"Año de la Consolidación del Mar Grau"
UNIVERSIDA D NACIONAL
M É TO D O FACULTAD DE NICHOLAS DE INGENIERÍA DE MINAS CÁTEDRA:
DISEÑO DE MÉTODOS SUBTERRANEO
DE
CATEDRÁTICO:
ING. VÍCTOR MENDIOLA OCHANTE
ALUMNO:
DE LA CRUZ ACEVEDO, Martin
SEMESTRE:
VIII
AÑO ACADEMICO:
2016-I
EXPLOTACION
MÉTODO DE NICHOLAS – CASO 0
Dedicado a mis padres por el apoyo incondicional que me bridan día tras día.
INTRODUCCIÓN
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MÉTODO DE NICHOLAS – CASO 0
En el presente trabajo se revisara la secuencia lógica de los parámetros a tener en cuenta para la elección de un método de minado. Algunos parámetros a tener en cuenta son:
Las condiciones del terreno de la caja piso (Footwall), caja techo (Hanging
wall) y mineral Las características físicas y geológicas del yacimiento. Minería y de capital costos. Ritmo de extracción de minería. Consideraciones ambientales. Disponibilidad y costo de mano de obra.
Para ello existen varios autores que han elaborado metodologías para seleccionar el mejor método de minado como:
Boshkov and Wright(1973) Hartman (1987) Morrison (1976) Laubscher (1981) Nicholas (1981)
En esta ocasión se resolverá un caso práctico utilizando el método de selección cuantitativa desarrollado por David E. Nicholas (1981) y el método de selección UBC (2001).
CONTENIDO
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MÉTODO DE NICHOLAS – CASO 0
INTRODUCCIÓN................................................................................................................. CONTENIDO....................................................................................................................... 1.- MÉTODO DE NICHOLAS.......................................................................4 1.1.- MÉTODO NUMÉRICO DE SELECCIÓN.............................................4 1.2.- PARÁMETROS A TENER EN CUENTA..............................................5 1.3.- TABLAS DE VALORACIÓN DE NICHOLAS.......................................6
2.- MÉTODO DE NICHOLAS Y MÉTODO UBC (CASO 0)...............................8 2.1.-CARACTERÍSTICAS DEL YACIMIENTO..........................................8 2.2.- DISEÑO DE PERFIL DE MÉTODO DE EXPLOTACIÓN........................9 2.3.- PRINCIPALES EXCAVACIONES Y SUS ACCESOS..........................18 2.4.- PERFIL DE EQUIPOS A UTILIZAR..................................................19 2.5.- PRODUCTIVIDAD, COSTOS, RECUPERACION Y DILUCION............20
1. MÉTODO DE NICHOLAS 1.1.- MÉTODO NUMERICO DE SELECCIÓN Este sistema de clasificación (Nicholas 1981) determina la factibilidad de los métodos extractivos mediante una clasificación numérica. Este método clasifica la geometría y la distribución de mineral; también examina las características
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de mecánica de rocas presentes en el manto y en los respaldos superior e inferior. Un valor de 3 o 4 indica que característica se prefiere para el método de extracción. Un valor de 1 o 2 indica que una característica es probablemente adecuada, mientras que un valor de 0 indica que una característica probablemente no es adecuada para el método de extracción. Finalmente un valor de -49 indicaría que una característica elimina completamente a dicho método. Los siguientes parámetros son considerados en la metodología:
1.2 .- PARÁMETROS A TENER EN CUENTA a) Geometría del Yacimiento a.1) Descripción de la geometría del yacimiento
Yacimiento Equidimensional o masivo: dimensiones similares en
todas las direcciones. Yacimiento tabular o elongado: dos direcciones son predominantes
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Yacimiento Irregular: dimensiones del yacimiento varían en distancias cortas
a.2) Descripción de la potencia del yacimiento Baja potencia: 0- 10 m Potencia Intermedia: 10-30 m Potente: 30-100 m Muy potente: > 100 m a.3) Descripción de la inclinación del yacimiento Horizontal: 0- 20° Intermedio: 20°-55° Vertical > 55° a.4) Descripción de la profundidad del yacimiento Esfuerzo vertical: Sv=0.027*H H = profundidad (m) a.5) Descripción de la distribución de leyes en el yacimiento Uniforme : Leyes diseminadas en el yacimiento. Gradacional: Existen distintas leyes que gradualmente cambian en el espacio. Erratica : Existen bolsones de ley sin un claro patrón. b) Características técnicas del proyecto Se caracteriza el mineral, caja techo y caja piso. b.1) Resistencia de la Roca Intacta Poco competente UCS/sv <= 8 Competencia intermedia: 8 < UCS/sv <= 15 Competencia alta UCS/sv > 15 b.2) Número de estructuras Muy fracturado ff/m: > 16 ff/m Fracturado ff/m: 10-16 ff/m Poco fracturado ff/m: 3 – 10 ff/m Muy poco fracturado ff/m: < 3 ff/m b.3) Condición de las estructuras Poco Competente: estructuras sin relleno o con relleno con una
resistencia menor a la roca intacta Competente: estructuras sin relleno con superficie rugosa
Muy Competente: estructuras con relleno de mayor resistencia que la roca intacta.
