Explotación Subterránea

Clasificación de los Métodos deExplotación Subterráneos

Room and Pillar

Las condiciones principales e ideales para aplicar un método de cámaras y pilares(RoomandPillar) son:

Cuerpo plano o casi plano (Buzamiento de 0 hasta 30 grados)Bajas potencias (2 a 20 m)Ideal en Roca competenteCuerpo mineralizado de grandes dimensiones: Depósitos estratificados de origen

sedimentario

Variantes del método de explotación por cámaras y pilares

1.2.3.4.

Explotación plana por cámaras y pilaresExplotación inclinada por cámaras y pilaresExplotación escalonada por cámaras y pilares (Step Rooms and Pillars)Explotación por relleno de cámaras (Post Room ando Pillar)

Room and Pillar

1. Explotación plana ó inclinada por cámaras y pilares

Preparación

•En los cuerpos mineralizados de inclinación cercana a la horizontal, se requierenmínimos desarrollos previos a la explotación propiamentetal.

•Se necesitan galerías de transportes para el transporte del mineral excavado ypara la comunicación ente las áreas de trabajo.

•Casi siempre es posible utilizar como vías de acceso y transporte del mineral losmismos caserones ya explotados.

Room and Pillar

Preparación

En el caso de cuerpos de mayor inclinación, esnecesario desarrollar con anterioridad niveleshorizontales, espaciados regularmente según la verticaly orientados según el rumbo del manto.

Tales niveles se pueden comunicar entre sí medianterampas, o también se pueden habilitar piques detraspaso cortos que conducen el mineral a un nivel detransporte principal horizontal emplazado bajo elmanto

Room and Pillar

Perforación y tronadura

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

El nivel de mecanización que es posible utilizar incluye desde perforación manual hastajumbos de gran tamaño.

En presencia de mantos de gran potencia (espesor) la operación de arranque se realiza endos etapas:1. Se extrae la parte superior del manto2. Luego se recupera la tajada inferior mediante una operación de banqueo como en unamina a cielo abierto.

Dependiendo de la inclinación del manto, se utilizan equipos montados sobre neumáticoso sobre orugas.

Room and Pillar

Room and Pillar

Perforación y tronadura

En algunos casos, no seplanea con mucha precisiónla ubicación de los pilares,pero el operador de minasimplemente por laexperiencia va dejando lospilares donde sea necesario,y los ubica en zonas demenor valor de mineral ozona estéril.

Room and Pillar

Carguío y transporte

•El mineral tronado se carga directamente en los frentes de trabajo, de preferencia conequipos cargadores diesel montados sobre neumáticos.

•El espesor del manto, las dimensiones de los espacios y de los accesos disponibles, yla capacidad productiva de la faena, determinan el nivel de mecanización que esposible utilizar.

•En mantos de gran potencia, sin problemas de espacio, se usan cargadores frontales ycamiones normales. Con restricciones de espacio, se prefieren los cargadores LHDconjuntamente con camiones especiales de bajo perfil.

Room and

Equipos de carguío

Pillar

Cargador frontal

Scraper

LHD

Room and Pillar Extracción inclinada por cámaras y pilares

Room and Pillar

Step Room and Pillar

•Se utilizan equipos móviles de grande productividades

•La extracción del mineral comienza con galerías horizontales que se derivan delas galerías principales de acceso

•La secuencia siguiente de extracción de mineral será iniciar una galería similar,paralela a la primera, a un nivel inmediatamente inferior

•La perforación se puede realizar de forma convencional con jumbos móvilestípico para al perforación de galerías

Room and Pillar

Room and Pillar

Resistencia del pilar

La falla del pilar ocurrirá cuando sus esfuerzos excedan la resistencia compresiva delpilar.

Donde: Bp y Bo son el ancho del pilar y la cámaraσz es e; esfuerzo actuando en forma normal al plano de excavación.Si este es horizontal entonces:

σz= γ.z

Donde γ es la densidad de la roca y Z es la profundidad de la mina.

Room and Pillar

Room and Pillar

Room and Pillar

Recuperación de Pilares

La recuperación puede hacerse de varias maneras :

• Recuperación con hundimiento controlado del techo.

• Recuperación de Pilares en forma alternada.

• Recuperación parcial depilares.

• Recuperación de pilares y remplazo por pilares artificiales

Room and Pillar

Post Room and Pilar

• Su aplicación es a cuerpos mineralizados en forma de manto, con ángulos deinclinación entre 20º y 55º .

•Con espesores de gran altura, donde el espacio dejado por la explotación,posteriormente es rellenado con estéril.

