Métodos de Explotación Minera - Cetemin - 2014 PDF

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Saber, Saber hacer, Saber serMÉTODOS DEEXPLOTACIÓN MINERA2014Métodos de Explotación Minera Actividades previas a la explotación. EXCELENTE BUENO REGULAR MALO DEFICIENTE» Actvidades previas a la explotación» Cateo, prospección, exploración, etc.» Objetivos de un método de explotación.» Recuperación d...

Description

MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN MINERA

Saber, Saber hacer, Saber ser

2014

Evaluación de Competencias

MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN MINERA Nombre del estudiante: _____________________________________________________________

El presente documento es una lista de conocimientos, habilidades y destrezas que representa el estándar de las competencias que debe adquirir un trabajador. Los niveles de competencia se clasifican de acuerdo al porcentaje de las competencias alcanzadas (según CETEMIN). A. Criterios de calificación: Excelente

=

100 - 90%

Bueno

=

89 - 80%

Regular

=

79 - 70%

Malo

=

69 - 50%

Deficiente

=

49 - 0%

B. Si es necesario, el evaluador puede hacer preguntas durante la evaluación para aclarar cualquier detalle en relación a los criterios de competencia. C. El evaluador debe explicar la metodología antes del examen, y recordarles que las acciones o explicaciones deben ser precisas.

Puntaje Final Total

Métodos de Explotación Minera

1. Actividades previas a la explotación. EXCELENTE

BUENO

REGULAR

MALO

DEFICIENTE

» Actvidades previas a la explotación » Cateo, prospección, exploración, etc. » Objetivos de un método de explotación. » Recuperación de reservas, beneficio. » Económico y seguridad. Obsevaciones: .......................................................................................................................................

Puntaje

...............................................................................................................................................................

2. Clasificación de metodos de explotación subterránea. EXCELENTE

BUENO

REGULAR

MALO

DEFICIENTE

» Clasificación de los métodos de explotación subterránea. » Criterios de selección de un método de esplotación. Obsevaciones: .......................................................................................................................................

Puntaje

...............................................................................................................................................................

3. Introduccion a los métodos de explotación. EXCELENTE

BUENO

REGULAR

MALO

DEFICIENTE

» Factores que influyen en la elección de un método de explotación. » Tipo de yacimiento. » Elección del método de explotación Obsevaciones: .......................................................................................................................................

Puntaje

...............................................................................................................................................................

4. Minado con sostenimiento natural. EXCELENTE

BUENO

REGULAR

MALO

DEFICIENTE

» Explotación por el método open stope. » Minado por cámaras y pilares. » Minado por subniveles. Obsevaciones: .......................................................................................................................................

Puntaje

...............................................................................................................................................................

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5. Minado con sostenimiento artificial. EXCELENTE

BUENO

REGULAR

MALO

DEFICIENTE

» Minado por almacenamiento provisional. » Minado por corte y relleno. » Minado por cuadro de madera. Obsevaciones: .......................................................................................................................................

Puntaje

...............................................................................................................................................................

6. Minado por hundimiento. EXCELENTE

BUENO

REGULAR

MALO

DEFICIENTE

» Minado por hundimiento de subniveles. » Minado por hundimiento por bloques Obsevaciones: .......................................................................................................................................

Puntaje

...............................................................................................................................................................

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TABLA DE

CONTENIDOS

1.

ACTIVIDADES PREVIAS A LA EXPLOTACIÓN ……………………………………....……………………............... 9

2.

CLASIFICACIÓN DE MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN SUBTERRÁNEO ............................................. 13

3.

INTRODUCCIÓN A LOS MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN ................................................................ 15

4.

MINADO CON SOSTENIMIENTO NATURAL ............................................................................... 21

5.

MINADO CON SOSTENIMIENTO ARTIFICIAL ............................................................................. 37

6.

