UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANOFACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS METODOS DE EXPLOTACION SUBTERRANEA POR: ING. ESTEBAN AQUINO A.

GENERALIDADESEs el modo de dividir el cuerpo mineralizado en sectores aptos para el laboreo. La explotacin de una mina se define como el conjunto de operaciones que permiten el arranque, carguo y extraccin de mineral, que para una operacin normal es fundamental que todos los servicios anexos como : Ventilacin Fortificacin Drenaje Suministro de Energa, Aire, Agua.

OBJETIVOEl objetivo de la explotacin de un yacimiento es la extraccin de menas y sustancias minerales sistemticamente, de manera que la comercializacin de la sustancia mineral proporcione la utilidad esperada. La explotacin de una mina se compone de tres operaciones mineras bsicas : Accesos y desarrollos de aperturas mineras Preparacin o infraestructura de la mina Arranque o explotacin de la mina.

AccesosCorresponden a aquellas labores que comunican el cuerpo mineralizado con la superficie, para su explotacin. Los accesos pueden ser :

Cortadas Galerias Piques verticales Chiflones o piques inclinados Rampas, etc

LABORES DE DESARROLLO Y PREPARACION

Para desarrollar los accesos, se debe proceder de acuerdo a un plan bien determinado, basado en la informacin obtenida con anterioridad a la exploracin, observando las siguientes situaciones que pueden presentarse : Sacar mineral til, implica hundimiento sino se fortifica. En una labor horizontal de seccin definida, solo puede transportarse una cantidad limitada de mineral u otro elemento. Una extraccin mayor, significa desarrollar mayor nmero de labores Tener presente que el costo por tonelada, en una labor de desarrollo es ms caro que al extraer una tonelada de mineral durante la explotacin . 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 estril en vetas de potencia media. Desarrollo Improductivo : cuando el avance se realiza en estril.

INFRAESTRUCTURA DE LA MINALa preparacin se define como la ejecucin de una red cuidadosamente planificada de piques, galeras ( Niveles ), chimeneas y todas las formas bsicas de excavacin de rocas. Las labores de preparacin se pueden dividir en dos tipos segn su finalidad : Preparacin General : depende de la forma y manteo del cuerpo. Replanteo general de la mina, que comprende todos los desarrollos necesarios para el acceso, transporte y ventilacin de las distintas zonas subterrneas. En yacimientos horizontales o pocos inclinados la preparacin se hace mediante labores de transporte que dividen al cuerpo en paneles. Si el manteo es fuerte se utilizan esquemas de galera transversales ( que conforman los niveles ), que se determinan o definen por la potencia del cuerpo y el mtodo de explotacin proyectado, donde las labores trazadas en diferentes niveles se unen por medio de Rampas y Chimeneas.

CLASIFICACIN DE LOS MTODOS DE EXPLOTACINDiferentes expertos y autores de textos han realizado numerosos clasificaciones desde varios puntos de vista, por ejemplo: Desde el punto de vista del sistema de excavacin. Desde el punto de vista del sostenimiento. Desde el punto de vista del transporte. Desde el punto de vista del arranque.

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA SELECCIN DEL MTODO DE EXPLOTACIN Caractersticas Geogrficas Caractersticas Geomtricas y distribucin de leyes. Caractersticas geomecnicas Condiciones Econmicas Profundidad con respecto a la superficie Distribucin de leyes en la veta, cuerpo o diseminado Dimensiones del yacimiento, su cubicacin.

CARACTERSTICAS GEOGRFICAS

Altura sobre el nivel del mar Cercana a un lugar poblado Clima

CARACTERSTICAS GEOMTRICAS Y DISTRIBUCIN DE LEYES DEL YACIMIENTO

La forma del yacimiento o cuerpo mineralizado Potencia si se trata de una veta o manto Diseminacin de las leyes si se trata de un yacimiento masivo. Profundidad respecto de la superficie Dimensiones del yacimiento, su cubicacin. Naturaleza mineralgica de los componentes de la mena. Sus leyes o reparticin de la mineralizacin en el interior del cuerpo mineralizado. Distribucin de leyes en la veta, cuerpo o diseminado.

