Trabajo Informatica
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS GEOLOGIA Y CIVIL
ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINAS
INFORMATICA APLICADA A LA MINERIA (MI544) Página 1
ALUMNOS:
CONTRERAS RAMÍREZ, Elvis Uriel PILLACA QUISPE, Heber
AYACUCHO - 2014
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTÓBAL DE
HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERÍA DE MINAS, GEOLOGÍA Y MINAS
ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE MINAS
INFORMATICA A LA MINERIA (MI-544)
ANÁLISIS NUMÉRICO PARA LA SELECCIÓN DEL MÉTODO DE
EXPLOTACION
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INDICE
CAPITULO I ................................................................................................................................ 4
ASPECTOS GENERALES PARA LA ELECCION DEL METODO ................................. 4
1. Clasificación de Métodos .................................................................................................. 4
1,1 .- Métodos de explotación a cielo abierto ............................................................... 4
1,2 .- Métodos de explotación subterránea ................................................................... 4
1.2.1 Métodos sin soportantes o de caserones abiertos: ....................................... 5
1.2.2 Métodos soportados: .......................................................................................... 5
1.2.3 Métodos de hundimiento ................................................................................... 5
CAPITULO II ............................................................................................................................... 6
2. CARACTERISTICAS DEL YACIMIENTO Y DESCRIPCION DEL METODO .................................... 6
2.1 .- CAMARAS Y PILARES .................................................................................................. 6
2.2 .- SUBLEVEL STOPING .................................................................................................... 8
2.3 .- SHRINKAGE STOPING ............................................................................................... 10
2.4 .- CUT AND FILL MINING (CORTE Y RELLENO) ............................................................ 12
2.5 SUBLEVEL CAVING ....................................................................................................... 14
2.6 BLOCK CAVING ............................................................................................................ 16
CAPITULO III ................................................................................................................................ 18
3. CRITERIOS DE SELECCIÓN DEL MÉTODO NUMERICO ...................................... 18
3.1 .- CARACTERÍSTICAS ESPACIALES .................................................................. 18
3.1.1 condiciones geológicas e hidrológicas .......................................................... 18
3.1.2 Consideraciones Geotécnicas ........................................................................ 18
3.1.3 Consideraciones Económicas ........................................................................ 19
3.1.4 Factores que se debe tener en cuenta ......................................................... 19
3.2 .- TECNICAS UTILIZADAS PARA LA SELECCIÓN DEL METODO DE EXPLOTACION ........ 20
3.2.1 Técnica de Hartmann (1981) .......................................................................... 20
3.2.2 Aplicación de la técnica de Nicholas (1981) ................................................... 21
3.3 .- SELECCIÓN DEL MÉTODO DE EXPLOTACIÓN POR ANÁLISIS NUMÉRICO..
22
EJEMPLOS DE APLICACIÓN DEL MÉTODO NUMÉRICO ............................................. 25
1.- MINA ISCAYCRUZ ......................................................................................................... 25
2. - EJERCICIO PRÁCTICO ............................................................................................... 31
CONCLUSION ...................................................................................................................... 35
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTÓBAL DE HUAMANGA FACULTAD DE INGENIERÍA DE MINAS,
GEOLOGÍA Y CIVIL
INTEGRANTES:
ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL
DE INGENIERÍA DE MINAS
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INTRODUCCION
Una explotación minera puede realizarse en superficie o debajo de ella,
dependiendo de la profundidad del yacimiento y de otros parámetros técnicos,
por lo cual las extracciones se clasifican principalmente en minería a cielo
abierto y minería subterránea, cada una con diferentes métodos
correspondientes a unos parámetros particulares; los métodos subterráneos se
emplean cuando la profundidad del yacimiento es excesiva para llegar por
explotación a cielo abierto.
La elección de un método de explotación de minería asume un conocimiento de
los mismos métodos. También asume una breve compresión del control de
roca y manipulación del equipo de excavación y construcción.
En el procedimiento formal de diseño de una mina, la elección de los métodos
de minería continúa luego de los estudios geológicos y geotécnicos y reciben
información directamente del diagrama crucial de los hitos de las regiones
cuyas características son delimitados con métodos de la minería prospectiva.
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CAPITULO I
ASPECTOS GENERALES PARA LA ELECCION DEL METODO
1. Clasificación de Métodos
Una primera clasificación de los métodos se refiere a si la explotación se
realiza siempre expuesta a la superficie o si se desarrolla a través de labores
subterráneas. Así, debemos primero separar:
Métodos de explotación a cielo abierto.
Métodos de explotación subterránea.
1,1 .- Métodos de explotación a cielo abierto
Entre los métodos de explotación de superficie, se pueden identificar los
siguientes:
Cielo abierto, rajo abierto o tajo abierto (llamado Open Pit en inglés). Es
el método que más se ve en Chile, particularmente en la explotación de
yacimientos de metales básicos y preciosos.
Cantera (llamado Quarry en inglés). Este nombre se da a la explotación
de mineral que puede utilizarse directamente en aplicaciones
industriales, como es el caso de la sílice, caliza y piedra de construcción.
Lavaderos o placeres. Corresponde a la explotación de depósitos de
arena en antiguos lechos de ríos o playas, con el fin de recuperar oro,
piedras preciosas u otros elementos químicos valiosos.
Otros. Existen otros métodos poco convencionales para le extracción de
algunos elementos de interés, como por ejemplo la disolución, que
corresponde a la extracción de azufre o sales solubles mediante la
incorporación de un solvente y posterior extracción del soluto de la
solución recuperada, y la minería costa afuera, para la extracción de
nódulos de manganeso presentes en el fondo del océano.
