Introducción
En minería subterránea; todo se resume en una palabra inglesa «stoping», que podríamos
traducir libremente como «hacer cámaras subterráneas».
presenta mayores costes de explotación que la de cielo abierto. A
esto hay que sumarle las complicaciones asociadas a una menor capacidad de extracción
del mineral económico y mayores riesgos laborales.
la explotación subterránea cuando la sobrecarga de estéril sobre la masa
mineralizada es tal que su remoción hace inviable un proyecto minero a cielo abierto.
Yacimientos muy importantes en el mundo se explotan hoy en día a través de este
procedimiento. Entre éstos podemos resaltar las minas de oro del Witwatersrand
(Sudáfrica; las más profundas del mundo),Usaremos la terminología clásica, de amplia utilización en distintos países con la
traducción correspondiente. (Ver términos en inglés escritos en cursiva).
Los Métodos Subterráneos
La variedad de métodos de minería subterránea es tan grande como lo son los tipos de
yacimientos donde se aplican, existiendo métodos
clásicos que sirven como base de trabajo. Antes de
explotar una mina de interior, es preciso llevar a cabo un
amplio conjunto de labores previas, como accesos,
preparaciones, intercomunicaciones, ventilación, etc.,
que en la mayoría de los casos suponen un importante
desembolso de capital.
La forma de extracción del mineral y el tratamiento del
hueco creado, son los factores que definen, de alguna
manera, el método de explotación, pudiendo distinguirse
tres grandes grupos:
Explotaciones con sostenimiento natural:
Se deja sin
explotar parte del mineral del yacimiento de dimensiones
y disposiciones, tales que soportan el conjunto de
materiales que se encuentran sobre ellos, (el techo).
Explotaciones con sostenimiento artificial:
Con el material adecuado se procede al
relleno de los huecos para que estos no sufran alteración alguna, o soporten el techo.
Dependiendo de las dimensiones y forma de los huecos, podrán utilizarse,
ocasionalmente, otros sistemas de sostenimiento o fortificación, cuadros metálicos o de
madera, bulones o cables de anclaje, etc.
Explotaciones por hundimiento controlado:
En algunos métodos, tras la extracción del
mineral, se induce el colapso de los macizos suprayacentes de manera controlada. Las
rocas sufrirán una rotura, un esponjamiento y descenso gradual, pudiendo llegar a afectar
tales movimientos hasta la superficie. Esta alteración dependerá de muchas variables:
geometría del hueco, propiedades del techo, profundidad, etc.
Antes de entrar en los métodos de explotación, revisaremos algunos términos básicos en
la minería subterránea:
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Si la explotación se va a realizar a cotas inferiores del terreno base, entonces el acceso a
las labores se realizará por un pozo o una rampa (decline spiral, decline
).
Los pozos cumplen diversas funciones, entre otras permitir el
acceso y salida del personal de mina, la ventilación de las labores
mediante inyección de aire desde la superficie, y por supuesto, el
transporte del material extraído a la superficie.
Las rampas por su parte han ido ganando adeptos con gran
velocidad en la minería moderna. Estas permiten el acceso
directo a la mina de material rodado, lo que facilita las labores de
transporte de mineral.
Dentro de la mina tenemos las galerías,
que pueden ser en dirección (de la masa
mineralizada;
(drifts)
o perpendiculares aésta, esto es, transversales (cross-cuts).
La conexión entre los distintos niveles de
una mina se realiza por pozos inclinados
(raise, hacia arriba; winze, hacia abajo),
que sirven para el trasvase de mineral y
movimiento del personal.
Tendremos niveles de producción, y por
debajo de éstos, de transporte de mineral.
Túnel:
excavación de tipo minero o civil preferentemente horizontal (puede ser sub
horizontal), caracterizada por su alto y ancho (sección) y por la función que desempeña.
Se excava en forma continua y consta de una o dos salidas. Según la función que
desempeña debemos definir su vida útil.
Según reglamento, en toda mina de
explotación subterránea deberán existir
por lo menos 2 labores principales de
comunicación con el exterior habilitadas
para el tránsito de personas (piques,
chiflones o socavones), las cuales no
deberán interrumpirse entre sí
(independientes). Se suele establecen
20 metros como distancia mínima entre estos accesos.
Galería:
túnel sin salida al sol, que conecta
sectores dentro de la mina.
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Desquinche:
sobre excavación de una sección, en la cual la cara libre para la tronadura
coincide con una de las paredes o techo de la sección original.
Estocada:
galería horizontal o sub horizontal que se construye a partir de otra galería
mayor y que es relativamente corta. Esta puede ser utilizada para diversas actividades
como estacionamiento de equipos por ejemplo.
Rampa:
galería de acceso a diferentes niveles. Su geometría puede ser elíptica, circular o
en “8”. Se construyen en pendiente de modo que se pueda acceder a distintas cotas en la
mina (6 a 20%).
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Nivel:
galería horizontal caracterizada por una cota (referida a un nivel de referencia).
Subnivel:
galería horizontal o sub horizontal, que se encuentra sobre o bajo un nivel
principal y es paralela a él.
Nivel base:
galerías que limitan un sector de explotación.
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Pique:
galería vertical o sub vertical de secciones variables, construida desde arriba hacia
abajo, pudiendo o no romper en superficie. Según su función se le asignan nombres.
Pueden tener más de una función (pique maestro).
Chimenea:
excavación o galería vertical o sub vertical de secciones variables, construida
desde abajo hacia arriba. Según su función recibe su nombre y se define su vida útil (por
lo general es corta).
Silo o tolva:
excavación de gran volumen que cumple la función de almacenar mineral,
para regularizar el flujo de producción de y también la mina cuente con un stock de
material para enviar a procesos.
Embudo:
excavación en forma de embudo que recibe material tronado y lo traspasa a un
nivel inferior.
Zanja:
excavación en la base de un caserón con forma de v, que cumple las mismas
funciones que el embudo.
Socavón:
Es una labor horizontal o con una pequeña inclinación, que tiene sólo una
entrada. Es más barato que construir un pique, es más rápido, económico y seguro.
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Pilar:
bloques de roca que se dejan sin
explotar para garantizar la estabilidad de la
explotación. La forma y tamaño de ellos
dependerán de las carácterísticas del
yacimiento y de la explotación.
Losa
: bloque de roca que separa dos unidades de explotación contiguas en la vertical
(una sobre otra), que se deja sin explotar con el fin de garantizar la estabilidad global del
sector. Sus dimensiones están definidas por las carácterísticas del yacimiento, la
explotación y del macizo rocoso.
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Refugio:
excavación lateral a una excavación principal como galerías, chimeneas, piques
o túneles, que permite a las personas que transitan por ellas refugiarse ante el paso de
equipos o ante la proximidad de actividades peligrosas (como un cachorreo por ejemplo).
