MTODOS DE EXPLOTACIN-SELECCIN DEL MTODOMtodos autosoportante o de caserones abiertos: Room and Pillar. Stope and Pillar. Shrinkage Stoping. Sublevel Stoping. Vertical Crater Retreta.Mtodos soportados o de caserones que requieren elementos de soporte para mantenerse estables y/o que se rellenan con algn material exgeno. Cut and Fill Stoping. Excavation Techniques. Backfilling Methods.Mtodos de hundimiento: Longwall Mining. Sublevel Caving. Block/ Panel Caving.Criterios de seleccin de un mtodo Tamao (alto, ancho o espesor) Forma (tabular, lenticular, masivo, irregular) Disposicin (inclinado, manteo) Profundidad (media, extremos, razn de sobrecarga)

METODOS DE EXPLOTACION-ROOM AND PILLAREl mtodo se conoce en castellano como Caserones y Pilares.Este mtodo de explotacin es el nico aplicable en el caso de yacimientos tabulares horizontales o sub-horizontales, con inclinaciones de hasta 30. Se trata, por lo general, de depsitos estratificados de origen sedimentario.Principio: Consiste en lo esencial en escavar lo mas posible el cuerpo mineralizado dejando pilares de mineral que permiten sostener el techo de material estril. Las dimensiones de los caserones y de los pilares depende de la mayor o menor competencia de la roca sobrepuesta (estabilidad del techo) y tambin de la roca mineralizada (estabilidad de los pilares), como asimismo del espesor del manto y de las presiones existentes.Se puede trabajar a frente completa (full face slicing) o por tajadas (multiple slicing) Frente completa: hasta 8-10m de espesor. Tajadas: mas de 10m de espesor.FortificacinSe consideran los siguientes elementos de fortificacin: Apernado del techo sistemtico. Pernos de roca: Lechados (a columna completa) Anclados mecnicamente (puntual) 5/8, , 1, pulgadas. 7, 9, 17, 26 toneladas de resistencia. Pensionados a 50% de resistencia. Planchuelas de 6 pulgadas (150mm) y de a 3/8 pulgadas de espesor, planas o como campanas, que distribuyen el esfuerzo e la roca en el collar del perno a travs de una tuerca. Malla puede instalarse entre pernos. Shotcrete para largo plazo. La resistencia e pernos disminuye con el tiempo (puede ser necesario tensarlos nuevamente, o reemplazarlos durante la vida de la operacin)ComentariosEn mantos de un espesor importante y de inclinacin cercana a la horizontal, el mtodo por Room and Pillar puede adoptar un alto grado de mecanizacin, operacionalmente muy eficiente y con una alta capacidad productiva.La recuperacin del yacimiento es uno de los puntos dbiles de este mtodo. Una proporcin importante del mineral necesariamente debe dejarse como pilares.En cuanto a la dilucin, se puede manejar en un nivel muy bajo, controlando la estabilidad del techo y la correcta ejecucin de los diagramas de disparo.CaractersticasEn resumen, las caractersticas del mtodo son: Mtodo barato, productivo, fcil de mecanizar y simple de disear. Se usa en depsitos horizontales o sub-horizontales (hasta 30) en roca razonablemente competente y espesores de 2 a 6m en carbn, sal, potasio, calizas. En algunos casos pueden considerarse mantos de mayor potencia. Consideraciones de diseo: Estabilidad del techo. Resistencia de los pilares. Espesor del depsito. Profundidad de la mina. Objetivo: extraer la cantidad mxima de mineral compatible con condiciones seguras de explotacin. Pilares pueden recuperarse: Relleno (backfill) en minas no de carbn. Retroceso (retreat mining) en minas de carbn, permitiendo subsidencia.

