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EXPLOTACIN DE MINASMTODOS PARA LA EXTRACCIN DE MINERALES
Ing. Abdel Arroyo AguilarLima, marzo 2011
MINERA SUPERFICIAL
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G Explotacin Pirqun v/s Racional
G Centena de mtodos de explotacin
G Explotacin de Superficie
G Explotacin Subterrnea
G Minera Superficie v/s Subterrnea
MTODOS DE EXPLOTACIN
MINERA SUPERFICIAL
Aspectos fisiogrficos: topografa, clima, etc.
Entorno geolgico y geoestructural del sector
Factores econmicos: - Precio- Ley de la mena
- Costos de explotacin- Tasa de produccin- Capital existente, etc.
Condiciones de aguas subterrneas e hidrulicas zona
Factores ambientales: - Preservacin flora y fauna- Aire y fuentes de agua
Tamao, forma y profundidad del depsito
Propiedades fisicomecnicas de la mena y roca de caja
SELECCIN MTODO DE EXPLOTACIN
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Minera Superficie v/s MineraSubterrnea
CONDICIONES DETRABAJO
DILUCION, SELECTIVIDADY RECUPERACION
ENERGIA DEMANDADA
MECANIZACION
COSTOS DE OPERACIN
NIVEL DE INVERSIONES
PRODUCTIVIDAD
MINERIA DE SUPERFICIE
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TIPOS DE EXPLOTACION Explotacin a Tajo Abierto (Open Pit)
Explotacin por Canteras (Quarry Mining)
Explotacin Aluvial (Alluvial Mining)
Explotacin por Destape (Strip Mining)
Explotacin por Recoleccin (Harvesting Mining)
RECOLECCIN
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Explotacin por Destape
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Explotacin Aluvial
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CANTERAS
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TAJO ABIERTO
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MODELO DE BLOQUES
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..
..
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. ..
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..
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.
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UBC
MODELO TRIDIMENSIONALDE BLOQUES
a x b x h
A
D
CB
Sulfuro Alta Ley
Sulfuro Baja Ley
Mineralizado
xidos
Estril
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b
h
q bb
1000
1010
Partes de un Banco
Pata
Cresta
h = altura banco
bb = berma banco
b = talud banco
q = Back break
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ngulos de Talud
3
5
1 4
2
Partes de una Rampa
1 Pie
2 Cabeza
3 Descanso
4 Pendiente
5 Ancho
6 Camelln de seguridad
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SECUENCIA DE EXTRACCION
1 12 2 3 4 5
PIT FINAL FASES EXPANSIONES
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SECUENCIA DE FASES
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38S
42N
49NW
48N
51W
52W
TAJO ENOPERACION
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B
E
B = burden
E = espaciamiento
LARGO TRONADA
ANCHO TRONADA
B = burden E = Espaciamiento
Lp = Largo de perforacin
h = Altura de banco p = Pasadura
cf = Carga de fondo cc = Carga de columna
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Perforadoras Rotopercusin
PERFORADORASDE SUPERFICIE
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Perforadoras Rotatorias
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Perforadoras Rotatorias y DTH
Broca DTH
Carguo de Explosivos
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Berma oCunetahacia el
rajo
Pistas
Distanciade
Seguridad
Zanja
Berma oCunetahacia elbanco
Pistas
BS
DSDS
AcRGc
DD
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Rampa de Acceso
1.5 Km
120 m
Emplazamiento de Palas
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MartilloPicador
Hidrulico
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MINERA SUBTERRNEA
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SELECCIN MTODO DEEXPLOTACIN
Tamao, forma y profundidad del depsito Aspectos fisiogrficos: topografa, clima, etc. Entorno geolgico y geoestructural del sector Propiedades fisicomecnicas de la mena y roca de caja Condiciones de aguas subterrneas y hidralicas zona Factores econmicos: - Precio
- Ley de la mena- Costos de explotacin- Tasa de produccin
- Capital existente, etc.
