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“Año del Buen Servicio al Ciudadano” UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINAS

CURSO: METODOS DE EXPLOTACION SUBTERRANEA TEMA: MINADO POR CUADROS DE MADERA INTEGRANTES: NOA JORGE YOSEMAR DIEGO QUISPE ANAHUA DIEGO ADRIAN DOCENTE: ING. GILBERTO CHACON ESPINOZA

CICLO: VII

METODOS DE EXPLOTACION SUBTERRANEA

ING. GILBERTO CHACON ESPINOZA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA

MINADO POR CUADROS DE MADERA

INDICE

1.

INTRODUCCION................................................................................................................................. 2

2.

GENERALIDADES............................................................................................................................... 3

3.

MINADO POR CUADROS DE MADERA .............................................................................................. 4

4.

CONDICIONES DE APLICABILIDAD ..................................................................................................... 6

5.

VENTAJAS DEL METODO ................................................................................................................... 6

6.

INCONVENIENTES DEL METODO ....................................................................................................... 7

7.

ENMADERADO ....................................................................................................................... 7

8.

9.

7.1

SOSTENIMIENTO CON MADERA ............................................................................................... 8

7.2

FORTIFICACION CON MADERA ................................................................................................... 8

CUADROS ............................................................................................................................... 8 8.1

CUADROS RECTOS ...................................................................................................................... 8

8.2

CUADROS CONICOS .................................................................................................................... 9

8.3

CUADRO COJO .......................................................................................................................... 10

8.4

CONJUNTO DE CUADROS ......................................................................................................... 10

TRABAJOS PREPARATORIOS ................................................................................................. 11

10. METODOS DE EXPLOTACION ................................................................................................. 11 11. APLICACIÓN DE MADERA PARA USOS EN MINERIA COMO SOPORTE ..................................... 13 12. FACTORES QUE AFECTAN EL USO DEL SISTEMA DE CUADROS ................................................ 15 13. CONCLUSIONES .................................................................................................................... 16 14. BIBLIOGRAFIA ...................................................................................................................... 16

METODOS DE EXPLOTACION SUBTERRANEA

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MINADO POR CUADROS DE MADERA

1. INTRODUCCION

En los últimos 10 años se ha producido un importante incremento de la productividad en la minería de interior a causa de la eliminación de dos "corsés" o limitaciones, que se han sustituido por otros materiales como los neumáticos para el rodaje y el acero de los pernos y las mallas de sostenimiento de techos y paredes de galerías para mejorar el gálibo y tolerar una mejor mecanización, habiéndose llegado a rendimientos del orden de 50 t/hombre/ día, en comparación con los antiguos de 1 t/hombre/ día, si bien se haya perdido, en parte, algo de selectividad o de recuperación del yacimiento, a costa de una mayor seguridad y fiabilidad y un menor coste del proceso de minería subterránea. A través de este trabajo de información podremos ampliar nuestro conocimiento acerca de las distintas formas y métodos de explotación que existen, para así explotar y extraer el cuerpo mineralizado del modo técnico y económico más eficiente o que sea rentable para comercializar la mena que exista en el yacimiento o lugar de extracción. Sabemos que para explotar un cuerpo mineralizado debemos preocuparnos de sus efectos y/o factores tanto físicos, económicos, sociales En el presente trabajo se desarrollara el metodo de minado por cuadros de madera denominado también"square set"; en el cual en el tajeo se disparan, extraen y entiban pequeños bloques de mineral, antes de proseguir a la siguiente acción.

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2. GENERALIDADES

El método se basa sobre sistemas de cuadros, el espacio entre los cuadros es rellenado se dejan ciertas secciones que sirven como galería, acceso y "orepass". La aplicación del método tradicional "square set" en nuestro medio es limitada. La ventaja principal es que puede ser aplicado a cualquier forma de cuerpo mineralizado; sin embargo requiere de una mano de obra intensiva y grandes suministros de madera para la estabilidad. En general, la aplicación del "square set"está declinado debido a los altos costos de labor y materiales, asi como también a la escasez de yacimientos minerales con la ley lo suficientemente alta como para equilibrar estos costos de explotación. Se han desarrollado métodos de explotación más efectivos para ser utilizados en este tipo de terrenos poco competentes.