Unidad de explotación:
es el conjunto de todas las labores de un yacimiento que son
productivos o en condiciones de producir.
Infraestructura:
desarrollo principal de la mina, galerías y túneles primarios, que dan
acceso al yacimiento.
Para desarrollar los accesos, se debe proceder
de acuerdo a un plan, basado en la información
obtenida en la exploración.
Los desarrollos pueden ser:
Desarrollo Productivo:
el avance se realiza
extrayendo mineral, lo que se utiliza bastante
donde la mena es mas blanda que el estéril en
vetas de potencia media.
Desarrollo Improductivo:
cuando el avance se
realiza en estéril.
Entre los equipos más comunes están los minadores
(miners
), las perforadoras tipo Jumbo, los equipos de
transporte tipo LHD (load-haul-dump
: carga-transportedescarga),
etc.
Caudal mínimo de aire fresco:
El caudal mínimo requerido
es de 3 m
3/min-persona y de 2,83 m3/min-hp para equipos
diésel; la velocidad del aire no podrá superar los 150 m/min,
y se establece que; como mínimo el aire fresco debe contar
con 19,5% de oxígeno.
INFRAESTRUCTURA DE LA MINA
La preparación se define como la ejecución de una red
cuidadosamente planificada de piques, galerías, niveles,
chimeneas y todas las formas básicas de excavación de
rocas.
Las labores de preparación se pueden dividir en dos tipos
según su finalidad:
· Preparación General: depende de la forma y la
inclinación del cuerpo.
· Replanteo general de la mina, que comprende todos
los desarrollos necesarios para el acceso, transporte y
ventilación de las distintas zonas subterráneas.
En yacimientos horizontales o pocos inclinados la
preparación se hace mediante labores de transporte que
dividen al cuerpo en paneles.
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Si la inclinación es fuerte se utilizan esquemas de galería transversales, que conforman
los niveles, que se determinan o definen por la potencia del cuerpo y el método de
explotación proyectado, donde las labores trazadas en diferentes niveles se unen por
medio de Rampas y Chimeneas.
Unidad de Explotación:
Es una masa geológica, que tiene una forma geométrica bien definida, por ejemplo un
panel o un bloque. Es dividir el yacimiento, de manera que forme una unidad propia de
explotación, que debe cumplir las siguientes carácterísticas:
· Que se puedan transportar fácilmente equipos y materiales.
· Que el arranque se pueda realizar en forma independiente.
· Facilidades en la extracción de menas.
· Ventilación independiente
· En casos de vacíos dejados por la explotación, estos puedan rellenarse fácilmente.
Los trabajos de las distintas unidades de explotación no deben perturbarse entre si, la
producción de la mina es la suma de la cantidad de mineral producida por cada unidad de
explotación.
Principales Reglas para dividir un Yacimiento:
En la mayoría de los yacimientos se hace una división por niveles (excepto en
yacimientos poco inclinados y de poca extensión).
Los niveles son caros, tanto en su construcción como su equipamiento y mantenimiento,
por lo tanto se debe obtener el mínimo costo (US$ / TON.) para el mismo número de
niveles.
Los yacimientos verticales en niveles según la vertical, su explotación puede ser
ascendente o descendente.
Entre la superficie y la explotación se deja un estrato de protección, para evitar
filtraciones, dado que la extracción por piques es costosa.
· La explotación se realiza según la corrida y en sentido horizontal (ascendente o
descendente).
· La extracción se realiza por el nivel inferior principal. Si la inclinación es fuerte, el
Mineral, puede dejarse caer por gravedad y transportar en sentido horizontal.
· Si la construcción de accesos es cara, por la existencia de plegamientos, se puede
transportar en forma ascendente por medio de correas transportadoras, rastras, etc.
· El laboreo en retirada es más conveniente para el arranque. Los piques de extracción
deben quedar en zonas libres, no afectados por la explotación.
· En yacimientos muy inclinados, el tráfico de personal se realiza desde el nivel superior
al inferior a través de piques, chimeneas y rampas. Si el cuerpo es de poca inclinación
el personal circula por el nivel inferior y la salida es por labores inclinadas o rampas.
· La circulación de maquinarias, equipos, materiales, rellenos, se realiza desde labores
superiores.
· La ventilación debe ser ascendente en las zonas de
explotación (vetas muy inclinadas). En minas
profundas y calurosas debe ser descendente, en
niveles superiores se calienta menos por auto
compresión, es más refrigerado y seco que en los
niveles inferiores.
Distancia entre Niveles:
En yacimientos con inclinación moderada, la distancia
entre niveles se mide según la pendiente. Generalmente
se considera la distancia media vertical.
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En la separación entre niveles se aceptan valores múltiplos de 15. Lo normal es de 30 a
60 metros, aunque puede ser 75, 90 o más metros.
Los factores más relevantes que controlan el espaciamiento entre niveles son:
Factor Geológico
Determinación de la profundidad del cuerpo. Se puede estimarmediante métodos científicos o por medio de sondeos.
Carácterísticas Mecánicas de la Roca
De acuerdo a las carácterísticas de la
roca de encaje y de mineral, se seleccionan métodos de explotación posibles de
realizarse.
Factores Económicos
Costo de desarrollos, tanto horizontales y verticales.
Costo de mantenimiento y reparación de un nivel, de acuerdo al tiempo en que este se
encuentre en producción considerando dos aspectos importantes como lo son: la
fortificación y mantenimiento de los accesos.
Capital disponible para construir el nivel en un tiempo determinado.
Requerimiento de producción (TON / DIA).
Costo de arranque o de explotación.
Recuperación de Mineral.
Aspecto de Seguridad.
Otro aspecto importante es que, en el nivel deben existir al menos reservas que amorticen
los accesos y preparación.
Otros Factores
Potencia
En yacimientos potentes se pueden elegir distancias menores (existencia de reservas).
En yacimientos poco potentes se deben elegir distancias mayores.
Inclinación
Moderado. La separación puede ser reducida (Reservas Moderadas).
Fuerte. La separación debe ser mayor.
Entre Rangos:
0º – 10º: Se puede permitir una distancia inclinada entre niveles (rampa)
10º – 45º: Es necesario traspaleo y debe ser reducida.
Mayor 45º: Puede ser mayor y escurre por gravedad.
Ley
Si es alta (bolsones, lentes) debe ser reducida para evitar pérdidas de mineral.
Velocidad de Arranque
Velocidades Grandes ———- Distancias Mayores
Velocidad Lenta ———– La distancia debe ser menor.
Consideraciones Importantes
El costo de mantenimiento de las labores, crece con el tiempo, porque deben permanecer
abiertas.
El tiempo de acceso y preparación deberán ser iguales al tiempo de explotación.
La tendencia es adoptar la mayor distancia que sea posible.