METODOS DE EXPLOTACION-SHRINKAGE STOPINGEl shrinkage Stoping es un mtodo de explotacin vertical aplicable a vetas (estructuras verticales), principalmente para explotaciones menores. En su esencia, consiste en utilizar el mineral quebrado como piso de trabajo para seguir explotando de manera ascendente. Los caserones se explotan ascendentemente en tajadas horizontales, sacando solamente el -35% que se esponja y dejando hasta el momento del vaciado el resto (-65%). Es un mtodo intensivo en meno de obra, difcil de mecanizar.Se aplica generalmente a vetas angostas de 1.2 a 30m o a cuerpos donde otros mtodos son tcnica o econmicamente inviables. Para asegurar que el mineral fluya (que no se cuelgue), el mineral no debe tener muchas arcillas, ni debe oxidarse rpidamente, generando cementacin. El cuerpo mineralizado debe ser continuo para evitar la dilucin. El estril debe extraerse como dilucin o dejarse como pilares aleatorios (que no impidan el flujo).Condiciones de aplicacinEste mtodo de explotacin es aplicable en cuerpos tabulares verticales o subverticales angostos o de poco espesor (1 a 10m), con bordes o limites regulares. Su inclinacin debe ser superior al ngulo de reposo del material quebrado, vale decir, mayor a 55.La roca mineralizada debe ser estable y competente. La roca encajadora (paredes) debe presentar tambin buenas condiciones de estabilidad.Fortificacin: Dependiendo de la estabilidad de la roca encajadora, se recurre normalmente a un apernado parcial o sistemtico de las paredes del casern. En situaciones de mayor inestabilidad se colocan pernos y malla de acero, o incluso Shotcrete. Tambin es posible dejar algunos pilares de mineral de pequeas dimensiones. Muestreo de canaleta o de chips en intervalos regulares para control de leyes.

Comentarios En la actualidad la aplicacin del este mtodo ha quedado relegada a la llamada minera artesanal. Vetas angostas que no permiten gran mecanizacin. Es intensivo en mano de obra y las condiciones de trabajo son relativamente mas difciles, con exposicin a riesgos comparativamente mayores en relacin a otros mtodos. Baja capacidad productiva, no permite una gran selectividad, recuperacin regular (se dejan pilares y puentes), dilucin en cierta medida controlable. La mayor parte del mineral arrancado permanece almacenado en los caserones durante un tiempo bastante largo, lo que incide negativamente en el capital de trabajo y flujos de caja del negocio.Parmetros Caractersticas del mineral: mineral competente, que no se oxide ni cemente, bajo en arcillas. Caractersticas de roca de caja: competente a moderadamente competente. Forma del deposito: vertical, uniforme en su inclinacin y contactos Inclinacin > 45, ojala > 60 Tamao: Angosto a moderado espesor (1 a 30m) Largo: 15m en adelante Ley: moderada a alta.

Ventajas Tasas de produccin pequeas a medianas. Vaciado del casern por gravedad. Mtodo simple, para minas pequeas. Capital bajo, algo de mecanizacin posible. Soporte de mineral y paredes mnimo. Desarrollos moderados. Buena recuperacin (75 a 100%). Baja dilucin (10 a 25%). Selectividad posible.Desventajas Productividad baja a moderada (3-10 ton/hombre-turno). Costos moderados a altos. Intensivo a mano de obra. Mecanizacin limitada. Condiciones de trabajo difciles. Aprox 60% del mineral preso dentro del casern hasta el final. Colgaduras Prdida del casern en vaciado si no se hace con cuidado.

METODOS DE EXPLOTACION- SUBLEVEL STOPING

Este mtodo se aplica preferentemente en yacimientos de forma tabular verticales o subverticales de gran espesor por lo general superior a 10m, es deseable que los bordes o contactos del cuerpo mineralizados sean regulares. Tambin es posible aplicarlo en yacimientos masivos o mantos de gran potencia, subdividiendo el macizo mineralizado en caserones separados por pilares, que posteriormente se pueden recuperar. El Sublevel Stoping es un mtodo en el cual se excava el mineral por tajadas verticales dejando el casern vacio, por lo general de grandes dimensiones, particularmente en el sentido vertical.DesarrollosUn nivel base o nivel de produccin, consiste en una galera de transporte y estocadas de carguo que permiten habilitar los puntos de extraccin.

Embudos o zanjas recolectoras de mineral. Cuando se trata de una zanja continua a lo largo de la base del casern modalidad preferida en la actualidad se requiere el desarrollo previo de una galera a partir de la cual se excava la zanja.