Seccin N - S MIRANDO AL OESTE

Dolomitizacin

Pa o la

Nv. 700 Nv. 670 Nv. 610 Nv. 540

Ve t a M arth ita

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Veta

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Elva

Veta 8

5

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V

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llas bri Ca

Nv. 465

Nv. 390

Nv. 355 Nv. 310

Calizas Mitricas - Cherticas Areniscas - Lutitas

Conglomerado San Pedro Margas Rojas - Grises

Calizas - Dolomita Veta

Conglomerado Bernabe Cuerpo mineralizado

MINERALESBlenda Rubia Textura Crustificada Pirita Cuarzo

Esfalerita Zn Veta

Tetraedrita Ag Manto

Caractersticas geomtricas y distribucin de leyesFORMA POTENCIA DEL MINERAL BUZAMIENTO Distribucin leyes de

Masivo (M). Tabular (T) Irregular (I)

Estrecha (E): < 10m. Intermedia (IT): 10-30m. Potente (P) : 30 -100 m. Muy potente (MP): > 100m.

Tumbado (T): < 20. Intermedio (IT): 20 -55 Inclinado(IN): > 55

Uniforme (U). Diseminado (D) Errtico (ER)

CARACTERSTICAS GEOMECNICAS Se refiere al comportamiento geomecnico de las caja piso, caja y techo y del mineral en donde se ha de CAJA realizarse las aberturas TECHO subterrneas. Se evala la resistencia de la roca o mineral, espaciamiento de fracturas, y la resistencia de las discontinuidades, el que nos refiere la calidad de la masa rocosa que enfrentaremos

CAJA PISO

CARACTERSTICAS GEOMECNICAS

Resistencia del material Pequea (P) : < a 8 Mpa Media (M) : 8 -15 Mpa. Alta (A) : > a 15 Mpa

Espaciamiento entre fracturas (fracturas/m) Muy pequea (MP) : > 16 Pequeo (P) : 10 -16. Grande (G) : 3-10 Muy Grande (MG): < 3

Resistencia de las discontinuidades Pequea (P) : Discont. limpias con superficie suave Media (M) : Discont. Limpias con superficie rugosa. Grande (G): Discont. Rellenas con material de igual resistencia o > que la roca in-situ.

CLASIFICACIN DESDE EL PUNTO DE VISTA DE SOSTENIMIENTO Los avances logrados en las diferentes ramas de la ingeniera durante las ltimas dcadas han permitido establecer mtodos generales de explotacin. En nuestro pas y en muchos otros pases mineros la clasificacin de los mtodos de explotacin se basa en base al tipo de sostenimiento. El sostenimiento se clasifica. Si el mtodo emplea sostenimiento o se autosostiene

Clasificacin desde el punto de vista de sostenimientoMtodos con mnimo soporte o espacios abiertos Cmaras y pilares Tajeo por subniveles. Open stoping Crteres verticales en retirada Tajeo por chimeneas Mtodos con soporte adicional o con relleno 1.2.

Mtodos por hundimiento o derrumbes Hundimiento por bloques Hundimiento por subniveles.

Corte y relleno ascendente Corte y relleno descendente. Almacenamiento provisional. Entibacin con cuadros. Tajeos largos. Tajeos cortos Tajeo de vetas angostasAltos costos de minado.Alta recuperacin y baja dilucin.

1. 2.

Son de dilucin intermedia. Mala recuperacin si los pilares residuales nopueden extraerse

1.2.

Bajo costo por tonelada.baja recuperacin y fuerte dilucin.