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3. MINADO POR CUADROS DE MADERA “SQUARE SET”

Un "square set" consiste en dos maderas verticales y dos horizontales generalmente ubicados en ángulo recto. Las maderas horizontales generalmente son llamados sombreros, se denominan avances cuando se ubican en forma perpendicular al frente; las maderas verticales son denominados postes. En los extremos de la madera se hacen muescas a fin de agarrar a las maderas adyacentes. Se instalan Cuadros sucesivos de madera a fin de completar una estructura celular de soporte. El entibado adyacente es encuadrado de tal manera que soporte el piso conforme una estructura continua de pisos horizontales de cuadros rectangulares sostenidos en sus esquinas por medio de los postes. La extracción es completamente manual; y las vigas son armadas manualmente para el soporte en las operaciones de la labor. El minado de "square set" es adecuado para cuerpos pequeños de alta ley, donde la recuperación sea alta (100%) y en donde la ley justifique el alto costo de la operación.

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La utilización de cuadros de madera se da por que la matriz rocosa o el m i n e r a l no s o n c o m p e t e n t e s para s o s t e n e r s e por s í misma. Esto debido a diversos factores como por ejemplo material suelto que no está bien consolidado, la presencia de aguas subterráneas, así como el fracturamiento de la roca entre otros.

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4. CONDICIONES DE APLICABILIDAD El método de "square set" es aplicable en muchas circunstancias, comúnmente bajo las siguientes condiciones:

 Recuperación de pilares de alta ley entre los tajeos de corte y relleno, así como también por encima y debajo de las galerías de acceso.  Explotación de cuerpos mineralizados en terreno incompetente, el cual es demasiado plano o demasiado irregular para ser minado por " block caving" u otros métodos.  Explotación de cuerpos mineralizados de alta ley en donde las pérdidas por dilución de los métodos de socavación sean inaceptables.  Explotación de grandes cuerpos mineralizados en donde se hace necesario un soporte inmediato y cerrado, y en donde los métodos de socavación sean inaceptables debido a posibles inflamaciones espontáneas por presencia de sulfuros.  En yacimientos con una potencia mínima de 3 a 3,5 m.

5. VENTAJAS DEL METODO   

Gran recuperación, las pérdidas generalmente ascienden solamente de 3 a 5%, la dilución del mineral es mínimo. Pueden clasificarse durante la explotación los minerales, distintos tipos de mineral La ganga puede dejarse ya en las explotaciones como relleno o sostenimiento.



Puede arrancarse el mineral incluso cuando la roca de caja es irregular o los filones son propensos a desmoronarse. Se puede seguir a voluntad las ramificaciones de la mineralización de las cajas.



Desde las zonas de explotación pueden trazarse con facilidad galerías de exploración y efectuarse sondeos.

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6. INCONVENIENTES DEL METODO 

Costos de extracción muy elevados.



Baja productividad.



Gran consumo de materiales, el consumo de madera alcanza 0.03 a 0.045m3/t de mineral.



Dificultades en el transporte motivadas por el gran consumo de materiales de fortificación y relleno.



Peligro de incendios.

7. ENMADERADO Los sombreros son los elementos que soportan la mayor presión lateral y por ende son la elementos primordiales, los avances generalmente actúan como estabilizadores. La practica normal es ubicar los sombreros formando ángulo recto con la cajapiso y los avances paralelos a la misma; en cuerpos masivos, el sombrero se ubica paralelamente a la dirección del esfuerzo máximo. El tamaño de la madera generalmente está determinado por la experiencia en un yacimiento particular. Los postes tienen entre 6 y 8 pies de longitud a fin de asegurar un espacio de trabajo adecuado para los mineros. Los sombreros y avances varían en cuanto a su longitud desde 4 hasta un máximo de 10 pies; la longitud está determinada por la presión del terreno, así como por la necesidad de una remoción fácil del mineral fragmentado; sombreros demasiado largos se rompen bajo la presión del terreno como también por el impacto de la voladura.

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7.1.

MINADO POR CUADROS DE MADERA

SOSTENIMIENTO CON MADERA El sostenimiento tiene por objeto mantener abiertas las labores durante la explotación, restableciendo la masa de roca que esta suelta.

En la mayoría de los casos, solamente es necesario labores mineras permanezcan abiertas durante de relativamente cortos y por ello la función sostenimientos es restablecer la condición de equilibrio, asegurar un sostenimiento permanente.

