• Author / Uploaded
• R Manuel Taipe Hanco

• Categories
• Minería
• Chimenea
• Minerales
• Naturaleza
• Materiales

Citation preview

METODO DE EXPLOTACION CORTE Y RELLENO DESCENDENTE (UNDER CUT AND FILL)

DESCRIPCION DEL METODO DE CORTE Y RELLENO DESCENDENTE

En este método de explotación, el minado se realiza de arriba para abajo de los diferentes horizontes o pisos de mineral, aplicando el relleno hidráulico cementado e hidroneumático. El sistema consiste en la extracción por medio de frentes pilotos de aproximadamente 10 x 7 ft. (3 x 0,9 m.), y su longitud varia de 120 a 150 ft. Según el cuerpo mineralizado. Consiste en romper el mineral en diferentes pisos y en sentido descendente. Después que un corte o piso haya sido completamente extraído, se procede a rellenar antes de empezar el nuevo corte en el piso inmediato inferior.

FACTORES QUE INTERVIENEN EN EL MÉTODO DE EXPLOTACIÓN CARACTERÍSTICAS DEL YACIMIENTO TIPO DE YACIMIENTO El tipo de yacimiento influye en el método de explotación, ya que si es se explota un cuerpo mineralizado la explotación se realizara mediante galerías de extracción y servicio, y si se realiza la explotación de vetas se realizaran cruceros en lugar de galerías.

GEOMETRÍA DEL YACIMIENTO • Forma del depósito: tabular, irregular y también discontinuo. • Buzamiento del depósito: Moderado a medianamente pronunciado (>45º). • Dimensión del depósito: Estrecho a moderadamente ancho (6" a 100" o 2 a 30m), extensiones medianamente grandes. • Profundidad: Moderada a muy profunda (típicamente < 400 a 8000 ft o 1,2 a 2,4 km).

FACTORES QUE INTERVIENEN EN EL MÉTODO DE EXPLOTACIÓN FACTORES MECÁNICOS • Resistencia de Mineral.- EL mineral utilizado en este método puede ser desde Moderadamente débil a resistente. • Resistencia de Roca.- La roca utilizada en este método puede ser débil a medianamente débil. FACTORES ECONÓMICOS Recuperación del Mineral.- La recuperación del mineral en este método puede llegar al 100% ya que el método permite mayor selectividad. CONDICIONES DE APLICABILIDAD En vetas cuyo mineral y cajas sean bastante suaves o inconsistentes, cuya potencia sea de gran magnitud. En cuerpos muy suaves, con una ley muy alta, porque el método es costoso. En yacimientos cuya mineralización es suave y deleznable con cajas falladas y fracturadas, que no pueden ser explotados por otros métodos.

FACTORES QUE INTERVIENEN EN EL MÉTODO DE EXPLOTACIÓN

APLICACIÓNES DE MÉTODO • Se aplica en cuerpos mineralizados de gran potencia, cuando el sistema de limpieza y relleno son mecanizados. • Se puede trabajar en cuerpos irregulares. • Se aplica en la recuperación de pilares dejados por el método de cortes y relleno ascendente. • Se trabaja en las zonas de material poco consistente. • Generalmente se aplica en extracción de reservas considerables. • Es un método propio para la aplicación del relleno. • Presenta mejor seguridad y condiciones para el personal.

VENTAJAS • Permite la explotación de cuerpos irregulares, deleznable o inconsistente. • La recuperación del mineral es alta, llega al 100%. • Poco consumo de madera, en la variedad Michí no se emplea madera, en la cama ni los puntales de seguridad. • La seguridad es relativamente buena, en la variedad Michí es mejor, ya que el techo de concreto es una loza que atraviesa como una viga en toda la extensión del tajeo. • Poco consumo de explosivo por la suavidad del mineral. • La variedad Michí ha favorecido aumentar el ancho del tajeo por lo que se ha mecanizado este método. • La perforación es más fácil, ya que el personal se encuentra en una posición segura. • Trabajo más cómodo con perforadoras manuales. • El frente no puede desmoronarse, es decir, no existe peligro de desprendimiento de mineral. • Los menudos de mineral no se pierden en el relleno. • El personal no estás amenazado por desprendimiento de bloques de mineral.

DESVENTAJAS • Se necesita bastante tiempo para los trabajos de preparación (4 a 5 meses). • No se puede dejar desmontes o caballos que se encuentran dentro del mineral, por lo que el tajeo se limpia totalmente para iniciar el relleno. • Es costoso por el gran consumo de cemento, madera y la labor diaria. • No se puede cambiar a otro método. • Paraliza la explotación de las áreas cuando hay escasez de cemento en el mercado. • El gran consumo de aire por las bombas neumáticas causa problemas a la perforación.

PARAMETROS

•

Permeabilidad: El relleno hidráulico debe ser permeable debido a que el ciclo de operación debe consistir en el tiempo más corto posible. Esto se mide con la prueba de velocidad de percolación y debe ser igual o aproximadamente a 4 pulg/hora, si es menor a 2 pulg/hora, ocasiona el fenómeno del embalse de agua, y si la velocidad es mayor a 8 pulg/hora, aparece el fenómeno del embudo que consiste en la formación de embudos pequeños en el interior del relleno, donde el relleno fluye a alta velocidad ensanchándose progresivamente hasta derrumbarse.

2.- Parámetros del relleno

• Recuperación y clasificación del relave.- La recuperación depende de los hidrociclones, por medio de estos, se logra la separación de sólidos contenidos en la pulpa del relave final

proveniente de la planta concentradora, las partículas solidas de grano grueso son enviadas a la mina como relleno y la pulpa con sólidos finos van a la cancha de relave.

2.- Parámetros del relleno

• Tamaño de partículas.- Es aquella que corresponde al estado natural del material y relaciona el volumen de poros y el volumen de los sólidos. Este parámetro por ser esencialmente una relación de volúmenes es una medida que controla la compactación de un relleno

EQUIPOS Dependiendo de las dimensiones del caserón y de la capacidad productiva de la faena, esta operación puede ejecutarse con palas manuales y carretillas (minería artesanal), palas de¡ arrastre o scrapers, y también con equipos cargadores sobre neumáticos LHD.

1.-Equipos de perforación. • Dependiendo de las dimensiones del cuerpo mineralizado, espacios disponibles y capacidad productiva, es posible utilizar perforación manual (jack-legs o stopers) como también equipos tales como jumbos o wagon-drills. Y boomer.

• Para el acarreo del mineral de los tajeos hacia los echaderos se usan las palas CAVO 310 y 511 y los “scooptram” eléctricos o diesel. El transporte de mineral en galerías es con locomotoras “trolley” y carros “gramby

DESARROLLO Y PREPARACION

1. Galería superior.Rellenada con cuadros 2. Galería inferior 3. Sill - primer piso rellenado completamente 4. Labores en explotación 5. Labores en explotación 6. Labores en explotación

DESCRIPCION DE LA PREPARACION Y DESARROLLO DEL METODO

La preparación para el método de corte y relleno descendente consiste en la elaboración de las siguientes labores: • • • • •

Galerías o cruceros. Chut y caminos. Sub nivel principal de extracción. La rotura del nivel superior. La preparación del Sill.

Galerías o Cruceros Para delimitar el bloque mineralizado se necesita ejecutar galerías o cruceros, de acuerdo al tipo de yacimiento (cuerpos o vetas).

En el caso de vetas, el desarrollo se realiza fuera de veta, tanto del nivel superior como la inferior, denominándose cruceros o labores paralelas, los que van a servir de acceso, transporte, conducción de tuberías de aire, agua y relleno hidroneumático, cuya sección puede

ser de 2.10 x 2.40 mts. En el caso de las galerías se hará con sostenimientos de cuadros de madera o arcos de acero en toda la longitud de la labor. Estas

galerías sirven de transporte y de servicio (servicios auxiliares) indistintamente.

Chimenea de mineral Las chimeneas se utilizan en la extracción las cuales se comunican de nivel a nivel, fuera o dentro del yacimiento. Se perforan con dos o tres compartimientos, uno de los cuales es

el camino donde se encuentran los descansos y las escaleras; el otro compartimiento forma parte del echadero del mineral Entre los criterios que se toman en cuenta para determinar la ubicación de las chimeneas se consideran la cantidad de tonelaje que habrá de transportarse por cada una de ellas y la distancia de transporte con locomotoras.

Construcción del sill superior Una vez concluida la chimenea, se inicia el sill superior. Cuya función es tener una loza en todo el horizonte y comenzar debajo de el la explotación de los tajeos. En

terrenos

donde

lo

permiten

las

condiciones, el primer corte se usan pernos y mallas para sostener el techo. En terrenos pobres se emplea el sostenimiento con cuadros estándar. Cuando

el

caso lo requiera

se usarán

longarinas al piso. Si no existe el sill en el tajeo primario, se

dejaría un pilar de 3 m entre el tajeo y el tope.

Sub Nivel de extracción. Tiene por función unir todos los tajeos a explotar y sirve para la extracción del mineral proveniente de la explotación de los tajeos paneles. Se construye en cada piso de explotación desde la chimenea, totalmente con cuadros Standard, con una longitud y dirección que dependerá del tipo de yacimiento y de acuerdo a las variantes del método de corte y relleno descendente adoptado.

