corte y relleno ascendente para exponer
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CORTE Y RELLENO ASCENDENTE(OVER CUT AND FILL)
1.- UBICACIÓN Y GEOLOGÍA
DEL YACIMIENTO
2.- CÁLCULO DE RESERVAS
3.- DESTAPE Y PREPARACIÓN
4.- ANÁLISIS DE LOSSISTEMAS DEEXPLOTACIÓN
5.- COMPARACIÓN Y
ELECCIÓN
6.- DESARROLLO DEL SISTEMA ELEGIDO
7.- PRODUCCIÓN MINERA
8.- ANÁLISIS ECONÓMICO
• Este método es apropiado para la explotación de estructuras más anchas que tengan ramificaciones con mayor enriquecimiento de mineral.
• Se procede con el arranque del mineral del yacimiento en mayor volumen; efectuándose en el mismo lugar del rajo una selección de los minerales de mejor calidad, para su posterior beneficio en la planta.
• Con este método el mineral se arranca en rebanadas sucesivas horizontales o inclinadas trabajando en sentido ascendente desde la galería de base, como en las cámaras de almacén. Sin embargo el mineral se saca a medida que se arranca y el hueco que se produce al sacar el mineral se rellena con material estéril.
Actualmente el método es utilizado generalmente en vetas angostas de buena ley, las que no pueden ser mecanizadas, o en pequeñas operaciones en donde los costos de mecanización son aceptables.En el Perú se viene utilizando en minas pequeñas y de mediana dimensión.
• Minsur: Unidad Minera San Rafael (Puno)• CIA minera Caylloma : (Lima) • CIA minera Cerro de Pasco (Pasco)• JULCANI compañía minas buenaventura
CONDICIONES DE DISEÑO
Se puede aplicar en yacimientos:
Con buzamientos pronunciados.
En cualquier depósito y terreno.
Con cajas medianamente competentes y no competentes.
El mineral debe tener buena ley.
Disponibilidad del material de relleno.
CONSIDERACIONES PARA EL MÉTODO ANTES DE LA EXPLOTACIÓN
Estas operaciones están basadas por el reconocimiento geológico y geotécnico, la reacción de la estructura general de la mina. El reconocimiento geológico de la mina comprende:
el trazado de los subniveles, si los niveles están demasiados distanciados, así como la abertura de algunas labores verticales en el mineral.
Las operaciones geotécnicas, determinan el comportamiento de la resistencia de las cajas y del mineral.
El método tiene un modo particular a la flexibilidad de operar y se adapta a los yacimientos irregulares. La explotación es lenta, abastece poco mineral por tajeo y no permite ningún almacenamiento.
Corte y Relleno con Techo en Arco. Corte y Relleno con Techo en Arco.
Es un corte y relleno ascendente de grandes dimensiones, cuya característica fundamental es mantener el techo del tajeo en forma de bóveda o arco y se corta por tramos sucesivos horizontales. En cuerpos mineralizados, se puede explotar dos o más tajeos simultáneamente dejando pilares de sostenimiento entre ellos. Este método se emplea en la unidad Cerro de Paseo, Morococha de Centromín Perú, cuya estadística se comenta en el capítulo correspondiente.
DESARROLLO Y PREPARACIÓNEl desarrollo consiste en:Se desarrolla una galería de transporte a lo largo del
yacimiento en un nivel principal.Chimeneas y caminos deben ser construidos a una
distancia requerida según el diseño o planeamiento de desarrollo y/o explotación.
El área del tajo debe estar de 5 a 12m sobre la galería de transporte.
Las chimeneas para ventilación y transporte de relleno deben ser construidas del nivel inferior al nivel superior.
Siguientes objetivos:
Una buena concepción y una ejecución correcta. Estos trabajos son la condición de éxito del conjunto de la explotación.
Los costos de esta fase de trabajos tienen considerable incidencia en los costos totales.
El costo del mineral extraído de preparaciones es más alto que el de explotación de los tajeos, la relación es en orden de 3:1. un factor del costo total ponderado es la relación que existe entre los tonelajes producidos en preparación y explotación.
DISEÑO DE LABORES DE DESARROLLO Y PREPARACIÓN
Diseño de GaleríasDiseño de Galerías
GALERIAS DE BASE:GALERIAS DE BASE:
Las posiciones de la galería de base en relación ala veta son numerosas y es bastante difícil definirlas. Se puede admitir que para potencias inferiores o iguales a 6 m, la galería de base es única, ella sigue la veta dentro de la zona mineralizada en los niveles intermedios, en otros casos está situada fuera de veta y en la caja piso de los niveles principales de extracción.
