MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN

Forma geométrica usada para explotar un yacimiento determinado. Es el modo de dividir el cuerpo mineralizado en sectores aptos para el laboreo y la forma en que se efectúa y progresa la explotación propiamente tal.

Explotación de una mina

Conjunto de operaciones que permiten despejar, arrancar, cargar y extraer el mineral beneficiarle o económicamente extraíble desde un yacimiento.

Nombre las 3 operaciones mineras básicas

Desarrollo (accesos)

Preparación de la mina (infraestructura)

Explotación de la mina

Yacimiento

Cuerpo geológico que contiene los recursos de mineral que pueden llegar a ser explotados, si las condiciones físicas y económicas lo permiten.

Recurso mineral

:

es una concentración u ocurrencia de material de interés económico en la corteza terrestre, de tal forma que su cantidad y calidad deben prospectarse para una eventual extracción económica.

Nombre las clasificaciones de los yacimientos

:

Masivos

Cuerpo mineralizado amorfo de gran tamaño

Manto

Cuerpo mineralizado tubular, paralelo a la estratificación, y de bajo manteo

Veta

Cuerpo mineralizado, que corta la estratificación y de alto manteo, claramente delimitado por rocas no mineralizadas.

Lente o bolsón

Cuerpo mineralizado de mediano tamaño y aislado

Placeres

Mineralización disgregada en pequeñas pepitas de metal que se depositan en los lechos de los ríos.

Labores de desarrollo

Son aquellas labores que comunican el cuerpo mineralizado con la superficie.

Los accesos pueden ser

Socavones

Piques 1. Verticales, 2. Inclinados  (chiflón)

Rampas

Para desarrollar los accesos se debe tener en consideración lo siguiente:

1. sacar mineral útil, implica hundimiento si no se fortifica

2. en una labor horizontal de sección definida, solo se puede transportarse una cantidad limitada de mineral u otro elemento

3. una extracción mayor, significa desarrollar mayor número de labores

4. tener presente que el costo por tonelada, en una labor de desarrollo es más caro que al extraer una tonelada de mineral durante la exploración

Nombre la clasificación de los desarrollos:

Desarrollo productivo

Avance de labores en desarrollo por roca mineral

Desarrollo improductivo

Cuando el avance se realiza en estéril

Socavones

Es una labor horizontal o con una pequeña inclinación, que tiene una sola entrada

Piques

: una labor con una inclinación superior a los 45°

Propósitos del pique:

Acceder, en general, al cuerpo mineral (reconocimiento operación, etc)

El ingreso y salida del personal

Extraer el mineral y el estéril desde las frentes de trabajo

Ingresar los materiales e insumos utilizados en la explotación de la mina

Introducir o extraer el aire para ventilación de la mina

Promover un segundo acceso a la mina

Tipos de pique

: 1. Verticales  2. Inclinados

-para elegir un pique vertical deben darse las siguientes condiciones:

1. El yacimiento debe ser una veta de alto manteo y mucha profundidad
2. Se busca un rápido acceso al yacimiento
3. Minas muy profundas en general sobre 500 mts. , que requieren obligadamente bajo costo de extracción
4. Se busca un rápido retorno de la inversión
5. Se requiere que el pique se ubique cercano al centro de gravedad del yacimiento
6. El pique debe cubrir al menos 5 años de la producción de la mina

-para elegir un pique inclinado deben darse las siguientes condiciones:

El yacimiento debe ser una veta de muy bajo manteo

Se requiere alta producción (uso de correas transportadoras)

Se necesita bajo costo de capital inicial y bajo costo de operación.

Posición del pique vertical respecto a la veta:

Pique al pendiente:

ventajas: desarrollo ordenado, buenos pilares de protección, permite encontrar vetas paralelas.