Rotura del Primer Corte Se inicia la rotura de mineral del subnivel de extracción, de acuerdo al paneles diseñados. La rotura se hace en retirada, primero se rompe el panel del fondo y se va retrocediendo en forma alternada hasta el echadero, rellenándose también en forma alterna. El ancho y la altura del panel puede ser de 3 metros y su longitud es variable, dependiendo de la forma del cuerpo, de la veta o del diseño.

EXPLOTACION • La explotación inicia luego de haber terminado la

colocación comprende:

de la

la

loza,

cuyo

preparación

ciclo del

de

minado

subnivel

de

explotación, la rotura de los paneles, la limpieza, la

preparación para el relleno y el relleno total del piso de explotación.

RELLENO • Esta operación consiste en enviar por medio de tuberías y aire comprimido el material de relleno consistente en una mezcla de cemento, agregado y agua. Se realiza en dos etapas:  Primero el envío de la mezcla rica de 1:6, hasta un tercio de la altura del tajeo denominado la loza. luego se completa con la mezcla pobre de 1:26 hasta el techo, llamado también la sobre loza. esta operación se repite hasta rellenar completamente todo el espacio abierto del piso o el área de explotación. Nuevamente se baja un piso y se continúa con el ciclo de explotación.

Tipos de relleno

ventajas

Desventajas

convencional

1. Menor costo 2. Aplicable en pequeñas vetas

1. Es muy difícil compactar el relleno de grava en todos los rincones del tajeo, debido al esponjamiento del material. 2. la distribución del relleno en el tajeo es muy laborioso, llegándose a consumir hasta un 30% del tiempo del personal del tajeo.

Hidráulico

1. El relave como material se halla en forma gratuita 2. Es mucho más eficiente, económico y veloz. 3. La adición de cemento en la capa superior reduce la capa del mineral con el relleno.

1. Alta inversión inicial. 2. Mayor volumen de agua es introducida en la mina, requiriéndose la evacuación de bombeo. 3. Si la percolación no es adecuada crea el fenómeno del embudo, ocasionando derrumbes en lo posterior. 4. Cuando en el relave exista gran cantidad de pirita se elevara la temperatura produce anhídrido sulfuroso,Pudiéndose provocar inclusive incendios.

DESCRIPCION DEL RELLENO Preparación para el relleno de labor explotada Las actividades de preparación para relleno consisten en:  Nivelación del piso del tajeo de explotación.  Colocar los redondos de eucalipto (8 a 10 pulg. Ø) espaciados a 5 pies de distancia

(en el caso de vetas, se empotra en las cajas) y luego se coloca un entablado en forma de parrillas.  Colocado de 2 cables de acero (1/2”) en forma longitudinal a la labor.

 Construcción de una barrera de redondos, con enrejado a la parte frontal.  Cubierta/forrado de la entrada y las paredes con poliyute, para contener el relleno y drenar el agua de percolación.

Relleno de la labor explotada El relleno es transportado por tuberías de 4” Ø hasta el tajeo. Dependiendo de la mina, la arena es entregada en ritmos que varían de 145 a 180 t/h en densidades de pulpa de 65 a 70% de sólidos, la

cantidad de agua es 0.02 m3/s .Para drenar el agua se colocan dos tuberías de plástico de 4” diámetro. perforadas al extremo del tajeo. En el relleno del UCF se hace una primera capa de relleno de 0.9 a 1.2 m de altura de mezcla rica (1:6).

El vacío restante del tajeo es rellenado con relave propiamente o mezclas más pobre en cemento

(1:20).

VARIANTES DEL MÉTODO

En el método de corte y relleno descendente se han empleado tres variantes: 1.- Método de Pilares.- En este sistema del minado es dejando pilares con dimensiones apropiadas según el plan en forma alternada y descendente; las columnas de mineral son recuperas después de haberse trabajo varios tajeos.

VARIANTES DEL MÉTODO 2

.- Método de Paneles.-

Consiste en hacer los nuevos tajeos en el medio de dos anteriores previamente explotados y rellenados. La ventaja de este sistema es que no se emplean los redondos que son sostenidos por las mismas paredes de los tajeos los cuales son explotados en forma alternada

VARIANTES DEL MÉTODO

3. Método “Michí”.consiste en hacer cortes transversales a los cortes superiores de manera que cada tajeo superior rellenado actúa como puente independientemente en lugar de los voladizos que son los cortes a mitad de sección en el sistema de paneles con lo cual se puede aumentar el ancho de los tajeos, pudiéndose llevar la operación de nivel en nivel.

Perforación y Voladura Una vez que se ha establecido el nuevo corte, debe asegurar el frente con nuevos cuadros de madera, desatado de los techos, así como haber eliminado las “falsas losas” del relleno del corte superior. Las perforaciones se hacen generalmente con equipo de perforación manual (jackleg) y longitudes de taladros de 1.80 m con mallas que varían de 14 a 18 taladros, dependiendo del tipo de terreno y espaciados de 2 a 3 pies. Para la voladura se emplea dinamita de baja potencia y en minas con buena ventilación se puede usar el ANFO pero con poca carga.

Limpieza de los paneles en explotación Después de la voladura, el techo puede aflojar la loza del corte superior y hay que hacer un buen desatado, antes de hacer la limpieza. La extracción o limpieza del mineral, dependiendo de las dimensiones del yacimiento mineralizado puede hacer con winchas y rastrillos hasta el subnivel de explotación y de allí son rastrillados hasta los echaderos del mineral, del cual los motoristas van jalando a los carros mineros. A fin de ganar mayor eficiencia en muchas minas se efectúa la limpieza con scoops eléctricos o diesel de 1.5 a 2.5 yd3 de capacidad.

6

OPERACIONES

1999

Perforación

Voladura 2.5m 4m

Perforación Horizontal

Rotura: 6000 t/mes por tajeo

Extracción

Relleno 2.5m 4m

Scoop 3,5 yd3 Extracción: 17612 t/mes

Relleno 3600 m3/mes

6

OPERACIONES

Perforación Winze

3m

RELLENO CEMENTADO

4m

Empernado de cajas

8 m.

Sobre-perforación

Acceso para Perforación

6

OPERACIONES

Perforación Slot Winze

3m

RELLENO CEMENTADO

4m

8 m.

Sobre-perforación

Acceso para Perforación

6

OPERACIONES

Acceso Slot Winze

3m

RELLENO CEMENTADO

4m

8 m.

Sobre-perforación

Acceso para Perforación

Acceso para Slot

6

OPERACIONES

Slot Winze

3m

RELLENO CEMENTADO

4m

8 m.

Sobre-perforación

Acceso para Perforación

Acceso para Slot

6

OPERACIONES

Abertura Slot Winze

3m

RELLENO CEMENTADO

4m

8 m.

Sobre-perforación

Acceso para Perforación

Acceso para Slot

6

OPERACIONES

Voladura Winze

3m

RELLENO CEMENTADO

4m

MINERAL ROTO 8 m.

Acceso para Perforación Ahora sirve para limpieza

Acceso para Slot

6

OPERACIONES Limpieza del mineral disparado Winze 3m

RELLENO CEMENTADO

LIMPIEZA DE 4 m4 m

8 m.

Acceso para limpieza Acceso para Slot

6

OPERACIONES

Limpieza de 4 m superiores Winze

3m

RELLENO CEMENTADO

8m

4 m.

REBAJE DE PISO DE ACCESO Se rebajó el Acceso Para limpieza

Acceso para Slot

6

OPERACIONES

Limpieza de 4 m superiores Winze

3m

RELLENO CEMENTADO

8m

LIMPIEZA

4 m. Se rebajó el Acceso Para limpieza

Acceso para Slot

6

OPERACIONES

Relleno Winze

3m

8m

RELLENO CEMENTADO

4m 3m

RELLENO HIDRAULICO CEMENTADO RELLENO CEMENTADO 4 m.

Acceso Para Limpieza

6

OPERACIONES Limpieza de 4m inferiores Winze 3m

RELLENO CEMENTADO 1m

8m

4m 3m

RELLENO HIDRAULICO CEMENTADO RELLENO CEMENTADO

LIMPIEZA DEL MINERAL ROTO

4 m.

Acceso para Limpieza (ExSlot)

6

OPERACIONES

Inicio del ciclo - Perforación Winze

3m

RELLENO CEMENTADO 1m

8m

4m 3m

RELLENO HIDRAULICO CEMENTADO RELLENO CEMENTADO

Taladros INICIO DEL NUEVO CICLO

4 m.

