Diseño y aplicación de métodos de excavación de subniveles
El método de excavación por subniveles (o Sublevel Stoping) es un método de minería subterránea utilizado para explotar depósitos masivos y regulares, como vetas inclinadas de mineral.
Es eficiente y ampliamente aplicado cuando la roca circundante tiene suficiente estabilidad para minimizar el riesgo de colapso y garantizar la seguridad.
Diseño del método de excavación por subniveles
1. Consideraciones para el diseño
- Geometría del depósito:
- Adecuado para depósitos de forma regular (tabulares o masivos).
- Requiere inclinaciones de 50° o más para facilitar el desprendimiento del material.
- Condiciones geomecánicas:
- La roca circundante debe ser lo suficientemente competente para evitar el colapso prematuro.
- Dilución:
- Se debe controlar la fragmentación del material para minimizar el desperdicio de roca estéril.
- Profundidad:
- Se utiliza principalmente en depósitos profundos donde otros métodos no son económicos.
2. Componentes principales del diseño
- Subniveles:
- Los subniveles son horizontales y están espaciados regularmente (10-30 m entre ellos, dependiendo de las condiciones geológicas y del equipo disponible).
- Sirven como plataformas para la perforación y voladura del mineral.
- Chimeneas o galerías de acceso:
- Conectan los subniveles con los sistemas de transporte (cajas de vaciado, carros mineros o cintas transportadoras).
- Cámaras de extracción (Stopes):
- Grandes áreas de extracción, limitadas por pilares o tabiques para mantener la estabilidad.
3. Etapas del diseño
- Preparación de subniveles:
- Desarrollo de galerías horizontales y verticales.
- Implementación de sistemas de ventilación y drenaje.
- Perforación:
- Se perforan barrenos largos y paralelos desde los subniveles hacia la cámara de extracción.
- Configuración de los barrenos (en abanico, paralelos o radiales) según las condiciones del depósito.
- Voladura:
- La voladura fragmenta el material, que cae por gravedad hacia los puntos de extracción ubicados en los niveles inferiores.
- Carga y transporte:
- El mineral fragmentado se carga en equipos de transporte (LHD, camiones o cintas) y se lleva a la superficie o a plantas de procesamiento.
- Control y soporte:
- Se evalúa la estabilidad de los pilares y las cámaras.
- Uso de pernos, mallas y concreto proyectado si es necesario.
Aplicaciones prácticas
1. Ventajas del método de excavación por subniveles
- Eficiencia operativa:
- Permite el uso de equipos mecanizados, como perforadoras de largo alcance y cargadores LHD.
- Alta productividad:
- Es adecuado para la extracción a gran escala de depósitos masivos.
- Reducción de costos:
- Menor requerimiento de sostenimiento en comparación con otros métodos como el cut and fill.
- Flexibilidad:
- Puede adaptarse a diferentes geometrías y profundidades.
2. Limitaciones
- Dilución del mineral:
- La fragmentación excesiva puede mezclar roca estéril con el mineral.
- Control del material volado:
- Difícil de controlar en depósitos muy irregulares o con inclinaciones menores a 50°.
- Altos requerimientos iniciales:
- Necesidad de inversión en infraestructura (accesos, ventilación y drenaje).
3. Áreas de aplicación
- Minerales metálicos como oro, plata, cobre, plomo y zinc.
- Depósitos profundos con geometría regular y roca competente.
- Minas donde se requiere alta producción en un tiempo corto.
Optimización del método
- Diseño geotécnico detallado:
- Evaluación del RMR, GSI o Q para definir el espaciado de subniveles y sostenimiento.
- Modelos de fragmentación:
- Uso de software de modelado para optimizar el diseño de voladuras.
- Monitoreo en tiempo real:
- Sensores para controlar deformaciones y evitar inestabilidad.
- Automatización de equipos:
- Incrementa la seguridad y reduce costos operativos.
El Sublevel Stoping es una técnica versátil que permite la extracción eficiente y económica en condiciones geológicas favorables. Su éxito depende de un diseño preciso y del uso de tecnologías modernas para maximizar la seguridad y la productividad.
Fuente: Tecnominproductos