minado subterraneo

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CAPÍTULO IV: CLASIFICACIÓN DE LOS MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN. 1. INTRODUCCIÓN: 2. RESUMEN DE MÉTODOS: 2.1. MINADO POR SOSTENIMIENTO NATURAL: 2.1.1. MINADO POR CÁMARAS Y PILARES: a) Principio: El método de explotación Room and Pillar o Caserones y Pilares, o también cámaras y pilares, consiste como su nombre lo indica, en la explotación de caserones separados por pilares de sostenimiento del techo. La recuperación de los pilares puede ser parcial o total, en este último caso, la recuperación va acompañada del hundimiento controlado del techo que puede realizarse junto con la explotación o al final de la vida del yacimiento, lógicamente el hundimiento del techo en este caso es totalmente controlado. En un principio, el método de caserones y pilares se llevaba en forma irregular, o sea, que las dimensiones y distribución de caserones se hacía sobre la marcha de la explotación, dejando pilares en forma irregular obedeciendo solamente a las características presentadas por el yacimiento, como por ejemplo zonas de más baja ley, diques de estériles etc. Hoy en día dado a las condiciones de mecanización y a los adelantos obtenidos en las técnicas de reconocimiento, el método, se planifica con anterioridad a la explotación propiamente tal, llevándose los caserones con una distribución regular como así mismo el trazado de los pilares. b) Campo de aplicación: Este método de explotación es aplicado ampliamente y en los últimos años se ha desarrollado bastante, debido a su bajo costo de explotación y a la vez que permite hasta cierto punto una explotación moderadamente selectiva. Los yacimientos que mejor se presentan para una explotación por Room and Pillar, son aquellos que presentan un ángulo de manteo bajo, aunque también es aplicable en yacimientos de manteo entre 30° y 40°, es decir, en yacimientos de manteo crítico, donde el mineral no puede escurrir por gravedad. Por otra parte, la estructura o forma del yacimiento debe ser favorable a un desarrollo lateral de la explotación por ejemplo, mantos o yacimientos irregulares con gran desarrollo en el plano horizontal. En cuanto a la potencia del yacimiento, el método ha sido aplicado con éxito en yacimientos de hasta 40 – 60m. Los casos corrientes de aplicación son para yacimientos de baja potencia destacándose espesores de 2 a 20 metros.

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  • CAPTULO IV: CLASIFICACIN DE LOS MTODOS DE EXPLOTACIN.1. INTRODUCCIN:2. RESUMEN DE MTODOS:

    2.1. MINADO POR SOSTENIMIENTO NATURAL:

    2.1.1. MINADO POR CMARAS Y PILARES:a) Principio:

    El mtodo de explotacin Room and Pillar o Caserones y Pilares, o tambin cmarasy pilares, consiste como su nombre lo indica, en la explotacin de caseronesseparados por pilares de sostenimiento del techo. La recuperacin de los pilares puedeser parcial o total, en este ltimo caso, la recuperacin va acompaada delhundimiento controlado del techo que puede realizarse junto con la explotacin o alfinal de la vida del yacimiento, lgicamente el hundimiento del techo en este caso estotalmente controlado.

    En un principio, el mtodo de caserones y pilares se llevaba en forma irregular, o sea,que las dimensiones y distribucin de caserones se haca sobre la marcha de laexplotacin, dejando pilares en forma irregular obedeciendo solamente a lascaractersticas presentadas por el yacimiento, como por ejemplo zonas de ms bajaley, diques de estriles etc. Hoy en da dado a las condiciones de mecanizacin y a losadelantos obtenidos en las tcnicas de reconocimiento, el mtodo, se planifica conanterioridad a la explotacin propiamente tal, llevndose los caserones con unadistribucin regular como as mismo el trazado de los pilares.

    b) Campo de aplicacin:

    Este mtodo de explotacin es aplicado ampliamente y en los ltimos aos se hadesarrollado bastante, debido a su bajo costo de explotacin y a la vez que permitehasta cierto punto una explotacin moderadamente selectiva. Los yacimientos quemejor se presentan para una explotacin por Room and Pillar, son aquellos quepresentan un ngulo de manteo bajo, aunque tambin es aplicable en yacimientos demanteo entre 30 y 40, es decir, en yacimientos de manteo crtico, donde el mineralno puede escurrir por gravedad. Por otra parte, la estructura o forma del yacimientodebe ser favorable a un desarrollo lateral de la explotacin por ejemplo, mantos oyacimientos irregulares con gran desarrollo en el plano horizontal.

    En cuanto a la potencia del yacimiento, el mtodo ha sido aplicado con xito enyacimientos de hasta 40 60m. Los casos corrientes de aplicacin son parayacimientos de baja potencia destacndose espesores de 2 a 20 metros.

  • c) Plan general de trabajo:

    o Desarrollo:

    El desarrollo del yacimiento va a depender de una serie de factores, todosrelacionados entre s, y que pesarn con mayor o menor importancia segn lascaractersticas del yacimiento. Dentro de los principales factores se encuentran laposicin del yacimiento con respecto a la superficie del terreno, la forma, la simetra yestructura del cuerpo mineralizado. La tectnica del yacimiento es otro puntoimportante que deber tenerse presente para la elaboracin del programa dedesarrollo.

    Por otra parte deben tomarse muy en cuenta los trabajos o condiciones de explotacincomo son la velocidad de arranque, transporte y extraccin, desage, ventilacin yseguridad del trabajo.

    Es as como es posible hacer un desarrollo totalmente por el yacimiento, por el estrilo un desarrollo combinado en estril y por mineral.

    o Preparacin:

    El Room and Pillar sistemtico, como anteriormente fue mencionado requiere de unaprogramacin previa del trazado con replanteo en el terreno de la direccin yorientacin de los ejes de todos los trabajos de preparacin como as mismo del deexplotacin y distribucin de pilares.

    La preparacin del sector que se desea explotar, comienza por limitar dicho pao porgaleras paralelas con la pendiente que se les desea dar y que va a depender de lamecanizacin de la mina. En seguida se corren los frontones de explotacin a partir dedichas labores, uniendo ambas galeras con el objeto de establecer los circuitos deventilacin. A partir de estos frontones se inicia la etapa de explotacin o de arranque.

    Las variaciones y forma de llevar la preparacin van a depender de :

    Potencia explotable del yacimiento y variacin de sta. Angulo de manteo del yacimiento. Dilucin de la ley.

    Caractersticas del techo y piso en cuanto a la facilidad de establecer y definirla potencia explotable.

    Resistencia del techo a los desprendimientos y producir contaminacin delmineral.

  • Resistencia del piso para soportar la carga de los pilares que podra produciren ciertos casos el hinchamiento del piso y contaminar el mineral.

    Velocidad de arranque y capacidad del equipo de perforacin. Capacidad del equipo de arrastre (scrapers) o carguo del mineral. Transporte en los frentes de explotacin. Distribucin y problema de recuperacin de los pilares.

    o Preparacin de los caserones:

    - Orientacin de los frontones de preparacin:

    Por lo general se corre un frontn de preparacin a lo ancho del casern; cuyadireccin o rumbo puede ser segn la mxima pendiente del yacimiento, segn elrumbo de este ( generalmente corresponde a una galera horizontal ), u ocupar unadireccin intermedia entre la mxima pendiente y el rumbo, o sea, la pendiente dela galera ( frontn ) y consecuentemente la del casern se hace la eleccin,dependiendo del modo de efectuar el movimiento del mineral de los caserones concamiones la pendiente del casern no debe ser superior a un 10 %.

    - Preparacin para los caserones en mantos de poco espesor:

    Tomaremos como ejemplo la preparacin de caserones cuya potencia explotablevara entre los 1.5 y 3.0m.

    En este caso puede correrse un frontn por el yacimiento, de un ancho que permitatrabajar con facilidad en la etapa de arranque, (etapa que viene enseguida de lapreparacin). La altura del frontn es igual a la potencia explotable.

    Si el yacimiento tiene un piso o techo, bien definido deber usarse ste como guade preparacin del frontn, lo que evitar o disminuir mucho las posiblesdiluciones del mineral durante el arranque.

    Es posible en algunos casos, eliminar el frontn de preparacin, y realizar elavance de arranque a todo lo ancho del casern, o sea, se elimina el frontn.

    En el primer caso, el frente se desquincha a todo el ancho del casern as resultaque el desquinche va retrasado con respecto al avance del frontn.

    - Preparacin de los caserones de potencia de 3.0m:

    La preparacin de los caserones en yacimientos de este tipo puede hacerse confrontones que llevan como piso el adyacente del yacimiento, o lleva como techode la galera de preparacin el pendiente del manto. Ambos casos estn sujetoscomo se comprender a las caractersticas del yacimiento (ejemplo: definicin del

  • techo o piso, etc.), grado de mecanizacin que se tenga o que se pueda obtener,etc.

    La preparacin contina con el desquinche del frontn a todo el ancho delcasern, si es que el trabajo de arranque se va a efectuar en bancos de rebaje o derealce.

    Es posible tambin suprimir el desquinche y hacer la perforacin radial a partir delfrontn.

    o Ubicacin del frontn:

    Puede estar centrado con respecto al casern o ubicado en un extremo, en ste ltimocaso generalmente se aprovecha para perforar los tiros de desquinche desde el caserndel lado. Este mtodo tiene la ventaja de perforar el desquinche cuando la galera depreparacin o frontn esta llena de saca.

    o Accesos a los frentes o caserones:

    Es conveniente avanzar con los frentes hasta unir rpidamente las galeras base conlos frontones, para establecer los accesos a los frentes de trabajo, tiene la ventaja deque las operaciones de perforacin y carguo se independizan, no producindosedificultades entre ambas, siendo posible trabajar y tener acceso a la perforacin por unextremo, cuando el trabajo de carguo se efecta al mismo tiempo en el otro extremo.Por otra parte, al romper el frontn con la galera superior, se establece de inmediatola ventilacin del casern introducindolo al circuito principal de la mina.

    o Perforacin:

    La perforacin de los tiros de arranque puede hacerse de muchas maneras distintas, enmantos angostos el desquinche de los caserones puede hacerse con tiros paralelos aleje del casern o tiros perpendiculares a dicho eje. Si las condiciones lo permiten, escomn el uso de jumbos, mquinas que tienen gran capacidad de perforacin.

    La variedad ms grande en cuanto a los diagramas de disparo se encuentran en loscasos de mantos de gran potencia donde es posible usar equipo pesado de perforaciny tiros largos (con broca atornillada), por ejemplo: bancos en rebaje con Wagon Drill,perforacin radial con mquinas sobre columna.

    En bancos en realce pueden usarse las perforaciones largas con brocas flexibles, o conbrocas atornilladas, con mquinas montadas sobre carros con neumticos.

    En los ltimos aos, se han introducido los equipos de perforacin montada sobrecarga de dimensiones adecuadas para trabajos subterrneos que ha dado muy buenrendimiento referente a la velocidad.