Acceso para Perforación

SEGURIDAD Se puede afirmar que el método es más seguro con relación a los riesgos de accidentes que pueden presentar. Las condiciones inseguras se pueden controlar y eliminar, porque están a la vista. Se trabaja bajo techo seguro y piso seguro

CONCLUSIONES • Es uno de los métodos de explotación más caros que existen. • El método de explotación de corte y relleno descendente puede ser la solución a cuerpos mineralizados que tengan mala calidad de resistencia a esfuerzos mecánicos y/o roca encajonartes. • Al obtener una producción limpia, sin derramar los desechos y relaves industriales en los espacios geográficos, el impacto ambiental producido por la industria minera será ínfimo; consecuentemente, la remediación y sus costos serán ínfimos. • El dinero gastado en un diseño adecuado será recuperado por los ahorros generados por la mayor productividad y la eliminación de gastos en sostenimiento, remediación ambiental y recuperación del mineral atrapado. • Cada yacimiento y cada mina representan características peculiares respecto a altitud, clima, condiciones litológicas y mineralógicas, las cuales darán los parámetros específicos para el desarrollo de la ingeniería y el diseño adaptado a cada caso particular. • La utilización de tecnología minera moderna permite la explotación de yacimientos con seguridad y economía.

DISEÑO Y CONSTRUCCIONES MINEROS

TEMA: CONSTRUCCION DE CHIMINEAS EN MINERIA SUBTERRANEA • En un yacimiento minero cuando se quiere profundizar una mina en plena operación o se quiere extraer mineral o desmonte; se quiere introducir materiales, maquinarias y el mismo personal, se recurre a la construcción de piques, y la utilización de sistema de izaje. Los factores que inducen para construcción de un pique son: la necesidad de extracción de mineral y la reducción de los costos de producción.

PARAMETROS EN LA CONSTRUCCION DE CHIMENEAS • PARÁMETROS GEOMECÁNICOS DE ZONA TORRE DE CRISTAL

• Los parámetros geomecánicos, son el resultado de un riguroso estudio de campo, de laboratorio y de análisis concernientes a la caracterización de la roca sólida, de las discontinuidades, del grado de intemperie, la medición de esfuerzos in situ si fuera necesario, la presencia de agua y otros. En otras palabras es la caracterización de la masa rocosa y se realiza mediante modelaciones del macizo.

Estos parámetros geomecánicos permiten un óptimo diseño de la perforación, voladura, limpieza y transporte, el tipo de sostenimiento o soporte, métodos de avance, tamaño y forma de la abertura, etc. Es decir para garantizar el grado de estabilidad de la rampa, teniendo en cuenta la seguridad, la economía, el impacto al medio ambiente .

BASES TEÓRICAS • Las chimeneas son labores verticales que se construyen en las minas subterráneas con la siguiente finalidad:

• Poder delimitar el tajeo de explotación. Servir como labor para la ventilación. Servir para el paso del relleno detrítico hacia el tajeo. Servir como chimenea de servicio; camino, pase de tubos de aire comprimido, agua, etc. Constituir una labor de exploración de la mineralización encima de un nivel.

TIPOS DE CHIMENEAS • Los tipos de chimeneas pueden ser: • a) Según su forma: 

Circulares.



Cuadradas.



Rectangulares.

TIPOS DE CHIMENEAS b) Según sección:  Simple. Sección de 4’ x 4’



Doble: sección de 4’ x 8’



Triple: sección de 4’ x 12’

c) Según su longitud:



Cortas: hasta 50 m.



Largas: de 51 a 100 m.



De gran longitud: de 100 m a más.

MÉTODOS DE CONSTRUCCIÓN DE CHIMENEAS • Método convencional de construcción: realizado con puntales de avance, plataforma de madera y máquina perforadora stoper.  Método mecanizado de construcción. En este caso la construcción de una chimenea puede realizarse con: plataforma trepadora y con equipo Raise Borer.

DISEÑO DE CHIMENEA • La chimenea a levantarse mediante el método convencional se diseña considerando los siguientes parámetros:



Longitud.

 Sección.  Buzamiento de la veta y/o inclinación deseada.  Tipo de roca.

ALTURAS MÁXIMAS DE CONSTRUCCIÓN DE CHIMENEAS CHIMENEA CONVENCIONAL • De acuerdo al Reglamento de Seguridad y Salud Ocupacional en Minería • (DS N° 023). dice que la perforación de chimeneas convencionales de más de 20 m. de longitud deberá hacerse utilizando dos compartimientos independientes: uno para el tránsito del personal y otro como echadero. Se exceptúan las chimeneas preparadas por medios mecánicos.

• Para el caso de chimeneas desarrolladas en “H”, el procedimiento debe • hacerse comunicándose cada 20 metros.

CHIMENEA MECANIZADA • La construcción de chimeneas mediante métodos mecanizada alcanza longitudes mayores a los 100 m. En el caso de chimeneas a construirse con la plataforma trepadora Alimak, las longitudes están limitadas por el tipo de impulsión usado por la máquina: •

• Plataforma trepadora impulsado por propulsión neumática = 200 m. • Plataforma trepadora impulsado por propulsión eléctrica = 1,000 m.

• Plataforma trepadora impulsado por propulsión diéselHidráulica = • Más de 1000 metros.

VENTAJAS:

 Se puede usar para chimeneas de pequeña a gran longitud y con cualquier inclinación. • Es posible cambiar la inclinación de las chimeneas mediante el uso de carriles curvos.  La preparación de inicial del área de trabajo es muy reducida.  Se puede construir chimeneas con diferentes secciones cambiando las plataformas, siendo posible excavar secciones de

• 3 m2 a 20 m2.

DESVENTAJAS:

Requiere mano de obra especializada. Al realizar el desmontaje ya no se pueden recuperar algunos de sus componentes. •

Cuando se ejecuta chimeneas de gran longitud se tiene problemas con los servicios como caída de tensión, baja presión de agua, aire, etc.

PERFORACIÓN Y VOLADURA • La chimenea es perforada con perforadora neumática stoper, usando barrenos de 6 pies de longitud y diámetro de 38 mm. Tratándose de roca dura, el trazo de perforación es el corte quemado y cuya malla obedece al siguiente cálculo: CÁLCULO TEÓRICO DEL NÚMERO DE TALADROS Nt = P/dt +(CxS) Donde: P = perímetro de la sección (Con la fórmula: P = (S ) 0 . 5 x 4 ) . S= Sección de la chimenea a excavarse es 1.2 x 2.4 m = 2.88m2.

dt= Espaciamiento de los taladros del perímetro. C = Coeficiente o factor de roca.

ESPACIAMIENTO DE LOS TALADROS DEL PERÍMETRO QUE VARÍA DE: Tabla N° 4. Espaciamiento de los taladros. Espaciamiento (Dt) 0.50 – 0.55 0.60 – 0.65 0.70 – 0.75

Tipo de roca Roca dura Roca intermedia Roca suave

Fuente: Compañía Minera Raura S.A.

Coeficiente o factor de roca que varía de: Tabla N° 5. Coeficiente o factor de roca Coeficiente(Dt) 2.0 1.5 1.0

Tipo de roca Roca dura Roca intermedia Roca suave

Fuente: Compañía Minera Raura S.A.

CONTROL DE OPERACIONES • Los controles a realizarse durante la construcción de las chimeneas, sea con el método manual y/o mecanizado comprende las siguientes acciones: •

CONTROL TOPOGRÁFICO

El control topográfico durante la excavación consiste en el levantamiento de la chimenea con brújula colgante, con cuyos datos se elaborará el plano correspondiente, determinándose la dirección y sección. En caso de existir desvío se señalará mediante marcación en el tope, la dirección e inclinación correcta. Este control estará a cargo del departamento de topografía.

CONTROL GEOMECÁNICO

Para este control se realizará el levantamiento geomecánico después de cada disparo, con lo cual determinará:  Presencia y número de discontinuidades.

 Rumbo y buzamiento.  Continuidad o persistencia.  Rugosidad  Abertura.  Relleno en la fractura. Condiciones hidrogeológicas: humedad.

caudal,

presión

de

agua,

CONTROL SEGURIDAD • Verificar la ventilación en el tope de la chimenea y la presencia de gases nocivos, luego de realizado la voladura.  Presencia de roca suelta en el techo y paredes de la chimenea. Verificar la colocación correcta de los puntales de línea: alineamiento, profundidad de las patillas y fijación de las tablas que servirán como plataforma para la perforación

Verificar el estado del entablado en la parte central de la chimenea y el tapón de protección del camino, como también el estado del camino.

CONCLUSIONES • El método de construcción de chimeneas mecanizado con plataforma trepadora Alimak es el más adecuado para su aplicación . El sistema mecanizado Alimak puede construir chimeneas de gran longitud en un tiempo relativamente corto; siendo su costo de avance por metro casi el mismo respecto al sistema convencional, pero utiliza menos de la mitad del tiempo en su ejecución, por lo que resulta más rentable que el convencional.

Diseño y construcción de echaderos y cámaras de minería

INTRODUCCION Este presente trabajo contiene una breve descripción sobre las labores llamadas Camino Echadero las cuales fueron evolucionando desde épocas pasadas en

donde se utilizaba de una manera artesanal hasta estos años en que se nota su avance en su estructura y construcción, también veremos los tipos de

enmaderamiento de chimeneas que también están relacionados con este tema. Los Caminos Echaderos son labores muy importantes para el sistema de acarreo dentro de la explotación subterránea.

OBJETIVOS DE LAS TOLVAS  Deposito donde se almacena el mineral que viene de la mina para alimentar a las chancadoras o circuito de chancado.

