UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANOUNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANOUNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANOUNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO

FACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS

MÉTODOS CON SOSTENIMIENTO MÉTODOS CON SOSTENIMIENTO MÉTODOS CON SOSTENIMIENTO MÉTODOS CON SOSTENIMIENTO

ARTIFICIAL O METODOS CON ARTIFICIAL O METODOS CON ARTIFICIAL O METODOS CON ARTIFICIAL O METODOS CON ARTIFICIAL O METODOS CON ARTIFICIAL O METODOS CON ARTIFICIAL O METODOS CON ARTIFICIAL O METODOS CON

RELLENORELLENORELLENORELLENO

POR

OSCAR LLANQUE MAQUERA

METODOS CON SOSTENIMIENTO ARTIFICIAL

Dentro de las principales se tiene:

• CORTE Y RELLENO ASCENDENTE• CORTE Y RELLENO DESCENDENTE• CORTE Y RELLENO DESCENDENTE• ALMACENAMIENTO PROVISIONAL• MINADO CON CUADROS DE MADERA• TAJEOS LARGOS Y CORTOS

CARATERISTICAS GENERALES

• Los métodos de explotación con sostenimiento artificial se caracteriza, en que el arranque del mineral se realiza abriendo cámaras o aberturas, estas aberturas requieren sostenimiento artificial o relleno, ya sea con pernos, cuadros o con relleno ya sea con pernos, cuadros o con relleno convencional y hidráulico.

• Existen tres variedades de explotación:– Corte y relleno ascendente convencional– Corte y relleno ascendente mecanizado– Corte y relleno descendente

I

METODO DE EXPLOTACION

CORTE Y RELLENO ASCENDENTE

Over Cut and FillOver Cut and Fill

1.1 INTRODUCCIÓNEs un método ascendente ( realce ). El mineral es arrancado por franjas horizontales y/o verticales empezando por la parte inferior de un tajo y 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 de las cajas, y en algunos casos especiales el techo.

Este método tiene posibilidades de aplicación bastante amplias, se aconseja especialmente en aquellos yacimientos donde las cajas no son seguras y las características mecánicas de la roca no son satisfactorias. Como se trabaja con una altura máxima equivalente a la altura de dos tajadas ( 2.5 – 3 mts. ) es posible controlar mediante apernado o acuñadura cualquier indicio de derrumbe.

1.2 Consideraciones para su aplicación• Buzamiento

pronunciado.• La potencia puede ser

moderada• Mineral y roca

encajonante medianamente medianamente competente a mala

• Cajas pueden ser irregulares y no competentes.

• Mineral de buena ley.• Disponibilidad del

material de relleno.

1.3 VENTAJAS Y DESVENTAJAS

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 • 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 .

1.4 LABORES DE DESARROLLO Y PREPARACION

Se realizan las siguientes labores:

RampasPiquesChimeneasSubnivelesGalerías de transporteCruceros, etc

1.5 CICLO DE MINADO1.5.1 PERFORACION En este método se pueden perforar taladros HORIZONTALES, VERTICALES E INCLINADOS.

• En el caso de taladros HORIZON-TALES, generalmente se emplea en material suave para poder controlar el techo.

• En los taladros VERTICALES se aplica en terrenos duros y con varios aplica en terrenos duros y con varios barrenos 4, 6’. La ventaja que posee es que deja suficiente lugar de trabajo al perforista asegurando una buena utilización del tiempo.

• Una solución intermedia consiste en la PERFORACIÓN INCLINADA ya que es más ventajosa que la perforación vertical, pues el empotramiento que tiene que vencer es más fácil, disminuyendo consigo la pasadura trayendo consigo las ventajas ya vistas anteriormente.

PERFORACIÓN CONVENCIONAL

1.5.2 LIMPIEZA DEL MINERALEl mineral arrancado debe ser extraído totalmente y en forma regular del tajo . Esta evacuación se puede realizar de diferente maneras :

• a) CON PALA A MANO: Ya sea tirando directamente el mineral a los echaderos de evacuación, o llenando carros que se vacían o llenando carros que se vacían en dichos ore pass.