1,2 .- Métodos de explotación subterránea
En cuanto a los métodos de explotación subterráneos, se distinguen según el
tratamiento que hagan de la cavidad que deja la extracción de mineral. Sin
embargo, en la práctica, la explotación requiere variar y combinar los métodos
presentados a continuación, dado que los depósitos raramente se ajustan
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exactamente a las características ideales de aplicación de alguno de los
métodos.
1.2.1 Métodos sin soportantes o de caserones abiertos:
Corresponden a aquellos que consideran la extracción del mineral dejando la
cavidad que éste ocupaba, vacía. Para ello, el caserón debe mantenerse
estable en forma natural (ser auto soportante) o requerir escasos
elementos de refuerzo. Estos caserones se dejan vacíos una vez que
concluye la explotación.
Camaras y pilares
Tajeo por subniveles
Taladros largos
1.2.2 Métodos soportados:
Para mantener estables los caserones es necesario usar algún tipo de
fortificación y/o se rellenan con algún material exógeno.
Corte y relleno ascendente
Corte y relleno descendente
Entibado con cuadros
1.2.3 Métodos de hundimiento
Consiste en que las cavidades generadas por el mineral extraído son
rellenas con el material superpuesto (mineral, mientras dura la
explotación, y estéril, una vez finalizada). El hundimiento y consecuente
relleno de las cavidades se produce simultáneamente a la extracción del
mineral.
Hundimiento por bloques
Hundimiento por subniveles
Hundimiento por rebanadas horizontales
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CAPITULO II
2. CARACTERISTICAS DEL YACIMIENTO Y DESCRIPCION DEL METODO
En este capítulo hacemos una descripción breve de las condiciones del yacimiento y
mostramos los gráficos representativos de cada método.
2.1 .- CAMARAS Y PILARES
CARACTERÍSTICAS DEL YACIMIENTO
1. Geometría del
Yacimiento Aceptable Optimo
Potencia >1 m >3 m
Buzamiento <30_ Horizontal
Tamaño Cualquiera Cualquiera
Regularidad
2. Aspectos Geotécnico Aceptable Optimo
Resistencia (Techo) >300 k/cm2 >500 k/cm2
Resistencia (Mena) s/profundidad >500 k/cm2
Fracturación (Techo) Baja Muy baja
Campo Tensional In-situ
(Profundidad) <1000 m <600 m
Comportamiento Tenso-
Deformacional Elastico Elastico
3. Aspectos
Económicos Aceptable Optimo
Valor Unitario de la Mena Bajo NA
Productividad y ritmo de
explotación Alto NA
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CARACTERÍSTICAS DEL MÉTODO
Cámaras y pilares regulares cámaras y pilares irregulares
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2.2 .- SUBLEVEL STOPING
CARACTERÍSTICAS DEL YACIMIENTO
1. Geometría del
Yacimiento Aceptable Optimo
Forma Cualquiera Tabular
Potencia >5 m >10 m
Buzamiento >45_ >65_
Tamaño Cualquiera >10 Mt
Regularidad Media Baja
2. Aspectos
Geotécnico Aceptable Optimo
Resistencia (Techo) Incluye poco >500 k/cm2
Fracturación (Techo) Media Baja
Campo Tensional In-
situ
(Profundidad)
<2000 m <1000 m
Comportamiento
Tenso-
Deformacional
Elastico Elastico
3. Aspectos
Económicos Aceptable Optimo
Valor Unitario de la
Mena Bajo NA
Productividad y ritmo
de
explotación
Alto NA
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CARACTERISTICAS DEL METODO
SUBLEVEL OPEN STOPING (VCR)
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2.3 .- SHRINKAGE STOPING
CARACTERÍSTICAS DEL YACIMIENTO
1. Geometría del
Yacimiento Aceptable Optimo
Forma Cualquiera Tabular
Potencia Cualquiera >3m
Buzamiento >30_ >60_1
Tamaño Cualquiera Cualquiera
Regularidad Cualquiera Irregular
2. Aspectos Geotécnico Aceptable Optimo
Resistencia (Techo) >30 MPa >50 MPa
Resistencia (Mena) s/profundidad >50 MPa
Fracturación (Techo) Alta-media Media-Baja
Fracturación (Mena) Media-Baja Baja
Campo Tensional In-situ
(Profundidad) Cualquiera <1000 m
Comportamiento Tenso-
Deformacional Elastico Elastico
3. Aspectos
Económicos Aceptable Optimo
Valor Unitario de la Mena Media-Alto Alto
Productividad y ritmo de
explotación Media-Baja NA
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Características del método
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2.4 .- CUT AND FILL MINING (CORTE Y RELLENO)
CARACTERÍSTICAS DEL YACIMIENTO
1. Geometría del
Yacimiento Aceptable Optimo
Forma Cualquiera Tabular
Potencia Cualquiera >3m
Buzamiento >30_ >60_1
Tamaño Cualquiera Cualquiera
Regularidad Cualquiera Irregular
2. Aspectos Geotécnico Aceptable Optimo
Resistencia (Techo) >30 MPa >50 MPa
Resistencia (Mena) s/profundidad >50 MPa
Fracturación (Techo) Alta-media Media-Baja
Fracturación (Mena) Media-Baja Baja
Campo Tensional In-situ
(Profundidad) Cualquiera <1000 m
Comportamiento Tenso-
Deformacional Elastico Elastico
3. Aspectos Económicos Aceptable Optimo
Valor Unitario de la Mena Media-Alto Alto
Productividad y ritmo de
explotación Media-Baja NA
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CARACTERÍSTICAS DEL MÉTODO
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2.5 SUBLEVEL CAVING
CARACTERÍSTICAS DEL YACIMIENTO
1. Geometría del
Yacimiento Aceptable Optimo
Forma Tabular
Potencia Media Grande
Buzamiento Cualquiera Vertical
Tamaño Medio Grande
Regularidad Media Alta
