo a 520 metros verticales desde la
superficie. La mina utiliza los métodos de explotación Strinkage y Cut and Fill
Acceso mediante rampa
La rampa de acceso es la denominación que se le da a las labores que se utilizan
para ingresar y acceder al los distintos caserones de los niveles de producción.
Las dimensiones de las rampas de acceso deben ser las apropiadas para el libre
tránsito de los equipos que se utilizaran para extracción y preparación de los
laboreos. ( LHD, camiones de bajo perfil, perforadoras, Grúas, etc.)
Mina El Peñon
Las rampas se construyen generalmente por estéril y se les agrega una carpeta de
material fino, la cual, es regada constantemente para evitar el levantamiento de polvo
y desgaste excesivo de neumáticos de los equipos.
Las dimensiones de las rampas de acceso en mina comúnmente varían de 2 metros
de ancho y 2 Metros de alto a una sección de 6 x 6 y una pendiente máxima del
15% para el transito de los equipos.
Minera Carola 6 x 5 pendiente promedio 10%
Punta del Cobre 5 x 5 pendiente promedio 8 – 10%
Generalmente el diseño de curvas de alta velocidad es operacional, para el giro de
los equipos involucrados en las operaciones.
Tipos de rampa
Rampa tipo 8 o lemniscata
Rampa circular
Rampa Elíptica
Secuencia de ejecución
Se deben efectuar cálculos para determinar la longitud total de la rampa en los
tramos entre niveles, estos cálculos se deben efectuar con diferentes alternativas de
gradientes, para estimar el costo de su ejecución
Ejemplo diferencia en 60 metros de altitud
Costo US$
alternativas gradiente Distancia
inclinada
Distancia
horizontal
Unitario Total
1 10% 603 m 600 m 1000-1200 m 603000 - 723600
2 12% 504 m 500 m 1000-1200 m 504000 – 604800
3 14% 432 m 429 m 1000-1200 m 432000 – 518400
4 15% 405 m 400 m 1000-1200 m 405000 – 486000
5 16% 380 m 375 m 1000-1200 m 380000 – 456000
6 17% 358 m 353 m 1000-1200 m 358000- 429600
D.I = Raíz (D.H²+Dif.cota²) D.H = (dif. Cota(m)/gradiente)x100
Preparación
La labores de preparación o conocidas como infraestructura de la mina, se define como la
construcción de una red cuidadosamente planificada de galerías (niveles), chimeneas,
piques de traspaso, cruzados y todas las formas básicas de excavación de rocas, que son
necesarias para que la producción se realice en forma eficiente, efectiva y segura. La
configuración y disposición de estas labores dependerá del método de explotación a
utilizar.
Los yacimientos horizontales o pocos inclinados la preparación se hace mediante labores
de transporte que dividen el cuero en paneles.
Por el contrario, si el manteo (inclinación del cuerpo mineralizado) e fuerte se utilizan
esquemas de galerías longitudinales, paralelas a a corrida de la veta, que se ubican una
sobre la otra, conformando los niveles, y que se determinan o definen de acuerdo al
método de explotación proyectado. Las labores trazadas en diferentes niveles se unen
por medio de rampas y/o chimeneas.
Cuando se trata de yacimientos masivos, estos se dividen en niveles en cada uno de ellos
se construye una red de galerías longitudinales y transversales. En otras palabras, se
dispone de la infraestructura necesaria tanto para vetas como para mantos, al mismo
tiempo.
Como ya se a dicho, las labores de preparación pueden ser galerías ( transversales o
longitudinales, de transporte o Perforacion, etc.), que se construyen de la misma forma
que los socavones, además pueden ser piques de traspaso o chimeneas. Estos dos últimos
tipos de labores son del tipo vertical o semi-vertical, los cuales se diferencian de los piques
tradicionales por la siguientes razones:
Niveles de Producción (NP):
Laboreos mineros destinados y diseñados para la obtención de recursos mineros,
donde se realizan las perforaciones y posteriores tronaduras de los tiros
denominados Under Cut, radiales y banqueo, los cuales darán origen al caserón. Las
dimensiones de los NP varían en cuanto a Rampas. Para mina Punta del Cobre las
dimensiones de los NP son de 5.5 metros de ancho por 4.8 metros de alto.
