METODOS DE EXPLOTACION SUBTERRANEA

METODOS DE EXPLOTACION SUBTERRANEAUNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERUFACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS

19/06/2015MINERIA SUBTERRANEA1.- CLASIFICACIN DEL METODO DE EXPLOTACIN SUBTERRANEACON SOSTENIMIENTO NATURAL CON SOSTENIMIENTO ARTIFICIAL POR HUNDIMIENTOS O DERRUMBES

2.- CICLO DE MINADOPERFORACINVOLADURALIMPIEZA O CARGUIO TRANSPORTE O EXTRACCIN (IZAJE)SOSTENIMIENTORELLENO

19/06/2015

MINA SUBTERRANEA19/06/2015

GENERALIDADESLa explotacin de yacimientos metlicos es ms antigua que la del carbn y potasa.La rentabilidad careca de importancia frente la posicin del mineral explotable.Al nacer el laboreo de minas en estas condiciones, nacieron numerosos mtodos para ponerlo en prctica, gracias al ingenio de aquellos hombres que, al crear la minera iniciaron los mtodos de explotacin.Se define al mineral como sustancia o compuesto, qumico, inorgnico, que se presenta en forma natural, con una composicin qumica suficientemente precisa y unas propiedades fsicas distintivas. Existen catalogadas mas de 2000 especies de mineral.19/06/2015

PREPARACION DE LA MINAINTRODUCCIN:

Para explotar los Depsitos Minerales por medios subterrneos, se necesita de una red cuidadosamente planificada de LABORES MINERAS DE ACCESO, como Piques, chimeneas, galeras ,cortadas , rampas y otros.

DEFINICION:

La preparacin de la Mina para su explotacin consiste en desarrollar o ejecutar labores mineras de acceso para arrancar y extraer el mineral econmico de los depsitos minerales en forma sistemtica y con la mayor productividad.

19/06/2015

SELECCIN MTODO DE EXPLOTACIN

Tamao, forma y profundidad del depsitoAspectos fisiogrficos: topografa, clima, etc.Entorno geolgico y geo estructural del sectorPropiedades fisicomecnicas de la mena y roca de cajaCondiciones de aguas subterrneas e hidrulicas de la zonaFactores econmicos: -Precio -Ley de la mena -Costos de explotacin -Tasa de produccin -Capital existente, etc.Factores ambientales: -Preservacin flora y fauna -Aire y fuentes de agua

19/06/2015

19/06/2015

19/06/2015

Costos Mtodos Subterrneos

MtodoExplotacin

CostoRelativo

RangoCostos

Block Caving

1,04 12 US$/t

Room and Pillars1,210 20 US$/t

Sublevel Stoping

1,310 25 US$/t

Sublevel Caving

1,515 25 US$/t

Long Wall

1,720 30 US$/tShrinkage Stoping

5,030 60 US$/tCut and Fill

6,035 70 US$/t19/06/2015

TIPOS19/06/2015

METODOS DE EXPLOTACION SUBTERRANEAARTIFIALMENTESOPORTADO CON RELLENOSIN SOPORTE OHUNDIMIENTOSUBNIVELES YTALADROS LARGOSSublevel and Longhole stopingMINADO CON GALERAS LARGAS (Long Wall Mining)CORTE Y RELLENO (Cut and Fill)ALMACENAMIENTO PROVISIONAL(Shrinkage)CRATERES VERTICALES EN RETROCESO (VCR)TAJEOS O PAREDES LARGASLongwall miningHUNDIMIENTO POR SUBNIVELESSublevel CavingHUNDIMIENTO POR BLOQUESBlock cavingNATURALMENTESOPORTADO POR PILARESCAMARAS Y PILARESRoom and PillarTAJEO CON CUADROS (Square Set)Explotacin selectiva en cuerpos reducidosExplotacin masiva y a gran escala19/06/2015

