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METODO DE EXPLOTACIÓN: CÁMARAS Y PILARES.

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José Carlos La Torre Reyes

on 25 November 2013

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METODO DE EXPLOTACIÓN: CÁMARAS Y PILARES.

Memoria Descriptiva.
PREPARACIÓN DE LOS TAJOS
PREPARACIÓN DE LOS TAJOS
CICLO DE MINADO:
características del método de explotación
DESARROLLO DEL METODO DE EXPLOTACIÓN.
El desarrollo del yacimiento va a depender de una serie de factores, todos relacionados entre sí, con mayor o menor importancia según las características del yacimiento, estos factores son:
SOSTENIMIENTO DEL TECHO:
La estabilidad del techo va a definir la distancia y sección de los pilares, y ancho de los caserones, (influida naturalmente por la potencia del yacimiento). Asu vez, la densidad de pilares influirá fuertemente sobre la recuperación del yacimiento.
Para ello es preciso realizar una serie de experiencias que toman en cuenta las siguientes observaciones:
RECUPERACIÓN DE PILARES:
La recuperación puede hacerse de varias maneras:
• Recuperación con hundimiento controlado del techo.
• Recuperación de Pilares en forma alternada.
• Recuperación parcial depilares.
• Recuperación por hundimiento controlado del techo.
• Arrancándose pilares en forma alternada.
• Arrancándose pilares alternados y provocando hundimiento.

Room and Pilar
Post Room and Pilar Mining
Aspecto geotécnico
Aceptable Óptimo
Resistencia (Techo) >300 k/cm2 >500 k/cm2
Resistencia (Mena) s/profundidad >500 k/cm2
Fracturación (Techo) Baja >500 k/cm2
Campo Tensional In-situ (Profundidad) <1000 m <600 m
Comportamiento Tenso-Deformacional Elástico Elástico

Aspecto geotécnico
Aceptable Óptimo
Valor Unitario de la Mena Bajo NA
Productividad y ritmo de explotación Alto NA

En el caso de cuerpos de mayor inclinación, donde las pendientes no permiten la circulación de los equipos de carguío y transporte sobre neumáticos, es necesario desarrollar con anterioridad niveles horizontales, espaciados regularmente según la vertical y orientados según el rumbo del manto
Preparación de los Caserones en mantos de poco espesor:
• Tomaremos como ejemplo la preparación de caserones cuya potencia explotable varía entre los 1.5 y 3.0 mts.
• En este caso puede correrse un frontón por el yacimiento, de un ancho que permita trabajar con facilidad en la etapa de arranque, (etapa que viene enseguida de la preparación). La altura del frontón es igual a la potencia explotable.
• Si el yacimiento tiene un piso o techo, bien definido deberá usarse éste como guía de preparación del frontón, lo que evitará o disminuirá mucho las posibles diluciones del mineral durante el arranque.
• Es posible en algunos casos, eliminar el frontón de preparación, y realizar el avance de arranque a todo lo ancho del caserón, o sea, se elimina el frontón.
• En el primer caso, el frente se desquincha a todo el ancho del caserón así resulta que el desquinche va retrasado con respecto al avance del frontón.

Preparación de caserones de potencia superior a 3.0 mts.
• La preparación de los caserones en yacimientos de este tipo puede hacerse con frontones que llevan como piso el yacente del yacimiento, o lleva como techo de la galería de preparación el pendiente del manto. Ambos casos están sujetos como se comprenderá a las características del yacimiento (ejemplo: definición del techo o piso, etc.), grado de mecanización que se tenga o que se pueda obtener, etc.
• La preparación continúa con el desquinche del frontón a todo el ancho del caserón, si es que el trabajo de arranque se va a efectuar en bancos de rebaje o de realce.

UBICACIÓN DEL FRENTE.
Puede estar centrado con respecto al caserón o ubicado en un extremo, en éste último caso generalmente se aprovecha para perforar los tiros de desquinche desde el caserón del lado. Este método tiene la ventaja de perforar el desquinche cuando la galería de preparación o frente esta llena se limpia.
ACCESOS A LOS FRENTES O CASERONES:
avanzar con los frentes hasta unir rápidamente las galerías base con los frontones, para establecer los accesos a los frentes de trabajo, tiene la ventaja de que las operaciones de perforación y carguío se independizan, no produciéndose dificultades entre ambas, siendo posible trabajar y tener acceso a la perforación por un extremo, cuando el trabajo de carguío se efectúa al mismo tiempo en el otro extremo.
PERFORACIÓN:
En mantos angostos el desquinche de los caserones puede hacerse con tiros paralelos al eje del caserón o tiros perpendiculares a dicho eje. Si las condiciones lo permiten, es común el uso de jumbos, máquinas que tienen gran capacidad de perforación.
EXTRACCIÓN DE MINERAL DE LOS TAJOS:
En yacimientos horizontales o de baja pendiente (ángulo de manteo), cuya potencia no permite una mecanización, puede palearse a mano sobre carros y transportarse el mineral al exterior o vaciarse sobre Buitras.
OBSERVACIONES:
• La variación de la carga sobre el pilar con respecto al tiempo.
• La variación de la deflexión del techo al variar la luz entre pilares.
• La variación de los ruidos micro sísmicos.
• La resistencia de la roca a la tracción y compresión.
• La distribución y orientación de los planos de diaclasas, estratificación y otras estructuras.
• Otras pruebas que sean necesarias.

