METODOS DE EXPLOTACION

Introduccin Si bien es sabido la explotacin de yacimientos

minerales por mtodos subterrneos, es mscomplejo que los de superficie, por ello espreciso dedicar especial atencin a cada uno delos mtodos existentes, para una acertadaplaneacin de la explotacin de un cuerpomineral.

Objetivo: el presente trabajo es presentar con lamayor simplicidad el mtodo; las ventajas ydesventajas que presenta su empleo, para daruna visin ms amplia del mtodo.

Clasificacin de Mtodos

Una primera clasificacin de los mtodos serefiere a si la explotacin se realiza siempreexpuesta a la superficie o si se desarrolla atravs de labores subterrneas.

As, debemos primero separar:

Mtodos de explotacin a cielo abierto

Mtodos de explotacin subterrnea

Entre los mtodos de explotacin de superficie, se pueden identificar los siguientes:

Cielo abierto, rajo abierto o tajo abierto (llamado Open Pit en ingls).

Cantera (llamado Quarry en ingls).

Lavaderos o placeres.

Otros.(disolucin)

Mtodos Autosoportantes o de Caserones Abiertos

Corresponden a aquellos que consideran la extraccin delmineral y dejar la cavidad que ste ocupaba vaca.

Para ello, el casern debe mantenerse estable en formanatural (ser autosoportante) o requerir escasos elementos derefuerzo.

Room and Pillar Stope and Pillar Shrinkage Stoping Sublevel Stoping Vertical Crater Retreat

Mtodos soportados o de caserones:

Requieren elementos de soporte para mantenerse estables y/o que se rellenan con algn material exgeno:

Cut and Fill Stoping

Excavation Techniques

Backfilling Methods

Mtodos de Hundimiento

Las cavidades generadas por el mineral extrado son rellenas con el material superpuesto (mineral, mientras dura la explotacin, y estril, una vez finalizada). El hundimiento y consecuente relleno de las cavidades se produce simultneamente a la extraccin del mineral:

Longwall Mining

Sublevel Caving

Block / Panel Caving

CRITERIOS DE SELECCIN DEL METODO

Caractersticas espaciales; tamao, forma, disposicin, profundidad, etc.

Condiciones Geolgicas e hidrolgicas. Consideraciones geotcnicas; propiedades

elsticas, comportamiento plstico o visco elstico, estado de los esfuerzos, consolidacin, competencia, etc.

Consideraciones econmicas. Factores tecnolgicos. Factores medioambientales.

Mtodos de explotacin Definicin:El mtodo de explotacin es la estrategia global quepermite la excavacin y extraccin de un cuerpomineralizado del modo tcnico y econmico mseficiente.

CUT AND FILL

CUT AND FILL (corte y relleno) En la explotacin por corte y relleno, se arranca el

mineral por franjas horizontales empezando por laparte inferior de un tajo avanzando hacia arriba.Cuando es arrancado y extrada la franja completa serellena el volumen correspondiente con materialestril.

CUT AND FILL (Vista 3D)

Caractersticas del Cut and Fill

El mtodo de corte y relleno es el mtodo explotacin ms flexible de todos y puede aplicarse a casi todo tipo de criaderos.

RELLENO El relleno sirve tanto de sostenimiento de los

hastiales como de plataforma de trabajo paraexplotar la siguiente franja del mineral.

El material de relleno puede consistir de roca estrilde labores de preparacin en la mina.

El material de relleno puede consistir de desechos degrano fino procedentes de la planta de preparacindel mineral . Los desechos son mezclados con agua ytransportados a la mina y distribuidos por tuberas,despus que se ha drenado agua queda un rellenocomponente con una superficie lisa en el tajo.

En algunos casos el relleno puede ser mezclado concemento para producir una superficie mas dura.

Perforacin utilizadaDependiendo de las dimensiones del cuerpomineralizado, espacios disponibles y capacidadproductiva, es posible utilizar perforacin manual (jack-legs) como tambin equipos tales como jumbos.

Condiciones de aplicacin

Se aplica por lo general en cuerpos de forma tabularverticales o sub verticales, de espesor variable desdeunos pocos metros hasta 15 o 20 m en algunos casos.

Se prefiere a otras alternativas cuando la rocaencajadora (paredes) presentan malas condicionesde estabilidad (incompetente). En cambio, la rocamineralizada debe ser estable y competente,especialmente si se trata de cuerpos de gran espesor.

El mineral extrado debe ser suficientemente valiosode modo que el beneficio obtenido por surecuperacin compense los mayores costos delmtodo.

Ventilacin del Mtodo El sistema de Ventilacin se realiza por lo general

de la siguiente manera, el aire es inyectado a lascmaras desde el nivel de transporte a travs dechimeneas de acceso.

En los frentes de trabajo, al interior del casern,se utiliza ventilacin secundaria medianteventiladores auxiliares y tubera flexible.

El aire viciado se extrae por las chimeneas deventilacin y/o de acceso hacia el nivel superior,y luego es evacuado incorporndolo en el circuitogeneral de ventilacin de la mina.

Ventajas La recuperacin es cercana al 100%.

