UNIVERSIDAD NACIONAL “SANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLO”

FACULTAD DE INGENIERÍA DE MINAS GEOLOGÍA Y METALURGIA

TEMA: MÉTODO DE EXPLOTACIÓN POR CÁMARAS Y PILARES

INTEGRANTES:

Enríquez Noreña Jhoel ChristianHuerta Sotelo Ray Kolard Zavaleta Trujillo Leonel

2015

INTRODUCCIÓN

 El método de explotación es la estrategia global que permite la excavación y extracción de un cuerpo mineralizado del modo técnico y económico más eficiente.

OBJETIVOS

•Objetivo General

•Objetivos específicos

Dar a conocer un método de explotación que es el único aplicable en el caso de yacimientos tabulares horizontales o subhorizontales.

•Conocer las características estructurales de los depósitos minerales.•Presentar y detallar cada una de las etapas que comprende•Determinar la carga del pilar de un ejemplo propuesto.•Conocer las ventajas y desventajas que ofrece este método de explotación subterránea.

•Es un método donde el minado avanza en superficie horizontal o sobre una pequeña gradiente.

•Se abren múltiples tejeos o cámaras, dejando zonas intactas para que actúen como pilares, para sostener la carga vertical.

•Desde que la dirección de la excavación está en un nivel donde el mineral no fluye por gravedad, por consiguiente: el material debe ser cargado en la cámara donde sea extraído y transportado a un punto donde pueda fluir ya sea por gravedad o por medios mecánicos, a un punto de reunión central para ser sacado fuera de la mina.

MÉTODO DE EXPLOTACIÓN POR CAMARAS Y PILARES

“EL EMPLEO DE LA GRAVEDAD” Es un aspecto importante del minado de cámaras y pilares que lo diferencia de otros métodos de tajeos abiertos.

Vista en planta de la distribución de los pilares

Distribución regular

Distribución Irregular

En algunos casos, no se planea con mucha precisión la ubicación de los pilares, pero el operador de mina simplemente por la experiencia va dejando los pilares donde sea necesario, y los ubica en zonas de menor valor de mineral o zona estéril.

CARACTERISTICAS ESTRUCTURALES

DE LOS DEPOSITOS MINABLES

CARACTERISTICAS ESTRUCTURALES DE LOS DEPOSITOS MINABLES

•Las condiciones principales para aplicar un método de cámaras y pilares (Room and pillar) son:

1. Cuerpo mineralizado de grandes dimensiones2. Cuerpo plano o casi plano(Buzamiento de 0° a 20°)3. Roca competente

•Criterios limitantes por los cuales se selecciona el método:

1. La seguridad2. Cumplimiento de regulaciones ambientales y sociales3. Requerimientos legales4. Óptima recuperación de mineral5. Operación que permita el retorno de la inversión

CARACTERISTICAS ESTRUCTURALES DE LOS DEPOSITOS MINABLES

•Efectos del tamaño, la forma y el espesor del macizo rocoso:

1. El método es adaptable a grandes reservas de mineral emplazados en forma horizontal o casi horizontales.

2. Se pueden abrir muchas áreas de producción lateralmente.3. No se emplearía el método, si el mineral tiene un alto buzamiento (+20°).4. Se emplea el método si hay facilidades para accesos simples y directos.5. Se puede emplear el método con equipos mecanizados y empleo de pilares

competentes o reforzados

CARACTERISTICAS ESTRUCTURALES DE LOS DEPOSITOS MINABLES

Cámaras y Pilares------- > Piso horizontal

•Tajos ya explotados sirven como vías de transporte.•Perforación con Jumbo o jumbo y carro.•Carga y transporte con LHD o LHD y camión.

CARACTERISTICAS ESTRUCTURALES DE LOS DEPOSITOS MINABLES

Cámaras y Pilares------- > Piso Inclinado

•Difícil mecanización.•Perforación manual (martillo de mano y columna neumática).•Trasporte sobre vía por galería inferior de trasporte.

CARACTERISTICAS ESTRUCTURALES DE LOS DEPOSITOS MINABLES

Cámaras y Pilares------- > Piso escalonado para depósitos inclinados

•Galerías de acceso orientadas según pendientes asequibles a los equipos sobre neumáticos.•Perforación con jumbo.•Carga y trasporte con LHD o LHD y camión.

CRITERIO D

E DIS

EÑO DE LOS P

ILARES

CRITERIO DE DISEÑO DE LOS PILARES

Como estos métodos se caracterizan por la necesidad de dejar pilares que sostienen el techo, el objeto principal del diseño es, en estos casos, el cálculo de las dimensiones de los pilares para tener un determinado coeficiente de seguridad, y comprobar la tasa de recuperación del yacimiento en las condiciones establecidas.

En esta teoría se supone que el pilar aguanta un peso igual al de la columna de la sección del pilar hasta que la superficie más la columna del hueco atribuible el pilar.

CRITERIO DE DISEÑO DE LOS PILARES

Determinación de la carga del pilar

W

B/2L

B

Sean:SP: La tensión del pilar(kPa)H: Profundidad (m) de la capa del mineralW: Ancho del pilar (m)L: Longitud del pilar (m)B:Ancho del hueco (m)

“g” es la densidad de la roca de cobertera hasta la superficie.

