diseño y construccion de tajeos.pdf

INDICE Indice De Tablas ............................. .................................................... .............................................. .............................................. .................................... ............. 2 1 Resumen. .......................................... ................................................................ ............................................ ............................................ ................................. ........... 3 2 Introduccion .............................. ..................................................... ............................................. ............................................. ........................................ ................. 4 3 Diseño Y Construcciones De Tajeos. ........................................... .................................................................. ................................. .......... 5 3.1.Requisitos Para Su Diseño Y Construcción: ............................. ................................................... ................................. ........... 6 3.2.Desarrollo y Prepara………………………… a…………………………………………………………… ………………………………………………………….………… ……………………….……………….……6 …….……6

3.3.Diseño Del Tajeo ...................................... ............................................................ ............................................ ............................................ ...................... 7 3.3.1.Acceso 3.3.1.Acceso A Subniveles ............................. ................................................... ............................................ ............................................ ...................... 7 3.3.2.Galería De Acceso: ......................... ............................................... ............................................ ............................................ ............................. ....... 8 3.3.3.Intervalos Entre Subniveles: ......................... ................................................ .............................................. .................................... ............. 8 3.1.4. Draw Points: .................................................... .......................................................................... ............................................. ................................. .......... 9 3.1.5.Corte Inferior: ................................................... ......................................................................... ............................................ ................................. ........... 9 3.3.4.Slot – Cara Libre: ............................................................ .................................................................................. ...................................... ................ 10 3.4.Construccion 3.4.Construccion De Tajeos.................................... Tajeos.......................................................... ............................................ .................................. ............ 11 3.4.1.Con Taladros Largos En Paralelo: .......................................... ................................................................. ............................... ........ 11 3.4.2. Con Taladros Largos En Paralelo: ......................................... ............................................................... ............................... ......... 11 3.4.3. Con Taladros En Anillo Anill o O Abanico ...................................... ............................................................ ............................... ......... 12 3.4.5.Manejo Del Mineral ......................................... ............................................................... ............................................ ............................... ......... 13 3.5.Dimensión De Los Tajeos De Explotación: ......................................... ............................................................. .................... 13 3.6.Retro Análisis De Tajeos. ............................................ .................................................................. ............................................ ........................ 15 3.7.Aplicación Y Diseño De Tajeos Con Relleno Detrítico. .......................................... .......................................... 15 3.7.1.Relleno Convencional O Detrito. ................................................... .......................................................................... ....................... 15 3.7.2.Condiciones 3.7.2.Condiciones De Aplicabilidad Del Relleno Dedritico. ......................................... ......................................... 16 3.7.3.Ciclo De Minado Del Tajeo Con Relleno Detrítico. ............................. ............................................. ................ 16 3.8.Ventajas Y Desventajas. ............................................ .................................................................. .......................................... .................... 17 3.9.Perforacion Y Voladura Mecanizada En Tajeos. ......................................... ..................................................... ............ 17 3.10.Perforacion Y Voladura Convencional Convencional En Tajeos. ............................................ ................................................ .... 17 4.Bibliografia ........................................... ................................................................. ............................................ ............................................. ........................... .... 18 5.Anexos .......................................... ................................................................. ............................................. ............................................ .................................. ............ 19 6.Conclusiones....................................................... .............................................................................. .............................................. .................................. ........... 20

DISEÑO Y CONSTRUCCION DE TAJEOS

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INDICE DE FIGURAS.

