Edmundo Campos
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“CONCEPTO SISTÉMICO EN LA ELECCIÓN DE MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN MINERA EN LOS
ANDES PERUANOS”
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTÓBAL DE HUAMANGA
ANDES PERUANOS”
1
PRESENTADO POR: MsC. ING. EDMUNDO CAMPOS ARZAPALO
PERÚ - 2011
La elección de un método de explotación de minería asume unligero conocimiento superficial de los mismos métodos.
En el procedimiento formal de diseño de una mina, la elecciónde los métodos de minería continúa luego de los estudiosgeológicos, geotécnicos y reciben información directamente deldiagrama crucial de los hitos de las regiones.
INTRODUCCIÓN
diagrama crucial de los hitos de las regiones.
Para elaborar el sistema de clasificación propuesto adoptado enel presente trabajo, fueron examinados e incorporados endiversos grados, cuyo resultado se considera más sistemático,incluyente y comprensible a sus predecesores.
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El propósito de este sistema de elección de losmétodos de minería es proporcionar una Matriz,(herramienta) complementada por un algoritmo deprogramación lineal para la valoración de un método ométodos adecuados de explotación.
OBJETIVO
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DEFINICIÓN. Una declaración comprensiva ha sido desarrollado paraproveer una lista rápida de los parámetros importantes de entrada. Lastres principales áreas son: (1) Las condiciones naturales, (2) Lacapacidad de la empresa, y (3) La política pública.
DESARROLLO Y COLECCIÓN DE DATOS
Categorías primarias(Dependencia) Categorías secundarias
Condiciones Naturales(Invariantes)
� Geografía� Geología
Ingeniería económica
Tabla 1: Parámetros de selección
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(Invariantes)� Ingeniería económica
Capacidades de la compañía(Variante)
� Administración de negocios� Aspectos monetarios� Aspectos de Gerencia
Política Publica(Semivariante)
� Regulaciones� Impuestos� Contratos� Incentivos
Situación de la técnica(Ingeniería de Minas)
� Distinciones sobresalientes� Sistemas totales(Diseño/Control)� Espacios Forzados (y regulado)� Practicas de Administración y Evaluación)� Profesionalismo
La mayoría de los depósitos minerales han sido geométricamentecaracterizados por su forma, inclinación, tamaño y profundidad idealizada. Loscuerpos regulares (Mina Cerro Lindo, Mina Condestable) e irregulares (MinaYauricocha, Mina Cerro de Pasco) están compuestos por estos elementos.
Clases Inclinación Uso de Herramientas Resistencia de la Roca
Descripción Especial.
Tabla 2: Depósitos tabulares clasificados por la Inclinación y relacionado a la utilización de Equipos y a la resistencia de la roca.
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Horizontal < 20º Uso de equipos móviles (Transporte)
Roca Débil (Superficie)
Inclinado 20 – 45ºUso de Barras Oblicuas(cilindros de metal pueden vibrar)
Roca Promedio
Parado > 45 Flujo por Gravedad o en grandes masas
Roca Fuerte (en profundidad)
RocaMáxima Pendiente en Superficie
A corto plazo A largo plazo
Fuerte 41º - 45º (-70º)* 18º - 20º
Regular 30º - 40º 15º - 18º
Débil (incluye suelos) 15º - 30º 10º - 15º
Tabla 3: Clasificación de superficies inclinadas relacionados con la dureza de la roca y el tiempo
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*Raras veces ángulos mayores de 70º
Clases Potencia de los depósitosCarbón Mineral Misceláneas
Tabular
Delgado 0.9 – 1.2 m (3 -4 ft)
0.9 – 1.8 m(3 -6 ft)
Bajo perfil o Equipos mineros limitados
Medio 1.2 – 2.4 m(4 - 8 ft)
1.8 – 4.6 m(6- 15 ft)
Postes y Puntales< 3.1 m (10 ft)
Ancho
2.4 – 4.6 m(8 - 15 ft) Problemas con pilares
4.6 – 15.3 m(15 – 50 ft ) Equipos pequeños de superficie,
Problemas en los pilares o pobre
Tabla 4: Clasificación de depósitos subterráneos por su potencia
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Masivo > 4.6 m(15 ft)
> 15.3 m(50 ft)
Problemas en los pilares o pobre recuperación, sostenimiento necesario
Tabular - Delgado Tabular - AnchoMasivo
Tabla 5: Clasificación de depósitos por su profundidad
Clases
Profundidad del deposito
Subterráneo(a medida que baja, la presión aumenta) superficie
Carbón Mineral
Superficial < 61 m (200 ft) 305 m (1000 ft) < 61 m (200 ft)
122 – 244 m
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Moderada
122 – 244 m (400 – 800 ft)
Problemas con los pilares
305 – 457 m(1000 – 1500 ft)
61 – 305 m(200 – 1000 ft)
Profundo> 915 m
(3000 ft), Sacudidas, estallidos, cierre.
