EXPLOTACIÓN SOSTENIBLE II TEMA 2
TEMA 2
MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN
CON SOSTENIMIENTO NATURAL
2.1 – INTRODUCCIÓN A LOS MÉTODOS CON SOSTENIMIENTO NATURAL
Los métodos de explotación con sostenimiento natural:
- Se basan en que los campos de desplazamiento inducidos por las excavaciones están restringidos a
órdenes de magnitud elástica.
- La energía elástica de deformación se almacena en forma de concentración de tensiones en los pila-
res y en el macizo rocoso que conforma el campo cercano.
- El objetivo es asegurar que no se produzca un aumento repentino de la tensión sobre los pilares y
que la extracción sea máxima.
Los métodos con sostenimiento natural se usan típicamente en yacimientos horizontales o verticales:
- En capas horizontales, los pilares están cargados uniaxialmente únicamente en la dirección vertical.
- En las capas verticales los pilares están cargados biaxialmente, en dos direcciones.
2.2 – METODOLOGÍA DE DISEÑO ANALÍTICA PARA PILARES AISLADOS
Método del área atribuida: Sirve para estimar la tensión que soporta el pilar estudiado.
1. Estimación de la tensión vertical media sobre el pilar (σp):
σp: Tensión media sobre el pilar.
σp · Apilar = pz · Aatribuida
Apilar: Área del pilar.
Aatribuida
σp = pz · pz: Tensión vertical de campo (γ · h).
Apilar
Aatribuida: Área atribuida del pilar.
2. Estimación de la resistencia del pilar (S):
wp b S: Tensión media sobre el pilar.
S = S0 · va · ( ) S0, a, b, β, α: Dependen de las características del pilar.
h
β h: Altura del pilar.
S = S0 · hα · wp
wp: Ancho del pilar.
, EXPLOTACIÓN SOSTENIBLE II TEMA 2
3. Comprobación del factor de seguridad (FS):
S
Fs = > 1 (Se suele tomar 1,2)
σp
Solución de compromiso seguridad – recuperación.
Ahueco
Tasa de extracción → r = · 100
Aatribuida
Volumen extraído:
Ve = h · [(w0 + wp)2 – wp] = he · (w0 + wp)2 Ve: Volumen extraído.
Ahueco he: Altura equivalente.
he = h ·
Aatribuida w0: Ancho de la cámara.
2.3 – DISEÑO DE CÁMARAS Y PILARES
Minería metálica:
El control de leyes puede ser uno de los requisitos primarios en el diseño de la mina.
Minería del carbón:
La ventilación y el control del techo son aspectos cruciales en el diseño.
CÁMARAS Y PILARES EN MINERÍA METÁLICA:
Características del método:
- Se extrae el mineral de las cámaras y se dejan pilares del propio mineral, garantizando la esta-
bilidad.
- El criterio de diseño es que la resistencia del pilar debe ser mayor que la tensión vertical media
sobre el mismo.
- El mineral que queda conformando los pilares no se contabiliza como reservas.
- Existe un compromiso entre la recuperación y la estabilidad.
- Las limitaciones de aplicación del método son de rentabilidad.
Condiciones de aplicación:
- Depósitos de gran extensión que buzan menos que el ángulo de reposo del material arrancado.
- Macizos rocosos competentes.
- Limitada profundidad debido a la capacidad de carga de los pilares.
- Forma del depósito preferiblemente tabular.
- Leyes del mineral de moderada a baja y en algunos casos de distribuciones variables.
Equipos de utilización:
- Arranque: Perforación y voladura.
- Carga: Palas cargadoras, palas LHD, scraper.
- Transporte: Volquetes mineros, cintas transportadoras, palas LHD.
- Control del techo: Bulonaje, cables, revestimiento con hormigón.
TEMA 2
MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN
CON SOSTENIMIENTO NATURAL
2.1 – INTRODUCCIÓN A LOS MÉTODOS CON SOSTENIMIENTO NATURAL
Los métodos de explotación con sostenimiento natural:
- Se basan en que los campos de desplazamiento inducidos por las excavaciones están restringidos a
órdenes de magnitud elástica.
- La energía elástica de deformación se almacena en forma de concentración de tensiones en los pila-
res y en el macizo rocoso que conforma el campo cercano.
- El objetivo es asegurar que no se produzca un aumento repentino de la tensión sobre los pilares y
que la extracción sea máxima.
Los métodos con sostenimiento natural se usan típicamente en yacimientos horizontales o verticales:
- En capas horizontales, los pilares están cargados uniaxialmente únicamente en la dirección vertical.
- En las capas verticales los pilares están cargados biaxialmente, en dos direcciones.
2.2 – METODOLOGÍA DE DISEÑO ANALÍTICA PARA PILARES AISLADOS
Método del área atribuida: Sirve para estimar la tensión que soporta el pilar estudiado.
1. Estimación de la tensión vertical media sobre el pilar (σp):
σp: Tensión media sobre el pilar.
σp · Apilar = pz · Aatribuida
Apilar: Área del pilar.
Aatribuida
σp = pz · pz: Tensión vertical de campo (γ · h).
Apilar
Aatribuida: Área atribuida del pilar.
2. Estimación de la resistencia del pilar (S):
wp b S: Tensión media sobre el pilar.
S = S0 · va · ( ) S0, a, b, β, α: Dependen de las características del pilar.
h
β h: Altura del pilar.
S = S0 · hα · wp
wp: Ancho del pilar.
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3. Comprobación del factor de seguridad (FS):
S
Fs = > 1 (Se suele tomar 1,2)
σp
Solución de compromiso seguridad – recuperación.
Ahueco
Tasa de extracción → r = · 100
Aatribuida
Volumen extraído:
Ve = h · [(w0 + wp)2 – wp] = he · (w0 + wp)2 Ve: Volumen extraído.
Ahueco he: Altura equivalente.
he = h ·
Aatribuida w0: Ancho de la cámara.
2.3 – DISEÑO DE CÁMARAS Y PILARES
Minería metálica:
El control de leyes puede ser uno de los requisitos primarios en el diseño de la mina.
Minería del carbón:
La ventilación y el control del techo son aspectos cruciales en el diseño.
CÁMARAS Y PILARES EN MINERÍA METÁLICA:
Características del método:
- Se extrae el mineral de las cámaras y se dejan pilares del propio mineral, garantizando la esta-
bilidad.
- El criterio de diseño es que la resistencia del pilar debe ser mayor que la tensión vertical media
sobre el mismo.
- El mineral que queda conformando los pilares no se contabiliza como reservas.
- Existe un compromiso entre la recuperación y la estabilidad.
- Las limitaciones de aplicación del método son de rentabilidad.
Condiciones de aplicación:
- Depósitos de gran extensión que buzan menos que el ángulo de reposo del material arrancado.
- Macizos rocosos competentes.
- Limitada profundidad debido a la capacidad de carga de los pilares.
- Forma del depósito preferiblemente tabular.
- Leyes del mineral de moderada a baja y en algunos casos de distribuciones variables.
Equipos de utilización:
- Arranque: Perforación y voladura.
- Carga: Palas cargadoras, palas LHD, scraper.
- Transporte: Volquetes mineros, cintas transportadoras, palas LHD.
- Control del techo: Bulonaje, cables, revestimiento con hormigón.