Galeras o subniveles de perforacin, dispuestos en altura segn diversas configuraciones conforme a la geometra del cuerpo mineralizado.Una chimenea o una rampa de acceso a los subniveles de perforacin, emplazada en el lmite posterior del casern.

Una chimenea a partir de la cual se excava el corte inicial o cmara de compensacin (slot) que sirve de cara libre para las primeras tronaduras de produccin.Fortificacin

Como fuera sealado anteriormente, la aplicacin de este mtodo exige buenas condiciones de estabilidad tanto de la roca mineralizada como la roca circundante. No requiere, por lo tanto, de la utilizacin intensiva o sistemtica de elementos de refuerzo.

Las galeras de produccin en la base de los caserones se fortifican por lo general segn requerimiento mediante pernos cementados o pernos y malla de acero (incluso Shotcrete), atendiendo a las condiciones locales de la roca.Caractersticas Alta produccin. Aplicable a cuerpos largos, muy inclinados (idealmente verticales), regulares con roca mineral y de caja competente. Productividad: 15-40 ton/hombre turno. Cada casern puede producir ms de 25.000 ton/mes. Intensivo en desarrollos, pero todos son hechos en mineral. Mtodo no es selectivo. Cuerpos tienen que ser regulares. Uno de los mtodos subterrneos de mas bajo costo.Tipo de cuerpo mineralizado Regular. Grande. Resistente y competente. Muros deben autosoportarse. Desde 6m de ancho. Cuerpos parejos y bien definidos. Dilucin. Sin inclusiones de estril. Sin fracturas. Se truena muchas veces inestabilidad. Caserones permanecen abiertos por largo tiempo.Desarrollo Acceso por pique en footwall. Galeras de transporte cada 45 120 m. Subniveles cada 10 55 m. Slot para cara libre. Pilares se dejan para separar caserones y pueden recuperarse.

Ventajas Muy favorable para mecanizacin. Altamente eficiente Hasta 110 ton/ hombre turno. Tasa de produccin moderada a alta (25.000 ton / mes). Mtodo seguro y fcil de ventilar. Recuperacin sobre 90%. Dilucin baja: < 20%. Perforacin puede adelantarse. En operaciones grandes, tronaduras semanales son frecuentes turnos entrenados y eficientes. Mineral esta disponible de inmediato al iniciarse la tronadura de produccin.Desventajas Intensivo en capital bastantes desarrollos antes de iniciar la produccin. No selectivo. Ineficiente a bajas inclinaciones. Tronadura secundaria puede generar gases que vuelvan al casern..

METODOS DE EXPLOTACION CUT AND FILLAplicable a depsitos verticales (vetas) o depsitos de gran tamao e irregulares.

Condiciones de aplicacin: Se aplica por lo general en cuerpos de forma tabular verticales o subverticales, de espesor variable desde unos pocos metros hasta 15 o 20 m en algunos casos.

Se prefiere a otras alternativas cuando la roca encajadora (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 extrado debe ser suficientemente valioso de modo que el beneficio obtenido por su recuperacin compense los mayores costos del mtodo.

Desarrollos: La galera principal de transporte emplazada a lo largo de la base del casern, dotada de las correspondientes instalaciones de carguo (buzones). Subnivel de corte inicial (undercut), ubicado entre 5 a 10 m sobre el nivel de transporte, y sus correspondientes chimeneas de acceso. Piques o chimeneas de ventilacin, acceso y traspaso del material de relleno, comunicadas con la superficie o con un nivel superior.

Fortificacin: Teniendo en cuenta que este mtodo se aplica en cuerpos tabulares con roca encajadora poco competente, la practica habitual es el apernado sistemtico de las paredes, incluyendo cintas metlicas, malla de acero o cables segn las condiciones de terreno.

El techo mineralizado se mantiene estable con elementos de fortificacin semi-permanentes tales como pernos y/o malla de alambre.

Comentarios

Es un mtodo bastante verstil, con un rango de aplicacin amplio, especialmente en condiciones de roca incompetente o de caractersticas impredecibles. Permite una buena recuperacin y selectividad de las reservas, se pueden obviar sin problemas las irregularidades del yacimiento. Los sectores estriles pueden quedar como pilares, como asimismo es posible dejar en el mismo casern mineral tronado de baja ley. La dilucin es controlable utilizando sistemas de soporte adecuados.