Desventajas: costo excesivo , debido al desarrollo del mineral, mayor costo de transporte, deslizamiento, al encontrar la veta se pierde estabilidad y el control del terreno, se puede llegar a perder el pique, mayor recorrido del aire de ventilación

Pique interceptando a la veta:

ventajas: 1 fácil acceso yacimiento, genera rápido flujo de caja 2. El costo de desarrollo inicial es menor 3. El costo de transporte es menor 4. El desarrollo es más armónico en los niveles 5. Menor recorrido de aire para la ventilación

desventajas:1 problemas con el control del terreno 2. Pilares de protección en el nivel, reduciendo las reservas 3. Alto costo de mantención

Pique al yacente:

ventajas: 1 tiene mayor preferencia 2 mayor seguridad y extracción más fácil aprovechando la gravedad 3. Mas económico respecto a los anteriores

desventajas: 1 a mayor profundidad, mayor será el avance por estéril 2 mayor el costo de transporte 3 mayor recorrido del aire para ventilación.

Posición del pique inclinado respecto a la veta:

Pique inclinado por la veta:

es caro en su construcción y poco eficiente

su inclinación puede ser uniforme

las irregularidades de la veta entorpecen el transporte

requiere dejar pilares de protección para el pique

Pique inclinado por el yacente:

el manteo variable hace imposible la inclinación uniforme por el yacimiento y debe ubicarse en el yacente por estéril

carguío directo poca mantención

es caro requiere estocadas estaciones en la roca

no entrega informaciones del yacimiento por correrse en estéril

Diseños de pique:

propiedades geológicas y geotécnicas

tamaño (diámetro)

revestimiento

sostenimiento definitivo

sostenimiento previsional

conexiones entre pique y niveles de la mina

peinecillo

collares

¿Qué es una rampa?

Son labores de acceso tipo socavón con pendientes que varían en promedio de 8 % a 12%. Sus secciones varían en general de 2×2 m2 a 6×6 m2, dependiendo de la magnitud de la producción y los equipos utilizados.

Infraestructura de la mina: 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 realiza en forma eficiente, efectiva y segura.

¿Qué es una chimenea?

Es una labor sub-vertical, construida de abajo hacia arriba, que sirve tanto para tareas de producción como de servicios, usos:

traspaso de mineral

cara libre para el inicio de una unidad de explotación

vías para el traslado de materiales, insumos, equipos

vías para el movimiento de personal

evacuación de personal en caso de siniestro

ductos de ventilación

Métodos constructivos de la chimenea:

Plataforma trepadora alimax

Implica ejecutar las siguientes  operaciones, perforación, tronadura, limpieza y trepad. La perforación se realiza con maquinas livianas; luego se cargan los tiros, se retira la plataforma y se ejecuta la tronadura. Posteriormente, se limpia la frente con aire y agua, de tal forma de diluir los gases, el polvo y botar las que hayan quedado sueltas (desquinchar), finalmente la plataforma vuelve a trepar hasta la frente para comenzar nuevamente.

Jaula jora:

la perforación se realiza desde el interior de la jaula sin embargo, el movimiento de esta se hace a través de un huinche que se ubica en el nivel superior.

Método tradicional de perforación y tronadura:

consiste en el trabajo a través de maquinas perforadoras tradicionales, la operación se inicia con la perforación ascendente de un diagrama de disparo. Luego se se cargan los tiros, se realiza la tronadura, se ventila, se evacua el material tronado y se fortifica.

Método long blasting hole (lbh) :

consiste en la perforación descendente de 5 a 9 tiros con un diámetro de 3” y 6” entre dos niveles. Luego estas perforaciones se van tronando parcialmente desde abajo hacia arriba.

Método raise boring:

consiste en el corte o escariado de la roca por un equipo mecánico de una sola sección a medida que produce la rotación, es necesario contar con dos niveles, en el superior se instala la maquina y en el inferior los accesorios de corte.

Métodos  constructivos de labores horizontales:

Métodos no convencionales:

encontramos el uso de la maquina tuneladora o TBM y entibadoras de lanza o roadheader

tuneladora: máquina capaz de excavar túneles a sección completa para ello, desgasta la roca (de mediana dureza) por medio de una cabeza con elementos de corte.

Métodos convencionales:

son aquellos de rompimiento y extracción discontinua

Operaciones unitarias para la construcción de labores mineras por el método convencional

marcado de frente: permite que el perforador puede hacer los orificios

perforación: es la operación en la que se realizan orificios de acuerdo al diseño       de ingeniería.

