7 Uda Mineria Subterranea

La Universidad de la Región de Atacama

Métodos de Explotación 302 - 601

Minería Subterránea Introducción

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Explotación Subterránea La Minería Subterránea

es aquella explotación de recursos mineros que se

desarrolla por debajo de la superficie del terreno. En la minería Subterránea, la extracción de estéril suele ser prácticamente insignificante a lo largo de la vida de la mina, pues solo procederá de labores de acceso y preparación.

En este grupo de métodos, el control del terreno o de los caserones, una vez extraído el mineral, es una de la consideraciones mas importantes que intervienen en la forma de explotar un yacimiento

Actividad 01: Vea el siguiente video para comprender el ambiente de la minería subterránea

http://www.youtube.com/watch?v=_NEBJ_NnGN8 http://www.youtube.com/watch?v=0W2CuyYmwdc

La

explotación

correcta

de

una

mina

subterránea requiere una red cuidadosamente

planificada de piques, galerías, rampas y chimeneas. Estas

labores

permitirán

el

yacimiento, la circulación de

acceso

al

personal o

maquinaria, la extracción de mineral y estéril, la ventilación de las labores, etc.

En Chile el único proyecto que va a pasar de Rajo Abierto a subterránea es

Chuquicamata debido al gran tamaño que ha alcanzado y sabiendo que hay mineral debajo de la actual explotación y también debido a que en las condiciones actuales, los costos son muy altos y crecientes. Esto también está sucediendo con el mellizo que tiene “Chuqui” en Estados Unidos, que es Bengham Canyon, una mina de Río Tinto en Utah, USA. Ambas compitieron durante mucho tiempo por cuál era el pit más grande del mundo, hoy también deben pasar a minería subterránea”

Actividad 02 Leer la entrevista de Fernando Reyes, gerente de Desarrollo de Negocios de SKM Chile en revista Área Minera Titulo: “Minería subterránea: Es la minería del futuro.” http://www.aminera.com/historico/54-contenido/40387-mineria-subterranea-es-la-mineria-del-futuro.html

Minería Subterránea Instalaciones

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Componentes de una Mina Subterránea Desarrollos (Accesos) Accesos principales (rampa, piques) Accesos secundarios Niveles/chimeneas de ventilación Preparación (Infraestructura) Niveles de extracción Niveles de perforación Sistema de traspaso de mineral Chimenea “slot” o de cara libre

Superficie Topográfica

Preparación (infraestructura)

Desarrollo (accesos)

UBE

La infraestructura en una mina subterránea debe cumplir diversos roles, como por

ejemplo: - Permitir el acceso a unidades de explotación (Caserones). - Cumplir con funciones de Extracción y Transporte de mineral.

- Cumplir con funciones de Ventilación y drenaje de la mina. - Albergar oficinas, taller de mantención de maquinaria, polvorines, refugios. - Sus dimensiones deben ser mínimas por costos asociados (construcción y soporte)

La infraestructura de mina Carola

La infraestructura de mina Atacama Kozan

Minería Subterránea Desarrollos

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Accesos Principales

Corresponden a aquellas labores que comunican el cuerpo mineralizado con la superficie, para su respectiva explotación. Los accesos pueden ser:

Socavones (Adit) Piques, que pueden ser verticales (vertical shaft) o inclinados ( inclened shaft o chiflones) Rampas (declines o ramps)

Para desarrollar los accesos se debe proceder de acuerdo a un plan bien

determinado, basado en la información obtenida con anterioridad a la exploración, teniendo en consideración a lo siguiente.

-Sacar mineral útil. - En una labor horizontal de sección definida, solo puede transportarse una cantidad limitada de mineral u otro elemento. - Una extracción mayor, significa desarrollar una mayor cantidad de labores. -Tener presente que el costo por tonelada, en una labor de desarrollo es mas que caro que al extraer una tonelada de mineral durante la explotación.

Los desarrollos pueden clasificarse, según su productividad, como:

Desarrollo productivo: El avance se realiza extrayendo mineral, lo que se utiliza bastante donde la mena es mas blanda que el estéril de vetas de potencia media.

Desarrollo improductivo: Cuando el avance se realiza en estéril.