Pilares de Protección
Es una cantidad de mineral, con espesor previamente definido, que no se extrae durante
la explotación y que sirve como una muralla, techo o piso de protección en los diferentes
laboreos de desarrollo, preparación y extracción de la unidad de explotación.
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El espesor de este pilar depende de:
· Potencia del cuerpo mineralizado
· La inclinación.
· Resistencia del mineral
· Espesor de recubrimiento o sobrecarga
· Velocidad de Arranque.
El espesor debe ser mínimo para optimizar la recuperación, dando la mayor seguridad
posible. La cantidad de mineral dejada en los pilares es menor en proporción, cuando la
distancia entre niveles es mayor.
La recuperación de un pilar es un trabajo costoso, difícil y peligroso.
TIPOS DE YACIMIENTO
· Masivos : Cobre Porfídico ( Teniente, Salvador )
· Tabulares : Paralelos a la estratificación, Potencia limitada ( Tabulares )
· Veta : Claramente delimitado por roca no mineralizada ( Gran inclinación )
· Lente o Bolsón : Yacimiento aislado
· Placeres: Oro, Plata.
MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN – MINERÍA SUBTERRÁNEA
Seguiremos un criterio de clasificación, que consiste
en ordenar los métodos en relación con la resistencia
de las masas de rocas y minerales, su estabilidad y
demás carácterísticas geométricas.
Explotaciones con sostenimiento natural
Métodos autosoportantes o de caserones abiertos:
Corresponden a aquellos que consideran la extracción
del mineral y dejar la cavidad que éste ocupaba vacía.
Para ello, el caserón debe mantenerse estable en forma natural (ser autosoportante) o
requerir escasos elementos de refuerzo.
Estos caserones se dejan vacíos una vez que concluye la explotación.
Aplicados en el caso de macizos firmes y profundidad pequeña, donde la relación tensión
a resistencia da un buen coeficiente de seguridad.
La variable de más influencia en este coeficiente es la profundidad. Al crecer ésta, crecen
la tensión y la sección de pilares hasta que llega el momento de pasar a los métodos de
transición, con sostenimiento o hundimiento controlado.
Se consideran los siguientes métodos, dentro de este grupo:
Cámaras con pilares.
(Rooms and pillars of open-stope mining)
Pilares ocasionales.
(Random pillars)
Pilares sistemáticos.(Regular pillars)
Cámaras vacías.
(Open stoping)
Simples o aisladas.Con voladuras desde niveles.
(Subleve stoping)
Con voladuras por barrenos largos.
(Blast hole)
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Explotaciones con sostenimiento artificial
Métodos soportados o de caserones que requieren elementos de soporte para
mantenerse estables y/o que se rellenan con algún material exógeno.
Se consideran en este grupo los siguientes métodos:
Cámaras almacén.
(Shrinkage stopes)
Con pilares. Sin pilares. Con relleno posterior.
Rebanadas ascendentes con relleno.
(Cut-and-fill stopes)
Rebanadas descendentes con relleno.
(Undercut and fill)
Explotaciones entibadas.
(Timber supported stopes)
Explotaciones por hundimiento
Métodos de hundimiento, esto es, donde las cavidades generadas por el mineral extraído
son rellenas con el material superpuesto (mineral, mientras dura la explotación, y estéril,
una vez finalizada). El hundimiento y consecuente relleno de las cavidades se produce
simultáneamente a la extracción del mineral.
Entre los métodos propios de este grupo se pueden distinguir claramente dos variantes: la
primera comprende aquellos en que el hundimiento final se produce en etapas
controladas para atenuar las alteraciones superficiales, de modo que las zonas de
fractura, compresión y descenso se compensen todo lo posible; la segunda agrupa
aquellos métodos en que, por el tamaño de los huecos o las carácterísticas del
yacimiento, el hundimiento no es controlable en superficie y destruye el equilibrio original
del macizo rocoso. En este caso, al terminar la carga del mineral, se presentan en los
puntos de carga las rocas estériles de los hastíales y recubrimiento.
Se consideran los siguientes métodos:
Cámaras y pilares hundidos.
Bloques hundidos.
(Block caving)
Niveles hundidos.
(Sublevel caving)
Rebanadas unidescendentes hundidas.
(Top slicing)
Explotaciones especiales
En este grupo se incluyen los métodos empleados en la recuperación de macizos y
pilares abandonados en los métodos anteriores y que tienen carácterísticas particulares.
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EXPLOTACIONES CON SOSTENIMIENTO NATURAL
MÉTODO – CÁMARAS Y PILARES
Este método es conocido también con él termino “room and
pillar” y consiste en ir dejando secciones de mineral, como
pilares, para mantener los huecos creados, las dimensiones
de las cámaras y la sección de los pilares dependen de las
carácterísticas del mineral y de la estabilidad de los
hastíales, del espesor de recubrimiento y de las tensiones
sobre la roca.
El grado de aprovechamiento del depósito es función de las
dimensiones de los macizos abandonados.
Este método de explotación es el único aplicable en el caso
de yacimientos tabulares horizontales o sub-horizontales,
con inclinaciones de hasta 30º. Se trata, por lo general, de
depósitos estratificados de origen sedimentario.
Principio
Consiste en lo esencial en excavar lo más posible el cuerpo mineralizado dejando pilares
de mineral que permiten sostener el techo de material estéril.
En general, este método se aplica en yacimientos de origen
sedimentario, tales como potasa, sales, carbón, etc., con
unas inclinaciones que no excedan de los 30º y con rocas
(estéril y mineral) competentes.
Las dimensiones de los caserones y de los pilares depende
de la mayor o menor competencia de la roca sobrepuesta
(estabilidad del techo) y también de la roca mineralizada
(estabilidad de los pilares), como asimismo del espesor del
manto y de las presiones existentes.
Por lo general los pilares se distribuyen en una disposición o arreglo lo más regular
posible, y pueden tener una sección circular, cuadrada o rectangular semejando un muro.
Los caserones abiertos tienen forma rectangular o cuadrada.
Al término de la explotación de un área determinada es posible recuperar, al menos
parcialmente, un cierto porcentaje de los pilares, dependiendo del valor del mineral que se
está extrayendo. El control de leyes es primordial.
Explotación por cámaras y pilares en un yacimiento horizontal
El método de cámaras y pilares (room and pillar
) se utiliza
en cuerpos horizontales o con poco buzamiento (mantos).
Se dejan pilares de roca para sostener el techo de la
cámara. Estos pueden disponerse de una manera regular
(room and pillar s.S.
) o irregular (casual pillars, o room and
pillar s.L.
)
La geometría de los pilares suele ser con sección circular,
cuadrada o en forma de largos muros paralelos.
