rms_ riesgos en mineria subterranea-i

8/14/2019 Rms_ Riesgos en Mineria Subterranea-i

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Rigoberto Molina S. Ing Civil Minas, M.Cs Geomecnica

Riesgos en Minera SubterrneaGENERALIDADES

CURSO FORMACIN DE EXPERTOS EN SEGURIDADMINERA AO 2013

SERNAGEOMIN


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RESEA HISTRICA

Siglo XVIII: Se movan de 0,5 a 2 ton anuales de Au1760 a 1840: Principalmente minas de Ag.

de 1876: El Salitre fue el mineral clave para el desarrollo del pas, porqueser materia prima en la fabricacin de explosivos, hasta que fue reemplazadopor salitre sinttico.

En 1904: se comienza a explotar Chuquicamata en forma masiva a rajoabierto.

Lder de produccin de Cu: El primer producto de exportacin nacional esel cobre.

Lder en produccin de otros metales:Adems nuestro pas se ubica enlos primeros lugares a nivel mundial en la produccin de oro, plata,molibdeno, renio, yodo y litio.

Otras exportaciones de minerales: carbonato de litio, nitrato de potasio,salitre sdico, y salitre potsico.


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RESEA HISTRICA (2)

Datos de inters: Chile posee 742 mil Km2 (0,25% de la superficieterrestre), y se encuentra el 28 % de las reservas conocidas de cobre. Rusia,pas con el territorio ms grande (24 veces mayor). China con una poblacinmayor (83 veces superior).

Razones?

oGeologa favorable (cantidad y calidad de recursos y reservas).

oLocalizacin de los yacimientos con relacin a puertos de embarque.

oDisponibilidad de energa a travs de redes interconectadas.

oDisponibilidad de conocimiento experto y mano de obra calificada.

oIngeniera de buen nivel.

oModernas redes de comunicacin.

oDisposiciones legales y administrativas eficientes.


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IMPORTANCIA DE LA PREVENCIN DE ACCIDENTES EN LAMINERA SUBTERRNEA

Todo trabajador que ejecuta labores en la industria tiene responsabilidad desu seguridad, por tratarse de un ambiente que tiene riesgos inherentes. Ej. lacada de rocas (las labores deben soportar presiones inferidas por el macizorocoso).

Existe la creencia que las faenas mineras son especialmente peligrosas,donde ocurre la mayor tasa de accidentes y enfermedades propias delambiente en que se trabaja, sin embargo su tasa de accidentabilidad no estan diferente a otros tipos de industrias.

Datos de inters (Accidentes ms habituales ): cada de rocas, cadas a

diferentes niveles, golpes contra marcos, rocas sobresalientes, merecendestacarse los producidos por desplazamiento de equipos y maquinarias,debido a que las galeras y socavones de las minas son de seccioneslimitadas. Tambin reviste gravedad los incendios , disminucin del porcentajede oxigeno, derrumbes, explosiones, enfermedades ocupacionales, etc.


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OPERACIONES BSICAS DE UNA MINA

Explo racin: Conjunto de acciones que permite identificar, mediante laaplicacin de tcnicas de reconocimiento geolgico, zonas favorables para lapresencia de acumulaciones de minerales.

Accesos: Labores mineras que abren el camino desde la superficie alcuerpo mineralizado para su explotacin.

Preparacin de la mina: Red cuidadosamente planificada de desarrollosmineros como galeras, socavones, piques, chimeneas, rampas, o toda formabsica de excavacin de rocas. La preparacin esta ntimamente conectadacon los mtodos de explotacin y define la infraestructura de la mina.

Mtodos de Explotacin: Es la forma o el sistema asociado que permite laexplotacin del yacimiento, y depender de factores relacionados con la

naturaleza el depsito mineralizado, y de consideraciones tcnicoeconmicas, siendo las principales: potencia del yacimiento, forma yextensin del cuerpo, distribucin de la mineralizacin, propiedadesgeomecnicas, disposiciones generales, situacin geogrfica, etc.


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FACTORES A CONSIDERAR EN LA SELECCIN DE UN MTODODE EXPLOTACIN.

FACTORES PRIMARIOSa) Caractersticas propias del yacimiento, geometra: Tamao, Forma,Posicin, Profundidad.

b) Distribucin espacial de los minerales .

c) Propiedades geomecnicas del yacimiento : Resistencia de la masarocosa, Espaciamiento de las fracturas, Resistencia al corte de lasdiscontinuidades, (tanto para la mena como roca encajadora).