Minería Subterránea Accesos mediante Socavón

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Acceso principal mediante Socavón El socavón es una labor horizontal o con una pequeña inclinación que solo tiene una entrada, que permite el ingreso y salida de una mina subterránea, Con una pendiente de un

10 – 12 %

para permitir el movimiento de la maquinaria minera

autopropulsada y para el uso de correas transportadoras es de un 15%. El socavón es mas económico, mas rápido y mas seguro de construir que un pique.

Loa accesos principales mediante se utilizan para el acceso del personal y maquinaria a los caserones, transporte

de mineral y estéril, etc. En ellas

transportes, conducciones, cables eléctricos, etc.

se instalan las vías,

Su forma puede ser trapezoidal o aproximadamente semicircular. Si las características del terreno lo exigen, se fortifican. En el piso se excava un canal que permita la evacuación de aguas.

Ejemplo Proyecto Chuquicamata Subterráneo

Una rampa para la correa para el transporte principal de mineral, con un trazado recto y longitud aproximada de 7.000 m, y formada por correas en serie con pendiente ascendente desde interior mina de 15%, que conducirá el mineral desde interior mina al stock pile en superficie.

Antes de diseñar un socavón o cualquier otro tipo de labores mineras, se deben

considerar varios aspectos:

-Características geológicas del macizo rocoso (litología, meteorización, estructuras, etc.) - Análisis de las características mecánicas del macizo rocoso (determinación de esfuerzos, resistencia de la roca intacta y del macizo rocoso, etc.) - Levantamiento topográfico.

Métodos constructivos

Para construir labores horizontales existe una variada gama de métodos y equipos. Los métodos constructivos pueden ser

Métodos no convencionales Métodos convencionales

Métodos no convencionales

Entre los métodos no convencionales encontramos el uso de maquina tuneladoras (TMB) y Roadheader, entre otras utilizadas principalmente en la minería del carbón.

En nuestro país existen dos experiencias mineras con el uso de tuneladoras, una de Codelco Chile División El Teniente y la otra en Anglo American División Los Bronces. El Teniente, 11 Km de longitud y 4,6 metros de diámetro. Rendimiento de 285 metros por mes y un costo de 1000 US$/metro. (Wirth TBS III 458/480H) Los Bronces, 8 km de longitud y 4,5 metros de diámetro. Rendimiento de 23 metros por día. (SELI Doble Escudo Universal Compacto DSU450)

En general los métodos no convencionales no se utilizan en los proyectos actuales

para la construcción de labores mineras por las siguientes razones:

-La inversión inicial es muy alta, en comparación a los métodos convencionales. - La forma de la labor es siempre circular lo que implica extraer roca adicional. - La TMB no puede cambiar la dirección mientras esta en operación. No se puede acomodar en interior mina para cambiar la dirección. - Cuando la pendiente de la labor es positiva la tuneladora pierde empuje

- El costo operacional es mucho mayor que con Perforacion y tronadura para labores

menores de 8 Km de longitud.

Pero con ciertas modificaciones de una TMB ya es posible pensar en su utilización.

Métodos convencionales

Los métodos convencionales son aquellos de rompimiento y extracción discontinua. De la calidad del macizo rocoso dependen las operaciones que deban ejecutarse. Entre los mas destacados esta el método a tajo abierto, el método austriaco y el de Perforacion y tronadura, este ultimo es el mas utilizado en la minería metálica.

Métodos de Perforacion y tronadura Las operaciones unitarias principales del método de Perforacion y tronadura, para la construcción de un socavón o cualquier labor horizontal son: Marcado de frente Perforacion Tronadura Ventilación Carguío Transporte Acuñadura Fortificación

Dimensiones de una Galería

Las dimensiones son de acuerdo a los equipos y la legislación (0,5 metros de ancho). Si la galería es de mas de 100 metros desquinches) cada 30 metros.

de largo se deben ubicar refugios (estocadas o

Estaciones de paso

Son desquinches en las galerías que se utilizan para permitir el paso de equipos en interior mina.

Estocadas

Galerías cortas para distintos usos: Almacenamiento mineral (frontón de acopio) Punto de carguío (frontón de carguío) Refugios para personal Estaciones de sondajes

Acceso a Chimeneas de ventilación

Plano del Nivel de transporte de un Sub Level Stoping.

Minería Subterránea Accesos mediante Piques

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Accesos mediante piques Su finalidad suele ser la de conectar las instalaciones de superficie con instalaciones subterráneas.

las

Se utilizan para la extracción de mineral y estéril,

transporte de personal y maquinaria, ventilación, etc. Suelen ser verticales, aunque

en algunos casos pueden seguir la inclinación del cuerpo mineral.

