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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFacultad de Ingeniera Geolgica Minera y Metalrgica
Escuela Profesional de Ingeniera de MinasMI 115 Mtodos de Explotacin Subterrnea
Ciclo 2011- I
Ing. F. Grimaldo / Junio 2011
METODO DE EXPLOTACION: CORTE Y RELLENO (CUT AND FILL)
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Escuela Profesional de Ingeniera de MinasMI 115 Mtodos de Explotacin Subterrnea
Ciclo 2011- I
Ing. F. Grimaldo / Junio 2011
DESCRIPCION GENERAL DEL METODO
Por muchos aos es un mtodo ampliamente usado en la minera peruana.
Es un mtodo muy flexible y fcilmente adaptable a un cuerpo mineralizadoregular o irregular.
La aplicacin estndar contempla hacer cortes de 2.4 a 3.0 metros dealtura, luego de disparado, los techos y paredes son revestidas o reforzadascon pernos de roca.
Una vez asegurado el techo se remueve todo el mineral.
Luego de extrado el mineral ingresa a una etapa de relleno y empieza otrociclo de minado.
METODO DE EXPLOTACION: CORTE Y RELLENO (CUT AND FILL)
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Un corte y relleno convencional ascendente se aplica a:
Yacimientos verticales o casi-verticales La roca encajonante tiene poca competencia como para aplicar el
mtodo de tajeos por subniveles El mtodo consiste en avanzar con cortes horizontales
ascendiendo sobre la estructura mineralizada (vetas o cuerpos). Una vez realizado el corte de arranque se relleno el tajeo
explotado y el equipo puede quedar o no cautivo, dependiendo del acceso construido.
DESCRIPCION GENERAL DEL METODO
METODO DE EXPLOTACION: CORTE Y RELLENO (CUT AND FILL)
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CONDICIONES DE APLICACIN DEL METODO DE CORTE Y RELLENO
Es aplicable para:
Cuerpos mineralizados de altos buzamiento, y grandes extensiones
En rocas con una estabilidad buena a moderada, y
Comparativamente en cuerpos con altas leyes de mineralizacin.
Comparado con los mtodos alternativos de tajeo por subniveles y VCR; elCR tiene mayor selectividad por lo que se prefiere este mtodo paracuerpos mineralizados que tengan formas irregulares y mineralizacindispersa.
El corte y relleno permite un minado selectivo, para recuperar reasmineralizadas de altas leyes, y dejar rocas con bajas leyes en los tajeos.
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DESCRIPCION GENERAL DEL METODO
Adecuado para cuerpos mineralizados quesean accesibles por el tope como por el fondoen intervalos regulares.
El mtodo es mejor empleado donde haya unapoca continuidad de mineral y donde seproduzca una dilucin excesiva.
Si hay problemas de continuidad del mineral sehar un muestreo extensivo e intenso en cadauna de las etapas del ciclo de minado.
Debido al sistema extractivo usado, el tamaoy la forma del tajeo puede ser cambiadofcilmente tal como lo manda el muestreo.
Nivel Sup.
Vista en planta
Nivel Infe.
Seccion Longitud. A-A
Seccin A-A
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PLANEAMIENTO DEL METODO
Evaluacin del Planeamiento
Una vez decidido que el CR es el mseficiente para el cuerpo mineralizado:
Debemos evaluar la disponibilidad derelleno y la seleccin de un sistema detransporte eficiente.
Aunque el relave es el producto mscomnmente usado, no siempre es lo mspractico (por ubicacin o calidad del relave).
El tipo de relleno y equipo usadodeterminarn el piso para evitar la dilucin.
Nivel Sup.
Vista en planta
Nivel Infe.
Seccion Longitud. A-A
Seccin A-A
Chimenea
Rampa
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PLANEAMIENTO DEL METODO
Evaluacin del Planeamiento (cont.)
El tamao del equipo determinar lacantidad de preparaciones para el tajeo ytamao de la operacin (LHD u otro).