FACTORES SECUNDARIOSAspectos tecnolgicos, Condiciones geogrficas, Condiciones hidrulicas,

Normas legales, Mano de obra, Consideraciones ambientales,Consideraciones econmicas (Costos de abertura, Costos de preparacin,Costos de arranque o explotacin, Costos de obtencin y recuperacin delcapital inicial de inversin, la habilidad para generar flujos de caja, con elpropsito de asegurar la continuidad de la operacin, Anlisis financiero).


7/42Rigoberto Molina S. Ing Civil Minas, M.Cs GeomecnicaDisposicin tpica de la preparacin de una mina


8/42Rigoberto Molina S. Ing Civil Minas, M.Cs Geomecnica

MTODOS DE EXPLOTACIN

Cmaras y pilares

Realce por subniveles

Cmara almacn

Gradas de retroceso vertical (VCR)

Corte y relleno

Hundimiento por subniveles

Hundimiento por bloques

Hundimiento por Paneles

Explotacin por tajos largos



Subterrneo

Room and Pillar

Stope & Pilar

Shrinkage Stoping

Sublevel Stoping

Cut & Fill Stoping

Strll Stoping

Square Set Stoping

Long Wall Mining

Sublevel Caving

Block-Panel Caving

Tabular, tendida,

delgado, extenso

Tabular, tendida,

potente, extenso

Tabular, inclinada,

delgado

Tabular, Inclinada,

potente, extenso

Forma Variable,

Inclinada, Delgada

Tabular, Inclinada,

delgada, Pequea

Forma Variable,

Potente

Tabular, tendida,

delgada, extensa

Tabular o Masivo,

Inclinada, Potente,

Extenso

Masivo, Inclinada,Extensa

Sin

Soporte

Sin

Soporte

Sin

Soporte

Resistente a

Moderada,

Competente

Moderada a

Dbil,

Competente

Moderada a

Dbil,

Hundible

Depsito

Superficial

Ubicacin Resistencia Clase Geometra Mtodo

PROCESO DEFINICIN MTODO DE EXPLOTACIN

Principales elementoa tener presente:seguridadRecuperacinSelectividadCostos



CLASIFICACIN DE LOS MTODOS DE EXPLOTACIN

Existe un centenar de mtodos de explotacin subterrneos

(considerando sus variantes).El mtodo depende de una serie de factores relacionados con lanaturaleza del yacimiento y de consideraciones tcnico econmicas.

Relevantes son las caractersticas geomecnicas del macizo rocoso,ante la aplicacin de algunos mtodos de explotacin y su influencia en el

dimensionamiento de las labores (tanto del mineral como de la rocaencajadora).

agrupar en:

Sostenimiento firme con pilares rgidos (autosoportante). Sostenimiento flexible o relleno que controla y mejora el hundimiento(soporte artificial).

Hundimiento total.



MTODOS AUTOSOPORTANTES

Cmaras con pilares (Room and Pillar). Pilares ocasionales; Pilares sistemticos.

Con voladuras desde niveles (Sublevel Stoping).

Voladuras con barrenos largos (Blast Hole).

MTODOS CON SOPORTE ARTIFICIAL

Cmaras almacn (Skrinkage Stopes).Rebanadas ascendentes con relleno (Cut and Fill).

Rebanadas descendentes con rellenos (Undercut and Fill).

Explotaciones entibadas (Timber Supported Stopes, Stull Stoping, Square SetStoping).

MTODOS POR HUNDIMIENTOS

Tajos largos (Longwall).

Niveles hundidos (Sublevel Caving).

Bloques y paneles hundidos (Block Caving y Panel Caving).



CMARAS Y PILARES

Explotacin por cmaras y pilares en un yacimiento horizontal

http://www.youtube.com/watch?v=TxApAyLYRec
http://www.youtube.com/watch?v=TxApAyLYRechttp://www.youtube.com/watch?v=TxApAyLYRec



CMARAS Y PILARES (2)

Se dejan secciones de mineral como pilares para soportar el techo.

Las dimensiones de las cmaras y los pilares dependen de la estabilidaddel techo y del mineral mismo.

La explotacin tiene como objetivo extraer el mximo de mineral sin

poner en peligro las condiciones de trabajo.

Las aplicaciones de este mtodo esta determinado en:

Yacimientos horizontales o con poco buzamiento, mximo de unos 30.