  • o Extraccin general desde los caserones:

    El mineral arrancado puede ser movido de muchas maneras diferentes dependiendocomo en los puntos tratados anteriormente de las caractersticas del yacimiento,produccin, grado de mecanizacin.

    En yacimientos horizontales o de baja pendiente (ngulo de manteo), cuya potenciano permite una mecanizacin, puede palearse a mano sobre carros y transportarse elmineral al exterior o vaciarse sobre Buitras.

    Si se justifica la instalacin de Scrapers, es posible usarlos con ventajas cargandodirectamente sobre carros o sobre Buitras ubicadas frente a cada casern; en este casoel Scrapers limita el largo del casern (40 50m.)

    Cuando los tonelajes arrancados son considerables y la pendiente favorable, elmovimiento del mineral puede hacerse con palas mecnicas que cargan sobrecamiones tales como Dumpers de 3.0 a 4.30m. Esta combinacin pala camin tienela ventaja de distanciar bastante los puntos de extraccin, adems son de altorendimiento y costo de operacin bajo. En ciertas minas se ha llegado al uso deCargadores Frontales de grandes dimensiones del balde que carga sobre camiones de25 a 30 toneladas de capacidad.

    o Sostenimiento del techo:

    Es un problema delicado y muy importante al proyectar una explotacin por estemtodo.

    La estabilidad del techo va a definir la distancia y seccin de los pilares, y ancho delos caserones, (influida naturalmente por la potencia del yacimiento). A su vez, ladensidad de pilares influir fuertemente sobre la recuperacin del yacimiento.

    No hace muchos aos atrs, la experiencia del comportamiento del terreno era lanica manera de establecer una distancia mxima sobre pilares, lo que se obtenadespus de varios aos de explotacin del yacimiento. Hoy en da, existe una ayuda,que de una manera u otra, coopera con el explotador de minas a la solucin de esteproblema mediante el estudio de la mecnica de rocas. Puede decirse que es una ramarelativamente nueva, actualmente en desarrollo, que da ciertas normas o guas en elestudio del problema de la luz mxima entre pilares y la seccin ms conveniente.

    No es materia de estos apuntes plantear el problema a travs de frmulas, pero si sepuede decirse a manera informativa, que es posible estudiar y decidir la distanciaentre pilares y la seccin ms conveniente. Para ello es preciso realizar una serie deexperiencias que toman en cuenta las siguientes observaciones:

    La variacin de la carga sobre el pilar con respecto al tiempo. La variacin de la deflexin del techo al variar la luz entre pilares.

  • La variacin de los ruidos microssmicos. La resistencia de la roca a la traccin y compresin. La distribucin y orientacin de los planos de diaclasas, estratificacin y otras

    estructuras. Otras pruebas que sean necesarias.

    Ahora con respecto a cada una de estas observaciones podemos agregar:

    La primera observacin se refiere al estudio del comportamiento del pilar al irabsorbiendo la carga del techo. Es natural que una zona virgen sin explotarsoporte el peso del techo en un rea determinada y que al entrar enexplotacin, esa misma carga, se reparte en una seccin mucho ms pequeacorrespondiente al rea de los pilares de sostenimiento.

    La variacin de la deflexin del techo es posible controlarla midiendo laconvergencia entre el piso y el techo con instrumentos adecua

    La variacin de la deflexin del techo va a depender principalmente de lascaractersticas

    Mecnicas de la roca (resistencia a la traccin) y adems de la luz entre lospilares.

    Ruidos microssmicos. Actualmente es posible detectar estos ruidos queacompaan a toda la inestabilidad del techo.

    La frecuencia normal con que se producen en cualquier etapa de la explotacines fcilmente medible y comparable con los casos cuando se producenaumentos repentinos de la frecuencia produciendo finalmente derrumbes en eltecho.

    El comportamiento mecnico de las rocas a la traccin y compresin es muyimportante para las consideraciones sobre resistencia y obtencin de grficosrespectivos (circulo de Mohr).

    Estos valores de resistencia obtenidos por lo general en pruebas de testigos enlaboratorio, deben tomarse con mucho cuidado para su interpretacin, ya quelas condiciones de trabajo de la roca in situ es muy diferente alcomportamiento durante las pruebas de laboratorio. Esto se explica fcilmentesi se comparan las magnitudes sobre las cuales se opera (roca in situ y eltestigo de prueba). Por otra parte al tomar la masa rocosa como un elementoresistente, est afectada indudablemente por un sin nmero de factores quelimitan an ms las precauciones que deben tenerse y que han sido aludidasanteriormente; como por ejemplo: las estructuras tales como fallas, diaclasas,junturas, alteraciones, planos de clivaje este influyen notablemente sobre laresistencia.

  • o Modo de mantener la estabilidad del techo:

    Un techo que se desprende con facilidad por efecto de los disparos, u otras causas,trae como consecuencias problemas no solo de dilucin de la ley, sino tambin en laseguridad del personal en los costos de produccin. Es posible asegurar la estabilidaddel techo mediante un apernado que puede ser hecho en forma sistemtica osolamente en aquellos sectores donde las condiciones lo requieran. Para ello debeconocerse muy bien la naturaleza de las rocas del pendiente, lo que determinar laseccin, largo y densidad en la colocacin de pernos. Por otra parte deberdeterminarse a travs de estudios de prueba en el terreno mismo, el apriete que deberdrsele a los pernos para que cumpla realmente el papel que deben desempear. Debetenerse presente que un perno mal colocado no desempear ninguna funcin defortificacin, lo mismo sucede si el largo y seccin no son adecuados.

    Suele acompaarse el apernado en algunos casos, con un enmallado del techo,retenindose en la malla trozos sueltos de roca, que cuando los caserones son altos, sucada produce accidentes de consideracin.

    En algunas minas americanas el apernado del techo, realizado convenientemente hapodido permitir la luz entre pilares hasta un 40 a 50%, lo que naturalmente se traduceen una recuperacin mayor del yacimiento.

    o Distribucin de pilares:

    Debe hacerse lo ms sistemticamente posible que se pueda, cuidando de no arriesgarla vida de la mina. En yacimientos que se presentan en forma de dos mantosseparados, por una zona estril y que se explota en forma separados dejando una lozaentre los caserones, debe tenerse especial cuidado de que los pilares se encuentrenlineados segn la proyeccin vertical, es decir que la carga del pilar de arriba seatransmitida al pilar inmediatamente ubicado debajo, y no que la carga sea transmitidaa la losa. As, no deben dejarse pilares sobre galeras principales de explotacin yaque la carga soportada por el pilar es transmitida al techo de la galera. Lo quelgicamente har necesario con el tiempo una manutencin de la galera si no seproduce derrumbe.

    d) Recuperacin del yacimiento:

    La recuperacin del yacimiento puede variar de una mina a otra, dependiendo por unaparte de las condiciones propias que presenta el yacimiento, y por otra, de la tcnicaempleada y grado de mecanizacin a que se ha alcanzado. Como datos generalespodemos decir que la recuperacin puede variar de un 80 a 90 % del mineralpreparado, llegando en ciertos casos a recuperaciones del orden del 90 %.

  • o Recuperacin de pilares:

    En ciertos casos se justifica realizar estudios sobre la recuperacin de pilares, sobretodo en yacimientos importantes. Actualmente se han hecho recuperacionesinteresantes de pilares en ciertos yacimientos donde la inversin se ha pagadoampliamente.

    La recuperacin puede hacerse de varias maneras:

    Recuperacin con hundimiento controlado del techo. Recuperacin de Pilares en forma alternada. Recuperacin parcial depilares.

    a.- Recuperacin por hundimiento controlado del techo.

    b.- Arrancndose pilares en forma alternada.

    c.- Arrancndose pilares alternados y provocando hundimiento.

    Recuperacin por hundimiento controlado del techo:

    Consiste en controlar perfectamente bien la estabilidad del techo y provocar elhundimiento a voluntad.

    Recuperacin de pilares y reemplazo por pilares artificiales:

    Este mtodo es uno de los ms corrientes y consiste en el reemplazo del pilar demineral por un pilar de concreto, encastillado de madera, muro de piedra demanpostera o simplemente por un gran nmero de pies derechos de sostenimiento.

    Recuperacin parcial de Pilares:

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

    Puede hacerse la recuperacin de pilares en forma alternada cuando las condicionesson favorables y abandonarse la zona, o tambin arrancarse los pilaresalternativamente y provocar el hundimiento, esto tiene por objeto disminuir losesfuerzos en los pilares de aquellas zonas vecinas al hundimiento.

    e) Ventajas :

    El mtodo hasta cierto punto es selectivo, es decir zonas ms pobres pueden noexplotarse sin afectar mayormente la aplicabilidad del mtodo.

    En yacimientos importantes puede llegarse a una mecanizacin bien completa loque reduce ampliamente los costos de explotacin.

  • En yacimientos que afloran a la superficie puede hacerse todo el desarrollo ypreparacin por mineral, o en caso contrario los desarrollos por estril pueden sermuy insignificantes.

    Actualmente con el avance de la tcnica de sostenimientos de techo puedenexplotarse caserones de luces amplias con bastante seguridad.

    Permite la explotacin sin problemas, de cuerpos mineralizados ubicadosparalelamente y separados por zonas de estriles.

    La recuperacin del yacimiento an no siendo del 100 % puede llegarse arecuperaciones satisfactorias del orden del 80 a 90 %.

    f) Desventajas:

    Si el yacimiento presenta una mineralizacin muy irregular, tanto en corrida comoen potencia podra llegar a afectar la explotacin, limitando mucho laplanificacin del mtodo, como as mismo la perforacin y provocar problemas decarguo sobre todo para posibles mecanizaciones.

    Problema de manteo del yacimiento, cuando el manteo esta muy cerca del manteocrtico (45 ), se producen problemas para el movimiento del mineral en loscaserones y an este problema es ms grave, si se trata de mantos angostos. En elcaso de mantos potentes hay problemas en la mecanizacin de la perforacin loque se traduce en dificultades de movilidad al usar el equipo pesado deperforacin.

    Dilucin de la ley: es un problema que es muy importante y que en casos detechos dbiles puede ser causa que llegue a limitar la aplicacin del mtodo.

    Fortificacin del techo. En ciertos casos cuando no es posible controlar el techo yes necesario llevar caserones muy angostos, puede concluirse, en un cambio demtodo de explotacin por otro ms adecuado, o emplear un mtodo combinado,por ejemplo: Room and Pillar con Shrinkage.

    Problemas de recuperacin del yacimiento es muy baja, se debe entonces pensaren otro mtodo.

    g) Costura del techo:

    En algunos casos donde es justificable, el apernado puede remplazarse por unacostura del techo con cable de acero de media pulgada, junto con una inyeccin decemento especial dentro de los barrenos perforados verticalmente. Esta costura tienesus extremos anclados al techo, o en las aristas definidas por el techo y muro.