2. Aspectos
Geotécnico Aceptable Optimo
Resistencia (Techo) >100 MPa >50 MPa
Resistencia (Mena) >50 MPa
Fracturación (Techo) Media-Alta Alta
Fracturación (Mena) Media Baja
Campo Tensional In-
situ
(Profundidad)
<1000 m <500 m
Comportamiento
Tenso-
Deformacional
Elastico Elastico
3. Aspectos
Económicos Aceptable Optimo
Valor Unitario de la
Mena Bajo NA
Productividad y ritmo de
explotación Alto NA
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CARACTERÍSTICAS DEL MÉTODO
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2.6 BLOCK CAVING
CARACTERÍSTICAS DEL YACIMIENTO
1. Geometría del
Yacimiento
Caved
StopesAceptable Optimo
Forma Cualquiera Tabular
Potencia Grande
Buzamiento Cualquiera Vertical
Tamaño Grande Muy Grande
Regularidad Media Alta
2. Aspectos Geotécnico Aceptable Optimo
Resistencia (Techo) <100 MPa <50 MPa
Resistencia (Mena) <100 MPa <50 MPa
Fracturación (Techo) Media - Alta Alta
Fracturación (Mena) Media - Alta Alta
Campo Tensional In-situ
(Profundidad) <1000 m <500 m
Comportamiento Tenso-
Deformacional Elastico Elastico
3. Aspectos
Económicos Aceptable Optimo
Valor Unitario de la
Mena Bajo a muy bajo NA
Productividad y ritmo de
explotación Muy Alto NA
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CARACTERÍSTICAS DEL MÉTODO
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CAPITULO III
3. CRITERIOS DE SELECCIÓN DEL MÉTODO NUMERICO
3.1 .- CARACTERÍSTICAS ESPACIALES
Factores que afectan la tasa de producción, método de manejo de
material, diseño de la mina en el depósito.
Tamaño (alto, ancho o espesor)
Forma (tabular, lenticular, masivo, irregular)
Disposición (inclinado, manteo)
Profundidad (media, extremos, razón de sobrecarga)
3.1.1 condiciones geológicas e hidrológicas
Tanto el tipo de mineral como el tipo de la roca de caja (o huésped),
afectan en la decisión de usar métodos selectivos o no selectivos
Requerimiento de drenaje, bombeo, tanto en rajo como en
subterránea‡ Mineralogía es importante para procesos
Mineralogía y petrografía (óxidos vs. Sulfuros)
Composición química
Estructura del depósito (pliegues, fallas, discontinuidades,
intrusiones) Planos de debilidad (grietas, fracturas, clivaje)
Uniformidad, alteración, meteorización (zonas, límites)
Aguas subterráneas e hidrología (ocurrencia, flujo, nivel freático)
3.1.2 Consideraciones Geotécnicas
Las condiciones naturales del macizo rocoso, serán un factor relevante
en la aplicación de ciertos métodos
Propiedades elásticas
Comportamiento plástico o visco elástico
Estado de los esfuerzos (originales, modificados por la
excavación) Consolidación, compactación, competencia
Otras propiedades físicas (gravedad específica, poros, porosidad,
permeabilidad)
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3.1.3 Consideraciones Económicas
Son factores claves que determinan el éxito del proyecto ya que Afectan
la inversión, flujos de caja, periodo de retorno, beneficio‡
Reservas (tonelaje y ley)
Tasa de producción
Vida de la mina (desarrollo y explotación)
Productividad
Costo de mina de métodos posibles de aplicar
3.1.4 Factores que se debe tener en cuenta
a) Factores Tecnológicos
Se busca la mejor combinación entre las condiciones naturales y el
método
Porcentaje de recuperación
Dilución
Flexibilidad a cambios en la interpretación o condiciones
Selectividad
Concentración o dispersión de frentes de trabajo
Capital, mano de obra, mecanización
b) Factores Medioambientales
No sólo físico, sino que también económico-político-social
Control de excavaciones para mantener integridad de las mismas
(seguridad)
Subsidencia y efectos en superficie
Control atmosférico (ventilación, control de calidad de aire, calor,
humedad)
Fuerza laboral (contratos, capacitación, salud y seguridad, calidad
de vida, condiciones de comunidad)
En consideración a estos factores, se debe tomar una decisión respecto
a si explotar el cuerpo mineralizado mediante métodos de explotación de
superficie o métodos de explotación subterráneos. Las características
espaciales (geometría del cuerpo) y la competencia de la roca son
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esenciales dado que pueden determinar la conveniencia de utilizar un
método por sobre otros. Sin embargo, puede haber casos en los que el
depósito puede explotarse mediante métodos de superficie o
subterráneos. En estos casos, es necesario tomar la decisión en función
del beneficio económico que se generará en cada caso.
3.2 .- TECNICAS UTILIZADAS PARA LA SELECCIÓN DEL METODO DE
EXPLOTACION
Con el fin de determinar cuál método de explotación es factible, para la
explotación del yacimiento Manto Negro, tenemos que comparar las
características del depósito con las requeridas para cada método de
explotación. El método que mejor se adapte tiene que ser considerado
técnicamente factible y deberá ser evaluado económicamente. La
técnica de selección será discutida de acuerdo con los primeros 2
parámetros que determinan un método de explotación
a) Las características físicas y geológicas del depósito
b) Las condiciones subterráneas del depósito tales como, muro yacente,
muro colgante, zona mineral, etc.
