UNIVERSIDAD DE GUANAJUATO

DIVISION DE INGENIERIAS

DEPARTAMENTO DE MINAS, METALURGIA Y GEOLOGIA

Lira Rangel Daniela * Ramírez Arévalo Ejersaín * Rivera Solís Roberto Oswaldo

OBJETIVOS GENERALES

Llegar a una mejorcomprensión de la mineríasubterránea por Frentes largas.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Realizar una compilaciónorganizada de información dediversas publicaciones

• La minería por frentes largas es uno de losprincipales métodos de explotación minerasubterránea en todo el mundo.

• En la minería de países desarrollados elmétodo de frentes largas es uno de los másutilizados, ejemplo de ello es que la mineríade EUA para el año de 1993 equivalía al 50%.

• Este método ha venido aumentando en lasultimas décadas, siendo cada vez mas usadopor sus grandes ventajas.

• Su desarrollo ha sido significativo desde sucreación en Inglaterra en el siglo XVIII, loscambios positivos se han logrado en salud yseguridad, incluyendo productividad, loscostes unitarios y los gastos de la explotacióntotal.

• La idea básica del laboreo por frentes largas fuedesarrollada en Inglaterra, los mineros extraerían elmineral a lo largo de la anchura de la frente de arranquedel yacimiento, quitando el mineral y usando apoyos demadera para controlar la caída del cielo detrás de la cara.

• Esto era conocido como el método de “Shropshire” deexplotación minería.

• Mientras que la tecnología ha cambiadoconsiderablemente, la idea básica siguesiendo igual, de quitar esencialmente todo elcarbón de una frente de arranque amplio y depermitir que el techo y la roca sobrepuesta sedesplomen en el claro detrás, mientras quemantiene un espacio de funcionamientoseguro a lo largo de la cara para el personal.

• La minería por frentes largas fue mecanizadaantes de 1940, algunos se refieren a estemétodo “ El Método Del Transportador” deexplotación minera.

• El uso de una banda transportadora paralela ala frente de arranque del mineral forzó la carapara ser desarrollada a lo largo de una líneaderecha.

• Este método puede utilizarse e la explotaciónde yacimientos, delgados de espesoresuniformes e inclinaciones preferentemente enpequeñas a moderadas.

• Inicialmente se aplico en mina de carbón yposteriormente se ha extendido a las potasasy ha otros minerales densos, como las vetasauríferas, donde el arranque se efectúa porperforación y voladura.

• EL mineral se extrae a lo largo con mediosmecánicos, por ejemplo Rozadora , Cepillo ocon Explosivos en el caso de que la roca seadensa.

• En el sostenimiento del hueco creado se sueleutilizar estibación hidráulica marchante o autodesplazante, mientras que el tratamiento quese da al hueco abandonado puede consistir enel relleno del mismo o mas comúnmente en elhundimiento del techo.

• El mineral arrancado se extrae por medio detransportadores de cadenas que descargan encintas transportadoras que discurren por lasgalerías en dirección.

• El método se aplica en dos modalidades enavance y en retirada. :– En el primer caso, las galerías en dirección, tanto de

base como de cabeza de tajo, sufren mayorestensiones que obligan a realizar labores demantenimiento.

– En el segundo caso esa infraestructura se mantienenen el terreno sin explotar.

• Cuando las capas son de alta densidad laextracción se realiza en diversas pasadas defranjas descendentes.

• El arranque del mineral en el frente puedecombinarse con un hundimiento controladopor detrás de la estibación, llamado también“Sutiraje” con lo que e consigue reducir elnumero de pasadas ha recuperar el mineralexistente.

CONSIDERASIONES GEOLÓGICAS

No todas las capas de carbón

son convenientes para el

laboreo por frentes largas.

La técnica trabaja en capas de

carbón que son extensas, con un

echado bajo menor a 35 , de

espesor generalmente uniforme ,

y libre de discontinuidades u

otras características que podrían

interferir con la extracción.

• El suelo de la mina debe ofrecer

una base firme para los apoyos

móviles usados.

