“CAMARAS Y PILARES”
Los métodos de explotación han sido uno de los procesos que la minería ha requerido siempre, para la extracción de minerales y estos métodos han sido la base para que siga la continuación y duración de la vida de la mina.
El método de cámaras y pilares mecanizados es un método también conocido con el término “room and pillar” en donde la mayor parte del mineral es excavado del yacimiento minable, dejando parte del mineral como pilares o columnas que servirán para pa ra so sos ste tene nerr el te tech cho. o.
El mineral debe extraerse en la mayor cantidad posible, ajustándose las dimensiones de las cámaras y pilares a las prop pr opie ieda dade des s de la pre resi sión ón y re resi sist sten enc cia
Los métodos de explotación han sido uno de los procesos que la minería ha requerido siempre, para la extracción de minerales y estos métodos han sido la base para que siga la continuación y duración de la vida de la mina.
El método de cámaras y pilares mecanizados es un método también conocido con el término “room and pillar” en donde la mayor parte del mineral es excavado del yacimiento minable, dejando parte del mineral como pilares o columnas que servirán para pa ra so sos ste tene nerr el te tech cho. o.
El mineral debe extraerse en la mayor cantidad posible, ajustándose las dimensiones de las cámaras y pilares a las prop pr opie ieda dade des s de la pre resi sión ón y re resi sist sten enc cia
GENERAL Desarrollar Desarr ollar el métod método o de explotación por cámaras y pilar pilares es
ESPECÍFICOS: Tener el conocimiento de aplicación, condiciones que la mina necesita para poder aplicar este método de explotación (cámaras y pilares). . Conocer el desarrollo y realización del método en mención.
Conocer las ventajas y desventajas, que este método puede tener al ser utilizado como método de explotación principal
CAMARAS Y PILARES
Consiste en lo esencial en excavar lo mas posible el cuerpo mineralizado dejando pilares que permiten sostener el techo de material estéril. .
Las dimensiones de los caserones y de los pilares depende de la mayor o menor competencia de la roca sobrepuesta (estabilidad del techo) y también de la roca mineralizada (estabilidad de los pilares), como asimismo del espesor del manto y de las presiones existentes).
Por lo general los pilares se distribuyen en una disposición o arreglo lo mas regular posible, y puede tener una sección circular, cuadrada, o rectangular semejando un muro. Los caserones abiertos tienen forma rectangular o cuadrada.
Es un método donde el minado avanza en superficie horizontal o sobre una pequeña gradiente. .
•
Se abren múltiples tajeos o cámaras, dejando zonas intactas para que actúen como pilares para sostener la carga vertical
Pilares
actúan como soporte del techo, con el fin de mantener la estabilidad. Se
diseñan los pilares y los caserones con el fin de maximizar la recuperación del mineral.
La
recuperación de los pilares se puede realizar de varias maneras:
Recuperación
con hundimiento controlado del
techo.
Recuperación de Pilares en forma alternada.
Recuperación parcial de pilares.
En algunos casos, no se planea con mucha precisión la ubicación de los pilares, per o el operador de mina simplement e por la experiencia va dejando los pilares donde sea necesario, y los ubica en zonas de menor valor de mineral o zona esteril.
CAMARAS Y PILARES
Este método de explotación es aplicado ampliamente y en los últimos años se ha desarrollado bastante, debido a su bajo costo de explotación y a la vez que permite hasta cierto punto una explotación moderadamente selectiva. .
Los yacimientos que mejor se presentan para una explotación por Room and Pillar, son aquellos que presentan un ángulo de manteo bajo, aunque también es aplicable en yacimientos de manteo entre 30° y 40°, es decir, en yacimientos de manteo crítico, donde el mineral no puede escurrir por gravedad.
CAMARAS Y PILARES
RAMPA PRINCIPAL
VENTILACION
POZO DE PRODUCCIÓN
CAMARAS Y PILARES
Se aplican a yacimientos inclinados con un ángulo de inclinación de 20 a 25 grados, de altura vertical superior, donde el espacio explotado se rellena. El relleno mantiene a los pilares estables y sirve como plataforma de trabajo mientras se explota el siguiente tajada. La minería post cámara y pilares es un método híbrido entre cámaras y pilares con corte y relleno.