c) Costos de Operación
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1.3 .- TABLAS DE VALORACIÓN DE NICHOLAS A: Tipo de Yacimiento
Rating (Yacimiento) = Forma + Potencia + Orientación + Distribución B.1: Condiciones geotécnicas del mineral
B.2: Condiciones geotécnicas del mineral (estructuras)
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C: Condiciones geotécnicas de la pared colgante
D: Condiciones geotécnicas de la pared Pendiente
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Rating métodos
2 .- MÉTODO DE NICHOLAS – CASO 0 2.1 .- CARACTERÍSTICAS DEL YACIMIENTO
Cuerpo vetiforme de 4m de potencia media con variaciones de hasta 1 m La corrida es de 200m con quiebres en la geometría cada 40 m, producto
de una zona de fallas Macizo rocoso Roca caja 5A Roca mineral 4A Ley de oro 50 ppm y plata 200 ppm La densidad de la roca es del orden de 2.9 t/m3 2.2 .- DISEÑO DE PERFIL DE MÉTODO DE EXPLOTACIÓN A. MÉTODO DE NICHOLAS EN “MICROSOFT EXCEL” Para determinar el método de explotación del caso 0, se empleara el Método
Numérico
de
Nicholas
programado en Microsoft Excel. En el cual se le asignaran valores de 1 (implica que el ítem corresponde a las características del yacimiento del caso 0) en cada apartado requerido por el software. GEOMETRÍA Y DISTRIBUCION DE LEYES
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Finalmente los resultados obtenidos son:
En la columna del total se pueden apreciar los valores obtenidos; de las cuales nos da opción para optar por un método de explotación teniendo en cuenta un orden descendente.
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De los resultados usando la metodología de Nicholas podemos concluir que los métodos de minado más significados serían los métodos Corte y Relleno (1°), Entibación con Marcos (2°) y Cámaras Almacén (3°).
B. MÉTODO UBC EN “MINING METHOD SELECTION SYSTEM” Para determinar el método de explotación del caso 0, se empleara el software Mining Method Selection System. El software se basa en el método de selección UBC, que es una modificación del método de Nicholas.
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ENTORNO DE MINING METHOD SYSTEM
INICIAMOS LA EVALUACION DEL YACIMIENTO
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GEOMETRIA DEL YACIMIENTO Y DISTRIBUCIÓN DE LEYES
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CARACTERÍSTICAS GEOMECÁNICAS
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RESULTADOS DEL SOFTWARE
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De los resultados usando la metodología UBC podemos concluir que los métodos de minado más significados serían los métodos Corte y Relleno (1°), Entibación con Marcos (2°) y Minería a Tajo Abierto (3°).
Luego de realizar la evaluación del posible método de explotación para el “caso 0” en los respectivos Software, podemos optar por elegir el método de Corte y Relleno Ascendente Mecanizado.