• Los pozos de aceite y de gas en

el área que se minará

representan obstáculos, por que

los pilares del carbón se deben

dejar alrededor de los pozos

para ofrecer la protección.

Las mejorías en el equipo han

sido factor principal en el

aumento en productividad por

frentes largas durante la última

década.

Entre los cambios más

importantes están los caballos de

fuerza y la creciente de las

cortadoras y de los

transportadores de carbón. Los

mandos electrohidráulicos son

otro aspecto importante.

Hay dos tipos principales de cortadores para

laboreo de frentes largas:

1.- Esquiladores de doble Tambor

2.- Esquiladores de Único Tambor

• Hay dos tipos de apoyos para frentes largas:

• Marcos y escudos

• Los escudos, shields o ademes caminantes eran ya

establecidas como el tipo dominante de apoyo de techo

antes de 1984.

• Uno de los progresos más importantes de apoyos para

minería de frentes largas durante la última década ha sido la

introducción de mandos electrohidráulicos.

• Con mandos así, un trabajador en una situación puede

mover un grupo entero de corazas.

• Las ventajas ofrecidas por estos incluyen

duraciones de ciclo más rápidas, la

exposición reducida del trabajador al polvo y

los requisitos de mano de obra reducidos

para el movimiento de apoyo.

Los métodos de corte pueden ser:

Sistema de Corte Bidireccional: El corte bidireccional se describe como

“la extracción completa de la membrana a lo largo del tajo largo”. Cada

vez que el esquilador corta a partir de un extremo de la cara al otro, una

membrana completa del carbón se extrae.

Los factores que pueden limitar el uso de este corte son….

.-La edad y confiabilidad del sistema de mando del apoyo

.- Se necesita de dos operadores

.-Carencia de la adaptabilidad en el ciclo de corte, requiriendo a

operadores que tengan un buen conocimiento de los problemas y de las

averías del sistema.

Los factores beneficiosos son…

.-Demanda reducida en requisitos del sistema de apoyo

.-La capacidad de soportar la cara en condiciones pobres.

Sistema de corte Unidireccional: Se describe como “la extracción

del material de secciones en dos partes a través de la cara del

tajo largo”. En términos básicos el esquilador debe pasar a través

de la cara dos veces para extraer el mineral.

Los factores críticos que pueden limitar este corte son

.-La velocidad creciente del esquilador puede aumentar

demanda en el sistema de apoyo

.-La necesidad de tener una velocidad más rápida en el

esquilador

.-Aumento de operadores.

Los factores beneficiosos de este corte son…

.-Requisitos de entrenamiento reducidos ya que el sistema es

más simple.

.-Solamente se necesita un tambor.

.-Es mas conveniente ambientalmente.

• El esquilador es una alta producción de maquinaria quelos lugares del carbón en la cara transportadora delcinturón.

• Este cinturón mueve el carbón paralelo de la cara a laetapa de carga al transportador principal.

• La profundidad de corte del esquilador es alrededor dedos pies y después cada corte de la cara es necesario unanueva posición que también cambia la carga de posiciónde la cinta principal.

• El bloque de frenteslargas es comúnmente de500ft ( 152.4m) de ancho.

• Y arriba de 3000ft(914.4m) de largo conprofundidades de corte2ft (0.60m).

Sección de corte detrás de las cuñas

Cara Transportadora

Dirección de corte

Dirección de retirada

Portón

Sección cortada paramostrar el detalle de dosextremos que van deesquilador tambor ytransportadora

la máquina funcionacontinuamente en la carade corte y el carbón sedeposita sobre eltransportador.

Vista isométrica del método moderno de minado de frentes largas

Etapa de cargado

Puerta principal

Transportador principal

La ventilación es uno de los aspectos más importantes en

frentes largas. Las funciones principales son:

El abastecimiento de aire fresco para que los trabajadores

tengan buen clima y puedan respirar.

Retiro de los gases nocivos de la atmósfera de la mina que

se producen de la extracción del carbón y del equipo usado.

El tipo de ventilación es relacionado con las condiciones encontradas

en cada mina.