Es altamente selectivo, lo que significa que se

pueden trabajar secciones de alta ley y dejar

aquellas zonas de baja ley sin explotar.

Es un mtodo seguro.

Puede alcanzar un alto grado de mecanizacin.

Se adecua a yacimientos con propiedades fsicos

mecnicas incompetentes.

Aplicable a depsitos verticales (vetas) o depsitos de gran tamao e irregulares.

Desventajas

Costo de explotacin elevado.

Bajo rendimiento por la paralizacin de la

produccin como consecuencia del relleno.

Consumo elevado de materiales de fortificacin.

Alto costo, debido al relleno, llegando a un 50 %

del costo total.

Mineras que utilizan el Mtodo

La Florida Rancagua, Chile Cu

Murray Ontario, Canad Ni - Cu

Lucky friday Idaho, EEUU Ag Zn - Pb

Raglan Quebec, Canad Ni - Cu

Carln Nevada, EEUU Au

CONCLUSIONES Es un mtodo bastante verstil, con un

rango de aplicacin amplio, especialmenteen condiciones de roca incompetente o decaractersticas impredecibles.

Permite una buena recuperacin yselectividad de las reservas, se puedenobviar sin problemas las irregularidades delyacimiento.

Los sectores estriles pueden quedar comopilares, como as mismo es posible dejar enel mismo casern mineral tronado de bajaley.

SHRINKAGE

Mtodo de ExplotacinShrinkage

La explotacin del mineral se hace arrancando franjas horizontales,empezando desde la parte inferior de la cmara de explotacin y avanzandohacia arriba. Parte del mineral tronado se deja en el casern, donde sirvecomo plataforma de trabajo para la explotacin del mineral superior y parasostener las paredes del casern.

La roca aumenta su volumen ocupando cerca de un 70% por la tronadura.Por esto se debe extraer continuamente un 40% del mineral tronadodurante la explotacin, para mantener una distancia adecuada entre eltecho y la superficie del mineral tronado dentro de la cmara, de modo queel personal pueda realizar la perforacin y carguo del explosivo de los tirossin inconvenientes. Cuando el arranque haya avanzado al lmite superior dela cmara proyectada, se interrumpe el arranque y se puede extraer el 60%restante del material que ha permanecido almacenado.

Descripcin General

Caractersticas del mineral: mineral competente, que no se oxide ni cemente, adems bajo en arcillas.

Caractersticas de roca de caja: competente.

Forma del depsito: vertical, uniforme en su inclinacin y contactos o Inclinacin > 45, optimo > 60.

Potencia: Angosto (1 a 30 m)

Largo: 15 metros en adelante

Ley: moderada a alta

Principales Condiciones:

Este mtodo requiere conocer bastante bien la regularidad y los lmites delcuerpo mineralizado.

Para ello, se construyen dos niveles horizontales separados verticalmente(30-180 m), estos permiten definir la continuidad de la veta y tambindeterminar la regularidad en el espesor de la misma.

A esto, se agrega una o ms chimeneas (construidas de modo manual oRaise- Boeing), las que permiten definir la continuidad vertical, ademsfacilitan la ventilacin y permiten el acceso del personal y los equipos.

Correr una galera paralela a la base del cuerpo (a 7.5 15 m), ademscorrer unas estocada de extraccin hacia la galera base del deposito (cada7.5 - 15m.) y finalmente se trona la primera tajada y se extrae elesponjamiento con LHD, Para cuerpos ms anchos se corren dos galeras debase, luego se construyen embudos y finalmente por el centro de las dosgaleras bases se corre una galera de extraccin.

Desarrollo del Mtodo

Sea el yacimiento una veta o una masa mineralizada, es indispensable teneruna galera en la base del casern que permita la evacuacin del mineralarrancado a la superficie. El techo de esta galera, llamada base, puede serun puente natural de mineral o puede ser artificial construido ya sea demadera o de perfiles metlicos.

Se deja un puente natural cuando la roca mineralizada tiene una buenaresistencia mecnica. En este caso se crean embudos para recibir la saca ydespus evacuarla en forma controlada sobre los carros.

Estos embudos pueden ser construidos (cada 1-10 metros) antes de iniciarla explotacin si se desea evacuar el esponjamiento por gravedad; odespus de la fase total de arranque, para no debilitar prematuramente elpuente natural, de tal manera que el 40 % a evacuar podra ser extrado atravs de buitras.

Preparacin de la base del casern

En el caso de una galera base con techo artificial, es indispensable tomar muchasprecauciones durante los primeros disparos, debido a que la saca va a caer directamentesobre el techo sin proteccin alguna.

Como medida de precaucin, se aconseja disparar siempre la primera tajada con tirosverticales, an que despus s all decidido la utilizacin de tiros horizontales, ya quetiene la ventaja de proyectar la saca horizontalmente aminorando considerablemente lafuerza de impacto del material sobre el techo de la galera.

La loza que se coloca encima de los perfiles o de los rollizos, por lo general no se hace deconcreto debido a que es necesario romperla posteriormente para el vaciado delcasern. Se utilizan rollizos partidos por la mitad o tablones semi elaborados quepueden correrse lateralmente cuando se desea vaciar los caserones.