CÁMARAS Y PILARES “EN
ESCALERA“. Las cámaras y pilares por etapas es una variación que adapta la pared inclinada del yacimiento para un uso más eficiente del equipo con neumáticos. Aunque las aplicaciones no pueden generalizarse totalmente, la minería de cámaras por etapas se aplica a depósitos tabulares con espesores de 2,0 a 0,5 m e inclinaciones desde 15 hasta 30 grados.
CAMARAS Y PILARES
DISEÑO DE PILARES El objetivo es maximizar la recuperación de la unidad básica de explotación a través de un diseño seguro y viable 0 El diseño de pilares debe obedecer a un análisis de las cargas o solicitaciones y la resistencia del macizo rocoso. 0
Diseño roca p
S p
p
roca p S p
Campo de esfuerzos presente en el macizo rocoso Campo de esfuerzos actuando sobre el pilar Resistencia del pilar
El Factor De Seguridad En El Diseño. roca p
fs S p
p
roca p S p
Factor de Seguridad del Diseño
Campo de esfuerzos presente en el macizo rocoso Campo de esfuerzos actuando sobre el pilar Resistencia del pilar
•
S p p
Factor mayor a 1
CAMARAS Y PILARES
CARGA SOBRE EL PILAR Se produce re distribución de esfuerzos al realizar minería de la cámara de producción Los esfuerzos tienden a ser mayores en las esquinas produciendo fallas por exceso de cizalle
0
CARGA VERTICAL SOBRE EL PILAR Carga litoestatica z gz MPa
0
Estimación del esfuerzo inducido
p z
z
1 1 R
Carga litoestatica (MPa)
Am Área Extraída R Área Total At
Recuperación Minera
RESISTENCIA DE PILARES:
W0 : ANCHO DE LA CAMARA WP : ANCHO DEL PILAR Z : ALTURA DE LA SOBRECARGA : CAMPO DE ESFUERZOS ACTUANDO SOBRE EL PILAR. V C : RESISTENCIA DEL PILAR.
RESISTENCIA DE PILARES:
RESISTENCIA DE PILARES:
Resistencia de Pilares Mineros 0
Hardy and Agapito (1977) V s S s V p
0.118
S p
0
W p H s H p W s
S p
0.833
S, especimen P, Pilar
Obert and Duvall (1967)
S p S s a b
H
W
H
W 0
Salamon and Munro (1967), Holland (1964)
W a S p S s H
S s
Resistencia del macizo rocoso MPa
Constantes Utilizadas Para El Diseño de Pilares
Resistencia de Macizo Rocoso 0
Criterio de Hoek and Brown (1980, 1995)
3 1 3 ci mb s ci '
'
a
'
ci Resistencia a la compresión no confinada roca intacta GSI 100 mb mi 28
GSI >=25 GSI 100 9
GSI <25
s
s 0
a 0.5
a 0.65
GSI 200
Constante mi para Distintos Tipos de Roca Intacta
En la perforación se emplean perfor adoras livianas tipo jack - leg.
La longitud de barrenos es de 5 pie s y 39 mm. de diámetro de broca.
En la voladura, se emplean
dinamitas pulverulentas y
semigelatinas, dependiendo de la
calidad del mineral, empleándose
en muchos casos espaciadores
de agua en los taladros de corona.
UBICACIÓN DE LA CAMARAS En la mayoría de los casos, las cámaras se sitúan perpendicularmente a las galerías principales, pero con frecuencia se trazan de tal forma que su pendiente sea favorable para su transporte de los vagones, o con otros equipos adecuados como el empleo de camiones y volquetes en las minas sin rieles.
ACCESOS:
Acceso principal a través de túneles.
Transporte de mineral a través de Pique y/o Rampa.