  • Preparacin del Mtodo (renderizado)

    Preparacin del Mtodo

  • Pilar Mal Construido

    Pilar Correctamente Construido

  • Pilar Mal Construido

    Pilar Correctamente Construido

  • Planificacin del Mtodo

    2.1.2. MINADO POR SUBNIVELES:

    a) Introduccin:

    Es el modo de dividir el cuerpo mineralizado en sectores aptos para el laboreo yconsiste en arrancar el mineral a partir de subniveles de explotacin mediante disparosefectuados en planos verticales, con tiros paralelos y radiales, posteriormentequedando vaco el casern despus de la explotacin.

    La preparacin de este mtodo contempla galeras de perforacin (GP), galera debase o Undercart y transporte par evacuacin del mineral arrancado y chimeneas VCRpara generar una cara libre.

    La perforacin se realiza con tiros largos radial, utilizando tiros que van entre 15 -25mts. hacia arriba y que abarcan 40 - 60 metros hacia abajo que son tiros DTH, conello se ha conseguido adems alcanzar rendimientos de 40 a 60 metros, perforandocon mquinas pesadas o semipesados lo cual aumenta los niveles de perforacin.

    El transporte y evacuacin del mineral se realiza desde la galera Undercart, es deciruna zanja recolectora que recibe el mineral arrancado que cae por gravedad a estelugar.

    Los Scoop ingresan por los cruzados que tienen una inclinacin con respecto al eje dela G.T., el mineral es transportado a travs de la G.T. a los piques de traspaso y de allal nivel de carguio y transporte.

    El campo de aplicacin de este mtodo vara para cuerpos macizos o vetas estrechas,las caractersticas de mecnica de roca deben ser buenas, poseer paredes y techosfirmes y estables.

  • La calidad del mineral debe ser competente y su ngulo de buzamiento mayor a 60,generalmente se aplica en yacimientos verticales y que tengan formas y dimensionesregulares.

    A lo que a costos se refiere, es econmico aplicndose muchas variantes para estemtodo lo que se hace muy productivo.

    La altura del casern de arranque no tiene limitaciones tericas, deben amoldarse msbien a las condiciones del yacimiento. Conviene en la mayora de los casos abarcartoda la altura de la mineralizacin a fin de limitar el nmero de galeras bases deextraccin a una sola en lugar de varias.

    En cuanto al ancho del casern, conviene en general en la caso de vetas potentes o demantos de fuerte pendiente, abarcar todo el espesor de la mineralizacin. Si se trata decuerpos masivos se pueden crear varios caserones separados por zonas estriles opilares mineralizados que podran ser recuperados con posterioridad utilizando elmismo mtodo.

    b) Carguo del mineral:

    El mineral arrancado cae por gravedad y es recolectado por embudos o por las zanjascreadas con tal objeto, abarcando toda la base del casern. En el caso de tener unazanja, sta progresa en el mismo sentido y a la velocidad que la explotacin continua.Por el contrario, si se trata de embudos, estos deben prepararse con anticipacin y susdimensiones van a depender del ancho del casern.

    Existen varias posibilidades para cargar el mineral a partir de la base de los embudoso zanjas:

    a) Buzones de tipo Malmberget: Consiste en colocar buzones que cargan elmineral directamente a carros de ferrocarril. Por ejemplo se necesitan eso sbuzones especiales que permitan "cachorrear" los bolones dentro de ellos ycuyo precio influyen de manera importante en el costo del mtodo deexplotacin. Otro inconveniente de este sistema es la perdida de tiempo delequipo de transporte durante el cachorreo, lo que obliga a tener mayor nmerode convoyes y carros.

    b) Combinacin de parrillas y buzones: En este caso el mineral pasa por un nivelde parrillas antes de ser cargados por los buzones. La separacin entre loselementos de las parrillas van a depender de las dimensiones de la boca delbuzn y del tamao de los carros (en especial de la abertura de la compuerta).El rendimiento de una parrilla esta en relacin directa con su abertura.

    Para que la parrilla trabaje de un modo correcto, el talud del mineral no debeocupar ms de un tercio de su superficie, de esta manera el material fino pasadirectamente, y que los bolones sean retenidos sobre la parrilla misma dondepueden ser quebrados con mazos o con pequeas cargas de explosivos.

  • Es evidente que la colocacin de parrillas significa agregar un punto deatochamiento adicional en el camino que sigue el mineral. Sin embargo, segana en rapidez de carguo en el nivel de transporte. Este sistema pierde granparte de su ventaja si hay muchos buzones en produccin al mismo tiempo.

    c) Palas cargadoras o Scraper: La tendencia actual evoluciona hacia la supresinde las parrillas su escaso rendimiento, su alto costo de mantencin cuando eltonelaje que pasa por ellas es grande y las dificultades que presenta laoperacin de destrancar el cuello de los embudos, hacen que se prefiera en laactualidad la cada del mineral a travs de una zanja cargando el mineral conpalas mecnicas o scrapers. La pala necesita ms trabajos preparatorios(estocadas ms largas), pero permite tener aberturas ms grandes y ademsproporciona una mayor flexibilidad en el trabajo, puesto que puede irseparando los bolones para ser "cachorreados" con posterioridad.

    d) Actualmente debido a los grandes avances tecnolgicos el equipo ms usadoes el Scoop; est carga el material a travs de los cruzados de extraccin ytraslada el mineral a los piques de traspaso, siendo posteriormente el mineralevacuado por camiones cargados por cargadores frontales.

    c) Preparacin:

    Las labores de preparacin comprende: Los subniveles con sus respectivascomunicaciones con el nivel base, los embudos o zanjas receptoras y el primer cortepara crear una cara libre.

    Este corte de efecta como si se tratara de explotar una veta estrecha por SLS. Encada sub nivel se corre una galera perpendicular al eje longitudinal y a todo ancho delfuturo casern. Corresponden por lo tanto a los subniveles de perforacin en un SLSestrecho, una chimenea central une estas galeras que sirve a su vez de primer cortepara este pequeo SLS.

    Este trabajo se efecta simultneamente con los sub niveles de perforacin y con elnivel base.

    o Realce por subniveles:

    El realce por subniveles al igual que la explotacin por cmaras y pilares es unmtodo en que las cmaras quedan permanentemente vacas una vez que se haextrado el mineral tales formas tienen con frecuencia grandes dimensionesespecialmente en altura. El mtodo en s mismo slo se utiliza en yacimientosverticales o de fuertes pendientes.

    Para evitar el derrumbamiento de los hastales se dividen los yacimientos ms grandesen otros ms pequeos a travs de cmaras independientes. Las secciones de mineralentre cmaras permanecen intactas a modo de macizos verticales que sirven para

  • soportar el techo. Tales soportes pueden ser verticales y horizontales teniendo enalgunos casos espesores considerables. La explotacin se lleva a cabo desde lossubniveles se excavan del yacimiento entre los niveles principales. El mineral sefractura mediante perforacin y voladuras desde las galeras de los subniveles. Lavoladura separa un gran subnivel vertical de mineral que se desmenuza y cae al fondode la cmara, desde donde se lleva al nivel horizontal principal.

    Actualmente, la perforacin de produccin dentro del realce por subnivel se realizbarrenos largos y varillaje extensible o mediante tcnicas de voladura de barrenoslargos que emplean martillo en fondo para la perforacin.

    Cuando se utiliza equipos de perforacin la seccin transversal de la galera se perforacon barrenos largos desde las galeras de los subniveles.

    El sistema tradicional emplea perforadoras especiales para barrenos largos, varillajeextensible y bocas de 51-64mm en secciones de 1, 2- 1,8 metros. Las longitudes delos barrenos varan en funcin del esquema de perforacin que se aplique, peronormalmente no pasan de los 25 metros. Ocasionalmente se perforan barrenos mslargos pero surgen ciertas dificultades debido a las desviaciones en la alineacin.

    La perforacin dentro del realce por subnivel puede realizarse con anterioridad a laextraccin del mineral, de esta forma pueden perforarse grandes secciones de mineral,volarse cuando mejor convenga y todo ello en base a que este tipo de perforacinindependiente, con muchos barrenos largos desde cada galera, permite la utilizacinde perforacin mecanizados.

    ltimamente son bastantes en estas formas de explotacin, los barrenos largos dehasta 170 mm. De dimetro los martillos que se destinan a tales efectos son losmartillos en fondo. Con tales dimetros se agrega la lnea de menor resistencia y seampla el espaciamiento entre taladros, lo que permite una reduccin en el nmero debarrenos y un mineral mucho ms fragmentado. Por otra parte no se han observadoefectos negativos a pesar de las fuertes cargas de explosivos que se introducen dentrode estos barrenos.

    En contraposicin surge una ventaja adicional que es la desviacin mnima entre losbarrenos, lo que permite para a barrenos de 50-60 metros de longitud en definitivaesta tcnica de barrenos largos y de menor dimetro permite aumentar elespaciamiento vertical entre subniveles.

    El desarrollo de varillaje extensible, perforadoras especiales y ms recientemente latcnica de perforacin de barrenos largos, han hecho del realce por subnivel uno delos mtodos ms utilizados. La fase de desarrollo extensa y complicada, puedeconsiderarse a priori como un inconveniente, pero el gran rendimiento de laproduccin de mineral prevalece frente a cualquier otro tipo de consideraciones.

    Las operaciones de perforacin, voladura y carga pueden realizarse con totalindependencia unas de otras. Por otra parte, son pocos los posibles equipos que aqupueden utilizarse, debido al elevado rendimiento de los mismos y en consecuenciapocos sern tambin los operarios que se precisen en manipulacin.

  • d) Evolucin y nuevas tendencias:

    Ahora se ha estudiado las principales caractersticas del mtodo, veremos suaplicacin en la mina el Soldado, donde se ha venido utilizando en forma sistemticadesde el ao 1957, y su evolucin tendiente a aumentar los rendimientos y mejorarsus condiciones de aplicacin durante estos ltimos 10 aos.

    En un principio de explotaba con caserones de 15 metros de ancho, una altura que nosobrepasaba de los 30 metros y una longitud limitada a unos 60 metros (lmites deutilizacin de los scrapers de 25 a 40 HP). La preparacin de los embudos en la basedel futuro casern exiga un trabajo de desquinche a todo lo ancho del casern,relativamente peligroso.

    Luego se aumento el ancho del casern su altura, y tambin la longitud de estos, sonevacuacin del mineral con parrillas en lugar de scrapers. Se suprimieron adems losembudos, los cuales fueron reemplazados por zanjas a todo lo largo del casern. Deeste modo se consegua disminuir la importancia relativa de las labores de preparacinpara un volumen dad de mineral.

    o Sublevel con galera central:

    El subnivel de scrapers, en el cual desembocan los embudos receptores de mineral.

    Todas las labores se ubican segn un plano vertical en el centro del casern y tenanuna seccin de 2,5 x 2,5 metros. Los embudos desembocan en el subnivel de scrapersen parejas, uno frente al otro, a intervalos de 7 metros. Para construirlos se corraprimero una chimenea inclinada a 50 hasta alcanzar subniveles 6.