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Método de cámaras y pilares por banqueo (room and pillar). Open – stope mining
El método de cámaras y pilares room and pillar posee
una variante denominada open-stope mining o Stope
And Pillar
Cuerpos mineralizados con potencias mayores a 10m y
menores a 30 m se explotan por sub-niveles desde el
techo al piso.
En este método, se saca primero la parte superior y
luego se banquea y saca la parte inferior, lo que permite
la explotación simultánea de ambas frentes.
Se puede trabajar a frente completa (full face slicing
) o por tajadas (múltiple slicing
)
• Frente completa: hasta 8-10m de espesor
• Tajadas: más de 10 m de espesor
Explotación de un yacimiento inclinado por el método de cámaras y pilares
En depósitos de fuerte inclinación también se utiliza
este método, dividiendo el yacimiento en pisos o
niveles y trazando galerías en una dirección.
En el caso de cuerpos de mayor inclinación, donde
las pendientes no permiten la circulación de los
equipos de carguío y transporte sobre neumáticos,
es necesario desarrollar con anterioridad niveles
horizontales, espaciados regularmente según la
vertical y orientados según el rumbo del manto.
Tales niveles se pueden comunicar entre sí mediante rampas, o también se pueden
habilitar piques de traspaso cortos que conducen el mineral a un nivel de transporte
principal horizontal emplazado bajo el manto.
Carguío y transporte
El mineral tronado se carga directamente en los frentes de trabajo, de preferencia con
equipos cargadores diésel montados sobre neumáticos.
El espesor del manto, las dimensiones de los espacios y
de los accesos disponibles, y la capacidad productiva de
la faena, determinan el nivel de mecanización que es
posible utilizar.
En mantos de gran potencia, sin problemas de espacio,
se usan cargadores frontales y
camiones normales. Con restricciones de espacio, se
prefieren los cargadores LHD conjuntamente con
camiones especiales de bajo perfil.
Fortificación
Los yacimientos estratificados requieren un riguroso control de la estabilidad del techo, el
riesgo de derrumbes o desplomes de material está siempre presente. Se recurre por lo
general al apernado sistemático del techo.
También, si se estima necesario, es posible reforzar o fortificar los pilares, mediante
pernos, cables e incluso un enzunchado de cintas metálicas.
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En resumen, las carácterísticas del método son:
· Método barato, productivo, fácil de mecanizar y simple de diseñar.
· Se usa en depósitos horizontales o sub-horizontales (hasta 30º) en roca
razonablemente competente y espesores de 2 a 6 m en carbón, sal, potasio,
calizas.
En algunos casos pueden considerarse mantos de mayor potencia.
Consideraciones de diseño:
· Estabilidad del techo
· Resistencia de los pilares
· Espesor del depósito
· Profundidad de la mina
Objetivo:
extraer la cantidad máxima de mineral compatible con condiciones seguras de
explotación.
CÁMARAS POR SUBNIVELES
Este método es conocido también con el término “sublevel stopping” y consiste en dejar
cámaras vacías después de la extracción del mineral.
El método se caracteriza por su gran productividad debido a
que las labores de preparación se realizan en su mayor parte
dentro del mineral. Para prevenir el colapso de las paredes,
los cuerpos grandes normalmente son divididos en 2 o más
tajeos; la recuperación de los pilares se realiza en la etapa
final de minado.
En este método, el minado se ejecuta desde los niveles para
predeterminar los intervalos verticales. Los subniveles son
desarrollados entre los niveles principales; el mineral
derribado con taladros largos o desde los subniveles, cae
hacia la zona vacía y es recuperado, para luego transportarlo
hacia la superficie.
Principios
El sublevel stoping es un método en el cual se excava el
mineral por tajadas verticales dejando el caserón vacío, por lo
general de grandes dimensiones, particularmente en el
sentido vertical.
El mineral arrancado se recolecta en embudos o zanjas
emplazadas en la base del caserón, desde donde se extrae
según diferentes modalidades.
La expresión “sublevel” hace referencia a las galerías o
subniveles a partir de los cuales se realiza la operación de
arranque del mineral.
Este método se aplica preferentemente en yacimientos de
forma tabular verticales o subverticales de gran espesor, por
lo general superior a 10 m.
Es deseable que los bordes o contactos del cuerpo
mineralizados sean regulares.
También es posible aplicarlo en yacimientos masivos o mantos de gran potencia,
subdividiendo el macizo mineralizado en caserones separados por pilares, que
posteriormente se pueden recuperar.
Tanto la roca mineralizada como la roca circundante deben presentar buenas condiciones
de estabilidad; vale decir, deben ser suficientemente competentes o autosoportante.
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El depósito debe ser vertical o próximo a ella, debiendo exceder el ángulo de reposo del
mineral. Las rocas encajonantes deben ser competentes y resistentes.
El mineral debe ser competente y con buena estabilidad. Los límites del yacimiento deben
sér regulares.
Desarrollos
Un nivel base o nivel de producción, consiste en una galería de transporte y estocadas de
carguío que permiten habilitar los puntos de extracción.
Embudos o zanjas recolectoras de mineral. Cuando se trata
de una zanja continua a lo largo de la base del caserón –
modalidad preferida en la actualidad – se requiere el
desarrollo previo de una galería a partir de la cual se excava
la zanja.
Galerías o subniveles de perforación, dispuestos en altura
según diversas configuraciones conforme a la geometría del
cuerpo mineralizado.
Una chimenea o una rampa de acceso a los subniveles de
perforación, emplazada en el límite posterior del caserón.
Actualmente, el conjunto de
métodos de explotación denominado de cámaras por
subniveles agrupa a una gran variedad de sistemas que se
aplican a yacimientos verticales o con fuerte pendiente y
que, genéricamente, podrían clasificarse a su vez en tres
grupos:
Barrenos en abanico; barrenos largos y cráteres
Invertidos
.
Barrenos en abanico
En la versión convencional se perforan tiros radiales
(abanicos) a partir de los subniveles dispuestos para esos
fines. Se trata de tiros largos (hasta unos 30 m) de 2 a 3
pulgadas de diámetro, perforados de preferencia con
jumbos radiales electro-hidráulicos y barras de extensión.
Con taladros en anillo o abanico. El minado se inicia a
partir de la rosa frontal preparado en la parte inferior del
tajeo; la perforación se realiza a través de los subniveles
con barrenos dispuestos en abanico o anillo, el mineral
disparado cae al fondo del tajeo o a los embudos, y se
evacua por las tolvas a los vagones o volquetes, o bien se
carga con equipos de bajo perfil, por medio de los
“drawpoint”, según el sistema empleado.