Figura 1.Método de minado sublevel stoping en UMCL ............................... ................................................. .................. 5 Figura 2.Diseño y Construccion de tajeos. .......................................... ................................................................. ............................. ...... 6 Figura 3. Desarrollo y Preparación de tajeos........................................... .................................................................. ........................... 7 Figura 4.Diseño de d e Tajeo, acceso a subniveles. ........................... ................................................. .................................... .............. 7 Figura 5.Sublevel stoping, galería de acarreo. ................................................... ................................................................. .............. 8 Figura 6.Preparación entre sub niveles............................................ .................................................................. ................................. .......... 9 Figura 7.Corte inferior. ................................... ......................................................... ............................................ .......................................... .................... 10 Figura 8.under cut o corte inferior horizontal..................................................... horizontal................................................................. ............ 10 Figura 9.Taladros largos en paralelo. ........................................... .................................................................. .................................. ........... 11 Figura 10.Taladros Largos en Paralelo............................................ .................................................................. ............................... ........ 12 Figura 11 Taladros en abanicó anillo. ............................................................ ............................................................................ ................ 12 Figura 12: Equipo LHD. ............................................ .................................................................. ............................................ ............................... ......... 13 Figura 13.Dimensionamiento de tajeos. ....................................... ............................................................. .................................. ............ 14 Figura 14.Retroanalisis de tajeo ...................................................... ............................................................................ ............................... ......... 15 Figura 18.Ciclo de minado del tajeo con rrelleno dedritico ....................................... ........................................... .... 16

Tabla 1.Cálculo de N (para una roca regular de RMR (50-53), con altura de tajeo 30 metros y un ELOS de 1m .......................................... ................................................................ ............................................ ............................... ......... 13


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El presente trabajo monográfico desarrolla el diseño y construcción de tajeos de una mina subterránea, la cual incluye el dimensionamiento de los tajeos, diseño de aberturas máximas, topografía de tajeos y radio hidráulico equivalente, aplicación y diseño de tajeos con relleno dedritico, diseño de tajeo, ciclo de minado del tajeo con relleno detrítico, Ventajas y desventajas y perforación y voladura de tajeos. Este trabajo monográfico tiene l a finalidad de adquirir mejor conocimiento sobre diseño de tajeos en mina subterránea, la alternativa óptima de minado que asegure la máxima recuperación de los tajeos y pilares. El diseño de la mina está definido por la opción más rentable de secuencia de minado que engloba un tonelaje total de reservas dependiendo de la cantidad de tajeos, el procedimiento para determinar el diseño en una mina subterránea, requiere el registro de cada tajeo con su particular identificación de calidad, cantidad de mineral, costo de extracción y recuperación metalúrgica. Como parte de este trabajo monográfico se realizaron una serie de investigaciones de diseño y construcción de tajeos.


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En el diseño de una mina subterránea, se requiere tener evaluado el volumen de mineral existente en cada frente de trabajo, se requiere establecer una secuencia de extracción del mineral hasta el final de la vida de la mina, se detallan las forma de explotación en cada zona de trabajo, las rutas de acceso, las rutas de ventilación, la forma de extracción del mineral de cada frente de producción y las condiciones de seguridad de las operaciones de minado. Para llevar a cabo una operación minera de manera eficiente y eficaz es necesario ejecutar los planes desarrollados en los estudios previos, dichos estudios toman en consideración la mejor alternativa para el tipo de yacimiento en cuestión. Se diseñan y plantean el método minado, dimensionamiento de los tajeos, dimensionamiento de equipos, tipo de sostenimiento, diseño de relleno, proceso de recuperación metalúrgica, entre otros.


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DESCRIPCION: consiste en dejar cámaras vacías después de la extracción de mineral es de alta productividad debido a que las labores de preparación se realizan, en su mayor parte, dentro del mineral. La recuperación de los pilares se realiza en la etapa final el minado. Los subniveles son desarrollados entre os niveles principales, el mineral derribado con taladros largos o desde los subniveles, cae a la zona vacía y es recuperado desde los DRAW – POINT para luego ser transportada hacia a superficie. CARACTERISTICAS: 

se caracteriza por su gran productividad debido a que las labores de preparación se realizan en su mayor parte en mineral.

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El yacimiento debe ser vertical o casi vertical.



Para prevenir el colapso de las paredes, los cuerpos grandes normalmente son divididos en dos o más tajos, la recuperación de los pilares se realizan en la etapa final de minado.



El mineral arrancado se recolecta en embudos o zanjas emplazadas en la base del tajeo de donde se extrae según diferentes modalidades.