> 1830 m(6000 ft)
>305 – 915 m(1000 – 3000 ft)
Tabla 6: Clasificación de Depósitos por su tipo y Geometría
Condición geométrica Tipo de deposito Comentarios
Tabular
Plano e inclinado
Aluvial (Placeres)Carboníferos (Plegados)
Cerca de la superficieRoca Terrosa Frágil, superficieerosionada.
Por Evaporación (Domos)SedimentarioMetamórfico
Roca Terrosa apta, alta densidad
Parado Vetas, FilonesPuede estar debilitado o fracturada (panizo y alteraciones)
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alteraciones)
Macizo Ígnea (Magmática)Yacimiento diseminado
Roca fuerte y firme peropuede estar debilitado
Tabla 7: Clasificación de las rocas por su resistencia a la compresión
Clases Resistencia a la compresión ejemplos
Mala < 41.3 MPa (6000 psi) Carbón, rocas fracturadas, aluviones
Regular 41.3 – 137.9 MPa(6000 – 20000 Psi)
Pizarra, arenisca, caliza, esquistos
Buena 137.9 – 206.8 MPa(20000 – 30000 Psi)
Rocas ígneas y metamórficas,filones mármol pizarra
Muy buena >206.8 MPa Cuarcita, basalto, Diorita
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Muy buena >206.8 MPa(30000 Psi) Cuarcita, basalto, Diorita
Sistema de clasificación de minería a cielo abierto
La explotación de canteras parece ser anómala debido a (1)relativamente pendientes más pronunciadas (pozo), (2) mediosespecializados de excavación y manipulación, y (3) menorcantidad crítica de la sobrecarga. La minería "Glory Hole" haceuna reaparición en minas a cielo abierto muy profundas conelevación inclinada.Tabla 8:
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Tabla 8:
Tabla 8: Clasificación de depósitos considerando geometría, génesis y resistencia (en orden de endurecimiento)
Tipos de yacimientos Geometría Génesis Resistencia y dureza
Yacimiento/Muestra Ejemplos
Aluviales(Placeres) Tabular – Plano
El material fue arrastrado por un rio y depositado (deltas, meandros, diseminaciones)
Pobre/pobreArenas y grava, metales y piedras preciosos
Superficiales(Pantanosos)
Tabular – plano y de poca potencia(posible plegamiento)
Pantanoso(posible metamorfismo dinámico)
Pobre / pobre a buena Carbón
Yacimientos
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Diseminados MasivoCambios subterráneos y avances multifacéticos
Pobre/pobre
Yacimientos hidrotermales (pórfidos de cobre y sulfatos)
Vetas y filones Tabular – inclinado(chimeneas)
Cambios subterráneos (fisuras), gouge, Alteración
Pobre a buena / buena
Yacimientos hidrotermales (epitermal)
Evaporados Tabular – plano –poca potencia Desecación interior Buena/buena Sales, fosfatos
Sedimentarios(estratos)
Tabular – plano –poca potencia Fondo marino Buena/buena Caliza, arenisca
Metamórficos Tabular – plano –poca potencia Dinámico y/o termal Buena/buena Mármol, pizarra
Ígneos(Magnaticos) Masivo Emplazamiento
plutónico Buena/buena Granito, basalto, Diorita
Tabla 9: clasificación de los métodos de minería superficial.