Se disparan de dos a tres anillos, pudiendo ser más según
la experiencia que se tenga. La distancia entre los
subniveles de perforación ha ido incrementándose gracias
a que las nuevas tecnologías han permitido ir alargando
los barrenos y controlando de modo eficiente el desvío de estos. De este modo se han
conseguido grandes separaciones entre subniveles, en algunos casos se ha logrado
reducir el número de subniveles a uno. Cuando se usa perforación en anillos o ‘ring
drilling” la sección transversal de la galería o subnivel es perforada en todo el perímetro
radialmente; en cuerpos angostos es preferible usar taladros paralelos.
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Barrenos largos
En la versión LBH (long blast hole) se perforan tiros de gran diámetro (4 ½ a 6 ½
pulgadas), en lo posible paralelos y de hasta unos 80 m de longitud. Se utiliza equipo
DTH. Es ventajoso emplear este sistema en yacimientos verticales de buena potencia.
Las operaciones de perforación en subniveles
exclusivamente por medio de taladros largos en
paralelo usando barras de extensión para lograr
una profundidad apropiada.
Una vez abierta la rosa frontal del nivel inferior
para empezar el arranque, se comienza la
perforación del subnivel más bajo y antes de
perforar los taladros paralelos se ensancha el
subnivel a todo el ancho minable; luego se inicia
con la perforación en forma descendente.
La voladura se comienza por abajo y se realiza
en orden ascendente o lateralmente con salida a
una cara libre; la distancia entre los subniveles
puede variar hasta los 60 metros dependiendo de
la desviación de los taladros.
El método afecta principalmente a la operación
de arranque y, en cierta medida, a la preparación de las cámaras, puesto que, en general,
sólo se trabaja en dos. Subniveles, uno de perforación y otro de extracción, y las
voladuras que se realizan son una aplicación de las voladuras en banco a cielo abierto a
las explotaciones subterráneas.
En este método, las cámaras se dividen en tres sectores:
El de corte inferior, que cumple las misiones de ser la zona receptora del mineral
fragmentado y de crear la cara libre en el fondo de los barrenos.
El sector de barrenos largos, donde se perforan los taladros de gran diámetro y el corte
lateral, que sirve como primera cara libre vertical para la voladura, tanto del corte inferior
como de la zona de barrenos largos.
El corte lateral, o principio de sección, se constituye a partir de una chimenea o pocillo
que puede excavarse mecánicamente o con voladuras.
Las voladuras en banco que se disparan no precisan rotura del pie y, por tanto, sólo es
necesaria la carga de columna, que normalmente se secciona en cargas elementales y se
inicia secuencialmente para no producir daños a los hastíales.
Las principales ventajas de este método son: la gran seguridad en los trabajos y
regularidad en la producción, altas productividades y rendimientos de arranque, menores
daños a la roca remanente, posibilidad de cargar un gran volumen de mineral sin control
remoto, menores costes de perforación y voladura, y buen control de leyes y baja
dilución.
Por el contrario, el principal inconveniente que presenta es que se produce un
apelmazamiento del material después de la voladura por la caída del mismo desde gran
altura.
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Cráteres invertidos
Este método ha sido desarrollado recientemente y consiste en el arranque del mineral por
rebanadas ascendentes mediante el empleo de voladuras en cráter. El mineral
fragmentado puede permanecer dentro del hueco creado, de forma que se evite el
hundimiento de los hastíales.
Se extrae también desde el fondo de la galería de base a
través de un sistema de tolvas.
La técnica de voladura es muy peculiar en este método,
ya que los barrenos verticales se perforan todos desde el
nivel de cabeza con equipos de martillo en fondo y con
un diámetro habitual de 165 mm.
Tras la apertura del sistema de tolvas introducen en los
barrenos cargas de explosivo suspendidas y diseñadas
para que actúen como cargas esféricas.
El material volado cae dentro de las cámaras y con el
solape de los cráteres creados se consigue ir
ascendiendo en sucesivas pegas hasta que en la parte
superior queda un pilar Corona que se vuela de una sola
vez.
Las principales ventajas del método son: buena
recuperación, dilución moderada, buena seguridad,
costos unitarios bajos, moderada flexibilidad, buena
ventilación y grado de mecanización.
Las desventajas más importantes son: coste de tas
labores de preparación, dilución cuando los hastíales son
poco competentes y posibles atascos en conos tolva por
sobré tamaños.
Los yacimientos deben tener una potencia mínima 3 m.
una inclinación superior a los 50º y contactos claros entre
el estéril y el mineral.
Comentarios
Las innovaciones tecnológicas en cuanto a perforación y
tronadura subterránea de tiros largos de gran diámetro (LBH),
ha traído consigo un significativo aumento de la popularidad
de este método.
El mayor volumen y complejidad de los desarrollos es
compensado por la mayor eficiencia de las operaciones. La
perforación, la tronadura y la extracción del mineral son
operaciones que se pueden ejecutar de modo independiente
entre sí.
Permite la utilización intensiva de equipos mecanizados de
gran rendimiento; vale decir,
pocas unidades con escaso personal. Se puede obtener así una alta productividad en un
sector concentrado de la mina.
El conocimiento riguroso y la interpretación adecuada del modelo geológico del
yacimiento son factores claves para el éxito de la aplicación de este método;
conjuntamente con un cuidadoso control del trazado de los diagramas de tronadura.
20
EXPLOTACIONES CON SOSTENIMIENTO ARTIFICIAL
Métodos soportados o de caserones que requieren elementos de soporte para
mantenerse estables y/o que se rellenan con algún material exógeno.
Se consideran en este grupo los siguientes métodos:
Método Cámaras Almacén –
shrinkage stoping
El shrinkage stoping es un método de explotación vertical aplicable a vetas (estructuras
verticales), principalmente para explotaciones menores. En su esencia, consiste en utilizar
el mineral quebrado como piso de trabajo para seguir explotando de manera ascendente.
Este mineral provee además soporte adicional de
las paredes hasta que el caserón se completa y
queda listo para el vaciado. Los caserones se
explotan ascendentemente en tajadas
horizontales, sacando solamente el ~35% que se
esponja y dejando hasta el momento del vaciado
el resto (~65%). Es un método intensivo en mano
de obra, difícil de mecanizar.
Se aplica generalmente a vetas angostas de 1.2
a 30 m o a cuerpos donde otros métodos son
técnica o económicamente inviables. Para
asegurar que el mineral fluya (que no se
“cuelgue”), el mineral no debe tener muchas
arcillas, ni debe oxidarse rápidamente, generando cementación. El cuerpo mineralizado
debe ser continuo para evitar la dilución. El estéril debe extraerse como dilución o dejarse
como pilares aleatorios (que no impidan el flujo).
La explotación se realiza por rebanadas horizontales ascendentes desde el fondo de una
galería. El mineral fragmentado se extrae de forma continua desde las tolvas inferiores o
piqueras, de tal manera que el material una vez volado constituye la plataforma de
trabajo, por lo que debe quedar un espacio adecuado entre el cielo de la cámara y el
mineral volado, y además soportar los hastíales de la excavación.