 Están fabricadas de concreto armado o de madera forradas con planchas de hierro.

 La boca de recepción de mineral en la parte superior tiene forma cuadrada o rectangular y el fondo es inclinado.  La boca de recepción tiene una parrilla de rieles usados que impiden el

paso de mineral grueso a los alimentadores y chancadoras.  La separación entre riel y riel se llama luz.

 Si la luz entre los rieles es muy grande la chancadora se atora.

ECHADERO O CHUTES Son chimeneas divididas en dos compartimentos o secciones: una para echadero por donde se

extraerá el mineral y otra para el tráfico o circulación de personal. La gran cantidad de mineral y relleno se movilizan a través de las labores llamadas echaderos o chutes que son chimeneas verticales e inclinadas, que comunican niveles inferiores, las cuales

terminan en un dispositivo para carguío (tolva) de material a los carros. Los chutes y los caminos necesitan un buen diseño de su estructura ya que el mineral que pasa o cae es fuertemente abrasivo, produciendo desgate del enmaderado; durante la explotación lo

chutes son de primera importancia q garantiza el alto rendimiento de extracción del mineral. La mala construcción de esta labor daría origen a echaderos defectuosos, con frecuentes obstrucciones y pérdidas de mineral; hasta originando accidentes en la parte de descarga.

CONDICIONES DE UN BUEN CHUTE • Una duración de por lo menos la del tajeo en la que se encuentra. • Tendencia mínima de obstruirse. • Bajo costo de construcción • Que sea adecuado a las condiciones de explotación en el tajeo o stop

PARTES DE UN ECHADERO El conducto o abertura de forma alargada por donde circula el material que comunica de un tajeo con cualquier labor a una galería de extracción, esta parte se llama echadero, puede variar desde una

simple abertura en la roca a un sistema de madera completamente entablados, o alguna forma de revestimiento en la roca. La parte inferior del chute que consiste en un sistema controlador de

flujo y el carguío de mineral a los carros o a otros sistemas de extracción, denominado tolva.

Los diferentes chutes o echaderos son los siguientes: a) ATENDIENDO A SU INCLINACIÓN:  Verticales como los tajeos en arco Arch Back o de enmaderado Square set.

 Inclinados como se usan en las vetas. b) ATENDIENDO A LA FORMA DE LA SECCIÓN: Los chutes pueden ser: cuadrados, rectangulares, circulares y poligonales. Los últimos generalmente se construye de bloques de concreto. En cuanto al material y forma como están construidos tenemos:

 Chutes formados por cuadros.  Los chutes encribados.

 Los chutes formados por puntales en línea  Los chutes formados mediante bloques de concreto prefabricado.

 Los chutes de piedra.  Los chutes de concreto armado.

TOLVAS Y COMPUERTAS (CHUT GATE): Consiste en un canal, soportado y fijado tanto al fondo como a los costados para su apoyo; tiene un sistema de compuertas para regular la salida de minerales, las cuales pueden ser simples tablas que trabajan dentro de unas guías o correderas o de

planchas, metálicas que giran en dos pivotes. El diseño de la tolva varía de acuerdo al tamaño, tipo, humedad del mineral.

CONDICIONES DE UNA BUENA TOLVA: a)

Bajo costo de instalación, operación y mantenimiento

b)

Diseño apropiado para un carguío rápido sin que se produzcan pérdida de mineral.

c)

Que trabaje sin obstrucciones y que sea necesario usar continuamente la barretilla.

d)

Fácil acceso y posición favorable del operador a la compuerta.

Espacio suficiente alrededor de la tolva para desatracar y evitar accidentes. Solidez para soportar el empuje o impacto. e)

PARTES DE UNA TOLVA:  fondo de canal  compuerta inferior o delantera 3. guías o

corredoras de las compuertas  gancho de la compuerta.

 compuerta superior o de atrás

ENMADERADO EN CHIMENEAS: El sostenimiento puede ser de dos clases:  Para echaderos

 Para echaderos y camino. En este último se utiliza 3 clases: 1. ENMADERADO DE CHIMENEAS CON PUNTALES

2. ENMADERADO DE CHIMENEA CON CUADROS 3. ENMADERADO DE CHIMENEA CON CRIBENES

1. ENMADERADO DE CHIMENEAS CON PUNTALES: •

La chimenea se divide en dos compartimentos una para el echadero y la otra para el camino.

•

Usan dos plataformas: la primera de trabajo propiamente dicho; la segunda es la plataforma

auxiliar para proteger los peldaños de la escalera. El echadero debe estar lleno para que sirva como camada al siguiente disparo, así evitar malograr la estructura de la tolva.

2. ENMADERADO DE CHIMENEA CON CUADROS: •

Este tipo de enmaderado es muy caro y demora el trabajo.

•

Se utiliza cuando se emplea el método de explotación Square Set Stoping

•

Puede estar dividida de dos compartimentos una de escalera y la otra de tolva, esta debe estar

forrada por los cuatro costados para proteger la estructura. •

Deben estar aplomadas, escuadradas y totalmente verticales para que tenga resistencia y evitar la

desviación.

3. ENMADERADO DE CHIMENEA CON CRIBENES: •

Se emplea para terrenos difíciles y cuando las vetas son verticales.

•

Lo común es darle un buen ensamble para que soporten los cribenes.

Pueden ser de dos clases: 

Criben Abierto; cuando las tablas dejan un cierto espacio entre ellas, el tráfico de

personal más fácil, son suficientemente anchos, es más económico. 

Criben Cerrado; cada tabla está pegada con la siguiente la cual impide ensuciar las

escaleras. ▪

Los cribenes pueden ser de 1 o 2 compartimentos uno al lado del otro, para

cuando se malogre una de ellas no interrumpa el trabajo.

ORE PASS Labor subvertical que sirve como medio de traspaso de mineral o estéril hacia un nivel

inferior para su transporte a superficie. Ore que se extrae de los diferentes niveles se

vierten en las aberturas verticales o casi verticales llamadas pase de mineral, es a través del cual se cae por gravedad al nivel más bajo en la mina. Allí se tritura, se almacena en un bolsillo de mineral, y se

carga en contenedores en una estación de SKIP-llenado. En la superficie voltean su carga y luego se vuelven a repetir el ciclo.

DISEÑO DE ORE PASS INCLINACION

PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

La inclinación de los pases de mineral normalmente debería estar entre los

Cohesión

ángulos de 60 ° y 75 °. En circunstancias

Densidad

excepcionales, el límite inferior podrá reducirse a 55 ° y el límite superior podrá ampliarse a 83 °. material con contenidos de humedad mayor que 10%, deben estar

inclinados hacia el límite superior de 70 °.

CAMARA O BOLSILLO DE MINERAL Son depósitos que sirven para almacenar el mineral y así alimentar a los camiones o skips en forma regular.

Excavación de gran volumen que cumple la función de almacenar mineral, para regularizar

el flujo de producción dey también que lamina cuente con un stock de material para enviar a procesos.

CARGADEROS O TOLVAS Los cargaderos son labores y dispositivos que regulan la carga del mineral en los elementos de transporte, y son intermedios entre el arranque y el macizo inferior, en la base de las explotaciones o camaras, o bien comunicados con ellas a traves de un sistema de coladero y rampas de paso de

mineral. Cuando estan directamente en la base de una camara tiene la forma de coladeros, embudos o tolvas. La

forma se fija por el tipo de carga del mineral. Pueden disponer cargaderos de gran capacidad para cargar

el mineral a un camion volquete, o instalar varios cargaderos pequeños a lo largo de la galeria de base para cargar en

vagones de mina. La disposicion puede ser simple o doble y simetrica.

Los bloques que no pasan se tanquean o rompen con cargas (tacos) de explosivos

o con martillos quebrantadores de aire comprimido. Cuando el atasco se produce en el interior de los pasos o coladeros, se “taquean” con cargas explosivas que se fijan en el extremo de una pértiga para introducirlas y se disparan desde fuera, en lugar seguro. En los coladeros entre relleno las rejillas se colocan en su boca superior, en el piso de la explotación. Del mismo modo se protegen las chimeneas

de paso o ventilación. En muchos métodos de explotación particularmente en los métodos ascendente, se suele vajar el mineral a traves de rampas y coladeros hasta la planta general de transporte situada en la cota mas baja de la mina. En esta planta se instalan la

molienda y un sistema de transporte principal mecanizado, o que resulta mas economico y productivo que montar pequeñas instalaciones en cada planta, de modo

que haya uno para cada tipo o ley de mineral y otro para los esteriles.

General de transporte, bien por cintas o bien por vagones. La mayoria de los grandes cargaderos de mineral se perforan en la roca de los hastiales, alo largo del yacimiento. Los coladeros entre el relleno, revestidos con tubos de chapa prefabricados, sueles tener una vida equivalente a 100.000 – 150.000 Tn de mineral cargado;

Así, en caso de explotaciones de 100m de largo y 12m de potencia, la altura útil

del piso quedaría limitada a 30m aproximadamente. Pero por razones económicas la altura de pisos debe ser lo mayor posible, por lo que habrá que

preparar más de un coladero con entubado de acero, lo que puede encarecerlo. La alternativa es preparar los coladeros en el hastial de la roca.