La perforacin puede ejecutarse con tiros horizontales, verticales einclinados estas modalidades tienen sus ventajas e inconvenientes.

La perforacin de tiros horizontales tiene la ventaja de generar un mejorrendimiento tanto del metro barrenado como el explosivo. En efecto, comolos tiros horizontales no tienen que vencer el empotramiento, no necesitanpasadura ni tampoco carga de fondo, de modo que los metros barrenados ylos kilos de explosivo por tonelada arrancada resultan inferiores que contiros verticales.

Pero por otra parte, los tiros horizontales tiene como inconveniente el delimitar el trabajo de perforista especialmente cuando se trata de vetasangostas, debido a que este debe esperar la eliminacin del esponjamientode un disparo para continuar con su trabajo; en caso contrario debetrasladarse a otra grada.

Por eso, cuando se usa perforacin horizontal, es necesaria la creacin devarias gradas.

Perforacin Horizontal

En el caso de la perforacin vertical no existe inconvenientes, puesto que esposible perforar, incluso con bastante anticipacin, toda la grada delcasern. Sin embargo, estos tiros verticales tendrn el inconveniente detener que vencer un empotramiento y sern por lo general ms cortos parapermitir la correcta introduccin de la broca en el tiro, considerando elinconveniente presentado por la altura entre el piso del mineral arrancado yel techo del casern comprendida entre los 2.0 metros a 2.20 metros .

Por este motivo es frecuente la perforacin de tiros verticales de solamente1.60 metros, lo que evidentemente no puede dar buenos rendimientos delmetro barrenado ni un buen consumo de explosivo. No obstante, miradodesde el punto de vista del principio del mtodo, este inconveniente setraduce en una ventaja, puesto que con tiros cortos y un mal consumo deexplosivos se obtiene una saca de fragmentacin ms fina, lo que facilita elvaciado del casern.

Perforacin Vertical

Esta Opcin resulta ms ventajosa que la perforacin vertical, pues as esposible disminuir la pasadura, con la cual aumenta la eficiencia del metrobarrenado y del explosivo.

Sin embargo, tiene el inconveniente de resultar ms engorrosa para elperforista y requiere por lo menos un mayor control. De lo contrario, elobrero rpidamente comienza a alterar el ngulo de inclinacin.

Perforacin Inclinada

El frente de trabajo en este mtodo se ventila inyectando aire desde la galera detransporte ubicada en la base a travs de la chimenea de acceso emplazada en uno delos pilares que flanquean el casern.El aire viciado se extrae hacia el nivel superior por la chimenea emplazada en el otro

pilar correspondiente al casern vecino.

Ventilacin

Dependiendo de la estabilidad de la roca encajadora, se recurre normalmente a unapernado parcial de las paredes del casern.En situaciones de mayor inestabilidad se colocan pernos y malla de acero, o incluso

shotcrete.Tambin es posible dejar algunos pilares de mineral de pequeas dimensiones.Adems se hacen muestreos de canaleta o de chips en intervalos regulares para

controlar las leyes.

Fortificacin

Ventajas

Tasas de produccin pequeas a medianas.

Vaciado del casern por gravedad.

Mtodo simple, para minas pequeas.

Capital bajo, algo de mecanizacin posible.

Soporte de mineral y paredes mnimo.

Desarrollos moderados.

Buena recuperacin.

Baja dilucin.

Selectividad posible.

Desventajas

Seguridad, en ciertos casos este mtodo puede ser peligroso debido a la formacin de bvedas durante la evacuacin del esponjamiento, puesto que los obreros confinados en la horizontalidad del piso del mineral arrancado, pueden empezar a trabajar y ser repentinamente chupados por el derrumbe de estas bvedas.

Productividad baja a moderada.

Costos moderados a altos.

Intensivo en mano de obra.

Mecanizacin limitada.

Condiciones de trabajo difciles.

Aprox. 60% del mineral preso dentro del casern hasta el final.

Prdida del casern en vaciado si no se hace con cuidado.

SUB LEVEL CAVING

SUBLEVEL CAVING

Condiciones de aplicacin El mtodo SLC se aplica de preferencia en cuerpos de forma

tabular, verticales o subverticales, de grandes dimensiones,tanto en espesor como en su extensin vertical. Tambin esaplicable en yacimientos masivos.

La roca mineralizada debe presentar condiciones decompetencia solo suficientes para que las labores emplazadasen ella permanezcan estables con un mnimo de elementos derefuerzo.

La roca circundante, o ms especficamente la superpuesta,debe ser poco competente, de modo que se derrumbe confacilidad ocupando el vaco dejado por la extraccin de la rocamineralizada.

Es deseable que la roca mineralizada y el material estrilsuperpuesto sean fcilmente diferenciables y separables, enel sentido de minimizar su mezcla y por consiguiente ladilucin del mineral.

Principios En general el concepto de mtodo por hundimiento implica que el

material estril superpuesto se derrumba y rellena el vaco que va dejando la extraccin del cuerpo mineralizado. Este proceso se debe propagar hasta la superficie,

Consiste en dividir el cuerpo mineralizado en subniveles especiadosverticalmente entre 10 a 20 m. En cada subnivel se desarrolla una red degaleras paralelas que cruzan transversalmente el cuerpo, a distancias delorden de 10 a 15 m.