El diámetro de un pique puede variar entre 1 ó 2 metros, para pozos de servicio,

hasta 8 ó 10 metros en minas importantes. Pueden tener secciones circulares, o elípticas,

que resisten mejor las presiones del terreno, o rectangulares, que

presentan un mayor coeficiente de utilización. Pueden alcanzar varios centenares de metros de profundidad.

Suelen llevar entibación, sobre la que se apoyan las guías por las que se mueven

las jaulas o skips.

Construcción de piques.

Mina las Vacas

Mina Las Vacas por la Sociedad Minera Don Alberto, en la 4 región de Chile posee un sistema de extracción vertical, utilizando los piques Vaca y Don Alberto para su producción de oro y cobre.

El pique Don Alberto accede a todos los niveles de la

mina y por el se extrae el 80% de la producción de la mina. Existen 12 niveles en la mina, explotando mayormente los nivel 1, 7, 9 y 10 , la cota inferior se encuentra a -280, correspondiendo a 520 metros verticales desde la superficie. La mina utiliza los métodos de explotación Strinkage y Cut and Fill

Minería Subterránea Accesos mediante Rampas

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Acceso mediante rampa

La rampa de acceso es la denominación que se le da a las labores que se utilizan para ingresar y acceder al los distintos caserones de los niveles de producción.

Las dimensiones de las rampas de acceso deben ser las apropiadas para el libre tránsito de los equipos que se utilizaran para extracción y preparación de los laboreos. ( LHD, camiones de bajo perfil, perforadoras, Grúas, etc.)

Mina El Peñon

Las rampas se construyen generalmente por estéril y se les agrega una carpeta de

material fino, la cual, es regada constantemente para evitar el levantamiento de polvo y desgaste excesivo de neumáticos de los equipos.

Las dimensiones de las rampas de acceso en mina comúnmente varían de 2 metros

de ancho y 2 Metros de alto a una sección de 6 x 6 y una pendiente máxima del 15% para el transito de los equipos.

Minera Carola 6 x 5 pendiente promedio 10% Punta del Cobre 5 x 5 pendiente promedio 8 – 10%

Generalmente el diseño de curvas de alta velocidad es operacional, para el giro de

los equipos involucrados en las operaciones.

Tipos de rampa Rampa tipo 8 o lemniscata

Rampa circular

Rampa Elíptica

Secuencia de ejecución

Se deben efectuar cálculos para determinar la longitud total de la rampa en los

tramos entre niveles, estos cálculos se deben efectuar con diferentes alternativas de gradientes, para estimar el costo de su ejecución

Ejemplo diferencia en 60 metros de altitud Costo US$ alternativas

gradiente

Distancia inclinada

Distancia horizontal

Unitario

Total

1

10%

603 m

600 m

1000-1200 m

603000 - 723600

2

12%

504 m

500 m

1000-1200 m

504000 – 604800

3

14%

432 m

429 m

1000-1200 m

432000 – 518400

4

15%

405 m

400 m

1000-1200 m

405000 – 486000

5

16%

380 m

375 m

1000-1200 m

380000 – 456000

6

17%

358 m

353 m

1000-1200 m

358000- 429600

D.I = Raíz (D.H²+Dif.cota²)

D.H = (dif. Cota(m)/gradiente)x100

Minería Subterránea Labores de Preparación

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Preparación La labores de preparación o conocidas como infraestructura de la mina, se define como la construcción de una red cuidadosamente planificada de galerías (niveles), chimeneas, piques de traspaso, cruzados y todas las formas básicas de excavación de rocas, que son

necesarias para que la producción se realice en forma eficiente, efectiva y segura. La configuración y disposición de estas utilizar.

labores dependerá del método de explotación a

Los yacimientos horizontales o pocos inclinados la preparación se hace mediante labores de transporte que dividen el cuero en paneles.

Por el contrario, si el manteo (inclinación del cuerpo mineralizado) e fuerte se utilizan esquemas de galerías longitudinales, paralelas a a corrida de la veta, que se ubican una sobre la otra, conformando los niveles, y que se determinan o definen de acuerdo al método de explotación proyectado. Las labores trazadas en diferentes niveles se unen por medio de rampas y/o chimeneas.