USO DE ECHADEROS Y TOLVAS DE MINERAL: Cuando se realice trabajos en chutes y tolvas, se deberá tener presente las siguientes medidas de seguridad: •

Los caminos, escaleras, peldaños y descansos deben mantenerse en buen estado de conservación.

•

Todos los echaderos de mineral y desmonte deben tener sus parrillas de protección.

•

El tabique que separa el echadero del camino debe estar sólidamente construido sin ninguna abertura.

•

El motorista, al cargar los carros mineros, debe tomar las siguientes precauciones:

 Ubicarse siempre al costado de los chutes, parado sobre una plataforma segura.

 No debe pararse al borde del carro minero.  Usar la barretilla siempre al costado de su cuerpo.

En las tolvas o echaderos subterráneos que se construye para almacenar temporalmente el

mineral para su posterior izaje o extracción a superficie, debe cumplirse con lo siguiente: •

Construir las chimeneas en rocas competentes y resistentes a deterioros por efectos de golpes de caída libre o presencia de mineral abrasivo o material erosionante.

•

En echaderos principales, construir tolvas fuera del eje de la chimenea para evitar golpes directos y deterioros prematuros, y conectado a una ventana que servirá para desatorar la chimenea en caso de campaneos.

•

Inspeccionar, como mínimo una vez a la semana, el estado de conservación de las tolvas.

•

Construir compuertas sólidas, de preferencia metálicas, accionadas con dispositivos mecánicos y, si fuera necesario, con paneles a control remoto.

DISEÑO DE TOLVAS Es

necesario

tener

un

criterio

aproximado

sobre

diseño

de

almacenamiento de minerales. Se sabe que las tolvas de gruesos generalmente tienen la forma de paralelepípedo con un plano inclinado en el fondo para facilitar la descarga y son mayormente de concreto, las de

finos son cilíndricas con el fondo cónico y de fierro. Independiente de la concepción de ingeniería de un proyecto de tolva, se desea puntualizar algunos criterios que todo metalurgista debería conocer como concepto básico.

VARIABLES A CONSIDERAR EN EL DISEÑO DE UNA TOLVA  Capacidad de almacenamiento de toneladas métricas según abastecimiento.  Densidad aparente del mineral en t/m3

Localización y topografía del

terreno.  Propósito de la tolva y el efecto que tendrían sus dimensiones básicas.  Material de construcción de la tolva.

 Angulo de reposo del mineral a almacenar.  Angulo de la tolva = ángulo de reposo del mineral + 15º.  Volumen inútil de 15 a 30 % del volumen total.  Porcentaje de humedad del mineral.

NORMAS EN QUE SE BASA LA CONSTRUCCIÓN DE TOLVAS En la construcción de tolvas se tiene que tener en cuenta ciertos puntos que influyen para que esta trabaje en condiciones normales como el grado de humedad, la clase de mineral, el buzamiento del yacimiento, la densidad del

mineral, su granulometría del mineral, ángulo de reposo del material, equipo de acarreo, flujo de mineral y fuerza ejercida por el peso del mineral sobre la tolva entre estos puntos tenemos los siguientes:

GRADO DE HUMEDAD DEL MINERAL Es un factor importante ya que el mineral tiene que pasar por la tolva y se debe considerar el % de humedad (agua de filtración y de perforación) que siempre acompaña al mineral, se incluye en el diseño y construcción

de la tolva. Con bastante precisión se debe calcular el factor, porque si tenemos el mineral con un poco % de humedad y formado trazo más o

menos uniforme que pasará por la tolva con bastante facilidad en caso de que el mineral se presente con gran contenido de finos y en un porcentaje elevado de humedad y el mineral a extraerse por la tolva

caerá con mucha fluidez en caso del mineral fino y se perderá tiempo en el carguío.

FUERZA EJERCIDA POR EL PESO DEL MINERAL SOBRE LA TOLVA El mineral que atraviesa al echadero y se deposita sobre las tolvas caen por

que tienen fuertes presiones y más aún si el echadero estuviera vacío y la altura de arranque fuese considerable, el mineral al caer producirá fuertes impactos en la tolva misma, por lo tanto los elementos constituyentes de la tolva deben de estar diseñados de tal manera que pueda soportar estos trabajos, incluso en algunos casos es necesario reforzarlo, por ejemplo, con

rieles sobre las tablas del fondo de la cama de la tolva.

FLUJO DE MINERAL Este flujo se representa en el conjunto de chute-tolva con sus

respectivas cargas que produce el peso del mineral y que viene a ser aproximadamente, el mineral contenido en el paralelepípedo formado por su sección y con una altura 2.5 veces a 3 la del lado menor, la presión aproximadamente estaría dada por: P = P. e.∗ A ∗ b ∗ (2.5∗B) Donde:

P.e.: Peso específico del mineral A: Lado de la sección de paralelepípedo, es el lado mayor B: Lado de la sección de paralelepípedo, es el lado menor.

NATURALEZA DE MINERAL Este factor influye también en el diseño de la tolva, y chute, pues hay

minerales que son fáciles de hacerlos pasar y otras muy difíciles. El mineral que es seco (humedad hasta 4%) y formado por partículas

más o menos uniformes, pasará con facilidad por el echadero, y en el caso de ser fino fluirá mejor. El problema se presenta cuando comienza a aumentar el contenido de humedad y el peor de los casos

se presenta, cuando está formado por trozos irregulares de tamaño, con contenidos finos y bastante humedad, que tienden a aglomerarse

o acampanarse.

NOMENCLATURA DE LOS ELEMENTOS DE UNA TOLVA Los nombres y los elementos de una tolva utilizando en las labores de la compañía son:  Solera de los cuadros

 Caballete de tolva

 Solera de tolva

 Camada de tolva

 Postes de los cuadros

 Alas de la tolva

Sombrero de los

 Tablas de la compuerta

cuadros

 Base de la tolva

 Sombrero de tolva.

 Ángulos de fondo

 Puentes de los sombreros.

 Fondo del canal

 Paraderos de la tolva

REGLAS GENERALES DE SU CONSTRUCCIÓN A. DE SU DISEÑO: 1)

Que el diseño sea lo más simple posible y con el menor número de piezas.

2)

Que el diseño sea hecho de tal modo que el personal de la mina pueda instalar correctamente, sin utilizar instrumentos especiales.

3)

En el diseño, además, debe considerarse la recuperación posterior de las partes usables.

B. INCLINACIÓN DE LA TOLVA: Puede tener valores entre 35º y 50º, fuera de estos valores la tolva y chute no trabaja bien, pues el mineral no corre o lo hace con demasiada violencia. Para minerales secos se puede utilizar poca inclinación, pero para minerales difíciles hay que aumentar la inclinación del canal.

C. POSICIÓN DE LA JETA: Depende principalmente de la inclinación de fondo de canal y la altura del carro. El borde de la jeta de la tolva debe estar a 3 o 5 pulgadas por encima del borde superior de carro, y a 6 u 8 pulgadas

más adentro del borde superior lateral del carro, de esta manera se puede consigue que la jeta no choque con el carro y además el mineral no rebalse por los bordes del carro.

D. DIMENSIONES DEL CANAL (CAMADA Y ALAS): En la práctica estas dimensiones generalmente son: El ancho de la boca de descarga (camada) debe ser aproximadamente la mitad de largo del

carro a fin de reducir perdidas. La altura de la boca de descarga, que viene a ser la altura de los costados del canal (alas), es de

¾ del ancho o más. Si esta altura es pequeña, el mineral grueso no pasara con facilidad, pues en el cambio de dirección se produce disminución de área, lo que ocasiona generalmente

obstrucciones en el chute o derrames.

E. COMPUERTAS Pueden ser de madera o metálicos, las segundas accionadas a base de un pistón que

funciona por acción de aire comprimido, y las primeras construidas de tablas que se colocan en el canal, apoyadas sus extremos en las alas por medio de guías o correderas llamados chalecos, se usan en juego de 2, hallándose una algo atrás y en la parte alta y la otra en la

parte inferior y más adelante, de tal forma que entre las dos cubran toda el área del canal.

USO DE ECHADEROS Y TOLVAS DE MINERAL Cuando se realice trabajos en chutes y tolvas, se deberá tener presente las siguientes

medidas de seguridad: a) Los caminos, escaleras, peldaños y descansos deben mantenerse en buen estado de conservación. b) Todos los echaderos de mineral y desmonte deben tener sus parrillas de protección. c) El tabique que separa el echadero del camino debe estar sólidamente construido sin

ninguna abertura. d) El motorista, al cargar los carros mineros, debe tomar las siguientes precauciones: Ubicarse siempre al costado de los chutes, parado sobre una plataforma segura. No debe pararse al borde del carro minero. Usar la barretilla siempre al costado de su cuerpo.

e) En el caso de chutes y echadero con material campaneado:  No desatorar inundando el buzón con agua.  No ingresar al interior del chute y echadero.

 Desatorar usando las ventanas del tabique o colocando plastas con listones y/o tubos de hierro empatados hasta alcanzar el tope de la carga.