La técnica para evaluar un método de explotación, es solamente un intento, para
definir y cuantificar en un formato escrito lo que los ingenieros en los
últimos años determinaron a través de una discusión, experiencia previa
o intuición.
3.2.1 Técnica de Hartmann (1981)
Consiste en un esquema, para la selección del proceso y definir el
método de explotación basado en la geometría del depósito y las
condiciones subterráneas de la zona del depósito. Hartmann admite que
el método es de un carácter cualitativo y puede ser usado como primer paso o
una pre-evaluación. Esta clasificación incluye métodos superficiales y
subterráneos de extracción. A continuación se ilustra el esquema
generado para la selección del método de explotación, según la técnica
de Hartmman, para el proyecto minero Manto Negro, tanto para el
cuerpo la Pampa como para el cuerpo Negra, los cuales por sus
características generales arrojaron el mismo método a utilizar.
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3.2.2 Aplicación de la técnica de Nicholas (1981) La clasificación propuesta por Nicholas determina un método de
explotación factible por medio de un ranking numérico y es
verdaderamente cuantitativo. El primer paso es para clasificar la geometría
del mineral y la distribución de leyes. Las características mecánicas de la roca
de la zona mineralizada, el techo o muro colgante, el piso o muro yacente,
son igualmente clasificadas.
Así entonces se realiza una sumatoria de todos los resultados ubicando el
valor más alto como el método de explotación indicado para dicho deposito
El método numérico de selección consiste en asignar de acuerdo a
cada característica encontrada una valoración respectiva que varía en
intensidad de acuerdo a la preferencia u optabilidad del método.
Un valor de 1 y 2 indica que una característica es probablemente
adecuada a este método
Un valor de 3 y 4 indica que las características son preferenciales
para el método de explotación.
Un valor de 0 indica que esta característica no promueve el uso de este
método de explotación.
Y un valor de -49 indica que no se considerara indudablemente
este método de explotación.
Así entonces se realiza una sumatoria de todos los resultados ubicando el valor
más alto como el método de explotación indicado para dicho deposito Las
características a evaluar el yacimiento del Proyecto Manto Negroson:
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3.3 .- SELECCIÓN DEL MÉTODO DE EXPLOTACIÓN POR ANÁLISIS NUMÉRICO
Geometría del Yacimiento y distribución leyes:
a) Geometría Del Yacimiento Y Distribución De Leyes
METODO
Forma general Potencia de veta Buzamiento Distribución de
valores
EQU TAB IRR M/A ANG INT GRU M/G INC INT PAR UNF GRA ERR
1. Cielo Abierto 3 2 3 -49 2 3 4 4 3 3 4 3 3 3
2. Hundimiento por Bloques 4 2 0 -49 -49 0 2 4 3 2 4 4 2 0
3. Cámaras por subniveles 2 2 1 0 1 2 4 3 2 1 4 3 3 1
4. Hundimiento por subniveles 3 4 1 -49 -49 0 4 4 1 1 4 4 2 0
5. Tajo largo -49 4 -49 2 4 0 -49 -49 4 0 -49 4 2 0
6. Cámaras y pilares 0 4 2 0 4 2 -49 -49 4 1 0 3 3 3
7. Cámaras y almacen 2 2 1 2 1 2 4 3 2 1 4 3 2 1
8. Corte y relleno 0 4 2 4 4 4 0 0 0 3 4 3 3 3
9. Fajas transportadoras 3 3 0 -49 -49 0 3 4 4 1 2 4 2 0
10. Entibación con marcos 0 2 4 2 4 4 1 1 2 3 3 3 3 3
FORMA:
EQU. Equidimencional o masiva: todas las dimensiones son similares en
cualquier dirección
TAB. Tabular: Dos de las dimensiones son mucho mayores que la tercera
IRR. Irregular las dimensiones varían en distancias muy cortas
POTENCIA DEL MINERAL
M/A Muy angosto menores a 3m
ANG. Angosto de 3 – 10 m
INT. Intermedio de 10 – 30 m
GRU. Ancho o potente de 30 – 100 m
M/G. Muy grande mayores de 100 m
INCLINACION
INC. Inclinado menores de 20 grados
INT. Intermedio de 20 a 55 grados
PAR. Parados mayores a 55 grados
DISTRIBUCION
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UNIFORME: La ley media del yacimiento se mantiene practimente constante
en cualquier punto de este.
GRADUAL O DIMENSIONADO: Las leyes tiene una distribución zonal,
identificándose cambios graduales de unos puntos a otros.
ERRATICOS: No existe una relación especial entre las leyes ya que estas
cambian radicalmente de unos puntos a otro en distancias muy pequeñas.