Yacimientos en que la roca tenga una estabilidad aceptable en el techo yel mineral.


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CMARAS Y PILARES (4)

Este mtodo es el nico que es prctico para explotar capas horizontalesde poca potencia.

Este mtodo se usa mucho en la explotacin de depsitos estratificadosde origen sedimentarios tales como esquistos mineralizados de cobre yminerales industriales tales como caliza, sal y carbn.

La aplicacin de este mtodo se puede dar bsicamente en trescondiciones:

1. Yacimientos horizontales o casi horizontales.

2. Yacimientos inclinados con buzamiento alrededor de 20 a 30.

3. Como adaptacin a un yacimiento inclinado del mtodo aexcavacin plana.


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REALCE POR SUBNIVELES

Usando voladura enabanicos

http://www.youtube.com/watch?v=qc0tmurdf0k


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El realce por sub niveles al igual que cmaras y pilares, se extrae elmineral y se deja el tajo vaco.

Las cmaras tienen con frecuencia grandes dimensiones especialmenteen altura. Es utilizado en yacimientos verticales o de fuertes pendientes.

Para evitar el derrumbamiento de las paredes del tajo, se dividen losyacimientos ms grandes en otros ms pequeos a travs de cmarasindependientes (se dejan pilares).

La explotacin se lleva a cabo desde los subniveles y niveleshorizontales a intervalos verticales fijos.

El mineral se fractura mediante perforacin y tronadura desde lasgaleras de los subniveles.

Se dejan secciones de mineral como pilares para soportar el techo.

REALCE POR SUBNIVELES (2)


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Usando voladura debarrenos largos



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La aplicacin de este mtodo es usada en yacimientos con las siguientescaractersticas:

1. Fuerte buzamiento. La inclinacin del muro debe ser superior alngulo de reposo.

2. Muro y techo estables.

3. Mineral competente.

4. Limites regulares del depsito.


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CMARA ALMACN

http://www.youtube.com/watch?v=TxApAyLYRec
http://www.youtube.com/watch?v=TxApAyLYRechttp://www.youtube.com/watch?v=TxApAyLYRec


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El mineral se arranca por franjas horizontales empezando desde la parteinferior y avanzando hacia arriba.

Parte del mineral volado se deja en el tajo, donde sirve como plataformade trabajo para la explotacin del mineral de arriba y para sostener lasparedes del depsito.

La roca aumenta su volumen ocupando cerca de un 70% por la voladura.Por esto se debe extraer continuamente alrededor de un 30% del mineralfracturado, para mantener una distancia conveniente entre el techo y lasuperficie del mineral volado.

Cuando el arranque haya avanzado al lmite superior del tajo planeado,

se interrumpe el arranque y se puede recuperar el 60% restante delmineral.

Los yacimientos pequeos pueden explotarse en una sola cmara,mientras que los ms grandes deben dividirse en cmaras separadas.

CMARA ALMACN (2)


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1. Gran buzamiento; el ngulo de buzamiento debe ser mayor alngulos de reposo.

2. Mineral firme.

3. Techo y muro comparativamente estables.

4. Lmites regulares del mineral.

5. El mineral no debe degradarse durante su almacenamiento.

CMARA ALMACN (3)


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GRADAS DE RETROCESO VERTICAL


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GRADAS DE RETROCESO VERTICAL


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Es un mtodo que utiliza la tcnica VCR (vertical Crater Retreat).

Dicho mtodo est patentado en Canad y es similar al de Cmaras-Almacn.

El mineral se excava en subniveles horizontales y las labores dearranque comienzan desde abajo y avanzan en sentido ascendente.

El mineral se extrae desde el fondo de la galera a travs de un sistemade tolvas.

GRADAS DE RETROCESO VERTICAL (2)


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1. Gran buzamiento; el ngulo de buzamiento debe ser mayor alngulos de reposo.

2. Mineral y roca de caja firme.

3. Techo y muro comparativamente estables.

4. Lmites regulares del mineral.

GRADAS DE RETROCESO VERTICAL(3)


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CORTE Y RELLENO


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El mineral se excava en subniveles horizontales, comenzando desde elfondo de la galera y avanzando en sentido ascendente.

El mineral volado se extrae completamente de la cmara.

Cuando se ha excavado todo el subnivel, se cubre el volumencorrespondiente con material de relleno, que sirve para soportar las

paredes como de plataforma para continuar los trabajos de minerasiguientes.

