Informe base

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Universidad de Santiago de Chile

Facultad de Ingeniería

Departamento de Ingeniería en Minas

Laboratorio AutoCAD Métodos de Explotación

Métodos de explotación

Explotación por Room and Pillar y
Panel Caving con Hundimiento Avanzado

Catedra:        Métodos de Explotación

Profesor:         Eduardo Contreras

Ayudante:        Nicolás Rojas

Integrantes:        Paloma Arriagada Mattus

                Heidi Ortega Huber

Resumen Ejecutivo

El presente informe se presentarán los métodos de explotación de Room and Pillar (caserones y pilares) y  Panel Caving con Hundimiento Avanzado, los cuales permiten explotar yacimientos mineros para obtener beneficio económico. Ambos métodos nombrado son a escala de minería subterránea (desarrolla su actividad por debajo de la superficie a través de labores subterráneas).

El primer método consiste en excavar lo más posible el cuerpo mineralizado dejando pilares de mineral que permiten sostener el techo de material estéril y dejando espacios vacíos, que reciben el nombre de Caserones. La explotación en cámaras y pilares implica la extracción sistemática de material en planos casi horizontales, dejando zonas de mineral in situ que actúan como pilares de contención para las labores. El diseño de la mina es el resultado del equilibrio entre la necesidad de diseñar labores estables y la de mantener niveles rentables de extracción de la mena. La recuperación de los pilares pude ser parcial o total, en caso de que la recuperación sea total esta va acompañada de un hundimiento controlado  del techo que puede realizarse junto con la explotación o al final de la vida del yacimiento.

Con respecto al segundo método fue creado en respuesta a los problemas de producción del panel caving con hundimiento previo y a los problemas de fortificación en el panel caving tradicional.

Este método de explotación cuenta con 4 niveles importantes que son:  

• Nivel de hundimiento: Lugar donde se realiza la socavación del cuerpo mineralizado
• Nivel de producción: Lugar desde donde se extrae el material hundido para llevarlo a puntos de vaciado
• Nivel de ventilación: Nivel que permite ventilar toda la mina
• Nivel de transporte: Nivel donde es cargado el material para llevarlo a la planta de tratamiento

Su preparación se hace en forma secuencial, desarrollando el nivel de hundimiento en primera instancia junto con las calles de producción, posteriormente se realiza el hundimiento que va por delante del futuro frente de extracción, después se finalizan las labores del nivel de producción, se abren las zanjas y se procede a la extracción.

Indice de Contenidos

Introducción…………………………………………………………………......4

Objetivos……………………………………………………………………………5

Alcances…………………………………………………………………………….5

Room and Pillar, en que consiste……………………………………….6

Disposición de los Pilares………………………………………………….6-7

Campo de Aplicación del método………………………………………7

Maquinaria Utilizada………………………………………………………….8

Etapas de Producción…………………………………………………………8-9

Ventajas y Desventajas de Room and Pillar…………………………9-10

Funcionamiento P.C. Hundimiento Avanzado ...................... 11

Transición de block caving a panel caving..............................11-12

Explotación...........................................................................13-14  
   
Ventajas y desventajas........................................................ 15

Campo de Aplicación…………………………………………………………16

Conclusiones …………………………………………………………………..17

Bibliografía………………………………………………………………………17

Introducción

Desde largo tiempo el ser humano a buscado obtener provecho del suelo, extrayendo así minerales y rocas, las cuales pueden ser útiles, de allí sale entonces el concepto de minería, la cual busca la extracción selectiva de los minerales y otros materiales de la corteza terrestre de los cuales se puede obtener un beneficio económico.

Es por ello que a partir de ésta necesidad, se han creado métodos de explotación a cielo abierto y subterranéos, dentro de los últimos están Room and Pillar y Panel Caving con Hundimiento avanzado, éstos métodos se han aplicado en minas como el teniente (panel caving), Mina El Toqui, Chile (room and pillar).

El método de Room and Pillar entra en la categoría de caserones autosoportados, en donde la roca es competente y el caserón puede resistir presiones con menor cantidad de fortificación.