    La creacin de un primer corte se efectuaba a partir de un par de chimeneas ubicadasen uno de los extremos del block a explotar. En el otro extremo se habra de construirotra chimenea para permitir el acceso del personal y el abastecimiento de materialpara los subniveles.

    Entre los principales inconvenientes de este sistema podemos mencionar lassiguientes:

    Los tiros perforados a partir de una galera central deben vencer unempotramiento.

    El gran nmero de embudos que se necesitan preparar. El escaso rendimiento del scraper debido a las frecuentes detenciones cada vez

    que se hace necesario "cachorrear".

  • o Subniveles dobles:

    Entre las ventajas de este sistema con respecto al anterior, se puede sealar:

    Se elimina el inconveniente del empotramiento en los lmites laterales delcasern.

    El cachorreo se efecta en gran parte sobre las parrillas. La mayor dimensin de los embudos permite recibir bolones ms grandes.

    Disminuyen los problemas de destranque.

    Sin embargo, ofreca algunos inconvenientes

    Mayores trabajos de preparacin. El espesor del puente aumenta de 6 a 14 metros (evidentemente este se

    recupera durante la explotacin del nivel inferior) El mayor tonelaje que es necesario evacuar por cada embudo (18000 toneladas

    en lugar de 4250) provocaba un desgaste excesivo de ellos, especialmente enlos puntos P.

    La mala fragmentacin se traduca en un constante "cachorreo" con elconsiguiente problema de mantencin de las parrillas.

  • o Variantes considerando la chimenea de disparo:

    Despus de cada disparo queda entonces una especie de marquesina, situacinaceptable slo en el caso que se tenga una roca firme (como el Soldado por ejemplo).Es un sistema relativamente peligroso en que no conviene generalizar.

    Su principal ventaja es evidente: permite disminuir notablemente los trabajos depreparacin.

    o Sublevel Stoping con zanjas en lugar de embudo:

    Las ventajas de este sistema con respecto al anterior son las siguientes:

    Se elimina el desquinche, bastante demoroso, con el que se consigue unanotable disminucin del tiempo necesario para la preparacin.

    Se obtiene un menor escurrimiento de la "saca" con zanjas en lugar deembudos. En efecto, en el caso de una zanja, en torno a cada punto deextraccin se forma un embudo natural dentro de la "seca", de paredesregulares y lisas, a diferencia de los embudos creados en la roca misma cuyasparedes por lo general muy irregulares provocan atascamiento.

    A diferencia del sistema anterior, en este caso existe una chimenea a la salidadel embudo, ms estrecha que la base misma del embudo. Los atascamientos

  • ser ms frecuentes por lo tanto en dicha chimenea y el trabajo de destranqueresulta as mucho menos peligroso.

    o Sublevel Stoping con doble zanja:

    El ancho del casern se aument al doble y la separacin entre ambas galeras en labase de las zanjas va a depender del sistema de evacuacin utilizado: Scrapers oparrillas.

    Se disminuy adems la distancia entre abanicos a 1,50 m. con el objeto de mejorar lafragmentacin de la roca, de modo que cada disparo arrancable 1850 toneladas. Con368 metros barrenados.

    Con este sistema se disminuy notablemente el volumen de los trabajos depreparacin y se conservan las mismas ventajas del anterior.

  • o Sublevel Stoping con subniveles alternados:

    La utilizacin de maquinaria de perforacin semipesado permiti aumentar la longitudde tiros a 20 metros como tambin su dimetro. Esto permiti a su vez:

    Aumentar la altura de los caserones a 60 metros. Aumentar la distancia entre dos "abanicos" sucesivos (burden) de 1,50 metros

    a 2 metros. Aumentar la distancia entre los tiros de un mismo abanico (medida en el

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

    fondo) de 2 a 3 metros.

    Este sistema actualmente generalizado, con galeras alternadas (una sola por subnivel)ubicadas en los costados de la zona a explotar y que permiten cortar perfectamente loslmites laterales del casern.

    El volumen de trabajos preparatorios alcanzan en este caso, por cada 13 metros decasern o sea 63.000 toneladas de mineral (4,850 por 13) a la siguiente cifra:

    7 avances de 13 metros

    2 chimeneas de 7,5 metros

  • 6,5 abanico de 1045 metros

    Hay que tomar en cuenta que en estos casos el tonelaje preparado por metros decasern es duplicado. O sea, el nuevo sistema mantiene los mismo principios delanterior, solo presenta una modificacin en el aspecto tcnico.

    Potencias de las mquinas perforadoras. Pero, hemos visto que ah reside la ventajafundamental de este nuevo sistema puesto que permite disminuir notablemente lostrabajos de preparacin por tonelada de mineral arrancado.

    e) Ventajas :

    Este mtodo de explotacin se caracteriza por poseer las siguientes caractersticas:

    Es muy econmico. Gran rendimiento. Ningn consumo de madera ya que no es necesario fortificar. Buena ventilacin. Gran seguridad durante el trabajo

    f) Desventajas:

    Entre algunas de las desventajas podemos nombrar las siguientes:

    Mucha preparacin. No es selectivo (vetas con gran potencia). Grandes caserones permanentemente abiertos, la recuperacin del pilar no va

    ms all del 60%.

    2.2. MINADO POR SOSTENIMIENTO ARTIFICIAL:

    2.2.1. MINADO POR ALMACENAMIENTO PROVISIONAL:

    a) Principio:

    En la explotacin por cmara almacn, el mineral se arranca por franjas horizontales,empezando desde la parte inferior del cuerpo y avanzando hacia arriba. Parte delmineral tronado se deja en el casern ya excavado, donde sirve como plataforma detrabajo para la explotacin del mineral de arriba y para sostener las paredes delcasern.

    La roca aumenta su volumen ocupado cerca de un 70 % por la tronadura. Por esto sedebe extraer continuamente un 40 % del mineral tronado durante la explotacin, paramantener una distancia adecuada entre el techo y la superficie del mineral tronado.Cuando el arranque haya avanzado al lmite superior del casern planeado, seinterrumpe el arranque y se puede recuperar el 60 % restante del mineral.

  • b) Perforacin:

    La perforacin puede ejecutarse con tiros horizontales, verticales e inclinados estasmodalidades tienen sus ventajas e inconvenientes.

    La perforacin de tiros horizontales tiene la ventaja de generar un mejor rendimientotanto del metro barrenado como el explosivo. En efecto, como los tiros horizontalesno tienen que vencer el empotramiento, no necesitan pasadura ni tampoco carga defondo, de modo que los metros barrenados y los kilos de explosivo por toneladaarrancada resultan inferiores que con tiros verticales.

    Pero por otra parte, los tiros horizontales tiene como inconveniente el de limitar eltrabajo de perforista especialmente cuando se trata de vetas angostas, debido a queeste debe esperar la eliminacin del esponjamiento de un disparo para continuar consu trabajo; en caso contrario debe trasladarse a otra grada.

    Por eso, cuando se usa perforacin horizontal, es necesaria la creacin de variasgradas o sino, se debe organizar el trabajo de modo que el perforista realice otrasoperaciones como parte del ciclo, por ejemplo, evacuar el esponjamiento,fortificacin, construccin de accesos. En el caso de la perforacin vertical no existeninconvenientes, puesto que es posible perforar, incluso con bastante anticipacin, todala grada del casern.

    Sin embargo, estos tiros verticales tendrn el inconveniente de tener que vencer unempotramiento y sern por lo general ms cortos para permitir la correctaintroduccin de la broca en el tiro, considerando el inconveniente presentado por laaltura entre el piso del mineral arrancado y el techo del casern comprendida entre los2.0 metros a 2.20 metros. Por este motivo es frecuente la perforacin de tirosverticales de solamente 1.60 metros en Shrinkage, lo que evidentemente no puede darbuenos rendimientos del metro barrenado ni un buen consumo de explosivo. Noobstante, mirado desde el punto de vista del principio del mtodo, este inconvenientese traduce en una ventaja, puesto que con tiros cortos y un mal consumo deexplosivos se obtiene una saca de fragmentacin ms fina, lo que facilita el vaciadodel casern.

    Otra solucin sera tambin la perforacin inclinada, que en todo caso resulta msventajosa que la perforacin vertical, pues as es posible disminuir la pasadura, con lacual aumenta la eficiencia del metro barrenado y del explosivo.

    Sin embargo, tiene el inconveniente de resultar ms engorrosa para el perforista yrequiere por lo menos un mayor control. De lo contrario, el obrero rpidamentecomienza a alterar el ngulo de inclinacin.

    En conclusin podemos decir, que es preferible la perforacin horizontal siempre queel perforista disponga de suficiente lugar para efectuar su trabajo.

  • c) Perforacin de la base del casern:

    Sea el yacimiento una veta o una masa mineralizada, es indispensable tener unagalera en la base del casern que permita la evacuacin del mineral arrancado a lasuperficie. El techo de esta galera, llamada base, puede ser un puente natural demineral o puede ser artificial construido ya sea de madera o de perfiles metlicos.

    Se deja un puente natural cuando la roca mineralizada tiene una buena resistenciamecnica. En este caso se crean embudos para recibir la saca y despus evacuarla enforma controlada sobre los carros.

    Estos embudos pueden ser construidos antes de iniciar la explotacin si se deseaevacuar el esponjamiento por gravedad; o despus de la fase total de arranque, para nodebilitar prematuramente el puente natural, de tal manera que el 40 % a evacuarpodra ser extrado a travs de buitras.

    En el caso de una galera base con techo artificial, es indispensable tomar muchasprecauciones durante los primeros disparos, debido a que la saca va a caerdirectamente sobre el techo sin proteccin alguna.

    Como medida de precaucin, se aconseja disparar siempre la primera tajada con tirosverticales, an que despus s all decidido la utilizacin de tiros horizontales, ya quetiene la ventaja de proyectar la saca horizontalmente aminorando considerablementela fuerza de impacto del material sobre el techo de la galera.

    La loza que se coloca encima de los perfiles o de los rollizos, por lo general no sehace de concreto debido a que es necesario romperla posteriormente para el vaciadodel casern. Se utilizan rollizos partidos por la mitad o tablones semi elaborados quepueden correrse lateralmente cuando se desea vaciar los caserones. ( ver fig. 1.1 )

    d) Accesos y ventilacin:

    En la mayora de los casos se crean accesos artificiales desde la galera base y si esposible dentro de un pilar.

    De ser posible la creacin de accesos en ambos extremos del casern, es decir por lospilares que limitan el casern en el caso de una veta, estos sern usados como vas detraspaso de materiales, equipos, personas y ventilacin. Lo que permitir evitar elgasto adicional en la perforacin de una Chimenea por el mineral.