Dilución varía entre 3-10 % del material diluyente de la pared colgante y techo.



Requiere un alto nivel de preparación.



Recuperacion de 60%-80%(depende de los muros y losas)

Figura 1.Método de minado sublevel stoping en UMCL Fuente: Medina, E. (2013).


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En forma general puede ser aplicado bajo las siguientes condiciones: El depósito debe ser vertical o próximo a ella.  Rocas cajas competentes.  

Cuerpos mineralizados deben estar debidamente delimitados.

E yacimiento debe ser vertical o casi vertical.

 El depósito tiene un inclinación de 90 a 70  El mineral tiene una resistencia mayor a las cajas  El yacimiento es de 6 a 1 metro de potencia.

Figura 2.Diseño y Construccion de tajeos. Fuente: Medina, E. (2013).

Comprende los siguientes trabajos: El acceso a los tajos se efectúa mediante rampas, Bypass, cruceros y drawpoint, siendo estos ubicados normalmente en la caja piso. Es importante definir los intervalos entre niveles, ya que esto influye en el tamaño óptimo de la cámara; esta altura oscila entre 60 a 130 mts. Dependiendo de la altura del yacimiento. La rampa de transporte se realizada en la parte más baja del tajeo paralela a la zona mineralizada en estéril. Las chimeneas deben ser desarrolladas como acceso a los subniveles para el subsecuente desarrollo de estos subniveles. Las galerías de perforación son llevadas dentro del mineral como subniveles cada 20m. De desnivel.


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El corte o el arranque se realiza desde el fondo del tajeo. Para la recuperación del mineral disparado, se extraen desde los Draw points

Figura 3. Desarrollo y Preparación de tajeos Fuente: Medina, E. (2013).

Puede hacerse a través de una rampa o chimenea, la misma que se ubica en la caja piso de la zona mineralizada, lo más lejos posible para evitar los posibles efectos de la voladura u otras operaciones de producción que se producen durante el tajeado sionamiento de tajeos.

Figura 4.Diseño de Tajeo, acceso a subniveles. Fuente: Medina, E. (2013).


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Galería de acceso

Construida en caja piso y paralela al rumbo del cuerpo mineralizado, por aquí se extraerá el mineral. LONGITUD Y ANCHO.- Depende de los siguientes parámetros: El ancho del tajo baria de 1 a 6 m de potencia. La longitud varía de la potencia de la veta.

ALTURA DEL TAJEO.- Se



debe considerar: La altura del tajeo varia cada 20m

Figura 5.Sublevel stoping, galería de acarreo. Fuente: SVS Ingenieros S.A.(2012).

Los intervalos de los niveles principales en las minas varían desde 15 m a 120 m, dependiendo de la extensión vertical del cuerpo mineralizado y condiciones geo mecánicas. Los subniveles se acondicionan a estos niveles principales.


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Figura 6.Preparación entre sub niveles. Fuente: Medina, E. (2013).

El número de drawpoints depende de la longitud del cuerpo mineralizado. UBICACIÓN.- tiene los siguientes criterios: El espaciamiento entre los Draw-points es de 10 a 15mLa gradiente varia en un 5%. Dependiendo del sistema de drawpoints a ser usado, el corte inferior puede hacerse por un sistema de chimeneas cónicas desde una galería inferior, o simplemente abrir una galería sobre la estructura mineralizada desde los drawpoints


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Figura 7.Corte inferior.

Fuente: Hustrulid W.Bullock (2001).

Se hace esto para tener una cara libre a la perforación y voladura de taladros largos. Puede construirse esta chimenea con métodos convencionales o mecanizados. UNDER CUT O CORTE INFERIOR HORIZONTAL, los taladros de producción se realiza con equipo raptor, con una malla de 1.5 x1.0 m, la perforación se ejecuta en taladros largos en paralelo y abanico

Figura 8.under cut o corte inferior horizontal. Fuente: atlas copco (2007).