La abertura ser determinada por laresistencia de las paredes de la roca y lacantidad de pernos u otro tipo desostenimiento que se coloque. Luego sedeterminar el tipo de equipo de perforacin.
Los accesos deben estar libres y seconstruirn chimeneas de ventilacin paratener un mejor ambiente de trabajo.
Nivel Sup.
Vista en planta
Nivel Infe. Seccion Longitud. A-A
Seccin A-A
Chimenea
Rampa
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PLANEAMIENTO DEL METODO
Planeamiento del tajeo
Por flexibilidad del mtodo y variabilidad de laszonas de mineral, el arreglo (layout) toma comobase el tajeo.
Donde la continuidad es un problema, el tamaodel tajeo es determinada por el lmite delmineral. Si hay continuidad, la longitud del tajeose determinada por tiempo las etapas del ciclo(preparacin, relleno, minado y extraccin).
Nivel Sup.
Vista en planta
Nivel Infe. Seccion Longitud. A-A
Seccin A-A
Chimenea
Rampa
Subnivel
Tajeo
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PLANEAMIENTO DEL METODO
Planeamiento del tajeo (cont.)
La rampa debe dar un buen acceso al tajeo ysirva para varios cortes. La gradiente de larampa puede llegar hasta un 15%.
Si la altura del tajeo est entre los 2.4 y 4.5 m,pueden usarse jacklegs o jumbos pequeos (1brazo). Para dimensiones mayores seleccionarequipos ms sofisticados.
Ubicacin del echadero de mineral controladopor acceso en la parte inferior. Estos echaderosestaran forrados con madera, acero, o concreto.El factor de uso estara en funcin al tonelajeestimado que pasar por esta abertura.
Nivel Sup.
Vista en planta
Nivel Infe. Seccion Longitud. A-A
Seccin A-A
Chimenea
Rampa
Subnivel
Tajeo
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ETAPAS DEL METODO
DESARROLLO
Nivel de produccinEl desarrollo requerido ser mnimo si se usa un equipo LHD: subnivel de acceso y ventanas hacia el cuerpo mineralizado en la parte inferior.Sistema de acarreo en el nivel inferior.
ChimeneasLas chimeneas de nivel a nivel en lo posible fuera del cuerpo mineralizado o dentro cuando no sea posible.Tambin se construyen chimeneas del tajeo al nivel superior.Las chimeneas sirven para ventilacin, relleno y servicios.
Nivel Sup.
Vista en planta
Nivel Infe. Seccion Longitud. A-A
Seccin A-A
Chimenea
Rampa
Subnivel
Tajeo
Nivel de produccin
Rampa
Chimenea mineral
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ETAPAS DEL METODO
Rampas
Cuando se usen rampas, estas se construyen de tal forma que las chimeneas de mineral puedan ser ubicadas en intervalos econmicos y distancias al cuerpo en intervalos regulares
Nivel de acceso superior
Accesos para el personal, el equipo y los suministros. Estos sirven para mejorar la ventilacin.
Rampa
Nivel Sup.
Vista en planta
Nivel Infe. Seccion Longitud. A-A
Seccin A-A
Chimenea
Rampa
Subnivel
Tajeo
Nivel de produccin
Chimenea mineral
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Accesos por rampas y Sub Niveles de Produccin
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Geometra del Mtodo de Explotacin
Seccin Longitudinal Seccin Transversal
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Variantes del Corte y Relleno Convencional
Mecanizado
Se accede desde los desarrollos directamente con equipo LHD Las dimensiones son de hasta 40m de largo con alturas de tajeo que
pueden llegar hasta 8m. El relleno consiste en relaves con algn nivel de cemento dependiendo de
la competencia de la roca de caja Los equipos consisten en jumbos, LHDs, Stopers, jumbos apernadores El costo de este mtodo vara en el rango 20-35 $/t
Con equipo Cautivo El equipo queda cautivo en el tajeo hasta que termina la explotacin de
nivel a nivel De muy alto costo y se aplica en vetas de poca potencia Los tajeos por lo general emplean el relleno hidrulico Se emplean jacklegs, stopers, rastrillos, cargadores neumaticos,etc. El costo de este mtodo vara en el rango 35-60 $/t, hasta 80-100 en
algunos casos.