    De esta manera se deber disponer de un circuito de ventilacin artificial en casi todoslos casos, salvo si se tiene varios caserones contiguos lo que permitir tener una solachimenea de ventilacin hacia la galera superior ubicada en uno de los caserones ycreando un circuito obligado del aire mediante compuertas, de modo de ubicar losdiferentes accesos por la galera base.

  • e) Evacuacin del esponjamiento:

    Como as lo define la preparacin del mtodo es necesario evacuar un 40 % delmineral arrancado despus de cada disparo, debido a que el aumento natural queexperimenta el mineral al ser arrancado; esponjamiento, impide el trabajo delperforista. Este esponjamiento puede ser extrado por gravedad o de otras manerascomo veremos a continuacin.

    o Evacuacin por gravedad:

    En este caso se extrae el mineral a travs de embudos construidos en la base delcasern. Se hace descender todo el mineral arrancado cuyo nivel debe ser mantenidolo ms horizontal posible y es aqu precisamente donde reside una de las mayoresdificultades de este mtodo de explotacin.

    Efectivamente, para que el nivel superior del mineral arrancado se mantengahorizontal se debe evacuar exactamente la misma cantidad de saca en cada embudo ysi por algn motivo esta evacuacin no se controla en la forma adecuada, se altera elritmo de produccin del casern respectivo, debindose igualar el nivel a mano. Enotros casos, si se extrae demasiado mineral, el nivel superior de la masa arrancada sealeja mucho del techo del casern impidiendo el trabajo del perforista originndosetodas las complicaciones que es posible imaginar.

    Por estas razones, es fundamental controlar la cantidad de mineral extrado de cadaembudo contando por ejemplo, el nmero de carros llenados en cada uno de ellos;carguo que puede ser efectuado ya sea con pala mecnica si se deja caer el mineral alsuelo, o mediante buzones instalados en el techo de la galera base.

    Otro inconveniente del mtodo consiste en el peligro que significa la formacin debvedas en el mineral arrancado, las cuales pueden derrumbarse repentinamente.

    o Evacuacin por otros sistemas:

    Si se desea eliminar el inconveniente originado por la evacuacin del esponjamientopor gravedad, se puede recurrir a una evacuacin en el mismo nivel del casern,eliminando la parte superior del mineral arrancado (40%) a travs de Chimeneasartificiales que se van construyendo progresivamente en el mineral a medida que laexplotacin avanza. Estas chimeneas pueden ser de troncos de maderas, rollizos, deconcreto o menos frecuentemente, de tubos de acero.

    La marina se puede realizar a mano, con palas auto cargadoras, Scrapers o palasmecnicas. El sistema moderno consiste en utilizar una pala auto cargadora o unScrapers, de modo de eliminar del casern vas frreas y carros. Pero por la naturalezamisma del mtodo es necesario que operen en el mismo casern por lo cual se debeprotegerlas convenientemente antes de cada disparo y luego subirlas a la gradasiguiente.

  • Ahora la cantidad de Chimeneas necesarias para la evacuacin del esponjamiento o,dicho de otra manera, la distancia entre estas, ser funcin del medio utilizado paraefectuar esta evacuacin y su determinacin precisar en cada caso de un pequeoclculo econmico comparativo entre el costo que significa una Chimenea artificial yel mejor rendimiento de la marina que se puede obtener de ella. No se debe olvidar sinembargo la necesidad de tener un nmero prudente de Chimeneas tomando en cuentaque algunas pueden destruirse.

    Sin embargo, si la veta es ancha, estas Chimeneas tienen el inconveniente de quedurante el vaciado del casern van quedando, en el aire y muy a menudo sederrumban lo que dificulta la evacuacin de la saca, especialmente si estas han sidoconstruidas de marcos de rollizos. Por esta razn es conveniente en lo posibleubicarlas en la pared del casern, empotrado bien la parte artificial de ellas.

    Es evidente que este sistema de evacuacin del esponjamiento es ms seguro, peroms caro debido a que necesita ms mano de obra tanto en la marina misma, comotambin en la construccin y mantencin de las Chimeneas.

    En la actualidad el mtodo de acuerdo a las condiciones del mercado y a los continuosavances tecnolgicos ha experimentado algunas modificaciones que han permitido laoptimizacin de recursos y por ende la reduccin de costos. Es as que estos embudosconstruidos en el puente natural o artificial han sido reemplazado por chimeneaslaterales que limitan el block y a su vez cumplen la funcin de traspaso de personas,equipos, servicios, traspaso de mineral y ventilacin, evitando de esta manera laconstruccin de embudos que solo son destinados al traspaso de mineral.

    f) Extraccin de la saca acumulada:

    o Galera base con puente natural:

    Segn este sistema, la evacuacin de la saca se efecta a travs de embudosperforados en el puente natural. Estos se pueden crear antes de empezar el arranque, odespus de la evacuacin del esponjamiento por gravedad o, por ltimo, en la fasefinal de arranque una vez que se ha evacuado el 40% de la saca mediante Chimeneasartificiales de manera de no debilitar intilmente el puente natural.

    La base de los embudos se puede cerrar con buzones o dejarse abierta de modo que elmineral caiga directamente al suelo de donde ser cargado en carros con una palamecnica, que existen en la vecindad una Chimenea de evacuacin del mineral haciaun nivel inferior, puede tambin ser removido por una pala auto cargadora.

    o Galera base artificial:

    En este caso es necesario realizar aberturas en el techo de la galera, comprendidasentre dos vigas contiguas de modo de dejar caer la saca.

  • En algunos casos se cierran estas aberturas con buzones, para llenar directamente loscarros. Se deber dar preferencia a un tipo de buzn metlico, fcil de armar ydesarmar, para poder utilizarlo en diferentes lugares.

    Sin embargo, pese a que parezca ilgico, por lo general se prefiere dejar caer la sacaen el suelo de la galera de donde se carga mediante una pala mecnica.

    Esta solucin se aplica especialmente en los casos en que se tiene una fragmentacinirregular del mineral arrancado, que obligara a la construccin de aberturas y buzonesde grandes dimensiones para evitar que se tranquen. Cabe hacer notar que este ltimosistema condena la circulacin en la galera base impidiendo el acceso a otroscaserones.

    Unos de los inconvenientes que presenta el trabajo con techos artificiales consisten ensu posible destruccin a los derrumbes de bvedas que se pueden crear en el mineralarrancado durante el periodo de vaciado.

    Actualmente el mineral escurre por gravedad a travs de un ore pass, cae al piso delnivel base o de transporte y en seguida es retirado del sector por camiones y cargadopor un cargador frontal.

    o Consolidacin de las paredes:

    Es un aspecto bastante importante en relacin con este mtodo de explotacin, peroque en la prctica no se le presta una atencin adecuada debido principalmente, a quelos tcnicos no toman conciencia de la mala calidad de las paredes durante la fase dearranque a causa de que esas paredes presentan muy poca superficie libre durante estafase, quedando adems sostenidas por el mismo mineral arrancado, los diversossistemas de sostenimiento a que es posible recurrir dependen de la calidad de lasparedes y de la magnitud de los derrumbes que se pueden prever.

    En vetas estrechas por lo general se afirman las paredes colocando rollizosatravesados de caja a caja, lo que mejora la recuperacin.

    Otra posibilidad de sostenimiento, que se puede aplicar en cualquier tipo deyacimiento es el apernado de las paredes ya sea con pernos ubicados en formaespordica cada vez que se nota una zona dbil o colocados de manera sistemtica yunidos entre si mediante palos, hierros, ngulos o mallas metlicas.

    Sin embargo, el sistema ms adecuado para combatir el empuje de las paredesconsiste en dejar pilares de mineral ya sea aprovechando las zonas de mineralizacinpobre o en forma sistemtica, los pilares sistemticos pueden ser de dos tipos:

    Pilares continuos que limitan el casern en ambos extremos. Pilares aislados dentro del propio casern.

    Los pilares continuos ubicados en los extremos del casern, se pueden recuperar alfinal de la etapa de arranque, perforando tiros verticales desde la galera superior

  • hacia abajo y desde la galera base hacia arriba. Si se trata de vetas angostas, cualquierrecuperacin se presenta muy problemtica, lo mismo ocurre con los pilares ubicadosdentro del casern. (Ver fig. 1.2)

    g) Ventajas:

    Las ventajas de este mtodo son fundamentalmente las siguientes:

    1. Una parte importante del mineral arrancado se extrae por gravedad, 100% enel caso que el esponjamiento se extraiga tambin por gravedad y 60% si suextraccin se efecta por buitras artificiales, eso permite disminuir de maneranotable los gastos de marina y aumentar los rendimientos de la explotacin.

    2. Este mtodo permite sostener provisoriamente las paredes laterales del caserncon el mismo material arrancado. Adems, el obrero puede controlar el techodel casern.

    3. En ciertos casos disponer de una reserva de mineral arrancado que puedeextraer de la mina rpidamente y con un alto rendimiento.

    h) Desventajas:

    Las desventajas de este mtodo de explotacin son fundamentalmente las siguientes :

    1. Seguridad, en ciertos casos este mtodo puede ser peligroso debido a laformacin de bvedas durante la evacuacin por gravedad del esponjamiento,puesto que los obreros confinados en la horizontalidad del piso del mineralarrancado, pueden empezar a trabajar y ser repentinamente chupados por elderrumbe de estas bvedas. Tambin se pueden formar bvedas durante elperodo de vaciado del casern que, al derrumbarse, pueden daar el techo dela galera base en el caso que tenga techo artificial.

    2. Dilucin de la ley, el Shkinkage implica, por lo general, una dilucin de la leydebido a que durante la fase de vaciado del casern se mezclan corrientementezonas de estriles que se derrumban de las paredes. Es frecuente que al finalde la fase de vaciado sea necesario desechar capas de mineral de leydemasiado baja disminuyendo an ms la recuperacin del yacimiento.

    3. La recuperacin del yacimiento no es muy buena por varias razones:

    Este mtodo no se adapta bien a la explotacin de aquellas zonasmineralizadas secundarias que se forma alrededor de la mineralizacinprincipal.

    La recuperacin de los pilares es muy difcil y hemos visto que estos pilaresson indispensables. Salvo en casos excepcionales, la recuperacin de unyacimiento de bastante importancia es del orden del 70 a 80 % con estemtodo de explotacin.

    Algunas especies de minerales se oxidan muy fcilmente provocandodificultades relacionadas con la recuperacin en planta. Conocemos varioscasos donde se puede apreciar una prdida de recuperacin de un 5% por solohecho de que los sulfuros metlicos se han oxidado.

  • 4. La posibilidad de produccin instantnea es baja en la primera fase, debido a quese extrae solamente el 40% del mineral arrancado. Claro que una vez finalizado elarranque de un casern, es posible la creacin de un ciclo de produccin ms regular,compensado de este modo la baja produccin de un casern en la fase de arranque concada uno en la fase de vaciado.

    5. La acumulacin de mineral arrancado en los caserones durante la primera fase yantes de alcanzar un ciclo regular de produccin, obliga a una inversin adicionalnecesaria para el arranque del 60% del mineral restante de esos caserones.