Galerías de transporte (GT):
La Galería de transporte es donde se realiza el carguío y punto de origen para el
transporte de mineral producto de las eventuales tronaduras en los niveles de
producción. Las dimensiones de las galerías de transporte en mina Punta del Cobre
son de 5.5 metros de ancho y 4.8 metros de alto y de 5.5 metros de ancho y 5.5
metros de alto para las GT principales.
Estaciones de Carga:
La estación de carga es el lugar que posee las dimensiones apropiadas para el
carguío del material sobre los equipos Dumpers y favorecer el tránsito expedito de
los equipos que se desplazan en dirección opuesta.
Por lo general en una mina estos lugares se encuentran en la intersección de una GT
y un CZ o en las cercanías de un lugar destinado para el acopio de material.
Cruzados (CZ):
Lugar de extracción de mineral, ya sea, mediante Cargador Frontal o por LHD. Los
cruzados son ventanas de comunicación entre la Galería de Transporte y el interior del
caserón. Los cruzados tienen en mina Punta del Cobre las siguientes dimensiones, 5.5
metros de ancho y 4.8 metros de alto. La separación puede variar de 10 a 15 metros.
Y el largo de unos 15 -20 metros
Chimeneas (Galerías verticales)
Generalmente son construidas de abajo hacia arriba, conocida como chimeneas que sirven
como conexiones, verticales o inclinadas, entre diferentes niveles de trabajo. Se perforan
para tareas de producción como de servicios. Tienen sección cuadrada, rectangular o
circular.
Entre sus principales usos están:
Traspaso de mineral
Cara libre para inicio de unidad de explotación (slot)
Vías para el movimiento de personal
Vías para el traslado de materiales, insumos y equipos
Evacuación de personal en caso de siniestros
Ductos de ventilación
Métodos constructivos
Existen varios métodos de construcción, tanto convencionales como no convencionales.
Método tradicional de Perforacion y tronadura
Plataforma alimak
Plataforma Jaula Jora
Método VCR
Método Raise Borer
Método Roger Machine
Chimeneas Raise Borer
Lo normal son diámetros
de 2,4 m a un costo de
4000US$ y de 3,0 m a
un costo de 5000US$,
aproximadamente el
metro.
Chimeneas Tradicional
Lo normal son secciones
de 2x2 o 2,5 x 2,5 a un
costo de 1500US$ el
metro
Chimeneas de Cara Libre:
Es la cavidad inicial, construida para genera la cara libre que permitirá realizar la
Tronadura de producción, las dimensiones son de 2,5 x 2,5 m , la cual se va
quemando por etapas.
Tiros de Servicio:
Cumplen la función de llevar los servicios al interior de la mina,
Tolvas de almacenaje
Tolvas interior mina de Acopio mineral para resguardar la producción:
Interior mina (1 dia producción)
Nuevo Nivel Mina El Teniente Codelco
Roompad (inclinados)
En superficie el mineral proveniente de interior mina se acumulará en stocks de
minerales en función de su contenido metálico, en los cuales, el mineral se descarga
según la ley que posee.
Desde este (o estos) stock, los cargadores antes de cargar los camiones que se
dirigirán a la Planta, separan en cancha el material con sobre tamaño, para ser
picado por retroexcavadoras equipadas con martillo picador.
Roompad Cerro Martillo, mina El Peñon.
Minería subterránea del futuro
La meta es incorporar a las operaciones mineras un nuevo concepto denominado
minería continua, quiebre tecnológico cuyo aspecto fundamental es la extracción sin
detención, simultánea y automatizada desde todos los puntos de extracción activos
en un bloque.
http://www.codelco.com/mineria-subterranea-del-futuro/prontus_codelco/2011-03-01/201339.html
En respuesta a los desafíos planteados por el aumento de costos, derivados de las
características de la roca primaria, la baja de leyes, los requerimientos de
sustentabilidad y la mayor preocupación por mejorar los estándares de seguridad y
salud ocupacional de los operadores, surge la visión de proporcionar a Codelco de un
método de explotación que responda a estos requerimientos y que, además, mejore
las expectativas económicas de las minas subterráneas explotadas por hundimiento.