Cuando se trata de yacimientos masivos, estos se dividen en niveles en cada uno de ellos se construye una red de galerías longitudinales y transversales. En otras palabras, se dispone de la infraestructura necesaria tanto para vetas como para mantos, al mismo tiempo.

Como ya se a dicho, las labores de preparación pueden ser galerías ( transversales o longitudinales, de transporte o Perforacion, etc.), que se construyen de la misma forma que los socavones, además pueden ser piques de traspaso o chimeneas. Estos dos últimos tipos de labores son del tipo vertical o semi-vertical, los cuales se diferencian de los piques tradicionales por la siguientes razones:

Niveles de Producción (NP):

Laboreos mineros destinados y diseñados para la obtención de recursos mineros, donde se realizan las perforaciones y posteriores tronaduras de los tiros denominados Under Cut, radiales y banqueo, los cuales darán origen al caserón. Las dimensiones de los NP varían en cuanto a Rampas. Para mina Punta del Cobre las dimensiones de los NP son de 5.5 metros de ancho por 4.8 metros de alto.

Galerías de transporte (GT):

La Galería de transporte es donde se realiza el carguío y punto de origen para el transporte de mineral producto de las eventuales tronaduras en los niveles de producción. Las dimensiones de las galerías de transporte en mina Punta del Cobre son de 5.5 metros de ancho y 4.8 metros de alto y de 5.5 metros de ancho y 5.5 metros de alto para las GT principales.

Estaciones de Carga:

La estación de carga es el lugar que posee las dimensiones apropiadas para el carguío del material sobre los equipos Dumpers y favorecer el tránsito expedito de los equipos que se desplazan en dirección opuesta.

Por lo general en una mina estos lugares se encuentran en la intersección de una GT y un CZ o en las cercanías de un lugar destinado para el acopio de material.

Cruzados (CZ): Lugar de extracción de mineral, ya sea, mediante Cargador Frontal o por LHD. Los cruzados son ventanas de comunicación entre la Galería de Transporte y el interior del caserón. Los cruzados tienen en mina Punta del Cobre las siguientes dimensiones, 5.5 metros de ancho y 4.8 metros de alto. La separación puede variar de 10 a 15 metros. Y el largo de unos 15 -20 metros

Chimeneas (Galerías verticales)

Generalmente son construidas de abajo hacia arriba, conocida como chimeneas que sirven como conexiones, verticales o inclinadas, entre diferentes niveles de trabajo. Se perforan para tareas de producción como de servicios. Tienen sección cuadrada, rectangular o circular.

Entre sus principales usos están:

Traspaso de mineral Cara libre para inicio de unidad de explotación (slot)

Vías para el movimiento de personal Vías para el traslado de materiales, insumos y equipos Evacuación de personal en caso de siniestros Ductos de ventilación

Métodos constructivos

Existen varios métodos de construcción, tanto convencionales como no convencionales.

Método tradicional de Perforacion y tronadura Plataforma alimak Plataforma Jaula Jora Método VCR Método Raise Borer Método Roger Machine

Chimeneas Raise Borer

Lo normal son diámetros de 2,4 m a un costo de 4000US$

y de 3,0 m a

un costo de 5000US$, aproximadamente metro.

el

Chimeneas Tradicional

Lo normal son secciones de 2x2 o 2,5 x 2,5

a un

costo de 1500US$ el metro

Chimeneas de Cara Libre: Es la cavidad inicial, construida para genera la cara libre que permitirá realizar la Tronadura de producción, las dimensiones son de 2,5 x 2,5 m , la cual se va quemando por etapas.

Tiros de Servicio:

Cumplen la función de llevar los servicios al interior de la mina,

Tolvas de almacenaje

Tolvas interior mina de Acopio mineral para resguardar la producción: Interior mina (1 dia producción)

Nuevo Nivel Mina El Teniente Codelco

Roompad (inclinados)

En superficie el mineral proveniente de interior mina se acumulará en stocks de minerales en función de su contenido metálico, en los cuales, el mineral se descarga según la ley que posee.

Desde este (o estos) stock, los cargadores antes de cargar los camiones que se dirigirán a la Planta, separan en cancha el material con sobre tamaño, para ser picado por retroexcavadoras equipadas con martillo picador.

Roompad Cerro Martillo, mina El Peñon.

