MTODOS DE EXPLOTACIN EN MINERALos principales mtodos de explotacin empleados en minera superficial y subterrnea son los siguientes:1. Open pit (Pits) Tajos y Canteras por bancos a cielo abierto.2. Block caving (BCV) Hundimiento masivo por bloques.3. Sub level stoping (SST SLS) Tajeos por subniveles.4. Sub level caving (SCV SLC) Hundimiento por subniveles.5. Long wall stoping (NLG LWS) Cortes mecanizados por fases a lo largo de la cara de mantos.6. Room and pillar (R&P) Cmara y pilares de sostenimiento.7. Shrinkage stoping (SS) Tajeos con almacenamiento provisional, dinmico o esttico.8. Cut and fill (C&F) Corte y relleno; ascendente o descendente.9. Top slicing (TOP) Corte por rebanadas, con hundimiento.10. Square set (SQS) Tajeo con sostenimiento por cuadros de madera.Tambin mencionamos:- Realce por chimeneas con taladros largos horizontales, bresting.- Realce por taladros largos verticales VCR.- Hundimiento por subniveles con relleno posterior

Los aspectos ms importantes para determinar su aplicacin son:- La forma y volumen del yacimiento, que comprende a la potencia y buzamiento de vetas y cuerpos mineralizados.- La estabilidad del terreno, pues es algunos casos se requerir de medios de sostenimiento para mantener abiertas las excavaciones.- Los medios a emplear para la voladura, extraccin y acarreo del material volado.En su preparacin y luego en su operacin se aplican diversos trazos de voladura: tneles, chimeneas, rampas, bancos, cortes con taladros largos en abanico y en paralelo. bresting y otros ms especficos, como los de voladura controlada. Comoresultado varios de ellos dejan abiertas grandes excavaciones o cavernas que deben ser estabilizadas con sostenimiento mecnico, relleno con detritos de roca o relaves.Para el control de daos factibles de ocurrir durante la voladura se requiere de medios de apoyo, como estudios de mecnica de rocas, control de vibraciones y otros.

MTODO DE EXPLOTACIN CON TALADROS LARGOSEntre los mtodos ms conocidos tenemos:- LHB.- Subniveles con taladros en abanico.- VCR.La perforacin de taladros largos es la operacin ms delicada al aplicarla en un mtodo de explotacin, pues el xito de las voladuras depender principalmente de una buena perforacin. El problema ms comn en la etapa de perforacin es la desviacin de taladros, que afecta a la malla de perforacin establecida.Los tipos de perforaciones de taladros largos son los siguientes:I. Perforacin en anillos.II. Perforacin de taladros paralelos.A. Mtodo LHB (Long hole blasting)Este mtodo es una aplicacin de los principios de voladura en banco a cielo abierto a las explotaciones subterrneas. El mtodo afecta, principalmente, a la operacin de arranque y en cierta medida a la preparacin de las cmaras, puesto que, en general, slo se trabaja en dos subniveles, uno de perforacin y otro de extraccin. Sin embargo, el principio de explotacin es el mismo que en el de Cmaras por Subniveles.Convencionales (Sublevel stoping)En este mtodo cada cmara se divide en tres sectores claramente diferenciados:1. Corte inferior, que cumple las misiones de ser la zona receptora del mineral fragmentado y de crear la cara libre en el fondo de los taladros.2. Sector de taladros largos, donde se perforan los taladros de gran dimetro, y representa entre el 85 y 90% del tonelaje de la cmara.3. Corte lateral, que sirve como primera cara libre vertical para la voladura, tanto del corte inferior como de la zona de taladros largos.El corte lateral, o inicio de seccin, se construye a partir de una chimenea con dimensiones que oscilan entre 1,8 y 3,5 m, dependiendo de los casos y que puede ser excavada con Raise borer o por el mtodo VCR, utilizando la misma perforadora de produccin.A partir de la chimenea se crea el corte inferior con taladros verticales en abanico, generalmente de 65 mm (2 ). En el diseo de la malla de perforacin para taladros largos podemos aplicar la frmula de Langefors:

Bmax = (/33) x dc x PRPc x f x (E/B)Donde:Bmax : burden mximo, en m. : dimetro del taladro, en mm.c : constante de la roca.Se toma generalmente:

f : factor de fijacin.