http://www.codelco.com/mineria-subterranea-del-futuro/prontus_codelco/2011-03-01/201339.html
Con esta orientación, Codelco y el IM2 han trabajado en el desarrollo,
diseño, validación e implantación de nuevos procesos, equipos y tecnologías. La
meta es incorporar a las operaciones mineras un nuevo concepto denominado
minería continua, que es un quiebre tecnológico cuyo aspecto fundamental es la
extracción sin detención, simultánea y automatizada desde todos los puntos de
extracción activos en un bloque.
http://www.codelco.com/mineria-subterranea-del-futuro/prontus_codelco/2011-03-01/201339.html
Los puntos claves de esta tecnología son:
• Aplicación de fracturamiento inducido
• Extracción simultánea desde diferentes puntos de extracción lo que permite
alcanzar altas velocidades de extracción.
• Uso de configuraciones mineras más estables.
• Sistema full automatizable y telecomandado.
• Simplificación de la planificación de construcción y operación.
http://www.codelco.com/mineria-subterranea-del-futuro/prontus_codelco/2011-03-01/201339.html
http://www.codelco.com/mineria-subterranea-del-futuro/prontus_codelco/2011-03-01/201339.html
Caserones (Stopes)
Los Caserones corresponden a unidades básicas de explotación (UBE) de las cuales
se extrae mineral. En algunos casos estos caserones son rellenados con material
estéril.
Consistente en una cavidad realizada con la finalidad de extraer un cuerpo
mineralizado o parte de este. El caserón debe contar con las dimensiones
apropiadas, es decir, las dimensiones de sus lados no deben exceder a las máximas
obtenidas mediante el RH, para así no comprometer su estabilidad.
- Debe asegurarse la estabilidad de las cajas para evitar dilución
- Debe definirse el tamaño del caserón para evitar que colapse
Diseño de Caserones
Los caserones son diseñados para adaptarse a condiciones especificas del lugar,
incluyendo geología local, geometría de la mina, secuencia de producción y las
capacidades técnicas de equipos y servicios disponibles. Se diseñan para
minimizar la dilución y maximizar recuperación.
Los diseños de los caserones se ven usualmente influenciados por la tecnología
disponible para Perforacion y voladuras, incluyendo equipo, productos, técnicas y
capacidades técnicas. Es muy importante asegurar que el diseño y planes de
extracción de un caserón estén basado en capacidades de Perforacion y voladura
ya probados.
Esto requiere que el personal con experiencia en
Perforacion y voladura este involucrado en todas
las fases de planificación, diseño y programación.
La tecnología podría cambiar durante la
planificación y desarrollo de los caserones
grandes, pero es poco aconsejable diseñar los
caserones basándose en el equipo, productos o
técnicas que no están disponibles o no han sido
probados todavía.
X
Perfil Transversal de una veta
3
2
1
El esfuerzo principal es generalmente el horizontal en USA, Canadá, Chile, Sudáfrica,
Australia. En Indonesia, filipinas el esfuerzo vertical es mayor que el horizontal
Método Empírico
Los métodos empíricos, pese a su simplicidad, siguen siendo herramientas
poderosas de análisis, en muchos casos, entregan respuestas más acertadas que
modelos o métodos de mayor sofisticación. Las grandes ventajas son las siguientes:
-Se basan en índices de calidad de rocas relativamente fáciles de estimar
-Cuentan con una extensa experiencia asociada a las diferentes calidades de rocas,
obtenida de muchas minas o excavaciones
-Han demostrado, en su aplicación, que las recomendaciones de diseño son
acertadas
- Siempre es posible ajustar las recomendaciones según la propia experiencia
observada. En general estos métodos han sido dinámicos, ya que se enriquecen con
nuevas experiencias
- Es posible hacer diseños aún sin contar con una base de datos tan exigente y
completa como en el caso de modelos numéricos. Sin embargo, mientras mayor y
más completa sea la base de datos, mejor serán las recomendaciones de diseño
- Sirven además como un método de comparación y/o evaluación de métodos
alternativos de diseño, incluyendo a los modelos numéricos
Se podría decir que una desventaja es que con el método empírico se pueden
estimar los tamaños de los Caserones, pero no el tamaño de los pilares o puentes.