Minería Subterránea Minería Continua

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Minería subterránea del futuro

La meta es incorporar a las operaciones mineras un nuevo concepto denominado minería continua, quiebre tecnológico cuyo aspecto fundamental es la extracción sin detención, simultánea y automatizada desde todos los puntos de extracción activos en un bloque.

http://www.codelco.com/mineria-subterranea-del-futuro/prontus_codelco/2011-03-01/201339.html

En respuesta a los desafíos planteados por el aumento de costos, derivados de las características de la roca primaria, la baja de leyes, los requerimientos de sustentabilidad y la mayor preocupación por mejorar los estándares de seguridad y salud ocupacional de los operadores, surge la visión de proporcionar a Codelco de un método de explotación que responda a estos requerimientos y que, además, mejore las expectativas económicas de las minas subterráneas explotadas por hundimiento.

http://www.codelco.com/mineria-subterranea-del-futuro/prontus_codelco/2011-03-01/201339.html

Con esta orientación, Codelco y el IM2 han trabajado en el desarrollo, diseño, validación e implantación de nuevos procesos, equipos y tecnologías. La meta es incorporar a las operaciones mineras un nuevo concepto denominado minería continua, que es un quiebre tecnológico cuyo aspecto fundamental es la extracción sin detención, simultánea y automatizada desde todos los puntos de extracción activos en un bloque.

http://www.codelco.com/mineria-subterranea-del-futuro/prontus_codelco/2011-03-01/201339.html

Los puntos claves de esta tecnología son: •

Aplicación de fracturamiento inducido

•

Extracción simultánea desde diferentes puntos de extracción lo que permite alcanzar altas velocidades de extracción.

•

Uso de configuraciones mineras más estables.

•

Sistema full automatizable y telecomandado.

•

Simplificación de la planificación de construcción y operación.

http://www.codelco.com/mineria-subterranea-del-futuro/prontus_codelco/2011-03-01/201339.html

http://www.codelco.com/mineria-subterranea-del-futuro/prontus_codelco/2011-03-01/201339.html

Minería Subterránea Unidad Básica de Explotación Caserones

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Caserones (Stopes)

Los Caserones corresponden a unidades básicas de explotación (UBE) de las cuales se extrae mineral. En algunos casos estos caserones son rellenados con material estéril.

Consistente en una cavidad realizada con la finalidad de extraer un cuerpo

mineralizado o parte de este. El caserón debe contar con las dimensiones apropiadas, es decir, las dimensiones de sus lados no deben exceder a las máximas obtenidas mediante el RH, para así no comprometer su estabilidad.

- Debe asegurarse la estabilidad de las cajas para evitar dilución - Debe definirse el tamaño del caserón para evitar que colapse

Diseño de Caserones Los caserones son diseñados para adaptarse a condiciones especificas del lugar, incluyendo geología local, geometría de la mina, secuencia de producción y las capacidades técnicas de equipos y servicios disponibles. minimizar la dilución y maximizar recuperación.

Se diseñan

para

Los diseños de los caserones se ven usualmente influenciados por la tecnología

disponible para Perforacion y voladuras, incluyendo equipo, productos, técnicas y capacidades técnicas.

Es muy importante asegurar que el diseño y planes de

extracción de un caserón estén basado en capacidades de Perforacion y voladura ya probados.

Esto requiere que el personal con experiencia en

Perforacion y voladura este involucrado en todas las fases de planificación, diseño y programación.

La

tecnología

planificación

podría

y

desarrollo

cambiar de

los

durante

la

caserones

grandes, pero es poco aconsejable diseñar los caserones basándose en el equipo, productos o técnicas que no están disponibles o no han sido probados todavía.

El esfuerzo principal es generalmente el horizontal en USA, Canadá, Chile, Sudáfrica,

Australia. En Indonesia, filipinas el esfuerzo vertical es mayor que el horizontal

3

1 X

2

Perfil Transversal de una veta

Minería Subterránea Diseño de Caserones

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Método Empírico Los métodos empíricos, pese a su simplicidad, siguen siendo herramientas poderosas de análisis, en muchos casos, entregan respuestas más acertadas que modelos o métodos de mayor sofisticación. Las grandes ventajas son las siguientes: -Se basan en índices de calidad de rocas relativamente fáciles de estimar -Cuentan con una extensa experiencia asociada a las diferentes calidades de rocas,

obtenida de muchas minas o excavaciones -Han demostrado, en su aplicación, que las recomendaciones de diseño son acertadas