7.2.

que las tiempo de los más que

FORTIFICACION CON MADERA ► Galerías. ► Caminos. ► Chimeneas. ► Cuadros. ► Preparación de Tajos. ► Bodegas. ► Salas de huinche, compresoras, comedores, oficinas, etc.

8. CUADROS 8.1.

CUADROS RECTOS En labores de avance horizontales o subhorizontales, los postes son instalados verticalmente y en labores con buzamiento (en mineral), los postes son instalados en forma perpendicular al buzamiento, de tal manera que el sombrero quede paralelo a las cajas

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8.2.

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CUADROS CONICOS

Son usados cuando la mayor presión procede de los hastiales. La diferencia con los cuadros rectos, solo radica en el hecho de que en los cuadros cónicos se reduce la longitud del sombrero, inclinando los postes, de tal manera de formar ángulos de 78° a 82° respecto al piso, quedando el cuadro de forma trapezoidal.

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8.3.

MINADO POR CUADROS DE MADERA

CUADRO COJO Estos están compuestos por solo un poste y un sombrero. Se utilizan en vetas angostas menores de 3 m de potencia. Su uso permite ganar espacio de trabajo. Pueden ser verticales o inclinados según el buzamiento de la estructura mineralizada. Estos cuadros deben adecuarse a la forma de la excavación para que cada elemento trabaje de acuerdo a las presiones ejercidas por el terreno.

8.4.

CONJUNTO DE CUADROS • Este es un método costoso • Con baja productividad • Utilizado en minerales de alta ley • Para una máxima recuperación, cuando no se pueden utilizar cuadros simples (rectos o cónicos), lo cual ocurre cuando las dimensiones de la estructura mineralizada o de la labor minera superan los 3 m.

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9. TRABAJOS PREPARATORIOS

Los trabajos preparatorios generalmente consisten en la excavación de la galería de transporte, preferentemente en la caja piso, y de chimeneas en la caja techo; estas se encostillan. La distancia entre las chimeneas varían de 30 a 40 metros. La altura del nivel es del orden de 30 a 40 m y la distancia entre los buzones de mineral es de 6 a 7.5m.

10. METODO DE EXPLOTACION

Mientras que los métodos de minado por pilares y el corte y relleno mecanizado son obviamente superiores al “square set” desde el punto de vistas de costos y productividad, estos métodos no eran adaptables a la minería de todos los yacimientos de Bunker Hill. Del sistema de pilares se obtiene una recuperación del 80%, por lo tanto su uso se limita a las zonas de moderada ley o inferiores, en donde es aceptable una mejor recuperación. En otros cuerpos mineralizados, el uso de estos métodos es imposible a causa de las condiciones del terreno (fracturado o pesado). La roca fracturada se deja caer o es arrastrada por medio de winches por la caja piso hasta los buzones. En algunos casos se pueden utilizar pequeños equipos cargadores en las áreas enmaderadas, pero en general predominan los winches, los que pueden ser de dos o tres tambores; son los más comunes para operar en las esquinas. La potencia de estos varía entre 5 - 20 HP, siendo una potencia de 15 HP la máxima que el enmaderado resistirá sin ser removido por los "scrapers" accionados por aire o eléctricos, sin embargo se prefiere el accionamiento por aire ya que es mas controlable y seguro que el eléctrico debido a su peligro potencial de incendio. La mayoría de los tajeos por "square set" requieren de un posterior relleno ya que los cuadros no soportan demasiado peso, siendo métodos de sostenimiento provisionales. Por ejemplo: La resistencia a falla por compresión de un puntal de 12 pulgadas de diámetro es de 3000 a 7000 PSI, lo cual soportará 170 - 180 t. Si se emplea un factor de 10 pies cúbicos por tonelada, cada poste soportará 1 700 pies cúbicos de roca. Si los postes estan espaciados a 5x5 pies, cada poste soportará 25 pies METODOS DE EXPLOTACION SUBTERRANEA

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cuadrados y resistirán aproximadamente 67 pies de roca por encima de la caja techo. Ya que las condiciones nunca son ideales, o la carga este dirigida directamente sobre puntal, la carga real soportada es siempre menor. Esto quiere decir que la mayor parte de la carga no es soportada por el enmaderado, sino más bien por el relleno debajo de este. Los tajeos generalmente son rellenados con desmonte o relleno hidráulico. El desmonte para el relleno proviene de : 1.