 Todo trabajo de desatoro de chutes y echadero con material campaneado debe hacerse con presencia de un ingeniero supervisor y en uso del PETAR.  Durante el desatoro y carguío de mineral o desmonte de los chutes y echaderos se impedirá la presencia de personal en las cercanías del área de trabajo.

En las tolvas o echaderos subterráneos que se construye para almacenar temporalmente el mineral para su posterior izaje o extracción a superficie, debe cumplirse con lo siguiente: a) Construir las chimeneas en rocas competentes y resistentes a deterioros por efectos de golpes de caída libre o presencia de mineral abrasivo o material erosionante.

b) En echaderos principales, construir tolvas fuera del eje de la chimenea, a la cual se unirá por un codo cercano no mayor de diez (10) a quince (15) metros de altura desde el piso de la galería, para evitar golpes directos y deterioros prematuros, y conectado a una ventana que servirá para desatorar la chimenea en caso de campaneos. c) Inspeccionar, como mínimo una vez a la semana, el estado de conservación de las tolvas.

d) Construir compuertas sólidas, de preferencia metálicas, accionadas con dispositivos mecánicos y, si fuera necesario, con paneles a control remoto. Los echaderos deben tener un muro de seguridad de 2/3 de la llanta de mayor diámetro del equipo más grande que trabaja en dicho echadero y parrillas con una gradiente máxima de seis por ciento (6 %), así como una adecuada iluminación. Los muros de contención deben mantenerse limpios.

CONCLUSIONES  En la minería la ejecución de estas labores en chimeneas llamadas

camino echadero o chutes, las cuales constan de dos compartimentos son de suma importancia porque ayuda al transporte y calidad de extracción de mineral. Así también ayuda en el fácil acceso de

personal, ventilación, tuberías, y aire comprimido o aire natural hacia las labores.

 Mediante el siguiente trabajo se pudo conocer cuáles son los pasos y parámetros a considerar para el diseño de una tolva en minería, como son el grado de humedad, fuerza ejercida por el peso del mineral,

granulometría de las rocas, etc.

INTRODUCCION

De todos estos métodos de explotación subterránea de cámaras y pilares sin duda es uno de los mas importantes ya que su aprovechamiento es excelente, baja dilución, aplicable en yacimientos potentes con diversas geometrías y entre otros aspectos que lo hacen un método de explotación eficaz.

A la hora de diseñar pilares se deben estudiar y tomar en cuenta varios parámetros y/o criterios que nos ayuden brindar seguridad al personal y maquinaria que labora en interior mina al igual que el diseño de cámaras y pilares requiere un estudio profundo del campo geotécnico, estructural, geológico.

OBJETIVOS Objetivo general:

 Describir el método de explotación subterránea por cámaras y pilares  Este método de explotación es aplicado ampliamente y en los últimos años se ha desarrollado bastante, debido a su bajo costo de explotación, a la vez que permite, una explotación

moderadamente selectiva. Objetivos específicos:  Identificar los parámetros requeridos para escoger el método de cámaras y pilares.  Explicar los tipos de yacimientos para la aplicación de dicho método.

 Caracterizar la forma, los tipos y la correcta recuperación de pilares.  Exponer como es la distribución de los pilares en el método de explotación.  Diseñar y calcular los pilares para una posible explotación.

Minado con sostenimiento natural En

los

métodos

sostenimiento

natural

de

se

explotación

incluye

con

a

los

yacimientos que por naturaleza del macizo rocoso, que comprende la roca encajonante y mineralización, en donde el arranque se

realizan abriendo cámaras o aberturas, que debidamente y dimensionadas se sostienen por sí mismos; es decir sin que intervengan medios de sostenimiento artificial o relleno.

cámaras y pilares El factor económico más importante en este método es el tamaño de los pilares y la distancia entre ellos, ese factor depende de:  Estabilidad de la caja techo.

 Estabilidad del mineral.  Potencia del yacimiento.  Presión de la roca suprayacente.

 Discontinuidades geológicas como fallas pliegues, etc.  Forma y tamaño del pilar, etc.

Ventajas y desventajas del uso de cámaras y pilares Ventajas:  El método hasta cierto punto es selectivo, es decir zonas más pobres pueden no explotarse sin afectar mayormente la aplicabilidad del método.  En yacimientos importantes puede llegarse a una mecanización bien completa lo que reduce ampliamente los costos de explotación.

 En yacimientos que afloran a la superficie puede hacerse todo el desarrollo y preparación por mineral, o en caso contrario los desarrollos por estéril pueden ser muy insignificantes.

 Actualmente con el avance de la técnica de sostenimientos de techo pueden explotarse caserones de luces amplias con bastante seguridad.  La recuperación del yacimiento aun no siendo del 100 % puede llegarse a

Desventajas:  Si el yacimiento presenta una mineralización muy irregular, tanto en corrida como en potencia podría llegar a afectar la explotación, limitando mucho la planificación del método, como así mismo la perforación y provocar

problemas

de

carguío

sobre

todo

para

posibles

mecanizaciones.  Se emplea en yacimientos con buzamientos menores a 30º.  Fortificación del techo. En ciertos casos cuando no es posible controlar el techo y es necesario llevar caserones muy angostos.  Tasa recuperación del yacimiento es muy baja, se debe entonces pensar en otro método.

APLICACIÓN DEL MÉTODO DE CÁMARAS Y PILARES El método de cámaras

y pilares es el único que es práctico para explotar capas

horizontales de poca potencia. Este método se usa mucho en la explotación de depósitos estratificados de origen sedimentarios tales como esquistos mineralizados de cobre y minerales industriales

tales como caliza, sal y carbón. Los yacimientos que mejor se presentan para una explotación por cámara y pilares son:  Los yacimientos horizontales o con poco buzamiento, máximo de unos 30°, donde el mineral no puede escurrir por gravedad.  Los yacimientos en que la roca tenga una estabilidad aceptable en el techo y el

mineral.

Condiciones de aplicación: Condiciones geológicas y mecánicas Se apliquen las siguientes condiciones:  Cuerpo mineralizado de grandes dimensiones.  En cuerpos con buzamiento horizontal, normalmente no debe exceder de 30°.

 El mineral y la roca encajonante deben ser relativamente competentes.  En depósitos de gran potencia y área extensa.

 Forma del depósito; tabular.  Profundidad del depósito suave o moderada ( 200m – 400m) Estas son algunas de las condiciones ideales para su aplicación y que lo hace un método relativamente eficiente; sin embargo, ellos no son los criterios limitantes por los cuales se seleccionaría el método. Los otros criterios serían:  la seguridad. la óptima recuperación de mineral.  operación que permita el retorno de la inversión.

Características geomecánicas Calidad de cajas

: buena

Calidad de mineral : buena

Peso específico de mineral : 3.0 TM / m3 Alternativa del pilar Dimensión del pilar

: 5 x 5 metros

Dimensión de la cámara

: 5 x 10 metros

Recuperación por el método de minado : 87% Dilución

: 5.4%

En caso de que el terreno sea bueno se explota con cámaras de mayor dimensión y si el terreno es malo se deben dejar pilares de mayor dimensión. Con relación a la estabilidad del techo es posible manejar con las dimensiones

geométricas de las cámaras y pilares. Si se aumente el número de pilares o se reduce la luz de las cámaras, es posible compensar la calidad del terreno, implicando esto pérdida del mineral, por tal razón se procura aumentar la estabilidad de las cámaras y pilares empleando el sistema de empernado.

Condiciones técnicas Diseño de los pilares

Cuando se requiere dimensionar los pilares, el problema es encontrar una solución de equilibrio, por una parte la seguridad y la estabilidad de la excavación nos obligan a sobredimensionar los pilares y por otra parte la rentabilidad de la explotación y la relación de extracción nos obligan a

extraer el máximo tonelaje de mineral del yacimiento. El problema es enfocada considerando globalmente los esfuerzos que se ejerce sobre un pilar, sobre este enfoque se han desarrollado varias teorías como:  Teoría del área atribuida.

 Teoría del arco.  Modelo de la cavidad creada en un medio infinito.  Modelo de la Viga o de la placa (cuando existen estratos horizontales).

Teoría del área atribuida. El área atribuida consiste en que cada pilar está cargado por el peso del material supra yacente, podemos imaginarnos que es como un prisma ficticio cuya sección viene determinada por la geometría del pilar y que alcanza desde

la superficie del terreno hasta la corona del pilar. Dentro de ella tenemos: Pilares Cuadrados

Pilares Rectangulares.-

Pilares irregulares.

Pilares Corridos.