MINADO POR HUNDIMIENTO ................................................................................................. 55 ANEXOS .................................................................................................................................. 63

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CAPÍTULO

1

ACTIVIDADES PREVIAS A LA EXPLOTACIÓN

1.1 ACTIVIDADES PREVIAS A LA EXPLOTACIÓN. CATEO: Indicios de mineralización. LEVANTAMIENTO: Levantamiento Geológico y Topográfico con informes de planos. ACTIVIDAD Levantamiento topográfico geológico. GRUPO DE TRABAJO Personal: Geólogos, topógrafos, ayudantes Equipos : Teodolito, nivel, GPS, estación total, procesador y accesorios. Secuencia: Trabajos de campo y de gabinete. RESULTADOS Informes geológicos con planos. CARACTERÍSTICAS Equipo de profesionales confirma los indicios de mineralización a un costo mayor que el cateo.

1.2 PROSPECCIÓN DEFINICIÓN METODOS • Geoquímicos • Geofísicos EJEMPLO DE DETERMINACIÓN DE ANOMALÍAS CARACTERÍSTICAS Determinación de anomalías con trabajo técnico especializado a un costo superior a las anteriores. Uso dos o más métodos.

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1.3 EXPLORACIÓN DEFINICIÓN MÉTODOS OBJETIVOS Conocer dimensiones, obtener información geológica y tectónica y extraer muestras para determinar su peso específico y leyes de mineral, a fin de calcular sus reservas. CLASIFICACIÓN DE RESERVAS EVALUACIÓN DE REVERVAS O ESTUDIO TECNICO ECONOMICO CARACTERÍSTICAS Se determina las reservas de mineral y las necesidades para su explotación, a un elevado costo económico y tiempo prolongado.

1.4 DESARROLLO DEFINICIÓN LABORES MINERAS Para determinar reservas explotables, probadas, accesibles y económicas. Para acceso de personal, quipos, servicios y extracción de mineral. EVALUACIÓN (ETE) Estudio de Factibilidad Ingeniería Básica. CARACTERÍSTICAS Yacimiento listo para su explotación a un costo mayor a las actividades anteriores.

1.5 OBJETIVOS DE UN MÉTODO DE EXPLOTACIÓN Mayor recuperación de reservas de mineral • Mayor recuperación significa mayor costo. • Mineral de alta ley, requiere mayor recuperación, por lo tanto justifica mayor costo. • Mineral de baja ley, requiere de bajo costo, por lo tanto la recuperación es menos importante. • Pérdidas por puentes, pilares, derrumbes y otras causas. • No confundir mejora de recuperación con el falso tonelaje provocado por la dilución.

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Mayor beneficio económico • Siempre se debe fijar la mejor diferencia entre el Vm y Cp. • Muchas veces se reduce el Cp y se piensa en economía, ese menor costo puede significar también menor Vm y una economía negativa. • Los métodos de bajo costo, pueden tener alta dilución y la economía reducida por la disminución de la ley. • En general, el mayor beneficio económico de un proyecto se expresa en valor presente del flujo económico del plan de explotación. • El mayor beneficio se tendrá con leyes de corte altas (costo operativo, administrativo, financiero y utilidades) en los primeros años y bajar gradualmente a medida que se vaya amortizando préstamos y otras obligaciones. Mayor seguridad y preservación del medio ambiente • Todo método debe garantizar la seguridad. • Mayor seguridad para el personal, equipos e instalaciones. • La mayor seguridad en la explotación puede significar menor recuperación de reservas o menor beneficio económico. • Nunca puede primar lo económico sobre la seguridad o el medio ambiente. • El mejor método será el que cumpla con los tres objetivos.