- Siempre es posible ajustar las recomendaciones según la propia experiencia

observada. En general estos métodos han sido dinámicos, ya que se enriquecen con nuevas experiencias - Es posible hacer diseños aún sin contar con una base de datos tan exigente y

completa como en el caso de modelos numéricos. Sin embargo, mientras mayor y más completa sea la base de datos, mejor serán las recomendaciones de diseño - Sirven además como un método de comparación y/o evaluación de métodos alternativos de diseño, incluyendo a los modelos numéricos

Se podría decir que una

desventaja es que con el método empírico se pueden

estimar los tamaños de los Caserones, pero no el tamaño de los pilares o puentes. Para ello se pueden utilizar dos criterios:

Radio Hidráulico El RH

se utiliza para estimar la estabilidad de las paredes mas criticas (según

diseño) del caserón y el tamaño de la pared colgante. El radio hidráulico es una medida del tamaño de la excavación.

RH techo

Area RH  Perimetro

RH pared

Ejemplo de aplicación

CASERON FASE 1 EXTENSION NORTE Pared W

Pared E

Techo

Dimensiones

46 x 69

45 x 82

35 x 16

Perímetro (m)

230

254

102

Área (m2)

3174

36,90

560

RH

13,80

14,53

5,49

Factor de radio

Se utiliza RH porque es mas simple

Diseño de Caserones por Mathews El diseño de caserones se realiza con la metodología de Mathews quien incorpora una relación entre el número de estabilidad N y el tamaño de la excavación RH

El método grafico de estabilidad de Mathews es una técnica ampliamente usada en

el proceso de diseño de caserones o cámaras para definir las dimensiones de unidades de explotación en cuerpos tabulares. El método es aplicado a través de factores de diseño de caserón, usando información

acerca de los esfuerzos del macizo rocoso y estructuras, los esfuerzos alrededor de la abertura y el tamaño, forma y orientación de la abertura, para determinar cuando el caserón será estable sin soporte, estable con soporte o inestable aun en caso de soporte.

El método consiste en

la determinación del “stability number N” parámetro que

depende de la calidad del macizo rocoso, condiciones estructurales y esfuerzos presentes. El parámetro N es comparado con las dimensiones de la excavación (radio

hidráulico) para evaluar la condición de estabilidad.

N es el numero de estabilidad modificado, el cual representa la habilidad del macizo

rocoso para autosoportarse, bajo condiciones de esfuerzo dadas y esta en función del índice de calidad del macizo rocoso Q (propuesto por barton), del esfuerzo aplicado en la roca, de la orientación de estructuras mayores y de la orientación dada al caserón proyectado. N = Q` x A x B x C Donde Q: rock tunnelling Quality Index de Barton (1974) con SFR = 1 A: Factor de condición de esfuerzos B: Factor de orientación de estructuras C: Factor de componente gravitacional

Método de Mathews, ojo en el uso de esta metodología para predecir caving

Determinación de la dilución del caserón

Diseño de Caserones por Laubsher (MRMR) El método grafico de estabilidad de Laubsher relaciona la calidad del macizo expresada a través del parámetro MRMR (Mining Rock Mass Rating) y el Radio Hidráulico (RH) de una excavación.

El parámetro MRMR se obtiene ajustando el parámetro RMR según las condiciones

de esfuerzo, calidad de tronadura, orientación de discontinuidades y meteorización presentes en el sector MRMR = RMR x FE x FO x FT x FM Donde RMR: Rock Mass Rating FE: factor de ajuste por esfuerzos FO: Factor de orientación de estructuras. FT. Factor de ajuste por tronaduras FM: factor de ajuste por meteorización

Minería Subterránea Diseño de Caserones

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La tendencia actual es al uso de métodos numéricos para el diseño, en 2 ó 3

dimensiones.

Estos modelos permiten determinar la distribución de esfuerzos alrededor de

excavaciones, mineras o civiles, y las deformaciones que tales esfuerzos generan en la roca. Estos modelos requieren:

Un conocimiento de tal lado de las propiedades resistentes y de deformación de las diferentes unidades de rocas Un conocimiento de los esfuerzos naturales presentes en la roca Una geometría y secuencia de la construcción de las excavaciones a realizar

Minería Subterránea Diseño de minas Subterráneas Dilución

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Dilución Contaminación del Mineral con material Estéril durante los procesos de explotación, material que no es económicamente rentable para su proceso. lo que provoca una degradación en la ley del mineral.

