Etapas principales en la minería de yacimientos minerales: ¿Qué significan el desarrollo, la preparación, el corte y la excavación de yacimientos minerales?
La minería de yacimientos es una actividad de ingeniería compleja y tecnológicamente intensiva que implica múltiples pasos y una planificación meticulosa. Su objetivo es convertir de forma eficiente y segura los recursos minerales subterráneos en productos minerales aprovechables. Este artículo ofrece un análisis detallado de los principales pasos de la minería de yacimientos (desarrollo, preparación, corte y excavación) y explica la relación entre ellos.
I. Desarrollo del yacimiento mineral
Primero, expliquemos el desarrollo de un yacimiento. Este proceso implica la excavación de una serie de túneles desde la superficie para conectar el yacimiento y conectarlo con la superficie, creando sistemas de acceso para el personal, ventilación, transporte, drenaje, suministro de energía, aire y agua. Cumple dos funciones clave: primero, establecer una serie de obras de ingeniería que llegan al yacimiento y crean conexiones entre este y la superficie; segundo, formar los sistemas básicos de minería subterránea, incluyendo vías para el personal, transporte, drenaje, energía, aire y agua.
En cuanto a los objetivos del desarrollo, podemos dividirlo en tres partes. Primero, necesitamos transportar el mineral extraído y la roca estéril del subsuelo a la superficie; este es el requisito fundamental, con el fin de sacar el mineral subterráneo a la superficie. Segundo, debemos descargar las aguas residuales y el aire contaminado a la superficie para garantizar un entorno de trabajo adecuado para las operaciones subterráneas.
La tercera parte se compone de túneles de desarrollo. Estos túneles se excavan para lograr los objetivos de desarrollo mencionados, es decir, establecer conexiones con el yacimiento y formar sistemas para el movimiento de personal, la ventilación, el transporte, el drenaje, la energía, el suministro de aire y agua. Esta serie de túneles guía se conoce como guías de desarrollo. Entonces, ¿qué incluyen principalmente los túneles de desarrollo? Por ejemplo, abarcan pozos, galerías de acceso, patios de fondo de pozo, canaletas principales de mineral y pozos de relleno, así como túneles de transporte a nivel. Todos estos se conocen colectivamente como guías de desarrollo.
Resumen:
El primer paso en la minería de un yacimiento mineral es el desarrollo del mismo, que establece una red de túneles desde la superficie hasta el yacimiento, asegurando el ingreso y egreso de personal, equipo y materiales, así como el transporte de mineral y roca estéril. La ingeniería de desarrollo no solo implica la excavación del túnel, sino también la construcción de sistemas de ventilación, drenaje, energía, aire y suministro de agua, sentando las bases para las operaciones mineras posteriores. Los túneles de desarrollo vienen en varios tipos, como pozos, galerías, patios de fondo de pozo, canaletas principales de mineral, chimeneas principales y túneles de transporte a nivel, que juntos forman el llamado sistema de guía de desarrollo. A través de estos túneles, el mineral puede ser elevado a la superficie mientras se aseguran condiciones adecuadas de trabajo subterráneo, como el suministro de aire fresco y la descarga efectiva de aguas residuales.
II. Preparación del yacimiento
¿Cuál es la definición de preparación? Una vez desarrollado el yacimiento, es necesario delinear las áreas clave. Esta parte se denomina preparación del yacimiento. Tiene dos propósitos: primero, dividir el nivel en bloques como unidades de tajeo independientes; segundo, subdividir aún más el nivel en bloques, tratándolos como unidades de tajeo independientes, y crear las condiciones dentro del yacimiento para el acceso del personal, la perforación de roca, el estirado del mineral, la ventilación, etc. Podemos imaginar que el desarrollo mencionado anteriormente crea las condiciones básicas para la explotación del yacimiento. La preparación, basada en el desarrollo, lo divide aún más en unidades de tajeo independientes y proporciona las condiciones para el acceso del personal y la ventilación en estas unidades. Las tareas de preparación también se dividen en dos categorías principales: la primera es subdividir el nivel en bloques como unidades de tajeo independientes; la segunda es crear las condiciones para el tajeo, incluyendo vías para el personal, ventilación, perforación de roca y conexiones.
