MINADO SUBTERRNEO: MTODOS CON SOPORTE11.1 CLASIFICACIN DE MTODOSLa segunda categora de los mtodos de explotacin subterrnea est referida a los mtodos que utilizan soporte. Los mtodos con soporte son aquellos mtodos que requieren un tipo de relleno con el fin de proveer cantidades sustanciales de soporte para mantener la estabilidad de las entradas de explotacin de la mina.(Hartman, 1987; Brackesbusch 1992a).Los mtodos con soporte son utilizados cuando las excavaciones de produccin no podrn mantenerse en pie a lo largo de toda la vida de la mina o cuando el hundimiento no puede ser aplicado. En otras palabras los mtodos de soporte se utilizan cuando las otras dos categoras-sin soporte y por hundimiento- no pueden ser aplicadas.Pilares compuestos del macizo rocoso original son lo ltimo en lo que a sostenimiento y control del suelo en el minado subterrneo se refiere, son capaces de mantenerse como un sostenimiento casi rgido. En varios mtodos horizontales, pilares naturales son dejados como sostenimiento primario y posteriormente complementados con sostenimiento artificial como pernos o mallas. Los mtodos verticales podran utilizar pilares naturales alrededor de las excavaciones escalonadas sin embargo en las excavaciones de produccin seran un estorbo al interferir con las operaciones de produccin. Es por eso que el sostenimiento artificial con relleno es la opcin ms segura para controlar el macizo rocoso y hacer una salida de la mina ms segura.En el diseo de sostenimiento artificial para los mtodos de explotacin es preferible un clculo de material que es movido como prerrequisito. Los ensayos de mecnica de rocas se realizan para evaluar las propiedades del macizo rocoso. Sin embargo para tener una capacidad plena o grande de la calidad del macizo rocoso para poder minar, se recomienda obtener el RQD en base a los ncleos de perforacin, y esta variable es importante a la hora de decidir qu mtodo de minado con sostenimiento se va a utilizar.Las clases de mtodos de sostenimiento se realizan con la finalidad de ponerlas en un rango segn su competencia, el cual va desde moderado a incompetente. Tres mtodos se encuentran en esta clase:

1. Cut and fill Stoping2. Stull Stoping3. Square-set StopingEl cut and fill y el stull stoping son usualmente utilizados en rocas moderadamente competentes y el square-setting es usado para el menor rango de las rocas competentes.Todos estos tres mtodos son generalmente utilizados para el vertical stoping sin embaro en los ltimos aos estos mtodos han dejado de ser utilizados comnmente a excepcin del cut and fill debido a su gran versatilidad y a la posibilidad de mecanizacin que ofrece.11.2 CUT AND FILL STOPINGEl nico mtodo de estos utilizado hoy en da y que sigue muy vigente es el de corte y relleno (cut and fill), en el que el mineral es extrado en piezas o tajos horizontales y posteriormente reemplazado con un relleno. Sin embargo, este mtodo tiene por lo menos 8 variaciones las cuales pueden llegar hasta utilizarse por debajo del sentido de avance. La operacin de relleno es normalmente realizada luego de haberse extrado el mineral. Un estimado del 3% del mineral extrado es utilizado con fines de corte y relleno.El material de relleno utilizado en este mtodo vara, dependiendo del sostenimiento requerido y el material que el operador tenga disponible a la mano. Crandall(1992) enlista los mayores tipos de relleno como:1. Relleno de desmonte2. Relleno neumtico3. Relleno hidrulico con pulpa diluida.4. Relleno hidrulico de alta densidad.Crandall(1992) identific las ventajas y desventajas de cada tipo de relleno y material a utilizarse. La ventaja principal del relleno hidrulico es que puede combinarse con cemento con el fin de endurecer ms el relleno y que su consistencia se pueda asemejar al de la roca. Sin embargo el relleno hidrulico con pulpa diluida acarrea problemas por el uso abundante de agua. Es por ello que las empresas mineras prefieren utilizar las de alta densidad si es posible.Al igual que otras explotaciones con grandes aberturas el cut and fill stoping suele utilizar pilares para mejorar el sostenimiento. Debido a los rebajes y al relleno estos pilares pueden ser recuperados en algn momento en su mayora o en alguna parte. El tiempo en el que se debe de rellenar es la clave esencial de este mtodo.El cut and fill stoping es un mtodo de moderada escala. El stope debe de ser diseado al igual que en otros mtodos similares de explotacin vertical. El diseo del stope es determinado directamente por las caractersticas mecnicas como las de maniobrabilidad de los equipos a lo largo de la mina y la cantidad de produccin que se tendr. El ancho del stope flucta ampliamente entre los 6 a 100 pies (2 a 30 metros) y vara segn factores geomecnicos. El mnimo ancho se determina segn el equipo ms pequeo disponible. La altura de los stopes vara entre 200 a 2000 pies (60 a 600 metros).A pesar de que algunas variaciones del cut and fill stoping han sido identificadas, solo 3 de ellas sern descritas con detalle ac. Estas son overhand cut and fill stoping, drift and fill stoping y underhand cut and fill stoping. Cada uno de estos utilizado abiertamente en los Estados Unidos e internacionalmente.Una operacin de corte y relleno ascendente es mostrada en la Figura 11.1. En el stope rea los mineros trabajan por debajo del techo y tienen suficiente espacio para movilizarse junto a sus equipos a lo largo del stope. La versin mostrada en la Figura 11.1 utiliza rampas permitiendo que los equipos disel puedan trasladarse de un nivel a otro en el rea de stope. El gradiente de las rampas en el rea de stope se encuentra normalmente entre un 15 20%. Esta versin de cut and fill stoping se utiliza en rocas que son relativamente fuertes y que permiten al stope mantenerse abierto solo con pernos o una mezcla de pernos y cemento en el techo. Para una mejor descripcin de estas, leer Pugh and Ramussen(1982). Otra variacin de este mtodo ampliamente en el pasado es una utilizando slushers para mover el mineral. A pesar de ello, los equipos disel utilizan este mtodo por la gran productividad que ofrece. Los estudiantes deberan saber que este mtodo tambin es conocido como breast stoping o back stoping.Drift and fill stoping es un mtodo de minado usado para condiciones de suelo que son peores de las que se utilizan para el overhand cut and fill stoping. La estrategia de minado incluye mantener aberturas relativamente pequeas para reducir el riesgo de falla del macizo.Cada rebanada de mineral es extrada utilizando una galera delantera hecha con equipo mecanizado. Luego de haber hecho la galera y haber obtenido el mineral, este es rellenado con relleno hidrulico cerca de un metro de la parte posterior. Esto permite un sostenimiento perfecto en la caja techo y caja piso. El diagrama de este mtodo se muestra en la Figura 11.2

Esto permite un gran sostenimiento y la minimizacin de que la roca falle.El minado de Corte y relleno descendente es de alguna manera utilizado en rocas ms pobres de calidad de roca. Esto es caracterizado por el proceso de obtener rebanadas horizontales desde el techo hasta el fondo del rea de stope. Para sostener el rea circundante de la roca luego de haber sacado las rebanadas de mineral se echa el relleno hidrulico cementado. El relleno hidrulico es normalmente cementado para maximizar las capacidades y caractersticas del material.

11.2.1 SECUENCIA DE DESARROLLOEl desarrollo del mtodo de corte y relleno de stopes sigue un esquema al igual que los otros mtodos de explotacin verticales de stoping mtodos. Por ejemplo, una galera de extraccin con sus echaderos y cruceros para acceder al mineral. La explotacin empieza obteniendo una rebanada de mineral, ya sea de la parte alto de la ms baja del stope. Si el equipo mvil es utilizado en el stope entonces las rampas deben de estar libres, de otro modo estos equipos se quedarn encerrados en el stope. 11.2.2 CICLO DE OPERACIONESLa mecanizacin utilizando equipos disel es un mtodo comn al utilizar el mtodo de corte y relleno pues es productivo y eficiente. El ciclo de operacin es ms para operaciones de cmaras y pilares en varios sentidos. Las siguientes operaciones son normalmente usadas:1. Perforacin.- Perforacin neumtica o hiralica percutiva o roto percutiva (normalmente montados y altamente mecanizados). Las dimensiones de los taladros son normalmente de 2 a 3 pulgadas.2. Voladura.- ANFO, emulsiones, pulpas, con cartuchos de dinamita, utilizando detonadores elctricos o no elctricos.3. Rotura secundaria.- Utilizando perforadoras, voladura, martillos de impacto.4. Carguo.- LHD, cargadores frontales, slushers.5. Transporte.- LHD, camiones, carriles.