Entre sus debilidades se pueden sealar las siguientes: Discontinuidad de las operaciones para permitir la colocacin del relleno y los elementos de refuerzo. El volumen del mineral arrancado en un ciclo de trabajo es relativamente pequeo. Los requerimientos de mano de obra en actividades no productivas es alto, por lo tanto la productividad del manejo es baja.Sin embargo, con los equipos sobre neumticos disponibles hoy en da, se puede alcanzar un buen nivel de mecanizacin. La habilitacin de rampas de acceso facilita el desplazamiento de los equipos de un casern a otro, lo que permite mejorar sus rendimientos y, por consiguiente, la productividad del mtodo. En suma, es un mtodo de alto costo, cuya aplicacin se justifica cuando el mineral extrado tiene un valor asociado importante y las condiciones de estabilidad de la roca encajadora son precarias.VariantesOverhand C&F Stoping Cortes horizontales de 1.8 a 4.6 m son extrados alejndose del acceso, hacia arriba. Mineral arrancado queda sobre el relleno Desarrollo se inicia en la base del cuerpo. Techo puede sostenerse con pernos ocasionales si el mineral es competente o con pernos en una malla regular, para que el personal trabaje bajo un techo controlado. Problemas con perforacin para tronadura (interferencia) y porque hay que sacar pernos a mano del material quebrado para que no interfiera en traspaso, y otros procesos (chancado). Soporte de techo y muros de madera.Post Pillar Stoping Para cuerpos anchos verticalmente que no pueden ser explotados por Room and Pillar. Se mantienen pilares para soportar techo, pero el relleno los confina. Mineral debe ser de buena competencia para prevenir fallas en pilares y techo.Under C&F Stoping Igual al Overhand C&F Stoping, pero se procede en direccin descendente.Drift & Fill Stoping Consiste en extraer por medio de galeras que son rellenas, permitiendo la extraccin de la galera adyacente.

MTODOS DE EXPLOTACIN SUBLEVEL CAVINGCondiciones de aplicacin

El mtodo SLD se aplica de preferencia en cuerpos de forma tabular, verticales o subverticales, de grandes dimensiones, tanto en espesor como en su extensin vertical. Tambin es aplicable en yacimientos masivos.

La roca mineralizada debe presentar condiciones de competencia solo suficientes para que las labores emplazadas en ella permanezcan estables con un mnimo de elementos de refuerzo.

Consiste en dividir el cuerpo mineralizado en subniveles especiados verticalmente entre 10 a 20 m. en cada subnivel se desarrolla una red de galeras paralelas que cruzan transversalmente el cuerpo, a distancias del orden de 10 a 15 m.

Las galeras de un determinado subnivel se ubican entremedio y equidistantes de las galeras de los subniveles inmediatamente vecinos. De este modo, toda la seccin mineralizada queda cubierta por una malla de galeras dispuestas en una configuracin.Desarrollos

Una rampa que comunica y permite el acceso a todos los subniveles.Galeras de cabecera en cada uno de los subniveles, emplazadas en la roca yacente (footwall), por lo general orientadas segn el rumbo y siguiendo el contorno del cuerpo mineralizado.Fortificacin

Este mtodo implica el desarrollo de una gran cantidad de labores de gran seccin, especficamente las galeras de produccin de 4 a 5 m de ancho, que a su vez tienen una vida relativamente corta. Ambos sentidos apuntan en sentido contrapuesto en cuanto a satisfacer de modo eficiente las condiciones de estabilidad de tales excavaciones.

Si se trata de una roca competente no se requiere de elementos de fortificacin adicionales. En presencia de rocas medianamente competentes, se pueden utilizar elementos de refuerzo provisorios tales como enmaderado, pernos cementados y malla de alambre.

El principal problema se presenta en la mantencin del frente de extraccin o visera. La presencia de roca de mala calidad requiere de elementos de fortificacin semi-permanentes tales como malla de acero, Shotcrete o incluso marcos de acero, situacin que puede afectar seriamente las posibilidades de aplicacin del mtodo.