CARACTERÍSTICAS GEOMECÁNICAS
b) Características Geomecánicas de la veta
METODO
Resistencia
Espaciamiento de fracturas Cizallamiento
DEB MOD FRT M/C CER GRU M/G DEB MOD FRT
1. Cielo Abierto 3 4 4 2 3 4 4 2 3 4
2. Hundimiento por Bloques 4 1 1 4 4 3 0 4 3 0
3. Cámaras por subniveles -49 3 3 0 0 1 4 0 2 4
4. Hundimiento por subniveles 0 3 3 0 2 4 4 0 2 2
5. Tajo largo 4 1 1 4 4 0 0 4 3 0
6. Cámaras y pilares 0 3 3 0 1 2 4 0 2 4
7. Cámaras y almacen 1 3 3 0 1 3 4 0 2 4
8. Corte y relleno 3 2 2 3 3 2 2 3 3 2
9. Fajas transportadoras 2 3 3 1 1 2 4 1 2 4
10. Entibación con marcos 4 1 1 4 4 2 1 4 3 2
RESISTENCIA A COMPRESION SIMPLE (MPa)
DEB. Débil menores a 8 MPa
MOD. Moderado o media se encuentra entre 8 – 15 MPa
FRT. Fuerte o alta mayores a 15 MPa
ESPACIAMIENTOS ENTRE FRACTURAS
fracturas /m RQD(%)
M/C Muy pequeña menores a 16 0 - 20
CER pequeña 10 - 16. 20 - 40
GRU grande o ancho 3 - 10. 40 - 70
M/G muy ancho mayores a 3 70 - 100
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RESISTENCIA A LAS DISCONTINUIDADES9 CIZALLAMIENTO)
DEB. Débil o pequeña: Discontinuidades limpias con una superficie suave o
con material de relleno blando.
MOD. Moderado o media. Discontinuidades limpias con una superficie rugosa.
FRT. Fuerte o grande. Discontinuidades rellenas con un material de
resistencia igual o mayor que la roca intacta.
c) Características Geomecánicas Caja Techo (Hanging Wall)
METODO
Resistencia Espaciamiento de
fracturas Cizallamiento
DEB
MOD
FRT M/C CER GRU M/G
DEB
MOD
FRT
1. Cielo Abierto 3 4 4 2 3 4 4 2 3 4
2. Hundimiento por Bloques 4 2 1 3 4 3 0 4 2 0
3. Cámaras por subniveles -49 3 4 -49 0 1 4 0 2 4
4. Hundimiento por subniveles 3 2 1 3 4 3 1 4 2 0
5. Tajo largo 4 2 0 4 4 3 0 4 2 0
6. Cámaras y pilares 0 3 4 0 1 2 4 0 2 4
7. Cámaras y almacen 4 2 1 4 4 3 0 4 2 0
8. Corte y relleno 3 2 2 3 3 2 2 4 3 2
9. Fajas transportadoras 4 2 1 3 3 3 0 4 2 0
10. Entibación con marcos 3 2 2 3 3 2 2 4 3 2
d) Características Geomecánicas De La Zona Del Piso
METODO
Resistencia
Espaciamiento de fracturas Cizallamiento
DEB MOD FRT M/C CER GRU M/G DEB MOD FRT
1. Cielo Abierto 3 4 4 2 3 4 4 2 3 4
2. Hundimiento por Bloques 2 3 3 1 3 3 3 1 3 3
3. Cámaras por subniveles 0 2 4 0 0 2 4 0 1 4
4. Hundimiento por subniveles 0 2 4 0 1 3 4 0 2 4
5. Tajo largo 2 3 3 1 2 4 3 1 3 3
6. Cámaras y pilares 0 2 4 0 1 3 3 0 3 3
7. Cámaras y almacen 2 3 3 2 3 3 2 2 2 3
8. Corte y relleno 4 2 2 4 4 2 2 4 4 2
9. Fajas transportadoras 2 3 3 1 3 3 3 1 2 3
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10. Entibación con marcos 4 2 2 4 4 2 2 4 4 2
EJEMPLOS DE APLICACIÓN DEL MÉTODO NUMÉRICO
1.- MINA ISCAYCRUZ
Se realizó un análisis con los datos de la mina, que se pudo obtener y
comprobar que el método que ellos aplican cuencide con los cálculos que se
realizó.
1.1. FACTORES CONSIDERADOS EN LA ELECCIÓN DEL MÉTODO.
El proceso para elegir el método adecuado, deberá estar basado en el criterio
del máximo beneficio de la operación, para lo cual se ha de tomar en cuenta
factores como alta productividad, máxima extracción de las reservas y buenas
condiciones de seguridad. El método de explotación subterráneo aplicado en la
zona de Limpe Centro que ha de ser comparado es indicado en la evaluación
Geomecánica, y se enumeran a continuación:
Corte y relleno y sus variantes
Condiciones geológicas
Buzamiento: los 2 cuerpos tienen un buzamiento alto (75%), lo que
permite fluir la mineral roto por medio de la gravedad.
Resistencia de la roca: en ambos cuerpos se presenta resistencias a
la compresión uniaxial entre 140 a 150 MPa, con un promedio por
debajo de los 100MPa, lo que la clasifica como de baja resistencia. Igual
apreciación se tiene para las cajas piso y techo en ambas estructuras.
Aberturas límites: como se aprecia en el siguiente cuadro, las zonas de
explotación que necesitan refuerzo en gran escala se ubican
preferentemente en el cuerpo estela y por debajo del nivel 4630,
especialmente en la brecha. Las otras zonas requieren de un esfuerzo
ocasional o constante, lo cual se logra primero evitando aberturas
longitudinales o transversales mayores a la permitida, y segundo
reponiendo inmediatamente el material extraído.
