fluorita
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Universidad Autónoma Del Estado De Hidalgo
Área Académica de Materiales y Metalurgia
Instituto De Ciencias Básicas E Ingeniería
Ingeniería Minero Metalúrgico
Explotación De Fluorita
Métodos de explotación – Tumbe sobre carga
Métodos de explotación – Corte y Relleno
Integrantes:
Anayeli Fragoso Aguilar
7 de marzo del 2013
INTRODUCCIÓN
El método de explotación es la estrategia global que permite la excavación y extracción de un cuerpo mineralizado del modo técnico y económico más eficiente:
•Define los principios generales según los que se ejecutan las operaciones unitarias.•Define criterios con respecto al tratamiento de las cavidades que deja la extracción.
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 metal es 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.
MÉTODOS DE EXTRACCIÓN
Los depósitos son explotados por método de tumbe sobre carga, corte y relleno los cuales se describen a continuación.
TUMBE SOBRE CARGA (SHRINKAGE STOPING)
TUMBE SOBRE CARGA (SHRINKAGE STOPING)
DEFINICION
En este método de explotación de tumbe sobre carga, el mineral se arranca por franjas horizontales, empezando desde la parte inferior del cuerpo y avanzando hacia arriba. Parte del mineral tronado se deja en el rebaje ya excavado, donde sirve como plataforma de trabajo para la explotación del mineral de arriba y para sostener las paredes del rebaje.
La roca aumenta su volumen ocupado cerca de un 70 % por el factor de abundancia. Por esto se debe extraer continuamente un 40 % del mineral tronado durante la explotación, para mantener una distancia adecuada entre el techo y la superficie del mineral tronado. Cuando el arranque haya avanzado al límite superior del rebaje planeado, se interrumpe el arranque y se puede recuperar el 60 % restante del mineral.
La perforación puede ejecutarse con obras horizontales, verticales e inclinadas estas modalidades tienen sus ventajas e inconvenientes.
La perforación de obras horizontales tiene la ventaja de generar un mejor rendimiento tanto del metro barrenado como el explosivo. Pero por otra parte, las obras horizontales tienen como inconveniente el de limitar el trabajo de perforista especialmente cuando se trata de vetas angostas, debido a que este debe esperar la eliminación del abundamiento de un disparo para continuar con su trabajo.Es frecuente la perforación de obras verticales de solamente 1.60 metros en este método de explotación, lo que evidentemente no puede dar buenos rendimientos por metro barrenado ni un buen consumo de explosivo. No obstante, visto desde el punto de vista del principio del método, este inconveniente se traduce en una ventaja, puesto que con obras cortas y un sobre consumo de explosivos se obtiene una de fragmentación de roca más fina, lo que facilita el vaciado del rebaje.
Sea el yacimiento una veta o una masa mineralizada, es indispensable tener una galería en la base del caserón que permita la evacuación del mineral arrancado a la superficie. El techo de esta galería, llamada base, puede ser un puente natural de mineral o puede ser artificial construido ya sea de madera o de perfiles metálicos. En la mayoría de los casos se crean accesos artificiales desde la galería base y si es posible dentro de un pilar.
Para la evacuación del abundamiento se utiliza:
Gravedad.
Evacuación en el mismo nivel del caserón.
Utilizando palas cargadoras o scrapers
En la actualidad el método de acuerdo a las condiciones del mercado y a los continuos avances tecnológicos ha experimentado algunas modificaciones que han permitido la optimización de recursos y por ende la reducción de costos.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL METODO
Ventajas
Una parte importante del mineral arrancado se extrae por gravedad.
Este método permite sostener provisoriamente las paredes laterales del
rebaje con el mismo material arrancado.
se puede controlar la distancia con el techo del rebaje.
En ciertos casos disponer de una reserva de mineral arrancado que
puede extraer de la mina rápidamente y con un alto rendimiento.
Desventajas
En ciertos casos este método puede ser peligroso debido a la formación
de bóvedas durante la evacuación por gravedad del abundamiento, los
trabajadores pueden ser repentinamente chupados por el derrumbe de
estas bóvedas. También se pueden formar bóvedas durante el período
de vaciado del rebaje.
Dilución de la ley, este método implica, por lo general, una dilución de la
ley debido a que durante la fase de vaciado del rebaje se mezclan
corrientemente zonas de estériles que se derrumban de las paredes.
Este método no se adapta bien a la explotación de aquellas zonas
mineralizadas secundarias que se forma alrededor de la mineralización
principal.