19/06/2015

1.EXPLOTACIN CON SOSTENIMIENTO NATURAL

19/06/2015

1.1 CAMARAS Y PILARESROOM AND PILLAR

Cuerpos mineralizados mantiformes y de baja potenciaDonde las cmaras son anchas, los pilares tambin deben serlo.La seguridad es alta, debido a las numerosas galeras.Se usa en depsitos horizontales y subhorizontales (hasta 30) La calidad de la roca de caja y mineral deben ser competentes (2B)Se dejan pilares para mantener el techo y las paredes establesSe deben disear los pilares y las cmaras para maximizar la recuperacin de mineralCuerpos mineralizados con potencias mayores a 10m y menores a 30 m se explotan por sub-niveles desde el techo al piso.Baja dilucin menor a 5%Recuperacin baja menor a 75%Costo de produccin 10-20$-t19/06/2015VENTAJASDESVENTAJASEl consumo de madera es pequeo.No se necesita rellenoLas irregularidades del terreno afectan poco a la explotacin.Escaso gasto de conservacin.Uso de skip de gran capacidad.Fcil regulacin de la extraccin.El arranque y la carga son fciles.

La ventilacin es defectuosa.Los pilares son difciles de recuperar.El rendimiento por hombre-guardia es moderado.Gran numero de galeras preparatorias.Consumo de explosivos considerable.Peligro constante para los mineros.

19/06/2015

Minado Inclinado por Cmaras y Pilares con Pilares Sistemticos TIPO 1

19/06/2015

Minado inclinado con cmaras y pilares TIPO 2

19/06/2015

Minado en Forma Escalera con cmaras y Pilares Sistemticos TIPO 3

19/06/2015

1.2 TAJEO POR SUBNIVELESSUBLEVEL STOPINGConsiste en dejar cmaras vacas despus de la extraccin del mineral.Se caracteriza por su gran productividad.Roca competente.El deposito debe ser con buena estabilidad, vertical o sub vertical (buzamiento >60).Cuerpos masivos, vetas estrechas. El corte o arranque debe hacerse desde el fondo del tajeo.Tiros Radiales (SLS) o Paralelos (SLS-LBH).Queda una cmara vaca luego de la explotacin.El mineral puede cargarse a travs de los chutes a los carros mineros .Los slusher pueden ser usados para el acarreo para evitar el derrame del mineral.Recuperacin alta19/06/2015

19/06/2015

Longhole and Sublevel Open StopingLonghole and Sublevel Open Stoping

Sublevel Open Stoping

19/06/2015

2.EXPLOTACIN CON SOSTENIMIENTO ARTIFICIAL

19/06/2015

2.1 ALMACENAMIENTO PROVISIONALSHIRINKAGE STOPINGEl mineral es cortado en rebanadas horizontales, desde abajo hacia arriba.Consistencia firme del material, para tener el techo sin sostenimiento. Vetas de poca potencia (< 2m) , buzamiento pronunciado (> 60) y de buena leyEl avance es en forma vertical o inclinado.En Per: en pequeas y medianas minas. Se extrae 40 % del material tronado y el resto queda en el casern plataforma de trabajo Mineral almacenado se extrae al finalizar explotacin casern queda vaco Mineral no debe ser degradable ni alterable fcilmente No permite alta mecanizacin al interior del casern19/06/2015VENTAJASDESVENTAJASPoco trabajo preliminar de perforacinNo necesita sostenimiento al momento de tajear ya que el mineral roto lo hace.Se necesita escaso enmaderado.Si la roca encajonante es buena, no necesitara relleno.Se puede obtener bajos costos de perforacin, desarrollo y ventilacin.

No aplicable a depsitos con gran dilucion en sus paredes.Solo se dispone de un 30-40% de mineral fragmentado en forma inmediata.Se requiere chuts y dra points con espaciamientos cortos.No es un mtodo flexible19/06/2015

19/06/2015

2.2 CORTE Y RELLENOCUT AND FILLExplotacin por realce generalmenteArranque del mineral por franjas horizontalesMineral tronado se evacua totalmente del casernCasern va siendo rellenado con material estril (roca o relaves).Mtodo de alto costo aplicable a minerales de alta leyPuede ser altamente mecanizado tanto al interior como en la base del casern.Mtodo muy flexible y de elevada selectividad.