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Notas: ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

CAPÍTULO

2

CLASIFICACIÓN DE MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN SUBTERRANEA

2.1 CLASIFICACIÓN DE MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN SUBTERRANEA 1. Métodos autosostenidos a. Minado por sub-niveles. (Sub-level stoping) b. Tajeos abiertos. (Open stoping) c. Tajeos por acumulación. (Shrinkage stopes) d. Cámaras y pilares. (Room & pillars) 2. Métodos con sostenimiento artificial a. Corte y relleno convencional. (Convencional cut & fill) b. Corte y relleno mecanizado. (Mechanized cut & fill) c. Método de cuadros. (Square set) d. Corte y relleno descendente. (Under cut & fill) 3. Métodos por hundimiento a. Hundimiento por bloques. (Block caving) b. Hundimiento por sub-niveles. (Sub-level caving) c. Cajas largas. (Long wall)

2.2

CRITERIOS DE SELECCIÓN DE UN MÉTODO DE EXPLOTACIÓN SUBTERRANEA

Primero se debe conocer las características del yacimiento como: 1. Forma, dimensiones y ubicación espacial • Si son vetas regulares, irregulares, mantos, estructuras vetiformes, cuerpos de diferentes formas, etc. • Conocer su potencia, si es uniforme o variable, errático; así como en su proyección vertical y longitudinal, que permita conocer su volumen y tonelaje. • La ubicación con respecto a la superficie puede determinar su explotación a cielo abierto o subterráneo y de estos qué métodos. • Estas características se conocen cuando las labores de explotación y desarrollo han definido un bloque de reservas con el menor riesgo de error. 2. Características físicas y químicas del mineral y las rocas encajonantes • Se necesita conocer el peso específico, dureza, higroscopia, porosidad el fracturamiento tanto del mineral como de las rocas encajonantes. • Reacciones químicas del mineral y de las cajas por presencia de agua o de aire en las labores mineras.

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•

Para conocer estas características se debe acceder mediante labores de exploración y desarrollo para su observación, medición y toma de muestras.

3. Contenido y distribución espacial de los valores metálicos • Se deben conocer como se presentan los valores metálicos en la veta o cuerpo, si son masivos en la formación, o son diseminados, o se presentan en ramificaciones, en general, como varían en altura y en longitud. • Si las vetas o cuerpos son de alta ley o de baja ley, también si hay impurezas y como se presentan para ver su explotación. • Estas características se conocen con las labores de exploración y desarrollo, pues en ellas se puede observar y obtener muestras para su ensaye. Estos tres casos son propios del yacimiento, lo que encontramos y debemos conocer a la perfección, para evitar errores, pues con ellos se determinan dos o más métodos idóneos y se descartan los otros. Los siguientes criterios son los que el ingeniero de minas debe conocer y aplicar al caso y seleccionar de los dos o tres pre-seleccionados el que mejor se adecue. 4. Aspectos económicos • Se debe conocer las obras, labores y equipamiento necesario para aplicar un método. Por lo tanto la inversión requerida. • Los costos de producción, no solamente de explotación, sino también los de tratamiento del mineral. • El valor del mineral a extraer y con ello calcular el MO o el valor presente del flujo económico. • Comparar resultados entre los dos o tres métodos en evaluación, para escoger el mejor. MO: Margen Operativo MO: Vm - Cp Vm: Valor del Mineral Cp: Costo de Producción 5. Disposiciones gubernamentales • Conocer el T.U.O. de minería. (Texto Único Ordenado de Minería) • Aplicar lo dispuesto por los reglamentos de seguridad, higiene minera y medio ambiente. • Descartar los métodos que no se adecuen a estos dispositivos gubernamentales. 6. Efectos de operaciones auxiliares • Se debe conocer cómo influyen las operaciones auxiliares, como ubicación y acceso a la planta concentradora, suministro de aire, agua y energía. • Construcciones, edificaciones y otras facilidades de la operación. • Costos de transporte de mineral a la planta. 7. Otros aspectos • No se tienen minas iguales, siempre se pueden encontrar aspectos especiales y diferentes a los enumerados. • Es responsabilidad del ingeniero de minas conocer estos aspectos especiales de cada caso para definir el método más adecuado.