En comparación con los túneles de desarrollo, ¿qué son los túneles de preparación? Los túneles de preparación permiten completar las tareas de preparación mediante la excavación de una serie de túneles. Estos túneles se conocen como túneles de preparación. En el diagrama de la derecha, las principales características de los túneles de preparación incluyen el acceso para el personal y la ventilación, así como los túneles de conexión. Al evaluar los indicadores económicos mineros, se consideran dos métricas relacionadas con la preparación: la tasa de preparación y la proporción de trabajo de preparación.
La relación de preparación se refiere a los metros de túneles de preparación y corte necesarios por cada mil toneladas de mineral extraído del bloque. La proporción del trabajo de preparación, por otro lado, es la relación entre la cantidad de mineral extraído de los túneles de preparación y corte del bloque y el mineral total extraído del bloque. A diferencia de la relación de preparación, que solo considera la longitud de los túneles de preparación y corte construidos dividida entre la producción total de mineral para obtener la relación, la proporción del trabajo de preparación refina este cálculo calculando la proporción del mineral extraído de la excavación de los túneles de preparación y corte con respecto a la producción total de mineral del bloque.
La relación de preparación solo refleja la longitud de los túneles de preparación y corte en el bloque, sin considerar el impacto de la sección transversal ni el volumen del túnel. Sin embargo, la proporción del trabajo de preparación solo refleja la proporción de túneles de preparación y corte dentro de la veta dispuestos dentro del yacimiento, sin considerar la carga de trabajo de los túneles de preparación y corte fuera de la veta. Esta es la diferencia entre ambos.
Resumen:
Una vez finalizado el desarrollo del yacimiento, el proceso pasa a la preparación del mismo. El propósito de esta etapa es subdividir el área minera en pequeñas unidades manejables y extraíbles (bloques) mediante una planificación detallada del yacimiento desarrollado. El trabajo de preparación no solo implica la excavación de túneles, sino también la creación de las condiciones necesarias dentro de los bloques para el acceso del personal, la perforación de rocas, la extracción del mineral y la ventilación. Los túneles de preparación, también conocidos como túneles fiscales, deben considerar la disposición de las chimeneas para el personal y la ventilación, así como los túneles de conexión para crear un entorno de trabajo favorable para las operaciones mineras posteriores. La tasa de preparación y la proporción de trabajo de preparación son dos indicadores clave para evaluar la eficiencia de la preparación, midiendo los aspectos económicos de la construcción del túnel y la proporción de mineral producido dentro de los túneles, respectivamente, y proporcionando bases cuantitativas para optimizar las estrategias de preparación.
III. Corte
La tercera parte trata sobre el corte. ¿Cuál es la definición de corte? El corte se basa en la preparación y, sobre el terreno ya preparado, crea frentes y espacios libres para la extracción de mineral a gran escala. De esta definición, podemos entender que su objetivo es crear frentes y espacios libres para el corte. Su propósito es generar estos frentes y espacios libres.
El trabajo de corte incluye principalmente dos aspectos: la formación de caras y espacios libres. En primer lugar, mediante la excavación de túneles de corte, se pueden formar caras y espacios libres. Además, a partir de los túneles de corte, se realizan trabajos adicionales para expandir las caras libres, proporcionando más espacio para el corte. Los túneles de corte constan principalmente de dos partes: túneles de socavación (galeras y cortes transversales de socavación) y chimeneas de corte. Para expandir aún más las caras libres, también se requieren operaciones de socavación, canalización y ranurado. Esto abarca todo el trabajo de corte. El desarrollo, la preparación y el corte son preparativos para el corte.
Resumen:
El corte es el paso posterior a la preparación, cuyo objetivo es crear los frentes libres y los espacios necesarios para el corte a gran escala. Este paso implica la excavación de túneles específicos, como túneles de socavación y chimeneas de corte, para proporcionar espacio para la voladura y el desprendimiento de mineral. El diseño de los túneles de corte debe considerar las propiedades físicas del mineral, la estructura del yacimiento y las técnicas de minería para garantizar la implementación eficiente de las operaciones de corte. Además, se realizan operaciones como socavación, canalización y ranurado para ampliar aún más los espacios libres, facilitando así las actividades de corte.
