Índice
Introducción
1 Fill” Método de explotación “Cut and
En el siguiente informe presentaremos un método de explotación utilizado ampliamente en la minería el cual lleva por nombre Cut and Fill (corte y relleno), este método consiste en un proceso de construcción de un ferrocarril, carretera o canal en donde la cantidad de material de corte coincida ms menos con la cantidad de relleno necesario, para rellenar la zan!a "ue #a sido despo!ada de su material$ En este informe daremos a conocer en profundidad características del método Cut and Fill, la ma"uinaria "ue debemos utilizar para poder desarrollar ese tipo de traba!o, los traba!os "ue se deben realizar en la estructura para poder lograr un desempe%o laboral apropiado , la estructura "ue debe poseer el yacimiento en este caso , ya "ue, este informe va dirigido directamente #acia la minería y finalmente presentaremos las venta!as y desventa!as de la utilización de este método en minería $ Cut and Fill es un método de explotación "ue va dirigido a la minería subterrnea es de forma ascendente $El mineral es sacado o arrancado por zan!as cuales generalmente en este método son angostas , estas miden desde medio metro a & metros de espesor y son en dirección #orizontal y vertical $ Este proceso comienza desde la parte inferior de esta zan!a o venta y va avanzando verticalmente$ Cuando se #a extraído la fran!a completa , se rellena con el volumen de esta con material estéril o en algunos casos con cemento o fortificaciones las cuales tienen un alto costo pero realmente efectivos sirviendo como de piso para los obreros y ma"uinaria también sirve para sostener las paredes y en ciertos casos #asta los tec#os$ El siguiente traba!o de investigación recopila información bsica del método de explotación subterrnea Cut and Fill , conocido en el espa%ol como 'Corte y relleno, el cual fue de gran ayuda en el grupo de estudiantes "ue la realizaron , ya "ue sirvió de muc#o para "ue pudiéramos comprender este método de explotación subterrnea$
Cut and Fill
2 Fill” Método de explotación “Cut and
Este método de explotación es aplicado a depósitos metlicos de origen sedimentario$ El cual consiste en arrancar el mineral por fran!as #orizontales yo verticales$ *na vez extraída una fran!a se rellena con material estéril, el cual sirve de piso de traba!o a los obreros y permite sostener las paredes de la cmara y en algunos casos especiales el tec#o$
Características del método +a explotación de corte y relleno puede utilizarse en yacimientos "ue presenten las siguientes características • •
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-uzamiento fuerte , superior a los ./0 de inclinación $ Características físico1mecanicas del mineral y roca de ca!a relativamente mala (roca incompetente)$ 2otencia moderada (34 a 5/ mts)$ 6oca mineralizada de buena calidad$
Principios Consiste en excavar el mineral por ta!adas #orizontales yo verticales en una secuencia ascendente (realce) o descendente$ 7odo mineral arrancado es extraído del caserón$ 7odo el mineral arrancad es extraído del caserón$ Cuando se #a excavado una ta!ada completa, el vacío de!ado se rellena con material exógeno "ue permite sostener las paredes y sirve como piso de traba!o para el arran"ue y extracción de la ta!ada siguiente$ El mineral se extrae a través de pi"ues artificiales emplazados en relleno, "ue se van construyendo a medida "ue la explotación progresa #acia arriba$ Como relleno, se utiliza el material estéril proveniente de los desarrollos subterrneos o de la superficie, también relaves o ripios de las plantas de beneficio, e incluso, mezclas pobres de material particulado y cemento para darle mayor resistencia$
