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Hundimiento por subniveles
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Hundimiento por subniveles

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  • 1. HUNDIMIENTO POR SUBNIVELESMÉTODO SUBLEVEL CAVINGINTRODUCCIONEn el método Sub Level Caving se desarrollan galerías paralelas separadas generalmente de 9 a 15 m. en la horizontal, conocidas como galerías deproducción. Los subniveles se ubican a través del cuerpo mineralizado en intervalos verticales que varían, en la mayoría de los casos, de 8 a 13 m.La explotación queda de este modo diseñada según una configuración geométrica simétrica.CONDICIONES DE APLICACIÓNEl método Sub Level Caving se aplica generalmente en cuerpos subverticales como vetas, brechas y diques. También puede ser aplicado en cuerposhorizontales o subhorizontales que sean de gran potencia. La configuración de los subniveles se puede adecuar a los distintos cuerpos y a formasirregulares; se distinguen dos configuraciones principales: en cuerpos anchos se usa una configuración transversal; cuando el cuerpo es angostoesta configuración es impracticable, por lo que las galerías deben girarse en la dirección del cuerpo adoptando una configuración longitudinal.OPERACIÓN DEL METODOLa operación consiste básicamente en la perforación de tiros en abanico desde los subniveles hacia arriba, atravesando el pilar superior, laposterior tronadura de las perforaciones, el carguío y transporte secundario del mineral tronado hasta los piques de traspaso y su posteriortransporte desde los buzones de descarga del nivel de transporte principal hacia su lugar de destino.AI comienzo de la explotación, se debe producir el hundimiento desde el nivel superior, este se consigue generando un área de radio hidráulicosuperior al que resiste la roca o induciendo el hundimiento por medio de explosivos. Para conseguir un radio hidráulico adecuado, se puedeconstruir el subnivel superior similar al método de Cámaras y Pilares y posteriormente extraer los pilares.AI producirse la extracción en los frentes de las galerías de producción, se produce el escurrimiento del mineral y del material quebrado; esteescurrimiento se comporta según lo que se conoce como flujo de material grueso.La extracción desde un frente de galería de producción, llamado también punto de extracción, continua hasta que ingresa estéril en una cantidadtal que la ley extraída ya no es económica, en este momento, sé trona la corrida de abanico contigua y se repite el proceso.La producción en este método proviene, tanto de los frentes de extracción, como de las labores de desarrollo realizadas en mineral; generalmente,entre un 15 a un 20% de la producción proviene del desarrollo de nuevos subniveles.VENTAJA* El método puede ser aplicado en roca "de muy competente a moderadamente competente".* Puede adecuarse a cuerpos irregulares y angostos.* Es un método seguro ya que todas las actividades se realizan siempre dentro de las galerías debidamente fortificadas y nunca en cámarasabiertos.* Dadas las características de configuración y de operación, este método es altamente mecanizable, permitiendo importantes reducciones decostos operativos.* Todas las actividades que se realizan son especializadas, simplificándose el entrenamiento y mano de obra requerida.* AI no quedar pilares sin explotar, la recuperación puede ser alta.* El método es aplicable a recuperación de pilares en faenas ya explotadas.* Las galerías se distribuyen según una configuración uniforme.* Se puede variar el ritmo de producción con facilidad permitiendo gran flexibilidad.