Forma
(inclinación)
Características del
yacimiento
relación de
desmonte
ExcavaciónMétodo de
minadoManejo de
residuosexcavación
Tab
ula
r
Plano
superficial Bajo In-situHidráulica,
scoop, túneles
Placeres –
sluices – Dragas
de succión -
profundización
En Superficie Moderado echaderoScoop, túneles,
altos explosivos
Contorno en la
cumbre de una
montaña
Moderado
13
Tab
ula
r
Inclinado
Moderado
Moderado
(eliminar
colgando)
Necesita
muro altoTaladro Barreno
Profundo
Alto (quite
pared
colgante y
pie las
paredes)
Arrastre
(Para
transportar
mineral)
explosivos cielo abierto
Masivo Rangos
Depende de
la
profundidad
Arrastre
(Para
transportar
mineral)
------cielo abierto
Tabla 10: Los componentes estructurales localizados y descritos para la minería subterránea.
Componente (dependiente del tiempo)
Ubicación (materia) Cargado por con el apoyo
de Comentarios
Techo (se puede deteriorar, cambiar disgregar-seca y se desmoronan
Hacia atrás y colgando de la pared (sobre)
Cuerpo de techo-todos, especialmente a sobrecargar (roca de cubierta)Techo inmediato de
Pilares y relleno, también se arqueó (1/5)Apoyo Artificial se puede quitar
Se extiende - (10 ft) de carbón de (100 ft) por el rockAbarca (10 ft) (stand-up)
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desmoronan inmediato de cuerpo
puede quitar
Pilares y las paredes se puede deteriorar-ciénaga, saciar)
Lados, depósito y desechos (principalmente caballos)
Todos, especialmente sobrecargada
Piso
Crítica:1. Rigidez: esbeltez:
aproximadamente 10/1 (carbón) a 1 / 3 (roca)
2. La fuerza (material)3. Porcentaje de recuperación
Componente (dependiente del tiempo)
Ubicación (materia) Cargado por con el apoyo
de Comentarios
Planta baja (puede establecerse y levantar)
Muro inferior (sobre)
Todo a través del agua pilar de seguimiento
La roca en el Campo puede ser compactado, eliminado, escurrido
Crítico:l. Rigidez2. Resistencia (capacidad de carga, especialmente si el agua)3. tracción (profundo)
Relleno (para la estabilidad
Residuos triturada, arena,
Todos, en especial como pilares se
Muro inferior y el suelo
Bueno, principalmente para apoyar a colgar de la pared Requiere mayor que el
… Continua
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la estabilidad permanente)
triturada, arena, agua pilares se
eliminanel suelo Requiere mayor que el
ángulo de la diapositiva y el confinamiento
Apoyo artificial (tiempo limitado)
Externo: Maderas zarandas de hormigón (malla)
Interior: Pernos (encabezados) armaduras, los cables, la lechada.Cementación
Principalmente techo inmediata
Principalmente techo inmediata
Piso Anclaje en el techo, otros
El deterioro (químicos y tensión)Anclaje una preocupación
Normalmente, dos importantes parámetros independientes se consideraráque formen una matriz, a diferencia de métodos de explotación. Estos dosparámetros son: (1) la geometría de depósito básica, como para métodossuperficiales, y (2) necesidad de soporte necesario para estabilizar la mina,o para realizar la explotación, un problema de control de tierra (Boshkov yWright 1973; Hamrin 1980; Hartman 1987; Lewis y Clark 1964; Thomas1973). Se clasifican en los siguientes:
1.- Geometría del depósito.
CLASIFICACIÓN DE LOS MÉTODOS EN MINERÍA SUBTERRÁNEA
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1.- Geometría del depósito.2.- Control de tierras.3.- Caja techo.4.- Pilares.5.- Relleno.6.- Sistema de clasificación de la minería subterránea.7.- Otros factores.