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Es ventajoso emplear e en yacimientos verticales de buena potencia. Las operaciones de perforación en subniveles exclusivamente por medio de taladros largos en paralelo usando barras de extensión para lograr una profundidad apropiada, con diámetros entre 2” a 7 7/8 hasta una longitud de 90

metros. V. PR

Figura 9.Taladros largos en paralelo. Fuente: Atlas copco (2007)

Una vez abierta el frente del nivel inferior para empezar el arranque, se comienza la perforación del subnivel más bajo y antes de perforar los taladros


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, paralelos se ensancha el subnivel a todo el ancho minable; luego se inicia con la perforación en forma descendente

Figura 10.Taladros Largos en Paralelo. Fuente: te: Hustrulid W.Bullock (2001). 3.4.3. Con taladros en anillo o abanico

El minado se inicia a partir de la rosa frontal preparado en la parte inferior del tajeo; la perforación se realiza a través de los subniveles con barrenos

dispuestos en abanico o anillo, el mineral disparado cae al fondo del tajeo o a los embudos, y se evacua por las tolvas a los vagones o volquetes, o bien se carga con equipos de bajo perfil, por medio de los “drawpoint”,

según el sistema empleado.

Figura 11 Taladros en abanicó anillo. Fuente: Hustrulid W.Bullock (2001).


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: Es necesario estaciones de control (parrillas) antes de los buzones. También es posible la utilización de scapers para extraer el mineral, y luego arrastrarlo y cargarlo a carros de ferrocarril. En este caso, el manejo del material grueso o de sobre-tamaño es mucho más simple. Hoy en día se utilizan preferentemente equipos LHD para la extracción, carguío y transporte del mineral hacia estaciones de traspaso, donde es cargado a carros o camiones para su transporte final a superficie.

Figura 12: Equipo LHD. Fuente: Atlas copco (2007)

se utiliza los gráficos de diseño empíricos: Gráfica de Estabilidad Modificada (N’), y el Equivalente Lineal de Sobre -rotura

(ELOS). Considerando los

resultados del modelo geomecánico del macizo rocoso y el estado de la explotación de la mina, se recomienda las siguientes dimensiones de los tajeos, tanto para la roca regular, como para la roca mala, ubicada en sectores localizados. Los parámetros geométricos del cuerpo mineralizado (buzamiento, ancho y potencia), así como el análisis del comportamiento estructural de las cajas, complementado con los trabajos de campo y los resultados de laboratorio, permiten obtener parámetros representativos para dimensionar los tajeos del OreBody. Tabla 1.Cálculo de N (para una roca regular de RMR (50-53), con altura de tajeo 30 metros y un ELOS de 1m

Fuente: UNMSM.Diseño de minería subterránea, 2016.


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Figura 13.Dimensionamiento de tajeos, estabilidad modificada (N’), que analiza l a estabilidad del tajeo y el Equivalente Lineal de Sobre-rotura/Desprendimiento (ELOS), que analiza la sobre-rotura de las paredes laterales del tajeo. Fuente: Rimas Pakalnis, Metodología de las variables que influyen en la estabilidad,2008.


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Con la información topográfica de los tajeos explotados, se procede a estimar la sobrerotura promedio en las paredes laterales de los mismos, para ello se utiliza el criterio de Equivalente Lineal de Sobre-rotura (ELOS), cálculo basado en volumen desprendido respecto al área expuesta de la pared del tajeo planeado.

Figura 14.Retroanalisis de tajeo Fuente: Rimas Pakalnis, Metodología de las variables que influyen en la estabilidad, 2008.

El relleno detrítico se aplica en tajeos de corte y relleno ascendente donde El mineral es arrancado por franjas horizontales y/o verticales empezando por la parte inferior del tajo y avanzando verticalmente. Cuando se ha extraído la franja completa, se rellena el volumen correspondiente con material estéril (relleno detrítico), que sirve de piso de trabajo a los obreros y al mismo tiempo permite sostener las paredes del caserón, y en algunos casos especiales el techo.