19/06/2015TIPOSCorte y relleno ascendente: El minado es desde abajo hacia arriba en tajadas horizontales, el relleno puede ser roca estril proveniente de labores de desarrollo.Corte y relleno ascendente mecanizado: Es el mismo mtodo con el uso de un mayor grado de sofisticacin tecnolgica.Corte y relleno descendente: El minado es de arriba hacia abajo, aplicando el relleno hidrulico. Se trabaja en las zonas de material poco consistenteMtodo de pilaresMtodo de panelesMtodo michi 19/06/2015

19/06/2015

19/06/2015

2.2 CRATERES VERTICALES EN RETROCESOVCREs un mtodo semejante al shirinkage.Es una aplicacin de la teora de C.Livingston( voladuras de crteres con cargas esfricas) desarrollado en Canad por INCO y CIL.Este mtodo es reconocido como el desarrollo mas importante de la tecnologa moderna del minado subterrneo.Combina las ventajas de los mtodos masivos con las ventajas del control del terreno de los mtodos con relleno.Es muy seguro ya que el trabajador no esta debajo del rea de voladura.El yacimiento debe ser de regular potencia, para que el equipo do the hole puedan perforar por lo menos dos hileras de taladro por seccin y guardar cierta distancia con la roca encajonante para evitar dilucin.El yacimiento debe tener un gran buzamiento, puesto que en al ser vertical se tendr ptimos resultados al reducirse menor numero de niveles de desarrollo, puesto que la altura de los tajeos estara limitada al alcance de l profundidad de perforacin del equipo DTH. Y esto permite que la desviacin del taladro sea menor

19/06/2015

VENTAJASMenor desarrollo.Empleo de taladros de grandes dimetros, reduciendo los costos de perforacin y voladura.Uso de cargas esfricas que disminuyen el factor de carga.Mayor seguridad ambiental y operativa.L a perforacin, voladura y carguo son operaciones independientes.Mejor fragmentacin.Posibilidad de grandes disparos con alta produccin de mineral.

19/06/2015

Vertical Crater Retreat con Relleno VCRVCR Cmara Primaria

VCR Cmara Secundaria

19/06/2015

19/06/2015

2.4 TAJEO CON CUADROSSQUARE SETEn el tajeo se disparan, se extraen y entiban pequeos bloques de mineral.El sistema se base en sistemas de cuadros de madera.Consiste en dos maderas verticales(postes) y dos horizontales(llamadas sombreros , se denominan avances cuando son perpendiculares al frente), generalmente ubicados en ngulo recto.La dilucin del mineral es pequeo.Seguridad relativamente elevada.Baja productividad.Dificultad en el transporte. En general este sistema esta declinado debido al alto costo de labor y materiales, y tambin porque se han desarrollado mtodos mas efectivos.

19/06/2015APLICACIONES:Recuperacin de pilares de alta ley entre los tajeos de corte y relleno, as como tambin por encima y debajo de las galeras de acceso.Explotacin de cuerpos mineralizados en terreno incompetente.Explotacin en cuerpos de alta ley donde las perdidas por dilucin sean inaceptables.Explotacin de grandes cuerpos donde es necesario un soporte inmediato y cerradoEn yacimientos con una potencia mnima de 3 a 3.5

19/06/2015

19/06/2015

Elementos principales de un cuadro:

SombreroAvancesPostesOtros19/06/2015

19/06/2015

2.5 MINADO CON GALERAS LARGASLONG WALL MININGMtodo soportado para yacimientos tipo manto.Bsicamente la aplicacin de este mtodo es para rocas duras en minas de oro y en rocas suaves para los yacimientos de carbn.Explotacin: Avance de un frente largo con perforacin/ tronadura o con cortadores mecnicos(cepillos).Sector explotado es dejado abierto o se controla su hundimiento.El tamao del deposito debe ser lo suficientemente grande para que justifique la inversin y el equipamiento.El espesor del deposito varia en un rango de o.61m a mas de 61m.La inclinacin para el minado varia entre o y 15La ventilacin es menos complicada que en el mtodo de cmaras y pilares.