El método Panel caving consiste en hundir grandes zonas mineralizadas mediante cortes basales provocados por tronaduras.

Objetivos

• Describir los  métodos subterráneos de explotación Panel Caving con Hundimiento Avanzado y Room and Pillar.
• Exponer su preparación, desarrollo y explotación.
• Analizar las condiciones de aplicación de ambos métodos.
• Analizar las limitaciones, ventajas y desventajas de ambos métodos.

Alcances

El  informe  está  confeccionado  en  base  a  fuentes  bibliográficas  y  para  lograr  una  buena comprensión de éste se requiere un conocimiento previo de minería.

Room and Pillar

El método de explotación Room and Pillar, o caserones y pilares, es un método de explotación subterráneo, y autosoportado, el cual consiste en excavar lo más posible el cuerpo mineralizado, dejando pilares (que pueden adoptar diferentes formas) para el sostenimiento del techo y caserones (espacio vacío que queda al ir sacando mineral de un yacimiento) para el tránsito de maquinaria al interior de la explotación, estas variables del método son planificadas  antes de la ejecución de los trabajos de explotación, haciendo con esto que la forma y las dimensiones de los caserones y pilares sea regular. Este método es el más usado en los yacimientos de tipo tabular horizontal, o semihorizontal, y además es uno de los métodos menos costosos en la realización de los trabajos de explotación.  

Como se ha dicho, el método consiste en ir dejando caserones y pilares en el cuerpo mineralizado, pero la forma de los pilares puede variar. Estos pilares pueden adoptar forma cuadrada, rectangular o circular y sus dimensiones y distribución dependen de las características geomecánicas de la roca. Normalmente la distribución de los pilares es regular, la particularidad de estos pilares es que son material de importancia económica, y estos, por temas de seguridad no se pueden extraer al 100 %, ya que afectaría a la seguridad dentro de la mina.          

Una forma de expresar lo dicho es a partir de la siguiente imagen:  

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 En esta fotografía se pueden apreciar los espacios vacíos que indican el arranque del material, y los posteriores caserones que quedan y los pilares que tienen distintos tamaños y que permiten pasos de distintos equipos y cumplen con sostener el techo.  

Disposición de los Pilares

Los pilares deben realizarse lo más sistemáticamente posible que se pueda, cuidando de no arriesgar la vida de la mina.  

En aquellos yacimientos que se presenten como dos mantos separados, por una zona de estéril y que se explota en forma separados dejando una loza entre los caserones, debe tenerse sumo cuidado de que los pilares se encuentren lineados según la proyección vertical, es decir, que la carga del pilar de arriba sea transmitida al pilar inmediatamente ubicado debajo y no que la carga sea transmitida a la losa.

Así, no se deben dejar pilares sobre galerías principales de explotación ya que la carga soportada por estos es transmitida al techo de la galería. Lo que lógicamente hará necesario con el tiempo una mantención de la galería si no se produce derrumbe.  

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Campos de aplicación  

- Se utiliza principalmente en cuerpos mineralizados en forma de mantos o yacimientos horizontales en donde el ángulo de buzamiento debe ser bajo siendo regularmente menor a los 30º, aunque puede darse el caso de ángulos entre los 30º y los 40º.
 - Como el método es de caserones autosoportados, la roca debe ser de relativamente de alta competencia para resistir presiones de la roca caja. Se debe acotar, que el método igual puede ser aplicado en rocas con diferentes competencias, lo que va a variar es el tamaño que tendrán los pilares que ayudan en fortificar el sector explotado. En el caso de que la roca sea de baja competencia, se compensa aumentando el tamaño de los pilares y reduciendo el ancho de las cámaras.
- En cuanto a la potencia aplicada en este método, se ha aplicado con éxito en yacimientos con potencias de hasta 40 a 60 metros, aunque es corriente que el campo de aplicación sea para yacimientos que cuenten con baja potencia, aceptándose espesores de 2 a 20 metros regularmente.  

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