11.2.3 CONDICIONESLas siguientes condiciones son el resultado de las discusiones este mtodo segn Morrison y Rusel (1973), Hamrin(1982), Waterland(1982), Paroni(1992).1. Resistencia del Mineral.2. Resistencia de la Roca.3. Dimensiones y forma del yacimiento.4. Buzamiento del cuerpo mineralizado.5. Tamao del cuerpo mineralizado.6. Grado de Mineralizacin.7. Uniformidad de la mineralizacin.8. Profundidad del depsito.

11.2.4 CARACTERSTICASLas siguientes caractersticas han sido compiladas luego de la informacin dada por Morrison y Rusel (1973), Hamrin(1982), Waterland(1982), Paroni(1992).Ventajas1. Productividad moderada.2. Moderado rango de produccin.3. Permite buena seleccin para la extraccin.4. Bajo costo de desarrollo.5. Moderado capital de inversin, dependiente de la mecanizacin.6. Versatilidad, adaptabilidad y flexibilidad.7. Excelente recuperacin de pilares.8. Baja dilucin.9. Desmonte de la superficie puede ser utilizado como relleno.10. Record de seguridad moderadamente bueno.

Desventajas1. Alto costo de minado, casi un 55%, alto con slushers y bajo con equipos disel.2. El uso del relleno puede llegar a costar hasta el 50%.3. Las actividades de relleno interfieren con las de produccin.4. Tiene de tener accesos al stope para la movilizacin de equipos.5. Requiere de un personal altamente calificado para supervisar todo el procedimiento.6. La compresibilidad del relleno puede provocar un hundimiento.

11.2.5 APLICACIONES Y VARIACIONESCut and fill stoping es uno de los mtodos de explotacin ms variables; Lucas y Haycocks(1973) identifican 8 variaciones aunque hay ms. El clsico mtodo de corte y relleno fue el ascendente con slushers. El corte y relleno descendente fue instituido en el Sudbury Basi con el fin de recuperar pilares en tierra pobre. Esto hizo que se utilizaran otros mtodos ascendentes de relleno.Hoy en da el cut and fill stoping est orientado al uso eficiente de equipos disel en minas altamente mecanizadas. La versatilidad del mtodo de corte y relleno es ampliamente vista por lo que se ha visto para minar. Varios artculos discuten el tema de poder aplicar este mtodo en secciones tan pequeas como de un ancho de 2 metros (Paraszsacsak 1992). Otros discuten la viabilidad de este mtodo en amplios stopes mediante el drift and fill o el corte y relleno ascendente.