dc : densidad de carga, en g/cm3.PRP : potencia relativa en peso del explosivo.Un valor prctico del burden se obtiene a partir del valor mximo, aplicando una correccin por la desviacin de los taladros y error de emboquillamiento, siendo L la longitud del taladro:B = Bmax (2 x ) (0,02 x L)El valor del espaciamiento (E) lo sacamos de la experiencia o lo podemos determinar con la siguiente expresin:E = (1,25 x B)VentajasProporciona mayor seguridad en los trabajos, alta produccin y rendimiento, gran altura de banqueo (hasta 70 m), lo que permite disparar bloques de gran tamao. Menor dao a la roca remanente, con empleo de explosivos a granel de menor costo, como Examon.En algunos casos, los taladros largos pasantes de nivel a nivel, que se disparan por filas como el banqueo de superficie, se pueden cebar al centro de manera que la onda iniciadora se reparte hacia arriba y abajo simultneamente.DesventajaPuede producir dilucin del mineral al mezclarse con material estril. Alto nivel de vibraciones y apelmazamiento del material disparado, por su cada de gran altura.B. Mtodo de subniveles con taladros en abanicoEl sistema es aplicable en yacimientos subverticales (70 a 90) con cajas o hastales con buenas caractersticas geomecnicas. Una vez extrado el mineral, quedan cmaras abiertas de grandes dimensiones, similares a las de losmtodos VCR y LBH. La perforacin en forma de abanicos, se realiza desde lasgaleras de preparacin de los subniveles con barras ascendentes, descendentes o hacia ambos lados, cuyas longitudes se adaptan al contorno de la mineralizacin. Para disminuir los altos costos por labores de preparacin, se intenta que los taladros tengan una gran longitud. Al igual que el mtodo LBH, inicialmente se construye una chimenea (creando una cara libre) y posteriormente se disparan los taladros prximos, para abrir la cara libre a todo el ancho del tajeo, luego se disparan las filas de produccin.Se utilizan voladuras controladas en los lmites de los tajeos para reducir los riesgos de accidentes por cada de rocas. Los dimetros de las brocas para este tipo de mtodo varan entre 51 a 64 mm (2 a 2 ). La separacin entre secciones de perforacin oscila entre 1,2 y 1,8 m. El emboquillamiento, orientacin y la desviacin de los taladros, son algunas de las condiciones operativas para obtener buenos resultados. Por ello, es necesario emplear sistemas de orientacin y accesorios especiales y no perforar taladros con longitudes mayores a 25m. El diseo de la malla de perforacin se realiza a partir del facto r de carga:Ce = FC + (0,03 x L) + (0,40/AV)Esto est en funcin de la roca, longitud de perforacin y anchura de voladura, donde:Ce : consumo especfico de diseo en el fondo del taladro y en un quinto de la longitud del mismo. Est expresado en kg/m3, de explosivo de altapotencia.FC : Factor de carga base de la roca, calculado apartir de la siguiente tabla:

L : longitud de los taladros, en m.AV : ancho de avance vertical, en m.El esquema en el fondo se calcula a partir de la concentracin lineal de carga q que se espera alcanzar, mediante:E x B = (q/CE) (kg/m / kg/m3)Los valores de burden (B) y espaciamiento (E), cumplen la siguiente relacin: (cuando E = 2B suele obtenerse buenos resultados).(E/B) = 1,3 a 2Para disminuir los costos de perforacin, es preciso aprovecharla al mximo, basndose en sistemas mecanizados de carga. Los explosivos ms usados en voladuras empleando taladros largos son los siguientes:- Dinamitas como carga de fondo. Ejemplo: Gelatinas ySemigelatinas (Semexsa 80 y Semexsa 65).- Emulsiones encartuchadas como carga de fondo. EjemploExagel-E en lminas plsticas, Semexsa-E en papel parafinado tipo dinamita.- Examon (ANFO) como carga de columna.Ventajas:Este mtodo se adapta a cuerpos tabulares de buzamientovariable.En la perforacin en abanicos o en anillos, es posible determinar la longitud del taladro a cargar, mediante una inspeccin continua de la lama del taladro, a fin de determinar a partir de qu distancia el material es estril (contacto del mineral con las cajas o techo)Desventajas:Cuando el sector, la distribucin de la que se perfora enabanico tiene un ngulo menor de 360, la distribucin de laenerga en los extremos de dichos abanicos es deficiente yconsecuentemente, la fragmentacin y el desplazamiento soninsuficientes.Conforme la distancia entre cargas en un abanico disminuye,existe un aumento de la probabilidad de que una carga iniciepor simpata o que se insensibilice por la compresin en ladetonacin. En cualquier caso, el rendimiento del arranque ylos resultados de la voladura se ven afectados negativamente.C. Mtodo VCR (Crteres verticales en retroceso)Este mtodo consiste en delimitar la cmara de mineral aexplotar por un sistema de galeras paralelas a distinto nivel,perforando desde una galera superior todos los taladrospasantes que cubren la cmara y disparndolos sucesivamenteen forma ascendente con cargas esfricas (cargas explosivasque cumplen con la expresin L < 6D), situadas a unaprofundidad tal que los crteres formados se solapen,definiendo un techo lo ms regular posible.Segn Livingston puede calcularse con la siguiente frmula:Longitud ptima = 0,5 x E x [((3 x x P)/2) x 10 x D]Donde:E : factor de energa = 1,5 (dependiendo del tipo deroca y explosivo)P : grado de compactacin de la carga en kg/dm3D : dimetro del taladro, en mm.Al comenzar la operacin se tapona el fondo del taladro y sellena con arena hasta una determinada altura, para que selle ysirva de lecho a la carga explosiva, a la que luego de colocaday cebada se cubre por encima con arena fina o agua como tacoinerte (de una longitud de 12 veces el dimetro del taladro). Losdems taladros se cargan distribuyendo sus columnasescalonadas, aumentando su profundidad con diferencias de10 a 20 cm.El burden debe ser inferior a la profundidad de carga deltaladro central, pero no deben estar demasiado prximos entres, para evitar problemas por las altas concentraciones decarga empleadas. Se enciende un taladro a la vez, sobre todo al principio del trabajo. Posteriormente al dominarse el trazo y tipo de roca pueden dispararse varios al mismo tiempo, con nmeros alternos de micro retardo.Cada disparo abrir primero un crter en forma de cono invertido, ensanchndose luego toda rea del frente de voladura por etapas. El material roto cae hacia el piso inferior de donde se retira. De esta forma, con cada tiro la chimenea avanza hacia arriba denominndose por ello mtodo de crteres invertidos en retroceso.De los Draw points se extrae slo el mineral necesario para que el espacio abierto entre el mineral fragmentado desprendido y el techo de la cmara sea suficiente para preparar y efectuar el prximo disparo (si es excesivo se pueden desprender rocas de las cajas las que adems de ser peligrosas provocan dilucindel mineral). Los dimetros ms usuales son 110 mm (4,5) y 161 mm (6,5) para los que por ejemplo se recomendara los siguientes parmetros:Para 110 mm :rea del frontn : 2,4 x 2,4 mmEspaciamientos : 1,20 mSlurrex-AP por taladros, por tiro : 12,5 kgLongitud atacada : 1,5 mAvance estimado : 2,15 mPara 161 mm :rea del frontn : 3,65 x 3,65 mEspaciamientos : 1,80mSlurrex-AP por taladro, por tiro : 25,8 kgLongitud atacada : 1,8 mAvance estimado : 3,0Ventajas:Mayor seguridad para el personal al eliminar el riesgo de desplomes, rapidez, buena fragmentacin, menor vibracin por el menor peso de explosivo por retardo, mayor proteccin de las cajas ya que el propio material volado acta desostenimiento en la cmara almacn al piso. Se adapta a yacimientos estrechos del orden de 3 a 10 m de potencia, incluso con inclinaciones no muy elevadas.No se necesita perforar chimenea de arranque para cara libre, como en los mtodos anteriores.Desventajas:Al finalizar la extraccin puede desprenderse roca de las cajas produciendo dilucin; tambin existe la posibilidad de hundimiento cuando se llega a la corona. Comentarios- El uso de taladros largos en cualquiera de los mtodos permite obtener costos operativos ms bajos que con otro tipo de perforacin.Esto se debe principalmente a que permite una alta mecanizacin y a su alto nivel de produccin (si el cuerpo mineralizado tiene condiciones adecuadas).- Es necesario realizar un diseo adecuado para la preparacin a fin de sacar el mximo provecho al yacimiento.- En cualquiera de los mtodos utilizados, se tiene que tener mucho cuidado con la dilucin. sta estar presente por cada de las cajas o por la presencia de olsonadasde estril, presentes en los cuerpos mineralizados.El principal inconveniente de este tipo de voladuras, es la generacin de ibraciones que pueden daar labores o instalaciones prximas. Este problema se resuelve mediante la aplicacin de cargas con retardos intermedios o con espaciadores de madera. Con un estudio de vibraciones puede determinarse la cantidad mxima de explosivo que puede constituir cada carga individual, considerando lo siguiente: 1. La relacin longitud de carga/dimetro debe mantenerse por encima de 20 para obtener una buena fragmentacin.2. El volumen de roca situado frente a los retacadosintermedios tiende a desmejorar la fragmentacin

