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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFacultad de Ingeniera Geolgica Minera y Metalrgica
Escuela Profesional de Ingeniera de Minas
MI 115 Mtodos de Explotacin Subterrnea
Ciclo 2009-I
FGZ/ Mayo 2009
METODOS DE EXPLOTACION DE TAJEOSAUTO SOPORTADOS
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MI 115 Mtodos de Explotacin Subterrnea
Ciclo 2009-I
FGZ/ Mayo 2009
METODOS DE EXPLOTACION SUBTERRANEA CON TAJEOSAUTOSOPORTADOS
Estos mtodos fueron de los primeros en aplicarse, empezando desde las minasprehistricas de Europa y las minas de oro de Nubia en el tiempo de los faraones.
Cuando los primeros mineros hicieron aberturas, estas tuvieron que ser de todasmaneras estables y auto soportadas para poder continuar trabajando. Por lo tanto, amedida que avanzo el minado, los mtodos de tajeos auto soportados fueron
inventados para encontrar las necesidades particulares de los cuerpos mineralizados.La madera para el soporte de las minas aparece en 1000 a.C. pero solo para uncontrol puntual y local.
Los tajeos auto soportados encuentran su aplicacin en rocas moderadas a fuertesque tengan pocas juntas o fragmentacin, buenas caja techo y piso, de tal forma que
no requieran soporte o que este sea mnimo.
Estos mtodos encuentran aplicaciones en los cuerpos de todas las inclinacionesdesde los ms echados hasta los ms verticales, y donde el movimiento de mineralpuede hacerse por va mecnica o bajo la influencia de la gravedad.
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INTRODUCCION
METODO BUZAMIENTO SOSTENIMIENTO PRIMARIO ESPESOR DEL CUERPO EFICIENCIA (t/h-g)
Room and pillar < 35o
Pilares de mineral < 300 pies (90 m) 30 a 70
Breast Stoping < 35o Pilares artificiales < 12 pies (3.6 m) 1 a 5
Under/Overhand Open St > 45o
Ninguno < 8 pies (2.4 m) 1 a 3
Sub level Stoping > 45o
Ninguno > 20 pies (6.0 m) 50 a 70
APLICACIONES DE METODOS AUTOSOPORTADOS
La tabla muestra el rango de cuerpos mineralizados adecuados para tajeos abiertos, conreferencia particular a sus buzamientos y el espesor del depsito.
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Muchas de las aplicaciones de cuerpos mineralizados planos o de muy bajobuzamiento pueden ser recuperados despus de completar la practica normal detajeado.
En cuerpos de mayor inclinacin, los puentes y los pilares son usados para sostenerlos extremos del tajeo y mas adelante ser recuperados.
Los mtodos auto soportados en cuerpos mineralizados encima de los 20 pies (6 m)de espesor son principalmente de alta produccin y son factibles de mecanizacin, quelos hace muy eficientes. El desarrollo de grandes equipos DTH (taladros de 6 a 8dimetro) ha tenido un mayor impacto en estos mtodos, debido a su gran seguridaden grandes longitudes de hasta 120 metros. Las aplicaciones de estos mtodos DTHcambio definitivamente el layout de los tajeos, hacindolos mas productivos y demenores costos, completndose esta mecanizacin con equipos trackless de mayoresdimensiones (scooptrams y camiones de bajo perfil LHD).
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METODO DE EXPLOTACION DE TAJEOS ABIERTOS(OPEN STOPES)
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INTRODUCCION
Estrictamente definido, un TAJEO ABIERTO es definido como unaabertura subterrnea de la cual se ha extrado el mineral y en la cual no seha empleado ningn tipo de sostenimiento tanto para las paredes comopara el techo.
Los usos ms comunes incluyen aquellos tajeos en los que tanto el techocomo las paredes pueden ser sostenidos por pilares de mineral o desmonte,o por puntales pernos de roca u otros medios. Si nos suscribimos a loltimo, desde un punto de vista estructural, los tajeos abiertos podemos
dividirlos en dos clases:
- aberturas (simples) aisladas, y- tajeos con pilares (aberturas mltiples)
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INTRODUCCION
TAJEOS ABIERTOS CON PILARESGeneralmente, un depsito mineralizado deconsiderable extensin en rea tales comovetas angostas o ms anchas, o una gran
bolsonada o lentes de mineral, no puedenser minadas como un tajeo de aberturasimple sin sostenimiento.