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Condiciones de Aplicación 8e aplica por lo general en cuerpos de forma tabular verticales o subverticales, de espesor variable desde unos pocos metros #asta 34 o 5/ m en algunos casos 8e prefiere a otras alternativas cuando la roca enca!adora (paredes) presentan malas condiciones de estabilidad (incompetente)$ En cambio, la roca mineralizada debe ser estable y competente, especialmente si se trata de cuerpos de gran espesor$ El mineral extraído debe ser suficientemente valioso de modo "ue el beneficio obtenido por su recuperación compense los mayores costos del método$
Desarrollo *na galería principal de transporte emplazada a lo largo de la base del caserón, dotada de las correspondientes instalaciones de carguío (buzones)$ 8ubnivel de corte inicial (undercut), ubicado entre 4 a 3/ m sobre el nivel de transporte, y sus correspondientes c#imeneas de acceso$ 2i"ues o c#imeneas de ventilación, acceso y traspaso del material de relleno, comunicadas con la superficie o con un nivel superior$ 9rran"ue 8e puede realizar con perforación #orizontal como también vertical #acia arriba (bancos invertidos)$ 9mbas soluciones tienen venta!as y
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desventa!as$ :ependiendo de las dimensiones del cuerpo mineralizado, espacios disponibles y capacidad productiva, es posible utilizar perforación manual (!ac;1legs o stopers) como también e"uipos tales como !umbos o
Labores de desarrollo 2ara el método de corte y relleno dentro de las labores de desarrollo contamos con 3$1 C#imenea principal y otra auxiliar , ubicada desde la superficie #asta los niveles ms profundos del yacimiento del mineral $ 5$1 =ivel principal o nivel base de transporte ubicado a lo largo de la base del caserón$
Labores de preparación +a preparación para el método corte y relleno consiste en la elaboración de las siguientes labores 3$1>alerias o cruceros$ 5$1C#imeneas y caminos$ &$16ampas1 .$18ub ? nivel de extracción1 4$1Caseron$ @$1+a preparación del 8ill$ •
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>alerías *na galería principal (inferior) de transporte emplazada a lo largo de la base del caserón y una galería superior ambas conectadas entre ellas por dos c#imeneas$ C#imeneas y caminos +as se utilizan en la extracción $ +as cuales se comunican de nivel a nivel , fuera o dentro del yacimiento$ 8e perforan con dos o tres compartimientos sostenidos con cuadros de madera , el otro compartimiento forma parte del ec#adero del mineral , con una buena estructura de sostenimiento y dise%o especial$ =ivel y 8ub ? nivel de extracción 9 partir de la c#imenea se construyen los niveles y sub ? niveles de extracción , totalmente con cuadros estndar para
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galerías con una longitud "ue depende del tipo de yacimiento o del dise%o de minas$ 7a!eos +os ta!eos pueden estar formados entre dos c#imeneas y un camino intermedio "ue conduce al nivel , el piso del ta!eo sobre el cual se va a arrancar el mineral lo constituyen el relleno producido por las c#imeneas$
Labores de Explotación :entro de las labores de explotación , encontramos las operación unitarias "ue sern explicadas a continuación 3$1 2erforación 8e puede realizar con perforación #orizontal como también vertical #acia arriba ( bancos invertidos) $ 8iendo el minado mas comAn la perforación vertical o inclinada #acia el tec#o$ 9mbas soluciones tienen venta!as y desventa!as$ Es posible utilizar perforación manual $ El inconveniente en la perforación vertical es "ue la altura de ta!eo se va aumentando , cuando el mineral es extraído $
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5$1 Boladura El trazo de la malla de perforación influye en la fragmentación del mineral así como la densidad de la carga explosiva, secuencia de iniciación y otros parmetros "ue son deducidos en base a experiencias de los supervisores y algunas teorías existen en nuestro medio$ Como explosivo se viene usando explosivos de diferentes fbricas y accesorios de explosivos &$1 Carguío y 7ransporte *na vez arrancado el mineral de la veta , éste "ueda depositado sobre el piso , procediéndose luego a limpiar o extraer el mineral acumulado por tolvas extremas o camiones de ba!o perfil $ +a forma del ta!eo condiciona la limpieza "ue de #ec#o conforma los operaciones Carguío y transporte$ 7eniéndose como e!emplo los siguientes