    6. Por ltimo, es bastante engorroso controlar los costos y los rendimientos de estemtodo de explotacin, debido a la influencia del mineral acumulado.

    i) Formas de disminuir las desventajas relativas a este mtodo de explotacin:

    Es posible la eliminacin parcial de estas desventajas, adoptando las siguientesmedidas:

    1. Aumento de la velocidad de explotacin. Para ello, la solucin consiste entrabajar con caserones ms reducidos, aumentando tambin los lugares deperforacin. Efectivamente, si es posible explotar de manera ms rpida, seeliminan automticamente algunas de las desventajas, como son:

    La oxidacin del sulfuro ser intensa y las paredes dispondrn de menostiempo en deformarse.

    La fase de vaciado se puede comenzar antes y, por lo tanto, los intereses delcapital que representa este mineral acumulado, se aplican a un perodo mscorto.

    2. Disponer de mayores medidas de seguridad. En lo que a seguridad s refierecomo en:

    Sostenimiento de las paredes. Se debe suponer de antemano, que las cajas vana empujar el mineral arrancado y que, por lo general, se van a derrumbarparcialmente durante el perodo de vaciado.

    Formacin de bvedas. El otro factor importante en relacin con la seguridad,es el que se refiere a la formacin de bvedas en el mineral arrancado. Ladificultad de escurrimiento de la saca proveniente de la escasa diferencia entreel tamao de los bolones y la reducida dimensin del casern.

  • UN CASERON

    VARIOS CASERONES ( fig. 1.2 )

  • 2.2.2. MINADO POR CORTE Y RELLENO:

    a) Principios generales:

    Es un mtodo ascendente (realce). El mineral es arrancado por franjas horizontalesy/o verticales empezando por la parte inferior de un tajo y avanzando verticalmente.Cuando se ha extrado la franja completa, se rellena el volumen correspondiente conmaterial estril relleno), que sirve de piso de trabajo a los obreros y al mismo tiempopermite sostener las paredes del casern, y en algunos casos especiales el techo.

    La explotacin de corte y relleno puede utilizarse en yacimientos que presenten lassiguientes caractersticas:

    * Fuerte buzamiento, superior a los 50 de inclinacin.

    * Caractersticas fsico-mecnicas del mineral y roca de caja relativamente mala( rocaincompetente ).

    * Potencia moderada.

    * Lmites regulares del yacimiento.

    b) Alternativas de aplicacin:

    o Preparacin de la base del casern:

    Al igual que en el mtodo de explotacin SHINKAGE, se debe limitar el casern conuna galera base o de transporte, una galera superior y chimeneas. En lo que agaleras base se refiere se tienen las siguientes alternativas:

    a) GALERIA BASE PROTEGIDA POR UN PUENTE DE MINERAL: Se debertomar en cuenta en este caso la precaucin, una vez arrancada la primera tajada, deconstruir un piso de concreto delgado para separar el relleno del mineral del puente yevitar as que se mezclen en el momento de recuperar el puente.

    b) GALERIA BASE CON TECHO ARTIFICIAL: En este caso se trata de evitar queel relleno del casern se mezcle con el mineral del nivel inferior cuando ste seaexplotado. La precaucin ser la misma que la del caso anterior, con la diferencia queaqu la loza de concreto debe ser mucho mas resistente ( concreto armado ) de manerade soportar el peso del relleno.

    c) GALERIA BASE TOTALMENTE ARTIFICIAL. En el caso de crear una galerabase completamente artificial, se construir un piso de concreto armado con losmismos fines del caso anterior.

  • En cuanto a las buitras de evacuacin del mineral arrancado, se puede decir que engeneral la distancia entre ellas depender de dos factores fundamentales:

    1.- sistema a empleado en la evacuacin del mineral ( a mano o mecanizado ).

    2.- calidad del material con que estn construidas

    No se debe en vacilar en la construccin de buitras de buena calidad en preferencia deconcreto, puesto que despus de la explotacin del casern , sern estas mismas lasque se utilizaran para abastecer los caserones inferiores, lo que permite reducirnotablemente los problemas creados por el abastecimiento del relleno.

    Se conservarn tambin estas buitras, cuando la explotacin sea llevada en formaascendente, con el objeto de evacuar el mineral a un solo nivel de transporteintermedio, tomando en cuenta que dicha construcciones coincidan verticalmente

    Las buitras para relleno se debern correr por el mineral a partir del techo del casernhacia el nivel superior. Su distancia depender principalmente del ciclo de producciny de los medios disponibles para la colocacin del relleno del casern.

    o Perforacin:

    En este mtodo al igual que el SHINKAGE se pueden perforar tirosHORIZONTALES, VERTICALES E INCLINADOS.

    En el caso de tiros HORIZONTALES, no se tiene que vencer un empotramiento yel rendimiento por metro barrenado y uso de explosivo ser mucho mejor. Elinconveniente de la perforacin horizontal reside en el hecho de que en caseronesestrechos, el perforista no puede disponer de suficientes lugares de trabajo.

    En los tiros VERTICALES se tendr siempre que vencer un empotramiento, por locual ser necesario una perforacin con pasadura (sub drilling), lo que disminuye elrendimiento por metro barrenado aumentando consigo el uso de explosivo. La ventajaque posee es que deja suficiente lugar de trabajo al perforista asegurando una buenautilizacin del tiempo.

    Una solucin intermedia consiste en la PERFORACIN INCLINADA ya que esms ventajosa que la perforacin vertical, pues el empotramiento que tiene que venceres ms fcil, disminuyendo consigo la pasadura trayendo consigo las ventajas yavistas anteriormente.

    o Carguo del mineral:

    El mineral arrancado debe ser extrado totalmente y en forma regular del casern. Estaevacuacin se puede realizar de diferentes maneras:

  • a) CON PALA A MANO: Ya sea tirando directamente el mineral en buitras deevacuacin, o llenando carros que se vacan en dichas buitras.

    b) CON SCREAPER: Existen varias posibilidades de instalacin. Una de ellasconsiste en instalar todo el conjunto en el casern mismo, con el riesgo de exponerlo alos disparos y derrumbes del techo, adems de la perdida de tiempo que significacambiarlo de piso cada vez que se termina de explotar una tajada.

    Otra posibilidad seria instalar el huinche con su motor el la galera base o en la galerasuperior. En este caso los cables subiran o bajaran por una chimenea y el huinche semanejara por control remoto. El inconveniente de esta alternativa es que lainstalacin del huinche en la galera base, por lo tanto los cables se deben correr poruna chimenea suplementaria.

    Existen tres alternativas cada una con sus ventajas e inconvenientes.

    b1) CHIMENEAS DE TRES COMPARTIMENTOS: En este caso el compartimientodel medio se utiliza para el movimiento de los cables y para el acceso; y los doscompartimentos laterales para la evacuacin de la saca. Su ventaja es que existen dosbuitras de evacuacin, experimentando as un menor desgaste y en segundo lugar elhuinche permanece fijo, el inconveniente es de ser una solucin cara.( ver fig.2.2 )

    b2) CHIMENEAS DE DOS COMPARTIMIENTO: En este caso se usanalternadamente las buitras para el movimiento de cables y para la evacuacin delmineral, segn el lado del casern que se este limpiando.

    Tiene la ventaja de ser una solucin mas barata y su desventaja es de tener quecambiar cada tiempo la ubicacin del huinche.

    b3) CHIMENEA INDEPENDIENTE PARA EL MOVIMIENTO DE LOS CABLESY PARA EL ACCESO DEL PERSONAL: Esta solucin es la que nos parece msconveniente. Consiste en construir una buitra de concreto armado de seccin circulary gran dimetro para la evacuacin del mineral. Contigua a ella y desplazada ensentido perpendicular a la corrida de la veta, se construye otra buitra de rollizos parael movimiento de los cables y acceso. Tiene la ventaja de ser una solucin barata yeliminar los cambios de ubicacin del huinche, sin embargo, la existencia de una solabuitra de evacuacin es un inconveniente, pues experimenta un mayor desgaste.

    c) CON PALAS MECANICAS CARGANDO EN CARROS O DUMPERS: Sepueden utilizar palas mecnicas pequeas montadas sobre rieles cargando carros opalas montadas sobre oruga si se dispone de dumpers. Como la maquinaria trabajasobre el mismo casern, se debe prever las perdidas de tiempo para los cambios depiso y protegerla en cada disparo.

    d) PALAS AUTOCARGADORAS (L.H.D): Cuando la superficie de la labor esbuena, se favorece el uso de equipo montados sobre ruedas de goma. La accin detransporte consiste en llevar el mineral al coladero de mineral, situado generalmenteen el tajo mismo (ver 2.3)

  • o Construccin de buitres:

    En la parte inferior si estas buitras se construyen de rollizos, su nmero deber estaren funcin de los rendimientos de la marina. Hay que tomar en cuenta que algunasbuitras estarn clausuradas por manutencin debido a que en este caso el desgaste esmayor que en el mtodo shrinkage, puesto que por ello pasan el 100 % del mineralarrancado v/s 40 % del shrinkage.

    Se debe cuidar de trabajar con las buitras siempre llenas, de modo de evitar as losgolpes de los bolones contra la madera en la parte inferior de ellas.

    Adems, se debe forrar interiormente con tablones semielaborados que se clavan a losrollizos y rodearlos de una especie de pirca de piedra tamao regular antes de echar elrelleno, para impedir que se escurra al interior de la buitra.

    En caso que se construyan buitras de buena calidad (concreto armado) se podrestimar su nmero en funcin del rendimiento de la marina. Se tendr as por ej. Unabuitra cada 60 o 30m. Distancia optima para los scrapers o palas autocargadores(L.H.D).

    o Rellenos:

    a) Origen: El material de relleno puede estar constituido por roca estril, procedentede las labores de preparacin de la mina las que se distribuyen sobre la superficie delcasern. Tambin el material de relleno puede ser de relaves (desechos de plantas deconcentracin de minerales) , o arena mezclada con agua, que son transportados alinterior de la mina y se distribuyen mediante tuberas, posteriormente el agua esdrenada quedando un relleno competente. El que a veces se le agrega cemento paraconseguir una superficie de trabajo dura.

    Este relleno debe ser lo mas barato posible, tanto en su obtencin como en suabastecimiento. Segn el caso, su procedencia puede ser la siguiente:

    i) Canteras especiales: Este relleno se obtiene en la superficie, en canterasespecialmente organizadas, con ese objeto para as, abaratar los costos. De todasmaneras, salvo en aquellos casos de canteras de arenas o de materiales dendrticos quese pueden obtener a un costo muy reducido, este sistema es por lo general caro.

    ii) Rellenos de caserones antiguos: ste es relativamente de bajo costo, siendo elinconveniente que estos rellenos se consolidan por la accin de la humedad y de lapresin de las cajas.

    iii) Estriles de plantas de preconcentracin: Se usa cuando la planta est a pocadistancia de la mina, de no ser as, obliga a un mayor costo de transporte del estril.