Las galeras de un determinado subnivel se ubican entremedio yequidistantes de las galeras de los subniveles inmediatamente vecinos. Deeste modo, toda la seccin mineralizada queda cubierta por una malla degaleras dispuestas en una configuracin romboidal.

Las operaciones de arranque, carguo y transporte del mineral, se realizana partir de estos subniveles en una secuencia descendente.

Arranque La operacin de arranque se inicia en el subnivel superior, en

retroceso desde el lmite ms alejado o pendiente (hangingwall) del cuerpo mineralizado hacia el lmite yacente (footwall).

Desde cada galera del subnivel se perforan tiros hacia arriba,segn un diagrama en abanico que cubre toda la seccin deroca de forma romboidal ubicada inmediatamente encima.

La longitud de los tiros es variable pudiendo alcanzar hastaunos 40m. El dimetro de perforacin se ubica en el rango de50 a 90 mm. Se utilizan jumbos electrohidrulicos diseadospara perforacin radial y simba.

La perforacin se realiza anticipadamente como unaoperacin continua e independiente de la tronadura. Cadatronadura involucra entre dos y cinco abanicos por galera.

Pique Interceptando la Veta

Pique al Yacente(foot wall)

Pique en el pendiente (hanging wall)

Manejo del mineral El material arrancado se maneja con equipos LHD de

gran capacidad, los cuales cargan el mineral en la frente de produccin y lo transportan a travs de las mismas galeras de perforacin para vaciarlo en los piques de traspaso que se conectan a las galeras de cabecera.

Este sistema operativo alcanza una alta eficiencia. Una misma pala puede mantenerse continuamente en operacin sirviendo simultneamente a varias galeras.

Diseo Estocadas

Esquema de una estocada de carguo

LELSLT

LS

A

a

Visera

LH + LI

LE

Marcos de acero

A

LT

a

LH + LI

LT=distancia pila

(A x cotan(a))

a~ 35 40

(material particulado)

LS=desgaste visera (1-2 m)

LE=largo equipo (10-12 m)

LH=largo holgura (1-2 m)

LI=distancia impulso equipo

Ventilacin

El uso intensivo de cargadores LHD diesel exige disponer deuna buena ventilacin en las galeras de produccin.Considerando que tales labores son ciegas, se debe recurrir asistemas auxiliares de ventilacin.

La solucin ms socorrida consiste en inyectar el aire frescopor la rampa. El aire accede as a la galera de cabecera dondese instala una puerta de control dotada de un ventiladorsoplante inyector.

A partir de esta puerta, el aire sigue su recorrido hacia lasgaleras de produccin por el interior de una red de ductos deacero o material plstico, que rematan en los frentes detrabajo.

El aire retorna ventilando las galeras de produccin hacia lagalera de cabecera, de donde es evacuado por una chimenea dotada de un ventilador extractor ubicada al interior de lapuerta de control.

Fortificacin Este mtodo implica el desarrollo de una gran cantidad de

labores de gran seccin, especficamente las galeras deproduccin de 4 a 5 m de ancho, que a su vez tienen una vidarelativamente corta. Ambos sentidos apuntan en sentidocontrapuesto en cuanto a satisfacer de modo eficiente lascondiciones de estabilidad de tales excavaciones.

Si se trata de una roca competente no se requiere deelementos de fortificacin adicionales.

En presencia de rocas medianamente competentes, sepueden utilizar elementos de refuerzo provisorios tales comoenmaderado, pernos cementados y malla de alambre.

El principal problema se presenta en la mantencin del frentede extraccin o visera. La presencia de roca de mala calidadrequiere de elementos de fortificacin semi-permanentestales como malla de acero, shotcrete o incluso marcos deacero, situacin que puede afectar seriamente lasposibilidades de aplicacin del mtodo.

Desplazamientos

VENTAJAS

1. Aplicacin a gran variedad de depsitos.

a) Terrenos dbiles que de otro modo tendrn que ser explotados por mtodos de Square Set

b) En terrenos competentes en donde:

i- El material de sobrecarga hundir con facilidad

ii- Grandes anchos de mineralizacin

2. Se presta para una alta mecanizacin combinado con baja cantidad de mano de obra.

3. Sistema verstil y de gran produccin, que adems presenta un gran nmero de frentes de trabajo.

DESVENTAJAS 1. Extraccin de mena puede ser tan baja como el 60% pero

no lo ser en exceso de 90% 2. Dilucin es inevitable, particularmente en los casos donde

el tamao de mena fragmentada es mayor que el tamao de la sobrecarga

3. Existen problemas de ventilacin. Al generarse el hundimiento, se produce subsidencia, con

destruccin de la superficie, adems, las labores permanentes como chimeneas de ventilacin y rampasdeben ubicarse fuera del cono de subsidencia requirindose mayor desarrollo.

4. Existen prdidas de mineral; al llegar al punto lmite de extraccin, el mineral altamente diluido remanente se pierde, adems se pueden generar zonas pasivas, es decir, sin escurrimiento, lo que implica prdidas.

