Sesión 6 – Minería Subterránea

Descubre los Secretos de la Minería Subterránea Moderna

Adéntrate en el fascinante mundo de la minería subterránea, explorando desde los desarrollos de mina y el uso de explosivos para la voladura de roca, hasta las cruciales labores de ventilación y fortificación. Comprende los diferentes tipos de labores subhorizontales como galerías de producción y transporte, así como las labores subverticales como chimeneas de ventilación y piques de traspaso.

Métodos de Explotación y Factores Clave

Descubre la diversidad de métodos de explotación subterráneos, incluyendo aquellos soportados por pilares, artificialmente soportados con relleno, y los métodos sin soporte o por hundimiento como taladros largos, cámara y pilares, corte y relleno, y derrumbe por bloques. Analiza los factores geológicos, geotécnicos, económicos, y operacionales que influyen en la selección del método más adecuado, considerando la granulometría y dureza del mineral.

Tecnología y Seguridad en el Subsuelo

Explora sistemas avanzados como el Blind Hole para la perforación de galerías ciegas y la importancia de la ventilación eficaz para mitigar los gases tóxicos generados por los explosivos. Conoce las consideraciones para la construcción de galerías de producción y los costos relativos de los diferentes métodos de explotación.

Minera subterránea

Este documento ofrece una visión completa de la minería subterránea, desde la excavación y el uso de explosivos hasta la selección de métodos de explotación y la importancia de la seguridad y la ventilación. Una lectura esencial para quienes buscan entender las complejidades y los avances en la industria minera subterránea.

Contenido:

Desarrollos de Mina:

• EXPLOSIVOS:
  • Definición: Materiales con reacciones químicas rápidas que liberan gases y energía, causando fractura y desplazamiento de la roca.
  • Daño.
  • DESCRIPCIÓN DE EXPLOSIVOS:
    • Nitro Glicerina (NG).
    • ANFO: Mezcla de nitrato de amonio granulado y petróleo, no impermeable, uso en condiciones secas.
    • Emulsiones explosivas: Nitrato de amonio líquido mezclado con otros nitratos, petróleo, cera y emulsores.
  • POST-VOLADURA:
    • Extraer el material fragmentado.
    • Estabilizar paredes y techo con fortificación adecuada al terreno.
    • Ventilar.
    • Despejar.
• VENTILACIÓN:
  • Los explosivos generan grandes volúmenes de gases tóxicos (CO, NOx).
  • La ventilación eficaz es esencial para explosiones subterráneas.
  • Objetivo: Llevar caudal de aire a los frentes de trabajo o galerías.

Galerías de Producción

• LABORES SUB HORIZONTALES:
  • COMPONENTES BÁSICOS:
    • Cajas laterales: Paredes verticales de la galería.
    • Piso: Base horizontal o inclinada de la galería.
    • Techo: Parte superior típicamente semicircular o de arco imperfecto.
      • Punto Inicio Curvatura.
      • Radio.
  • TIPOS DE GALERÍAS:
    • Galerías de Producción: Labores de tráfico para equipos LHD.
    • Galerías de Transporte.
    • Sub Niveles.
    • Cortadas.
    • Cruceros.
    • Puntos de Vaciado.
    • Conexiones.
  • CONSIDERACIONES PARA LA CONSTRUCCIÓN DE GALERÍAS DE PRODUCCIÓN:
    • Económicas.
    • Geológicas.
    • Geotécnicas.
    • Operacionales.
    • De drenaje.
    • Para obras civiles.
    • De seguridad.
    • De ventilación.
• LABORES SUB VERTICALES:
  • Chimeneas de Ventilación.
  • Chimeneas Ventanas (tolvas).
  • Piques de Traspaso: Comunican dos niveles subhorizontales para el traspaso de mineral por gravedad.
  • Chimeneas Echaderos (Ore Pass, Waste Pass).
  • Ejemplo: Chimenea de ventilación Ø 4,5 X 450 m.
• SISTEMA BLIND HOLE:
  • Sistema mecanizado de perforación para galería ciega ascendente.
  • Operación: Perforación piloto con tricono y luego escariado con cortadores para obtener diámetro circular.
  • Ejemplo: CABEZAL DE UN BLIND HOLE Ø 1524 MM.

Métodos de Explotación Subterráneos:

• Soportado Por Pilares:
  • Room and Pilar (Cámara y Pilares).
    • Resumen del Método.
    • Ciclo de Minado.
    • Pilar Típico.
    • Falla de los pilares.
  • Bench and Fill stoping (Camaras y Pilares Rellenadas).