Clasificación manual del material de tajeo; es costoso y generalmente no es practicado.

2.

Alzas en la caja techos ejecutados con el único propósito de obtener material de relleno, de preferencia se ejecutan en donde las cajas son competentes.

3.

Desde lugares fuera del tajeo incluyendo desmontes de zona de desarrollo, grava de rio, etc.

El relleno del desmonte generalmente e costoso debido a los costos de transporte hasta el tajeo y el tener que esparcirlo una vez en el lugar. Usualmente el método más barato de rellenar tajeos por square set es el relleno hidráulico. Con el uso del relleno hidráulico. Con el uso del relleno hidráulico se recomienda que los caminos y chutes sean enmaderados ya que esta es la manera fácil de prevenir filtraciones. El soporte de madera en mina constituye como el más fundamental método para sostener rocas que han sido perforadas a lo largo de un túnel de mina. De cualquier modo los varios diseños de armazón utilizados y diseñados, han tenido siempre éxito en trabajo de mina. Integrado a las excavaciones modernas y contrastado con otros métodos la forma de aplicación de la madera, que trabaja como armazones, y constituye ahora en una gran ayuda de auxilio.

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11. APLICACIÓN DE MADERA PARA USOS EN MINERÍA COMO SOPORTE La madera usada como soporte en la mina es obtenida de muchas especies de árboles. La madera de consistencia dura es usada en áreas donde hay mucha presión de tierras y rocas y en donde se necesita una alta capacidad de resistencia. Normalmente la madera es usada luego de prepararla convenientemente, para esto se destaja la corteza a lo largo de la longitud de la madera de tal forma que nos queda una madera en forma cuadrada. La madera es usada ampliamente en las modernas operaciones mineras. Como en la construcción del soporte en el chute. Estos diseños están ligados a cada operación para conformar la dimensión de equipo de acarreo (arrastre). La madera no requiere de ningún modo de equipo especial para ubicar soportes de concreto o acero.

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La ubicación de estos soportes requiere de un cuidadoso dimensionamiento y excavación para su instalación. La madera puede ser fácilmente aserrada a fin de ajustarla con otras maderas, lográndose así un empalme que brinda seguridad. El éxito del uso de madera en tierra pesada depende del cuidado y seguridad de la ubicación de los cuadros y abrazaderas para alcanzar y controlar el rendimiento de la producción y la resistencia necesaria para soportar la excavación que se abrirá. Así mismo, la distancia a la que se ubica los cuadros a lo largo de l a excavación de la mina, tamaño, forma de los mismos y la distancia entre el techo y el piso, son cuidadosamente determinadas.

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12. FACTORES QUE AFECTAN EL USO DEL SISTEMA DE CUADROS

Muchos factores deben ser considerados en la relación del método para explotación de minas cualquiera sea la forma que el cuerpo mineralizado posea. Cuando se utiliza el sistema de cuadros en mina, se considera el cambio a los siguientes métodos: -

Cut and fill

-

Top slicing

-

Sublevel caving.

Influyen en la decisión para usar el sistema de cuadros son: a. Cantidad o grado de mineral. b. Características físicas del mineral y las rocas cajas. c. Tamaño y forma, buzamiento del cuerpo mineralizado. d. Efecto del movimiento de tierras. e. Disponibilidad y costo de madera. f. Disponibilidad de la mano de obra calificada para la construcción de los cuadros. g. Velocidad de oxidación de los minerales y seguridad de operaciones. h. Fuentes y costos del relleno del material inservible.

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13. CONCLUSIONES 

Este método consume una gran cantidad de madera y requiere mucha mano de obra, por lo que actualmente casi está en desuso y solo se justifica cuando el mineral es muy rico.



La utilización de este método requiere de una masiva mano de obra así como de gran material de madera para la estabilidad.



La potencia óptima del yacimiento para este método es de 3 a 3.5m.Generalmente se realiza en terrenos poco competentes.



Es un método adicional para la recuperación de material de alta ley.

14. BIBLIOGRAFIA 

http://www.estudiosmineros.com/ManualMineria/Manual_ Mineria.pdf



http://es.scribd.com/doc/59497301/Metodos-de-Explotacion-Subterranea



http://ingemina/metodos-de-Explotacion-Subterranea

 https://scribd.hulkproxy.online/document/255175320/Minado-Por-Cuadros#

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