Para efectos de planificación, la dilución puede ser de dos tipos: Dilución Primaria: Es aquella dilución inherente al método de explotación usado; puede considerarse como una dilución planificada, y que corresponde al material estéril incluido dentro de la envolvente a tronar

Dilución Secundaria: Es aquella dilución que involucra material fuera de las dimensiones de la envolvente a tronar; es decir, es una dilución no planificada. Esta dilución esta definida principalmente por las condiciones geotécnicas del macizo rocoso.

Por qué se produce la dilución secundaria o Sobre- excavación

Condiciones geométricas estructurales. Mala Planificación Mala Operación Inestabilidad por condiciones geotécnicas Inestabilidad por daño debido a tronadura

Como afecta la Dilución

Aumenta el Costo del Transporte Aumenta el Costo del Proceso de la planta Aumento de los incidentes por caída de roca Baja recuperación de mineral Bajo cumplimiento de los planes Perdida de la ley del mineral Perdida de reservas minables Baja recuperación metalúrgica

Cómo se controla la dilución de un caserón

Diseños de Ingeniería

Fortificación

Condiciones Geotécnicas Fallas Sub-horizontales

¿Cómo se mide, procesa y analiza la información?

CMS (Cavity monitoring system)

Archivo .dxf

Archivo .dxf

Software de Diseño Minero

Interpretación de la excavación

Cubicación

Como se controla la dilución Caso 1.- Se extrae el estéril y posteriormente el mineral (previo se revisa con geología)

Caso 2.- Con mineral Diseminado: El Técnico de Geología asigna nueva ley al material, previo a la extracción.

Caso 3.- Extracción selectiva: Se realiza extracción apoyado con Geología extrayendo en forma separada estéril y mineral .

Minería Subterránea Diseño de Pilares

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Pilares en Caserones

Si un cuerpo mineralizado es demasiado masivo en ciertas ocasiones es necesario realizar mas de un caserón para la extraer el mineral y es necesario dejar pilares entre los caserones , por lo general el pilar entre dos caserónes es de 20 a 25 metros.

Pilares en método de caserones y pilares Las dimensiones de los pilares y techos son determinas por la estabilidad y por la recuperación del mineral

Minería Subterránea Diseño de lozas

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Pilares y lozas en nivel de transporte

Típicamente se utilizan para separar dos caserones en explotación. En esta losa se prepara la infraestructura de producción, puntos de extracción, piques de traspaso, cruzados de transporte del caserón superior.

Si esta loza es artificial o sea de cemento y mallas es conocida como Sill Pillar, pero si esta loza es formada por roca del macizo que se dejo sin perforar y tronar es conocido como crown pillar.

Secuencia de explotación Proyecto Extensión Norte

Consideración sobre el diseño de pilares

Pilar sin recuperación

Tamaño mínimo de pilares cuando éstos no se recuperan El tamaño debe ser tal, sin embargo, que soportan las solicitaciones a las que estarán sometidos. Para estimar esas solicitaciones y la resistencia de los pilares, se podrán utilizar métodos numéricos. Eventualmente métodos analíticos dependiendo de la complejidad geométrica.

Pilar con posterior recuperación

Ello significa pilares de gran tamaño, tales que puedan desarrollarse trabajos mineros al interior de ellos para su recuperación.

En general, será más fácil recuperar pilares puentes (lozas), en especial si no se utiliza rellenos cementados.

Minería Subterránea Ritmo de Producción

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Fórmulas empíricas para determinar el ritmo de producción Son fórmulas que pueden usarse a modo referencial para determinar los ritmo de explotación de un yacimiento.

Regla de Taylor (1976) Mackenzie (1982) López-Jimeno (1988)

Los ritmos de producción se verán modificados por: Ley media Sobrecarga a remover

Recuperaciones metalúrgicas Leyes de concentrados Decisión estratégica de la empresa

Regla de Taylor (1976): Vida óptima de explotación (VOE):

Ritmo óptimo de producción (ROP):

Ejemplo:

Reservas 100 millones de toneladas VOE entre 16,44 y 24,66 años ROP entre 3,79 y 5,69 millones de ton al año

Mackenzie (1982): Ritmo óptimo de producción (ROP): Minería subterránea (hasta 6 millones de ton/año):

Minería a rajo abierto (hasta 60 millones de ton/año):

Vida óptima de explotación (VOE):

López-Jimeno (1988):