CUERPO BUZAMIENTO RESISTENCIA UNIAXIAL
(COMPRESIÓN)
ABERT. LIM. (1MES) ANCHO DEL CUERPO (REFUERZO)
OLGA 4630 Norte
70° (gravedad) 30-100MPa (baja) < 1 (constante)
OLGA 4630 Sur
70° (gravedad) 60-100MPa (baja) 1 (ocasional)
OLGA 4570 Norte
70° (gravedad) < -100MPa (baja) 1 (ocasional)
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ESTELA: 4510 al 4690
80° (gravedad) 40-90MPa (baja) 1 (ocasional)
ESTELA: 4510 al 4630
macizo 80° (gravedad) 40-150MPa (baja) < 1 (constante)
brecha 80° (gravedad) 15-30MPa (bajísima) < 1 (permanente)
1.2. SELECCIÓN DEL MÉTODO POR ANÁLISIS NUMÉRICO
1.2.1. Valorización en las tablas
Tabla Nº1.- Valorización de geometría y distribución de valores del
yacimiento.
Forma general: Tabular
Cuerpo Estela y cuerpo Olga se presentan en la mina como
mantos
Potencia de la veta: Intermedio
La potencia es menor a 30 m para los dos cuerpos
Buzamiento: Parado
El buzamiento de los cuerpos va de 70º a 80º
Distribución de valores: Uniforme
La ley de los cuerpos es casi constante
METODO
Forma general Potencia de veta Buzamiento Distribución de
valores
EQU TAB IRR M/A ANG INT GRU M/G INC INT PAR UNF GRA ERR
1. Cielo Abierto 3 2 3 -49 2 3 4 4 3 3 4 3 3 3
2. Hundimiento por Bloques 4 2 0 -49 -49 0 2 4 3 2 4 4 2 0
3. Cámaras por subniveles 2 2 1 0 1 2 4 3 2 1 4 3 3 1
4. Hundimiento por subniveles 3 4 1 -49 -49 0 4 4 1 1 4 4 2 0
5. Tajo largo -49 4 -49 2 4 0 -49 -49 4 0 -49 4 2 0
6. Cámaras y pilares 0 4 2 0 4 2 -49 -49 4 1 0 3 3 3
7. Cámaras y almacen 2 2 1 2 1 2 4 3 2 1 4 3 2 1
8. Corte y relleno 0 4 2 4 4 4 0 0 0 3 4 3 3 3
9. Fajas transportadoras 3 3 0 -49 -49 0 3 4 4 1 2 4 2 0
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10. Entibación con marcos 0 2 4 2 4 4 1 1 2 3 3 3 3 3
Tabla Nº1.- Valorización de características mecánicas de la veta
Tabla Nº2.- Valorización de características mecánicas de la veta
En el cuerpo Estela la calidad de la pirita masiva es baja y la del mineral de
zinc es media. En la parte inferior del cuerpo, la brecha mineralizada tiene
calidad pobre. La caja piso está conformada por calizas alteradas,
metamorfizadas, falladas y muy fracturadas, con tendencias a la
incompetencia.
En el cuerpo Olga, las condiciones son moderadas, que varían de buena a
mala calidad. La caja techo presenta la misma incompetencia de la caja piso de
Estela. La caja piso es poco conocida al interior de la mina, presentándose en
superficie de moderada a baja.
Resistencia: Moderada
Factor de competencia (14>FC>10), relación entre la resistencia
compresiva uniaxial de los tipos de roca y la carga litostatica),
indica que el campo de los esfuerxos hasta el NV 4570, no tendrá
mayor significado sobre la estabilidad de las excavaciones. Para
mayores profundidades, será necesario considerar, además del
efecto gravitacional, el efecto de las presiones de agua
subterránea y los esfuerzos tectónicos residuales.
Espaciamiento de fracturas: Cerrado
La veta tiene un RQD que va de 25 a 40%
Cizallamiento: Moderado
Las discontinuidades tienen superficies rugosas
METODO
Resistencia
Espaciamiento de fracturas
Cizallamiento
DEB MOD FRT M/C CER GRU M/G DEB MOD FRT
1. Cielo Abierto 3 4 4 2 3 4 4 2 3 4
2. Hundimiento por Bloques 4 1 1 4 4 3 0 4 3 0
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3. Cámaras por subniveles -49 3 3 0 0 1 4 0 2 4
4. Hundimiento por subniveles 0 3 3 0 2 4 4 0 2 2
5. Tajo largo 4 1 1 4 4 0 0 4 3 0
6. Cámaras y pilares 0 3 3 0 1 2 4 0 2 4
7. Cámaras y almacen 1 3 3 0 1 3 4 0 2 4
8. Corte y relleno 3 2 2 3 3 2 2 3 3 2
9. Fajas transportadoras 2 3 3 1 1 2 4 1 2 4
10. Entibación con marcos 4 1 1 4 4 2 1 4 3 2
Tabla Nº2.- Valorización de características mecánicas de la veta
Tabla Nº3.- Valorización de características mecánicas de la caja piso
Resistencia: Moderada
Factor de competencia (14>FC>10)
Espaciamiento de fracturas: Cerrado
La caja techo tiene casi el mismo RMR de la veta que varía de
35 a 45 y tiene un RQD<40%
Cizallamiento: Débil
Las discontinuidades tienen un relleno de material suave.
METODO
Resistencia Espaciamiento de
fracturas Cizallamiento
DEB MOD FRT M/C CER GRU M/G DEB MOD FRT
1. Cielo Abierto 3 4 4 2 3 4 4 2 3 4
2. Hundimiento por Bloques 4 2 1 3 4 3 0 4 2 0
3. Cámaras por subniveles -49 3 4 -49 0 1 4 0 2 4
4. Hundimiento por subniveles 3 2 1 3 4 3 1 4 2 0
5. Tajo largo 4 2 0 4 4 3 0 4 2 0
6. Cámaras y pilares 0 3 4 0 1 2 4 0 2 4
7. Cámaras y almacen 4 2 1 4 4 3 0 4 2 0
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8. Corte y relleno 3 2 2 3 3 2 2 4 3 2
9. Fajas transportadoras 4 2 1 3 3 3 0 4 2 0
10. Entibación con marcos
3 2 2 3 3 2 2 4 3 2
Tabla Nº3.- Valorización de características mecánicas de la caja piso
La caja techo y la caja piso tiene las mismas características por ello los
resultados serán iguales que la caja techo.