Para potencias superiores a 7m, la galería de base es a menudo doble ,las dos galerías están conectadas entre ellas por cortes; esta red de base juega un rol importante, tales como:-- Transporte del mineral.Transporte del mineral.-- Nivel superior de los tajeos, nivel de corte de los tajeos del nivel inferior.Nivel superior de los tajeos, nivel de corte de los tajeos del nivel inferior.-- Drenaje de las aguas del relleno hidráulico.Drenaje de las aguas del relleno hidráulico.-- Camino para personal, instalación de tuberías de agua y aire comprimido.Camino para personal, instalación de tuberías de agua y aire comprimido.- Ventilación, etc.Ventilación, etc..
GALERIA UNICA DE VETA:GALERIA UNICA DE VETA:
Es mas empleada en vetas angostas. Si la potencia es inferior a los 2 m, la galería corta a la caja piso de la veta sin cortar la caja techo.
Se aprovecha así la resistencia natural de las cajas y se evita en general todo encribamiento.
Si existe caja techo, esta se retira, pues es preferible encribar la falsa caja piso de la
galería y no al costado.
ORE PASS O ECHADERO:ORE PASS O ECHADERO: La técnica de construcción de estas tolvas es variable. Son simples en vetas angostas o cuando el tonelaje a extraer es bajo. Su construcción es compleja en filones con mayor potencia y mayor tonelaje de producción.
En general el carguío es manual para menor volumen de mineral, y puede ser mediante tolva neumática o hidráulica para grandes tonelajes .después que el tajeo se haya elevado algunos metros.
DISEÑO DE LABORES DE PREPARACIÓNDISEÑO DE LABORES DE PREPARACIÓN
ChimeneasChimeneas
En los extremos del block se llevan los caminos pegados a los Chuts (Chut y camino); que sirven para el acceso de material, personal y ventilación, al mismo tiempo delimita el block mineralizado o sino se corre una chimenea en la parte central del block que servirá para la ventilación y acceso de relleno a utilizar.
Algunas veces una de las chimeneas se corre paralelamente con el tajeo. Cuando se tiene una sola chimenea central da como resultado una mala ventilación; más trabajoso, en lo referente a los servicios y acceso y además es para explotar blocks pequeños.
La perforación La perforación
Es vertical y hacia arriba; tiene un área menor; , la profundidad de taladro de un promedio de .
Se emplea el corte quemado o sea tres taladros en forma de un triangulo equilátero con un taladro central 12 taladros dispuestos según el trazo para este corte, con un espaciamiento de disposición ya conocidos. Hacen un total de 16 taladros.
EXPLOTACIÓNEXPLOTACIÓNPERFORACIONPERFORACION
La perforación se realiza con máquinas Jack-Leg y Stoper, haciendo un promedio de 20 taladros por día, con barrenos de 5 pies (juego).
Jack-LegJack-Leg
horizontales inclinar la máquina hasta un ángulo bastante pronunciado, el 50% utilizamos en tajeos y el 10% en chimeneas.
StoperStoper
perforación vertical o inclinada hacia el techo y la otra es la perforación horizontal.
• Los taladros son horizontales y el techo volado deja una superficie llena o lisa, además se puede controlar fácilmente el techo.
• La cara frontal permite una perforación selectiva donde los materiales de baja ley pueden ser dejados en el tajeo como relleno.
• Permite ajustar el plan general del tajeo, así para extraer la mineralización existente en las cajas irregulares.
VOLADURAVOLADURA
El trazo de la malla de perforación influye en la fragmentación del mineral así como la densidad de la carga explosiva, secuencia de iniciación y otros parámetros, que son deducidos en base a experiencias de los supervisores y algunas teorías existentes en nuestro medio. Como explosivo se viene usando dinamitas de diferentes fabricas, ANFO, emulsiones, etc; como accesorios de voladura son utilizados fanel, nonel, mecha lenta, cordón detonante, fulminantes, conectores, etc.
ACARREO Y TRANSPORTEACARREO Y TRANSPORTE
El transporte en el tajo de método de corte y relleno ascendente es una de las operaciones unitarias mas importantes. La forma del tajeo condiciona la limpieza que de hecho conforma dos operaciones acarreo y transporte. En general las distancias son de acuerdo al radio de rendimiento de cada equipo de acarreo y transporte en muchas minas. Solamente en caso de vetas angosta (tajeos largos)
se puede contemplar dos equipos distintos.
