EXPLOTACIÓN DE MINAS MÉTODOS PARA LA EXTRACCIÓN DE MINERALES

Transcripción

1 EXPLOTACIÓN DE MINAS MÉTODOS PARA LA EXTRACCIÓN DE MINERALES Ing. Abdel Arroyo Aguilar Lima, marzo 2011 MINERÍA SUPERFICIAL 1

2 100 kg 500 lb) lb) kg ( lb) TORO 50 plus Capacity kg ( lb) TORO 0011 Capacity kg Capacity kg ( lb) TORO 400 TORO 400 Electric oduct line ( lb) Supra 0012H Capacity kg ( lb) TORO 2500 Electric Capacity kg ( lb) TORO 007 Capacity kg MINERÍA SUPERFICIAL MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN G Explotación Pirquén v/s Racional G Centena de métodos de explotación G Explotación de Superficie G Explotación Subterránea G Minería Superficie v/s Subterránea SELECCIÓN MÉTODO DE EXPLOTACIÓN Tamaño, forma y profundidad del depósito Aspectos fisiográficos: topografía, clima, etc. Entorno geológico y geoestructural del sector Propiedades fisicomecánicas de la mena y roca de caja Condiciones de aguas subterráneas e hidráulicas zona Factores económicos: - Precio - Ley de la mena - Costos de explotación - Tasa de producción - Capital existente, etc. Factores ambientales: - Preservación flora y fauna - Aire y fuentes de agua 2

3 CONDICIONES DE TRABAJO DILUCION, SELECTIVIDAD Y RECUPERACION ENERGIA DEMANDADA MECANIZACION Minería Superficie v/s Minería Subterránea PRODUCTIVIDAD COSTOS DE OPERACIÓN NIVEL DE INVERSIONES MINERIA DE SUPERFICIE 3

4 TIPOS DE EXPLOTACION Explotación a Tajo Abierto (Open Pit) Explotación por Canteras (Quarry Mining) Explotación Aluvial (Alluvial Mining) Explotación por Destape (Strip Mining) Explotación por Recolección (Harvesting Mining) RECOLECCIÓN 4

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7 Explotación por Destape 7

8 8

9 Explotación Aluvial 9

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12 CANTERAS 12

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14 TAJO ABIERTO 14

15 MODELO DE BLOQUES

16 UBC a x b x h MODELO TRIDIMENSIONAL DE BLOQUES D A B C Sulfuro Alta Ley Sulfuro Baja Ley Mineralizado Óxidos Estéril 16

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18 Partes de un Banco Cresta Pata q bb b h h = altura banco bb = berma banco b = talud banco q = Back break 18

19 Ángulos de Talud Partes de una Rampa 1 Pie 2 Cabeza 3 Descanso 4 Pendiente 5 Ancho 6 Camellón de seguridad

20 SECUENCIA DE EXTRACCION PIT FINAL FASES EXPANSIONES

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22 SECUENCIA DE FASES 22

23 48N 42N 49NW 51W 38S 52W TAJO EN OPERACION 23

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26 B = burden E = espaciamiento ANCHO TRONADA B E LARGO TRONADA B = burden Lp = Largo de perforación h = Altura de banco cf = Carga de fondo E = Espaciamiento p = Pasadura cc = Carga de columna 26

27 Perforadoras Rotopercusión PERFORADORAS DE SUPERFICIE 27

28 Perforadoras Rotatorias 28

29 Perforadoras Rotatorias y DTH Broca DTH Carguío de Explosivos 29

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32 BS DS Ac RGc DS DD Berma o Cuneta Pistas Pistas Berma o Cuneta Zanja hacia el banco hacia el rajo Distancia de Seguridad 32

33 1.5 Km Rampa de Acceso 120 m Emplazamiento de Palas 33

34 Martillo Picador Hidráulico 34

35 MINERÍA SUBTERRÁNEA 35

36 SELECCIÓN MÉTODO DE EXPLOTACIÓN Tamaño, forma y profundidad del depósito Aspectos fisiográficos: topografía, clima, etc. Entorno geológico y geoestructural del sector Propiedades fisicomecánicas de la mena y roca de caja Condiciones de aguas subterráneas y hidraúlicas zona Factores económicos: - Precio - Ley de la mena - Costos de explotación - Tasa de producción - Capital existente, etc. Factores ambientales: - Preservación flora y fauna - Aire y fuentes de agua 36

37 MÉTODOS EXPLOTACIÓN SUBTERRÁNEA CASERONES AUTOSOPORTADOS CASERONES SOPORTADOS CON HUNDIMIENTO Open Stopes (Caserones Abiertos) Rooms & Pillars (Caserones y Pilares) Sublevel Stoping (Exp. por Subniveles) Cut & Fill (Corte y Relleno) Long Wall (Frentes Largos) Square Set (Cuadros de Madera) Sublevel Caving (Hundimiento por Subniveles) Block Caving Panel Caving (Hundimiento Progresivo de Bloques) Explotación selectiva en cuerpos reducidos Explotación másiva y a gran escala 37