LHD

JUMBO

SIMBA

BLOCK CAVING

METODOS DE HUNDIMIENTO

Las cavidades generadas por el mineral extrado son rellenas con el material superpuesto. Mineral, mientras dure la explotacin, y estril una vez finalizada.

El hundimiento y consecuente relleno de las cavidades se produce simultneamente a la extraccin del mineral. Longwall mining.

Sublevel caving.

Block/panel caving.

INTRODUCCIN AL METODO DE BLOCK CAVING

DESCRIPCIN:

este mtodo consiste eninducir el hundimiento de unacolumna mineralizada,socavndola mediante laexcavacin de un corte basal,proceso que se realizaaplicando las tcnicasconvencionales de perforaciny tronadura.

DESCRIPCIN

Los esfuerzos internos pre-existentes en elmacizo rocoso (gravitacionales y tectnicos),ms los inducidos por la modificacin de suscondiciones de equilibrio debido al cortebasal, generan una inestabilidad en lacolumna de roca o loza inmediatamentesuperior. Esta se desploma parcialmenterellenando el vaco creado y la situacin deequilibrio tiende a restablecerse.

DESCRIPCIN

El mineral derrumbado se extraepor la base a travs de un sistemade embudos o zanjas recolectorasexcavados previamente,generando as nuevas condicionesde inestabilidad. El fenmenocontina y el desplome ohundimiento de la columna sepropaga as sucesivamente hastala superficie, proceso que en laterminologa minera se denominasubsidencia.

DESCRIPCIN

El proceso termina cuando se ha extrado toda la columna mineralizada. El material estril sobrepuesto desciende tambin ocupando el vaco dejado y en la superficie se observa la aparicin de un crter.

APLICACIN DEL METODO El mtodo de block caving se aplica, casi sin

excepcin, en yacimientos masivos degrandes dimensiones, como son porejemplo, los depsitos mineralesdiseminados conocidos con el nombre decobres porfdicos, de gran ocurrencia eimportancia econmica en Chile.

Tambin es posible su aplicacin en cuerposde forma tabular de gran espesor.

Sus mejores condiciones de aplicacin sedan en rocas mineralizadas relativamenteincompetentes, con un alto ndice defracturas, que se hunden con facilidadquebrndose en fragmentos de tamaoreducido. Sin embrago, la tecnologadisponible hoy en da permite tambin suaplicacin en macizos rocosos quepresentan alta resistencia a fragmentarse.

BLOCK CAVING A LO LARGO DEL MUNDO

El Salvador

Andina

El Teniente

Bingham Canyon

Chuquicamata

Freeport_DOZ

RTZ_Argyle

De Beers-Finsch

RTZ_Northparkes

Philex_Padcal

RTZ_PalaboraDe Beers-Premier

IVANHOE

New Mines

Mines in operations 2003

Henderson

BLOCK CAVING - DESARROLLOS

Nivel de hundimiento: conjunto de galeras paralelas espaciadas entre 15 a 30m a partir de las cuales se realiza la socavacin o corte basal de la columna mineralizada. Se ubica a una cota entre 7 a 20 m sobre el nivel de produccin.

Nivel de produccin: conjunto de galeras paralelas espaciadas entre 15 a 30 m donde se realiza la operacin de extraccin del mineral segn diversas modalidades.

BLOCK CAVING - DESARROLLOS

Embudos o zanjas recolectoras de mineral: Se trata de excavaciones que conectan el nivel de produccin con el nivel de hundimiento, y que permiten o facilitan la extraccin del mineral.

Piques de traspaso: son labores verticales o inclinadas que conectan el nivel de produccin con el nivel de transporte.

BLOCK CAVING - DESARROLLOS

Nivel de transporte: conjunto de galeras paralelas espaciadas entre 60 a 120 m, donde llega el mineral desde el nivel de produccin. Ah se carga por intermedio de buzones a un sistema de transporte que lo conduce a la planta de chancado, que puede estar ubicada en superficie o en el interior de la mina.

Subnivel de ventilacin: conjunto de galeras paralelas espaciadas entre 60 a 120 m, y los correspondientes cruzados de cabecera, ubicadas bajo el nivel de produccin (15 a 30 m). Incluye las chimeneas por donde se inyecta o se extrae el aire hacia y desde el nivel de produccin respectivamente.

Subnivel de control y/o reduccin: puede ser o no necesario, dependiendo de la geometra del cuerpo mineralizado y de las caractersticas de la roca.

VISTA DE LOS DIFERENTES NIVELES

Caving

Undercut Drilling

Undercut Level

Production Level

Haulage Level

Ventilation Level

2nd Haulage

Crusher

Tipping point

Draw Point

Secondary BreakageOre Passes

FeederGrizzly

Conveyor

MINA EL TENIENTE

Video introductorio al mtodo

DISEO DEL BLOCK CAVING

Esencialmente el diseo de un BLOCK CAVING lodetermina la clasificacin geo mecnica delmacizo rocoso a hundir, lo cual se traduce en unaestimacin de la granulometra esperada delmaterial producto del hundimiento.

En suma, la granulometra determina elespaciamiento mximo posible de la malla deextraccin, dicho espaciamiento determina laconfiguracin geomtrica modular del sistema delabores.

