XPLO LOT TAC ACIÓ IÓN N DE MINAS EXP MÉT ÉTOD ODOS OS PARA LA EX EXTR TRA ACC CCIÓ IÓN N DE MIN INER ERA ALE LES S
Ing. Abdel Arroyo Aguilar Lima, marzo 2011
MINERÍA SUPERFICIAL
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MINE INERÍA RÍA SUP SUPERF ERFICIA ICIAL L MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN G Explo Explotaci tación ón Pirq Pirquén uén v/s v/s Racio Racional nal G Centen Centena a de métodos métodos de explo explotaci tación ón G Expl Explot otaci ación ón de de Super Superfificie cie G Expl Explot otaci ación ón Sub Subte terr rrán ánea ea G Minerí Minería a Superf Superficie icie v/s Subter Subterrán ránea ea
ELEC ECCIÓ CIÓN N MÉT MÉTOD ODO O DE EX EXPLO PLOT TACIÓ CIÓN N SEL
Tamaño, forma y profundidad del depósito Aspectos fisiográficos: topografía, clima, etc.
Entorno geológico y geoestructural del sector
Propiedades fisicomecánicas de la mena y roca de caja
Condiciones de aguas subterráneas e hidráulicas zona
Fact Fa ctor ores es econ económ ómic icos os:: - Prec Precio io - Le Leyy de la me mena na - Cos Costos tos de explo explotac tación ión - Tasa de de produc producció ción n - Cap Capita itall exist existent ente, e, etc. etc.
Factor Fac tores es amb ambien iental tales: es: - Preser Preservac vación ión flo flora ra y faun fauna a - Air Aire e y fuente fuentess de agua agua
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CONDICIONES DE TRABAJO
DILUCION, SELECTIVIDAD Y RECUPERACION RECUPERACION
ENERGIA DEMANDADA
MECANIZACION
Minería Superficie v/s Minería Subterránea
PRODUCTIVIDAD
COSTOS DE OPERACIÓN
NIVEL DE INVERSIONES
MINERIA DE SUPERFICIE
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TIPOS DE EXPLOTACION •
Explotación a Tajo Abierto (Open Pit)
• Explotación por Canteras (Quarry Mining) • Explotación Aluvial (Alluvial Mining) • Explotación por Destape (Strip Mining) • Explotación por Recolección (Harvesting Mining)
RECOLECCIÓN
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Explotación por Destape
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Explotación Aluvial
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CANTERAS
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TAJO ABIERTO
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MODELO DE BLOQUES
. .. . . . . .. . . . . . . . . . . . 15
UBC
ax bx h
MODELO TRIDIMENSIONAL DE BLOQUES
D A
B
C
Sulfuro Alta Ley Sulfuro Baja Ley Mineralizado Óxidos Estéril
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Partes de un Banco Cresta q
bb
Pata
1010
h 1000
b
h = altura banco bb = berma banco b
= talud banco
q = Back break
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Ángulos de Talud
Partes de una Rampa 1 2 3 4 5 6
Pie Cabeza Descanso Pendiente Ancho Camellón de seguridad
3 5 1
2 4
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SECUENCIA DE EXTRACCION
PIT FINAL 2
1
FASES
EXPANSIONES 1
2
3
4
5
20
21
SECUENCIA DE FASES
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48N
42N 49NW
51W
38S
52W
TAJO EN OPERACION
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B = burden E = espaciamiento
ANCHO TRONADA
B E
LARGO TRONADA
B = burden
E = Espaciamiento
Lp = Largo de perforación h = Altura de banco
p = Pasadura
cf = Carga de fondo
cc = Carga de columna
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Perforadoras Rotopercusión
PERFORADORAS DE SUPERFICIE
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Perforadoras Rotatorias
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Perforadoras Rotatorias y DTH
Broca DTH
Carguío de Explosivos
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RGc
Ac
DD
DS
DS
BS
Zanja
Berma o Cuneta hacia el banco
Pistas
Pistas
Berma o Cuneta hacia el rajo
Distancia de Seguridad
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Rampa de Acceso 1.5 Km
120 m
Emplazamiento de Palas
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Martillo Picador Hidráulico
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MINERÍA SUBTERRÁNEA
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SELECCIÓN MÉTODO DE EXPLOTACIÓN
Tamaño, Tamaño, forma y profundidad del depósito Aspectos fisiográficos: topografía, clima, etc. Entorno geológico y geoestructural del sector Propiedades fisicomecánicas de la mena y roca de caja Condiciones de aguas subterráneas y hidraúlicas zona Factores económicos: - Preci Precio o - Ley de la la mena - Costos de explotación - Tasa de producción - Capital existente, existente, etc.