  • 2. * La estandarización y especialización de las actividades mineras y del equipamiento permite una alta flexibilidad de las operaciones y unautilización de los equipos en distintos niveles.DESVENTAJAS* Se debe admitir un cierto grado de dilución del mineral.* Se debe implementar un control de producción acucioso.* Existen pérdidas de mineral; al llegar al punto limite de extracción, el mineral altamente diluido remanente se pierde, además se pueden generarzonas pasivas, es decir, sin escurrimiento, lo que implica pérdidas.* El método requiere un alto grado de desarrollos.* Al generarse el hundimiento, se produce subsidencia, con destrucción de la superficie, además, las labores permanentes como chimeneas deventilación y rampas deben ubicarse fuera del cono de subsidencia requiriéndose mayor desarrollo.DISEÑO DEL SUBLEVELCAVINGPRINCIPIO DEL FLUJO DE GRAVITACIONDe acuerdo al principio de flujo gravitacional, la extracción del material quebrado por un punto genera sobre él, un volumen en movimiento enforma de elipsoide de revolución. Este elipsoide de altura h y ancho W, crece en dimensiones a medida que la extracción aumenta, manteniendouna relación de excentricidad prácticamente constante.Parámetros Geométricos de los Elipsoides de Movimiento* Elipsoide de esponjamiento o movimiento es el elipsoide que marca el límite entre roca in situ y quebrada* El elipsoide de extracción es aquel que representa la extracción de material en un tiempo determinadoLa relación de alturas es de 1:2.5La relación de volúmenes es de 1:15Formación del ElipsoideA mayor movilidad de partículas menor es la excentricidad del elipsoide.DILUCION* Para 80% de extracción de mineral hay a lo más un 43% de dilución y el mínimo es 18%* Para 60% de extracción de mineral existe a lo más 30% de dilución y un mínimo de 10%MINAS QUE UTILIZAN ESTE METODOLA MINA KIRUNAEs la mina de hierro mas grande y moderna del planeta.
  • 3. La existencia del mineral se descubrió en 1647 y el yacimiento empezó a explotarse a cielo abierto. No sería hasta el año 1960 que pasaría a sersubterráneo. Desde entonces, la mina ha ido creciendo en extensión, cubre una superficie de cuatro kilómetros de longitud, y en profundidad,alcanza los 2.000 metros en vertical.GeologíaEl cuerpo mineralizado del Kiruna se orienta en una dirección norte al nor-este con mineralización en los limites de la roca encajonante. Lamineralización en Kiruna es principalmente magnetita de estructura fina con un contenido variable de apatito granulado. El apatito contenido en elmineral disminuye con el incremento de la profundidad.HUNDIMIENTO POR BLOQUESEl método de explotación por Block Caving se define como el derrumbamiento de bloques por corte inferior, el mineral se fractura y fragmentagracias a las tensiones internas y efecto de la gravedad. Por consiguiente se necesita un mínimo de perforación y tronadura en la extracción delmineral.La palabra bloque está referida al sistema de explotación, en que el yacimiento se divide en grandes bloques de varios miles de metros cuadrados.Cada bloque se corta por la zona inferior; es decir, se excava practicando una ranura horizontal mediante tronadura.De ésta forma queda sin apoyo el mineral que está por encima (millones de toneladas) y las fuerzas de gravedad que actúan sobre ésta masaproducen una fractura sucesiva que afecta al bloque completo. Por último y debido a las tensiones de la roca, se produce la fragmentación delmaterial, el cual puede extraerse por medio de piques o mediante cargadores.El éxito en el hundimiento de un bloque, independiente de las características de hundibilidad de la roca, depende de los factores fundamentalesque son:a) La base del bloque deberá fracturarse completamente; si se quedaran pequeñas áreas sin quebrar, ellas actúan como pilar, transmitiéndosegrandes presiones desde el nivel de hundimiento hacia el de producción, las que pueden llegar a romper el pilar existente entre ellos, afectandocompletamente la estabilidad de las galerías del nivel de producción. Esto trae consigo un aumento importante en los costos de extracción.b) La altura de socavación inicial proporcionada por la tronadura, debe ser tal que no se produzcan puntos de apoyo del bloque que impidan oafecten el proceso de socavación natural inmediata.CAMPO DE APLICACIONBásicamente, el método de explotación Block Caving, es un sistema normalmente usado para extraer depósitos profundos, masivos, de bajas leyesen Cu,Mo, Fe.Su campo de aplicación es muy amplio. Se puede aplicar teóricamente en cualquier tipo de roca no demasiado resistente a la tracción y cualquieraque sean las características de la roca encajadora, pero es preferible que la resistencia de la roca que se explota sea menor que la de la rocaencajadora.En general, los yacimientos más favorables para la aplicación del método de hundimiento por bloques son los grandes intrusivos de pórfidocuprífero, yacimientos de Hierro, tanto sedimentarios como intrusivos, etc. El requisito técnico es que la roca a hundir sea fácilmentefragmentable.Estos depósitos deberán estar ubicados a gran profundidad y deberán poder ser extraídos a costos inferiores que por un método a cielo abierto.Los depósitos deben tener grandes reservas, cubrir un área extensa y tener una altura relativamente grande. La mayoría de estos depósitos seexplotan a gran escala durante un periodo bastante largo, de tal forma que justifiquen la gran inversión requerida para ponerlos en producción.La explotación por Block Caving, es un método económico bajo condiciones favorables. El extenso trabajo de desarrollo que tal explotaciónconlleva y el tiempo que se emplea hasta alcanzar la plena capacidad de producción, son los inconvenientes de partida. Por otra parte existenciertos riesgos de derrumbamientos y fragmentación, que están fuera de los controles de minería.