• El relleno ayuda a estabilizar los pilares y sirven de plataforma mientras se preparala siguiente capa para extraerlas

• El material utilizado en el relleno, es relave traído desde la superficie, elmétodo requiere que se mantengan pisos horizontales, para no afectar laextracción de las siguientes capas de mineral y también el movimiento de lamaquinaria

Room and Pillar

Post Room and Pilar

Room and Pillar

Room and Pillar

Ventajas del Método

•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, dejandodesmonte como pilares o en zonas de mineral marginal o de espesores delgados.•El sistema puede ser aplicado a múltiples niveles, sin desmejorar las condicionesestructurales de otros niveles.

•Es aplicable a grandes cuerpos mineralizados, con muchos frentes dedesarrollo.•El método permite una alta mecanización, el mantenimiento es mucho mássimple 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).

Room and Pillar

Desventajas del Método

•El mantenimiento activo de los techos se hace en periodos prolongados. Esto puedeconvertirse en un problema de seguridad.

•Si las condiciones del terreno cambian a uno de menor calidad y competencia, elmétodo se vuelve altamente costoso y en el extremo fallar completamente.

•A medida que la carga se incrementa 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 elequipamiento; pero este es compensado con menores costos de operación ($/t).

•A medida que se incrementa el tamaño de las cámaras la caída de rocas puedecausar un mayor daño (a equipos o personas).

Sublevel Stoping

Sublevel Stoping

Campo de Aplicación

• Este método se aplica preferentemente en yacimientos de forma tabularverticales o subverticales (fuerte buzamiento)

• Gran espesor, por lo general superior a 10 m.

•Es deseable que los bordes del cuerpo mineralizados sean regulares.

•También es posible aplicarlo en yacimientos masivos o mantos de granpotencia, subdividiendo el macizo mineralizado en caserones separados porpilares, que posteriormente se pueden recuperar.

• La roca mineralizada como la roca circundante deben presentar buenascondiciones de estabilidad; vale decir, deben ser suficientemente competentes

Sub Level Stoping

Desarrollo

• Galerías detransporte cada 45 –120 m

• Subniveles cada 10 –55 m

• Slot para cara libre

• Pilares se dejan paraseparar caserones ypueden recuperarse

Sub Level Stoping

Preparación

Un nivel base o nivel de producción, consiste en una galería de transporte yestocadas de carguío que permiten habilitar los puntos de extracción.

Embudos o zanjas recolectoras de mineral. Cuando se trata de una zanjacontinua a lo largo de la base del caserón – modalidad preferida en la actualidadse requiere el desarrollo previo de una galería a partir de la cual se excava lazanja.

Galerías o subniveles de perforación, dispuestos en altura según diversasconfiguraciones 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.

Una chimenea a partir de la cual se excava el corte inicial o cámara decompensación (slot) que sirve de cara libre para las primeras tronaduras deproducción.

Sub Level Stoping

Sub Level Stoping

Perforaciones y tronaduras

En la versión convencional se perforan tiros radiales (abanicos) a partir de los subnivelesdispuestos para esos fines.

Se trata de tiros largos (hasta unos 30 m) de 2 a 3 pulgadas de diámetro, perforados depreferencia con jumbos radiales electro-hidráulicos y barras de extensión.

Diámetro: 170 mmo Distancia entre subniveles: 45 – 55 mo Espaciamiento y burden: 6 x 6 m

Sub Level Stoping

Perforaciones y tronaduras

En la versión LBH (long blast hole) se perforan tiros degran diámetro (4 ½ a 6 ½ pulgadas), en lo posibleparalelos y de hasta unos 80 m de longitud. Se utilizaequipo DTH.

Las operaciones de perforación y tronadura se puedenmanejar en este caso en forma continua eindependiente.

Se puede barrenar con anticipación un gran número deabanicos, los que posteriormente se van quemandosegún los requerimientos del programa de producción.

Sub Level Stoping

Sub Level Stoping

Hoy en día se utilizanpreferentementeequipos LHD para laextracción, carguío ytransporte delmineral haciaestaciones detraspaso, donde escargado a carros ocamiones para sutransporte final asuperficie.

Sub Level Stoping

Sub level stopping con subniveles alternados

Aumentar la altura de los caserones a 60metros.

Aumentar la distancia entre dos "abanicos"sucesivos (burden) de 1,50 metros a 2 metros.

Aumentar la distancia entre los tiros de unmismo abanico (medida en el fondo) de 2 a 3metros.

Sub Level Stoping

Ventajas

• Muy favorable para mecanización• Altamente eficiente (Hasta 110 ton / hombre turno)• Tasa de producción moderada a alta (25.000 ton / mes)• Método seguro y fácil de ventilar• Recuperación sobre 90%• Dilución baja: < 20%• Perforación puede adelantarse• En operaciones grandes, tronaduras semanales son frecuentes en turnosentrenados y eficientes• Mineral está disponible de inmediato al iniciarse la tronadura de producción

Sub Level Stoping

Desventajas

• Intensivo en capital por bastantes desarrollos antes de iniciar la producción

• No selectivo

• Ineficiente a bajas inclinaciones

• Tronadura secundaria puede generar gases que vuelven al caserón