Dependiendo de las dimensiones del yacimiento, se abrirán diversas cámaras entre las
que se dejarán pilares de separación para el sostenimiento de los hastíales, que podrán
recuperarse al finalizar la explotación principal.
Los inconvenientes más importantes de este método son: precisa mucha mano de obra,
las condiciones de trabajo son peligrosas y difíciles, la productividad es baja y la mayor
parte del mineral permanece en la cámara durante mucho tiempo.
Almacenamiento de zafras (shrinkage stoping), corte esquemático
Aunque hoy en día, prácticamente, no se aplica las
ventajas que presenta son: poca inversión en
maquinaria, la carga se efectúa fácilmente desde los
conos tolva, alta recuperación y baja dilución, buena
ventilación y flexibilidad.
Los criterios básicos para que se aplique este método
son que el yacimiento tenga una inclinación superior a
los 50º
y las rocas de los hastíales sean competentes.
Almacenamiento de zafras (shrinkage stoping), o
Cámaras Almacén. Esquema de trabajo; el mineral que
se extrae sostiene la cámara; a medida que se avanza
hacia arriba se va extrayendo mineral por abajo en la misma proporción.
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CORTE Y RELLENO
Cut and Fill Stoping
Aplicable a depósitos verticales (vetas) o depósitos de gran tamaño e irregulares, cuerpos
de forma tabular verticales o subverticales, de espesor variable desde unos pocos metros
hasta 15 o 20 m en algunos casos. Los yacimientos deben tener un buzamiento superior a
los 50° y leyes altas para compensar los elevados costes de explotación.
Se prefiere a otras alternativas cuando la roca encajadora (paredes) presentan malas
condiciones de estabilidad (incompetente). En cambio, la roca mineralizada debe ser
estable y competente, especialmente si se trata de cuerpos de gran espesor.
El mineral extraído debe ser suficientemente
valioso de modo que el beneficio obtenido por
su recuperación compense los mayores costos
del método.
Los inconvenientes que presenta son: el coste
del material de relleno, el tamaño limitado de
las voladuras y las interrupciones en la
producción que son necesarias para distribuir
el material de relleno dentro de las cámaras.
Por su parte el método de cámaras con relleno (cut and fill) opera con un sistema similar
al de almacenamiento de zafras, con la diferencia substancial que el relleno no se realiza
con el mismo mineral arrancado, sino con materiales que son traídos desde afuera, por
ejemplo, limos o arenas. También pueden utilizarse a estos efectos los estériles de la
planta de flotación, lo cual tiene innumerables ventajas ambientales.
El método de entibación cuadrada (square set stoping) es muy laborioso y hoy en día
prácticamente no se emplea. Es similar al proceso de cámaras con relleno, pero además
utiliza un esqueleto (entramado) de cuadros rectangulares.
CORTE Y RELLENO ASCENDENTE
OVER CUT AND FILL
Corte y Relleno Ascendente (OVER CUT AND FILL)
horizontales, en sentido ascendente, desde la galería de fondo.
Una vez volado se extrae completamente de la
cámara, a través de unos coladeros,
efectuándose a continuación el relleno del
hueco creado con estériles, con lo que se
consigue crear una plataforma de trabajo
estable y el sostenimiento de los hastíales.
El material de relleno puede ser el escombro
procedente de las labores de preparación de la
mina, el cual se extenderá con medios
mecánicos, o el que con esa finalidad se extrae
en superficie de alguna cantera próxima y, una
vez triturado, se mezcla con agua para
transportarlo hidráulicamente por tubería. Ese
material se drena para separar el agua,
quedando así un relleno compacto. La consolidación puede aumentarse mediante la
adición de una cierta cantidad de cemento.
La mayoría de las operaciones se han mecanizado casi totalmente, con lo que este
método ha llegado a sustituir a otros hasta ahora muy utilizados.
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Las principales ventajas que presenta son: la alta selectividad, la buena recuperación del
mineral, la facilidad de aplicación y las condiciones de seguridad alcanzadas cuando los
macizos rocosos de los hastíales no son competentes.
C0RTE Y RELLENO DESCENDENTE
(Under cut and fill
) en este método el arranque se
realiza en rebanadas horizontales que se rellenan colocando previamente una losa de
hormigón pobre o relleno cementado que sirve de
techo artificial para la rebanada siguiente.
Este método sustituye al de corte y relleno ascendente
en los casos de mineral fracturado cuya corona puede
ceder y complicar la explotación.
Es un método que presenta las siguientes ventajas:
Alta recuperación.
Evita la instabilidad con mineral y hastial falsos.
Elimina el sostenimiento de las coronas.
Aumento de seguridad.
Arranque
Se puede realizar con perforación horizontal como también vertical hacia arriba (bancos
invertidos). Ambas soluciones tienen ventajas y desventajas.
Dependiendo de las dimensiones del cuerpo mineralizado, espacios disponibles y
capacidad productiva, es posible utilizar perforación manual (jack-legs o stopers) como
también equipos tales como jumbos o wagon-drills.
Manejo del mineral
El manejo del mineral arrancado en el caserón consiste en cargarlo y transportarlo hasta
los piques artificiales de traspaso.
Dependiendo de las dimensiones del caserón y de la capacidad productiva de la faena,
esta operación puede ejecutarse con palas manuales y carretillas (minería artesanal),
palas de arrastre o scrapers, y también con equipos cargadores sobre neumáticos LHD.
En la base del caserón, los piques de traspaso descargan el mineral por intermedio de
buzones a carros de ferrocarril o camiones.
Ventilación
Por lo general, el aire es inyectado a los caserones desde el nivel de transporte a través
de chimeneas de acceso.
En los frentes de trabajo, al interior del caserón, se utiliza ventilación secundaria mediante
ventiladores auxiliares y ductos.
El aire viciado se extrae por las chimeneas de ventilación y/o de acceso hacia el nivel
superior, y luego es evacuado incorporándolo en el circuito general de ventilación de la
mina.
Fortificación
Teniendo en cuenta que este método se aplica en cuerpos tabulares con roca encajadora
poco competente, la práctica habitual es el apernado sistemático de las paredes,
incluyendo cintas metálicas, malla de acero o cables según las condiciones de terreno.
El techo mineralizado se mantiene estable con elementos de fortificación semipermanentes
tales como pernos y/o malla de alambre.
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EXPLOTACIONES ENTIBADAS. (Timber supported stopes)
Método de Entibación con Cuadros
(Fortificación de madera)
Consiste en el sostenimiento con madera, disponiendo esta en forma de paralelepípedo
rectos donde los elementos verticales o
estemples soportan las presiones verticales, los
horizontales o codales las presiones de los
hastíales y los cuatro elementos de uníón
restantes rigidizan el conjunto.