Para mantener la estabilidad, se requiere
sostenimiento dentro de los lmites deldepsito, y si este sostenimiento esefectuado dejando reas de mineral odesmonte sin excavar, el sistema de minadose refiere como TAJEO ABIERTO con pilares.
Pilares de mineral debaja ley o desmonte
Lmite depsito
mineralizado
Vista en planta
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El TAJEO ABIERTO (Open Stope) es un mtodo que NO debe confundirsecon el mtodo de cielo abierto (Open Pit)
Se refiere a tajeos abiertos en un minado subterrneo, aplicado a vetasangostas
INTRODUCCION METODO TAJEO ABIERTO
EL METODO CONSISTE EN EXTRAER EL MINERAL Y DEJAR EL
ESPACIO VACIO, SIN NINGUN/O MINIMO SOSTENIMIENTOARTIFICIAL.
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CONDICIONES DE APLICACIN DEL OPEN STOPE
Mineral y rocas encajonantescompetentes
Potencia de vetas: 2 metros comomximo
El buzamiento mayor a 50, paraaprovechar la fuerza de la gravedad.
Galeria Acarreo
Altobuzamiento
Caja techo
competente
Caja piso
competente
PUENTE
Subnivel
Nivel Superior
SECCION TRANSVERSAL
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A) Tajeos abiertos ascendentes (Over hand open stopes)
B) Tajeos abiertos descendentes (Under hand open stopes)
VARIANTES DE APLICACIN OPEN STOPES
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Como se ve en el grfico se tienen queconstruir 2 chimeneas entre nivel y nivel paradelimitar el bloque a explotar.
Si las cajas o el material es deleznable sepuede utilizar una altura H = 30 metros. Si lascajas son competentes esta altura ser mayor.
Cuanto ms errtico sea el comportamiento dela estructura mineralizada (vetas) menor serla distancia entre niveles y esto condicionar
tambin a la altura de la chimenea.La distancia entre chimeneas estaraproximadamente entre 40 a 60 metros.
LABORES DE PREPARACION OPEN STOPE
L = 40 a 60 metros
Nivel inferior
Tajeo a explotar quequedar vaco
H = 30 a 60
metrosCHIMENEA
Nivel superior
CHIMENEA
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Clculo de la ley promedio en la veta:
Si L = 40 mH = 30 mPotencia veta = 2 mDensidad = 2.8
Reservas probadas = 40 x 30 x 2 x 2.8 =
6,720 toneladas
Se necesita conocer las leyes; esta se hallarcon un muestreo sistemtico de las chimeneasy de los niveles. Se hallar la ley promedio
LABORES DE PREPARACION
L = 40 a 60 metros
Nivel inferior
Tajeo explotado,quedar vaco
H = 30 a 60metros
Nivel superior
leyes promedio c/labor x longitud laborLey Promedio = ---------------------------------------------------
Longitud de labores
leyes x potencia veta
Ley Promedio cada labor = -------------------------------- Potencias
De la misma forma sedetermina la potencia
promedio
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A. Tajeo abierto ascendente
Labores preparacin
En adicin a la preparacin de niveles ychimeneas de delimitacin, se preparan:
1o) Se construye una chimenea corta ytolva al centro del tajeo, en el nivel inferior.La tolva a construirse es la denominada
tolva china y se emplea madera.
2o) Se construyen los subniveles desde el
centro hacia las chimeneas laterales deltajeo. Dejando un pilar hacia el nivel inferior
3o) A medida que se va explotando enforma ascendente, hacia las chimeneastambin van quedando los pilares.
L = 40 metros
Nivel inferior
SUBNIVEL
Pilar de 1 a 2metros
Nivel superior
PUENTEPuente de 2 a5 metros
PERFORACION CHIMENEA AL CENTRO
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A. Tajeo abierto ascendente
CICLO DE EXPLOTACION
1o) Perforacin y voladura (vertical con stoper)
2o) Acarreo: se lleva el mineral roto a la tolvadel tajeo.