Resistencia: Moderada
Espaciamiento de fracturas: Cerrado
Cizallamiento: Débil
Las discontinuidades tienen un relleno de material suave.
METODO
Resistencia
Espaciamiento de fracturas Cizallamiento
DEB MOD FRT M/C CER GRU M/G DEB MOD FRT
1. Cielo Abierto 3 4 4 2 3 4 4 2 3 4
2. Hundimiento por Bloques 2 3 3 1 3 3 3 1 3 3
3. Cámaras por subniveles 0 2 4 0 0 2 4 0 1 4
4. Hundimiento por subniveles 0 2 4 0 1 3 4 0 2 4
5. Tajo largo 2 3 3 1 2 4 3 1 3 3
6. Cámaras y pilares 0 2 4 0 1 3 3 0 3 3
7. Cámaras y almacen 2 3 3 2 3 3 2 2 2 3
8. Corte y relleno 4 2 2 4 4 2 2 4 4 2
9. Fajas transportadoras 2 3 3 1 3 3 3 1 2 3
10. Entibación con marcos 4 2 2 4 4 2 2 4 4 2
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1.2.2. RESULTADOS
METODO Tabla 1 Tabla 2A Tabla 2B Tabla 2C TOTAL
1 Cielo abierto
12 10 9 9 40
2 Hundimiento de bloques
10 8 10 7 35
3 Sublevel stoping
11 5 3 2 21
4
Hundimientos por subniveles 12 7 10 3 32
5 Tajo largo
-41 8 10 6 -17
6 Cámaras y pilares
9 6 4 3 22
7 Cámaras almacén 11 6 10 8 35
8 Corte y relleno
15 8 9 10 42
9 Fajas ascendentes
9 6 9 7 31
10 Entibación con marcos
12 8 9 10 39
Corte y relleno = 42 (Preferente)
Cielo abierto = 40 (Probable)
Entibación con marcos = 39 (Improbable)
1.2.3. EL MÉTODO SELECCIONADO
Según todos los puntos desarrollados, el método más aparente es el método
de explotación SRUCF (subniveles en retirada bajo relleno considerado) que es
una modalidad moderna de corte y relleno y sus variantes ascendente y
descendente, las razones de la elección del método son:
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Debido a la baja resistencia del mineral y las aberturas límites
permisibles, se requiere de un medio de sostenimiento durante la
explotación, sobre todo en el cuerpo estela por debajo del Nv.
4630, requiriendo un techo cementado en la zona de brechas.
Permite mantener la más alta ley de cabeza posibles recuperar en
mayor grado las reservas.
Se puede lograr una mecanización en todas las operaciones
unitarias, y obtener las mayores eficiencias, es decir, el mejor
empleo de la mano de obra y de los equipos.
2. - EJERCICIO PRÁCTICO
A) Mediante los estudios preliminares se determinó una VETA de mineral a
150 mts de profundidad con potencia de 3 mts, buzamiento de 75° y con
una ley promedio de 6% de Zn. Los estudios geotécnicos determinan
que tanto el mineral como la caja piso tienen una resistencia a
compresión uniaxial simple de 96 Mpa, mientras la caja techo reporta
200 Mpa de compresión uniaxial y la presión de recubrimiento común en
las labores subterráneas está relacionado con la densidad de las rocas
supra yaciente de 3.2 Ton/m3. La calidad estructural del mineral es de
45% de RQD y en las cajas se ha mapeado 22 fracturas por cada 10m
de longitud. El mineral como la caja techo presentan discontinuidades
limpias con superficie rugosa, mientras la caja piso presenta fracturas
con relleno de finos blando. Seleccione Ud. por análisis numérico, el
método de explotación adecuado. Para el método seleccionado, a qué
distancia mínima deberán ubicarse adecuadamente las instalaciones de
la infraestructura minera.