Esta técnica de fortificación se emplea
preferentemente en yacimientos de rocas
débiles e intensamente fracturadas, cuando el
mineral se presenta con formas irregulares, con
ramificaciones y contactos mas definidos.
La extracción se realiza de techo a muro, en pequeños tajos donde una vez creado el
hueco se procede a la construcción de los cuadros de madera, si los esfuerzos que deben
soportar estos elementos de madera son muy elevados, el sostenimiento se debe
completar con un relleno, normalmente hidráulico, dejando pasos y huecos para la
ventilación.
Este método consume una gran cantidad de madera y requiere mucha mano de obra, por
lo que actualmente casi esta en desuso y solo se justifica cuando el mineral es muy rico.
Comentarios
Es un método bastante versátil, con un rango de aplicación amplio, especialmente en
condiciones de roca incompetente o de carácterísticas impredecibles. Permite una buena
recuperación y selectividad de las reservas, se pueden obviar sin problemas las
irregularidades del yacimiento. Los sectores estériles pueden quedar como pilares, como
asimismo es posible dejar en el mismo caserón mineral tronado de baja ley. La dilución es
controlable utilizando sistemas de soporte adecuados.
Entre sus debilidades se pueden señalar las siguientes:
• Discontinuidad de las operaciones para permitir la colocación del relleno y los elementos
de refuerzo.
• El volumen de mineral arrancado en un ciclo de trabajo es relativamente pequeño.
• Los requerimientos de mano de obra en actividades no productivas es alto, por lo tanto
la productividad del método es baja.
Sin embargo, con los equipos sobre neumáticos disponibles hoy en día, se puede
alcanzar un buen nivel de mecanización. La habilitación de rampas de acceso facilita el
desplazamiento de los equipos de un caserón a otro, lo que permite mejorar sus
rendimientos y, por consiguiente, la productividad del método.
En suma, es un método de alto costo, cuya aplicación se justifica cuando el mineral
extraído tiene un valor asociado importante y las condiciones de estabilidad de la roca
encajadora son precarias.
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EXPLOTACIONES POR HUNDIMIENTO CONTROLADO
Métodos de hundimiento, esto es, donde las cavidades generadas por el mineral extraído
son rellenas con el material superpuesto (mineral, mientras dura la explotación, y estéril,
una vez finalizada). El hundimiento y consecuente relleno de las cavidades se produce
simultáneamente a la extracción del mineral.
EXPLOTACIÓN POR HUNDIMIENTO DE BLOQUES
.
(block caving)
El método de hundimiento de bloques (block
caving) resulta ideal en cuerpos irregulares de
grandes dimensiones como son los yacimientos
tipo pórfido cuprífero.
El requisito técnico es que la roca a hundir sea
fácilmente fragmentable.
Existen tres niveles principales: de hundimiento, de
troceo (grizzlies) y de transporte.
Consiste en dividir el yacimiento en grandes bloques de sección cuadrangular, de varios
miles de metros cuadrados. Cada bloque se socava practicando una excavación
horizontal con explosivos en la base del mismo. El mineral queda sin apoyo y se fractura
gracias a las tensiones internas y efectos de la gravedad que actúan progresivamente
afectando a todo el bloque.
El mineral se extrae a través de los conos tolva y
pique ras practicadas, cargándose y transportándose
mediante palas de neumáticos a lo largo de las
galerías de transporte inferiores.
Los yacimientos donde se aplica deben ser de gran
potencia y extensión, con pocas intercalaciones de
estéril y ramificaciones. Por lo general, se trata de
mineralizaciones de baja ley con unas propiedades
geomecánicas adecuadas para el hundimiento.
La principal ventaja de este método es su bajo costo
comparados con los de sostenimiento artifiacial.
Hundimiento de bloques (block caving), diagrama 3D
. Cada bloque
puede tener dimensiones en el orden de 20 a 50 m de lado en la
base y más de 80 en la vertical.
Por el contrario, los inconvenientes más destacables son: las
recuperaciones suelen estar próximas al 80 %, ya que si éstas
aumentan también lo hacen las diluciones, la existencia de agua y
materiales plásticos dificultan la explotación, las alteraciones en la
superficie son importantes y las inversiones iniciales en labores de
preparación son elevadas.
Zona de colapso en superficie (mina de cobre El Teniente, Chile), provocada por el
hundimiento de bloques en profundidad.
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HUNDIMIENTO POR SUBNIVELES DE BLOQUES (Sublevel caving)
El método Sublevel Caving se aplica de preferencia en cuerpos de forma tabular,
verticales o subverticales, de grandes dimensiones, tanto en espesor como en su
extensión vertical.
También es aplicable en yacimientos masivos. La roca mineralizada debe presentar
condiciones de competencia solo suficientes para que las labores emplazadas en ella
permanezcan estables con un mínimo de elementos de refuerzo.
La roca circundante, o más específicamente la superpuesta, debe ser poco competente,
de modo que se derrumbe con facilidad ocupando el vacío dejado por la extracción de la
roca mineralizada.
Es deseable que la roca mineralizada y el material estéril superpuesto sean fácilmente
diferenciables y separables, en el sentido de minimizar su mezcla y por consiguiente la
dilución del mineral.
Principios
En general el concepto de método por hundimiento
implica que el material estéril superpuesto se derrumba
y rellena el vacío que va dejando la extracción del
cuerpo mineralizado. Este proceso se debe propagar
hasta la superficie, creando así una cavidad o cráter.
Consiste en dividir el cuerpo mineralizad en subniveles
especiados verticalmente entre 10 a 20 m. En cada
subnivel se desarrolla una red de galerías paralelas que
cruzan transversalmente el cuerpo, a distancias del
orden de 10 a 15 m.
Las galerías de un determinado subnivel se ubican
entremedio y equidistantes de las galerías de los
subniveles inmediatamente vecinos. De este modo, toda la sección mineralizada queda
cubierta por una malla de galerías dispuestas en una configuración
romboidal. Las operaciones de arranque, carguío y transporte del mineral, se realizan a
partir de estos subniveles en una secuencia descendente.
Desarrollos
Una rampa que comunica y permite el acceso a todos los subniveles.
Galerías de cabecera en cada uno de los subniveles,
emplazadas en la roca yacente (footwall), por lo
general orientadas según el rumbo y siguiendo el
contorno del cuerpo mineralizado.
Galerías de arranque y extracción del mineral en
todos los subniveles, según la disposición indicada
previamente. Estas galerías, de gran sección,
constituyen la mayor parte de los desarrollos
requeridos y su excavación puede llegar a
representar hasta un 20% de la capacidad productiva de la mina.