Pique debe estar cercano al centro de gravedad del cuerpo mineralizado y se debe profundizar hasta un nivel donde se puedan instalar buzones y estaciones de chancado.
Rampa tiene pendiente máxima de 8% si se utilizan cargadores frontales o camiones, pero si se instalan correas se puede llegar hasta 15%.
VENTILACIÓN:
Compleja debido al tamaño de los caserones.
El flujo de aire se regula a través de puertas de madera o metálicas.
El flujo promedio debe ser del orden de 30-40 m/min y en las frentes de 120-140 m/min
•
•
Los niveles principales de extracción fueron el 120 y 200, durante la mayor parte de la vida de la mina. El trasporte en los niveles se realiza mediante carros mineros granby, cable y balancin de capacidad practica de 1, 7, 2, 2,1 respectivamente, accionados por locomotoras eléctricas y a baterías acarreando el material hasta los echaderos. El acarreo se realiza utilizando rastrillos accionados por winches eléctricos y neumáticos de dos tambores, hasta las tolvas de echaderos
La disposición de los pilares necesita una buena planificación pudiendo ser de forma circular, rectangular, cuadrado, irregular o corrido
Pilares rectangulares
En la explotación de yacimientos minerales, es económicamente deseable obtener una máxima extracción del mineral, manteniendo, por supuesto un margen de seguridad de la estructura subterránea. En un sistema de cámaras y pilares el campo de esfuerzo se transfiere a las paredes y pilares de la roca no excavada. Existen diferentes sistemas de cámaras y pilares, donde los pilares pueden denominarse como: * Pilares longitudinales ( pilar rib). * Pilares rectangulares. * Pilares cuadrados. * Pilares de forma irregular e irregularmente espaciados.
Método de cámaras y pilares (r o o m
a nd p i l la r ) .
En este caso los pilares siguen un espaciado regular
Este tipo de pilares se caracteriza porque su dimensión longitudinal es mucho mayor que sus otras dimensiones y debido a esto la distribución de los esfuerzos puede considerarse como problema bidimensional la concentración de esfuerzos (σcSv) en los pilares longitudinales puede determinarse por la siguiente formula experimental:
C = concentración de esfuerzo máximo alrededor de una sola excavación sometida a un campo esfuerzo axial. W0= ancho de la excavación. Wp= ancho del pilar. σcSv= concentración de esfuerzo critico.
La concentración de esfuerzo promedio para pilares longitudinales se obtiene, asumiendo que cada pilar ante excavaciones soporta uniformemente el peso de la roca suprayacente más la mitad del peso de la roca encima de la excavación. Sp= esfuerzo promedio sobre el pilar. Sv= esfuerzo vertical aplicado. Wo= ancho de la excavación. Wp= ancho del pilar.
Diseño
de pilares tridimensionales. La distribución de los esfuerzos sobre un pilar tridimensional, depende del esfuerzo vertical aplicado (antes de la excavación) y de la relación de extracción. El esfuerzo promedio aplicado sobre el pilar se expresa a través de las siguientes ecuaciones.
Sp= esfuerzo promedio sobre el pilar. Sv= esfuerzo vertical aplicado. At= Am+Ap Am= Área minada. Ap= área del pilar. R= relación de extracción. R= At-ApAt=AmAm+Ap
El factor económico más importante en este método es el tamaño de los pilares y la distancia entre ellos, este factor depende de: Estabilidad
de la caja techo.
Estabilidad del mineral Potencia del yacimiento Presión
de la roca suprayacente
Discontinuidades geológicas como fallas, pliegues, etc. Forma
y tamaño del pilar.
DETERMINACIÓN DE COSTOS DEL MÉTODO DE CÁMARAS Y PILARES
En el estudio realizado por el instituto geológico minero y metalúrgico en los años 1983 a 1989 se resumen los parámetros de explotación de la mina Condestable para el método de cámaras y pilares.
7,1 t/h-g 0,29 t/h-g
1,22
m/t : 8%
5%-10% 75%
vacío
abandonado
: 110 t : no es necesario