  • 4. MÉTODOS CAVING O POR HUNDIMIENTOLa extracción por Hundimiento posee dos métodos principales: el Sublevel Cavingó Hundimiento por Subniveles y el Block Caving ó Hundimientopor Bloques,teniendo éste último una variante en el método Panel Caving o Hundimiento porPaneles que a continuación se describen.Método Sublevel Caving o Hundimiento por SubnivelesEl método Sub Level Caving nació originalrnente como un método aplicable a rocaincompetente que colapsaba inmediatamente después de retirarla fortificación.Se construían galerías fuertemente sostenidas a través del cuerpo mineralizado,se retiraba la fortificación y el mineral hundíaespontáneamente para luego sertransportado fuera de la mina. Cuando la dilución llegaba a un punto excesivo, seretiraba otra corrida defortificación y se repetía el proceso. Este método tenía altadilución y poca recuperación, pero fue el único aplicable a ese tipo de roca enesostiempos dada la tecnología involucrada.En épocas recientes, el método ha sido adaptado a roca de mayor competenciaque requiere perforación ytronadura. Evidentemente dejó de tratarse de unmétodo de hundimiento en referencia al mineral, pero el nombre original haperdurado.DESCRIPCION DEL METODOEn el método Sublevel Caving se desarrollan típicamente, galerías paralelasseparadas generalmente de 9 a 15 m. en la horizontal, conocidas comogaleríasde producción (llamadas comúnmente también cruzados de producción XP). Lossubniveles se ubican a través del cuerpo mineralizado enintervalos verticales quevarían, en la mayoría de los casos, de 8 a 13 m. La explotación queda de estemodo diseñada según una configuracióngeométrica simétrica.Generalmente, el acceso a los subniveles es por medio de rampas.Los subniveles están comunicados además por medio depiques de traspaso conun nivel de transporte principal que generalmente se ubica bajo la base del cuerpomineralizado.Las galerías de produccióncorrespondientes a un mismo subnivel se conectan enuno de los extremos por una galería de separación o slot y en el otro extremo unagalería decomunicación, en esta última, se encuentran los piques de traspaso.La galería de separación sirve para construir chimeneas que permitenlageneración de una cara libre al inicio de la producción de la galería.El método Sublevel Caving se aplica generalmente en cuerpossubverticalescomo vetas, brechas y diques. También puede ser aplicado en cuerposhorizontales o subhorizontales que sean de gran potencia. Laconfiguración de lossubniveles se puede adecuar a los distintos cuerpos y a formas irregulares; sedistinguen dos configuraciones principales: encuerpos anchos se usa una configuración transversal; cuando el cuerpo es angosto esta configuración esMódulo I: Seguridad Laboral – Seguridad en Faenas Mineras Postítulo de especialización en Prevención de Riesgos Laborales & Medioambientalesimpracticable, por lo que las galerías deben girarse en la dirección del cuerpoadoptando una configuración longitudinal.http://es.scribd.com/doc/63742743/59/Metodo-Sublevel-Caving-o-Hundimiento-por-SubnivelesHundimiento por pisos (sublevel caving) es utilizado cuando la roca no es fácilmente fragmentable. En cierta manera recuerda al método desublevel stoping con la salvedad de que las paredes son el mismo cuerpo mineralizado, y éstas se hacen colapsar.Pisos de hundimiento (sublevel caving), esquema general.Un túnel es una obra subterránea de carácter lineal cuyo objeto es la comunicación de dos puntos, para realizar el transporte de personas,materiales entre otras cosas. Normalmente es artificial.Los túneles se construyen excavando en el terreno, manualmente o con máquinas. Los sistemas habituales de excavación subterránea son mediosmecánicos, voladuras y manual:• Los medios mecánicos mediante minador puntual (rozadora), minador a sección completa o TBM (Tunnel Boring Machine) o con maquinariaconvencional (martillo picador, excavadora...)