SELECCION DEL METODO DE MINADO

expositores: ABIGAIL JUDITH CALLIRGOS APOLO PEDRO A LEXANDER FERNANDEZ MAURICIO SERGIO VILLARREAL ALBURQUEQUE

MODELAMIENTO Y PLANEAMIENTO MINAS

Ing. Martin Zeta Flores

IMPORTANCIA DE LA SELECCIÓN DEL METODO DE EXPLOTACION

1.- Costos, beneficio, inversiones, flujos de caja, etc.

- Ubicación. - Forma. - Tamaño. - Topografía superficial. - Profundidad del cuerpo mineral. - Tipo de mineral. - Complejidad y calidad de la mineralización. - Distribución de la calidad de la mineralización (selectividad). - Características del macizo rocoso. - Calidad de la información de reservas. - Inversiones asociadas.

CRITERIOS DE SELECCIÓN DEL MÉTODO

2.1 Características Espaciales Factores que afectan la tasa de producción, método de manejo de material, diseño de la mina en el depósito.

• Tamaño (alto, ancho o espesor) • Forma (tabular, lenticular, masivo, irregular) • Disposición (inclinado, manteo) • Profundidad (media, extremos, razón de sobrecarga)

Condiciones Geológicas e Hidrológicas  Tanto el tipo de mineral como el tipo de la roca de caja (o huésped), afectan en la decisión de usar métodos selectivos o no selectivos

• Requerimiento de drenaje, bombeo, tanto en rajo como en subterránea • Mineralogía es importante para procesos • Mineralogía y petrografía (óxidos vs. Sulfuros) • Composición química• Estructura del depósito (pliegues, fallas, discontinuidades, intrusiones) • Planos de debilidad (grietas, fracturas, clivaje) • Uniformidad, alteración, meteorización (zonas, límites) • Aguas subterráneas e hidrología (ocurrencia, flujo, nivel freático)

Condiciones Geológicas e Hidrológicas  

Tanto el tipo de mineral como el tipo de la roca de caja (o huésped), afectan en la decisión de usar métodos selectivos o no selectivos

• Requerimiento de drenaje, bombeo, tanto en rajo como en subterránea • Mineralogía es importante para procesos • Mineralogía y petrografía (óxidos vs. Sulfuros) • Composición química• Estructura del depósito (pliegues, fallas, discontinuidades, intrusiones) • Planos de debilidad (grietas, fracturas, clivaje) • Uniformidad, alteración, meteorización (zonas, límites) • Aguas subterráneas e hidrología (ocurrencia, flujo, nivel freático)

Consideraciones Económicas  

Son factores claves que determinan el éxito del proyecto ya que Afectan la inversión, flujos de caja, periodo de retorno, beneficio

• Reservas (tonelaje y ley) • Tasa de producción • Vida de la mina (desarrollo y explotación) • Productividad • Costo de mina de métodos posibles de aplicar

Factores Tecnológicos  

Se busca la mejor combinación entre las condiciones naturales y el método • Porcentaje de recuperación • Dilución • Flexibilidad a cambios en la interpretación o condiciones • Selectividad • Concentración o dispersión de frentes de trabajo • Capital, mano de obra, mecanización

Factores Medioambientales  No sólo físico, sino que también económico-político-social

• Control de excavaciones para mantener integridad de las mismas (seguridad) • Subsidencia y efectos en superficie • Control atmosférico (ventilación, control de calidad de aire, calor, humedad) • Fuerza laboral (contratos, capacitación, salud y seguridad, calidad de vida, condiciones de comunidad).  En consideración a estos factores, se debe tomar una decisión respecto a si explotar el cuerpo mineralizado mediante métodos de explotación de superficie o métodos de explotación subterráneos. Las características espaciales (geometría del cuerpo) y la competencia de la roca son esenciales dado que pueden determinar la conveniencia de utilizar un método por sobre otros. Sin embargo, puede haber casos en los que el depósito puede explotarse mediante métodos de superficie o subterráneos. En estos casos, es necesario tomar la decisión en función del beneficio económico que se generará en cada caso.