Factores ambientales: - Preservación flora y fauna fauna - Aire y fuentes fuentes de agua
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MÉTODOS EXPLOTACIÓN SUBTERRÁNEA
CASERONES AUTOSOPORTADOS
• Open Stopes (Caserones Abiertos) • Rooms & Pillars (Caserones y Pilares) • Sublevel Stoping (Exp. por Subniveles)
CASERONES SOPORTADOS
• Cut & Fill (Corte y Relleno) • Long Wall (Frentes Largos) • Square Set (Cuadros de Madera)
CON HUNDIMIENTO
• Sublevel Caving (Hundimiento por Subniveles) • Block Caving – Panel Caving
(Hundimiento Progresivo de Bloques)
• Explotación selectiva en cuerpos reducidos • Explotación másiva y a gran escala
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Costos Métodos Subterráneos Método Explotación
Costo Relativo
Rango Costos
Block Caving Room and Pillars Sublevel Stoping Sublevel Caving Long Wall Shrinkage Stoping Cut and Fill
1,0 1,2 1,3 1,5 1,7 5,0 6,0
4 – 12 US$/t 10 – 20 US$/t 10 – 25 US$/t 15 – 25 US$/t 20 – 30 US$/t 30 – 60 US$/t 35 – 70 US$/t
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OPEN STOPES
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Análisis del Método 1. DESARROLLO & PREPARACION Acceso al depósito – –
Desarrollo lateral Niveles principales (30 – 60 m) Chimenea laterales UE
–
Preparación Chimenea central Puente natural de mena Chimeneas cortas Embudos Buzones
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Análisis del Método 2. EXPLOTACION
– Bancos Derechos – Bancos Invertidos 3. CARACTERÍSTICAS MÉTODO
– Baja inversión inicial – Preparación reducida – Poca mecanización – – – – – –
M. O. abundante Ventilación prácticamente natural Baja productividad: 2 – 10 t/h-turno Soporte nulo o mínimo Buena seguridad Costo de explotación alto Requiere de leyes altas Poco selectivo
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LONGWALL MINING • Método soportado para yacimientos tipo manto. • Explotación: Avance de un frente largo con perforación/ tronadura o con cortadores mecánicos (“cepillos”). • Sector explotado es dejado abierto o se controla su hundimiento.
Longwall Mining en roca dura: minas de oro, cromo y platino en Sudáfrica.
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Equipos Empleados Axera XLP
Robolt XLP
EJC 88 XLP loader
ROOMS & PILLARS
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Campo de Aplicación
Mantos
Potencias frecuentes: 2 a 20 m
Casos excepcionales: 40 a 60 m
Buzamiento bajo a moderado ( ≤ 40º )
Problemas de seguridad (estabilidad techo) Baja
recuperación
Gran desarrollo lateral en plano horizontal
No aconsejable en yacimientos muy profundos (H > 200 m) Exceso
de sobrecargas
Pilares de gran tamaño Alta densidad de pilares
Existencia de agua
Explotación:
Inestabilidad de rocas
Mena extraída Mena in situ
CASERONES PILARES
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SUB LEVEL STOPING
EXPLOTACION POR SUBNIVELES •
Explotación en realce
•
Preparación de la base
•
Ejecución de subniveles de perforación (SP)
•
Confección de cara libre
•
Arranque en franjas verticales mediante tiros largos desde SP
•
Mena cae a fondo del caserón
•
Retiro del mineral tronado con equipos mecanizados
•
Yacimientos de gran tamaño Caserones quedan separados por pilares y puentes mineralizados o son rellenados
Nivel de transporte (NT)
Extracción en NT
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CAMPO DE APLICACION - Cuerpos de gran buzamiento Mayor < reposo material Gravedad
- Vetas de potencia ≥ 2 m y masas mineralizadas - Roca de cajas relativamente estables - Mineral competente - Límites cuerpo mineralizado + ó - regulares
2 – 30 m
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SHRINKAGE STOPING •
Explotación por realce con almacenamiento de mineral en el caserón
Cámara almacén
•
Vetas de poca potencia (< 2m) y manteo pronunciado (> 60º)
•
Arranque por franjas horizontales en forma ascendente
•
Se extrae ~ 40 % del material tronado y el resto queda en el caserón
plataforma de trabajo
•
Mineral almacenado se extrae al finalizar explotación
•
Mineral no debe ser degradable ni alterable fácilmente
•
No permite alta mecanización al interior del caserón
caserón queda vacío
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CUT & FILL
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CORTE Y RELLENO •
Explotación por realce generalmente
•
Arranque del mineral por franjas horizontales
•
Mineral tronado se evacua totalmente del caserón
•
Caserón va siendo rellenado con material estéril trabajo y sostenimiento de paredes
•
Método de alto costo aplicable a minerales de alta ley
•
Puede ser altamente mecanizado tanto al interior como en la mecanizado, base del caserón
•
Método muy flexible y de elevada selectividad
plataforma de
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SUBLEVEL CAVING
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HUNDIMIENTO POR SUBNIVELES •
Explotación por rebaje mediante subniveles
•
Subniveles forman una red de galerías que cubre toda la superficie del yacimiento
•
Mena y roca estéril de pobre competencia
•
Cada galería perforación de tiros en abanicos, hundimiento del mineral, carguío y transporte del mineral a O.P.
•
Material estéril hunde continuamente sobre el mineral arrancado
•
Generación de cráter de subsidencia en superficie
•
En cada subnivel se perfora, carga y transporta mineral
•
Dilución y pérdidas de mineral significativas
•
Alrededor de 20 % del mineral se extrae en los desarrollos
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Equipos Empleados
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BLOCK CAVING PANEL CAVING
HUNDIMIENTO PROGRESIVO DE BLOQUES •
Yacimientos muy grandes y masivos
•
Buzamiento >> que ∠ reposo material
•
Gran extensión vertical
•
Estabilidad de mena pobre: fragmentación de roca
•
Perforación y tronadura mínima
•
Mena se fractura y quiebra a si mismo por esfuerzos internos y gravedad
•
Mineral de ley relativamente baja o bajo valor comercial: diseminados de cobre y fierro.
•
Superficie permite la subsidencia
•
Producción de grandes tonelajes
socavación inferior
hundimiento y
socavación inferior
cráter
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BLOCK CAVING
PANEL CAVING
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70
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