El material de relleno puede ser el escombro producido en los trabajosde preparacin de la mina que se extiende por medios mecnicos sobrela galera.

El relleno que ms predomina es el relleno hidrulico, donde el materiales un estril finamente molido, procedente de la planta de relleno demineral, que se mezcla con agua, y se transporta al interior de la mina pormedio de tuberas.

CORTE Y RELLENO(2)


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1. Fuerte buzamiento, con mineral relativamente firme.

2. Es un mtodo de explotacin selectivo.3. Roca de caja firme

CORTE Y RELLENO(3)


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HUNDIMIENTO POR SUBNIVELES

http://www.youtube.com/watch?v=-PAKgGEHHbo


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Todos los mtodos de hundimiento funcionan con el principio de que laroca mineralizada y la roca circundante se fractura bajo condiciones ms omenos controladas.

La extraccin de mineral crea un rea de hundimiento en la superficie

que se encuentra encima del depsito. Se divide el mineral en subniveles con un espaciamiento verticalrelativamente estrecho, normalmente 8 a 15 metros.

Cada subnivel es preparado con una red regular de galeras, cubriendouna seccin completa de mineral.

HUNDIMIENTO POR SUBNIVELES(2)


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1. Fuerte buzamiento, con mineral relativamente firme.

2. Las galeras en el mineral debe autosustentarse o con refuerzosocasionales.

3. La roca de techo debe seguir la extraccin de mineral de unacavidad continua y se debe permitir que se hunda la superficie.

4. Hay dilucin y prdida de mineral.

HUNDIMIENTO POR SUBNIVELES (3)


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HUNDIMIENTO POR BLOQUES

http://www.youtube.com/watch?v=qi7t40wpPFI
http://www.youtube.com/watch?v=qi7t40wpPFIhttp://www.youtube.com/watch?v=qi7t40wpPFIhttp://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/BLOCKCAVING.MPG


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Se fractura y se rompe el mineral en forma natural (por s slo), portensiones internas y gravedad.

Requiere slo un mnimo de perforacin y voladura para la produccin demineral.

Un yacimiento es dividido en secciones grandes, bloques, con unaseccin cuadrada, y un rea de varios miles de metros cuadrados.

Cada bloque es socavado completamente; se excava una aberturahorizontal en la parte inferior del bloque, para sacar el soporte de la rocade encima.

Se realiza una fracturacin sucesiva que afecta a todo el bloque que sedesea explotar.

HUNDIMIENTO POR BLOQUES(2)


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1. Cuerpos grandes y masivos.

2. Fuerte buzamiento o, en un depsito masivo con gran extensinvertical.

3. Roca que se hunda y se rompa en fragmentos manejables.

4. Superficie o extensin que permita hundimiento.

HUNDIMIENTO POR BLOQUES(3)


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DIFERENCIA ENTRE HUNDIMIENTO POR BLOCK CAVINGPANELES


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1. Cuerpos grandes y masivos.

2. Fuerte buzamiento o, en un depsito masivo con gran extensinvertical.

3. Roca dura o primaria.

4. Roca que se hunda y se rompa en fragmentos manejables porequipos de gran tamao.

5. Ser requerida bastante d}reduccin secundaria.

6. Superficie o extensin que permita hundimiento.

HUNDIMIENTO POR PANELES (3)


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TAJOS LARGOS


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1. Se extrae el mineral a lo largo de un frente de trabajo hecho conuna extensin longitudinal grande.

2. El rea de arranque cerca del frente se mantiene abierta para darespacio para el personal y el equipo de explotacin.

3. Se puede dejar que se hunda el techo a cierta distancia detrs delfrente de trabajo.

4. La preparacin consiste bsicamente de una red de galeras detransporte que se requieren para dar acceso a las reas deexplotacin y para el transporte del material arrancado.

TAJOS LARGOS(2)


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1. Cuerpos de poca potencia y estratificados.

2. Buzamiento bajo, de gran extensin y espesor uniforme.3. Roca dura, roca blanda.

4. En condiciones de roca dura se excava por perforacin y voladuraconvencionales. Se perforan barrenos cortos a lo largo de lafrente e forma de corte lateral.

5. En condiciones de roca blandas (carbn), no se necesitaperforacin y voladura sino que puede cortarse mecnicamente.

TAJOS LARGOS(3)
http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/Roadheader.wmv

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