“g” es la aceleración de la gravedad 9,81 m/s2

La carga del pilar se puede calcular mediante la expresión

DISEÑO DE LOS PILARES

DISEÑO DE LOS PILARES

Si consideramos que la densidad media de las rocas de cobertera es de 2,5

Tenemos:

•Secuencia de diseño

Se trata de calcular el factor de seguridad “F” de los pilares en función de los parámetros geométricos de las cámaras y de los pilares y ver si los valores obtenidos están entre 1,5 y 2.

DISEÑO DE LOS PILARES 1) Se tabula el esfuerzo de compresión uniaxial en función del diámetro D de la probeta ó del lado del cubo-probeta (Se suelen tomar probetas de 50 mm de lado), es decir de los ensayos de laboratorio con probeta, sacamos su esfuerzo de rotura de la compresión (Sc)2) Se determina el valor de “k” para los pilares en cuestión.

3) Se calcula “SP” mediante la fórmula de Bieniawski.

DISEÑO DE LOS PILARES

4) Se selecciona el ancho “B” de la cámara

B/2 B

5) Se calcula la carga SP del pilar

6) Se selecciona el factor de seguridad, entre 1,5 y 2 Suponiendo que L/W varía entre 1 y 1,5.

DISEÑO DE LOS PILARES

7) Por cuestiones económicas y de recuperación se comprueba la tasa de extracción “e” para ver si da un valor aceptable.

8) Si la tasa de extracción no es aceptable (menor del 50 %) y se necesita incrementarla disminuyendo el ancho “W” de los pilares, se selecciona en el paso “7” un nuevo ancho “W” y un nuevo largo “L” que den una tasa “e” de extracción aceptable y se calcula si estos valores son aceptables desde el punto de vista de la estabilidad de la mina.

ETAPAS

ETAPAS

DESARROLLO 1. Se requiere un trabajo mínimo de desarrollo

para preparar el depósito.2. Las vías para el transporte de mineral y

comunicación se hacen dentro de los tajeos de producción.

3. Las combinaciones de las vías se combinan con la producción de mineral, los tajeos también sirven de vías de transporte.

Secuencia de minado en cámaras y pilares

ARRANQUE

La perforación y la tronadura de producción se realizan según las prácticas habituales que se aplican en el avance de túneles y/o galerías.

En presencia de mantos de gran potencia (espesor) la operación de arranque se realiza en dos etapas:

•Se extraen la parte superior del manto según la modalidad antes indicada.•Luego se recupera la tajada inferior mediante una operación de banqueo como en una mina a cielo abierto.

ETAPAS

CARGUIO Y TRASPORTE

El mineral tronado se carga directamente en los frentes de trabajo, de preferencia con equipos cargadores diesel 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.

ETAPAS

VENTILACIÓN

La gran extensión horizontal que pueden alcanzar los laboreos y el uso intensivo de equipo diesel, hacen necesario implantar un sistema de ventilación que pueden llegar a ser bastantes complejo.

En la mayoría de los casos resulta indispensable instalar sistemas de ventilación secundaria, utilizando ductos y ventiladores auxiliares ubicados en las proximidades de los frentes de trabajo.

ETAPAS

ETAPAS

Producción1. La producción de mineral sobre una superficie plana aplica las mismas técnicas de voladura en frentes.

2. Donde las condiciones geológicas son favorables, los tajeos pueden ser más grandes y se pueden usar jumbos y un minado más productivo.

3. La mineralización con mayor altura son minados en tajadas.

4. Empezando del tope y yendo hacia abajo. En esta etapa, el control del techo y los pernos se hace con una altura conveniente.

5. Las secciones hacia abajo se recuperan con banqueos, en una o más etapas usando equipos de perforación montados sobre orugas.

Sección mostrando el corte del tajeo inicial en el tope, con el banco que le sigue en perforación horizontal

VENTAJAS

•Alto grado de flexibilidad (se adapta a grandes cambios) en el plan de minado.•Muchos aspectos del ciclo de minado son repetitivos.•El método puede ser aplicado como un método de minado selectivo, dejando desmonte como pilares o en zonas de mineral marginal o de espesores delgados.•El sistema puede ser aplicado a múltiples niveles, sin desmejorar las condiciones estructurales de otros niveles.•Es aplicable a grandes cuerpos mineralizados, con muchos frentes de desarrollo.•El método permite una alta mecanización, el mantenimiento es mucho más simple y el equipo puede ser movido fácilmente de un sitio a otro.•La ventilación es buena en este sistema.•La seguridad para el trabajo es mejor (control de techos).

DESVENTAJAS

•El mantenimiento activo de los techos se hace en periodos prolongados.•Esto puede convertirse en un problema de seguridad.•Si las condiciones del terreno cambian a uno de menor calidad y competencia, el método se vuelve altamente costoso y en el extremo fallar completamente.•A medida que la carga se incremente sobre los pilares a medida que se profundiza, el tamaño de estos puede ser mayor y dejar más mineral, haciendo el método antieconómico.•La operación de un método eficiente requiere un alto costo de capital para el equipamiento, pero este es compensado con menores costos de operación ($/Tn).•A medida que se incrementa el tamaño de las cámaras la caída de rocas puede causar un mayor daño a equipos y personas.

•Se dio a conocer un método único aplicable a yacimientos tabulares horizontales o sub-horizontales.

•Se dio a conocer las características estructurales de los depósitos minables.

•Las etapas que comprende este método fueron: Desarrollo, arranque, carguío y trasporte, ventilación y producción.

•Se determino que la carga del pilar del ejemplo propuesto fue de 5917kPa.

•Se presento las ventajas y desventajas del método de explotación subterráneo por cámaras y pilares.

CONCLUSIONES

GRACIAStotales