Factores ambientales: - Preservacin flora y fauna- Aire y fuentes de agua
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MTODOSEXPLOTACIN SUBTERRNEA
CASERONESAUTOSOPORTADOS
CASERONESSOPORTADOS
CONHUNDIMIENTO
Open Stopes (Caserones Abiertos)
Rooms & Pillars (Caserones y Pilares) Sublevel Stoping (Exp. por Subniveles)
Cut & Fill (Corte y Relleno) Long Wall (Frentes Largos) Square Set (Cuadros de Madera)
Sublevel Caving (Hundimiento por Subniveles) Block Caving Panel Caving(Hundimiento Progresivo de Bloques)
Explotacin selectiva en cuerpos reducidos
Explotacin msiva y a gran escala
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CostosMtodos Subterrneos
MtodoExplotacin
Block CavingRoom and PillarsSublevel StopingSublevel Caving
Long WallShrinkage StopingCut and Fill
CostoRelativo
1,01,21,31,5
1,75,06,0
RangoCostos
4 12 US$/t10 20 US$/t10 25 US$/t15 25 US$/t
20 30 US$/t30 60 US$/t35 70 US$/t
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OPEN STOPES
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Anlisis del Mtodo
1. DESARROLLO & PREPARACION
Acceso al depsito
Desarrollo lateral
Niveles principales (30 60 m)
Chimenea laterales UE
PreparacinChimenea central
Puente natural de menaChimeneas cortas
Embudos
Buzones
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Anlisis del Mtodo2. EXPLOTACION
Bancos Derechos
Bancos Invertidos
3. CARACTERSTICAS MTODO
Baja inversin inicial
Preparacin reducida
Poca mecanizacinM. O. abundante Ventilacin prcticamente natural
Baja productividad: 2 10 t/h-turno
Soporte nulo o mnimo Buena seguridad Costo de explotacin alto
Requiere de leyes altas
Poco selectivo
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LONGWALL MINING Mtodo soportado para yacimientos tipo manto. Explotacin: Avance de un frente largo con perforacin/ tronadurao con cortadores mecnicos (cepillos). Sector explotado es dejado abierto o se controla su hundimiento.
Longwall Mining en roca dura:minas de oro, cromo y platino en Sudfrica.
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Equipos Empleados
Robolt XLPAxera XLP
EJC 88 XLP loader
ROOMS & PILLARS
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Campo de Aplicacin
Mantos Buzamiento bajo a moderado ( 40 ) Potencias frecuentes: 2 a 20 m
Casos excepcionales: 40 a 60 m Problemas de seguridad (estabilidad techo) Baja recuperacin
Gran desarrollo lateral en plano horizontal
No aconsejable en yacimientos muy profundos (H > 200 m) Exceso de sobrecargas Pilares de gran tamao Alta densidad de pilares
Existencia de agua Inestabilidad de rocas Explotacin: Mena extrada CASERONES
Mena in situ PILARES
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SUB LEVEL STOPING
EXPLOTACION POR SUBNIVELES
Explotacin en realce
Preparacin de la base Nivel de transporte (NT) Ejecucin de subniveles de perforacin (SP)
Confeccin de cara libre
Arranque en franjas verticales mediante tiros largos desde SP
Mena cae a fondo del casern Extraccin en NT Retiro del mineral tronado con equipos mecanizados
Yacimientos de gran tamao Caserones quedan separados por pilaresy puentes mineralizados o son rellenados
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CAMPO DE APLICACION
- Cuerpos de gran buzamientoMayor < reposo material
Gravedad
- Vetas de potencia 2 m y masas mineralizadas
- Roca de cajas relativamente estables
- Mineral competente
- Lmites cuerpo mineralizado + - regulares
2 30 m
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SHRINKAGE STOPING
Explotacin por realce con almacenamiento de mineral en el
casern Cmara almacn Vetas de poca potencia (< 2m) y manteo pronunciado (> 60)
Arranque por franjas horizontales en forma ascendente
Se extrae ~ 40 % del material tronado y el resto queda en el
casern
plataforma de trabajo Mineral almacenado se extrae al finalizar explotacincasern queda vaco Mineral no debe ser degradable ni alterable fcilmente
No permite alta mecanizacin al interior del casern
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CUT & FILL
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CORTE Y RELLENO Explotacin por realce generalmente
Arranque del mineral por franjas horizontales
Mineral tronado se evacua totalmente del casern
Casern va siendo rellenado con material estril plataforma detrabajo y sostenimiento de paredes
Mtodo de alto costo aplicable a minerales de alta ley
Puede ser altamente mecanizado tanto al interior como en la
mecanizado, base del casern Mtodo muy flexible y de elevada selectividad
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SUBLEVEL CAVING
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HUNDIMIENTO POR SUBNIVELES Explotacin por rebaje mediante subniveles
Subniveles forman una red de galeras que cubre toda la superficie del yacimiento
Mena y roca estril de pobre competencia
Cada galera perforacin de tiros en abanicos, hundimiento del mineral, carguo ytransporte del mineral a O.P.
Material estril hunde continuamente sobre el mineral arrancado
Generacin de crter de subsidencia en superficie
En cada subnivel se perfora, carga y transporta mineral
Dilucin y prdidas de mineral significativas
Alrededor de 20 % del mineral se extrae en los desarrollos
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Equipos Empleados
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BLOCK CAVINGPANEL CAVING
HUNDIMIENTO PROGRESIVO DEBLOQUES
Yacimientos muy grandes y masivos
Buzamiento >> que reposo material
Gran extensin vertical
Estabilidad de mena pobre: socavacin inferior hundimiento yfragmentacin de roca
Perforacin y tronadura mnima socavacin inferior 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 yfierro.
Superficie permite la subsidencia crter Produccin de grandes tonelajes
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BLOCK CAVING
PANEL CAVING
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EQUIPOS EMPLEADOS
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