La recuperación de los pilares es muy difícil.
Algunas especies de minerales se oxidan muy fácilmente provocando
dificultades relacionadas con la recuperación en planta.
La posibilidad de producción instantánea es baja en la primera fase,
debido a que se extrae solamente el 40% del mineral arrancado.
El minado de depósitos minerales por medio tumbe sobre carga es aplicable a vetas anchas o angostas con inclinación mayores de 5º.
Este método es básicamente un sistema en el cual una porción del mineral tumbado se acumula dentro del rebaje, hasta que se termina su explotación.
El desarrollo de este sistema se efectúa de la siguiente manera:o Se desarrolla a rumbo de toda la longitud de la estructura.
o Se desarrolla la contrafrente al bajo de la estructura a 8m retirado de la
estructura con cruceros de extracción a cada 10m de centro entre si.
o Se desarrollan dos contrapozos, uno a cada extremo del límite de la
estructura o del block. Estos contrapozos, se desarrollan en tepetate para tener acceso al rebaje y que sirvan a la vez para ventilación del mismo rebaje.
o El tumbe se realiza una vez que se tiene delimitado el block con los dos
contrapozos
CLASIFICACION
Este método de explotación al igual que el método de corte y relleno son métodos de Rebaje Relleno, en los cuales el hueco creado por la explotación se rellena con un material con el objetivo de dar soporte a las paredes de roca encajonante. Se aplican a vetas o mantos de fuerte pendiente con malas características de la roca encajonante, es un método costoso y relativamente selectivo.
SEGURIDAD
Este método de explotación es algo inseguro debido a que en ciertos casos este método puede dar lugar a la formación de bóvedas durante la evacuación por gravedad del mineral o del desalojo del abundamiento, puesto que los trabajadores trabajan sobre el piso del mineral arrancado, pueden empezar a trabajar y ser repentinamente chupados por el derrumbe de estas bóvedas.
Este método algunas veces requiere de anclamiento sistemático si es que se cuenta con una calidad de roca mala para evitar que a la hora de estar trabajando dentro del rebaje se pueda originar algún desprendimiento de roca, en este método de explotación la utilización de malla o concreto lanzado no es usual debido a que una vez arrancado el mineral este sirve de relleno y da soporte a la obra.
FORTIFICACION
Para este método de explotación el tipo de fortificación más usado en los rebajes es el anclamiento de roca, el enmallado y/o zarpeo no es utilizado debido a que dentro del rebaje el mineral arrancado sirve de relleno para la obra y este va dando soporte a la roca encajonante y una vez vaciado el rebaje es abandonado por lo que otro método de sostenimiento seria innecesario.
CORTE Y RELLENO (CUT AND FILL)
CORTE Y RELLENO (CUT AND FILL)
DEFINICION
Este es un método ascendente en que el mineral es arrancado por franjas horizontales y/o verticales empezando por la parte inferior del cuerpo mineral y
se va avanzando verticalmente. Cuando se ha extraído la franja completa, se rellena el volumen correspondiente con material estéril (relleno), que sirve de piso de trabajo a los obreros y al mismo tiempo permite sostener las paredes del rebaje, y en algunos casos especiales el techo. El mineral se extrae a través de Contrapozos o metaleras, que se van construyendo a medida que la explotación progresa hacia arriba.
El sistema de explotación de corte y relleno puede utilizarse en yacimientos que presenten las siguientes características:
Fuerte buzamiento, superior a los 50°de inclinación.
Características físico-mecánicas del mineral y roca encajonante
relativamente mala (roca incompetente).
Potencia moderada.
Límites regulares del yacimiento.
El material de relleno puede estar constituido por roca estéril, procedente de las labores de preparación de la mina las que se distribuyen sobre la superficie del rebaje. También el material de relleno puede ser de relaves (desechos de plantas de concentración de minerales), o arena mezclada con agua, que son transportados al interior de la mina y se distribuyen mediante tuberías, posteriormente el agua es drenada quedando un relleno competente. El que a veces se le agrega cemento para conseguir una superficie de trabajo dura; debe ser lo más barato posible.
Aplicable a depósitos verticales (vetas) o depósitos de gran tamaño e irregulares.
CONDICIONES DE APLICACIÓN
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 extraído debe ser suficientemente valioso de modo que el beneficio obtenido por su recuperación compense los mayores costos del método.
