Aplicación del corte y relleno ascendente en la mina Atacocha RESUMEN La explotación de una mina es el conjunto de operaciones que permiten el arranque, el carguío y la extracción del mineral, asegurando todos los servicios anexos en producción normal, tales como ventilación, fortificación, drenaje y suministro de energía, aire y agua. Los métodos de explotación se definen como una forma geométrica usada para explotar un yacimiento determinado. Es el modo de dividir el cuerpo mineralizado en sectores aptos para el laboreo. El objetivo de la explotación de un yacimiento es la extracción de menas y sustancias minerales sistemáticamente, de manera que la comercialización de la sustancia mineral proporcione la utilidad esperada. La elección del método de explotación es muy importante dentro de un proyecto de explotación de un yacimiento mineralizado, porque de él dependerá dependerá el diseño de la mina mina y el volumen de la producción. producción. En una misma mina o yacimiento se pueden aplicar diversos métodos. Cierto número de métodos de minado se adapta a cada yacimiento, considerando que muchas veces se utilizan variantes de aquellos métodos, según el género de los terrenos en el que se han formado (rocas encajonantes). Es por ello que en mina Atacocha de acuerdo a un estudio, en los factores geométricos, geomecánicos, económicos eligió que la mejor forma de arrancar o explotar su yacimiento es mediante el método corte y relleno ascendente.
Palabras claves: corte y relleno ascendente, geométrico, geomecánicos, económicos Abstract The exploitation of a mine is the set of operations that the start, the freight and the extraction of the mineral, insuring all of the annexed bathrooms in normal production, such like ventilation, fortification, drainage and supply of energy, air and water enable . They define the methods of exploitation as a geometric used form to explode a determined deposit. The mode becomes of dividing the body mineralized at apt sectors for the tilling. The objective of the exploitation of a deposit is the extraction of ores and mineral substances systematically, so that the commercialization of the mineral substance provide the hoped-for utility. The election of the method of exploitation is very important within a project of exploitation of a mineralized deposit, because of him will depend the design of the mine and the volume of production. Various methods can be applicable at a same mine or deposit. Certain number of methods of mining adapts each deposit itself, considering that many times they utilize variants of those methods according to the kind of the lots they have taken shape in, ( rocks encajonantes ). You are for it than in mine Atacocha according to a study, in the geometric factors, geomecánicos, economic the method chose to that the best form to start or to explode his deposit is intervening intervening cut and ascending filling.
Key words: Cut and ascending, geometric filling, geomecánicos, economic
INTRODUCCION Este método consiste en extraer el mineral o desmonte mediante rebanadas horizontales de longitud acorde al equipo de perforación utilizado y con un ancho mínimo del minado entre 0.6 y 0.9 m. Estas rebanadas son perforadas en forma vertical o inclinadas de acuerdo a una malla de perforación preestablecida y detonadas, para luego limpiar el material roto, winches de arrastre o equipos LHD (Load-Haulp-Dump), hacia el echadero. Una gran parte del material roto se deja como relleno hasta una altura que posibilite perforar nuevamente y se extrae hacia el echadero el excedente formado por el incremento en el volumen de la masa rocosa después del disparo (esponjamiento). De esta manera se completa el ciclo de minado, el cual se repetirá hasta llegar al nivel superior del bloc; siendo el ciclo de minado el siguiente: Perforación, Voladura, Limpieza. El corte y relleno ascendente es el método de explotación más flexible de todos aplicarse a casi todo tipo de criaderos; la utilización de esterónes de tejidos apropiados, que sirven para recubrir los pilares y contener el relleno, o bien el empleo de una ligera dosis de cemento para que el relleno fragüe, permite estabilizar éste y consiguen la recuperación del mineral de los pilares. En criaderos tabulares de fuerte pendiente y potencia pequeña o media, el mineral se arranca en dirección, montando cámaras longitudinales y con la anchura de la caja. Según la corrida del criadero, las cámaras pueden ser del mismo largo que éste o limitarse por medio de pilares de separación, que disminuyen el vano descubierto de los hastíales. Cámaras de más de 20 m de anchura sólo son posibles con coronas de mineral muy resistente. Si el criadero es más ancho, se preparan las cámaras como labores de través, con el eje mayor normal a los hastíales.
MATERIAL Y METODO Para la selección del método de explotación corte y relleno ascendente, en la mina Atacocha el yacimiento cumplió con las siguientes características, para su aplicación.
