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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO

FACULTAD DE INGENIERÍA

EXPLOTACIÓN DE MINAS SUBTERRÁNEAS

“TUMBE SOBRE CARGA”

BRIONES GONZÁLEZ CÉSAR ALEJANDRO

PARA

ING. LOPEZ ABURTO VICTOR MANUEL

12 de marzo de 2012

DIVISIÓN DE INGENIERÍA EN CIENCIAS DE LA TIERRA

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INTRODUCCIÓN

El método de tumbe sobre carga es considerado por algunos autores como un método naturalmente soportado, mientras que otros lo clasifican como artificialmente soportado.

Howard L. Hartman: Naturalmente soportado

Robert S. Lewis E. M.: Artificialmente soportado

L. J. Thomas Ph. D.: Artificialmente soportado

El minado de tumbe sobre carga, es un método de explotación ascendente aplicable a vetas (anchas y angostas) de 1 a 30m de potencia con buzamientos mayores al ángulo de rodamiento del mineral, preferentemente mayor a 60°. Consiste en utilizar el mineral quebrado como piso de trabajo para continuar las operaciones mineras. Este mineral provee además soporte adicional de las paredes hasta que el bloque es minado por completo y queda listo para el vaciado. Debido al incremento de volumen por el abundamiento se debe rezagar aproximadamente el 35% periódicamente, dejando hasta el momento del vaciado el resto (65%).

En este método para asegurar que el mineral ruede no debe contener arcillas ni otros minerales pegajosos que dificulten el descenso del mineral, el mineral tampoco debe oxidarse rápidamente ya que esto puede generar que se recemente el material, además de que tener problemas con el tratamiento. Además no debe tender a la combustión espontánea.

Este método ha sido empleado con éxito a más de 850m de profundidad y con claros de hasta 25m en vetas.

Normalmente el tumbe sobre carga es usado en depósitos angostos de alto valor relativo, los cuales no pueden mecanizarse y en pequeñas operaciones

donde les resulta el gasto de la mecanización muy alto.

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1. OBRAS DE DESARROLLO Y PREPARACIÓN

1.1 Obras de desarrollo.- Para las obras de desarrollo generalmente se construyen dos niveles separados de 30-180m para definir la continuidad de la mineralización, posteriormente el rebaje se limitará con uno o más contrapozos, los cuales ayudan a la ventilación, así como para el acceso del personal y equipo. Las secciones de estas obras estarán en función del tamaño del equipo que debe circular por ellas.

1.2 Obras de preparación.- Para las obras de preparación los niveles principales que se encuentran a la base del cuerpo se convertirán en niveles de acarreo. Dentro de este método hay variantes por lo que estos niveles de acarreo pueden estar colados dentro o fuera de la veta siempre paralelos al rumbo de la veta.

Los contrapozos con los que delimitó el rebaje se conservarán dejando pilares de costilla.

Posteriormente se necesitará de un nivel de preparación para realizar los embudos de extracción, donde se colocarán las tolvas de extracción.

En los casos donde el nivel de acarreo es colado dentro de la veta se descarga el mineral por gravedad por medio de las tolvas de extracción directamente a góndolas (Figura 1). En el otro caso donde el nivel de acarreo está colado fuera de la veta, se cuela un contracañon que es comunicado por cruceros de extracción al nivel de acarreo. (Figura 2)

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Figura 1

Figura 2

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2. CICLO DE EXPLOTACIÓN

2.1 Barrenación.- Debido a las condiciones a las dificultades de acceso y el piso de trabajo irregular es difícil la utilización de equipos mecanizados de perforación, por lo que generalmente se utilizan perforadoras manuales como jackhammers o stopers.

Las barrenaciones pueden ser horizontales o verticales (Figura 3). Las voladuras se realizan con emulsiones o hidrogeles como carga de fondo, ANFO como carga de columna y con iniciación no eléctrica o sistema cañuela estopín.

Barrenación vertical Barrenación horizontal

Figura 3.

2.2 Transporte del mineral.- El sistema tradicional o más antiguo consiste en el acarreo directo generado por el abundamiento del mineral por el nivel de extracción mediante chutes instalados en la base de los embudos recolectores descargando a góndolas. Aproximadamente el 35% del mineral se extrae.