MODO DE MANTENER LA ESTABILIDAD DEL TECHO:
Es posible asegurar la estabilidad del techo mediante un apernado que puede ser hecho en forma sistemática o solamente en aquellos sectores donde las condiciones lo requieran. Para ello debe conocerse muy bien la naturaleza de las rocas del pendiente, lo que determinará la sección, largo y densidad en la colocación de pernos.
Por otra parte deberá determinarse a través de estudios de prueba en el terreno mismo, el apriete que deberá dársele a los pernos para que cumpla realmente el papel que deben desempeñar.
Recuperación por hundimiento controlado del techo:
Consiste en controlar perfectamente bien la estabilidad del techo y provocar el hundimiento a voluntad.
Recuperación de pilares y remplazo por pilares artificiales:
Este método es uno de los más corrientes y consiste en el remplazo del pilar de mineral por un pilar de concreto, encastillado de madera, muro de piedra de mampostería o simplemente por un gran número de pies derechos de sostenimiento.
Recuperación parcial de Pilares:
En algunos casos se adelgazan los pilares a un máximo y luego se refuerza con concreto ( es una especie de camisa o cilindro alrededor del pilar ).
Puede hacerse la recuperación de pilares en forma alternada cuando las condiciones son favorables y abandonarse la zona, o también arrancarse los pilares alternativamente y provocar el hundimiento, esto tiene por objeto disminuir los esfuerzos en los pilares de aquellas zonas vecinas al hundimiento.

Based on Jim Harvey's speech structures
El método de explotación Room and Pillar o también cámaras y pilares, consiste como su nombre lo indica, en la explotación de caserones separados por pilares de sostenimiento del techo. La recuperación de los pilares puede ser parcial o total, en este último caso, la recuperación va acompañada del hundimiento controlado del techo que puede realizarse junto con la explotación o al final de la vida del yacimiento, lógicamente el hundimiento del techo en este caso es totalmente controlado.
Camaras y pilares en vetas angostas.
Geometría del yacimiento
Aceptable Óptimo
Potencia >1 m >3 m
Buzamiento <30° Horizontal
Tamaño Regularidad Cualquiera

En los cuerpos mineralizados de inclinación cercana a la horizontal, se requieren mínimos desarrollos previos a la explotación propiamente tal. Casi siempre es posible utilizar como vías de acceso y transporte del mineral los mismos caserones ya explotados.
Tales niveles se pueden comunicar entre sí mediante rampas, o también se pueden habilitar piques de traspaso cortos que conducen el mineral a un nivel de transporte principal horizontal emplazado bajo el manto.


En bancos en realce pueden usarse las perforaciones largas con brocas flexibles, o con brocas atornilladas, con máquinas montadas sobre carros con neumáticos.
Si se justifica la instalación de Scrapers, es posible usarlos con ventajas cargando directamente sobre carros o sobre Buitras ubicadas frente a cada caserón; en este caso el Scrapers limita el largo del caserón ( 40 – 50 mts. )
Cuando los tonelajes arrancados son considerables y la pendiente favorable, el movimiento del mineral puede hacerse con palas mecánicas que cargan sobre camiones tales como Dumpers de 3.0 a 4.30 m³,. Esta combinación pala – camión tiene la ventaja de distanciar bastante los puntos de extracción, además son de alto rendimiento y costo de operación bajo.
VENTAJAS:
DESVENTAJAS
1. El método hasta cierto punto es selectivo, es decir zonas más pobres pueden no explotarse sin afectar mayormente la aplicabilidad del método.
2. En yacimientos importantes puede llegarse a una mecanización bien completa lo que reduce ampliamente los costos de explotación.
3. En yacimientos que afloran a la superficie puede hacerse todo el desarrollo y preparación por mineral, o en caso contrario los desarrollos por estéril pueden ser muy insignificantes.
4. Permite la explotación sin problemas, de cuerpos mineralizados ubicados paralelamente y separados por zonas de estériles.
5. La recuperación del yacimiento aun no siendo del 100 % puede llegarse a recuperaciones satisfactorias del orden del 80 a 90 %.

1. Si el yacimiento presenta una mineralización muy irregular, tanto en corrida como en potencia podría llegar a afectar la explotación, limitando mucho la planificación del método, como así mismo la perforación y provocar problemas de carguío sobre todo para posibles mecanizaciones.

2. Problema de manteo del yacimiento, cuando el manteo está muy cerca del manteo crítico (45°), se producen problemas para el movimiento del mineral en los caserones y aún este problema es más grave, si se trata de mantos angostos. En el caso de mantos potentes hay problemas en la mecanización de la perforación lo que se traduce en dificultades de movilidad al usar el equipo pesado de perforación.

3. Dilución de la ley: es un problema que es muy importante y que en casos de techos débiles puede ser causa que llegue a limitar la aplicación del método.

DISEÑO DE PILARES:
El problema es enfocado considerando globalmente los esfuerzos que se ejercen sobre un pilar, sobre ese enfoque se han desarrollado varias teorías como:
- teoría del área atribuida
- teoría del arco
- modelo de la cavidad creada en un medio infinito
- modelo de la viga o de la placa (cuando existen estratos horizontales.
- métodos numéricos con elementos finitos.
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