• Perforación y voladura mediante explosivos.• Manual, método derivado de la minería clásica del carbón de las cuencas asturianas, en el que los operarios pican con martillo neumático lasección a excavar y otra partida de obreros desescombran manual o semi-manualmente.
  • 5. Un pozo es un orificio o túnel vertical perforado en la tierra, hasta una profundidad suficiente para alcanzar lo que se busca, normalmente unareserva de agua subterránea (originalmente) del nivel freático o materias como el petróleo (pozo petrolífero). Generalmente de forma cilíndrica, sesuele tomar la precaución de asegurar sus paredes con piedra, cemento o madera para evitar su derrumbe.Sublevel CavingPrincipios:Este método, consiste en arrancar el mineral a partir de subnivelesmediante tiros en abanicos (hacia arriba) y dispuestossegún planos verticales ocon una cierta inclinación con respecto a la vertical.Diferencia con el Sub Level Stoping:•Es un método por rebaje•Elcarguío del mineral se efectúa en los mismos subniveles•La cara libre principal sobre la cual actúa el explosivo, permanece siempre encontacto conel mineral arrancado o derrumbado,•El hundimiento del techo no tiene mayor importancia, ambos métodos seencuentran entre los másproductivos y al mismo tiempo entre los máseconómicos.Descripción del método.•En el método Sub Level Caving se desarrollan galerías paralelasseparadasgeneralmente de 9 a 15 m. en la horizontal, conocidas como galerías deproducción (llamadas comúnmente también cruzados deproducción XP).•Los subniveles se ubican a través del cuerpo mineralizado en intervalos verticalesque varían, en la mayoría de los casos, de 8 a 13m.•La explotación queda de este modo diseñada según una configuración geométricsimétrica.•Generalmente, el acceso a los subniveles es pormedio de rampascomunicadoras.•Los subniveles están comunicados además por medio de piques de traspaso conun nivel de transporte principalque generalmente se ubica bajo la base del cuerpomineralizado.•Las galerías de producción correspondientes a un mismo subnivel se conectanenuno de los extremos por una galería de separación o slot y en el otro extremo unagalería de comunicación, en esta última, sé en encuentran lospiques de traspaso.•La galería de separación sirve para construir chimeneas de rainura que permitenla generación de una cara libre al inicio de laproducción de la galería.Características del Método de Explotación• Método descendente, facilita la entrada en producción.• Es flexible, permiteadaptarse a la geometría del cuerpo mineralizado,incorporando otros sub niveles.• Selectivo, permite extraer solamente el esponjamiento enzonas de baja ley.• A partir del manejo de la fragmentación del mineral se puede disminuir el % dedilución.• Rock Factory, permite avanzar endiferentes operaciones unitarias a la vez endiferentes niveles.• Riesgo es controlado ya que cada abanico de perforación contiene del ordende1500 -2000t.• Es seguro ya que se trabaja bajo techo fortificado

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