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2.3 .- PRINCIPALES EXCAVACIONES Y SUS ACCESOS
a)Niveles de transporte con galerías en mineral o en estéril si aquél fuera poco consistente, los hastíales irregulares o la ley poco uniforme. b)Chimeneas para mineral, relleno, ventilación o acceso entre niveles. c) Rampas para acceso a los tajos de equipos mecanizados (jumbos, LHD, etc.). d)Inicio del corte con galería en dirección, 6-8m encima de la de transporte (pilar de base) si ésta fuera en mineral. La preparación de realizará teniendo en cuenta los siguientes objetivos:
Una buena concepción y ejecución correcta. Estos trabajos son la condición de éxito del conjunto de la explotación.
Los costos de esta fase de trabajo tienen considerables incidencias en los costos totales.
2.4 .-PERFIL DE LOS EQUIPOS A UTILIZAR
Operaciones unitarias o ciclo de minado:
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a) Perforación: La perforación tanto en desarrollo como la preparación de Chimneas, Drawpoints, By pass, Sub Niveles y labores verticales se utilizaran jumbos. Para la explotación del tajeo se perforara en forma ascendente, desde los subnivel con taladros paralelos e inclinados. En la perforación debemos considerar un punto importante, los taladros que van cerca de la caja piso deberán estar a mayor distancia en comparación con los taladros que van cerca de la caja techo para no afectar demasiado la caja piso. b) Voladura: Se realizará voladura convencional tanto para la preparación y desarrollo usando dinamita con corte quemado para la Chimenea, sub niveles y galerías. Se utiliza la técnica Breasting, c) Ventilación: La ventilación se realizara con mangas de ventilación de alta potencia teniendo en cuenta el caudal de aire que se necesita para cada labor dependiendo del tipo de explosivo usado. d) Transporte: Es uno de las operaciones unitarias más importantes en este método, nuestro sistema será “Mecanizado” pues en los tejeos se utiliza Scoop eléctricos como equipo cautivo, de 3yd 3 de capacidad de cuchara, con capacidad de la tambora para 100 m de cable. En los frentes, el carguío de realiza con equipos neumáticos (pala mecánica marca Atlas Copco. e) Relleno: Una vez que una ala del tajeo ha sido explotado es rellenado en lo posible con relleno hidráulico y solamente una franja angosta (1 pie) de corte vertical permanece entre el techo y la superficie de relleno. 2.5 .-PRODUCTIVIDAD, COSTOS, RECUPERACIÓN Y DILUCIÓN
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Productividad: La sistematización del trabajo para este método de explotación es muy importante para no producir retrasos en la producción como por la colocación del relleno, el sostenimiento, etc. los cuales son factores influyentes en la productividad. La productividad aumentara gradualmente gracias a la producción con la utilización de los Scoop, las tolvas neumáticas y los volquetes de gran capacidad, pudiendo llegar hasta 25-30 TM/h-g. Costos: Los costos en este método de minado serán elevados, debido al alto consumo de materiales de fortificación ya sea en el relleno y sostenimiento, teniendo una ventaja importante en las leyes de los minerales que son altas como la del oro con 50ppm y de plata con 200ppm. Recuperación: El método de explotación a elegir debe tener un porcentaje de recuperación optima (≥95.5%). Dilución: En lo posible la dilución debe estar dentro de los parámetros permisibles para cada método de aproximadamente 12-15%.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
La metodología de Nicholas - UBC es una buena alternativa para seleccionar el método de minado más adecuado.
Toma en cuenta las principales características del yacimiento como son: La geometría del yacimiento, características geotécnicas y los costos de minado.
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Ninguna metodología de selección de método de minado es capaz de satisfacer la totalidad de la requisitos y condiciones los yacimientos. Los proyectistas deberán entonces encontrar un equilibrio entre los problemas técnicos y el costo de minado del mismo.
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BIBLIOGRAFIA
Nicholas, D.E., 1981, “Method Selection—A Numerical Approach,”Design and Operation of Caving and Sublevel Stoping Mines, Chap. 4, D. Stewart, ed., SME-AIME, New York, pp. 39–53.
Instituto de Ingenieros de Minas del Perú, 1999,”Explotación Subterránea – Métodos y Casos Prácticos” Minado por corte y relleno, pg.150-163.
Software MINE METHOD SELECTION SYSTEM.
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