Resistencia de los pilares La resistencia del pilar está relacionada con el volumen y su forma geométrica. Varios autores han desarrollado fórmulas para calcular la resistencia del pilar, a continuación se indican algunas:

CÁMARAS Y PILARES SEGÚN EL TIPO DE MINERAL

Minerales duros La minería de cámaras y pilares en rocas y minerales duros es un

método de explotación de apertura de cámaras con un ángulo pequeño con respecto a la horizontal que excava huecos y deja pilares distribuidos aleatoriamente en los yacimientos en los que la ley es variable. En los que la ley es constante o varia poco, la disposición y sección de los pilares es más regular y uniforme. Este método difiere de los demás en que la utilización de la gravedad en el flujo del mineral es muy limitada

y el mineral debe ser cargado en la zona o tajo en que ha sido arrancado y transportado desde ese punto,

Minerales blandos La unidad básica en la minería por cámaras y pilares en minerales blandos como carbón, potasa y sales sódicas es el

panel o cuartel que define el área de la mina que debe ser minada y ventilada. Una vez preparado el cuartel para obtener una ventilación eficaz se realiza el arranque en avance de las cámaras dejando pilares regulares previamente diseñados.

Variantes del método de cámaras y pilares Según las condiciones geológicas pueden ser: Classic (tradicional), Post (inclinado) o Step (escalonado) Classic (tradicional):

Se aplican a los depósitos planos estratificados, con espesores desde moderados hasta de gran espesor y también a yacimientos inclinados con grandes espesores. La explotación del depósito de mineral crea grandes bancos abiertos por donde las máquinas sobre neumáticos pueden desplazarse sobre el fondo plano. Los yacimientos de mineral de gran altura vertical se explotan en trozos horizontales, comenzando arriba, y por blancos hacia abajo en etapas.

Post (inclinado):

Se aplican a yacimientos inclinados con un ángulo de inclinación de 20 a 25 grados, de altura vertical superior, donde el espacio explotado se rellena. Comienza en la parte inferior del cuerpo mineralizado y se extiende en la vertical por sub-niveles. El relleno mantiene a los pilares estables y sirve como plataforma de trabajo mientras se explota la siguiente tajada. La minería post cámara y pilares es un método híbrido entre cámaras y pilares con corte y relleno. El relleno aumenta el confinamiento permitiendo diseñar con un menor factor de seguridad y por lo tanto maximizando la recuperación.

Step (escalonado):

Las cámaras y pilares por etapas es una variación que adapta la pared inclinada del yacimiento para un uso más eficiente del equipo con neumáticos. Aunque las aplicaciones no pueden generalizarse totalmente, la minería de cámaras por etapas se aplica a depósitos tabulares con espesores de 2,0 a 0,5 m e inclinaciones desde 15 hasta 30 grados. La minería de cámaras por etapas comprende una disposición donde las direcciones de transporte cruzan la inclinación del yacimiento a tal ángulo de que la pendiente de la rampa permita desplazarse hacia arriba. Orientando la excavación de escalones a lo largo de un buzamiento, los fondos de las inclinaciones toman un ángulo adecuado para un recorrido cómodo de los vehículos sobre neumáticos.

Desarrollos de cámaras y pilares

 Para realizar este método en los cuerpos mineralizados se requiere de la explotación.  En caso de cuerpos de mayor inclinación dependen de equipos de carguío y transporte,  Es necesario de anterioridad de niveles horizontales, espaciados regular según la verticalidad.  Los niveles se pueden comunicar mediante rampas o piques, la cual conducen el mineral bajo el manto. Arranque para el Método de cámaras y pilares  La perforación y tronadura de producción se realza mediante el avance de túneles y galerías. En presencia de mantos de gran potencia hay dos etapas:  Se extrae la parte superior del manto según la modalidad anterior indicada.  Luego se recupera la tajada inferior mediante operación de banqueo mina cielo abierto.

Carguío y Transporte de cámaras y pilares

 El mineral tronado se carga directamente, con la preferencia de equipos y cargadores diésel neumáticos.  En los mantos de gran potencia, se usan cargadores frontales y camiones. Con restricciones de espacio, ya que se prefiere los cargadores LHD de bajo perfil.

Ventilación del Método cámaras y pilares La gran extensión horizontal que pueden alcanzar las labores, se hace necesario implantar un sistema de ventilación compleja. Es necesario realizar ventiladores auxiliares en las zonas de trabajo.

Características del Método de cámaras y pilares     

Este método es barato, fácil de mecanizar y simple diseñar. Se usa depósitos horizontales o subhorizontales considerados de mayor potencia. Estabilidad en el techo, resistencia en los pilares, espesor del depósito, profundidad de mina. El objetivo del método es la cantidad máxima del mineral en explotación. Recuperación de minas mediante relleno y retroceso.

Diseño de Pilares cámaras y pilares

 Este método nos asume el esfuerzo distribuido geoestático vertical. La aproximación no se considera:    

Extensión profundidad del área explotada. Componente del esfuerzo paralelo al estrato. Propiedades de deformación del pilar, techo y suelo. Posición de pilares en el área explotada.

RECUPERACIÓN DEL YACIMIENTO La recuperación del yacimiento puede variar de una mina a otra, dependiendo por una parte de las condiciones propias que presenta el yacimiento, y por otra, de la técnica empleada y grado de mecanización a que se ha alcanzado. La densidad de pilares influirá fuertemente Sobre la recuperación del yacimiento. La recuperación puede variar de un 80 a 90% del mineral preparado, llegando en ciertos casos a recuperaciones del orden del 90%.

Recuperación de los pilares En ciertos casos se justifica realizar estudios sobre la recuperación de pilares, sobre todo en yacimientos importantes

La recuperación puede hacerse de varias maneras:  Recuperación por hundimiento controlado del techo.  Recuperación de pilares y reemplazo por pilares artificiales.  Recuperación parcial de pilares. Recuperación por hundimiento controlado del techo:

Consiste en controlar perfectamente bien la estabilidad del techo y provocar el hundimiento a voluntad. Recuperación de pilares y remplazo por pilares artificiales:

Este método es uno de los más corrientes y consiste en el remplazo del pilar de mineral por un pilar de concreto, encastillado de madera, muro de piedra de mampostería o simplemente por un gran número de pies derechos de sostenimiento.

Recuperación parcial de Pilares:

En algunos casos se adelgazan los pilares a un máximo y luego se refuerza con concreto (es una especie de camisa o cilindro alrededor del pilar).

Puede hacerse la recuperación de pilares en forma alternada cuando las condiciones son favorables y abandonarse la zona, o también arrancarse los pilares alternativamente y provocar el hundimiento, esto tiene por objeto disminuir los esfuerzos en los pilares de aquellas zonas vecinas al hundimiento. Refuerzo de pilares

 Pernos  Cables  Malla metálica  Cintas de acero  Refuerzos de pilares

Distribución de pilares Debe hacerse lo más sistemáticamente posible que se pueda, cuidando de no arriesgar la vida de la mina. En yacimientos que se presentan en forma de dos mantos separados, por una zona estéril y que se explota en forma separados dejando una loza entre los caserones, debe tenerse especial cuidado de que los pilares se encuentren lineados según la proyección vertical, es decir que la carga del pilar de arriba sea transmitida al pilar inmediatamente ubicado debajo, y no que la carga sea transmitida a la losa. Ubicación de las cámaras En la mayoría de los casos, las cámaras se sitúan perpendicularmente a las galerías principales, pero con frecuencia se trazan de tal forma que su pendiente sea favorable para el transporte de los vagones, o con otros equipos adecuados como el empleo de camiones y volquete en minas sin rieles.

Cámaras y pilares sistemáticos Este método es denominado también “open stope rooms with regulars pillars” y es el más generalizado, los pilares se dispone según un esquema geométrico regular. Puede ser de sección cuadrada, circular o rectangular, y constituye como columnas o a modo de muros continuos que separan las cámaras.

La función del pilar en este método es soportar el techo de la cámara, que puede no coincidir con el techo del yacimiento generalmente. Se diferencia del método de cámaras vacías no sólo por el tamaño de las cámaras sino porque durante el arranque se van elaborando los pilares y abriendo los huecos en un ciclo continuo

CONCLUSIÓN El método de explotación por cámaras y pilares es uno de los más rentables ya que se puede recuperar el mineral contenido en los pilares de soporte, además permite un menor costo en sostenimiento debido a que el techo es soportado mediante los pilares dejados en la etapa de desarrollo. Su aplicabilidad es bastante diversa, ya que permite la variación del método dependiendo de las características en la que se encuentra el yacimiento Como este método se caracteriza 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 la tasa de recuperación del yacimiento en las condiciones establecidas.

ANEXO

Diseño de un panel de Explotación por el método de Cámaras y Pilares.

DISEÑO DE CONSTRUCCIONES MINERAS“MINADO POR SUBNIVELES

introducción Hoyendíalaelecciónycontroldelosmétodosdeexplotaciónenminería

sonunroldegranresponsabilidaddelgeólogo,puestoquemuchasvecesi nfluyeenelgradodeefectividaddeproducciónasímismodesurentabilid ad,porlocualesconvenientequeelgeólogotengaunciertoconocimient osobreéstos.Nohayqueentenderlamineríasubterráneacomoalgodeun pasadoremoto,yaqueyacimientosmuyimportantesenelmundoseexpl otanhoyendíaatravésdeesteprocedimiento.Métodousualmenteaplic adoacuerposmineralizadoscompetentes,dealtobuzamientoyrodead oporrocascompetentes.Conlosavancestecnológicosenequipos,expl osivos,etc.lohanhechounmétodoaltamenteeficienteyversátil

1.CONSIDERACIONES DE DISEÑO

CARACERISTICAS ESPACIALES Los factores que tienen un mayor peso en la primera etapa de selección del diseño son los relativos a: geometría del yacimiento Distribución de Leyes PropiedadesGeo mecánicas (de las paredes ydel cuerpo mineralizado).