Comentarios

El SLC es un mtodo de alta capacidad productiva; su disposicin general (layout) es bastante simple, regular y esquemtica; y no requiere de excavaciones e instalaciones demasiado complejas.

Las operaciones involucradas desarrollo, arranque y manejo de mineral se realizan en sectores o niveles distintos, con escasa interferencia, lo que permite una secuencia fluida e independiente de cada una de estas operaciones.

Tales condiciones permiten una intensiva utilizacin de equipos mecanizados de alta productividad pudiendo as alcanzar el proceso un gran nivel de eficiencia y altos estndares tcnicos.

La principal debilidad de este mtodo es la alta dilucin a la que queda expuesto permanentemente el mineral arrancado durante el proceso de extraccin. Se mide en trminos de la relacin entre la diferencia de leyes del mineral in-situ y del material extrado, con respecto a la diferencia de leyes del mineral in-situ y del material contaminante. Se expresa en porcentaje y puede alcanzar en este caso cifras de hasta un 25%.La dilucin, a su vez, afecta la recuperacin de las reservas. Cuando la ley del material extrado alcanza el valor mnimo econmico estimado aceptable (ley de corte), la extraccin se interrumpe y parte del mineral arrancado se pierde.

Requiere un gran volumen de desarrollos, que si bien es cierto en gran medida son en mineral, de todos modos los costos involucrados inciden de modo significativo en el costo operacional del proceso productivo.

MTODOS DE EXPLOTACIN BLOCK CAVINGCondiciones de aplicacin: El mtodo de Block Caving se aplica, casi sin excepcin, en yacimientos masivos de grandes dimensiones, como son por ejemplo, los depsitos minerales diseminados conocidos con el nombre de cobres porfdicos, de gran ocurrencia e importancia econmica en nuestro pas. Tambin es posible su aplicacin en cuerpos de forma tabular de gran espesor. Sus mejores condiciones de aplicacin se dan en rocas mineralizadas relativamente incompetentes, con un alto ndice de fracturas, que se hunden con facilidad quebrndose en fragmentos de tamao reducido. Sin embargo, la tecnologa disponible hoy en da permite tambin su aplicacin en macizos rocosos que presentan alta resistencia a fragmentarse.

Es muy deseable o casi imprescindible que los lmites del depsito sean regulares y que la distribucin de leyes sea uniforme. Este mtodo no permite la explotacin selectiva o marginal de cuerpos pequeos, como a la inversa, tampoco es posible separar sectores de baja ley incluidos dentro el macizo mineralizado.