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Que el material de relleno se encuentre disponible en cantidad suficiente dentro del área de la mina . Que se pueda obtener rápidamente. Que se pueda preparar y que se pueda colocar dentro de la excavación, al costo más bajo posible. Que se pueda colocar dentro de los rebajes sin entorpecer las demás operaciones de producción. Que posea algunas propiedades cohesivas. Que produzca una superficie de trabajo nivelada y consistente, capaz de soportar el peso y el tránsito de equipos móviles. Que en todo su conjunto sea un material de bajo costo.

Figura 15.Ciclo de minado del tajeo con rrelleno dedritico Fuente: Medina E.(2007).


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3.8.

En el relleno detrítico convencional la granulometría del material es < que 20 centímetros, el volumen del mineral extraído debe ser remplazado equitativamente previo cálculo de volumen multiplicado por el factor de esponjamiento Ventajas y desventajas.

VENTAJAS DEL MÉTODO  El método presenta baja dilución ya que es un método selectivo.  Es posible trabajar vetas de poca potencia pero alta ley, utilizando la variante de descostre.  La dilución debida al acarreo del mineral es mínima.  Aprovecha el material estéril generado tanto de obras coladas en estéril  Permite una disponibilidad inmediata del mineral. DESVENTAJAS DEL MÉTODO  A los costos de explotación se le debe agregar el costo de la preparación, acarreo y colocación del relleno. PERFORACION Y VOLADURA MECANIZADA EN TAJEOS.

Se utilizan jumbos electrohidráulicos los que perforan con brocas de 45 mm. de diámetro con barra de 12 pies de longitud. La malla de perforación en el tajo es de 1.10 m de espaciamiento por 0.90 m de burden realizando además dos tipos de perforación, cuando el terreno es estable se perfora en realce con un ángulo de inclinación 60°, cuando el terreno indica inestabilidad la perforación se hace en breasting realizando voladura y perforación controlada, aplicando en el carguío de la corona el método de la dinamita espaciada. Para la voladura se utiliza fanel de período corto con el fin de que no haya mucha vibración al momento de la detonación, u sando para el cebo dinamitas de 1 1/8 x 7” 65% y como carga lineal anfo (examon) utilizando también tacos de arcilla La perforación de manera convencional en los tajeos se realiza tambien con máquinas perforadoras tipo jackleg Marca Montabert utilizando barras cónicas de 6, 8, 10 pies de longitud con brocas descartables de 38 y 32 mm esta última utilizada con las barras de 10 pies, en los tajeos de forma convencional se realiza dos formas de perforación en realce con un ángulo de inclinación de 60° y en breasting cuando se está trabajando en zonas donde el terreno es totalmente inestable. Realizando voladura controlada. Para la voladura se utiliza los carmex, usando como cebo dinamitas de 7/8 x 7 65%y como carga lineal anfo, en la voladura controlada se realiza utilizando el método de la dinamita espaciada.


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Manual de minería, publicación de estudios mineros SAC. Metodo de explotación por sub niveles, por Ing.Francisco Grimaldo,Facultad de ingeniería geológica minera y metalúrgica UNI. Métodos de explotación en minería subterránea, junio 2008. Tesis par optar el título de ingeniero de minas, que presentan los bachilleres, Hernán Pantaleón Junco, UNSM.


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Se realiza el diseño y construcción de tajeos en método de explotación por subniveles La perforación, la voladura y carguío se hacen en forma independiente, por lo que se tiene una alta utilización del equipo. Si los límites del cuerpo son irregulares puede haber una alta dilución del mineral; lo mismo puede suceder si se tienen derrumbes. El diseño de tajeos se ejecuta desde los niveles para predeterminar los intervalos verticales. Los subniveles son desarrollados entre los niveles principales, el mineral derribado con taladros largos o desde los subniveles cae hacia la zona vacía y es recuperado desde los Draw-points para luego transportar hacia la superficie. Se aplica en Cuerpos mineralizados donde deben estar debidamente delimitados El depósito tiene un inclinación de 90 a 70 El mineral tiene una resistencia mayor a las cajas


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