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ETAPAS DEL METODO
PERFORACIN Y VOLADURA
Prcticas ms comunes: breasting yperforacin vertical.
El breasting se aplica donde existen pobrescondiciones geomecnicas de las paredes dela roca. El relleno se coloca de 0.9 a 1.2 mdebajo de la cara inferior, y se hacen lasperforaciones horizontales.
Se dispara y se remueve el mineral roto y eltecho es reforzado con pernos.
Ms seguridad para el ingreso de personal.
Mineral disparado
Pernos de roca al techo
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ETAPAS DEL METODO
PERFORACIN Y VOLADURA (continua)
La perforacin vertical es hacia arriba,espacio libre de 2.4 a 3.0 m del piso al techo
Se hace un corte de salida en un extremo deltajeo y luego se dispara el resto de taladros.Inclinacin de taladros es aprox. 60.
El diseo de la malla de voladura estar enfuncin a calidad geomecnica de la roca, y laslongitudes pueden estar entre los 3 a 4.50 m.
Generalmente se disparan tandas grandes.Antes de hacer la limpieza de la carga, sobreella se har el sostenimiento del techo.
H = 2.4 a3.0 m
Seccin longitudinal
Malla perforacin (vista en planta)
RELLENO
Corte en V
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PERFORACIN Y VOLADURA
Diferencia entre Breasting y Perforacin Vertical
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CORTE Y RELLENO ASCENDENTE EN VETAS
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CORTE Y RELLENO ASCENDENTE
Con servicios de relleno con carros mineros,
chimeneas de evacuacion y servicios, limpieza con cargador y extraccion con camiones
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Tajeo por Subniveles con Relleno(Bench and Fill Stoping)
Alternativo a VCR Utilizado en cuerpos de menor competencia, pero con
dimensiones mayores. Ejemplo: Mina Iscaycruz
BackfillOre
Blasted Ore
Retreating
Drilling Equipment Truck backfills after most ore is mucked
LHD Equipment
Floor can be of any type: Ore, backfill or sill (mat) pillar
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CICLO DE MINADO TIPICO EN UN CORTE Y RELLENO CON PERFORACION VERTICAL
1 2 3 4 5 6 7 8
Labor A PERFORACION
VOLADURA
SOSTENIM. (PERNOS)
LIMPIEZA MINERAL
PREPAR. RELLENO
RELLENO
Labor B PEFORACION
VOLADURA
SOSTENIM. (PERNOS)
LIMPIEZA MINERAL
PREPAR. RELLENO
RELLENO
Labor C PERFORACION
VOLADURA
SOSTENIM. (PERNOS)
LIMPIEZA DE MINERAL
PREPAR. RELLENO
RELLENO
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ETAPAS DEL METODO
VENTILACIN
En todos los mtodos subterrneos se debe suministrar un flujo de airefresco en las reas de trabajo. Se vuelve crtico en el corte y relleno por elincremento de frentes de trabajo: mayor cantidad de personal y equipos.
Se pueden emplear ventiladores auxiliares de (5 a 15 HP) que fuerzan elingreso de aire a estos frentes de trabajo.
El aire viciado se sacara por las chimeneas y otros accesos que tienen lostajeos.
Se tendra mayor cuidado cuando se emplean equipos LHD.
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ETAPAS DEL METODO
RELLENO
Los vacos son rellenados con relaves o desmonte. El relleno sirve para sostener lasparedes y como plataforma de trabajo para las personas y el equipo cuando semina el siguiente corte.
El relleno a menudo consiste de relaves provenientes de la planta de tratamiento,a veces es completada con desmonte proveniente de los desarrollos de la mina queson descargados en tajeos vaco por los equipos LHD.
