Fundamentos de Ingeniería Minera: Terminología y Métodos de Explotación Subterránea

Métricas de Rendimiento en Minería

Curva Rimpull

La Curva Rimpull permite estimar la velocidad del camión en una ruta específica. A partir de la evaluación de estas velocidades, se puede estimar el tiempo del ciclo y la productividad de una flota de camiones.

Terminología de Labores Mineras Subterráneas

A continuación, se presenta un glosario de términos esenciales utilizados en la minería subterránea:

Túnel:

Excavación horizontal o subhorizontal (subh) con una o dos salidas.

Galería:

Túnel sin salida al exterior, que conecta sectores dentro de la mina.

Desquinche:

Sobre-excavación de una sección que permite el paso de equipos en el interior de la mina.

Estocada:

Galería horizontal o subhorizontal (subh) corta que se construye en base a otra galería mayor. Posee varios usos, como estacionamiento de camiones.

Rampa:

Galería de acceso a diferentes niveles. Puede ser elíptica, circular o en forma de 8. Se construye en pendiente para acceder a distintas cotas.

Nivel:

Galería horizontal ubicada en una cota específica.

Subnivel:

Galería horizontal (h) o subhorizontal (subh) construida sobre o bajo un nivel principal.

Nivel Base:

Galería que limita el nivel de explotación.

Pique:

Galería vertical o subvertical (subv) construida desde arriba hacia abajo.

Chimenea:

Galería vertical o subvertical construida de abajo hacia arriba.

Silo o Tolva:

Excavación de gran volumen que almacena mineral para regularizar el flujo de producción.

Caserón:

Hueco final de explotación, rellenado o no.

Embudo:

Excavación con forma de embudo que recibe material tronado y lo traspasa a un nivel inferior.

Zanja:

Excavación en la base de un caserón con forma de V. Cumple la misma función que el embudo.

Unidad de Explotación:

Conjunto de labores en un yacimiento.

Losa:

Bloque de roca sin explotar que separa dos unidades de explotación contiguas en vertical.

Buzón:

Controla el flujo de material entre la chimenea/pique y el nivel de transporte.

Parrillas:

Se utilizan en la boca superior del traspaso para mantener la granulometría del material.

Buitra:

Labor subvertical (subv) que conecta la chimenea con el nivel de transporte y el buzón.

Estocada de Carguío

La longitud de la estocada de carguío se calcula mediante la siguiente suma de distancias:

• Distancia cubierta por el talud de mineral ($L_t$)
• Distancia de seguridad por desgaste de visera ($L_s$)
• Longitud del equipo ($L_e$)
• Distancia de holgura y de impulso ($L_h + L_i$)

Propiedades de la Malla de Extracción

1. Densidad: Mide el espaciamiento de la malla. Es el área de influencia de los puntos de tiraje. $P_{malla} = \text{Área} / \text{N° puntos}$.
2. Distorsión: Relación entre la distancia máxima y mínima entre puntos de extracción contiguos.
3. Anisotropía: Relación entre el radio máximo y mínimo de influencia de un punto de extracción.
4. Holgura: Relación entre la longitud del espacio disponible para el carguío respecto a la longitud del equipo.

Clasificación y Descripción de Métodos de Explotación

1. Métodos Autosoportados o de Caserones Abiertos

Se extrae el mineral y la cavidad generada se mantiene vacía y estable de forma natural. Incluyen: Room and Pillar (R&P), Stope and Pillar, Shrinkage Stoping, Sublevel Stoping y Vertical Crater Retreat (VCR).

Room and Pillar (R&P)

• Aplicación: Cuerpos tabulares horizontales (h) o subhorizontales (subh) con inclinación de hasta 30°.
• Descripción: Se excava el cuerpo mineralizado dejando pilares de mineral que sostienen el techo.
• Objetivo: Maximizar la recuperación de los pilares a través de un diseño seguro y viable.

Shrinkage Stoping

• Aplicación: Vetas verticales de poco espesor (1-10 m) y explotaciones menores. Requiere roca competente y estable.
• Descripción: El material quebrado se usa como piso de trabajo para explotar de forma ascendente. Solo se saca el 35% del esponjamiento inicial.

Sublevel Stoping

• Aplicación: Cuerpos tabulares verticales (v) o subverticales (subv) de gran espesor (mayor a 10 m).
• Descripción: Se excava el material por tajadas verticales dejando el caserón vacío. Se recolecta con embudos o zanjas.
• Características: Método no selectivo.

2. Métodos Soportados o de Caserones Rellenos

Requieren soportes para mantenerse estables y se rellenan con material exógeno. Incluyen: Cut and Fill Stoping, Excavation Techniques y Backfill Methods.

Cut and Fill (Corte y Relleno)

• Aplicación: Cuerpos tabulares verticales (v) o subverticales (subv) de espesor variable (menor a 20 m).
• Geomecánica: Roca encajadora de mala estabilidad; roca mineralizada estable y competente.
• Características: Es costoso, pero ofrece buena recuperación y alta selectividad.

3. Métodos de Hundimiento (Caving)

Las cavidades generadas son rellenadas con el material superpuesto, el cual se hunde y rellena simultáneamente. Incluyen: Longwall Mining, Sublevel Caving y Block and Panel Caving.

Sublevel Caving

• Aplicación: Cuerpos tabulares verticales o subverticales (subv) de gran espesor (30-60 m), masivos.
• Características: Alta capacidad productiva y alta dilución.

Longwall Mining

• Aplicación: Yacimientos tabulares horizontales de poca competencia.
• Descripción: Aísla la zona de trabajo y explota el frente fila a fila.
• Características: Alta producción con un solo frente de trabajo.

Block and Panel Caving

• Aplicación: Cuerpos masivos de forma irregular (ej. pórfidos cupríferos) o tabulares de gran espesor. Grandes dimensiones.
• Descripción: Se induce el hundimiento mediante excavaciones de corte basal. El mineral se extrae por la base de zanjas.
• Características: Buena recuperación, pero baja selectividad.