RELLENORELLENO
El relleno que se comporta como un soporte. Es una necesidad en los tajeos explotados. El objetivo es que no afecte a otras áreas de trabajo, evitando el hundimiento y ortos efectos tectónicos y más aun para buscar seguridad en la explotación a medida que va profundizándose la labores, las presiones son mayores.En minería subterránea existen tres tipos de relleno que son:
relleno hidráulicohidroneumático convencional.
a)a) Relleno convencional.Relleno convencional.
El relleno para las labores excavadas proviene generalmente de:
• Material estéril de desarrollo. Se estime en 40% aproximadamente.• Deposito naturales de grava de superficie 60%.
la distribución del relleno en el tajeo es muy laborioso, llegándose a consumir hasta un 30% del tiempo del personal del tajeo, en muchos casos el piso no es uniforme, como consecuencia existe una pérdida de mineral por dilución.
b) Relleno hidráulicob) Relleno hidráulico..
El relleno hidráulico es una mezcla de relave cicloneado con el agua o bien arenas glaciares con agua y la pulpa es transportada mediante tuberías accionadas por bombas o por gravedad a las labores:
Ofrece muchas ventajas como:• el relave como material se halla en forma gratuita• en mucho más eficiente, económico y veloz.• La adición de cemento en la capa superior reduce la capa del mineral con el
relleno.• Flexibilidad en las técnicas mineras permitiendo transformar el método de baja
eficiencia a métodos eficientes.
c) Relleno hidroneumático.c) Relleno hidroneumático.
Es similar al relleno hidráulico, usándose para el transporte tuberías de metal. El relleno hidroneumático consiste en enviar material chancado. Puede mezclarse con cemento y agua, la que o preparada en mezcladoras para este fin: la carga pasa por una tubería con diámetro apropiado la misma que da paso a una bomba neumática para enviar a los tajeos con alta presión de aire para rellenar los espacios vacios.
Así como también las siguientes desventajas:
• Alta inversión inicial.• Mayor volumen de agua es introducida en la mina, requiriéndose la
evaluación de bombeo o por gravedad.• Si la percolación no es adecuada crea el fenómeno del embudo,
ocasionando derrumbes en lo posterior.• Problemas de tuberías, desgastadas, cambio de válvulas ocasionará
paradas de la bomba.• Cuando en el relave exista gran cantidad de pirita se elevara la
temperatura y produce anhídrido sulfuroso,• Pudiéndose provocar inclusive incendios.
CORTE Y RELLENO ASCENDENTE MECANIZADOCORTE Y RELLENO ASCENDENTE MECANIZADO
La mecanización permite el empleo de maquinarias de gran capacidad y avanzada tecnología tratando de alcanzar los más altos índices de seguridad para el personal y equipos, la más alta productibilidad en toneladas de hombre-guardia y los más bajos costos unitarios.
El grado de mecanización de una explotación minera del tipo corte y relleno también puede ser asociado al uso del relleno hidráulico, relleno hidroneumático o sostenimiento de tajeos mediante pernos de anclaje o cables de anclaje.
CORTE Y RELLENO ASCENDENTE CORTE Y RELLENO ASCENDENTE MECANIZADO EN LA MINA CERRO DE MECANIZADO EN LA MINA CERRO DE PASC0PASC0
Localización e historia
La mina de Cerro de Pasco de Cerro SAC. Ubicada en el flanco occidental de la Cordillera Central del Perú, está a 180 Km. En dirección N29E, de la ciudad de Lima, a una altura 4380 m.s.n.m.
Esta mina se considera como una de las más antiguas del Perú. En 1901 comenzó su explotación con métodos modernos de esa época y fue origen de la formación de la Cerro de Pasco “Copper Corporatión” en 1915, que exploto los minerales de cobre hasta 1963, fecha en que suspendió el tratamiento de estos minerales y se cambiaron los circuitos de la concentradora para tratar minerales de Pb-Zn.
El 1°de enero de 1974, el gobierno tomó posesión de todas las minas e instalaciones de la Cerro de Pasco “Copper Corporatión” formando la empresa Centromin Perú, Luego fue privatizada por la empresa Volcan SA para luego cambiarla la denominación por Cerro SAC la que continua operando la mina.