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+ampeo directo a mano$ Con carro minero a mano o mecnico$ 2ala con tolva o pala auto vagón sin vía$ Evacuación por gravedad$ 7ransporte mecanizado$ 6astrilla!e
.$1 6elleno El relleno "ue se comporta como un soporte, es una necesidad en los ta!eos explotados$ El ob!etivo es "ue no afecte a otras reas de traba!o evitando el #undimiento y otros efectos tectónicos$ En minería subterrnea existen tres tipos de relleno "ue son •
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6elleno convencional El relleno para las labores excavadas provienen generalmente de aterial estéril de desarrollo $8e estima en ./D aproximadamente$ :eposito natural de grava de superficie , @/D$ +a distribución del relleno en el ta!eo es muy laborioso , llegndose a consumir #asta un &/D del tiempo del personal en ta!eo , en muc#o casos el piso no es uniforme, como consecuencia existe una pérdida de mineral por dilución$ 6elleno #idrulico
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3$ 5$ &$ .$ 3$ 5$ &$
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El relleno #idrulico es una mezcla de relave combinado con el agua o bien arenas glaciares con agua y la pulpa es transportada mediante tuberías accionadas por bombas o por gravedad a las labores$ :entro de sus venta!as podemos mencionar las siguientes El relave como el material se #alla en forma gratuita$ Es muc#o ms eficiente , económico y veloz $ +a adición de cemento en la capa superior reduce la capa del mineral con el relleno$ Flexibilidad en las técnicas mineras permitiendo transformar el método de ba!a eficiencia a métodos eficientes$ :entro de sus desventa!as tenemos 9lta inversión inicial $ ayor volumen de agua es introducida a la mina , re"uiriéndose la evaluación de bombeo o por gravedad$ Cuando en el relave exista gran cantidad de pirita se elevar la temperatura , produciéndose an#ídrido sulfuroso , lo cual tiene como consecuencia provocar incendios$ 6elleno #idroneumtico Es similar al relleno #idrulico , usndose para el transporte tuberías metlicas$ 2uede mezclarse con cemento y agua , la "ue es preparada en mezcladoras para este fin la carga pasa por una tubería con dimetro apropiado , la misma da paso a una bomba neumtica para enviar a los ta!eos con alta presión de aire para rellenar los espacios vacíos$
Manejo de Materiales El material arrancado se mane!a con e"uipos +: de gran capacidad, los cuales cargan el mineral en la frente de producción y lo transportan a través de las mismas galerías de perforación para vaciarlo en los pi"ues de traspaso "ue se conectan a las galerías de cabecera$ Este sistema operativo alcanza una alta eficiencia$ *na misma pala puede mantenerse continuamente en operación sirviendo simultneamente a varias galerías$ 9 medida "ue se extrae el mineral tronado, el material estéril superpuesto rellena el vacío de!ado por la explotación, mezclndose parcialmente con el mineral arrancado$ +a extracción continAa #asta "ue la introducción de material estéril supera un cierto límite pre1establecido$
9 Fill” Método de explotación “Cut and