PARAMETROS
CARACTERISTICA
GEOMETRIA Y DISTRIBUCION Forma del yacimiento Potencia del mineral Buzamiento Tamaño Regularidad
GEOMECÁNICOS
Tabular >1m >60°1 Cualquiera Irregular
Zona de mineral Resistencia de la roca Espaciamiento entre fracturas Resistencia de discontinuidades
Media Grande Media
Zona de techo Resistencia de la roca Espaciamiento entre fracturas Resistencia de discontinuidades
Media Grande Media
Zona de piso Resistencia de la roca Espaciamiento entre fracturas Resistencia de discontinuidades
Media Grande Media
ASPECTOS ECONOMICOS Valor Unitario de la Mena Productividad y ritmo de explotación
Alto Media – baja
Atacocha se ubica en la zona central del Perú, a 15 km al NE de la ciudad de Cerro de Pasco, en un macizo de la Cordillera Occidental de los Andes, el cual se realiza las siguientes etapas para el logro de su explotación.
1. Aspectos geológicos: Es de origen metasomático de contacto, se ubica en la aureola de skarn que bordea el intrusito Santa Bárbara y Atacocha. Los minerales de mena que se presentan son esfalerita con pequeñas cantidades de galena. El contenido de bismuto es mayor a 0.05%. Desde el punto de vista geomecánico, el macizo es de buena calidad. Aporta el 20% de la producción. Los yacimientos de plomo argentífero y esfalerítico del asiento minero de Atacocha, se encuentran ubicados en la parte central de los Andes Peruanos, siendo sus coordenadas geográficas: Latitud Sur 10°35’ y Longitud Oeste 76°14’. En Atacocha se presenta la
mineralización en vetas y cuerpos irregulares desarrollados a lo largo de estructuras y próximas a las intersecciones estructurales, también se presenta mineralización en skarn; la mena consiste en galena argentífera, esfalerita, calcopirita y en menor proporción oro y como ganga pirita, cuarzo, calcita, rodocrosita y fluorita; esta unidad tiene un control estructural y litológico La Mina de Atacocha está conformada por dos yacimientos claramente diferenciados tanto en la génesis como en la mineralización, Atacocha y Santa Bárbara
El yacimiento de Atacocha es polimetálico de origen hidrotermal y epigenético, formado por reemplazamiento y relleno de fracturas, que han originado cuerpos u ore bodies y
vetas con mineralización económica constituida principalmente por sulfuros de Pb, Zn y Cu, con contenidos de Ag y en menor cantidad de Au y Bi.
El yacimiento de Santa Bárbara es originado por un metasomatismo de contacto en las calizas aledañas a las rocas ígneas intrusivas, dando lugar a cuerpos con mineralización económica de sulfuros de Zn y Cu y en menor cantidad contenidos de Pb, Ag, Au y Bi.
2. Geología: La mina de Atacocha es un yacimiento polimetálico principalmente de Zn, Pb, Ag y Cu, que pertenece a un sistema de pórfidos emplazado en las rocas carbonatas del Grupo Pucará, definido en 4 fases:
Primera fase ácida, que se manifiesta como flujos hidrotermales silíceos y con alteraciones de caolinita, sericita, illita y callosita. Esta fase se presenta principalmente en la zona de Atacocha y Curiajasha (brechas silíceas), y como últimas manifestaciones de esta fase se originaron las brechas calcáreas por fluidos de menor temperatura.
Segunda fase, skarn progrado, en el yacimiento se manifiesta como la formación de calcosilicatos emplazadas en las rocas calcáreas formando una aureola alrededor de los intrusivos.
Tercera fase, skarn retrogrado, que se sobrepone al skarn progrado y es la primera etapa de mineralización consistente en marmatita, pirita, calcopirita, pirrotina,
magnetita, fluorita, molibdenita y un aporte posterior de blenda rubia en las aureolas del skarn. Esta etapa se manifiesta como cuerpos que se emplazan alrededor del intrusivo Santa Bárbara y zona profunda de Atacocha.
Cuarta fase, relleno de fracturas y mineralización de brechas calcáreas, la mineralización en esta fase consiste en esfalerita, galena, pirita rodocrosita, calcopirita, calcita, tetraedrita y cuarzo. Esta etapa forma las vetas y cuerpos de las zonas de Atacocha y San Gerardo.
3. Principios Consiste en excavar el mineral por tajadas horizontales en una secuencia ascendente (realce) partiendo de la base del caserón. Todo el mineral arrancado es extraído del caserón.
Cuando se ha excavado una tajada completa, el vacío dejado se rellena con material exógeno que permite sostener las paredes y sirve como piso de trabajo para el arranque y extracción de la tajada siguiente.
El mineral se extrae a través de piques artificiales emplazados en relleno, que se van construyendo a medida que la explotación progresa hacia arriba.
Como relleno, se utiliza el material estéril proveniente de los desarrollos subterráneos o de la superficie, también relaves o ripios de las plantas de beneficio, e incluso, mezclas pobres de material particulado y cemento para darle mayor resistencia.
4. Desarrollo y Preparacion
Una galería principal de transporte emplazada a lo largo de la base del caserón, dotada de las correspondientes instalaciones de carguío (buzones).