11.3 STULL STOPINGStull stoping es poco frecuente utilizada y relativamente poco importante hoy en da como un mtodo debido a que representa menos del 1% en los Estados Unidos de produccin en mina subterrnea. Sin embargo, posee caractersticas que otros mtodos no pueden igualar fcilmente. Por ejemplo, segn el alcance del depsito ,la aplicacin del mtodo stull stoping es amplio. Vara desde el lmite superior de la calificacin para un vehculo de transporte de mercancas (alrededor del 20% o 11 ) y para el lmite inferior para el flujo por gravedad (alrededor de 45 ). En este rango, una cuchara de arrastre en un stull stop puede extraer sin dificultad, aunque no en una bajo costo. La mitad inferior de esta gama de salsas de depsito puede ser acomodado en algunos depsitos por la minera cmaras y pilares, utilizando lages ngulo un tanto de la huelga del depsito (ver Hamrin, 1982, p 92.), pero la parte superior la mitad de la gama puede que no. Por lo tanto, stull stoping tiene un posible papel que jugar, a pesar de que no es altamente significativo. Est identificado como stoping encima de la cabeza cuando sistemtica o encofrado azar, junto con pilares de relleno, de arco utilizado para apoyar la colgando gemido. Las maderas son usualmente llamados posts (en un depsito casi horizontal) o stulls (en un depsito de lanzadores). Tajeos que pasen a ser grande, entonces se estabilizan por rellenar partes de la zona abierta con material de relleno. Esto se muestra en la Figura 11.4 donde relleno de residuos no cementados se utiliza. Tenga en cuenta que el mtodo se aplica mejor al pitcheo, depsitos delgados, tabulares con moderadamente dbil pared de roca. Tal como se utiliza originalmente en mtodos subterrneos compatibles, control de tierra se logr mediante encofrado, a veces complementado con relleno para ms sustancial y permanente apoyo. Descripciones de las necesidades de madera se describen en Wilhelm (1982) y Taylor (1982). En stull stoping como en square stull stoping, las maderas tambin proporcionan una plataforma de trabajo para los mineros (Figura 11.4). Estos son generalmente plataformas de madera apoyados por el stull timbers. Normalmente, pilares sistemticas no se queden en un rebaje stull. Pilares o columnas de relleno cementado de residuos pueden ser utilizados para apoyar la pared colgante. Peridicamente, el rebaje puede ser llenado para proporcionar un apoyo ms sustancial y para mejorar la recuperacin de mineral (Lucas y haycocks, 1973; Thomas 1978). En esta modificacin, parando stull asemeja stoping corte y relleno, o si el apoyo se hace ms elaborada, parando -set cuadrado. Tambin se asemeja a la stop and pillar mining cuando se lleva a cabo en depsitos a corto horizontal.

Stull stoping en un depsito inclinado, tabular. (Arriba) Dos vistas de rebaje. (Jackson y Hedges, 1939) Detalles de encofrado con aturdimientos (Abajo). (Peele. 1941. Derechos de autor 1941, John Wiley & Sons, Nueva York.)

11.3.1 Secuencia de DesarrolloDesarrollo de stoping stull sigue la secuencia convencional de mtodos stoping vertical, pero se mantiene mnima y sencilla. Debido a que es un mtodo de pequea escala Desarrollo elaborado es ni garantizada ni necesario. Despus de nivel esencial de desarrollo se lleva a cabo y el acceso a la rebajes se proporciona aumentos y conducido entre los niveles. Orepasses arco formado a medida que avanza caserones, as infiernos y drawpoints son innecesarias (por lo general, los orepasses terminan en rampas o cargador de tronzar, para facilitar an ms la manipulacin).

11.3.2 Ciclo de OperacionesA diferencia del cut-and-fill stoping no puede utilizar fcilmente la mecanizacin. Movimiento del mineral en el tajeo es principalmente por gravedad o slushers. Los tajeos son pequeas y no tienen capacidad para equipos mviles. Por lo tanto, el ciclo de las operaciones es un trabajo intensivo y utiliza el siguiente patrn bsico:Perforacin: taladros neumticos porttiles (perforacin Airleg o Stoper); tamao del agujero de 1,5 a 2,5 en (38 a 68 mm) Voladura:ANFO, slurries ; de carga a mano (cartucho) o mquina (Hulk); disparar elctricamente, mediante la detonacin de fusible, o por mtodos que no sean elctricosVoladura secundaria: (en el tajeo) perforacin y voladura, mudcapCargando: flujo por gravedad a rampas o drawpointsFlota: LHD, camin, trenLa operacin auxiliar ms importante es la creacin stulls de apoyo en tierra. Ellos deben 'ser instalados cerca de la parte superior de la bancada como una ronda se critic. El suelo se hace avanzar hacia arriba, como los Eleva caserones, a fin de mantener una plataforma de trabajo conveniente. Otras operaciones auxiliares son similares a los identificados en las secciones 10.2 y 10.3.11.3.3 CondicionesLas siguientes condiciones se derivan de Morrison y Russell (1973), Thomas (1978), y Taylor (1982):1. Resistencia del mineral: bastante fuerte a fuerte, ms competentes que por excavar corte y relleno2. Resistencia de la roca: moderada a bastante dbil3. Forma de depsito: aproximadamente tabular; puede ser irregular4. Depsito de inmersin: funciona mejor en