L = 40 metros
Nivel inferior
SUBNIVEL
Pilar de 1 a 2metros
Nivel superior
PUENTEPuente de 2 a5 metros
PERFORACION
3o) Mientras en un lado se hace el acarreo,en el otro lado se hace la perforacin.
4o) A medida que se asciende se colocanpuntales y andamios.
Y as se sigue ascendiendo sucesivamente,hasta llegar al nivel superior.
Nivel inferior
SUBNIVEL
Nivel superior
PUENTE
PERFORACION
ORE BLASTED
EXTRACCION
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A. Tajeo abierto ascendente
Cunto se explota?
Si el puente en la parte inferior es 2m y alnivel superior es 3 m.
Pilar hacia las chimeneas de 1 m
Longitud neta explotada = 40 2 = 38 mAltura neta explotada = 30 2-3 = 25 mrea explotada = 38 x 25 = 950 m2
rea inicial = 40 x 30 m = 1 200 m2
Recuperacin reserva = 950/1200 = 79.2%
Si el mineral es de alto valor, se buscar otro mtodo para mejorar larecuperacin de reservas.
L = 40 metros
Nivel inferior
SUBNIVEL
Pilar de 1
metro
Nivel superior
PUENTEPuente de 2metros
Puente de 3metros
AREAEXPLOTADA YTAJEO QUEQUEDA VACIO
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A. Tajeo abierto ascendente
Cmo queda el tajeo?
Vaco en su totalidad, con puentes y pilaresy puntales con sus andamios en su interior.
Pilar de 1 a 2
metros
Puente de 2 a5 metros
L = 40 metros
Nivel inferior
SUBNIVEL
Nivel superior
PUENTE
EQUIPO DE PERFORACION
Con jackleg para los subniveles y stoper
para la perforacin vertical. Se hace unacara libre para la salida de la voladura.
ACARREO
Como tiene de 20 a 30 metros puedehacerse con carretillas con winches dearrastre (scraper).
Si las condiciones lo permiten puedenemplearse cargadores neumticos (CAVO) o
mini scooptrams para vetas angostas (de0.5 a 0.7 yd3).
Andamios quese van
retirando ysolo quedanlos puntales
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B. Tajeo abierto descendente
1o) Se hace la chimenea central y su tolva.
2o) Se construyen el subnivel cerca al nivelsuperior.
CICLO DE EXPLOTACION
Perforacin y voladuraSe inicia la perforacin a ambos lados de lachimenea, que se usa como cara libre.
Luego se hace el acarreo hacia chimenea.
Van quedando gradines.
Con Jackleg para los subniveles y stoperpara la perforacin vertical. Se hace unacara libre para la salida de la voladura.
L = 40 metros
Nivel inferior
SUBNIVELPilar de 1 a 2
metros
Nivel superior
PUENTEPuente de 2 a5 metros
PUENTE
Primer corte
Segundo corte
Cuarto corte
Tercer corte
CHIMENEA CENTRAL
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VENTAJAS DE LOS TAJEOS ABIERTOS
Mtodo muy barato.
Pocas y simples labores de preparacin.
Produccin rpida y continua de mineral.
L = 40 metros
Nivel inferior
Pilar de 1 a 2
metros
Nivel superior
PUENTEPuente de 2 a5 metros
PUENTE
Cuarto corte
CHIMENEA CENTRAL
Escalera
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DESVENTAJAS DE LOS TAJEOS ABIERTOS
Yacimientos pocos comunes para laaplicacin del mtodo.
No ofrece buenas condiciones de seguridad.
Baja recuperacin de mineral.
No favorece a una gran mecanizacin.
Baja productividad
APLICACIONES EN EL PER
L = 40 metros
Nivel inferior
Pilar de 1 a 2
metros
Nivel superior
PUENTEPuente de 2 a5 metros
PUENTE
Cuarto corte
CHIMENEA CENTRAL
Escalera
Quinto corte
En muchas minas chicas.
Morococha, Ticlio, actualmente en algunaszonas de la mina Yauliyacu.
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