ARRANQUE Slo se requiere perforacin y tronadura para

socavar la columna mineralizada. A esta operacin sele denomina hundimiento, y se realiza con tirosradiales en abanico de 50 a 75 mm de dimetrobarrenados con jumbos electro-hidrulicos. Lalongitud de estos tiros puede variar entre unos 5 a 20m.

MANEJO DEL MINERALSistema convencional con extraccin manual. Se aplica en cuerpos mineralizados de fcil hundibilidad,

que se fragmentan generando un material o producto degranulometra fina a mediana.

Las dimensiones de la malla de extraccin varan entre 7,5x 7,5 m hasta unos 12,0 x 12,0 m.

Operarios de extraccin o buitreros, como se les llamaaqu en Chile, manipulan las compuertas emplazadas en elnivel de produccin, haciendo correr el mineral a travs deuna parrilla de control de tamao. Rendimientos normalesdel orden de 150 a 500 [ton / hombre turno] segn eltipo de roca.

El material grueso que no pasa por la parrilla es reducido agolpes de mazo en la misma parrilla. Si el problema deatascamiento se produce en el embudo, se recurre apequeas cargas explosivas.

El mineral se traspasa directamente por gravedad a unnivel de transporte (ferrocarril, cintas transportadoras ocamiones) a travs de sistemas de piques ramificados.

Extraccin mecanizada con Scrapers Se utiliza tambin para condiciones de granulometra fina a mediana, pero

principalmente cuando el nivel de transporte se ubica inmediatamentedebajo o muy cerca del nivel de produccin.

En cada galera de produccin se instala un scraper que arrastra el mineral(30 a 60 m) hasta piques cortos ubicados en la cabecera del bloque, a travsde los cuales se carga directamente a carros de ferrocarril o tambin acamiones.

Los bolones que no es capaz de arrastrar la pala se reducen mediantepequeas cargas explosivas.

Extraccin mecanizada con equipos LHD

Se aplica cuando se trata de macizos rocosos competentes, poco fracturados, que se hunden generando fragmentos o colpas de gran tamao. Se utilizan palas de 5 a 8 yardas cbicas de capacidad.o Las dimensiones de la malla de extraccin pueden variar en este caso entre 12,0 x 12,0 m hasta unos 17,0 x 17,0 m.o Los equipos LHD extraen y cargan el mineral desde los puntos de extraccin y lo transportan hasta los puntos de traspaso regularmente distribuidos adistancias del orden de 80 a 120 m. Su rendimiento puede variar entre unas600 a 1.200 [ton/turno].o Las colpas de grandes dimensiones que la pala no es capaz de cargar sereducen de tamao en los mismos puntos de extraccin utilizando cargas explosivas.

VENTILACIN

El block caving es un mtodo querequiere un suministro intensivo deventilacin.

FUENTES CONTAMINANTES

extraccin y traspaso (polvo).

Tronadura secundaria (gases).

carguo y transporte con equipodiesel(polvo y gases).

VENTILACIN

La solucin clsica es disponer un subnivel de ventilacin ubicado unos pocos metros ms abajo del nivel de produccin (15 a 30 m). Consiste en un conjunto de galeras paralelas coincidentes y alineadas con las galeras de cabecera o cruzados de acceso a los bloques.

FORTIFICACIN

El principal problema dice relacin con la estabilidad de las labores del nivel de produccin. Estas labores son sometidas a intensas solicitaciones inducidas por la redistribucin y concentracin de esfuerzos asociadas al proceso de hundimiento.

Roca poco competente: Galeras de seccin pequea: fortificacin sistemtica con

marcos de madera. Sistemas de extraccin con palas de arrastre:

revestimiento continuo de hormign. Roca competente, equipos LHD: apernado sistemtico,

malla de acero y shotcrete.

CONCLUSIONES

En yacimientos masivos de baja ley, el mtodo porblock caving hoy en da es el que permite alcanzar lamayor capacidad productiva.

Permite una buena recuperacin de las reservascomprendidas dentro de los lmites del rea a hundir,pero su selectividad es prcticamente nula.

La preparacin de un rea a hundir requiere de un granvolumen de desarrollos previos al inicio de laexplotacin. Esto significa mayores plazos de puesta enmarcha y fuertes inversiones antes de producir.

Es un mtodo de escasa flexibilidad, que no aceptagrandes modificaciones una vez iniciada la produccin.

SUB LEVEL STOPING

INTRODUCCION

Mtodo de gran aplicacin en la mediana y pequea minera ,por su alto rendimiento debido a la aplicacin de equiposmontados sobre ruedas .

Se extrae el mineral por tajadas verticales dejando el casernvaco, por lo general de grandes dimensiones, particularmenteen forma vertical.

El mineral arrancado se recolecta en zanjas emplazadas en labase del casern, desde donde se extrae segn diferentesmodalidades.

Este mtodo se aplica preferentemente en yacimientos deforma tabular verticales o subverticales de gran espesor, porlo general superiora 10m. Es deseable que los bordes ocontactos del cuerpo mineralizado sean regulares

TIPO DE CUERPO MINERALIZADO

Son cuerpos regulares tabulares o masivos, donde las vetas deben poseerun buzamiento mayor que el ngulo de reposo del material, con elobjetivo de que el mineral descienda por gravedad.

