UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN - TACNA
SELECCIÓN DEL METODO DE EXPLOTACION
Curso:
Métodos de Explotación Subterránea
Docente:
Ing. Pedro Arias
Alumnos: Renato Peña Saldaña
2013 - 38973
Gary Valdivia Barrios
2011 - 101044
Eduardo Condori Velasquez
2012 - 37610
Keny Quenta Calizaya
2010 - 34572
Escuela:
Ingeniería de Minas
Facultad:
FAIN
Sección:
VII CICLO
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INDICE INDICE
Pág.
I. INTRODUCCION II. MARCO TEORICO
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1. CLASIFICACION DE LOS METODOS DE EXPLOTACION EXPLOTACION 2. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA SELECCIÓN DE LOS METODOS DE EXPLOTACION 3. PRINCIPALES FACTORES 4. DISTRIBUCIÓN DE LEYES 5. CARACTERÍSTICAS CARACTERÍSTICAS GEOMECÁNICAS DEL YACIMIENTO 6. ELECCIÓN DEL MÉTODO DE EXPLOTACIÓN SUBTERRÁNEA RESPECTO A CIELO ABIERTO 7. ANÁLISIS DEL PROCEDIMIENTO NUMÉRICO DE SELECCIÓN SELECCIÓN 8. OTROS FACTORES A CONSIDERAR
III. CONCLUSIONES IV. BIBLIOGRAFIA
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SELECCIÓN DEL METODO DE EXPLOTACION I.
INTRODUCCION El diseño de una mina tiene múltiples facetas y objetivos, entre los que cabe destacar:
La selección del método de explotación,
El dimensionamiento geométrico de la mina
La determinación del ritmo anual de producción y la ley de corte
La secuencia de extracción, etc.
En el pasado: La selección de un método minero para explotar un yacimiento nuevo se basaba:
En la revisión de las técnicas aplicadas en otras minas, y En las experiencias conseguidas sobre depósitos similares, dentro de un entorno próximo. En el presente: Las inversiones de capital son muy elevadas, y la influencia que estos tienen sobre los costes de extracción son muy importantes, es necesario que dicho proceso de selección responda a un análisis sistemático y global de todos los parámetros específicos del yacimiento:
•
geometría del deposito y distribución de leyes,
•
propiedades geo mecánicas del mineral mineral y rocas encajantes, encajantes,
•
factores económicos, económicos,
•
limitaciones ambientales,
•
condiciones sociales, etc.
La variabilidad de esos parámetros y las dificultades de cuantificación total de los mismos han impedido el desarrollo de reglas rígidas y esquemas precisos de explotación, aplicables a cada yacimiento particular.
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Diferentes autores han realizado numerosas clasificaciones desde varios puntos de vista, por ejemplo:
Desde el punto de vista del sistema de excavación.
Desde el punto de vista del sostenimiento.
Desde el punto de vista del transporte.
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Desde el punto de vista del arranque, etc.
No obstante, los avances logrados en las diferentes ramas de la ciencia y la tecnología, durante las últimas décadas, han permitido establecer unos métodos generales de explotación y unos procesos numéricos de selección, válidos durante la etapa de estudio de viabilidad de un proyecto.
II.
MARCO TEORICO 1. CLASIFICACION DE LOS METODOS DE EXPLOTACION Las características físicas que dictan la elección de un método de minado subterráneo, pueden ser agrupadas como sigue: -
Resistencia del mineral y de la roca encajonante. Tamaño, forma y ángulo de buzamiento del depósito mineral. Profundidad y naturaleza del depósito. Continuidad de la mineralización dentro de los límites del cuerpo e influencia de la geología en la estructura de las rocas. Posición del depósito con relación a instalaciones superficiales, drenaje y otras obras subterráneas. subterráneas.