ipos de Cut and Fill 3$1ver#and CGF 8toping H Cortes #orizontales de 3$I a .$@ m son extraídos ale!ndose del acceso, #acia arriba$ H ineral arrancado "ueda sobre el relleno o desarrollo se inicia en la base del cuerpo H 7ec#o puede sostenerse con pernos ocasionales si el mineral es competente o con pernos en una malla regular, para "ue el personal traba!e ba!o un tec#o controlado H 2roblemas con perforación para tronadura (interferencia) y por"ue #ay "ue sacar pernos a mano del material "uebrado para "ue no interfiera en traspaso, y otros procesos (c#ancado) o 8oporte de tec#o y muros con madera 5$12ost 2illar 8toping H 2ara cuerpos anc#os verticalmente "ue no pueden ser explotados por 6oom and 2illar H 8e mantienen pilares para soportar tec#o, pero el relleno los confina H ineral debe ser de buena competencia para prevenir fallas en pilares y tec#o &$1*nder CGF 8toping H Jgual al ver#and CGF 8toping, pero se procede en dirección descendente .$1:riftGFill 8toping H Consiste en extraer por medio de galerías "ue son rellenas, permitiendo la extracción de la 'galería adyacente$
Método de explotación “Cut10 and Fill”
A continuación e p!eenta un dia"!a#a i#pli$cado del ciclo de #inado pa!a una #ina #ecani%ada con el #étodo de Co!te & 'elleno (
Dilución Como sabemos la dilución es el tonela!e de material extraído por deba!o de la ley de corte, este tonela!e puede ser desmonte netamente o mineral de muy ba!a ley "ue no alcanza la ley de corte , 2ara este tipo de método , la dilución fluctAa entre 4 y 3/ D, siendo el porcenta!e de 5D , el ms comAn para Cut and Fill $
!ecuperación 7iene alta recuperación , puesto "ue el método selectivo , permite explotar cuerpos de ba!a regularidad y continuidad espacial $ 7omando en consideración "ue tiene una alta recuperación , mayor al K/D alcanza muc#as veces el 3//D $ Lste método va dirigido y enfocado #acia la pe"ue%a minería , ya "ue , en este método la recuperación del mineral es ms menos de &// a .4/ toneladas por dia , siendo esta la cantidad correspondiente a este tipo de minería$
Método de explotación “Cut11 and Fill”
Mecani"ación +a mecanización de los traba!os de excavación en Cut and Fill , apunta a optimizar los tiempos de traba!o y obtener mayor eficiencia , logrando tener una me!or seguridad para el personal$ 8i #ablamos de obras subterrneas se deben separar estas en dos partes las permanentes y temporales , el ultimo es el caso del método Cut and Fill ,*tilizando excavación de tipo convencional para perforación y tronadura y utilización de soft
Mumbos +:s 8topers Mac;legs 7uneladoras 7- ( tunnel -oring ac#ine) 6oad eaders o razadoras ovil 7unnel ine ( 7)
+as Altimas dos utilizadas en 9ustralia , Europa y =orte 9mérica$
Flexibilidad 8u flexibilidad es muy alta puesto "ue se adecua a yacimientos con propiedades físicas y mecnicas incompetentes ,con fuertes buzamientos , potencias moderadas y limites regulares del yacimiento$
#e$uridad frece una mayor facilidad para el control de la seguridad dentro de las labores de explotación en comparación a otros métodos subterrneos , tanto para la seguridad
Método de explotación “Cut12 and Fill”
de los traba!adores como también para los e"uipos dentro de la faena minera$
Con%abilidad +a confiabilidad tiene relación con la probabilidad "ue el dise%o minero de Cut and Fill tenga para producir una determinada cantidad de mineral $ Es función de la tasa de falla intrínseca de los componentes de los sistemas mineros y función del estado tensional presentado en la infraestructura$ Esta tiene "ue ver con el porcenta!e de recuperación lo cual son directamente proporcionales , es decir el grado de confiabilidad alcanza el K/D aplicado el en método cut and fill $
Producti&idad En cuanto a la productividad del método , Cut and Fill , podemos decir "ue es ba!a puesto "ue va entre 5// a .4// tpd
'entilación 2or lo general, el aire es inyectado a los caserones desde el nivel de transporte a través de c#imeneas de acceso$ En los frentes de traba!o, al interior del caserón, se utiliza ventilación secundaria mediante ventiladores auxiliares y ductos$ El aire viciado se extrae por las c#imeneas de ventilación yo de acceso #acia el nivel superior, y luego es evacuado incorporndolo en el circuito general de ventilación de la mina$
Método de explotación “Cut13 and Fill”