  • iv) Relleno Hidrulico: Consiste en transportar un relleno constituido por material degrano fino, suspendido en una pulpa en base a agua, que se deja decantar en elcasern.

    v) Relleno Creado In Situ: La obtencin de relleno en el casern mismo puede serventajoso, como por ejemplo en el caso de vetas angostas o de vetas que presentanvariaciones en la mineralizacin.

    b) Abastecimiento del relleno: Considerando la gran cantidad de material atransportar, ste aspecto representa un porcentaje considerable del costo total deexplotacin. Desde el punto de vista de transporte se distinguen dos tipos de rellenos:rellenos secos y relleno hmedos.

    Rellenos secos: Se transporta de manera idntica que el mineral, es decir, se emplearel mismo equipo empleado en el transporte del mineral. De sta manera, el rellenollega a los caserones por la galera superior y es vaciado en las buitras (Ore Pass).

    Rellenos Hidrulicos o Hmedos: Es un caso especial en que la pulpa es transportadapor gravedad a travs de una red de caeras con varios terminales que se introducenen los caserones desde la galera superior por una chimenea o bien por hoyos desondajes entubados.

    o Ciclo de produccin:

    Es importante que en este mtodo de explotacin organizar el trabajo en los caseronesde tal modo que no se produzcan atrasos por la colocacin del relleno, factor queinfluye considerablemente en las posibilidades de produccin de un determinadocasern.

    Es evidente, entonces, que para tiempo, se deber empezar el arranque desde laschimeneas de relleno hacia el centro del casern, de manera que una vez evacuado elmineral arrancado sea posible rellenar inmediatamente esa parte del casern.

    En caso de no existir mecanizacin tanto la extraccin del mineral como la colocacindel relleno es lenta, por lo cual no hay problemas con su abastecimiento. Ahora siexiste mecanizacin, las distancia entre las buitras de evacuacin del mineral esmayor y por lo tanto el volumen que se ocupara para el relleno ser tambin mayor.

    c) Caractersticas generales del mtodo de explotacin:

    a) Posibilidades de aplicacin: Este mtodo tiene posibilidades de aplicacin bastanteamplias, se aconseja especialmente en aquellos yacimientos donde las cajas no sonseguras y las caractersticas mecnicas de la roca no son satisfactorias. Como setrabaja con una altura mxima equivalente a la altura de dos tajadas (2.5 3m.) esposible controlar mediante apernado o acuadura cualquier indicio de derrumbe.

  • b) Seguridad: Este mtodo ofrece bastante seguridad en todo a lo que refiere alobrero contra desprendimiento de roca ya sea del techo o las paredes.

    c) Recuperacin: En general es bastante buena, siempre que se tome la precaucin deevitar prdidas de mineral en el relleno. Cabe agregar, que ste mtodo permite seguircualquier irregularidad de la mineralizacin.

    d) Dilucin de la ley: Puede existir una pequea dilucin de la ley en el momento decargar los ltimos restos de mineral arrancado que quede en contacto con el relleno.Esto se puede evitar estableciendo una separacin artificial entre el mineral y elrelleno, solucin que en casos excepcionales (mineral de gran ley) resultaantieconmico . Entonces se debe aceptar que algo de mineral se mezcle con elrelleno.

    e) Rendimientos: Sus rendimientos se pueden considerar satisfactorios.

    En caserones sin mecanizacin, se alcanza normalmente rendimientos del orden 4-8ton/hombre, segn el ancho del casern. En caserones mecanizados, este rendimientoes duplicado, es decir se alcanza una cifra decente del orden de 14 ton/hombre, sintomar en cuenta el abastecimiento del relleno. Si se trata de relleno hidrulico, concaserones mecanizados, se obtienen rendimientos netamente superiores.

    d) Ventajas:

    - La recuperacin es cercana al 100%.- Es altamente selectivo, lo que significa que se pueden trabajar secciones de

    alta ley y dejar aquellas zonas de baja ley sin explotar.- Es un mtodo seguro.- Puede alcanzar un alto grado de mecanizacin.- Se adecua a yacimientos con propiedades fsicos mecnicas

    incompetentes

    e) Desventajas:

    - Costo de explotacin elevado.- Bajo rendimiento por la paralizacin de la produccin como consecuencia

    del relleno.- Consumo elevado de materiales de fortificacin

  • 2.3. MINADO POR HUNDIMIENTO:

    2.3.1. MINADO POR HUNDIMIENTO DE SUBNIVELES:

    a) Introduccin:

    El mtodo Sublevel Caving naci originalmente como un mtodo aplicable a rocaincompetente que colapsaba inmediatamente despus de retirar la fortificacin. Seconstruan galeras fuertemente sostenidas a travs del cuerpo mineralizado, seretiraba la fortificacin y el mineral hunda espontneamente para luego sertransportado fuera de la mina. Cuando la dilucin llegaba a un punto excesivo, seretiraba otra corrida de fortificacin y se repeta el proceso. Este mtodo tenia altadilucin y poca recuperacin, pero fue el nico aplicable a ese tipo de roca en esostiempos dada la tecnologa involucrada.

    En pocas recientes, el mtodo ha sido adaptado a roca de mayor competencia querequiere perforacin y tronadura. Evidentemente dej de tratarse de un mtodo dehundimiento en referencia al mineral, pero el nombre original ha perdurado.

    b) Descripcin general:

    o Configuracin Tpica:

    En el mtodo Sublevel Caving se desarrollan galeras paralelas separadasgeneralmente de 9 a 15 m. en la horizontal, conocidas como galeras de produccin(llamadas comnmente tambin cruzados de produccin XP). Los subniveles seubican a travs del cuerpo mineralizado en intervalos verticales que varan, en lamayora de los casos, de 8 a 13 m. La explotacin queda de este modo diseada segnuna configuracin geomtrica simtrica.

    Generalmente, el acceso a los subniveles es por medio de rampas comunicadoras.

    Los subniveles estn comunicados adems por medio de piques detrs pasos con unnivel de transporte principal que generalmente se ubica bajo la base del cuerpomineralizado.

    Las galeras de produccin correspondientes a un mismo subnivel se conectan en unode los extremos por una galera de separacin o slot y en el otro extremo una galerade comunicacin, en esta ltima, s en encuentran los piques de traspaso.

    La galera de separacin sirve para construir chimeneas de ranura que permiten lageneracin de una cara libre al inicio de la produccin de la galera.

    El mtodo Sublevel Caving se aplica generalmente en cuerpos subverticales comovetas, brechas y diques. Tambin puede ser aplicado en cuerpos horizontales osubhorizontales que sean de gran potencia. La configuracin de los subniveles sepuede adecuar a los distintos cuerpos y a formas irregulares; se distinguen dos

  • configuraciones principales: en cuerpos anchos se usa una configuracin transversal;cuando el cuerpo es angosto esta configuracin es impracticable, por lo que lasgaleras deben girarse en la direccin del cuerpo adoptando una configuracinlongitudinal.

    o Operacin del mtodo:

    La operacin consiste bsicamente en la perforacin de tiros en abanico desde lossubniveles hacia arriba, atravesando el pilar superior, la posterior tronadura de lasperforaciones, el carguo y transporte secundario del mineral tronado hasta los piquesde traspaso y su posterior transporte desde los buzones de descarga del nivel detransporte principal hacia su lugar de destino. En la se aprecian las distintas etapasinvolucradas.

  • AI comienzo de la explotacin, se debe producir el hundimiento desde el nivelsuperior, este se consigue generando un rea de radio hidrulico superior al que resistela roca o induciendo el hundimiento por medio de explosivos. Para conseguir un radiohidrulico adecuado, se puede construir el subnivel superior similar al mtodo deCaserones y Pilares y posteriormente extraer los pilares.

    A medida que se extrae el mineral, el estril adyacente hunde, rellenando el espaciocreado y llegando a producir subsidencia en la superficie. De esta forma, el mineral insitu se ve rodeado por tres caras de material hundido (cara, frente y costado). El flujomasico parcial (B), tiene contacto con el plano vertical de la frente del subnivel,mientras que la zona restante del elipsoide (A) tiene un flujo gravitacional normal(Figura N" 4.2).

    AI producirse la extraccin en los frentes de las galeras de produccin, se produce elescurrimiento del mineral y del material quebrado; este escurrimiento se comportasegn lo que se conoce como flujo de material grueso.

    La extraccin desde un frente de galera de produccin, llamado tambin punto deextraccin, continua hasta que ingresa estril en una cantidad tal que la ley extrada yano es econmica, en este momento, s trona la corrida de abanico contigua y se repiteel proceso.

    La produccin en este mtodo proviene, tanto de los frentes de extraccin, como delas labores de desarrollo realizadas en mineral; generalmente, entre un 15 a un 20% dela produccin proviene del desarrollo de nuevos subniveles.

  • Se ha podido demostrar que el ingreso de estril va en aumento a medida que progresala extraccin y aparece generalmente luego de extraer un 50% del tonelaje totaltronado, sin embargo, existen numerosos factores que pueden apresurar o retardar suaparicin.

    Para un buen control de la dilucin se requieren viseras fuertes y una buenafragmentacin. La visera es la esquina formada por el extremo superior de las galerasde produccin y el frente de stas, entonces, para tener estas condiciones el mineraldebe ser lo suficientemente competente como para autosoportarse sin- excesivafortificacin y debe permitir la perforacin y tronadura de tiros de ms de 15 m. delargo, para generar as viseras resistentes.

    El estril o roca de caja debe ser lo suficientemente incompetente como paraquebrarse espontneamente y hundir. Para conseguir una menor dilucin es

  • aconsejable que el estril quiebre con una fragmentacin mayor que la del mineraltronado.

    c) Ventajas:

    Las principales ventajas de este mtodo se detallan a continuacin

    - El mtodo puede ser aplicado en roca "de muy competente a moderadamentecompetente".

    - Puede adecuarse a cuerpos irregulares y angostos.

    - Es un mtodo seguro ya que todas las actividades se realizan siempre dentro de lasgaleras debidamente fortificadas y nunca en caserones abiertos.

    - Dadas las caractersticas de configuracin y de operacin, este mtodo es altamentemecanizable, permitiendo importantes reducciones de costos operativos.

    - Todas las actividades que se realizan son especializadas, simplificndose elentrenamiento y mano de obra requerida.

    - AI no quedar pilares sin explotar, la recuperacin puede ser alta.

    - El mtodo es aplicable a recuperacin de pilares en faenas ya explotadas.

    - Las galeras se distribuyen segn una configuracin uniforme.

    - Se puede variar el ritmo de produccin con facilidad permitiendo gran flexibilidad.

    - La estandarizacin y especializacin de las actividades mineras y del equipamientopermite una alta flexibilidad de las operaciones y una utilizacin de los equipos endistintos niveles.

    - Las actividades mineras son de fcil organizacin ya que existe poca interferenciaentre ellas.