• b) CON SCREAPER: cosiste en jalar el mineral mediante el scraper a los ore pass

• C) CON LHD, en el método mecanizado y cuando el tajeo es de potencia amplia los equipos LHD acarrean el mineral a los Ore Pass

1.5.3 EXTRACCIÓNTRANSPORTE

• La extracción desde los ore pass hasta la tolva de gruesos o canchas de mineral canchas de mineral se realizan mediante:

• Equipos sobre rieles.• Volquetes.• Sccops de mayor

capacidad

LIMPIEZA DE MINERAL CON SCRAPPER

1.5.4 RELLENO• a) Origen: 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 tajeo . También el material de relleno puede ser de relaves, o arena mezclada con agua, que son transportados al interior de la mina (Relleno Hidraulico). El que a veces se le agrega cemento para conseguir una superficie de trabajo dura.

Este relleno debe ser lo mas barato posible, tanto en su obtención como en su abastecimiento. Según el caso, su procedencia puede ser la siguiente:como en su abastecimiento. Según el caso, su procedencia puede ser la siguiente:

• i) Canteras especiales • ii) Estériles de plantas de preconcentración• iii) Relleno Hidráulico: Consiste en transportar un relleno

constituido por material de grano fino , suspendido en una pulpa en base a agua, que se deja decantar en el tajeo.

• iv) Relleno Creado In Situ : La obtención de relleno en el caserón mismo puede ser ventajoso, como por ejemplo en el caso de vetas angostas o de vetas que presentan variaciones en la mineralización.

Tajeo preparado y enmaderado “de chutes” para rellenar

Esquema del ciclo de minado

Esquema de explotación por C/R

BLOCK 621

BLOCK 622 BLOCK 620

CORTE Y RELLENO ASCENDENTEMinado convencional

CORTE Y RELLENO ASCENDENTEMinado mecanizado

METODO CORTE Y RELLENO MECANIZADO

CORTE Y RELLENO ASCENDENTEMinado mecanizado-perforación y relleno

hidráulico

MODELO MATEMATICO PARA PERFORACION Y VOLADURA DE CORTE

PEARSE• Esta teoría hace participar parámetros de la

roca y del explosivo en el cálculo del burden.

Donde:

• B = Burden (pies)

• Entonces:• B = 45cm

Donde:• E =Espaciamiento = (m)• B = Burden = 0.45 m.• L = Longitud de taladro (m) =1.50

m.•• E = 0.52 m• Los resultados teóricos obtenidos,

Std

PDKB *

12*

=

• B = Burden (pies)• K = Factor de volavilidad de la Roca

= 1.96 – 0.27 * Ln (ERQD)ERQD= RQD * JSF

JSF= Factor de corrección de la calidad de la roca = 0.90

• RQD = 50%• P = Presión de Detonación de la carga

explosiva (psi) = 94,540 psiStd = Resistencia a la tensión dinámica de la

roca = 526 psiD=Diámetro del taladro (pulg) = 1.54 pulg

• Los resultados teóricos obtenidos, han sido evaluados, luego del cual se ha establecido los siguientes parámetros para la malla 2:1

• Burden real: 40 cm• Espaciamiento real: 60 cm

• Se emplean muchas formulas para diseñar la malla de perforación

EJEMPLO DE PARAMETROS DE COMPARACIONEJEMPLO DE PARAMETROS DE COMPARACIONACTIVIDAD MAQUINA JACKLEG MINIJUMBOACTIVIDAD MAQUINA JACKLEG MINIJUMBOSistema de Energía Neumatico Electrohidráulico

Personal / Guardia 2 2

Malla de Perforación 0.6 x 0.6 0.7 x 0.7

Long. De Perforac.Neta 1.6 mts 2.0 mts

Densidad de mineral 3 3Densidad de mineral 3 3

Taladros / Guardia 30 60

TCS / Taladro 1.80 2.90

TCS / Guardia 54 174

TCS / Tarea 27 87

Factor de eficiencia 1 3.2

1A

-A'

LABOR

RAMPASCHM.DEDOBRAZOSVENT.CH-SERV.

AVANCE

567.3860.0056.00

100.0080.0060.00

SECCION

9'x 9'4'x 6'4'x 6'9'x 9'9'x 9'4'x 6'

COSTO/M.

400,888.01225,421.40023,726.64070,656.00056,524.80025,421.400

963.38 602,638.252TOTAL

RESUMEN DE DATOS TECNICOS

ML P.U.

706.56423.69423.69706.56706.56423.69

AVANCE EN RAMPA TOTAL

COSTO S/.

567.3860.0056.00

100.0080.0060.00

963.38

400,888.01225,421.40023,726.64070,656.00056,524.80025,421.400

602,638.252

Resumen del método Corte y relleno1. 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 MPaResistencia (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