Forti%cación 7eniendo en cuenta "ue este método se aplica en cuerpos tabulares con roca enca!adora poco competente, la prctica #abitual es el apernado sistemtico de las paredes, incluyendo cintas metlicas, malla de acero o cables segAn las condiciones de terreno$ El tec#o mineralizado se mantiene estable con elementos de fortificación semi1permanentes tales como pernos yo malla de alambre$
Método de explotación “Cut14 and Fill”
Drenaje 2ara drenar el agua en el nivel a transportar se realizar la construcción de una cuneta la cual pondr en cause el agua #asta un reservorio donde se le transporta medianteNbombasNeléctricasNyNneumticas$ :onde #ay dos bombas eléctricas de tipo centrifuga , las cuales bombean #asta el nivel principal donde se almacena en otro tan"ue "ue sirve como decantador para eliminar un poco el fino "ue se transporta mediante el bombeo , este sistema se denomina cascada$
Impacto Ambiental +os principales impactos ambientales "ue el método Cut and Fill tiene son H 9ire polvo y emisiones de e"uipos y tronaduras$ H 9gua intervención en cursos de agua superficiales y subterrneas en con!unto con el drena!e$ H 7ierra intervención en la topografía natural por excavaciones $
Método de explotación “Cut15 and Fill”
In&ersión ( costos de operación Es un método de alto costo, cuya aplicación se !ustifica cuando el mineral extraído tiene un valor asociado importante y las condiciones de estabilidad de la roca enca!adoraasonaprecarias$ El método de Cut and Fill tiene un alto costo de producción entre ./ ? 34/ Ot y en cuanto a sus inversiones podemos mencionar "ue los parmetros "ue determinan el éxito del proyecto y "ue afectan inversión, flu!os de ca!a, periodo de retorno y los beneficios son H 6eservas (tonela!e y ley) H 7asa de producción H Bida de la mina (desarrollo y explotación) H 2roductividad H Costo de mina del método Cut and Fill
Faenas mineras de re)erencia donde es empleado 9lgunas faenas mineras en donde se #a empleado el método de Cut and Fill son
Método de explotación “Cut16 and Fill”
Conclusión El método Cut and Fill es un método bastante verstil, con un rango de aplicación amplio, especialmente en condiciones de roca incompetente o de características impredecibles$ 2ermite una buena recuperación y selectividad de las reservas, se pueden obviar sin problemas las irregularidades del yacimiento$ +os sectores estériles pueden "uedar como pilares, como asimismo es posible de!ar en el mismo caserón mineral tronado de ba!a ley$ +a dilución es controlable utilizando sistemas de soporte adecuados$ Entre sus debilidades se pueden se%alar las siguientes H :iscontinuidad de las operaciones para permitir la colocación del relleno y los elementos de refuerzo$ H El volumen de mineral arrancado en un ciclo de traba!o es relativamente pe"ue%o$ H +os re"uerimientos de mano de obra en actividades no productivas es alto, por lo tanto la productividad del método es ba!a$ 8in embargo, con los e"uipos sobre neumticos disponibles #oy en día, se puede alcanzar un buen nivel de mecanización$ +a #abilitación de rampas de acceso facilita el desplazamiento de los e"uipos de un caserón a otro, lo "ue permite me!orar sus rendimientos y, por consiguiente, la productividad del método$ En suma, es un método de alto costo, cuya aplicación se !ustifica cuando el mineral extraído tiene un valor asociado importante y las condiciones de estabilidad de la roca enca!adora son precarias$
Método de explotación “Cut17 and Fill”
Finalmente en este traba!o podemos decir "ue aprendimos "ue el método de Cut and Fill se utiliza en pe"ue%as mineras y "ue tiene buen rendimiento por sacar secciones de alta ley y "ue se usan varios tipos de ma"uinarias , específicamente +:s 9 modo general podemos resumirlo en
*iblio$ra)ía ( +eb$ra)ía •
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Método de explotación “Cut18 and Fill”