En la selección de un método de explotación minera subterránea es necesario considerar la influencia de varios factores y en el análisis final eliminar aquellos de menor importancia e influencia con objeto de satisfacer los requerimientos prioritarios. Teniendo en cuenta los factores antes mencionados continuación presentamos los métodos de minado subterráneo:
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Método con mínimo soporte o con espacios abiertos
Métodos con soporte adicional o con relleno
Método por hundimiento o derrumbes
Cámaras y pilares
Corte y relleno ascendente
Hundimiento por subniveles
Tajeo por subniveles
Corte y relleno descendente
Hundimientos por bloques
Cráteres verticales en retroceso
Almacenamiento provisional Entibación con cuadros Tajeos largos
Cuadro: Clasificación Cuadro: Clasificación general de los métodos subterráneos
2. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA SELECCIÓN DE LOS METODOS DE EXPLOTACION El objetivo principal es diseñar un sistema de extracción apropiado bajo las características características actuales del yacimiento explorado. Esto puede ser interpretado como el camino para alcanzar la máxima utilidad de la operación, pero la decisión se basa en factores f actores técnicos; técnicos; por ejemplo, - alta productividad, - extracción total del mineral, - condiciones de trabajo seguro, etc. Los factores que tienen un mayor peso en la primera etapa de selección son: la geometría, la distribución de leyes del depósito, las propiedades geo mecánicas del mineral y estéril adyacente. Mediante el análisis de esos factores se obtendrá una primera clasificación y ordenación de los métodos de explotación de explotación para su aplicación más adecuada desde una perspectiva netamente técnica.
En una segunda etapa se procederá a: •
la evaluación económica, basada sobre un esquema general de explotación, así como
•
el estudio complementario del ritmo de producción,
•
ley de corte,
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•
necesidades del personal,
•
impacto ambiental,
•
procedimientos de restauración y
•
otras consideraciones específicas.
Con todo ello se determina el método de explotación óptimo y la rentabilidad económica del mismo. Para seleccionar un método y comenzar con su anteproyecto, es preciso disponer: de planos y cortes geológicos en estos se indicarán: los principales tipos de roca, zonas alteradas, estructuras principales tales como fallas, estratos, ejes de pliegues, etc.
3. PRINCIPALES FACTORES: 3.1 CONDICIONES GEOLÓGICAS Generalmente se refiere a las características geológicas geológicas del mineral y de la roca encajonante. La investigación geológica llevada a cabo debe permitir, por un lado:
la correcta evaluación de los recursos y reservas que alberga el depósito, pero, además,
debe facilitar información relativa a los principales tipos de r oca, zonas de alteración, principales estructuras, accidentes tectónicos, etc.
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Todo ello debe plasmarse sobre planos y secciones a escala adecuada con el fin de visualizar e interpretar interpretar fácilmente el yacimiento. Como extensión del estudio en el sentido horizontal se recomienda mantener una relación: profundidad del yacimiento/límite del entorno de ½ para explotación por métodos subterráneos y de 1/3 a ¼ para explotación por métodos superficiales. 3.2
GEOMETRÍA DEL YACIMIENTO
La geometría del yacimiento se define a través de: - su forma general, - potencia, - inclinación y - profundidad.
4. DISTRIBUCIÓN DE LEYES La distribución de leyes se define como: - uniforme, - gradual, - diseminada y - errática.
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Cuadro: Geometría Cuadro: Geometría del Yacimiento y Distribución de Leyes
5. CARACTERÍSTICAS GEOMECÁNICAS DEL YACIMIENTO 5.1 GEOMECANICA DEL YACIMIENTO YACIMIENTO El comportamiento geotécnico de los diferentes materiales depende básicamente de: - la resistencia de la roca, - el grado de fracturación del macizo rocoso y - la resistencia de las discontinuidades.