Son masas mineralizadas resistentes y competentes, con muros y techosauto soportantes, parejos y bien definidos, evitando as problemas defracturamiento y de dilucin sin inclusiones de estril.

Se dividen en:

-Vetas estrechas

-Vetas ponientes o mantos

-Cuerpos masivos

PREPARACION

Acceso Nivel de produccin Subniveles Nivel de transporte Ventilacin Primera tajada

-Slot-Undercut-Perforaciones

METODO TRADICIONAL

Perforacin tiros radiales (abanicos) a partir de los subniveles dispuestos.

Uso de tiros largos (hasta unos 30m) de 2 a 3 pulgadas de dimetro.

Uso de jumbos radiales electro hidrulicos y barras de extensin.

Ocasionalmente se perforan barrenos ms largos pero surgen ciertas dificultades debido a las desviaciones en la alineacin.

La perforacin por subnivel puede realizarse con anterioridad a la extraccin del mineral.

Utilizacin de perforacin mecanizada.

MANEJO DEL MINERAL

El mineral arrancado cae por gravedad y es recolectado porembudos o por zanjas, abarcando toda la base del casern. Enel caso detener zanjas, sta progresa en el mismo sentido y ala velocidad que la explotacin continua. Por el contrario, si setrata de embudos, estos deben prepararse con anticipacin ysus dimensiones van a depender del ancho del casern.

Existen varias posibilidades para cargar el mineral a partir dela base de los embudos o zanjas:-Buzones de tipoMalmberget-Combinacin de parrillas y buzones-Palascargadoras o Scraper-LHD

VENTILACION

La utilizacin generalizada hoy en da de equipos cargadoresdiesel (LHD) para el manejo del mineral, exige disponer deuna adecuada ventilacin del Nivel de Produccin.

Para tal propsito, se utilizan las galeras de acceso o decabecera ubicadas en los lmites del casern: el aire esinyectado por una de estas galeras y luego de recorrer el niveles extrado por la otra.

Los subniveles de perforacin se ventilan desviando parte delflujo de aire hacia las chimeneas o rampas de acceso a dichossubniveles.

FORTIFICACION

Como fuera sealado anterior mente, la aplicacin de este mtodo exigebuenas condiciones de estabilidad tanto de la roca mineralizada como dela roca circundante. No requiere, por lo tanto, de la utilizacin intensiva osistemtica de elementos de refuerzo.

Las galeras de produccin en la base de los caserones se fortifican por logeneral, mediante pernos cementados o pernos y malla de acero (inclusoshotcrete), atendiendo a las condiciones locales de la roca.

En los subniveles de perforacin se puede utilizar localmente elementosde refuerzo provisorios cuando las condiciones de la roca as lo requieran.

VENTAJAS

Muy favorable para mecanizacin Altamente eficiente Tasa de produccin moderada a alta (25.000 ton / mes) Mtodo seguro y fcil de ventilar Recuperacin sobre 90% Dilucin baja: < 20% Perforacin puede adelantarse En operaciones grandes, tronaduras semanales son frecuentes turnos

entrenados y eficientes Mineral est disponible de inmediato al iniciarse la tronadura de

produccin

DESVENTAJAS

Intensivo en capital bastantes desarrollos antes de iniciar la produccin

No selectivo

Ineficiente a bajas inclinaciones

Tronadura secundaria puede generar gases que vuelven al casern

ROOM AND PILLAR

El mtodo de explotacin Room and Pillar o bien cmaras y pilares, consiste en la explotacin de caserones separados por pilares de sostenimiento del techo.

Cuerpos mineralizados con potencias (espesor)mayores a 10 metros y menores a 30 metros, que se explotan por sub-niveles desde el techo al piso.

La calidad de la roca de caja y mineral deben ser competentes.

ROOM AND PILLAR

Se deben disear los pilares y los caserones para maximizar la recuperacin de mineral

Consiste en lo esencial en excavar lo mas posible el cuerpo mineralizado dejando pilares mineral que permiten sostener el techo de material estril

ROOM AND PILLAR

Las dimensiones de los caserones y de los pilares depende de la mayor o menor competencia de la roca sobrepuesta (estabilidad del techo) y tambin de la roca mineralizada (estabilidad de los pilares), como asimismo del espesor del manto y de las presiones existente.

Por lo general los pilares se distribuyen en una disposicin o arreglo lo mas regular posible, y puede tener una seccin circular, cuadrada, o rectangular semejando un muro. Los caserones abiertos tienen forma rectangular o cuadrada

DIMENSIONES DE LAS CMARAS Y PILARES

En un principio, se llevaba en forma irregular, o sea, que las dimensiones y distribucin de caserones se haca sobre la marcha de la explotacin, dejando pilares en forma irregular

Hoy en da el mtodo, se planifica con anterioridad a la explotacin llevndose los caserones con una distribucin regular como as mismo el trazado de los pilares.