IV. Detención
El corte se refiere al proceso de realizar trabajos de minería a gran escala una vez finalizado el corte. Generalmente, este tipo de trabajo se denomina corte, y se subdivide en tres etapas principales: trituración, manejo y gestión de la presión del terreno. Primero, expliquemos la definición de trituración: utilizar el espacio de corte como frente libre y emplear métodos de perforación y voladura de roca. La trituración se divide generalmente en cuatro categorías según las condiciones del yacimiento, el método de extracción y el equipo de perforación: trituración superficial, trituración de pozos de profundidad media, trituración de pozos profundos y voladura en cámara.
El manejo de mineral se refiere a la labor de mover el mineral volado dentro del bloque hacia los túneles de transporte y cargarlo en vagones mineros. El manejo se limita al interior de la mina, es decir, al traslado del mineral hacia los túneles de transporte, mientras que el transporte se refiere al proceso de elevar el mineral desde los túneles de transporte hasta la superficie.
Existen dos métodos principales de manejo de minerales: el manejo por gravedad y el manejo mecánico. El manejo por gravedad utiliza principalmente el arrastre de mineral por embudo convencional para su transporte por gravedad. El manejo mecánico emplea equipos como rastrillos eléctricos, cargadores, traíllas, camiones y cintas transportadoras para el manejo asistido.
Al seleccionar los métodos de transporte de mineral, se deben considerar el método de extracción y las condiciones del yacimiento. Por ejemplo, los yacimientos con una inclinación pronunciada son más adecuados para el manejo por gravedad, mientras que los yacimientos con una inclinación suave o casi horizontales son más adecuados para el manejo mecánico.
El tercer aspecto es la gestión de la presión del suelo. Esta se refiere al fenómeno por el cual, tras la extracción de mineral, se forma una zona minada subterránea y, con el tiempo, los pilares y la roca circundante en el muro de suspensión y el muro de piso se deforman, fallan o colapsan. La gestión de la presión del suelo implica las labores necesarias para prevenir o controlar la deformación, las fallas y el colapso de la roca circundante. Esto incluye la eliminación de los efectos adversos de la presión del suelo y la garantía de la seguridad de la producción, lo que se conoce colectivamente como trabajo de gestión de la presión del suelo.
Con base en los métodos actuales de gestión de la presión sobre el suelo, se puede dividir en tres partes: primero, usar pilares retenidos para sostener el goaf para su gestión; segundo, gestionar mediante hundimiento de la roca circundante; y finalmente, rellenar el goaf con materiales de relleno para su gestión.
Resumen:
El corte es la fase fundamental de la minería de yacimientos y comprende tres pasos principales: trituración, manejo y gestión de la presión del suelo. La trituración se realiza mediante perforación y voladura de roca en el espacio de corte, con profundidades y métodos de perforación adecuados según las condiciones del yacimiento. El manejo implica el traslado del mineral volado a túneles de transporte y su carga, distinguiendo entre métodos gravitacionales y mecánicos, cuya selección se basa en factores como la inclinación del yacimiento. La gestión de la presión del suelo es clave para garantizar la seguridad minera, lo que requiere medidas para prevenir y controlar la deformación, las fallas y los colapsos en el yacimiento, manteniendo así la estabilidad de las operaciones de extracción.
V. Relaciones entre los pasos
Las cuatro etapas de la minería de yacimientos están estrechamente interconectadas en el tiempo y el espacio, y se desarrollan secuencialmente para formar una cadena de operaciones progresiva y que se apoya mutuamente. El desarrollo proporciona la infraestructura para la preparación, la preparación refina el área minera, el corte crea las condiciones para el corte y, finalmente, el corte logra la extracción del mineral. La implementación de cada etapa debe considerar las necesidades de las operaciones posteriores, encarnando el principio minero de una minería y un desarrollo equilibrados, con el desarrollo a la cabeza.
VI. Conclusión
En resumen, la minería de yacimientos es un proceso de ingeniería sistemático compuesto por múltiples etapas continuas e interdependientes, donde la ejecución exitosa de cada paso depende de una preparación previa y una planificación exhaustiva. Con los avances tecnológicos y las exigencias del desarrollo sostenible, la minería moderna prioriza cada vez más el equilibrio entre la protección ambiental, la seguridad y la eficiencia económica. Explora y aplica continuamente nuevas tecnologías para mejorar la eficiencia de la extracción y reducir el impacto ambiental. En el futuro, la minería de yacimientos se volverá más inteligente y ecológica, avanzando hacia niveles más altos de gestión.