Solución:
a) geometría del Yacimiento:
Tipo: VETA (TABULAR) Ancho: 3 m (ESTRECHO) Inclinación: 75° (INCLINADO)
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Mineralización: ley promedio de 6% de Zn. (INIFORME)
METODO
Forma general Potencia de veta Buzamiento Distribución de
valores
EQU TAB IRR M/A ANG INT GRU M/G INC INT PAR UNF GRA ERR
1. Cielo Abierto 3 2 3 -49 2 3 4 4 3 3 4 3 3 3
2. Hundimiento por Bloques 4 2 0 -49 -49 0 2 4 3 2 4 4 2 0
3. Cámaras por subniveles 2 2 1 0 1 2 4 3 2 1 4 3 3 1
4. Hundimiento por subniveles 3 4 1 -49 -49 0 4 4 1 1 4 4 2 0
5. Tajo largo -49 4 -49 2 4 0 -49 -49 4 0 -49 4 2 0
6. Cámaras y pilares 0 4 2 0 4 2 -49 -49 4 1 0 3 3 3
7. Cámaras y almacen 2 2 1 2 1 2 4 3 2 1 4 3 2 1
8. Corte y relleno 0 4 2 4 4 4 0 0 0 3 4 3 3 3
9. Fajas transportadoras 3 3 0 -49 -49 0 3 4 4 1 2 4 2 0
10. Entibación con marcos 0 2 4 2 4 4 1 1 2 3 3 3 3 3
b) Características geomecánicas mineral
UCS = 96 Mpa Presión ejercida en recubrimiento = 4.71 Mpa. RQD= 45% (GRANDE) Condición estructuras: Discontinuidades limpias con superficie rugosa. (MEDIA)
96 Mpa / 4.71 = 20.38 MPa (ALTA)
METODO
Resistencia
Espaciamiento de fracturas Cizallamiento
DEB MOD FRT M/C CER GRU M/G DEB MOD FRT
1. Cielo Abierto 3 4 4 2 3 4 4 2 3 4
2. Hundimiento por Bloques 4 1 1 4 4 3 0 4 3 0
3. Cámaras por subniveles -49 3 3 0 0 1 4 0 2 4
4. Hundimiento por subniveles 0 3 3 0 2 4 4 0 2 2
5. Tajo largo 4 1 1 4 4 0 0 4 3 0
6. Cámaras y pilares 0 3 3 0 1 2 4 0 2 4
7. Cámaras y almacen 1 3 3 0 1 3 4 0 2 4
8. Corte y relleno 3 2 2 3 3 2 2 3 3 2
9. Fajas transportadoras 2 3 3 1 1 2 4 1 2 4
10. Entibación con marcos 4 1 1 4 4 2 1 4 3 2
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c) Características geomecánicas CAJA TECHO (hanging wall)
UCS = 200 MPa Presión ejercida de recubrimiento = 4.71 Mpa. Espaciamiento: 4 ff/m (GRANDE) Condición estructuras: discontinuidades limpias con superficie rugosa. (MEDIANA)
200 Mpa / 4.71 = 42.46 MPa (ALTA)
METODO
Resistencia Espaciamiento de
fracturas Cizallamiento
DEB MOD FRT M/C CER GRU M/G DEB MOD FRT
1. Cielo Abierto 3 4 4 2 3 4 4 2 3 4
2. Hundimiento por Bloques 4 2 1 3 4 3 0 4 2 0
3. Cámaras por subniveles -49 3 4 -49 0 1 4 0 2 4
4. Hundimiento por subniveles 3 2 1 3 4 3 1 4 2 0
5. Tajo largo 4 2 0 4 4 3 0 4 2 0
6. Cámaras y pilares 0 3 4 0 1 2 4 0 2 4
7. Cámaras y almacen 4 2 1 4 4 3 0 4 2 0
8. Corte y relleno 3 2 2 3 3 2 2 4 3 2
9. Fajas transportadoras 4 2 1 3 3 3 0 4 2 0
10. Entibación con marcos 3 2 2 3 3 2 2 4 3 2
d) Características geomecánicas CAJA PISO (foot wall)
UCS = 96 MPa Presión ejercida de recubrimiento = 4.71 Mpa. Espaciamiento: 4 ff/m (GRANDE) Condición estructuras: fracturas con relleno de finos blando.(PEQUEÑA)
96 Mpa / 4.71 = 20.38 MPa (ALTA)
METODO
Resistencia
Espaciamiento de fracturas Cizallamiento
DEB MOD FRT M/C CER GRU M/G DEB MOD FRT
1. Cielo Abierto 3 4 4 2 3 4 4 2 3 4
2. Hundimiento por Bloques 2 3 3 1 3 3 3 1 3 3
3. Cámaras por subniveles 0 2 4 0 0 2 4 0 1 4
4. Hundimiento por subniveles 0 2 4 0 1 3 4 0 2 4
5. Tajo largo 2 3 3 1 2 4 3 1 3 3
6. Cámaras y pilares 0 2 4 0 1 3 3 0 3 3
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7. Cámaras y almacen 2 3 3 2 3 3 2 2 2 3
8. Corte y relleno 4 2 2 4 4 2 2 4 4 2
9. Fajas transportadoras 2 3 3 1 3 3 3 1 2 3
10. Entibación con marcos 4 2 2 4 4 2 2 4 4 2
RESULTADOS OPTENIDOS
METODO SUB TOTAL 1
SUB TOTAL 2
SUB TOTAL 3
SUB TOTAL 4 TOTAL
1 Cielo abierto
-40 11 10 10 -9
2 Hundimiento de bloques
-39 7 8 7 -17
3 Sublevel stoping 9 6 5 6 26
4 Hundimientos por subniveles
-37 9 8 7 -13
5 Tajo largo
-39 4 7 8 -20
6 Cámaras y pilares 7 7 6 7 27
7 Cámaras almacén
11 8 8 8 35
8 Corte y relleno
15 7 8 8 38
9 Fajas ascendentes
-40 7 8 7 -18
10 Entibación con marcos
10 6 8 8 32
Corte y relleno = 38 (Preferente)
Cámaras almacén = 35 (Probable)
Entibación con marcos = 32 (Improbable)
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CONCLUSIONES
El análisis numérico para la selección del método de explotación
considera parámetros cuantitativos como la geometría del yacimiento,
distribución de leyes y geomecánico.
Este análisis está enfocado más a la estabilidad de la explotación y no
así con fines económicos.
La elección elegida no siempre es el método que se aplica porque hay
otros factores que no toma en cuenta, y hace que se aplique otro
método, vemos claramente en el primer ejemplo.
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BIBLIOGRAFÍA
METODOS DE EXPLOTACIÓN SUBTERRANEA Ing. Abdel Arroyo Aguilar
29572881-Metodos-de-mineria-subterranea(gogle)
IGME - Mecánica de Rocas en Minería Metálica Subterránea [1991]