Es necesario nivelar el piso para seguir perforando después de cada voladura, dentro del rebaje, para lo que se pueden utilizar palas neumáticas, scoop tram o cuchillas de arrastre. Entre los sistemas de acarreo y transporte en el nivel de extracción, también se pueden encontrar cuchillas de arrastre

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(scrapers) (Figuras 4) o cargadores de bajo perfil descargando directamente a góndolas o camiones (Figura 5).

Figura 4.

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Figura 5

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En el caso donde el cuerpo mineral no sea continuo se llegan a dejar pilares aislados. Al dejar estos pilares estos deben labrarse en su parte superior dejándolos con dos taludes de 60° para asegurar que el mineral ruede, de lo contrario estos pilares pueden provocar encampamientos (Figura 6).

Figura 6.

2.3 Vaciado.- El vaciado es la etapa más peligrosa. Se debe evitar este método si el material se pega o cementa y puede crear encampanes. Estos encampanes pueden ser “deshechos” mediante el uso de agua, explosivos o a mano, lo cual es muy riesgoso. Los encampanes son costosos y peligrosos.

El vaciado debe hacerse sistemático y parejo, para evitar la dilución. Esto se hace para que el tepetate que se llega a desprender no sea problema y se mezcle con el mineral, ya que si se hace de este modo el tepetate permanecerá siempre encima del mineral.

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3. VARIANTES

3.1 Descostre.- Esta variante del método sirve para vetas muy angostas (>1.00 m); en este caso se deberá tumbar primero el material del que haya menos, ya sea tepetate o mineral.

En el caso de que fuera menor la proporción de mineral se deberá construir una metalera, o una tepetatera en caso de que el mineral tuviera mayor proporción.

Cuando es mayor la cantidad de tepetate se dice también que es una variante del método corte y relleno ya que el mineral es rezagado y extraído, mientras que el tepetate se convertiría en el nuevo piso de trabajo.

3.2 Otras variantes del método de tumbe sobre carga incluyen el tumbe sobre carga inclinado (shrinkage stoping) (Figura 7).

Figura 7

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4. VENTAJAS

Vaciado del rebaje por gravedad

Método simple

Capital bajo en inversión inicial, algo de mecanización posible

Soporte de mineral y paredes mínimo

Buena recuperación (75 a 85%)

Baja dilución (10%)

Puede ser ocupado el mismo rebaje como stock

5. DESVENTAJAS

Productividad baja a moderada (3-10 ton/hombre)

Limitaciones para alta mecanización

Condiciones del suelo de trabajo peligrosas

Aproximadamente el 60 % del mineral permanece almacenado en el rebaje

El mineral puede sufrir oxidación si se almacena durante largos períodos (años)

Poca selectividad

Pérdida del rebaje en vaciado si no se hace con cuidado

No es muy buena la ventilación

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6. CONCLUSIONES

La roca mineralizada debe ser estable y competente y Las características de la roca encajonante de competentes a moderadamente competentes.

Cualquier tipo de vetas (anchas o angostas) verticales o cercanas a la vertical.

Exento de arcillas, ni de material combustible

Ley moderadamente a alta

Variantes o Descostreo Explotación sobre piso inclinado

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REFERENCIAS

Lewis, Robert S., George B. Clark. Elements of Mining. 3a. ed. The University of Missouri. 1967.

Diseño de explotaciones e Infraestructuras Mineras Subterráneas, págs. 85-95, 2007.

Hartman Howard, Given I.A., Cummins A.B.. SME Mining Engineering Handbook (second edition). USA. Society for Mining Metallurgy & Exploration. 1992.

López Aburto Víctor Manuel, Fundamentos para la explotación de minas. México, UNAM, Facultad de Ingeniería, 2003.

López Aburto Víctor Manuel, Manual para la selección de métodos de explotación de minas. México, UNAM, Facultad de Ingeniería, 2005.

Hartman L. Howard, Given I.A., Cummins A.B.. SME Mining Engineering Handbook (second edition). USA. Society for Mining Metallurgy & Exploration. 1992.