Metodos Explotacion Subterranea SI

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    15-Nov-2015

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mtodos de explotacin minera subterranea

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    Mtodos de Explotacin en Minera SubterrneaR. Oyarzun

    Aunque la eleccin y control de los mtodos de explotacin en minera no son responsabilidad del gelogo de

    minas, es conveniente que ste tenga al menos un cierto conocimiento sobre stos.

    En minera subterrnea todo se resume en una palabra inglesa "stoping", que podramos traducir libremente

    como "hacer cmaras subterrneas". La minera subterrnea presenta mayores costes de explotacin que lade cielo abierto. A esto hay que sumarle las complicaciones asociadas a una menor capacidad de extraccin del

    mineral econmico (ver captulo anterior) y mayores riesgos laborales. Se recurre a la explotacin subterrneacuando la sobrecarga de estril sobre la masa mineralizada es tal que su remocin hace inviable un proyecto

    minero. Digamos tambin, que bajo un punto de vista ambiental, la minera subterrnea suele crear un impacto

    menor que una mina a cielo abierto

    No hay que entender la minera subterrnea como algo de un pasado remoto, ya que yacimientos muyimportantes en el mundo se explotan hoy en da a travs de este procedimiento. Entre stos podemos resaltar las

    minas de oro del Witwatersrand (Sudfrica; las ms profundas del mundo), El Teniente (Chile; la mina

    subterrnea ms grande del mundo), Olympic Dam (Australia; ver captulos anteriores), y un ejemplo cercano,

    Neves Corvo en Portugal.

    En este captulo usaremos una terminologa clsica, de amplia utilizacin en distintos pases (ver trminos en

    ingls escritos en cursiva). Estos trminos fueron recogidos por el U.S. Bureau of Mines (USA), en 1936.

    Desde entonces ha cambiado el grado de mecanizacin de los trabajos, pero no la filosofa bsica de stos.

    Antes de entrar en los mtodos propiamente tales, revisaremos algunos trminos bsicos en minera subterrnea:

    Si la explotacin se va a realizar a cotas inferiores del terreno base, entonces el acceso a las labores serealizar por un pozo (shaft) o una rampa (decline spiral, decline). Los pozos cumplen diversas

    funciones, entre otras permitir el acceso y salida del personal de mina, la ventilacin de las laboresmediante inyeccin de aire desde la superficie, y por supuesto, el transporte del material extrado a la

    superficie. Las rampas por su parte han ido ganando adeptos con gran velocidad en la minera moderna.Estas permiten el acceso directo a la mina de material rodado, lo que facilita las labores de transporte de

    mineral.

    Dentro de la mina tenemos las galeras, que pueden ser en direccin (de la masa mineralizada; drifts) o

    perpendiculares a sta, esto es, transversales (cross-cuts).

    La conexin entre los distintos niveles de una mina se realiza por pozos inclinados (raise, hacia arriba;

    winze, hacia abajo), que sirven para el trasvase de mineral y movimiento del personal.

    Tendremos niveles de produccin, y por debajo de stos, de transporte de mineral.

    Entre los equipos ms comunes estn los minadores (miners), las perforadoras tipo Jumbo, los equipos

    de transporte tipo LHD (load-haul-dump: carga-transporte-descarga), etc.

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    Distintos elementos constitutivos de una mina subterrnea.

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    Distintos elementos constitutivos de una mina subterrnea (detalle).

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    Equipo LHD en operacin en una mina subterrnea.

    Entre los mtodos ms comunes de explotacin (existen variantes de los mismos) estn los siguientes:

    1) Cmaras naturalmente (auto) sostenidas:

    Cmaras abiertas (open stoping).

    Hundimiento por subniveles (sublevel stoping).

    Longhole stoping.

    Cmaras con soporte de pilares (room and pillar).

    2) Cmaras artificialmente sostenidas.

    Laboreo con almacenamiento de zafras (shrinkage stoping). Zafra: escombro de una mina o cantera (delrabe: sajra = piedra).

    Laboreo por cmaras con relleno (cut and fill).

    Laboreo con entibacin (fortificacin) cuadrada (square-set stoping).

    3) Hundimiento (caved stopes).

    Hundimiento de bloques (block caving).Pisos de hundimiento (sublevel caving).

