Selección y Aplicación de Métodos de Explotación Minera: Criterios Clave

Métodos de Explotación Minera: Criterios de Selección y Aplicación

El método de explotación es la estrategia global que permite la excavación y extracción de un cuerpo mineralizado del modo técnico y económico más eficiente. Define los principios generales según los que se ejecutan las operaciones unitarias y los criterios con respecto al tratamiento de las cavidades que deja la extracción. Existen distintas categorías de métodos: métodos auto soportantes o de caserones abiertos, métodos soportados o de caserones y métodos de hundimiento.

Criterios de Selección

Características Espaciales

• Rajo vs. Subterránea: Afecta la tasa de producción, el método de manejo de material y el diseño de la mina en el depósito.
• Tamaño: Alto, ancho o espesor.
• Forma: Tabular, lenticular, masivo, irregular.
• Disposición: Inclinado, manteo.
• Profundidad: Media, extremos, razón de sobrecarga.

Condiciones Geológicas e Hidrológicas

Tanto del mineral como de la roca de caja (o huésped). Afecta la decisión de usar métodos selectivos o no selectivos:

• Requerimiento de drenaje, bombeo, tanto en rajo como en subterránea.
• La mineralogía es importante para los procesos.
• Mineralogía y petrografía (óxidos vs. sulfuros).
• Composición química.
• Estructura del depósito (pliegues, fallas, discontinuidades, intrusiones).
• Planos de debilidad (grietas, fracturas, clivaje).
• Uniformidad, alteración, meteorización (zonas, límites).
• Aguas subterráneas e hidrología (ocurrencia, flujo, nivel freático).

Consideraciones Geotécnicas

Selección del método (soporte necesario):

• Hundibilidad.
• Propiedades elásticas.
• Comportamiento plástico o viscoelástico.
• Estado de los esfuerzos (originales, modificados por la excavación).
• Consolidación, compactación, competencia.
• Otras propiedades físicas (gravedad específica, poros, porosidad, permeabilidad).

Consideraciones Económicas

Determinan el éxito del proyecto y afectan la inversión, los flujos de caja, el periodo de retorno y el beneficio:

• Reservas (tonelaje y ley).
• Tasa de producción.
• Vida de la mina (desarrollo y explotación).
• Productividad.
• Costo de mina de métodos posibles de aplicar.

Factores Tecnológicos

Se busca la mejor combinación entre las condiciones naturales y el método:

• Porcentaje de recuperación.
• Dilución.
• Flexibilidad a cambios en la interpretación o condiciones.
• Selectividad.
• Concentración o dispersión de frentes de trabajo.
• Capital, mano de obra, mecanización.

Factores Medioambientales

No sólo físico, sino también económico-político social:

• Control de excavaciones para mantener la integridad de las mismas (seguridad).
• Subsidencia y efectos en superficie.
• Control atmosférico (ventilación, control de calidad de aire, calor, humedad).
• Fuerza laboral (contratos, capacitación, salud y seguridad, calidad de vida, condiciones de comunidad).

Métodos Específicos de Explotación

Room & 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 pilares), del espesor del manto y de las presiones existentes. Se maximiza la recuperación de los pilares a través de un diseño seguro y viable.

Cut & Fill (Corte y Relleno)

Se utiliza en cuerpos tabulares verticales o subverticales de espesor variable, desde unos pocos metros hasta unos 20 metros. Se prefiere cuando la roca encajadora (paredes) presenta malas condiciones de estabilidad. En cambio, la roca mineralizada debe ser estable y competente. El mineral extraído debe ser suficientemente valioso de modo que el beneficio obtenido por su recuperación compense los mayores costos del método. Es un método de buena recuperación y selectividad de reservas. La operación es discontinua al permitir la colocación del relleno y los elementos de refuerzo.

Shrinkage Stoping (Cielo Abierto por Contracción)

Se aplica en vetas (estructuras verticales) de poco espesor (1 a 10m), para explotaciones menores. La roca debe ser competente y estable. Consiste en utilizar el mineral quebrado como piso de trabajo para seguir explotando de manera ascendente. El mineral provee además soporte adicional de las paredes hasta que el caserón se completa y queda listo para el vaciado. Los caserones se explotan ascendentemente en tajadas horizontales, sacando solamente el 35% que se esponja.