Principales Métodos de Minería Subterránea: Características y Aplicaciones Esenciales

Descripción Detallada de Métodos de Explotación Minera Subterránea

Room and Pillar (Cámaras y Pilares)

• Aplicable a cuerpos tabulares horizontales o subhorizontales, con inclinaciones de hasta 30º.
• Consiste en excavar el cuerpo mineralizado, dejando pilares de mineral que permiten sostener el techo de material estéril.
• Las dimensiones de los caserones y pilares dependen de la competencia de la roca sobrepuesta (estabilidad del techo) y de la roca mineralizada (estabilidad de los pilares), del espesor del manto y de las presiones existentes.
• Se busca maximizar la recuperación de los pilares a través de un diseño seguro y viable.

Shrinkage Stoping (Almacenamiento Provisional o Encofrado con Mineral)

• Se aplica en vetas (estructuras verticales) de poco espesor (1 a 10 m), generalmente para explotaciones de menor escala.
• La roca (tanto mineralizada como la roca encajadora) debe ser competente y estable.
• Consiste en utilizar el mineral quebrado como piso de trabajo para continuar la explotación de manera ascendente.
• El mineral fragmentado provee, además, soporte adicional a las paredes del caserón hasta que este se completa y queda listo para su vaciado final.
• Los caserones se explotan ascendentemente en tajadas horizontales. Durante la explotación, se extrae aproximadamente el 30-40% del mineral fragmentado en cada disparo (correspondiente a su esponjamiento) para permitir el acceso y continuar los trabajos. El resto del mineral queda almacenado en el caserón y se extrae al finalizar la explotación del mismo.

Cut and Fill (Corte y Relleno)

• Se aplica a cuerpos tabulares verticales o subverticales de espesor variable, desde unos pocos metros hasta aproximadamente 20 metros.
• Se prefiere cuando la roca encajadora (paredes) presenta malas condiciones de estabilidad. En contraste, la roca mineralizada debe ser estable y competente.
• El mineral extraído debe ser suficientemente valioso para que el beneficio obtenido por su recuperación compense los mayores costos inherentes a este método.
• Es un método que ofrece buena recuperación y alta selectividad de las reservas minerales.
• Implica una operación discontinua, debido a los ciclos de excavación, extracción del mineral, y posterior colocación del relleno y los elementos de refuerzo necesarios.

Sublevel Stoping (Explotación por Subniveles con Caserones Vacíos)

• Se aplica en yacimientos de forma tabular, verticales o subverticales, de gran espesor (generalmente superiores a 10 m).
• Se excava el mineral por tajadas verticales (a menudo mediante perforación de barrenos largos), dejando el caserón vacío una vez extraído el mineral.
• El mineral fragmentado se recolecta en embudos o zanjas colectoras (drawpoints) ubicadas en la base del caserón.
• Es un método considerado no selectivo.

Sublevel Caving (Hundimiento por Subniveles)

• Se utiliza en cuerpos tabulares verticales o subverticales de gran espesor (típicamente de 30 a 60 metros).
• Se aplica también en cuerpos masivos de forma irregular.
• Es un método de alta capacidad productiva, pero generalmente asociado a una alta dilución del mineral.
• La roca mineralizada debe presentar condiciones de competencia solo suficientes para que las labores (galerías de producción) emplazadas en ella permanezcan estables con un mínimo de elementos de refuerzo durante su vida útil.
• La roca circundante (roca de caja o estéril suprayacente) debe ser poco competente y propensa al hundimiento.

Longwall Mining (Explotación por Tajo Largo o Frente Largo)

• Se emplea en cuerpos tabulares horizontales o subhorizontales de poca potencia (espesor reducido), como mantos de carbón o yacimientos similares.
• El método consiste en extraer el mineral a lo largo de un frente extenso (“tajo largo”), avanzando de forma continua. La zona de trabajo está protegida por un sistema de sostenimiento hidráulico móvil que avanza con el frente.
• A medida que el frente avanza, se deja atrás el derrumbe controlado del techo en la zona ya explotada (goaf), lo que ayuda a la estabilidad del frente activo y libera de carga a los pilares o accesos.
• Es un método de alta producción y alta concentración de las operaciones, pero generalmente con un solo frente de trabajo principal por panel.

Block Caving y Panel Caving (Hundimiento por Bloques y Paneles)

• Adecuado para cuerpos masivos de forma irregular y grandes dimensiones.
• Se aplica en yacimientos de gran envergadura, como por ejemplo, depósitos diseminados conocidos como pórfidos cupríferos. También se utiliza en cuerpos de forma tabular de gran espesor.
• El método consiste en inducir el hundimiento de una gran columna de mena (bloque o panel), socavándola mediante la excavación de un corte basal (undercut), generalmente realizado con técnicas de Perforación y Tronadura (PyT).
• El mineral derrumbado por gravedad se extrae por la base a través de un sistema de galerías de producción y puntos de extracción (drawpoints o zanjas), generando que el fenómeno de hundimiento continúe y se propague progresivamente hacia arriba, pudiendo llegar hasta la superficie (causando subsidencia).
• Presenta buena recuperación global del yacimiento, pero es un método no selectivo y con mala selectividad interna.
• La dilución (mezcla de mineral con estéril) se controla principalmente con un adecuado diseño y un riguroso control del tiraje (extracción secuencial y controlada del mineral desde los puntos de extracción).

Clasificación General de Métodos de Explotación Subterránea

Métodos Autosoportados (Sostenimiento Natural)

En estos métodos, las excavaciones se mantienen estables por sí mismas o con un mínimo de sostenimiento artificial, gracias a la competencia de la roca y al diseño de pilares.

• Room and Pillar (Cámaras y Pilares)
• Stope and Pillar (Variante o similar a Cámaras y Pilares)
• Shrinkage Stoping (Almacenamiento Provisional)
• Sublevel Stoping (Explotación por Subniveles con Caserones Vacíos)
• VCR (Vertical Crater Retreat)

Métodos Soportados Artificialmente

Requieren la colocación de relleno u otro tipo de sostenimiento artificial para mantener la estabilidad de las excavaciones a medida que el mineral es extraído.

• Cut and Fill (Corte y Relleno)
• Otras técnicas de excavación que requieren sostenimiento artificial (mencionado en la lista original como "excavaticon techniges")
• Métodos que utilizan Relleno (Backfilling) como componente esencial (mencionado en la lista original como "back filling"; Cut and Fill es el ejemplo principal)

Métodos por Hundimiento (Caving Methods)

Estos métodos inducen el colapso controlado del cuerpo mineralizado y/o de la roca circundante para la extracción del mineral.

• Longwall Mining (Explotación por Tajo Largo)
• Sublevel Caving (Hundimiento por Subniveles)
• Block Caving y Panel Caving (Hundimiento por Bloques y Paneles)