19/06/2015FACTORES DETERMINANTES PARA SU USO:Tamao del deposito.Espesor del depsito.Inclinacin del depositoCubierta estril y techo inmediato.Frente de tajeo.Potencial de explotaciones de rocas.Soporte y estabilidad.Techo artificial.Subsidencia artificial.Regulaciones y recuperacin.Mano de obra.Ventilacin.Agua .Manipuleo de materiales .Combustin espontanea.

19/06/2015

Longwall Mining en roca dura: minas de oro, cromo y platino en Sudfrica.

19/06/2015

Equipos Empleados:

Axera XLP EJC 88 XLP loaderRobolt XLP19/06/2015

3.EXPLOTACIN POR HUNDIMIENTO O DERRUMBE(caving metods)19/06/2015

3.1 HUNDIMIENTO POR SUBNIVELES Sub Level CavingExplotacin por rebaje mediante subniveles.Para minerales de resistencia media y de valor medio.Generalmente es empleado en cuerpos verticales masivos y en depsitos de alto buzamiento.El cuerpo es dividido en espacios verticales proporcionalmente de 8 a10 m, las galeras son ubicadas fuera de las secciones transversales del yacimiento.Subniveles forman una red de galeras que cubre toda la superficie del yacimientoLa galera del subnivel se sostiene por si sola , con soporte ocasional.Mena y roca estril de pobre competenciaCada galera perforacin de tiros en abanicos, hundimiento del mineral, carguo y transporte del mineral a O.P. El transporte del mineral de los subniveles hacia los O.P. favorecen el uso de los equipos LHDMaterial estril se hunde continuamente sobre el mineral arrancadoGeneracin de crter de subsidencia en superficieDilucin(10%-35%) y prdidas de mineral(5%-20%) significativasAlrededor de 20 % del mineral se extrae en los desarrollo

19/06/2015

19/06/2015

Equipos Empleados

19/06/2015

3.2 HUNDIMIENTO POR BLOQUES Block CavingYacimientos muy grandes y masivosBuzamiento>> que reposo materialGran extensin verticalEstabilidad de mena pobre: socavacin inferior hundimiento y fragmentacin de rocaPerforacin y tronadura mnima socavacin inferiorMena se fractura y quiebra a si mismo por esfuerzos internos y gravedadMineral de ley relativamente baja o bajo valor comercial: diseminados de cobre y fierro.Superficie permite la subsidencia crterProduccin de grandes tonelajesAplica para cuerpos de alto buzamiento y gran extensin con mineral homogneo y diseminado de baja ley.Genera alta produccin en cada ciclo de arranque.El sistema convencional block caving, con un nivel grizzli(nivel del echadero) y un finger raise (O.P.), aprovecha la gravedad para el carguo a los carros minero

19/06/2015VENTAJASDESVENTAJASEs un mtodo econmico bajo condiciones favorables.Este minado es altamente productivo con respecto a otro mtodo; requiere poco perforacin, poca voladura y poco sostenimiento.Produccin centralizada eficiente supervisin alta productividadPermite un buen control de las condiciones de trabajo.Mayor tiempo de preparacin y mayor periodo de recuperacin respecto a otros sistemas.Costo adicional para la preparacin de los blocks y accesos.L a voladura secundaria es frecuente aumenta costos de produccin.condiciones terrenales adversas recuperacin baja.

19/06/2015

BLOCK CAVINGPANEL CAVING

19/06/2015

19/06/2015

19/06/2015

19/06/2015

19/06/2015

19/06/2015

Equipos Empleados:

19/06/2015

19/06/2015

GRACIAS

19/06/2015