Todo esto es concerniente tanto al mineral como al estéril adyacente. Mediante el análisis de esos factores se obtendrá un primer diseño y ordenación de las labores más adecuadas a realizar.

GEOMETRIA DEL YACIMIENTO POR SU FORMA: ISOMETRICOS ESTRATIGRAFICOS COLUMNARES POR SU PROXIMIDAD A LA SUPERFICIE SUPERFICIALES: 20-30m PROFUNDOS:40-250m VARIABLES: Mixtos POR EL RELIEVE DEL TERRENO Horizontales o planos En ladera Montañosos irregulares POR SU INCLINACION Horizontales: 0-15° Tumbados: 25-30° Inclinados:25-35° Verticales:70-90°

CONSIDERACIONES GEOLÓGICAS E HIDROLOGICAS Debe permitir por un lado la correcta evaluación de los recursos y reservas que alberga el deposito, debe facilitar la información de tipo de roca, zonas de alteración, estructuras principales, etc. Requerimiento de drenaje, bombeo, tanto en rajo como en subterránea Mineralogía y petrografía (óxidos vs. Sulfuros) 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)

Factores medio ambientales Control de excavaciones para mantener integridad de las mismas(seguridad) Subsidencia y efectos en superficie Control atmosférico(ventilación, control de calidad del aire, calor, humedad) Fuerza laboral(contratos, capacitación, salud y seguridad, calidad de vida, condiciones de comunidad) No solo lo físico, sino que también económico político y social Consideraciones económicas Determinan el éxito del proyecto, 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.

PREPARACION Y DESARROLLO

rimerosedebegenerarunnivelbaseoniveldeproducción,elcualco nsisteenunagaleríadetransporteyestocadasdecarguíoquepermit enhabilitarlospuntosdeextracción.Ademáshabráembudosozanja srecolectorasdemineral.Cuandosetratadeunazanjacontinuaalola rgodelabasedelcaserónserequiereeldesarrollopreviodeunagaler íadeproducciónapartirdelacualseexcavalazanja.Lasgaleríasdetra nsporteseubicancada45a120mentresí.

DISEÑO DE TAJEO ACCESOS A SUBNIVELES Puedehacerseatravésdeunarampaochimenea,lamismaqueseubi caenlacajapisodelazonamineralizada,lomáslejosposibleparaevit arlosposiblesefectosdelavoladurauotrasoperacionesdeproducci ónqueseproducenduranteeltajeado. Chimeneas:sepuedenconstruirconmétodosconvencionales,“rais eboring”,“alimak”,o“verticalcráterretreat”.Yseubicangeneralmen tealoscostasocentrodeltajeo

GALERIA DE ACARREO

Construidaencajapisoyparalelaalrumbodelcuerpomi neralizado,poraquíseextraeráelmineral. LONGITUD Y ANCHO Convieneengeneralenelcasodevetaspotentesodem antosdefuertependiente,abarcartodoelespesordela mineralización.Sisetratadecuerposmasivossepueden crearvariostajeosseparadosporzonasestérilesopilares mineralizadosquepodríanserrecuperadosconposterio ridadutilizandoelmismométodo. Dependedelossiguientesparámetros:Elanchodeltajov aríade1a6mdepotencia.Lalongitudvaríadelapotenci adelaveta.

INTERVALOS ENTRE SUBNIVELES Losintervalosdelosnivelesprincipalesenlasminasvarían desde15ma120m,dependiendodelaextensiónvertical delcuerpomineralizadoycondicionesgeomecánicas. Lossubnivelesseacondicionanaestosnivelesprincipale s.

DRAW POINTS

El número de drawpoints depende de la longitud del cuerpo mineralizado. Ubicación.-tiene los siguientes criterios: ElespaciamientoentrelosDrawpointsdebeseroptimo,sinrestriccionesparalarecupera ciónmáximadeltajeo La gradiente varía entre un 3% a 4% aproximadamente es de 10 a 15m siendo este aspecto muy importante.

Los“DrawPoints”debenserubicadosenlacajapiso. Los“crosscut”debenreforzarseparaprolongarlavida delcrucero

CORTE INFERIOR Es esencial para la producción de un subnivel convencional, el cual comunica con los “slot” o embudos haciendo un espacio para la voladura posterior y producción. Dependiendo del sistema de drawpoints a ser usado, el corte inferior puede hacerse por un sistema de chimeneas cónicas desde una galería inferior, o simplemente abrir una galería sobre la estructura mineralizada desde los drawpoints

SLOT –CARA LIBRE

Sehaceestoparatenerunacaralibrealaperforaciónyvo laduradetaladroslargos.Puedeconstruirseestachimen eaconmétodosconvencionalesomecanizados. UnderCutocorteinferiorhorizontal Lostaladrosdeproducciónserealizaconequiporaptor,c onunamallade1.5x1.0m,laperforaciónseejecutaental adroslargosenparaleloyabanico

La producción

La producción se realiza desde los subniveles con voladuras adecuadas, que desprenden rebanadas verticales de frente de la cámara, con salida inicial hacia la cara previamente preparada, desplomándose el mineral sobre las tolvas o embudos del fondo.

LA PRODUCCION SE CARACTERIZA POR DOS VARIANTES DEL METODO Contaladroslargosenparalelo

Contaladrosenanillooabanico

CON TALADROS LARGOS EN PARALELO

fuerte inversión en la etapa de preparación, aunque dicho costo es compensado por el hecho que gran parte de la preparación es ejecutado en mineral. Losrangosdeproducciónsonde15a40ton/hombreguardiayeltajeopuedeproducirencimade25,000toneladas/mes. El tajeo por subniveles con taladros largos es usado aproximadamente por el 9 % en EE.UU. y el 3 % de producción mundial metálica (Lawrence, 1982).

TIPOS DE CUERPOS DE MINERAL Aplicableacuerposovetasextensas,debuzamientocasiverticalyg eometríaregularqueposeenunmineralycajascompetentesquere quierenesporádicosoningúnsoporteyelmineralrotofluyebajolai nfluenciadelagravedad”

PROCEDIMIENTO

Desdeestascornisas se perfora con barrenos paralelos descendentes, que después se vuelan. La voladura se comienza por abajo y se hace en el orden ascendente subnivel a subnivel. La distancia entre subniveles varia entre 6 a 20m.

CON TALADROS EN ANILLO O EN ABANICO

También los barrenos largos de cada abanico pueden entrecruzarse con los del siguiente, para mejorar la fragmentación. El diseño del abanico es de gran importancia para conseguir buena fragmentación y un máximo de recuperación.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL METODO No es posible la explotación selectiva. La ley media necesaria hay que mantenerla combinando el arranque de varias cámaras. Es necesario un servicio de mantenimiento de equipos riguroso y por ello es caro. El servicio de mantenimiento es mas caro que el de producción

BUZONES DE TIPO MALMBERGETConsiste en colocar buzones que cargan el mineral directamente a carros de ferrocarril. Se necesitan buzones especiales que permitan "cachorrear" los bolones dentro de ellos y cuyo precio influye de manera importante en el costo del método de explotación. COMBINACIÓN DE PARRILLAS Y BUZONES En este caso el mineral pasa por un nivel de parrillas antes de ser cargado por los buzones, de esta manera el material fino pasa directamente, y los bolones son retenidos sobre la parrilla misma donde pueden ser quebrados con mazos o con pequeñas cargas de explosivos. La colocación de parrillas significa agregar un punto de atoramiento adicional en el camino que sigue el mineral. Sin embargo, se gana en rapidez de carguío en el nivel de transporte. PALAS CARGADORAS SCRAPER La pala necesita más trabajos preparatorios (estocadas más largas), pero permite tener aberturas más grandes y además puede ir separando los bolones para ser "cachorreados" con posterioridad. Actualmente debido a los grandes avances tecnológicos el equipo más usado es el Scoop; esté carga y traslada el mineral a los piques de traspaso, siendo posteriormente el mineral evacuado por camiones

VENTILACIONla utilización de equipos cargadores diesel

para el manejo del mineral, exige disponer de una adecuada ventilación del Nivel de Producción.Para tal propósito, se utilizan las galerías de acceso: el aire es inyectado por una de estas galerías y luego de recorrer el nivel es extraído. Los subniveles de perforación se ventilan desviando parte del flujo de aire hacia las chimeneas o rampas de acceso a dichos subniveles.

FORTIFICACIÓN La aplicación de este método exige buenas condicione de estabilidad tanto de la roca mineralizadacomo de la rocacircundante. Las galerías de producción se fortifican por lo general, mediante pernos cementados y malla de acero (incluso shotcrete), atendiendo a las condiciones locales de la roca. En los subniveles de perforación se puede utilizar localmente elementos de refuerzo provisorios cuando las condiciones de la roca así lo requieran.

aumente

ALCANCES SOBRE EL METODO