CARACTERISTICAS GEOLÓGICAS DEL CARACTERISTICAS GEOLÓGICAS DEL YACIMIENTO DE CERRO DE PASCOYACIMIENTO DE CERRO DE PASCO
Los yacimientos minerales de Cerro de Pasco se han formado en el lado este y sur del extinguido volcán de Cerro de Pasco, entre areniscas y filitas del paleozoico inferior al sur, calizas jurásico al este y aglomerados del terciario al oeste.
La mineralización económica se encuentra formado cuerpos irregulares, mantos y vetas de Pb/Zn/Ag, con una ley promedio de 3,5% de Pb, 9,9% Zn, 3,0 Oz troy de Ag concentrados a lo largo del contacto este del cuerpo de sílice-pirita que penetra dentro de las rocas volcánicas en el lado oeste.
Los principales minerales son: Esfalerita, galena, enargita, luzonita, pirita y pirrotita.
DESCRIPCIÓN DEL MÉTODO CORTE Y RELLENO DESCRIPCIÓN DEL MÉTODO CORTE Y RELLENO MECANIZADO EN EL CUERPO K-327-AMECANIZADO EN EL CUERPO K-327-A
BASE EL NIVEL 1000
Desarrollo y preparaciónDesarrollo y preparación
Galerías de transporte (Extracción), se utilizarán las existentes en el nv. 1000 (galerías 1046NW,1046N) y con el avance del corte 1081, desarrollándose en plena pirita paralelo al cuerpo , con una sección de 10 pies X 13 pies.
Galerías de servicioGalerías de servicio
Con el objeto de dar mayor fluidez a la importancia de fases de servicios, se recomienda avanzar hacia el oeste, la recta 10149, hasta cortar la galería 10241.
Chimeneas de extracciónChimeneas de extracción
Esta construcción es mediante “raise borer” de 6 pies de diámetro, cuya longitud será de 200 pies (Nv. 1000). Estrá aproximadamente ubicada en el lado oeste del cuerpo.
Chimenea de serviciosChimenea de servicios
Construida con una “raise borer” de 4 pies de diámetro, en la que se instalarán tuberías para aire, agua (para la perforación) y tuberías para el relleno hidráulico; y también servirá como camino de emergencia.
Entre la chimenea de extracción y la de servicios, habrá una distancia de 16 pies en la que se construirán ventanas para realizar los plasteos cuando se campanee el “ore pass”
Zig-ZagZig-Zag
Están ubicados en el lado oeste del cuerpo en roca piritosa competente, tiene una gradiente de 12% un radio de curvatura de 80 pies y una sección de 13 pies de ancho por 10 pies de alto cada vuelta completa representará 160 pies de longitud y una diferencia de altura de 20 pies.
SubnivelesSubniveles
Son labores de acceso y preparación, hacia el cuerpo; se desarrollarán en cada vuelta completa que dé el zig-zag; o sea cada 20 pies de altura; su sección será igual que aquel.
La preparación se desarrolló en 3 dimensiones:
-Hacia el lado Este, la que determinará el ancho real del cuerpo, así como también las propiedades geomecánicas del contacto opuesto.
-Hacia los lados norte y sur, determinarán la longitud del cuerpo.
ExplotaciónExplotación
Subnivel de ataque.- A partir del contacto lado oeste se corre el sub nivel de ataque, con una sección de 20 pies de alto por 13 pies dividiendo al cuerpo en dos partes, de modo que a partir de ella se puede iniciar los tajeos orientados diagonalmente, tanto para el noreste como para el sureste (ver Figura)Los subniveles de ataque se mantendrán abiertos hasta concluir el minada de todo el horizonte.
TajeosTajeos
Se inician a partir del subnivel de ataque, en una disposición de tajeos semejantes al método de cámaras y pilares; esto es que se inician tajeos paralelos dejando entre ellos pilares, que luego de completar el corte y rellenado de los primeros, se extraen en forma similar.
Los primeros tajeos en extraerse, son los que están en/o cerca al contacto lado oeste, hasta llegar al contacto opuesto.
Esto permite contar con un piso compacto y seco, cuando se realiza el corte superior (en vista que serán llenados primero) aprovechando que los tajeos más al este están en plena rotura. (ver Figura). La sección de los tajeos será de 13 pies de ancho por 20 pies de alto.
PerforaciónPerforación
La perforación de los tajeos se realiza mediante el empleo del equipo “jumbo” de dos brazos, y tiene como mínimo dos frente para perforar por guardia (ver figura)
Los explosivos a emplearse son:
a)Dinamita 60% como iniciador.
b)ANFO.
c)Pentacord, para los plasteos.
d)Guías común con el fulminante N° 6.