VOLADURA DE TAPON (PLUG BLASTING)Este tipo especial de voladura corresponde al disparo final que se debe efectuar para comunicar un tnel o una chimenea con una laguna o reservorio con agua presente en obras de irrigacin o hidroelctricas.Normalmente una voladura por rotura de tapn, produce un violento ingreso de agua y detritos que pueden crear un gran efecto destructor en las instalaciones existentes.Por otro lado, si los detritos se acumulan apretadamente pueden obstruir el tnel, por lo que es de norma entramparlos habilitando previamente una excavacin en el piso del tnel, sea bajo el tapn o a la ms corta distancia, con capacidad suficiente para contenerlos, una voladura de tapn (Plug blasting) tiene como premisa una sola opcin para ejecutarse.De acuerdo a las especificaciones del tnel, distancias, condiciones de la roca, instalaciones y otros aspectos, se suele considerar tres alternativas para ejecutar este trabajo:a. Disparo al aire, con el tnel seco y libre.b. Disparo con el tnel parcialmente inundado.c. Disparo con el tnel totalmente inundado y sellado.Por referencia de experiencias en trabajos similares, se prefiere la tercera opcin para limitar la proyeccin del material roto y disipar la onda expansiva, a pesar de ser la ms difcil de preparar. Normalmente, entre el tapn y el agua del tnel queda entrampado un colchn de aire sujeto a presin, que debe tenerse en consideracin. Dadas las condiciones de dificultad, presencia de agua, riesgo operativo y por la necesidad de asegurar el disparo en una opcin, deber aplicarse lo siguiente:a. Sistema de iniciacinEl disparo debe ser elctrico, secuencial, con retardos de milisegundos, debido a su precisin y a que es obligatorio comprobarlo antes del tiro, lo que otros sistemas no permiten. Como la voladura tiene que prepararse y quedar totalmente lista para despus quedar sumergida por un tiempo no determinado luego de inundar el tnel, deben instalarse otras dos lneas de disparo independientes, desde el explosor (a ubicar en la boca del pique) hasta el tapn, con cablesunipolares nuevos, entubados y sujetos preferentemente al techo del tnel para protegerlos al momento de inundarlo el tnel.Estas lneas se empalmaran en un punto comn en el frontn a una conexin en serie - paralelo. Todos los empalmes debern quedar permanentemente aislados y asegurados, para soportar la inmersin sin prdidas de corriente.Se colocarn como mnimo dos detonadores del mismo nmero por taladro, uno al fondo y otro a media columna, con entrada independiente para evitar fallas.b. Condiciones de presin y aguaPor las condiciones de presin, agua y por la necesidad de tener una ptima sensibilidad a la iniciacin y transmisin en la columna de carga, el explosivo a utilizar debe ser una GelatinaEspecial 90, cuya alta tenacidad, velocidad y presin de detonacin, asegurarn un fuerte efecto brisante necesario para romper la costra del tapn. Otro tipo de explosivo puede estar sujeto al efecto de desensibilizacin por presin (Deadpressing) o fallas de transmisin y no detonar.Por el confinamiento del propio tapn el factor de carga es elevado, en principio con rangos usuales de 1,5 a 1,8 kg/m3. Como referencia, se puede tener un estimado de la energarequerida considerando para la Gelatina Especial 90aproximadamente 1.186 cal/g 4.969 j/g.El explosivo debe quedar acoplado y hermticamente sellado en el taladro, para ello se recomienda taco inerte de arcilla mezclada con silicato, presionado inalmente con un tapn cnico de madera (ranurado para el pase de los alambres) para mantenerla en su lugar.c. PerforacinEl trazo de la malla de perforacin para la seccin del tapn puede ser rectangular o circular y est en funcin de la seccin del tnel; si sta es muy reducida ser conveniente ampliar la del tapn para asegurar la profundidad de avance. Se prefiere la perforacin con taladros, paralelos considerando el corte dearranque cilndrico con dos o ms taladros de alivio.Dependiendo de la amplitud de la seccin puede perforarse hasta dos arranques con salida simultnea para lograr rpidamente una mayor cara libre. El aspecto ms importantees el espesor del tapn, que tambin est con relacin a la seccin.Es muy importante poder determinar con precisin el real espesor de la costra remanente entre el fondo de los taladros y la superficie de contacto con el agua, tanto por la seguridad para el personal como para garantizar que sta no se romper totalmente con el disparo. Informacin al respecto indicaespesores de 0,5 m como adecuados en roca competente.Igualmente importante es determinar si hay material aluvial suelto yacente sobre la costra del tapn, ya que ste tambin ser colapsado.ste es uno de los trabajos ms riesgosos en voladura, especialmente en las ltimas fases de perforacin y durante el ensamble del disparo pues la costra delgada puede colapsar en cualquier momento si la presin de la columna de agua es elevada.