PRINCIPIOS
Consiste en excavar el mineral por corte horizontales en una secuencia ascendente (realce) partiendo de la base del rebaje. Todo el mineral arrancad es extraído del caserón. Cuando se ha excavado un corte completa, el vacío dejado se rellena con material exógeno que permite sostener las paredes y sirve como piso de trabajo para el arranque y extracción de la tajada siguiente. El mineral se extrae a través de piques artificiales emplazados en relleno, que se van construyendo a medida que la explotación progresa hacia arriba. Como relleno, se utiliza el material estéril proveniente de los desarrollos subterráneos o de la superficie, también relaves o ripios de las plantas de beneficio, e incluso, mezclas pobres de material particulado y cemento para darle mayor resistencia.
DESARROLLOS
Una galería principal de transporte emplazada a lo largo de la base del rebaje, dotada de las correspondientes instalaciones de carguío (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 ventilación, acceso y traspaso del material de relleno, comunicadas con la superficie o con un nivel superior.
ARRANQUE
Se puede realizar con perforación horizontal como también vertical hacia arriba (bancos invertidos). Ambas soluciones tienen ventajas y desventajas. Dependiendo de las dimensiones del cuerpo mineralizado, espacios disponibles y capacidad productiva, es posible utilizar perforación manual (jack-legs o stopers) como también equipos tales como jumbos o wagon-drills.
MANEJO DEL MINERAL
El manejo del mineral arrancado en el caserón consiste en cargarlo y transportarlo hasta los piques artificiales de traspaso. Dependiendo de las dimensiones del caserón y de la capacidad productiva de la faena, esta operación puede ejecutarse con palas manuales y carretillas (minería artesanal), palas de arrastre o scrapers, y también con equipos cargadores sobre neumáticos LHD. En la base del rebaje, los contrapozo de traspaso descargan el mineral por intermedio de buzones a carros de ferrocarril o camiones.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL MÉTODO
Ventajas
La recuperación es cercana al 100%.
Es altamente selectivo, lo que significa que se pueden trabajar
secciones de alta ley y dejar aquellas zonas de baja ley sin explotar.
Es un método seguro.
Puede alcanzar un alto grado de mecanización.
·Se adecua a yacimientos con propiedades físicos ± mecánicas
incompetentes.
Desventajas
Costo de explotación elevado.
Bajo rendimiento por la paralización de la producción como
consecuencia del relleno.
Consumo elevado de materiales de fortificación.
CLASIFICACION
Este método entra en la clasificación de Rebajes Rellenos los cuales son métodos en los que el hueco creado por la explotación se rellena con un material con el objetivo de dar soporte al rebaje. Se aplican a vetas o mantos de fuerte pendiente con malas características de la roca encajonante. Son métodos costosos y relativamente selectivos.
SEGURIDAD
Este método ofrece bastante seguridad en todo a lo que refiere al desprendimiento de roca ya sea del techo o las paredes, debido a que una vez
rezagado el mineral es necesario rellenar esa cavidad para poder seguir con las obras en el rebaje lo cual da una estabilidad mayor a las paredes debido a que estas se van soportando con el mismo relleno.
FORTIFICACION
Debido a que este método como se ha mencionado antes ofrece una buena estabilidad, ya que al ser un método de Rebaje Relleno se pueden ir soportando las paredes de roca encajonante la fortificación podría llegar a no ser necesaria en los rebajes, de ser necesario si la calidad de la roca fuese muy mala se podría optar por un sistema de anclaje sistemático.
El uso de la malla o del concreto lanzado en los rebajes no es aconsejable debido a que posteriormente como es propio de este método el rebaje será rellenado y obtendrá el soporte necesario.
Aun así en obras permanentes como rampas, y accesos principales si la calidad de la roca lo requiere se pueden usar los métodos de anclamiento, enmallado y/o concreto lanzado para otorgar la seguridad necesaria.
PROCESO PRODUCTIVO
REFERENCIAS:
http://es.scribd.com/doc/22497262/metodo-de-explotacion-corte-y-relleno-UNAM
http://www.scribd.com/doc/3933763/Apunte-METODOS-DE-EXPLOTACION
http://www.scribd.com/doc/25161314/Resumen-Metodo-de-Explotacion-Corte-y-Relleno
http://www.scribd.com/doc/29572881/Metodos-de-mineria-subterranea
http://tesis.uson.mx/digital/tesis/docs/2035/Capitulo8.pdf
http://tesis.uson.mx/digital/tesis/docs/3592/Capitulo3.pdf