Consiste en la división del yacimiento en niveles y estos, a su vez, en subniveles que se
van extrayendo en sentido descendente. La distancia entre subniveles oscila entre los 8 y
los 15 m y cada uno de ellos se desarrolla según un conjunto de galerías que cubren la
sección completa del mineral.
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Piques de traspaso que se conectan a todos los subniveles y que permiten la evacuación
del mineral arrancado hacia un nivel de transporte principal.
Arranque
La operación de arranque se inicia en el subnivel superior,
en retroceso desde el límite más alejado o pendiente
(hanging wall) del cuerpo mineralizado hacia el límite
yacente (foot wall).
Desde cada galería del subnivel se perforan tiros hacia
arriba, según un diagrama en abanico que cubre toda la
sección de roca de forma romboidal ubicada
inmediatamente encima.
La longitud de los tiros es variable pudiendo alcanzar hasta
unos 40m. El diámetro de
perforación se ubica en el rango de 50 a 90 mm. Se
utilizan jumbos electrohidráulicos
diseñados para perforación radial.
La perforación se realiza anticipadamente como una
operación continua e independiente de la tronadura. Cada
tronadura involucra entre dos y cinco abanicos por galería.
Comentarios
El método Sublevel Caving es un método de alta capacidad productiva; su disposición
general es bastante simple, regular y esquemática; y no requiere de excavaciones e
instalaciones demasiado complejas.
Las operaciones involucradas – desarrollo,
arranque y manejo de mineral – se realizan
en
sectores o niveles distintos, con escasa
interferencia, lo que permite una secuencia
fluida e independiente de cada una de estas
operaciones.
Tales condiciones permiten una intensiva
utilización de equipos mecanizados de alta
productividad pudiendo así alcanzar el
proceso un gran nivel de eficiencia y altos
estándares técnicos.
La principal debilidad de este método es la alta dilución a la que queda expuesto
permanentemente el mineral arrancado durante el proceso de extracción. Se mide en
términos de la relación entre la diferencia de leyes del mineral in-situ y del material
extraído, con respecto a la diferencia de leyes del mineral in-situ y del material
contaminante. Se expresa en porcentaje y puede alcanzar en este caso cifras de hasta un
25%. La dilución, a su vez, afecta la recuperación de las reservas. Cuando la ley del
material extraído alcanza el valor mínimo económico estimado aceptable (ley de corte), la
extracción se interrumpe y parte del mineral arrancado se pierde.
Requiere un gran volumen de desarrollos, que si bien es cierto en gran medida son en
mineral, de todos modos los costos involucrados inciden de modo significativo en el costo
operacional del proceso productivo.
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HUNDIMIENTO POR TAJO LARGO. LONGWALL MINING METHOD
Tajos largos:
Este método puede utilizarse en la explotación de yacimientos
estratificados, delgados, de espesores uniformes e inclinaciones preferentemente de
pequeñas a moderadas.
Inicialmente se aplicó en carbón y,
posteriormente, se ha extendido a las potasas y a
otros minerales duros, como las vetas auríferas,
donde el arranque se efectúa por perforación y
voladura.
El mineral se extrae a lo largo de un frente de
trabajo recto y largo con medios mecánicos:
rozadora, cepillo, etc. O con explosivos en el caso
de las rocas más duras.
En el sostenimiento del hueco creado se suele
utilizar entibación hidráulica marchante o
autodesplazable, mientras que el tratamiento que
se da al hueco abandonado puede consistir en el relleno del mismo o, más comúnmente,
en el hundimiento del techo.
El mineral arrancado se extrae del tajo por medio
de transportadores de cadenas o panceres que
descargan en cintas transportadoras que corren
por las galerías.
El método se aplica en dos modalidades: en
avance y en retirada.
En el primer caso las galerías en dirección, tanto
de base como de cabeza de tajo, sufren mayores
tensiones que obligan a realizar labores de
mantenimiento, mientras que en el segundo caso
esa infraestructura se mantiene en el terreno sin
explotar.
El arranque se efectúa con una rozadora de la que existen varios modelos o tipos y que
descarga el carbón arrancado sobre un panzer metálico que lo transporta fuera del tajo,
para transferirlo a un sistema de cintas que los extraen fuera de la mina o hasta el pozo
de extracción vertical.
Se utiliza una entibación marchante hidráulica utodesplazante para sostener el techo del
frente y se adelanta después de cada pasadora de la rozadora continua.
Cuando las capas son muy potentes la extracción se realiza en diversas pasadas por
franjas descendentes. El arranque del mineral en el frente puede combinarse con un
hundimiento controlado por detrás de la entibación, llamado también “sutiraje’, con lo que
se consigue reducir el número de pasadas y recuperar parte del mineral existente en
bolsadas y pequeñas ramificaciones.
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Explotación por franjas descendentes y sutiraje
Entre las ventajas que presenta este método se encuentran el alto grado de mecanización
y la elevada recuperación del mineral.
Los principales inconvenientes que
presenta son; la necesidad de unas
condiciones morfológicas y
geomecánicas de los materiales
adecuadas y unas elevadas
inversiones iniciales en maquinaria y
preparación de las labores.
Una variante de este método descrito
es la conocida por tajos cortos.
Se utiliza en frentes inferiores a los 50
m, en yacimientos de tipo masivo que
se extienden ocupando grandes superficies horizontales.
Se adapta bien a los techos en malas condiciones y es más flexible, pero precisa más
labores preparatorias y más cambios y desplazamiento de los equipos mineros.
EXPLOTACIONES ESPECIALES
Se consideran aquellos métodos mixtos de los anteriores o de transición entre ellos.
En general son aquellos procedimientos que se emplean para recuperar los macizos y
pilares expresamente abandonados para poder arrancar el mineral con seguridad en los
anteriores métodos.
Se tienen en primer lugar aquellos métodos de huecos permanentes, que al crecer la
mina en profundidad ofrecen pocas garantías de estabilidad, por o que tienen que
rellenarse los pisos superiores para poder trabajar por debajo de ellos.
A esto se une que los pilares entre huecos y los de corona entre pisos ocupan una
cantidad de mineral cada vez mayor, llegando pronto a suponer a mayor parte del
criadero.
Por esta razón se ha implantado el relleno previo de los huecos abiertos y la preparación
del mismo con cementación para arrancar el mineral de los pilares y macizos con mayor
seguridad.
Otra manera de recuperar los macizos y pilares es la de realizar el arranque de los pilares
de corona y los de separación entre cámaras por un sistema de hundimiento.
Este método es mixto de las explotaciones con sostenimiento natural y de las de
explotación por niveles hundidos.
Otra variante es el paso de ciertos métodos de hundimiento de niveles al de cámaras de
almacén o más bien bloques hundidos.
A medida que las minas progresan en la dirección y profundidad del criadero, la
importancia de este mineral abandonado crece y su recuperación se hace importante.
FIN.