METODOS DE EXPLOTACION CON MINIMO SOPORTE O ESPACIOS ABIETOS Cmaras y pilares Tajeo por subniveles. Open stoping Crteres verticales en retirada Tajeo por chimeneas

METODO DE EXPLOTACION POR CMARAS Y PILARES CONSIDRACIONES PARA SU APLICACIN En depsitos tabulares (mantos) que no pasen de 30 de buzamiento. En depsitos de gran potencia y rea extensa. Mineral y roca encajonante algo competentes. Minerales que no requieren clasificacin en explotacin.

CAMARAS Y PILARES

Ventajas y desventajas VENTAJAS DESVENTAJAS Se adecua con facilidad a Ventilacin defectuosa. fluctuacin de precios del metal. Productividad moderado. Pequeo consumo de madera. Alto consumo de pernos de roca cuando el techo es Puede o no usarse relleno. inestable. No afectan mucho las Gran nmero de galera irregularidades del depsito. preparatorias. Pueden usar izaje de grandes Riesgo de desprendimiento tonelajes. de rocas por aberturas Fcil regulacin de la grandes. extraccin. Dificultad en la recuperacin El arranque y carga son fciles. de pilares.

CAMARAS Y PILARESDisposicin sistemtica y ocasional

CAMARAS Y PILARES Variante minado horizontal

CAMARAS Y PILARES Variante minado inclinado

CAMARAS Y PILARES Variante minado en escalera

METODO POR SUBNIVELES1.Condiciones para la aplicacin Depsito mayor del ngulo de reposo y prximo a vertical Rocas encajonantes competentes y resistentes Mineral competente y buena estabilidad Lmites del depsito amplios y regulares

MINADO POR SUBNIVELESMETODO DE TALADROS PARALELOS (LBH)EL METODO SE DESARROLLA PRINCIPALMENTE EN LAS OPERACIONES DE ARRANQUE Y LAS PREPARACIONES DE LAS CAMARAS DE PERFORACION, PUES EN GENERAL SOLO SE TRABAJA EN DOS SUBNIVELES, UNO DE PERFORACION Y OTROS DE EXTRACCION. LAS CAMARAS SE DIVIDEN EN TRES SECTORES: CORTE INFERIOR, ZONA DE RECEPCION DEL MINERAL Y DE CREAR LA CARA LIBRE EN EL FONDO DE LOS TALADROS SECTOR DE TALADROS LARGOS, DONDE SE PERFORAN LOS TALADROS DE PRODUCCION CORTE LATERAL, CARA LIBRE (SLOT) VERTICAL, PARA LA VOLADURA. TANTO DELCORTE INFERIOR COMO DE LA ZONA DE TALADROS LARGOS.

MINADO POR SUBNIVELESTALADROS PARALELOS (LBH) TALADROS EN ABANICO

EQUIPOS EN LA OPERACION

METODO VCR 1. Condiciones de aplicacin Potencia considerable, para que el down the hole pueda perforar por lo menos 2 hilera de taladros. Buzamineto del depsito lo mas vertical posible, de tal modo que sea necesario en > nmero de niveles, pues la altura de tajeos estara limitada al alcance de la profundidad de perforacin del equipo.

VCRMina MONTERROSAS-Preparacin y minado

MINADO POR CHIMENEAS 1. Condiciones de aplicacin Cuerpos o vetas verticales o inclinados. Mineral y roca encajonante medianamente competente. Es denominado raise mining . El mtodo consiste en perforar taladros largos horizontales desde plataforma ubicada en chimeneas.

MINADO POR CHIMENEASSistema de minado

MINADO POR CHIMENEASMina ATACOCHA- explotacin

MINADO POR CHIMENEASMina ATACOCHA-preparacin y explotacin

MTODOS CON SOPORTE ADICIONAL O CON RELLENO Corte y relleno ascendente Corte y relleno descendente. Almacenamiento provisional. Entibacin con cuadros. Tajeos largos. Tajeos cortos Tajeo de vetas angostas

CORTE Y RELLENO ASCENDENTE 1. Condiciones de diseo Buzamiento pronunciado. Mineral y roca encajonante medianamente competente. Cajas pueden ser irregulares y no competentes. Mineral de buena ley. Disponibilidad del material de relleno.