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5.2 LA RESISTENCIA RESISTENCIA DE LA LA ROCA La resistencia de la roca es la relación entre la resistencia de la roca a la compresión simple y la presión ejercida por el peso del recubrimiento sobre esta, la que puede calcularse a partir de la profundidad y la densidad de la roca. El espaciamiento entre fracturas puede definirse en términos de fracturas por metro o por el RQD (“Rock Quality Designation”). El RQD es el porcentaje de
trozos de testigos con una longitud superior a 10 cm por metro de longitud del taladro. La presencia de agua en las fallas geológicas y zonas de corte, influye significativamente significativamente en la estabilidad de la masa rocosa de una excavación
Cuadro: Características Características Geomecanicas 10
6. ELECCIÓN DEL MÉTODO DE EXPLOTACIÓN SUBTERRÁNEA RESPECTO A CIELO ABIERTO Cada yacimiento tiene una opción adecuada para su explotación, la decisión se adopta mediante un análisis económico; algunas veces se combinan métodos de minería a cielo abierto con minería subterránea, tal como se hace en Kamiota mine of California. En Morenci Mine de Arizona se cambió de explotación subterránea a cielo abierto. En Perú, Cerro de Pasco combina minería a cielo abierto con minería subterránea. A fin de decidir sobre rentabilidad de estos dos métodos se puede emplear la relación del “stripping ratio” o relación de desbroce.
7. ANÁLISIS DEL PROCEDIMIENTO NUMÉRICO DE SELECCIÓN El procedimiento numérico de selección del método de explotación consiste en asignar a cada uno de estos, calificaciones individuales en función de las características características y parámetros que presentan los yacimientos. En el cuadro N° 1.18 , se dan las puntuaciones de cada uno de los métodos mineros atendiendo a la geometría del depósito y distribución espacial de las leyes.
En el cuadro N° 1.14 se observa la puntuación, atendiendo en la función a la geometría y distribución de las leyes del yacimiento, En los cuadros N°1.15, N°1.16 y N°1.17 se recogen igualmente esas puntuaciones, pero referidas a las propiedades geomecánicas de las masas de minerales y de las rocas adyacentes del techo y del muro. Según el grado de aplicabilidad de los métodos mineros, cada uno de los factores comentados presenta puntuaciones de acuerdo con el cuadro N°1.18 . Después de totalizar las puntuaciones, los métodos que presenten las mayores calificaciones serán los que tendrán mayores probabilidades de aplicación y con los que se procederá a cubrir la segunda etapa de estudio. En los cuadros N°1.19 y N°1.20 pueden verse un ejemplo de aplicación y los resultados obtenidos. 11
Cuadro N°1.14.- Clasificación N°1.14.- Clasificación d los métodos mineros en función de la geometría y distribución de leyes de yacimiento
N°1.15.- Clasificación de los métodos atendiendo a las características Cuadro N°1.15.- Clasificación Geomecánicas zona mineral
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Cuadro N°1.16.- Clasificación N°1.16.- Clasificación de los métodos atendiendo a las características Geomecánicas – caja caja techo
Cuadro N°1.17.- Clasificación de los métodos atendiendo a las características Geomecánicas – caja caja piso
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Cuadro N°1.19.- Ejemplo de calificación según el comportamiento geomecánico
Cuadro N°1.20.- Resumen N°1.20.- Resumen de puntuación asignada según el método de explotación
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8. OTROS FACTORES A CONSIDERAR Son muchos los factores que, al margen de los puramente técnicos, vistos anteriormente, pueden influir en la selección del método de explotación más adecuado. Entre los factores que deben ser analizados en etapas de estudio más avanzadas se encuentra: - El ritmo de producción, - La disponibilidad de mano de obra especializada, - La hidrogeología, y - Otros aspectos de índole económico. Entre otros factores se pueden considerar: - Valor y distribución de las leyes: Si el mineral es rico se optará por un método que permita la máxima recuperación del mismo, aunque pueda resultar caro. En cambio, para mineral de baja ley es preciso seleccionar un método de bajo costo aun cuando por ello se produzcan pérdidas de mineral. En resumen, para un yacimiento determinado el análisis económico