1
HUNDIMIENTO POR SUBNIVELES (SUBLEVEL CAVING) PRINCIPIOS DEL METODO Este método, al igual que el realce por subniveles (sublevel stoping), consiste en arrancar el mineral a partir de subniveles mediante tiros en abanicos y dispuestos según planos verticales o con una cierta inclinación con respecto a la vertical. Pero, posee ciertas cier tas características que lo diferencian del sublevel stoping. ♦ ♦
♦
♦
Es un método por rebaje. El carguío del mineral arrancado se efectúa en los mismos subniveles de arranque. La cara libre principal sobre la cual actúa el explosivo, permanece siempre en contacto con mineral arrancado o derrumbado, mientras que en el sublevel stoping se tiene al frente un caserón vacío. El hundimiento del techo no tiene mayor importancia.
Ambos métodos se encuentran entre los de mayor productividad y al mismo tiempo entre los más económicos. Es conv conven enie ient ntee seña señala larr que, que, así como como los los méto método doss de cáma cámaras ras y pila pilare ress alcan alcanzar zaron on en los los Esta Estado doss Unid Unidos os un alto alto grad grado o de desar desarro roll llo o técn técnic ico o en cuan cuanto to a mecanización, en Suecia ha sucedido algo similar con el hundimiento por subniveles, y es así que los suecos han alcanzado condiciones económicas de explotación excepcionales, a pesar de tener un costo de mano de obra considerado como uno de los mas elevados del mundo. En vista de tales resultados la aplicación del hundimiento por subniveles se ha generalizado, es decir, ha sucedido algo similar a lo ocurrido con el Hundimiento de bloques(Braden, El Salvador, Climax, Jeffrey). Así por ejemplo se puede citar el caso de Kirunavaara, que se explotaba a cielo abierto hasta el año 1.962, año a partir del cual se comenzó a utilizar exclusivamente el hundimiento por subniveles y que luego pasó a un proceso de expansión para aumentar la producción de 12.300.000 tn/año de mineral de hierro a20.000.000 tn/año.
CAMPO DE APLICACIÓN Este método se puede aplicar en general en los mismos casos que el realce por subniveles, salvo cuando por razones económicas, se trata de vetas demasiado estrechas. O sea, su campo de aplicación abarca yacimientos masivos y también vetas de un espesor razon razonab able le.. Sin Sin emba embarg rgo, o, a difer diferen enci ciaa del del realc realcee por por subn subniv ivele eless que que neces necesit itaa veta vetass relativamente verticales y además que tanto las características mecánicas del mineral como de la roca encajadora sean bastante buenas, en el hundimiento por subniveles no tienen importancia estos aspectos señalados. De modo que su campo de aplicación es más amplio. Además tiene la ventaja sobre el realce por subniveles, de ser un método relativamente selectivo, debido a que todo el mineral arrancado se carga mediante palas, lo que permite separarlo separarlo de acuerdo acuerdo a sus leyes, sobre todo si se ha muestreado muestreado previamente previamente el mineral mineral aprov aprovech echand ando o la perfor perforaci ación ón de los tiros tiros de arranqu arranque. e. Para Para efectua efectuarr dicha dicha
LABOREO MINERO II
UNJu .. FACULTAD DE INGENIERIA
2
separación, basta con tener varias chimeneas de evacuación en lugar de una, como lo hicieron en Kiruna, donde existen hasta 4 chimeneas diferentes en cada sector de modo de separar el mineral de hierro según sus leyes en fósforo. Teóricamente es posible, por otra parte, evitar las zonas estériles incluidas dentro de la mineralización, como ser los diques. Es evidente, sin embargo, que cada vez que se derrumba la roca encajadora o que se dejan abandonadas zonas estériles, se producirá una cierta dilución, la cual aumenta a medida que la explotación se profundiza. El mayor inconveniente de este método proviene de la importancia de la preparación que requiere. Un 20 % del mineral proviene de estas labores.