TABLA 11: DEPÓSITO Y SUS COMPONENTES ESTRUCTURALES RELACIONADAS CON LOS MÉTODOS DE MINERÍA SUBTERRÁNEA
Geometría
Estructura
principal del
techo o piso
Componentes
(pilares, paredes)*
Métodos de minería
subterráneaTipo
Tab
ula
r
Plano
e inclinado
Buena BuenaCámaras y pilares
Cámaras y pilaresAuto soporte
Buena MalaCámaras y pilares; bancos y
pillaresSoportado
Mala (el techo
puede colapsar
entre los pilares)
Buena Paredes extensas, pilares Excavado
Mala Mala ------------ Excavado
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Tab
ula
r
Mala Mala ------------ Excavado
Empinada
buena BuenaSublevel stoping
Amplia sección del túnel
Auto soportado
después de ser
rellenado
Buena Mala Shrinkage
Auto soportado
después de ser
rellenado
Mala Buena Corte y relleno --------
mala Mala Sublevel caving y top slice Excavado
Masivo
Buena Buena Vertical slices Auto soportado
Buena MalaSoportado después
del relleno
Mala (estratos) mala Bloques de exploración ---------
Tabla 12: Clasificación de los métodos de minería subterránea basada en la geometría y soporte del yacimiento
Forma del yacimiento, (inclinación)
Grado de soporteSin soporte soportado excavado
Tabular
Plano(uso de móviles para transportar mineral)
Cámaras y pilares; relaves y pilares
Dragas o soportes artificiales para “cámaras y pilares”
Paredes amplias (paredes cortas); pilares (cámaras y pilares)
Inclinado (uso de móviles y gravedad para transportar mineral)
Sobre los camionesAmplia sección de túneles
Arriba con raspadores, Amplia sección de túneles con soporte artificial
Paredes amplias (con dificultad)
Carbón hidráulicoShrinkage stoping; Corte y relleno ascendente.
Sublevel caving
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Tabular
Empinado (vertical)(traslado del mineral por gravedad)
ascendente.
Sublevel stoping Enmaderado estático (cuadros de Madera,)
Corte superior (control de dilución y recuperación)
Retiro del cráter vertical Necesita relleno
Shrinkage stopingEs necesario Relleno por gravedad
MasivoRelleno por gravedadPara remover los pilares, se puede explotar y después rellenar horizontalmente
Rellenar de inmediato horizontalmenteExploración de cuevas (bulk mining)
Software Para la Selección del Método de Explotación
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DESARROLLO DE LA PRESENTACIÓN
MATRIZ DE VALIDACIÓN DEL MÉTODO DE EXPLOTACIÓN
Condiciones Naturales
(Invariantes)
Capacidades de laCompañía(Variantes)
Política Publica(Semivariante)
Situación de la Técnica(Ingeniería de minas) Valores
PARÁMETROS SECUNDARIOS
PARÁMETROS PRIMARIOS
Geo
grafía
Geo
logía
Ing. Económ
ica
Administración
de
Neg
ocios
Aspectos
Mon
etarios
Aspectos de
Geren
cia
Reg
ulacion
es
Impuestos
Con
tratos
Incentivo
s
Distincion
es sob
re
salariales
Sistemas totales
(Diseñ
o/Con
trol)
Espacios Forzados
Practicas de
evaluación
y
administración
profesion
alismo
Positivo
Neg
ativo
Total
FORMA
Equidimencional o MasivoTabularIrregular
POTENCIA DEL MINERAL (m)
Estrecho < a 1.8Intermedio 1.8 a 4.6Potente 4.6 a 5.3
Muy Potente > a 5.3Horizontal < a 20o
MATRIZ DE VALIDACIÓN DEL MÉTODO DE EXPLOTACIÓN
20
INCLINACIÓNHorizontal < a 20o
Inclinado 20o a 45o
Parado > a 45o
DISTRIBUCIÓN DE LEYES
UniformeDiseminadoErrático
PROFUNDIDAD DESDE LA SUPERFICIE (m)
Pequeña < a 60Intermedia 60 a 300
Alta > a 300
ASPECTO ECONÓMICO
Recup. Miner. Productividad
Dilución
SelectividadCosto de ExplotaciónRitmo de explotación
ASPECTO SOCIO -AMBIENTAL
seguridadImpacto ambientalImpacto Social
SÍMBOLO: POSITIVO (+) INTENSIDAD: MUY ALTO: 700 GRADO DE ALTERACIÓN: NULA: 0 FUERTE: 3NEGATIVO (-) ALTO: 500-700 LIGERA: 1 MUY FUERTE: 4
MEDIO: 250-500 MODERADA: 2 EXTREMOS: 5BAJO : 100-250
CONCLUSIONES
La matriz de validación propuesta para elegir un método deexplotación es la primera en su género a nivel nacional.
La matriz pondera 05 parámetros primarios y 04 parámetrossecundarios para la elección del método.
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secundarios para la elección del método.
Proponer al empresario minero el procedimiento correcto para laelección del método en los andes peruanos.
GRACIAS
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