Subnivel de corte inicial (undercut), ubicado entre 5 a 10 m sobre el nivel de transporte, y sus correspondientes chimeneas de acceso.
Piques o chimeneas de ventilación, acceso y traspaso del material de rell eno, comunicadas con la superficie o con un nivel superior.
5. Explotación Limpieza En la limpieza del mineral roto de los tajeos, se puede emplear carretillas, Winches de arrastre ó equipos LHD (Microscoops Diesel o eléctrico), estos equipos acarrean el mineral al echadero de los dos tajeos (E-W), de preferencia se puede utilizar un equipo eléctrico para evitar la contaminación de las labores con los humos del escape.
Relleno La idea básica es reemplazar el mineral roto por material estéril para que quede como piso de trabajo cuando la siguiente rebanada de mineral sea e xtraída. El relleno además de permitir la continuación del ciclo de minado sirve como una forma de sostenimiento del tajeo, utilizándose en este caso el material roto casi en su totalidad para alcanzar el ancho mínimo de explotación o en su defecto suministrar material detrítico de las labores de desarrollo y mineral marginal de baja ley, tratando de dejar el piso uniforme para facilitar la siguiente etapa de perforación.
RESULTADO Y DISCUSION Las ventajas del método son:
Pueden dar producción rápidamente, en general es bastante buena, siempre que se tome la precaución de evitar pérdidas de mineral en el relleno. Cabe agregar, que éste método permite seguir cualquier irregularidad de la mineralización.
Flexibilidad para aplicar otra variante o combinar con otro método.
Aprovechamiento de la gravedad para la extracción, esto es debido a que el buzamiento de la estructura mayor a 60° permite la caída del mineral.
Fácil mecanización, este método tiene posibilidades de aplicación bastante amplias, se aconseja especialmente en aquellos yacimientos donde las cajas no son seguras y las características mecánicas de la roca no son satisfactorias. Como se trabaja con una altura máxima equivalente a la altura de dos tajadas (2.5 – 3 m) es posible controlar mediante apernado o acuñadura cualquier indicio de derrumbe.
Permite trabajar en forma selectiva, esto (zanjeado)
Se necesita poca mano de obra.
La seguridad es grande, este método ofrece bastante seguridad en todo a lo que refiere al obrero contra desprendimiento de roca ya sea del techo o las paredes.
La ventilación es sencilla,
Existe poca dilución del mineral, puede existir una pequeña dilución de la ley en el momento de cargar los últimos restos de mineral arrancado que quede en contacto con el relleno. Esto se puede evitar estableciendo una separación artificial entre el mineral y el relleno, solución que en casos excepcionales (mineral de gran ley) resulta antieconómico. Entonces se debe aceptar que algo de mineral se mezcle con el relleno.
El taqueo puede hacerse en la cámara, evitando atascos en los coladeros
La estabilidad en la cámara y en el conjunto de la mina es grande, gracias al relleno.
Sus rendimientos se pueden considerar satisfactorios. En caserones sin mecanización, se alcanza normalmente rendimientos del orden 4-8 ton/hombre, según el ancho del caserón. En caserones mecanizados, este rendimiento es duplicado, es decir se alcanza una cifra decente del orden de 14 ton/hombre, sin tomar en cuenta el abastecimiento del relleno. Si se trata de relleno hidráulico, con caserones mecanizados, se obtienen rendimientos netamente superiores.
Por el contrario, los inconvenientes son:
Costo de explotación elevado, esto se debe por el los hastiales incompetentes que requieren sostenimiento inmediato, para evitar el colapso de labores.
Algunas veces el rendimiento baja por la paralización de la producción como consecuencia del relleno.
Consumo elevado de materiales de fortificación, esto por la presencia de fracturas en el macizo rocoso que conlleva a dar brindar estabilidad a nuestras labores.
Se necesita un buen suministro de tierras para relleno.
Los finos residuales del tratamiento de estériles ocasionan problemas de estabilidad de escombreras.
CONCLUSIONES
Cada yacimiento y cada mina presentan características peculiares respecto a altitud, clima, condiciones litológicas y mineralógicas, las cuales darán los parámetros específicos para el desarrollo de la ingeniería y el diseño adaptado a cada caso particular, que permitirán elegir el método de explotación que más se adecue a las características del depósito.
Aplicando el método corte y relleno ascendente en la explotación de mina Atacocha, se puede obtener altos rendimientos
Utilizando el método Corte y relleno ascendente obtenemos mayor rotura en nuestro minado
El método Corte y relleno ascendente en la mina Atacocha se obtiene mejores rendimientos productivos.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 1. Arévalo Sánchez, Sofia; Blas Bernardo, Luis; Cruz Contreras, Jesús (2011). Trabajo práctico del curso de Explotación Subterránea I “Métodos de explotación en la minería cperuana” - Escuela de minas, UNMSM 2011.
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