SELECCIÓN CLÁSICA DEL MÉTODO DE EXPLOTACIÓN:

 Para la determinación del método de explotación se hace uso de la Razón de Remoción Global (Rg) y de la Razón de Remoción de Equilibrio (Re); considerando para ello que si Rg > Re, entonces la explotación debería realizarse en forma subterránea.

3.1 Razón de Equilibrio Esta se determina comparando los costos de explotación de una unidad de mineral por ambos métodos.Fórmula para decidir entre subterránea y superficial

Si R>1 Aplicamos cielo abierto Si R<1 Aplicamos subterráneo

 

SELECCIÓN TÉCNICA DEL MÉTODO DE EXPLOTACIÓN.

Selección Técnica del Método de Explotación. La forma de explotar un yacimiento depende de una serie de parámetros intrínsecos a él, entre los cuales podemos mencionar:

• Tipo de mineralización.• Mena.• Tasa de producción.• Emplazamiento del Yacimiento.• Geo mecánica del Yacimiento.

Sistema de Clasificación de Boshkov y Wright Es uno de los primeros sistemas de clasificación cualitativa desarrollados. Este sistema se basa en los planteamientos de Peele (1941). Fue propuesto en 1973 y utiliza una descripción general del espesor del mineral, su inclinación, la resistencia del mineral y de los respaldos para identificar los métodos mas comunes que han sido aplicados bajo condiciones similares, esta técnica proporciona hasta cuatro métodos que pueden ser aplicados a una situación específica.

Tipo de deposit

o

 Inclinació

nResistencia del mineral

Resistencia de las paredes

Métodos mineros aplicados

comúnmente   

Capas delgada

s

    Plano

   Fuerte

   Fuerte

Bancadas abiertas con 

pilares, Cámaras y Pilares, Tajo largo

Débil o fuerte Débil Tajo largo

Sistema de Clasificación de Morrison Según el SME (1992) el grafico de selección de Morrison clasifica en tres grupos los principales métodos de extracción subterránea: Soportes de pilares rígidos, Hundimiento controlado y frente largo y hundimiento. Variables como la anchura de mineral, el tipo de apoyo, y la acumulación de energía de deformación se utilizan como criterios para determinar un método extractivo. La elección de un método sobre otro se basa en las diversas combinaciones de condiciones del terreno. En este sistema, las condiciones del terreno ya han sido evaluadas para determinar el tipo de apoyo necesario.

GRÁFICO DE SELECCIÓN DEL MÉTODO EXTRACTIVO (ADAPTADO DE MORRISON1976)

Sistema de Clasificación de Hartman Según el SME (1992) Hartman desarrollo en 1987 un diagrama de flujo de selección del método extractivo, basado en la geometría del depósito y las condiciones del depósito mineral. Este sistema es similar al propuesto por Boshkov and Wright (1973), pero está dirigido a métodos específicos. Hartman sugiere que debido a ser cualitativo su método debería ser usado como una primera aproximación

GRAFICO PARA SELECCIÓN DEL MÉTODO EXTRACTIVO. (ADAPTADO DE HARTMAN 1981)

SISTEMA DE CLASIFICACIÓN NICHOLAS

 Este sistema de clasificación (Nicholas 1981) determina la factibilidad de los métodos extractivos mediante una clasificación numérica. Este método clasifica la geometría y la distribución de mineral; también examina las características de mecánica de rocas presentes en el manto y en los respaldos superior e inferior. Un valor de 3 o 4 indica que característica se prefiere para el método de extracción. Un valor de 1 o 2 indica que una característica es probablemente adecuada, mientras que un valor de 0 indica que una característica probablemente no es adecuada para el método de extracción. Finalmente un valor de -49 indicaría que una característica elimina completamente a dicho método.