Las accione s principales de martillo perforador son: rotación, percusión , empuje , barrido

El diseño de un diagrama considera los siguientes parámetros

*del orificio: diámetro y profundidad

*del diagrama: bourden y espaciamiento

3. trondadura: la tronadura debe cumplir con los siguientes 2 requisitos

                 – la voladura tendrá que romper la roca de manera eficiente y económica y producir un material de volumen fácil de extraer

                 – el maciso rocoso que quedara, deberá dañarse lo menos posible para reducir al minimo los riesgos de derrumbe y la fortificación

4. ventilación: puede ser impelente o aspirante

5. carguío

6. transporte

7. acuñadura: es la operación de golpear las cajas y el techo de una labor para botar todo el material que hay a  quedado suelto o colgando

8. fortificación

Unidad de explotación

Es una masa geológica mineralizada que tiene una forma geométrica bien definid, por ejemplo panel o bloque esta unidad debe cumplir las sgts. Características:

Facilitar el traslado de equipos y materiales, desde y hacia las frentes de operación

Que el arranque se pueda realizar en forma independiente

Facilitar la extracción de menas

Ventilación independiente

En casos de vacios dejados por la explotación, estos pueden ser rellenarse fácilmente

Debe permitir la evacuación rápida y segura del personal en caso de siniestros

Distancia entre niveles

Factor geológico

La calidad geológica del macizo rocoso y la densidad y calidad de las estructuras más relevantes serán de gran importancia para la determinación de la distancia entre niveles

Características mecánicas de la roca

Tienen relación con las resistencia que tiene la roca para soportar los esfuerzos producidos por las grandes cavidades dejadas por la explotación

Factores económicos:

para las construcción de niveles se deben considerar diferentes tipos de costos: de capital y operaciones, costos de mantención y reparación de un nivel.

Otros factores

Potencia:

en yacimientos potentes se pueden elegir distancias menores debido a que existen mayores reservas por nivel

 manteo: si el manteo es moderado la separación puede ser  reducida debido a que existen mayores reservas por nivel

Ley:

si la ley está concentrada en bolsones o lentes mineralizadas la distancia entre niveles debe ser reducida para evitar pérdidas de mineral

Velocidad de arranque:

a mayor velocidad de arranque, mayor será la distancia entre niveles.

Pilares y puentes

Pilares

:

es un volumen de mineral, con espesor previamente definido, que no se extrae durante la explotación y que sirve como sistema de protección que no permite que el techo del yacimiento  o del nivel se desplome

Puente:

es el volumen del mineral que se deja entre niveles para que la veta o el yacimiento macizo no se desplomen

El espesor de un pilar depende de:

La potencia  del cuerpo mineralizado

Manteo

Resistencia del mineral

Espesor de recubrimiento o sobrecarga

Velocidad de arranque

El espesor de sobrecarga debe ser tal que permita optimizar la recuperación de mineral, y al mismo tiempo, otorgar mayor  seguridad posible, por otro lado, la cantidad de mineral dejada en los pilares es menor en proporción, cuando la distancia entre niveles es mayor. La recuperación de un pilar es un trabajo costoso, difícil y peligroso.

Principales reglas para dividir un yacimiento:

En la mayoría de los yacimiento se hace una división por niveles, excepto en yacimientos poco inclinados y de poca extensión

Se debe efectuar un completo análisis geológico y geomecanico del macizo rocoso que compone el cuerpo mineralizado la

La explotación se realiza según la corrida y en sentido horizontal (ascendente o descendente)

La extracción se realiza por el nivel inferior principal

El laboreo en retirada es más conveniente para el arranque y más seguro para las personas.

En yacimientos muy inclinados, el trafico de personal se realiza desde el nivel superior al inferior a través de piques, chimeneas y rampas

El trafico de maquinarias, equipos, materiales, rellenos, se realiza desde labores superiores.

La ventilación debe ser ascendente en la zonas de explotación (vetas muy inclinadas

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