Para ello se pueden utilizar dos criterios:
Radio Hidráulico
El RH se utiliza para estimar la estabilidad de las paredes mas criticas (según
diseño) del caserón y el tamaño de la pared colgante. El radio hidráulico es una
medida del tamaño de la excavación.
techoRH
paredRH
Perimetro
AreaRH
CASERON FASE 1 EXTENSION NORTE
Pared W Pared E Techo
Dimensiones 46 x 69 45 x 82 35 x 16
Perímetro (m) 230 254 102
Área (m2) 3174 36,90 560
RH 13,80 14,53 5,49
Ejemplo de aplicación
Factor de radio
Se utiliza RH porque es mas simple
Diseño de Caserones por Mathews
El diseño de caserones se realiza con la metodología de Mathews quien incorpora
una relación entre el número de estabilidad N y el tamaño de la excavación RH
El método grafico de estabilidad de Mathews es una técnica ampliamente usada en
el proceso de diseño de caserones o cámaras para definir las dimensiones de
unidades de explotación en cuerpos tabulares.
El método es aplicado a través de factores de diseño de caserón, usando información
acerca de los esfuerzos del macizo rocoso y estructuras, los esfuerzos alrededor de
la abertura y el tamaño, forma y orientación de la abertura, para determinar cuando
el caserón será estable sin soporte, estable con soporte o inestable aun en caso de
soporte.
El método consiste en la determinación del “stability number N” parámetro que
depende de la calidad del macizo rocoso, condiciones estructurales y esfuerzos
presentes.
El parámetro N es comparado con las dimensiones de la excavación (radio
hidráulico) para evaluar la condición de estabilidad.
N es el numero de estabilidad modificado, el cual representa la habilidad del macizo
rocoso para autosoportarse, bajo condiciones de esfuerzo dadas y esta en función
del índice de calidad del macizo rocoso Q (propuesto por barton), del esfuerzo
aplicado en la roca, de la orientación de estructuras mayores y de la orientación dada
al caserón proyectado.
N = Q` x A x B x C
Donde
Q: rock tunnelling Quality Index de Barton (1974) con SFR = 1
A: Factor de condición de esfuerzos
B: Factor de orientación de estructuras
C: Factor de componente gravitacional
Método de Mathews, ojo en el uso de esta metodología para predecir caving
Determinación de la dilución del caserón
Diseño de Caserones por Laubsher (MRMR)
El método grafico de estabilidad de Laubsher relaciona la calidad del macizo
expresada a través del parámetro MRMR (Mining Rock Mass Rating) y el Radio
Hidráulico (RH) de una excavación.
El parámetro MRMR se obtiene ajustando el parámetro RMR según las condiciones
de esfuerzo, calidad de tronadura, orientación de discontinuidades y meteorización
presentes en el sector
MRMR = RMR x FE x FO x FT x FM
Donde
RMR: Rock Mass Rating
FE: factor de ajuste por esfuerzos
FO: Factor de orientación de estructuras.
FT. Factor de ajuste por tronaduras
FM: factor de ajuste por meteorización
La tendencia actual es al uso de métodos numéricos para el diseño, en 2 ó 3
dimensiones.
Estos modelos permiten determinar la distribución de esfuerzos alrededor de
excavaciones, mineras o civiles, y las deformaciones que tales esfuerzos generan en
la roca. Estos modelos requieren:
Un conocimiento de tal lado de las propiedades resistentes y de deformación de
las diferentes unidades de rocas
Un conocimiento de los esfuerzos naturales presentes en la roca
Una geometría y secuencia de la construcción de las excavaciones a realizar
Dilución
Contaminación del Mineral con material Estéril durante los procesos de explotación,
material que no es económicamente rentable para su proceso. lo que provoca una
degradación en la ley del mineral.