GEOMETRIA Y DISTRIBUCION DE LEYES DEL YACIMIENTO

Método de explotaciónForma del yacimiento

Potencia del mineral Inclinación

Distribución de leyes

M T I E I P MP T IT IN U D Ecielo abierto 3 2 3 2 3 4 4 3 3 4 3 3 3hundimiento de bloques 4 2 0 -49 0 2 4 3 2 4 4 2 0cámaras por subniveles 2 2 1 1 2 4 3 2 1 4 3 3 1hundimiento por subniveles 3 4 1 -49 0 4 4 1 1 4 4 2 0tajo largo -49 4 -49 4 0 -49 -49 4 0 -49 4 2 0cámaras y pilares 0 4 2 4 2 -49 -49 4 1 0 3 3 3cámaras almacén 2 2 1 1 2 4 3 2 1 4 3 2 1corte y relleno 0 4 2 4 4 0 0 0 3 4 3 3 3fajas descendentes 3 3 0 -49 0 3 4 4 1 2 4 2 0entibación con marcos 0 2 4 4 4 1 1 2 3 3 3 3 3

GEOMETRIA DEL YACIMIENTO Y DISTRIBUCION DE LEYES      

FORMA

M MasivoTodas las dimensiones son similares en cualquier dirección

T Tabulardos de las dimensiones son mucho mayores que la tercera

I Irregular las dimensiones varían a distancias muy pequeñasPOTENCIA DEL MINERALE Estrecho (< 10 m)I Intermedio (10 - 30 m)P Potente ( 30 - 100 m)

MP Muy potente ( > 100 m)INCLINACIONT Tumbado (< 20°)IT Intermedio (20 - 55°)IN Inclinado ( > 55°)DISTRIBUCION DE LEYESU Uniforme la ley media del yacimiento se mantiene constante

D Diseminadodistribución zonal, cambios graduales de un puntos a otros

E Erráticocambian radicalmente de uno a otro en distancias pequeñas

CARACTERISTICAS GEOMECANICAS DE LAS ROCAS. ZONA DEL MINERAL

método de explotación

resistencia de las rocas

espaciamiento entre fracturas

resistencia de

discontinuidades

P M A MP P G MG P M Gcielo abierto 3 4 4 2 3 4 4 2 3 4hundimiento de bloques 3 1 1 4 4 3 0 4 3 0cámaras por subniveles -49 3 4 0 0 1 4 0 2 4hundimiento por subniveles 0 3 3 0 2 4 4 0 2 2tajo largo 4 1 0 4 4 0 0 4 3 0cámaras y pilares 0 3 4 0 1 2 4 0 2 4cámaras almacén 1 3 4 0 1 3 4 0 2 4corte y relleno 3 2 2 3 3 2 2 3 3 2fajas descendentes 2 3 3 1 1 2 4 1 2 4entibación con marcos 4 1 1 4 4 2 1 4 3 2

CARACTERISTICAS GEOMECANICAS. ZONA DEL MINERAL      RESISTENCIA DE LA MATRIZ ROCOSA resistencia a compresión simple (MPa) P Pequeña (< 8 )M Media ( 8 - 15 )A Alta (> 8 )

ESPACIAMIENTO / FRACTURAS Fracturas/m RQD(%)MP Muy pequeño 0 ̶ 20P Pequeño 10 ̶ 16 10 ̶ 40G Grande 3 ̶ 10 40 ̶ 70MG Muy grande 3 70 ̶ 100

RESISTENCIA DE LAS DISCONTINUIDADES

P Pequeñadiscon limpias con superf suave o con mat. d relleno blando

M Mediadiscon limpias con una superf rugosa

G Grandediscon rellenas con material de resist > que la roca intacta

CARACTERISTICAS GEOMECANICAS DE LAS ROCAS. ZONA DEL TECHO

método de explotaciónresistencia de las rocas

espaciamiento entre fracturas

resistencia de discontinuidad

es

P M A MP P G MG P M Gcielo abierto 3 4 4 2 3 4 4 2 3 4hundimiento de bloques 4 2 1 3 4 3 0 4 2 0cámaras por subniveles -49 3 4 -49 0 1 4 0 2 4hundimiento por subniveles 3 2 1 3 4 3 1 4 2 0tajo largo 4 2 0 4 4 3 0 4 2 0cámaras y pilares 0 3 4 0 1 2 4 0 2 4cámaras almacén 4 2 1 4 4 3 0 4 2 0corte y relleno 3 2 2 3 3 2 2 4 3 2fajas descendentes 4 2 1 3 3 3 0 4 2 0entibación con marcos 3 2 2 3 3 2 2 4 3 2