38 Costos Métodos Subterráneos Método Explotación Block Caving Room and Pillars Sublevel Stoping Sublevel Caving Long Wall Shrinkage Stoping Cut and Fill Costo Relativo 1,0 1,2 1,3 1,5 1,7 5,0 6,0 Rango Costos 4 12 US$/t US$/t US$/t US$/t US$/t US$/t US$/t 38

39 OPEN STOPES 39

40 Análisis del Método 1. DESARROLLO & PREPARACION Acceso al depósito Desarrollo lateral Niveles principales (30 60 m) Chimenea laterales UE Preparación Chimenea central Puente natural de mena Chimeneas cortas Embudos Buzones 40

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43 Análisis del Método 2. EXPLOTACION Bancos Derechos Bancos Invertidos 3. CARACTERÍSTICAS MÉTODO Baja inversión inicial Preparación reducida Poca mecanización M. O. abundante Ventilación prácticamente natural Baja productividad: 2 10 t/h-turno Soporte nulo o mínimo Buena seguridad Costo de explotación alto Requiere de leyes altas Poco selectivo 43

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45 LONGWALL MINING Método soportado para yacimientos tipo manto. Explotación: Avance de un frente largo con perforación/ tronadura o con cortadores mecánicos ( cepillos ). Sector explotado es dejado abierto o se controla su hundimiento. Longwall Mining en roca dura: minas de oro, cromo y platino en Sudáfrica. 45

46 Equipos Empleados Axera XLP Robolt XLP EJC 88 XLP loader ROOMS & PILLARS 46

47 Campo de Aplicación Mantos Buzamiento bajo a moderado ( 40º ) Potencias frecuentes: 2 a 20 m Casos excepcionales: 40 a 60 m Problemas de seguridad (estabilidad techo) Baja recuperación Gran desarrollo lateral en plano horizontal No aconsejable en yacimientos muy profundos (H > 200 m) Exceso de sobrecargas Pilares de gran tamaño Alta densidad de pilares Existencia de agua Inestabilidad de rocas Explotación: Mena extraída CASERONES Mena in situ PILARES 47

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50 SUB LEVEL STOPING EXPLOTACION POR SUBNIVELES Explotación en realce Preparación de la base Nivel de transporte (NT) Ejecución de subniveles de perforación (SP) Confección de cara libre Arranque en franjas verticales mediante tiros largos desde SP Mena cae a fondo del caserón Extracción en NT Retiro del mineral tronado con equipos mecanizados Yacimientos de gran tamaño Caserones quedan separados por pilares y puentes mineralizados o son rellenados 50

51 CAMPO DE APLICACION - Cuerpos de gran buzamiento Mayor < reposo material Gravedad - Vetas de potencia 2 m y masas mineralizadas - Roca de cajas relativamente estables - Mineral competente - Límites cuerpo mineralizado + ó - regulares 2 30 m 51

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60 SHRINKAGE STOPING Explotación por realce con almacenamiento de mineral en el caserón Cámara almacén Vetas de poca potencia (< 2m) y manteo pronunciado (> 60º) Arranque por franjas horizontales en forma ascendente Se extrae ~ 40 % del material tronado y el resto queda en el caserón plataforma de trabajo Mineral almacenado se extrae al finalizar explotación caserón queda vacío Mineral no debe ser degradable ni alterable fácilmente No permite alta mecanización al interior del caserón 60

61 CUT & FILL 61

62 CORTE Y RELLENO Explotación por realce generalmente Arranque del mineral por franjas horizontales Mineral tronado se evacua totalmente del caserón Caserón va siendo rellenado con material estéril plataforma de trabajo y sostenimiento de paredes Método de alto costo aplicable a minerales de alta ley Puede ser altamente mecanizado tanto al interior como en la mecanizado, base del caserón Método muy flexible y de elevada selectividad 62

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64 SUBLEVEL CAVING 64

65 HUNDIMIENTO POR SUBNIVELES Explotación por rebaje mediante subniveles Subniveles forman una red de galerías que cubre toda la superficie del yacimiento Mena y roca estéril de pobre competencia Cada galería perforación de tiros en abanicos, hundimiento del mineral, carguío y transporte del mineral a O.P. Material estéril hunde continuamente sobre el mineral arrancado Generación de cráter de subsidencia en superficie En cada subnivel se perfora, carga y transporta mineral Dilución y pérdidas de mineral significativas Alrededor de 20 % del mineral se extrae en los desarrollos 65

66 Equipos Empleados 66

67 BLOCK CAVING PANEL CAVING HUNDIMIENTO PROGRESIVO DE BLOQUES Yacimientos muy grandes y masivos Buzamiento >> que reposo material Gran extensión vertical Estabilidad de mena pobre: socavación inferior hundimiento y fragmentación de roca Perforación y tronadura mínima socavación inferior Mena se fractura y quiebra a si mismo por esfuerzos internos y gravedad Mineral de ley relativamente baja o bajo valor comercial: diseminados de cobre y fierro. Superficie permite la subsidencia cráter Producción de grandes tonelajes 67

68 BLOCK CAVING PANEL CAVING 68

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74 EQUIPOS EMPLEADOS 74