CORTE Y RELLENOconvencional-perforacin

CORTE Y RELLENO C/R ascendente convencional-acarreo

CORTE Y RELLENOC/R ascendente convencional-enmaderado chute

Corte y Relleno ascendente Convencional

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CORTE Y RELLENO ASCENDENTEMinado mecanizado

CORTE Y RELLENO DESCENDENTE Condiciones de aplicacin Vetas y cuerpos angostos regulares o irregulares y potentes, con relleno mecanizado. Mineral u roca encajonante poco consistente. Regular a gran buzamiento. En recuperacin de pilares del minado ascendente. Uso de relleno hidrulico cementado.

CORTE Y RELLENOMina CARIDAD, C/R descendente-minadoPerforacin taladros de 1.5m con con jackleg desde chimeneas principales Disparo con dinamita, y fanel. Limpieza con palas neumticas y carros mineros U-35. Se puede mejorar usando el microscoop.

CORTE Y RELLENOMina CARIDAD, C/R descendentesostenimiento y relleno

CORTE Y RELLENO DESCENDENTEMinado por pilares

CORTE Y RELLENO DESCENDENTEMtodo Michi

ALMACENAMIENTO PROVISIONAL

Condiciones de diseo Buzamineto de cuerpo o veta > 60, potencia de 1m30m y de forma regular para evitar dilucin. Mineral y roca encajonante relativamente firme. Mineral con ley uniforme. El mineral no debe ser afectado por almacenamiento.

SHRINKAGE CONVENCIONAL

SHRINKAGE CONVENCIONAL

SHRINKAGE CONVENCIONAL Secuencia de minado

SHRINKAGE MECANIZADO Preparacin y desarrollo

SHRINKAGE MECANIZADO Secuencia de minado

ALMACENACIENTO PROVISIONALMina SAN RAFAEL-minado mecanizado

MINADO POR CUADROS DE MADERA

Condiciones de aplicacin Cuerpos o vetas muy angostos, irregulares o planos, en terreno incompetente para ser minado por block caving u otro. Depsito de alta ley y se requiera recuperar la totalidad del mineral. En yacimientos con potencia mnima de 3m-3.5m. Recuperacin de pilares de alta ley dejados en C/R. Se puede realizar escogido del mineral.

CUADRO RECTO

CUADRO CNICO

CONJUNTO DE CUADROS

MINADO POR CUADROS DE MADERA

Proceso de tajeo con cuadros

MTODOS POR HUNDIMIENTO O DERRUMBES

Hundimiento por bloques Hundimiento por subniveles.

En cuerpos verticales masivos y de gran dimensin. Minerales de resistencia media susceptible a hundimiento. Mineral ley medio y no generen problemas de tratamiento. Lmites del yacimiento regulares. Terreno superficial que permita desplomes. No debe requerir clasificacin.

HUNDIMIETO POR SUBNIVELES Condiciones de aplicacin

HUNDIMIETO POR SUBNIVELES Desarrollo y minado

HUNDIMIENTO DE BLOQUESCondiciones de aplicacin Cuerpos grandes y masivos. Alto buzamiento y gran extensin. Luego del corte la roca debe fragmentarse con facilidad. Las condiciones de la superficie deben permitir la subsidencia del rea excavada. El mineral debe ser homogneo y diseminado

HUNDIMIENTO DE BLOQUESDesarrollo y explotacin

HUNDIMIENTO DE BLOQUESMina RIO BLANCO-desarrollo y preparacin

HUNDIMIENTO DE BLOQUESEsquema de produccin

HUNDIMIENTO DE BLOQUESSistema de minado mecanizado