Métodos de Explotación Minera: Subterránea y a Cielo Abierto

Minería Subterránea

1. Shrinkage Stoping (Caserones por Contracción)

El método shrinkage stoping se caracteriza porque el mineral se arranca en forma ascendente, acumulándose en los caserones. Los mineros trabajan sobre este mineral acumulado, manteniendo una diferencia de aproximadamente 2 metros entre el techo y el piso (mineral arrancado). Una vez finalizado el caserón, se extrae todo el mineral fracturado desde la parte inferior hasta vaciarlo completamente.

Características:

• Se utiliza en vetas angostas con baja producción.
• Se emplean perforadoras manuales (stopers).
• La tronadura se lleva a cabo con ANFO o slurry.
• Buzamiento mayor a 60°.
• Mineral resistente.
• Yacimiento de forma regular.
• Mena uniforme.
• Potencia mayor a 0.8 metros.
• El mineral no debe oxidarse ni ser quebradizo.

Ventilación:

El frente se ventila inyectando aire desde la galería de transporte a través de la chimenea de acceso, ubicada en uno de los pilares del costado del caserón. El aire viciado se extrae hacia los niveles superiores por la chimenea ubicada en el otro pilar.

Ventajas:

• Tasa de producción pequeña a media.
• Vaciado por gravedad.
• Método simple para minas pequeñas.
• Bajo capital inicial.
• Recuperación de aproximadamente 75%.
• Selectividad.

Desventajas:

• Productividad baja a moderada.
• Alta demanda de mano de obra.
• Mecanización limitada.
• Condiciones de trabajo difíciles.
• Aproximadamente el 60% del mineral se mantiene dentro del caserón hasta el final.
• Riesgo de pérdida de caserones.

2. Cut and Fill (Corte y Relleno)

El método cut and fill es un método ascendente en el cual el mineral se evacua totalmente y se reemplaza por material estéril (relleno). Este relleno sirve como piso de trabajo para los equipos y el personal, y al mismo tiempo, sostiene las paredes del caserón.

Características:

• Se utiliza en cuerpos de forma tabular irregular, verticales o semi-verticales.
• Buzamiento mayor a 50°.
• Espesor variable (15 a 20 metros).
• El mineral es perforado, tronado y excavado con scoop, que también se encarga del relleno.

Tipos de relleno:

• Secos.
• Roca cementada.
• Relaves con cemento.
• Relleno tipo pasta.

Ventajas:

• Recuperación cercana al 100%.
• Alta selectividad.
• Seguro.
• Alta mecanización.
• Buena adaptación.

Desventajas:

• Alto costo de explotación.
• Bajo rendimiento debido a la necesidad de relleno constante.
• Alto consumo de materiales de fortificación.

3. Room and Pillar (Caserones y Pilares)

El método room and pillar se caracteriza por su simplicidad y seguridad, ya que se dejan pilares que proporcionan soporte a las áreas explotadas.

Características:

• Se aplica en mantos de poco espesor, como depósitos de carbón, caliza y arcillas.
• La mineralización se recupera de caserones abiertos.
• La máxima recuperación se logra dejando pilares lo más pequeños posible.
• Cuerpos mineralizados mantiformes y de baja potencia.
• La calidad de la roca de caja y el mineral deben ser competentes.
• Se dejan pilares para mantener el techo y las paredes estables.
• Los pilares y caserones se diseñan para maximizar la recuperación del mineral.
• Cuerpos mineralizados con potencias mayores a 10 metros y menores a 30 metros se explotan por subniveles, desde el techo al piso.
• Baja dilución (<5%).
• Alta recuperación (>75%).
• Puede ser difícil de ventilar debido al tamaño de los caserones.

4. Sublevel Stoping (Caserones por Subniveles)

El método sublevel stoping es ampliamente utilizado en la mediana y gran minería debido a su alto rendimiento, gracias al uso de equipos montados sobre ruedas. Consiste en arrancar el mineral a partir de subniveles mediante disparos en planos verticales.

Aplicaciones:

• Vetas estrechas.
• Vetas ponientes o mantos.
• Cuerpos masivos.

Características:

• Mineral competente y roca de caja estable.
• Cuerpo mineralizado regular.
• Ángulo de inclinación de la veta mayor al ángulo de reposo.

Extracción del mineral: Se realiza con scoop y camiones de bajo perfil.

5. Caving (Hundimiento)

Caving es una operación destinada a provocar el hundimiento de rocas mediante la gravedad.

6. Block Caving (Hundimiento por Bloques)

El método block caving se basa en crear un hueco de manera que la dinámica de desplome no se detenga, extrayendo el mineral por una malla de puntos ubicados en la base del bloque. Se aplica en explotaciones mineras a gran escala en yacimientos de baja ley.

Niveles:

• Nivel de hundimiento: Donde se produce la socavación de la columna de mineral. Se logra mediante una red de perforaciones hacia arriba en forma de abanico, donde se introducen explosivos para fragmentar el mineral.
• Nivel de producción: El mineral llega a los embudos a través de los piques.

7. Panel Caving

(Información adicional necesaria para una descripción completa).

Minería a Cielo Abierto (Rajo Abierto)

La minería a cielo abierto, o rajo abierto, es una excavación realizada en la superficie de la tierra para extraer mineral. Esta excavación permanece abierta a la superficie durante la vida útil de la mina.

Aplicaciones:

• Yacimientos de forma regular ubicados en la superficie.
• El material estéril que cubre el yacimiento debe poder ser retirado a un costo que permita la explotación rentable de la porción mineralizada.

Elementos clave:

• Banco: Escalón individual en la mina a cielo abierto.
• Berma: Superficie horizontal entre bancos sucesivos.
• Rampa: Camino inclinado que conecta diferentes niveles de la mina.
• Ángulo de talud: Ángulo de inclinación de las paredes de la mina.
• Berma de transporte: Debe tener un ancho suficiente para permitir el cruce de dos camiones y el movimiento de las máquinas de carguío.
• Ancho mínimo de la expansión: Definido por el equipo de carguío cargando material a ambos lados sobre camiones.
• Altura del banco: Distancia vertical entre el punto más alto (cresta) y el punto más bajo (pata) de un banco.
• Expansión: Ensanchamiento del rajo que se inicia en el primer banco de estéril y continúa hacia abajo.