Para la aplicacin del relleno es conveniente que siempre estn construidas laschimeneas de servicio a los tajeos en explotacin (pase de tuberas de relleno o derelleno detrtico).
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Ciclo 2011- I
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ETAPAS DEL METODO
El relleno hidrulico
Es frecuentemente empleado por las minas subterrneas actualmente y permitea que el relave proveniente de las plantas concentradoras se queden en lasminas y disminuya el impacto ambiental.
Consiste de partculas gruesas que son mezcladas con agua para tener de 60 a70% de slidos, y distribuida a los tajeos va un sistema de tuberas de plstico(polietileno).
Antes de rellenar, los tajeos son preparados colocando barreras en los ingresos,y tubos de drenajes colocados al fondo. El relave rellena el tajeo casi hasta laaltura tope. Como se requiere una capa ms dura en la superficie, se le agregacemento en la parte final. Cuando se drena el agua, la superficie rellenada serlisa y compacta, y tendr una buena base para los equipos y personas cuandose mine la siguiente tajada.
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ETAPAS DEL METODO
Tubera de relleno
RELLENO HIDRAULICO
Tubera drenaje
Barrera
RELLENO DE LABOR
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COSTOS PARA PRODUCIR EL PRIMER BLOCK DE MINERALOPERACIN TONELAJE COSTO US$/t US$/t block
MINERA PRODUCIDO US$
Galera acarreo 10,308 125,603 12.19 1.36
Chimeneas desmonte 33,060 0.36
Rampa para el sill 23,548 0.26
Rampa al polar 20,694 0.22
Corte inicial 8,748 74,214 8.48 0.81
Echaderos 146 4,729 32.39 0.05
Chutes 16,000 0.17
Total Desarrollo 19,202 297,848 15.51 3.24
Breasting 72,827 195,176 2.68
Madera sostenimiento 21,865 0.30
Sostenimiento 19,980 0.27
Relleno 91,034 1.25
Otros 13,440 0.18
Total tajeo 72,827 341,495 4.69 3.71
Total produccin 92,029 639,343 6.95
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COSTOS PARA PRODUCIR LOS SIGUIENTES BLOQUES DE MINERALOPERACIN TONELAJE COSTO US$/t US$/t block
MINERA PRODUCIDO US$
Galera acarreo 4,860 60,678 12.49 0.70
Chimeneas mineral 73 2,227 30.51 0.03
Chimenea desmonte 11,020 0.13
Rampa para el corte 4,172 57,445 13.77 0.67
Chutes mineral 9,600 0.11
Rampa final 20,694 0.24
Total Desarrollo 9,105 161,664 17.76 1.87
Perforacin y voladura 77,157 79,472 1.03
Limpieza 27,005 0.35
Sostenimiento temporal 49,380 0.64
Rampa principal 20,176 0.26
Chimeneas 16,603 0.22
Relleno 96,446 1.25
Otros 13,440 0.17
Total tajeo 77,157 302,522 3.92 3.51
Total produccin 86,262 464,186 5.38
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VENTAJAS DEL METODO
Control de leyes por el muestreo continuo del block mineralizado enexplotacin.
El desarrollo requerido es mnimo
La dilucin se reduce con este minado selectivo
Es un mtodo verstil que hace posible minar cuerpos eficientemente loscuerpos mineralizados.
Las aberturas son pequeas que minimizan la dilucin de las paredes
El sostenimiento es controlado
Se puede cambiar fcilmente a otro mtodo.
La inversin en equipos es relativamente pequea.
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DESVENTAJAS DEL METODO
La produccin tiene que cumplir su ciclo de minado.
Es de labor intensiva y requiere de habilidades de los mineros.
La mecanizacin es limitada y por consiguiente tiene baja productividad.
El personal est expuesto a techos disparados recientemente (mayor desatado)
Se requiere un alto control del terreno.
La ventilacin es difcil y costosa.
Se requiere un alto valor de mineral que cubra los elevados costos del mtodo.
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