Conceptos y Diseño en Métodos de Minería Subterránea por Caving

Zanja: Concepto y Aplicación en Minería Subterránea

Concepto utilizado en la actualidad en métodos masivos como el block caving y selectivos como el sublevel stoping. Se abandona el concepto de embudo y se tiende a un corte continuo con perforación radial. Se refiere a canaletas en forma de trapecio, cuyos lados se inclinan entre 45 a 60° respecto a la vertical. Se construyen a lo largo del volumen a extraer, dándole a la base la apariencia de un fondo de buque.

Construcción de la Zanja

Su construcción tiene por objetivo ir tronando tajadas verticales, avanzando a lo largo del caserón. Los parámetros clave son:

• Diámetro de perforación: entre 2 y 3 pulgadas.
• Burden: entre 1,4 y 2 metros.
• Distancia máxima de separación de tiros en el fondo: 3 metros.
• Ángulo mínimo de perforación entre tiros: 5°.
• Longitudes máximas de perforación: 30 metros.
• Rendimiento de la perforación: entre 5 y 9 ton/m.
• Consumo de explosivo: 300 gramos/ton.

Criterios de Diseño para Puntos de Extracción

Para un diseño eficiente, se deben considerar los siguientes criterios:

• Ancho del pilar entre puntos de extracción: 10 m.
• Distancia de separación entre puntos de extracción: 16 m.
• Grado de sustentación del nivel base: 60-70%. (S = (Área total - Área excavada) / Área total).
• Longitud de las estocadas de carguío: 18–22 m.
• Orientación de los puntos de extracción.
• Tonelaje a traspasar por los puntos de extracción.
• Armonicidad de la disposición de labores.
• Capacidad de carguío y transporte de mineral.
• Capacidad de reducción secundaria.
• Minimización del desarrollo.
• Factores de seguridad: fortificación, vías de escape, ventilación.

En la medida que estos factores se combinan adecuadamente, se obtiene un nivel de carguío y transporte secundario eficiente.

Diseño de Estocadas de Carguío

El diseño de las estocadas de carguío debe considerar lo siguiente:

• Longitud del equipo (Le).
• Distancia cubierta por el talud del mineral: se obtiene conociendo el ángulo de reposo del material y la altura de la galería.
• Distancia de seguridad por desgaste de visera.
• Distancia de holgura.
• Distancia de impulso.

Propiedades Clave de las Mallas de Extracción

Las propiedades fundamentales de una malla de extracción son:

• Densidad: Área de influencia de los puntos de tiraje, mide el espaciamiento de la malla.
• Distorsión: Relación entre la máxima y mínima distancia entre puntos de extracción contiguos. Mide la condición de equidistancia. En una configuración triangular equilátera, toma valor 1.
• Anisotropía: Relación entre el máximo y mínimo radio de influencia de un punto de extracción. Mide la mejor o peor distribución de los puntos de extracción al cubrir con menos exigencias y más armónicamente el área a extraer.
• Holgura: Relación entre la longitud del espacio disponible para el carguío respecto a la longitud del equipo.

Malla Tipo Espina de Pescado "Henderson"

La orientación de los esfuerzos horizontales principales respecto a ciertas estructuras críticas (puntas de diamantes) y las dificultades para fortificarlas llevaron a su modificación. El concepto novedoso es la introducción del punto de extracción doble, en el sentido de ser accesible por dos galerías de transporte secundario y también por su verdadero sentido geométrico. Las características principales son:

• La maquinaria no puede acceder completamente al montón de mineral, lo que compromete su estabilidad. Esto compromete la vida útil de la maquinaria.
• Las estocadas son cortas, ya que la separación entre galerías de transporte secundario es reducida.
• Separación entre galerías de transporte secundario: 24 m.
• Separación entre estocadas de carguío: 12 m.
• Ángulo de inclinación de las estocadas de carguío: 45°.
• Largo de estocadas de carguío: 10,5 m.

Malla Andina: Características y Ventajas

Esta malla presenta puntos de extracción de acceso doble y estocadas de carguío de una longitud suficiente para la operación normal de la maquinaria. Sus parámetros son:

• Separación entre galerías de transporte secundario: 19,2 m.
• Longitud de estocadas de carguío: 15,9 m.
• Ángulo de inclinación de las estocadas de carguío: 53°.
• Separación entre estocadas: 17 m.

Panel Caving: Secuencias Operacionales Detalladas

Secuencia Operacional Convencional

1. Desarrollo y construcción de las galerías del nivel de producción (con abertura de bateas).
2. Socavación del nivel de hundimiento con tiros radiales altos (conectando con bateas).
3. Extracción del mineral.

Secuencia Operacional de Hundimiento Previo

1. Socavación del nivel de hundimiento.
2. Desarrollo y construcción de las galerías del nivel de producción. Conexión de bateas.
3. Extracción del mineral (si la conexión de bateas se demora, el material puede compactarse).

Secuencia Operacional de Hundimiento Avanzado

1. Socavación del nivel de hundimiento.
2. Desarrollo y construcción de las galerías del nivel de producción. Conexión de bateas.
3. Extracción del mineral (si la conexión de bateas se demora, el material puede compactarse).