Para efectos de planificación, la dilución puede ser de dos tipos:
Dilución Primaria:
Es aquella dilución inherente al método de explotación usado; puede considerarse
como una dilución planificada, y que corresponde al material estéril incluido dentro de
la envolvente a tronar
Dilución Secundaria:
Es aquella dilución que involucra material fuera de las dimensiones de la envolvente
a tronar; es decir, es una dilución no planificada. Esta dilución esta definida
principalmente por las condiciones geotécnicas del macizo rocoso.
Por qué se produce la dilución secundaria o Sobre- excavación
Condiciones geométricas estructurales.
Mala Planificación
Mala Operación
Inestabilidad por condiciones geotécnicas
Inestabilidad por daño debido a tronadura
Como afecta la Dilución
Aumenta el Costo del Transporte
Aumenta el Costo del Proceso de la planta
Aumento de los incidentes por caída de roca
Baja recuperación de mineral
Bajo cumplimiento de los planes
Perdida de la ley del mineral
Perdida de reservas minables
Baja recuperación metalúrgica
Cómo se controla la dilución de un caserón
Diseños de Ingeniería Condiciones Geotécnicas
Fortificación Fallas Sub-horizontales
¿Cómo se mide, procesa y analiza la información?
CMS (Cavity monitoring system)
Archivo .dxf
Archivo .dxf
Software de Diseño Minero
Interpretación de la excavación
Cubicación
Como se controla la dilución
Caso 1.- Se extrae el estéril y posteriormente el mineral (previo se revisa con
geología)
Caso 2.- Con mineral Diseminado: El Técnico de Geología asigna nueva ley al
material, previo a la extracción.
Caso 3.- Extracción selectiva: Se realiza extracción apoyado con Geología extrayendo
en forma separada estéril y mineral .
Pilares en Caserones
Si un cuerpo mineralizado es demasiado masivo en ciertas ocasiones es necesario realizar
mas de un caserón para la extraer el mineral y es necesario dejar pilares entre los
caserones , por lo general el pilar entre dos caserónes es de 20 a 25 metros.
Pilares en método de caserones y pilares
Las dimensiones de los pilares y techos son determinas por la estabilidad y por la
recuperación del mineral
Pilares y lozas en nivel de transporte
Típicamente se utilizan para separar dos caserones en explotación. En esta losa se
prepara la infraestructura de producción, puntos de extracción, piques de traspaso,
cruzados de transporte del caserón superior.
Si esta loza es artificial o sea de cemento y mallas es conocida como Sill Pillar, pero
si esta loza es formada por roca del macizo que se dejo sin perforar y tronar es
conocido como crown pillar.
Secuencia de explotación Proyecto Extensión Norte
Consideración sobre el diseño de pilares
Pilar sin recuperación
Tamaño mínimo de pilares cuando éstos no se recuperan
El tamaño debe ser tal, sin embargo, que soportan las solicitaciones a las que
estarán sometidos.
Para estimar esas solicitaciones y la resistencia de los pilares, se podrán utilizar
métodos numéricos. Eventualmente métodos analíticos dependiendo de la
complejidad geométrica.
Pilar con posterior recuperación
Ello significa pilares de gran tamaño, tales que puedan desarrollarse trabajos mineros
al interior de ellos para su recuperación.
En general, será más fácil recuperar pilares puentes (lozas), en especial si no se
utiliza rellenos cementados.
Fórmulas empíricas para determinar el ritmo de producción
Son fórmulas que pueden usarse a modo referencial para determinar los ritmo de
explotación de un yacimiento.
Regla de Taylor (1976)
Mackenzie (1982)
López-Jimeno (1988)
Los ritmos de producción se verán modificados por:
Ley media
Sobrecarga a remover
Recuperaciones metalúrgicas
Leyes de concentrados
Decisión estratégica de la empresa
Regla de Taylor (1976):
Vida óptima de explotación (VOE):
Ritmo óptimo de producción (ROP):
Ejemplo:
Reservas 100 millones de toneladas
VOE entre 16,44 y 24,66 años
ROP entre 3,79 y 5,69 millones de ton al año
Mackenzie (1982):
Ritmo óptimo de producción (ROP):
Minería subterránea (hasta 6 millones de ton/año):
Minería a rajo abierto (hasta 60 millones de ton/año):
Vida óptima de explotación (VOE):
López-Jimeno (1988):