FORMAS DE LOS PILARES

Para que este mtodo tenga xito, el tamao del pilar debe ser el ms apropiado. Si los pilares son muy pequeos, la mina puede derrumbarse. Si los pilares son demasiados grandes, se perder una cantidad de mineral considerable, y reducir la rentabilidad de la mina.

La resistencia del pilar se calcula a partir de las caractersticas geomtricas (ancho y alto) y de test de laboratorio o estudios estadsticos empricos.

PILARES

Frente completa

Mltiples niveles

Pilares largos

Caving room and pillar

MTODOS DE EXTRACCIN

Se utiliza para mantos de hasta una potencia de 6-9m (espesor)

Se perfora toda la frente utilizando la tcnica de perforacin Vcut

En general este mtodo es de baja productividad pero posee menor dilucin y mayor recuperacin que mantos de mayor potencia

MTODO DE FRENTE COMPLETA

Para cuerpos de una potencia (espesor) hasta 30m

Para cuerpos de mayor potencia se prefiere utilizar el mtodo de sublevelstoping

En este mtodo la perforacin se puede realizar por banqueo con la preparacin de un subnivel de perforacin superior o por mltiples subniveles preparados en realce, en que cada subnivel es del orden de 4m de alto.

MLTIPLES NIVELES

Cuerpos que poseen una geometra irregular o buzamiento mayor a 8% y menor a 35%

Se definen mltiples niveles en que el piso de cada nivel se acomoda a la pared pendiente del yacimiento

MTODO DE MLTIPLES NIVELES

Se generan grandes caserones rodeados de muros.

Se utiliza generalmente en minera no metlica y la idea es utilizar los caserones para el procesamiento de las arenas petrolferas, nitrato u piedras ornamentales

La recuperacin de este mtodo de explotacin es bajo y no se utiliza en minera metlica

MTODOS DE PILARES LARGOS

Potencias de hasta 2.5 m y profundidades de hasta 250m

Se realiza una extraccin de pilares en retroceso induciendo el hundimiento de las zonas explotadas

Genera subsidencia y podra producirse prdidas de mineras producto del colapso de la frente.

CAVING ROOM AND PILLAR

Puntos selectivo, zonas ms pobres pueden no explotarse sin afectar el mtodo.

Mecanizacin completa, reduce costos de explotacin.

En yacimiento que afloran, puede explotarse todo el mineral, con material estril bajo en cantidad debido a su construccin

Recuperacin del 80 a 90 %

Mtodo barato, productivo, fcil de mecanizar y simple de disear

VENTAJAS DE ROOM AND PILLAR

Si la mineralizacin es irregular, limitara planificacin y explotacin del yacimiento.

Problema de manteo del yacimiento, cuando el manteo esta muy cerca del manteo crtico ( 45 ), se producen problemas para el movimiento del mineral en los caserones y an este problema es ms grave, si se trata de mantos angostos.

En el caso de mantos potentes hay problemas en la mecanizacin de la perforacin lo que se traduce en dificultades de movilidad al usar el equipo pesado de perforacin.

Dilucin de la ley, puede provocar limitacin del mtodo

DESVENTAJAS DE ROOM AND PILLAR

El mineral tronado se carga directamente en las frentes de trabajo, de preferencia con equipos cargadores montados sobre neumticos.

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 mecanizacin 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.

CARGUIO Y TRANSPORTE

Compleja debido al tamao de los caserones.

El flujo de aire se regula a travs de puertas de madera o metlicas.

El flujo promedio debe ser del orden de 30-40 m/min y en las frentes de 120-140 m/min

VENTILACIN

La gran extensin horizontal que pueden alcanzar loslaboreos y el uso intensivo de equipos diesel hacennecesario implantar un sistema de ventilacin quepuede llegar a ser bastante complejo.

En la mayora de los casos resulta indispensableinstalar sistemas de ventilacin secundarias,utilizando ductos y ventiladores auxiliares ubicadosen las proximidades de las frentes de trabajo.

VENTILACIN

Los yacimientos estratificadossiempre requieren de unriguroso control de laestabilidad de techo, por elriesgo de derrumbes odesplome de material estsiempre presente, si esollegase a ocurrir se puederecurrir por lo general a unapernado sistemtico altecho.

FORTIFICACION

Algunas faenas nacionales que usan, usaron o usarn este mtodo de explotacin subterrnea:

Mina El Toqui,Grupo Breakwater S.A.

Mina Navo, Cemento Meln.

Mina Diablo, Compaa Minera Cerro Negro, S.A.

Mina Loreto, Sociedad Agrnoma, Ganadera y Comercial Menndez-Behety.

MINERAS QUE UTILIZAN ROM AND PILLAR

La disposicin y diseo de las labores es bastante simple yesquemtica, permitiendo con facilidad el desarrollo simultneode diferentes reas productivas. No requiere de grandesinversiones en desarrollos de preproduccin.

Permite una explotacin selectiva, dado que siempre existe laposibilidad de dejar como pilares los sectores de ms baja ley.

La recuperacin del yacimiento es uno de los puntos dbiles deeste mtodo. Una proporcin importante de mineralnecesariamente debe dejarse como pilares, Depende mucho delas condiciones geomecnicas de la roca.

CONCLUSIONES