comparativo entre dos métodos indica que se puede sacrificar más mineral si el yacimiento es de baja ley que si es de alta ley. Una mineralización errática, en forma de bolsonadas, lentejones o filoncillos delgados en una roca estéril exige una explotación selectiva , que se ciña lo más posible a las zonas z onas ricas que evitar la dilución. Si los minerales de la mena y sus leyes se distribuyen uniformemente sobre necesario ir a un método método selectivo. la mayor parte del yacimiento , no es necesario El valor del mineral o metal explotado puede fluctuar dentro de límites muy amplios, los que dependen de las circunstancias económicas; yacimientos que se considerarían en una determinada época con baja ley o no explotables, motivo por el cual fueron abandonados, pueden resultar factibles de ser beneficiados hoy por haber variado dichas circunstancias. Si una zona mineralizada de baja ley se encuentra próxima a otra de ley más alta, se debe estudiar la posibilidad de aplicar un método que permita la recuperación de dicho mineral de ley baja. -
Costo y capital necesario
Está claro que, al elegir un método para explotar un yacimiento, debe preferirse aquel de menor costo por tonelada extraída, con el mayor y más rápido beneficio posible. 15
Terminada la primera fase de selección, en la que se eliminan los métodos que no son posibles técnicamente, los restantes se ordenan por orden de precios y costos; varios autores los han clasificado en orden de menor a mayor costo: Varios autores los han clasificado en orden de menor a mayor costo: •
Bloques hundidos (“block caving”) Cámaras vacías (“open stopes”)
•
Niveles hundidos (“sublevel caving”)
•
Cámaras y pilares (“room and pillars”)
•
Cámaras almacén (“shrinkage stopes”) Rebanadas con relleno (“cut and fill stopes”)
•
•
Rebanadas hundidas (“top slicing”) Explotaciones Explotaciones entibadas (“timber supported stopes”).
•
•
Una vez completada la primera fase del estudio de selección del método, se debe tener en cuenta: •
el ritmo de producción,
•
la disponibilidad de mano de obra,
•
consideraciones ambientales y
•
casos específicos del yacimiento en estudio.
La influencia del aspecto financiero sólo se valorizará después de haber reducido el estudio a los dos métodos más adecuados.
El ritmo de producción puede deducirse de acuerdo al método elegido; sin embargo, a veces las condiciones de la zona exigen una producción que sea más alta o más baja que la conveniente para que el método sea rentable. Entonces hay que tantear una solución de compromiso. Naturalmente influye: •
el mercado del mineral que se va a explotar,
•
la cantidad y la calidad de la mano de obra disponible.
•
Las condiciones ecológicas, ambientales, etc.,
tiene cada día más influencia en la selección de los métodos, la que se detallará más adelante. III.
CONCLUSIONES
Las múltiples facetas a destacar para el diseño de una mina son: selección del método de explotación, dimensionamiento geométrico de la mina, la ley de corte, la secuencia de extracción. Como objetivo principal se debe tener el de diseñar un sistema de extracción apropiado bajo las características actuales del yacimiento explorado. 16
IV.
Los factores que tienen un mayor peso en la primera etapa de selección son: la geometría, la distribución de leyes del depósito, las propiedades geo mecánicas del mineral y estéril adyacente. Si se encuentra mineral rico se optará por un método que permita la máxima recuperación del mismo, aunque pueda resultar caro. En cambio, para mineral de baja ley es preciso seleccionar un método de bajo costo aun cuando por ello se produzcan pérdidas de mineral. Al momento de elegir un método para explotar un yacimiento, debe preferirse aquel de menor costo por tonelada extraída, con el mayor y más rápido beneficio posible.
BIBLIOGRAFIA esis.uson.mx/digital/tesis/docs/1 esis.uson.mx/digital/tesis/docs/10043/Capitu 0043/Capitulo6.pdf lo6.pdf Manual para la selección de Metodos de Explotacion de Minas
Victor
–
Manuel Lopez Aburto esis.uson.mx/digital/tesis/docs/1 esis.uson.mx/digital/tesis/docs/10043/Capitu 0043/Capitulo6.pdf lo6.pdf https://es.slideshare.net/carlos https://es.slideshare.net/carloseyquem/resu eyquem/resumen-mtodos-d men-mtodos-de-explotacine-explotacinvarios
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