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CAPÍTULO

3

INTRODUCCIÓN A LOS MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN

3.1 INTRODUCCIÓN A LOS MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN Los métodos de explotación se definen como una forma geométrica usada para explotar un yacimiento determinado. Es el modo de dividir el cuerpo mineralizado en sectores aptos para el laboreo. La explotación de una mina se define como el conjunto de operaciones que permiten el arranque, carguío y extracción de mineral, que para una operación normal es fundamental que todos los servicios anexos como: • • • •

Ventilación Fortificación Drenaje Suministro de Energía, Aire, Agua.

FUNCIONEN EN ÓPTIMO ESTADO. El objetivo de la explotación de un yacimiento es la extracción de menas y sustancias minerales sistemáticamente, de manera que la comercialización de la sustancia mineral. Proporcione la utilidad esperada. La explotación de una mina se compone de tres operaciones mineras básicas: • Accesos y desarrollos de aperturas mineras • Preparación o infraestructura de la mina • Arranque o explotación de la mina. ACCESOS Corresponden a aquellas labores que comunican el cuerpo mineralizado con la superficie, para su explotación (extracción de mineral). Los accesos pueden ser: • Socavones • Piques verticales • Chiflones o piques inclinados. Para desarrollar los accesos, se debe proceder de acuerdo a un plan bien determinado, basado en la información obtenida con anterioridad a la exploración, observando las siguientes situaciones que pueden presentarse: a. Sacar mineral útil, implica hundimiento sino se fortifica. b. En una labor horizontal de sección definida, solo puede transportarse una cantidad limitada de mineral u otro elemento. c. Una extracción mayor, significa desarrollar mayor número de labores tener presente que el costo por tonelada, en una labor de desarrollo es más caro que al extraer una tonelada de mineral durante la explotación. Saber, Saber hacer, Saber ser

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Los desarrollos pueden ser:

Desarrollo Productivo: el avance se realiza extrayendo mineral, lo que se utiliza bastante donde la mena es más blanda que el estéril en vetas de potencia media. el avance se realiza extrayendo mineral.

Desarrollo Improductivo: cuando el avance se realiza en roca estéril.

Socavones: Es una labor horizontal o con una pequeña inclinación, que tiene sólo una entrada. Es más barato que construir un pique, es más rápido, económico y seguro.

Piques Verticales: Es una labor que tiene una inclinación superior a 45°, y que puede usarse para la extracción de personal y mineral. La preparación se define como la ejecución de una red cuidadosamente planificada de piques, galerías (Niveles), chimeneas y todas las formas básicas de excavación de rocas. Las labores de preparación se pueden dividir en dos tipos según su finalidad: • •

Preparación General: depende de la forma y manteo del cuerpo. Replanteo general de la mina: que comprende todos los desarrollos necesarios para el acceso, transporte y ventilación de las distintas zonas subterráneas.

En yacimientos horizontales o pocos inclinados la preparación se hace mediante labores de transporte que dividen al cuerpo en paneles. Si el manteo es fuerte se utilizan esquemas de galería transversales (que conforman los niveles), que se determinan o definen por la potencia del cuerpo y el método de explotación proyectado, donde las labores trazadas en. Diferentes niveles se unen por medio de Rampas y Chimeneas.

Unidad de Explotación: Es una masa geológica, que tiene una forma geométrica bien definida, por ejemplo un panel o un bloque. Es dividir el yacimiento, de manera que forme una unidad propia de Explotación, que debe cumplir las siguientes características: • • • • •

Que se puedan transportar fácilmente equipos y materiales. Que el arranque se pueda realizar en forma independiente. Facilidades en la extracción de menas. Ventilación independiente En casos de vacíos dejados por la explotación, estos puedan rellenarse fácilmente.

Los trabajos de las distintas unidades de explotación no deben perturbarse entre sí, la producción de la mina es la suma de la cantidad de miner...