Principios: En lo esencial, este mtodo consiste en incluir el hundimiento de una columna mineralizada, excavndola mediante la excavacin de un corte basal, proceso que se realiza aplicando las tcnicas convencionales de perforacin y tronadura.Se distinguen en la prctica dos modalidades de aplicacin de este mtodo:1) Block Caving propiamente tal, en que cada nivel se subdivide en bloques virtuales de rea basal entre 3.600 m2 (60x60 m) a 10.000 m2 (100x100 m), que se hunden sucesivamente en una secuencia discreta.2) Panel Caving, que consiste en un hundimiento continuo de reas o mdulos de explotacin de dimensiones menores.Fortificacin: El principal problema dice relacin con la estabilidad de las labores del nivel de produccin. Estas labores son sometidas a intensas solicitaciones inducidas por la redistribucin y concentracin de esfuerzos asociadas al proceso de hundimiento.En presencia de roca poco competente con buenas caractersticas de Hundibilidad, donde es posible aplicar un sistema de extraccin manual con galeras se seccin pequeas (2,4 x 2,4 m), la solucin mas socorrida y clsica consiste en una fortificacin sistemtica con marcos de madera.En condiciones similares a las anteriores, pero con un sistema de extraccin con palas de arrastre o scrapers, se utiliza por lo general un revestimiento continuo de hormign. Si las condiciones son menos rigurosas, puede ser suficiente un apernado conjuntamente con malla de acero y Shotcrete.Cuando se trata de roca competente (granulometra gruesa), donde se aplica un sistema de extraccin mecanizado con equipos LHD, se requieren galeras de seccin ms grande (4,0 x 3,6 m). En estos casos, dependiendo de las condiciones locales, se recurre a soluciones que contemplan progresivamente apernado sistemtico, malla de acero y Shotcrete.Las situaciones ms crticas se presentan en las intersecciones de las galeras de produccin con los brazos de carguo y en las viseras de los puntos de extraccin. Para mantener su estabilidad se recurre, en la mayora de los casos, a fortificacin con marcos de acero y hormign armado.Los piques de traspaso son tambin labores conflictivas que requieren una atencin especial. Se recurre incluso a revestimientos con planchas de acero o rieles insertos en hormign.ComentariosEn yacimientos masivos de baja ley, el mtodo por block Caving hoy en da es el que permite alcanzar la mayor capacidad productiva con el menor costo de explotacin (4 a 5 US$ / ton). En tal sentido, el caso de aplicacin mas relevante a nivel mundial es la mina El Teniente de Codelco Chile, con una produccin que supera las 100.000 tpd, lejos de la mina subterrnea mas grande del mundo.La tecnologa disponible en la actualidad permite su aplicacin en macizos rocosos de mas diversas condiciones geomecnicas. No obstante, las bondades del diseo minero dependen en gran medida del acierto en la estimacin de la granulometra del material fundido. Las metodologas para tratar este problema no siempre conducen a soluciones correctas.El mtodo acepta diferentes variantes, algunas de las cuales aun se encuentran a nivel de enunciado conceptual y otras en etapa de experimentacin o validacin a escala industrial. Las posibilidades de innovacin no estn agotadas.Permite una buena recuperacin de las reservas comprendidas dentro de los lmites del rea a hundir, pero su selectividad es prcticamente nula. La dilucin se puede manejar dentro de limites aceptables (< 10%) con un buen control de tiraje.La preparacin de un rea a hundir requiere de un volumen de desarrollos previos al inicio de la explotacin. Esto significa mayores plazos de puesta en marcha y fuertes inversiones antes de producir.Es un mtodo de escasa flexibilidad, que no acepta grandes modificaciones una vez iniciada su produccin. Situaciones adversas no previstas o errores de apreciacin de las condiciones geomecnicas del macizo rocoso, pueden conducir al abandono o la prdida de reservas importantes.

EXPLOTACIN POR GRADAS DE RETROCESO VERTICAL - VCRAplicaciones:La explotacin por Gradas de Retroceso Vertical se aplica a los yacimientos con inclinaciones pronunciadas y rocas competentes tanto en los minerales como en la roca estril. Parte del mineral volado permanecer en las gradas durante el ciclo de produccin, sirviendo como soporte temporal de las paredes de las gradas.Descripcin:VCR, o explotacin por gradas de retroceso vertical, es un mtodo desarrollado originalmente por la compaa minera canadiense INCO. Hoy en da, la explotacin por gradas de retroceso es un mtodo de minera establecido usado en todas las minas alrededor del mundo. La explotacin por gradas de retroceso vertical se basa en la tcnica de volar gradas. Poderosas cargas de explosivo se colocan en barrenos de gran tamao y se disparan. La carga concentrada esfrica se posiciona a una distancia especificada desde la superficie debajo y la detonacin produce aberturas con forma de crter en la roca. Cuando varios barrenos se detonan en el mismo nivel, se vuelve un trozo horizontal. El mineral se excava en dichos trozos horizontales, comenzando desde la parte inferior d las gradas y avanzando hacia arriba. El mineral producido por la voladura de gradas cae hacia abajo al espacio abierto, donde parte de la misma permanecer durante la produccin. Finalmente, los escombros de las gradas se limpian y se preparan para un relleno estabilizado de cemento.Desarrollo:El desarrollo para las gradas de retroceso verticales consisten de: Transporte por galera a lo largo del yacimiento al nivel del punto de extraccin. La disposicin de la carga del punto de extraccin debajo de la grada. Socavacin de la grada. Acceso superior para perforar y cargar la produccin.El volumen del mineral de un bloque de escalones normalmente esta perforado con equipos de perforacin DTH desde la excavacin socavada.