    - Se puede llevar la perforacin adelantada lo que da holgura en caso de imprevistos.

    - Efectuar los desarrollos en mineral, permite obtener beneficios en el corto plazo eincluso en el periodo de preparacin. Adems permite un mejor reconocimiento delcuerpo mineralizado y disponer de mineral para efectuar pruebas y ajustes de losprocesos metalrgicos involucrados.

  • d) Desventajas:

    - Se debe admitir un cierto grado de dilucin del mineral.

    - Se debe implementar un control de produccin acucioso.

    - Existen prdidas de mineral; al llegar al punto limite de extraccin, el mineralaltamente diluido remanente se pierde, adems se pueden generar zonas pasivas, esdecir, sin escurrimiento, lo que implica prdidas.

    - El mtodo requiere un alto grado de desarrollos.

    - Al generarse el hundimiento, se produce subsidencia, con destruccin de lasuperficie, adems, las labores permanentes como chimeneas de ventilacin y rampasdeben ubicarse fuera del cono de subsidencia requirindose mayor desarrollo.

    2.3.2. MINADO POR HUNDIMIENTO DE BLOQUES:

    a) Introduccin:

    En la explotacin por Block Caving, , conviene minimizar las concentraciones deesfuerzos en el nivel de produccin y pilar de proteccin, para mantener establesgaleras de extraccin; y por otra, conviene maximizar la concentracin de esfuerzossobre el nivel de hundimiento para producir la socavacin y mejorar la fragmentacindel mineral.

    La estabilidad en las labores de extraccin ha sido optimizada mediante unaorientacin adecuada.

    Los trabajos tendientes a romper la base de un bloque determinado, tienen su inicio enel diseo de la malla, la cual determinar las caractersticas del resto de las galerascomponentes del sistema. La determinacin de la malla depende fundamentalmentede las caractersticas de la roca.

    El xito en el hundimiento de un bloque, independiente de las caractersticas dehundibilidad de la roca, depende de los factores fundamentales que son:

    A. La base del bloque deber fracturarse completamente; si se quedaran pequeasreas sin quebrar, ellas actan como pilar, transmitindose grandes presionesdesde el nivel de hundimiento hacia el de produccin, las que pueden llegar aromper el pilar existente entre ellos, afectando completamente la estabilidadde las galeras del nivel de produccin. Esto trae consigo un aumentoimportante en los costos de extraccin.

    B. La altura de socavacin inicial proporcionada por la tronadura, debe ser talque no se produzcan puntos de apoyo del bloque que impidan o afecten elproceso de socavacin natural inmediata.

  • b) Principio del mtodo:

    Los esfuerzos que actan en un lugar, y a cierta profundidad de un yacimiento, tienensu origen en el peso de las rocas hasta la superficie, y en los fenmenos externos deun yacimiento, tales como: Movimientos "horizontales, debido a movimientos deplacas en la corteza terrestre. Todo macizo rocoso permanece en equilibrio mientrasno se cree una cavidad lo suficientemente extensa en su interior, de modo de romperel equilibrio existente, creando una redistribucin de esfuerzos en su alrededor.

    La estabilidad de sta cavidad depender de sus dimensiones, competencia de la rocay de los esfuerzos existentes en el rea. Si la resistencia de la roca, no es lo suficientepara soportar el cambio de solicitacin, sta socavar hasta llenar la cavidad conmaterial fragmentado de distintas densidades. Una vez llena la cavidad se genera unafuerza de reaccin que restablece el equilibrio.

    Si se extrae el mineral fragmentado, a medida que se socava, el equilibrio no serestablece y la socavacin continuar hasta la superficie.

    El Block Caving se basa en ste principio, el cual consiste en crear una cavidad demanera que la dinmica de desplome no se detenga, extrayendo el mineral por unamalla de puntos ubicados en la base del block.

    El mtodo de explotacin por Block Caving se define luego, como el derrumbamientode bloques por corte inferior, el mineral se fractura y fragmenta gracias a las tensionesinternas y efecto de la gravedad. Por consiguiente se necesita un mnimo deperforacin y tronadura en la extraccin del mineral.

    La palabra bloque est referida al sistema de explotacin, en que el yacimiento sedivide en grandes bloques de varios miles de metros cuadrados. Cada bloque se cortapor la zona inferior; es decir, se excava practicando una ranura horizontal mediantetronadura.

    De sta forma queda sin apoyo el mineral que est por encima (millones de toneladas)y las fuerzas de gravedad que actan sobre sta masa producen una fractura sucesivaque afecta al bloque completo. Por ltimo y debido a las tensiones de la roca, seproduce la fragmentacin del material, el cual puede extraerse por medio de piques omediante cargadores.

    c) Campo de aplicacin:

    Bsicamente, el mtodo de explotacin Block Caving, es un sistema normalmenteusado para extraer depsitos profundos, masivos, de bajas leyes en CU, Mo, Fe.

    Hoy en da, la produccin masiva de extraccin de menas subterrneas, bajocondiciones favorables, es una de las ms eficientes, con bajos costos de minas.

  • Este mtodo se utiliza en numerosos yacimientos de grandes dimensiones; en general,yacimientos de alto tonelaje, que cubren una extensa rea y son muy potentes.Usualmente, la produccin est en un rango de 10.000tn. A 100.000tn. Por da.

    Su campo de aplicacin es muy amplio. Se puede aplicar tericamente en cualquiertipo de roca no demasiado resistente a la traccin y cualquiera que sean lascaractersticas de la roca encajadora, pero es preferible que la resistencia de la rocaque se explota sea menor que la de la roca encajadora.

    La explotacin por Block Caving, es un mtodo econmico bajo condicionesfavorables. El extenso trabajo de desarrollo que tal explotacin conlleva y el tiempoque se emplea hasta alcanzar la plena capacidad de produccin, son losinconvenientes de partida. Por otra parte existen ciertos riesgos de derrumbamientos yfragmentacin, que estn fuera de los controles de minera.

    En general, los yacimientos ms favorables para la aplicacin del mtodo dehundimiento por bloques son los grandes intrusivos de cobre porfirico, yacimientos deHierro, tanto sedimentarios como intrusivos, etc. Estos depsitos debern estarubicados a gran profundidad y debern poder ser extrados a costos inferiores que porun mtodo a cielo abierto. Los depsitos deben tener grandes reservas, cubrir un reaextensa y tener una altura relativamente grande. La mayora de estos depsitos seexplotan a gran escala durante un periodo bastante largo, de tal forma que justifiquenla gran inversin requerida para ponerlos en produccin.

    d) Caractersticas de la explotacin por hundimiento:

    La explotacin por hundimiento se basa en que tanto la roca mineralizada como laroca encajadora est fracturada bajo condiciones ms o menos controladas. Laextraccin del mineral crea una zona de hundimiento sobre la superficie por encimadel yacimiento. En consecuencia es muy importante el establecer un proceso defracturacin continuo y completo, ya que las cavidades subterrneas no soportadas,presentan un riesgo elevado de desplomes repentinos que originan graves efectos aposterioridad en el funcionamiento de la explotacin.

    Las caractersticas de la roca constituyen el factor esencial del comportamiento delmineral frente al hundimiento. Es necesario no solamente que el hundimiento ocurra,sino que adems el mineral presente una granulometra adecuada.

    La fragmentacin de la roca es provocada ms por las fatigas de traccin que por lasde compresin, de modo que la tendencia ser de tener mineral mejor fragmentado enel centro el bloque que en los extremos. Este tiene la ventaja de evitarla mezcla delmineral til con el material proveniente de la roca encajadora.

    En la explotacin por Block Caving, por una parte, conviene minimizar lasconcentraciones de esfuerzos en el nivel de produccin y pilar de proteccin, paramantener estables galeras de extraccin; y por otra, conviene maximizar laconcentracin de esfuerzos sobre el nivel de hundimiento para producir la socavaciny mejorar la fragmentacin del mineral.

  • La estabilidad en las labores de extraccin ha sido optimizada mediante unaorientacin adecuada.

    Los trabajos tendientes a romper la base de un bloque determinado, tienen su inicio enel diseo de la malla, la cual determinar las caractersticas del resto de las galerascomponentes del sistema. La determinacin de la malla depende fundamentalmentede las caractersticas de la roca.

    El xito en el hundimiento de un bloque, independiente de las caractersticas dehundibilidad de la roca, depende de los factores fundamentales que son:

    a) La base del bloque deber fracturarse completamente. Si quedaran pequeas reassin quebrar, ellas actan como pilar, transmitindose grandes presiones desde el nivelde hundimiento hacia el de produccin, las que pueden llegar a romper el pilarexistente entre ellos, afectando completamente la estabilidad de las galerias del nivelde produccin. Esto trae consigo un aumento importante en los costos de extraccin.

    b) La altura de socavacin inicial proporcionada por la tronadura, debe ser tal que nose produzcan puntos de apoyo del bloque que impidan o afecten el procesodesocavacin natural inmediata.

    El primer caso, o sea, la formacin de pilares, se evita con un adecuado diseo deperforacin y, especialmente, con un correcto carguio de los tiros. En todo caso, si severifica la existencia de un pilar, se interrumpe la etapa de hundimiento, concentrandolas actividades en eliminarlo completamente, para poder continuar con la secuencia de"quemadas". En el segundo caso, para evitar los posibles puntos de apoyo del bloque,una vez tronada la base, es necesario determinar previamente la altura que debealcanzar la socavacin producida por la tronadura.

    La extraccin en cada punto debe ser controlada con sumo cuidado de manera deevitar contaminaciones del mineral con el estril. El contacto mineral-estril debemantenerse segn un plano bien definido que pueda ser horizontal o inclinado.

    En general, con el mtodo Block Caving, se puede recuperar el 90% del mineralcomprendido por la zona de explotacin. Este coeficiente de recuperacin dependeprincipalmente de la forma en que se efecta la extraccin del primer tercio de laproduccin del block.

    2.4. MTODOS COMBINADOS:Se llaman combinados los mtodos de laboreo en que el piso se divide en cmaras ypilares de entrecmaras de dimensiones relativamente prximas, que alternan de unmodo regular y que son explotados consecutivamente en dos etapas por los mtodos delaboreo distintos. Estos mtodos se aplican en la explotacin de yacimientos potentes ymuy potentes.

  • Las cmaras y los pilares suelen disponerse con su lado largo en sentido transversal delrumbo del cuerpo mineralizado; la anchura de las cmaras vara entre 5 y 25 metros y lade los pilares, de 4 a 20 metros.Segn sea la variante adoptada para la explotacin de las cmaras, se distinguen losmtodos de explotacin combinados siguientes: con cmaras no entibadas, conalmacenamiento del mineral y con relleno.Con los mtodos del primer grupo, las cmaras son explotadas mediante una de lasvariantes del mtodo de arranque del mineral en sub pisos o por pisos y cmaras, entonto que los pilares (por ejemplo, el pilar de base de las cmaras).


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