Cut and Fill Stoping (Corte y Relleno)

• Artificialmente Soportado con Relleno:
  • Cut and Fill Stoping (Corte y Relleno).
    • Condiciones de aplicación.
    • Geometría del Método de Explotación: Corte Longitudinal, Corte Transversal.
    • Barreras de contención.
    • Tipos de Relleno: Detritico (desmonte), Hidráulico (relaves gruesos), Cementado (relave grueso + cemento), Loza, Relleno tipo pasta (paste fill).
    • Corte y Relleno Descendente (UnderCut and Fill).
  • Shrinkage Stoping (Cámara Almacén).
    • Explotación por realce con almacenamiento de mineral.
    • Para vetas de poca potencia (< 2m) y manteo pronunciado (> 60º).
    • Arranque por franjas horizontales ascendente, se extrae ~ 40% del material.
    • Mineral almacenado se extrae al finalizar.
    • Mineral no debe ser degradable ni alterable fácilmente.
    • No permite alta mecanización.

Sublevel Stoping (Tajeo por Sub Niveles)

• Sin soporte o Hundimiento:
  • Longhole stoping (Taladros largos).
  • Sublevel Stoping (Tajeo por Sub Niveles).
    • CAMARAS VACIAS – TAJEOS POR SUBNIVELES (Open Stoping – Sublevel Stoping).
    • Geometría de Yacimiento Aceptable Optimo.
    • Aspecto Geotécnico Aceptable Optimo.
    • Aspectos Económicos Aceptable Optimo.
    • Secuencia de Voladura.
    • Rango de tamaño.
  • VCR Stoping (Vertical Crater Retreat).
    • VCR Tajeo Primario.
    • VCR Tajeo Secundario.
  • Lonwall Mining (Tajeo por rebanadas).
    • Método soportado para yacimientos tipo manto.
    • Explotación: Avance de un frente largo con perforación/tronadura o cortadores mecánicos.
    • Sector explotado se deja abierto o se controla su hundimiento.
    • Ejemplo: Longwall Mining en roca dura (minas de oro, cromo y platino en Sudáfrica).
    • Equipos Empleados: Robolt XLP, Axera XLP, EJC 88 XLP loader.
  • Sublevel Caving (Derrumbe por Subniveles).
    • Condiciones de aplicación.
    • Geometría del Yacimiento Aceptable Optimo.
    • Aspectos Geotécnico Aceptable Optimo.
    • Aspectos Económicos Aceptable Optimo.
    • Equipos Empleados.
  • Block Caving Panel Caving (Derrumbe de bloques).
    • HUNDIMIENTO PROGRESIVO DE BLOQUES.
    • Para yacimientos muy grandes y masivos.
    • Buzamiento >> que ∠ reposo material.
    • Gran extensión vertical.
    • Estabilidad de mena pobre: socavación inferior -> hundimiento y fragmentación.
    • Perforación y voladura mínima.
    • Mena se fractura por esfuerzos internos y gravedad.
    • Mineral de ley relativamente baja.
    • Superficie permite la subsidencia -> cráter.
    • Producción de grandes tonelajes.
    • EQUIPOS EMPLEADOS.
• Factores de los Métodos de Explotación.
• Disolución y Lixiviación In Situ / Solution mining.

Características del Mineral:

• Granulometría.
• Humedad del Mineral.
• Segregación.
• Dureza del Mineral.
• Inclinación.

Ejercicio Práctico:

• Evaluación de sector de yacimiento a 750 m de la superficie.
• Consideración del método de taladros largos dejando puentes.
• Datos del modelo geológico: Reservas (5 millones ton), Ley In-situ de Plomo (5%), Cuerpo tabular (40 metros de potencia, 60° de buzamiento, 450 metros de longitud, 250 metros de altura), Mineral (blenda), Sin estructuras mayores, Rocas encajonantes (intrusivo y sedimentario).

Costos Métodos Subterráneos:

• Tabla comparativa de costos relativos y rangos de costos por tonelada para diferentes métodos de explotación.

OPEN STOPES Tajeos abiertos:

• Análisis del Método.
  • DESARROLLO & PREPARACION.
  • EXPLOTACION.
  • CARACTERÍSTICAS MÉTODO.

Autor y Fecha de Publicación:

• Autor: Abdel ARROYO AGUILAR.
• Fecha: 24-25 de junio de 2017.

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