El factor más influyente en la elección del sistema de ventilación es la

cantidad de gas que esté presente en la atmósfera de la mina.

SISTEMA TIPO “R”

Este sistema es conveniente para las extracciones que tienen emisiones

bajas de gas, también se conoce como “U”.

SISTEMA DE VENTILACIÓN HOMOTROPA.

En minas polvorientas, la cantidad de polvo en la

mina puede ser reducida ordenando el aire para

fluir en la misma dirección que el carbón sea

trasladado.

• El método de frentes cortas se utiliza en los mismos tipos dedepósito y en los mismos materiales rocosos.

– La diferencia fundamental entre estos dos métodos es la longitud de lafrente o cara de trabajo.

• En el minado por frentes cortas, la cara de ataque normalmentetiene una longitud de 45 a 48 m ( 150-160 ft) mientras que en lasfrentes largas dichas dimensiones son de orden de 210m o 700ft enadelante .

• Esta modalidad se debió a razones de seguridad principalmente– En áreas con cielos (techos) extremadamente flojos y

estructuralmente inestables aun por periodos muy cortos de tiempo.

• La seguridad es mayor a través de un manejodel techo y una reducción en el usos de moverel equipo.

• Debe tener una ventilación óptima

• Mantenimiento constante del equipo paraevitar fallas.

• Alto grado de mecanización y la elevadarecuperación del mineral.

• La productividad es potencialmente mas altaque la explotación minera por cuartos ypilares

– El laboreo por frentes largas es básicamente unaoperación continua que requiere a pocostrabajadores y que permite una alta tasa deproducción.

• Concentra mineros y el equipo en menoressecciones de trabajo, haciendo la mina masfácil manejar.

• Disminuye la necesidad de sacudir pasajes dela mina con el material inerte para prevenirexplosiones de polvo de carbón.

• No implica ninguna voladura

• Inversión inicial para el equipo y la instalaciónque son mas altos que para cualquier otro tipode explotación minera.

• El laboreo por frentes largas es un método enel cual todas las piezas deben operar comosistema integrado.

• Una falla de porción puede romper laoperación entera y el impacto en los contratosde ventas de mineral puede ser substancial.

• El laboreo por este método también requiereun sistema de ventilación bien mantenidodebido a las grandes cantidades de polvo y demetano producidos.

• Este método esta clasificado como soporteartificial

• Consiste en crear uno o mas accesoscomunicados y minar la sección intermedia pormedio de una frente larga.– La frente puede ser minada en avance al igual que en

retroceso.

• Las obras de preparación principal– Frentes o caminos, frente principal, frente trasera,

pilares.

• Se aplica principalmente para vetas con ángulos de 45°y cuerpos irregulares.

• Se tiene una recuperación de minado de 85 a 90%.

• La dilución va de un 10 a 15%.

• Gracias a este método se tiene una buena ventilación.

• El equipo utilizado– Gatos hidráulicos, cortadoras, mineros continuos, bandas

transportadoras, equipo de rezagado y equipo LHD.

VENTAJAS

• Buen ritmo de extracción.

• No se requiere anclaje.

• Menor costo en el proceso.

• Alto grado de mecanización.

DESVENTAJAS

• Demoras pronunciadas ycríticas

• Mayor costo contra otrosmétodos en inversión inicial

• Bajo control en la dilución

• Mining Methods & Equipment, Koehler S. Stout. Associate DeanEngineering Division, Montana College of Mineral Science and Technology.

• Techniques in Underground Mining. Selections from Underground MiningMethods Handbook, Edited by Richard E. Gertsch and Richard L. Bullock.

Published by the “Society for Mining, Metalurgy and Exploration, Inc.

• Métodos de explotación minera, vetas y aluvión - Ministerio de minas yenergía - Pág. 20 – 25

• Minería por frentes largas - Ing. Castro Duque Yesid. Universidad Franciscode Paula

• Manual para la selección de métodos de explotación de minas - Ing. LópezAburto Víctor Manuel – UNAM, Facultad de Ingeniería Pág. 54 - 60