7 uda mineria subterranea

La Universidad de la Región de Atacama

Métodos de Explotación

302 - 601

Minería Subterránea

Introducción

Luis.alvarez@uda.cl

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 acceso al

yacimiento, la circulación de 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

Luis.alvarez@uda.cl

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

Desarrollo (accesos)

Preparación (infraestructura)

UBE

Superficie Topográfica

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

Luis.alvarez@uda.cl

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

Luis.alvarez@uda.cl

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 se instalan las vías,

transportes, conducciones, cables eléctricos, etc.

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 de largo se deben ubicar refugios (estocadas o

desquinches) cada 30 metros.

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

Luis.alvarez@uda.cl

Accesos mediante piques

Su finalidad suele ser la de conectar las instalaciones de superficie con las

instalaciones subterráneas. 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

Luis.alvarez@uda.cl

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

Luis.alvarez@uda.cl

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 labores dependerá del método de explotación a

utilizar.

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 el

metro.

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

Luis.alvarez@uda.cl

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

Luis.alvarez@uda.cl

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. Se diseñan para

minimizar la dilución y maximizar recuperación.

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 podría cambiar durante la

planificación y desarrollo de los 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.

X

Perfil Transversal de una veta

3

2

1

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

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

Minería Subterránea

Diseño de Caserones

Luis.alvarez@uda.cl

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.

techoRH

paredRH

Perimetro

AreaRH

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

Ejemplo de aplicación

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

Luis.alvarez@uda.cl

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

Luis.alvarez@uda.cl

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 Condiciones Geotécnicas

Fortificación 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

Luis.alvarez@uda.cl

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

Luis.alvarez@uda.cl

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

Luis.alvarez@uda.cl

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):