PREPARACION La mayor parte de la preparación consiste de perforación de galerías para preparar los subniveles. Esta es una tarea de gran alcance y se puede extraer tanto como un
LABOREO MINERO II
UNJu
FACULTAD DE INGENIERIA
3
20 % del mineral ya durante la fase de preparación. Además de galerías se necesitan coladeros de mineral y rampas para conectar los subniveles con los niveles principales. La parte de trabajos de preparación en el hundimiento por subniveles es considerable. La perforación de galerías es sin embargo un proceso repetitivo y regular que puede ser organizado para alta eficacia con equipos modernos.
PRODUCCION El volumen de mineral inmediatamente por encima de cada galería de subnivel se perfora con barrenos largos en forma de abanico. La operación se realiza como una operación separada, mucho antes que la voladura. Se pueden perforar varios subniveles antes de que comience la voladura y la carga. La voladura en cada subnivel empezará en el techo o en el extremo del criadero y retrocederá hacia el piso. La extracción de mineral retrocede normalmente a lo largo de un frente aproximadamente derecho, lo que significa que se puede trabajar simultáneamente en galerías adyacentes. Los subniveles por debajo y por encima siguen el mismo programa de producción.
La voladura de un abanico de barrenos arranca una franja de mineral. El mineral se hunde en la galería, donde se carga y transporta a coladeros de mineral. Los estériles en el techo se rompen continuamente y se hunden en el vacío. Esto se puede notar en la galería durante la carga como un aumento de dilución de estériles en el material LABOREO MINERO II
UNJu
FACULTAD DE INGENIERIA
4
cargado. Cuando la dilución ha alcanzado una cierta proporción se interrumpe la carga y se vuela el abanico siguiente. Una parte del mineral quedará mezclado con los estériles en el área hundida. La dilución del material cargado con estériles tiene un promedio de entre 10 y 35 % y las pérdidas calculadas de mineral se encuentran entre 10 y 20 %.
Esquema del plan de trabajo de mina Mufulira
MANEJO Y TRANSPOTE DEL MINERAL El manejo y transporte de minerales en el área de producción consiste de la carga del mineral que se hunde en la galería de subnivel, el transporte a un coladero de mineral y la descarga en el mismo. Estas condiciones favorecen el uso de la técnica LHD (carga−acarreo−descarga). Los subniveles están diseñados generalmente en la disposición de la mina para longitudes de transporte que corresponden a una cargadora especial LHD. Como en otras operaciones en el hundimiento por subniveles, se obtiene una alta eficacia en la fase de la carga−transporte. La cargadora puede mantenerse en funcionamiento continuo, moviendo de una galería de subnivel a otra, en cuanto se haya extraído el mineral.
COMENTARIOS El hundimiento por subniveles es esquemático y regular tanto en disposición como en procedimientos de trabajo. La preparación, la perforación de producción y la carga se realizan en niveles separados, cada una como una operación independiente de las otras. Siempre hay varias áreas de trabajo disponible para cada unidad de máquina. Estos factores hacen juntos que el hundimiento por subniveles sea un método donde se puedan introducir equipos mecanizados por completo, manteniendo un proceso eficaz de explotación. La explotación se puede comparar como un proceso industrial. La dilución de estériles y las perdidas de mineral son desventajas que ponen dificultades para la aplicación del método. Para reducir al mínimo la influencia negativa de LABOREO MINERO II
UNJu
FACULTAD DE INGENIERIA
5
estos factores se han realizado extensos programas de investigación para determinar el flujo de mineral dentro del área hundida. Las experiencias de estas investigaciones, combinadas con el seguimiento de resultados operacionales han desarrollado el hundimiento por subniveles a ser un método de un alto nivel técnico.
Representación esquemática de la formación del cono de arrastre.
La figura de la derecha muestra la máxima zona de extracción a partir de un subnivel. La de la izquierda la forma de contaminación de la mena con estéril por el desplazamiento lateral de este último.
LABOREO MINERO II
UNJu
FACULTAD DE INGENIERIA