    El hundimiento por subniveles (sublevel stoping) es el mtodo indicado para cuerpos mineralizados con

    fuerte buzamiento (normalmente filones). El ancho de galera puede o no coincidir con el del cuerpomineralizado. El disparo (pega) se prepara mediante perforaciones verticales en malla.

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    Hundimiento por subniveles (sublevel stoping). La ltima voladura de roca se realiz en el subnivelsuperior. La prxima ser en el inferior. Note el diagrama radial de disparo.

    La mejora en los sistemas de perforacin permiti alcanzar distancias cada vez mayores (30 o ms metros), lo

    que a su vez posibilit la implementacin del mtodo longhole stoping, para cuerpos mineralizados de granpotencia y fuerte buzamiento. Este mtodo permite generar cmaras de hasta 50 m de altura (ms que la altura

    de la Facultad de Ciencias Geolgicas: UCM). A diferencia del mtodo de hundimiento por subniveles, aqu se

    saca una tajada completa del cuerpo a la vez. El disparo se realiza perforando desde varios subniveles, enabanico o en diagrama radial.

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    Longhole stoping. Note el diagrama de disparo en abanico desde dos galeras.

    El mtodo de cmaras y pilares (room and pillar) se utiliza en cuerpos horizontales o con poco buzamiento

    (mantos). Se dejan pilares de roca para sostener el techo de la cmara. Estos pueden disponerse de una maneraregular (room and pillar s.s.) o irregular (casual pillars, o room and pillar s.l.).

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    Mtodo de cmaras y pilares (room and pillar). En este caso los pilares siguen un espaciado regular.

    El mtodo de almacenamiento de zafras (shrinkage stoping) se utiliza en cuerpos con fuerte buzamiento

    (filones), que presentan un encajante que necesita soporte. A medida que avanza el stoping hacia arriba se vasacando material por debajo.

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    Almacenamiento de zafras (shrinkage stoping). A medida que se avanza hacia arriba, se va

    extrayendo el mineral arrancado por abajo.

    Por su parte el mtodo de cmaras con relleno (cut and fill) opera con un sistema similar al de

    almacenamiento de zafras, con la diferencia substancial que el relleno no se realiza con el mismo mineral

    arrancado, sino con materiales que son trados desde afuera, por ejemplo, limos o arenas. Tambin pueden

    utilizarse a estos efectos los estriles de la planta de flotacin, lo cual tiene innumerables ventajas ambientales. Elmtodo de entibacin cuadrada (square set stoping) es muy laborioso y hoy en da prcticamente no se

    emplea. Es similar al proceso de cmaras con relleno, pero adems utiliza un esqueleto (entramado) de cuadros

    rectangulares.

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    Cmaras con relleno (cut and fill). A diferencia del mtodo anterior, el relleno se realiza aqu conmateriales trados desde afuera de la mina.

    El mtodo de hundimiento de bloques (block caving) resulta ideal en cuerpos irregulares de grandes

    dimensiones como son los yacimientos tipo prfido cuprfero. El requisito tcnico es que la roca a hundir sea

    fcilmente fragmentable. Existen tres niveles principales: de hundimiento, de troceo (grizzlies) y de transporte.

    Hundimiento de bloques (block caving) (seccin).

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    Hundimiento de bloques (block caving), diagrama 3D. Cada bloque puede tener dimensiones en el

    orden de 20 a 50 m de lado en la base y ms de 80 en la vertical.

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    Zona de colapso en superficie (mina de cobre El Teniente, Chile), provocada por el hundimiento debloques en profundidad.

    Finalmente, el mtodo de hundimiento por pisos (sublevel caving) es utilizado cuando la roca no es fcilmente

    fragmentable. En cierta manera recuerda al mtodo de sublevel stoping con la salvedad de que las paredes son

    el mismo cuerpo mineralizado, y stas se hacen colapsar.

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    Pisos de hundimiento (sublevel caving), esquema general.

    Bibliografa

    Peters, W.C. 1978. Exploration and mining geology. John Wiley & Sons, NY, 696 pp.

    Rossi, G. 1990. Biohydrometallurgy. McGraw-Hill, NY, 609 pp.

    Thomas, L.J. 1979. An introduction to mining. Methuen, Sidney, 471 pp.

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