CARACTERISTICAS GEOMECANICAS. TECHO        RESISTENCIA DE LA MATRIZ ROCOSA resistencia a compresión simple (MPa) P Pequeña (< 8 )

M Media( 8 - 15 )

A Alta (> 8 )ESPACIAMIENTO / FRACTURAS Fracturas/m RQD(%)MP Muy pequeño 0 ̶ 20P Pequeño 10 ̶ 16 10 ̶ 40G Grande 3 ̶ 10 40 ̶ 70MG Muy grande 3 70 ̶ 100

RESISTENCIA DE LAS DISCONTINUIDADES

P Pequeñadiscon limpias con superf suave o con mat d relleno blando

M Mediadiscon limpias con una superf rugosa

G Grandediscon rellenas con material de resist > que la roca intacta

CARACTERISTICAS GEOMECANICAS DE LAS ROCAS. ZONA DEL MURO

método de explotación

resistencia de las rocas

espaciamiento entre fracturas

resistencia de

discontinuidades

P M A MP P G MG P M Gcielo abierto 3 4 4 2 3 4 4 2 3 4hundimiento de bloques 2 3 3 1 3 3 3 1 3 3cámaras por subniveles 0 2 4 0 0 2 4 0 1 4hundimiento por subniveles 0 2 4 0 1 3 4 0 2 4tajo largo 2 3 3 1 2 4 3 1 3 3cámaras y pilares 0 2 4 0 1 3 3 0 3 3cámaras almacén 2 3 3 2 3 3 2 2 2 3corte y relleno 4 2 2 4 4 2 2 4 4 2fajas descendentes 2 3 3 1 3 3 3 1 2 3entibación con marcos 4 2 2 4 4 2 2 4 4 2

CARACTERISTICAS GEOMECANICAS. MURO        RESISTENCIA DE LA MATRIZ ROCOSA resistencia a compresión simple (MPa) P Pequeña (< 8 )

M Media( 8 - 15 )

A Alta (> 8 )ESPACIAMIENTO / FRACTURAS Fracturas/m RQD(%)MP Muy pequeño 0 ̶ 20P Pequeño 10 ̶ 16 10 ̶ 40G Grande 3 ̶ 10 40 ̶ 70MG Muy grande 3 70 ̶ 100

RESISTENCIA DE LAS DISCONTINUIDADES

P Pequeñadiscon limpias con superf suave o con mat d relleno blando

M Mediadiscon limpias con una superf rugosa

G Grandediscon rellenas con material de resist > que la roca intacta

SISTEMA DE CLASIFICACIÓN UBC

 La técnica de selección UBC (por las siglas en ingles University of British Columbia) desarrollada por Miller y otros (1995) y publicado en la revista Mine Planning and Equipment Selection en el año de1995. Este sistema es una versión modificada de la técnica Nicholas (1981). Como nuevo aporte se introduce un valor, -10 para dar un peso negativo sin eliminar un método completamente, tal como lo hacia la técnica de Nicholas con el valor de -49. El sistema de selección UBC, clasifica la mecánica de rocas dentro de dos parámetros: RMR (por sus siglas en ingles Rock mass rating) el cual consiste en el sistema de clasificación de Bienawski (1973); RSS (por sus siglas en ingles Rock substance strength. Las calificaciones de mecánica de rocas mejoran el sistema de Nicholas (1981). Criterios que componen el método (Adaptado de UBC 1995)

Pesos correspondientes a cada variable dentro del método UBC