RELLENO HIDRÁULICORELLENO HIDRÁULICO
Concluido el corte de un tajeo, se prepara para relleno.
Esta preparación consiste en construir una represa ubicada en el inicio del tajeo, así como también un pequeño “winse”,que facilita al personal responsable chequear que el tajeo esté rellenado totalmente.
La primera etapa de relleno es con una mezcla de cemento relave en proporción 1:30, hasta llegar a los 12 pies de altura. Apenas fragüe este relleno, se prepara una segunda represa, sobre este nuevo piso, alcanzando de esta manera el techo del tajeo completando el relleno de 1:30 hasta la altura de 19 pies y el último pie se rellenará con una mezcla de cemento relave en proporción 1:15, lográndose de ese modo rellenar totalmente el tajeo
VentilaciónVentilación
La ventilación en la mina se realiza con ventiladores mecánicos accionados con motores eléctricos, ya sean inyectores o inductores que varían entre 19500 cfm y 60000 cfm.
Los ductos ventilan los zig-zag (19000 cfm.) y la extractora esta ubicada en el Nv. 800 en el extremo superior del “ore pas” (60000 cfm).
CostosCostos
Resumen los costos de preparación y desarrollo.
LABOR Longitud
(pies)
U$/Pie Costo Total(US$
Zig-Zag (12´ X 9´) 750 60 45 000
Subniveles 216 60 12 960
“Ore pass” 200 42 8 400
Chimenea de servicio
200 30 6 000
Galeria de extracción principal
480 70 33 600
TOTAL 105 960
SeguridadSeguridad
Es un aspecto muy importante, el área de seguridad y el área de entrenamiento deberán ser responsables del severo adiestramiento tanto a los supervisores como a los operadores del equipo pesado para su mejor utilización y con menor riesgo de accidentes. Figura 3.30
En lo que se refiere a sostenimiento, el uso combinado de pernos de roca cementados con resina sintética y “shotcrete” hace más versátiles las operaciones, evitando paradas de equipo por falta de acceso.
Ventajas y DesventajasVentajas y Desventajas
VENTAJASVENTAJAS
1.1. Alta productividad.Alta productividad.
2.2. Buena recuperación.Buena recuperación.
3.3. Alta posibilidad de mecanización.Alta posibilidad de mecanización.
4.4. Muy flexible al cambio de método.Muy flexible al cambio de método.
5.5. Zonas marginales se pueden dejar como Zonas marginales se pueden dejar como pilar.pilar.
6.6. Se adecua a yacimientos con propiedades Se adecua a yacimientos con propiedades físicos – mecánicas incompetentes.físicos – mecánicas incompetentes.
DESVENTAJASDESVENTAJAS
1.1. Necesidad constante de relleno.Necesidad constante de relleno.
2.2. Mantenimiento constante de los echaderos.Mantenimiento constante de los echaderos.
3.3. Posibilidad de dilución del mineral con el relleno.Posibilidad de dilución del mineral con el relleno.
4 . Costo de explotación elevado.4 . Costo de explotación elevado.
5. Bajo rendimiento por la paralización de la 5. Bajo rendimiento por la paralización de la
producción como consecuencia del relleno. producción como consecuencia del relleno.
6. Consumo elevado de materiales de fortificación .6. Consumo elevado de materiales de fortificación .
COMPAÑÍA MINERA VOLCAN S.ACONSORCIO MINERO HORIZONTELANGDALZINKGRUVAN
Resumen de Método
BIBLIOGRAFIABIBLIOGRAFIA
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CURSO DE LABOREOCURSO DE LABOREO MADRID, 2003MADRID, 2003
XIV CONVENCION DE INGENIEROS DE MINASXIV CONVENCION DE INGENIEROS DE MINAS LIMA, 1978LIMA, 1978
PERFORACIÓN Y VOLADURAS PARA OPERACIONES MINERASPERFORACIÓN Y VOLADURAS PARA OPERACIONES MINERAS
BOLIVIA, 1990BOLIVIA, 1990
SME MINING ENGINEERING HANDBOOKSME MINING ENGINEERING HANDBOOK
INFORME TECNICO DE CONSORCIO MINERO HORIZONTEINFORME TECNICO DE CONSORCIO MINERO HORIZONTE INFORME TECNICO DE INFORME TECNICO DE VOLCANVOLCAN CERRO DE PASCO, 2004CERRO DE PASCO, 2004