METODO CUT AND FILL O CORTE Y RELLENO

Es un mtodo ascendente. El mineral es arrancado por franjas horizontales y/o verticales empezando por la parte inferior de un tajo y avanzando verticalmente. Cuando se ha extrado la franja completa, se rellena el volumen correspondiente con material estril (relleno), que sirve de piso de trabajo a los obreros y al mismo tiempo permite sostener las paredes, y en algunos casos especiales el techo.Un rebaje artificialmente soportado es una obra en la cual una parte significativa de la carga o del peso de la roca, es sostenida por algn sistema de soporte artificial, debido alpeso del material rocoso, condiciones profundidad de la obra y a la calidad de la roca. El empleo de soporte en un rebaje tambin puede ser empleado en el caso de que parte de la carga gravitacional originalmente soportada por la roca no pueda ser transferida a la roca que rodea a la obra despus de realizada la excavacin. Generalmente, los sistemas de soporte artificial resultan imprcticos y antieconmicos, debido a la robustez y dimensiones que requeriran los elementos estructurales que lo formen, en cuyo caso la mejor opcin es el empleo de relleno en el sistema de minado.

CARACTERSTICAS DE APLICACIN DEL MTODO

El mtodotiene como finalidad obtener mineral beneficiable y a su vez proporcionarsoporte artificial al rebaje, cuando la calidad mineral de las tablas evita que el rebajepermanezca abierto durante el ciclo deminado. Este mtodoesaltamenteselectivoyflexible,permitiendoexplotarcuerposmuyirregulares. En cuerpos de baja potencia pero alta ley se usa una variante, el mtodo de descostre (resuing), donde se mina una cuerpo de poco espesor (menor a tres metros), tumbando el mineral,y abriendo el rebaje lo suficiente para tener una rea de trabajo adecuada colando el resto del rebaje en tepetate el cual servir como piso de trabajo conforme el rebaje ascienda. En general el mtodo consiste en la explotacin de rebajes, ascendiendo usando comopiso de trabajo un relleno de roca estril, las variantes de este mtodo consisten en el tipo de relleno que se pretende emplear, los rellenos ms comunes son el relleno con tepetate, relleno hidrulico (jal), relleno con pasta, rellenos combinados .El mtodo es aplicable en general a cuerpos mineralizados cuyo ngulo de buzamiento sea mayor al ngulo de rodamiento del mineral fragmentado.

MTODO DECORTE YRELLENO2.1. OBRAS DE PREPARACIN

Las obras de preparacin se definen como todas aquellas obras que estnencaminadas a determinar zonas susceptibles de explotacin. Las obras de preparacin necesarias, son el cuele de dos contrapozos y dos frentes que servirn como niveles, estas obras delimitaran el bloque, Las dimensiones de los bloques dependen de: El tipo de yacimiento. Consistencia de mineral y tablas.Calidad y ley de los valores. Posicin de losrespaldos. Tipo ydisponibilidaddel equipode minado.

OBRAS DESARROLLO

Una vez que el rebaje es delimitado por la obras depreparacin, se cuela porencima del nivel inferior un subnivel dejando un pilar de piso de 3 a 5m de longitud, este soportara el peso de relleno durante la explotacin del rebaje. Sobre el pilar de piso se cuelan contrapozos que servirn como metaleras, las metaleras crecern conforme el rebaje ascienda, para evitar que se pierdan por accin del relleno, se colocan contrapozos anillados, estos pueden ser de madera o placas metlicas de manera que soporten lapresin del relleno, para vetas pequeas el contrapozo se puede hacer con trancas y entarimado. Los contrapozos laterales que delimitan el rebaje servirncomo ventilacin del rebaje y como rutas de acceso. En la actualidad una variante que tiene elmtodo antiguo es que las obrasde desarrollo son coladas en tepetate, el uso de rampas de acceso y trasporte.

2.3 EXPLOTACIN DE LOS REBAJES.La explotacin se har por medio decortes ascendentes alo largo y ancho delos rebajes tomando como cara libres los extremos de los contrapozos, el piso inicial ser el pilar depiso que existe entre el nivel inferior y el subnivel. Cada vez que se realice un corte serezagalacargaalasmetaleras,elpasosiguienteeselrellenodelrebaje,seacondicionan loscontrapozos anilladoshacindolos crecerpara evitarqueseantapadospor el relleno, se coloca el relleno dentro de los rebajes y se aplantilla generando un nuevo piso de trabajo con la altura adecuada para realizar la barrenacin para el siguiente corte, de esta forma se ascender hasta la explotacin total del bloque.Mtodo convencional de corte y relleno mecanizacin del mtodo de corte y relleno

EXTRACCIN DEL MINERAL

Una vez realizados los cortes de cabeza elmineral quebrado se chorrea atreves de las metaleras previamente coladas, si el rebaje es pequeo esta operacin se puede realizarcon es crepas, trascabos neumticos montados en llanta o en carretilla de mano, si el nivel de mecanizacin es mayor y el rebaje lo permite esta operacin se realiza conscoop-tramp.Recuperacin del Mineral.-La recuperacin del mineral en este mtodo puede llegar al 100% ya que el mtodo permite mayor selectividad. Condiciones de aplicacin del mtodo Resistencia de Mineral:-EL mineral utilizado en este mtodo puede ser desde Moderadamente dbil a resistente. Resistencia de Roca.-La roca utilizada en este mtodo puede ser dbil a medianamente dbil. Forma del depsito:tabular, irregular y tambin discontinuo. Buzamiento del deposito: Moderado a medianamente pronunciado (>45). Dimensin del depsito: Estrecho a moderadamente ancho (6" a 100" o 2 a 30m), extensiones medianamente grandes. Grado de mineralizacin:Medianamente alto. Uniformidad de mineralizacin:Moderadamente, variable (puede encasillar material estril en tajeo). Profundidad:Moderada a muy profunda (tpicamente < 400 a 8000 ft o 1,2 a 2,4 km). Diseo deconstruccindel mtodo de explotacinPreparacinLa preparacin para el mtodo corte y relleno consiste en la elaboracin de las siguientes labores: Galeras o cruceros. Chimeneas y caminos. Rampas. Sub nivel de extraccin. Tajeos. La preparacin del Sill.

Galeras o Cruceros.Para bloquear se necesita la apertura de galeras o cruceros, de acuerdo al tipo de yacimiento (cuerpos o vetas). Cuando se trata de vetas, eldesarrollose realiza fuera de veta, denominndose cruceros o labores paralelas, los que van a servir de acceso,transporte, conduccin de tuberas deaire, agua y relleno hidroneumtico, cuya seccin puede ser de 8"x8" o 7"x8" (2.1x2.4 m.). En los cuerpos, las galeras se pueden construir en el centro del cuerpo o tambin fuera del cuerpo con las dimensiones ya conocidas, solo en el caso de las galeras se har con sostenimientos de cuadros demaderao arcos de aceroen toda la longitud de la labor. Estas galeras sirven de transporte y deservicio(serviciosauxiliares) indistintamente.

Chimeneas y CaminosLas chimeneas se utilizan en la extraccin las cuales se comunican de nivel a nivel, fuera o dentro del yacimiento. Se perforan con dos o tres compartimientos, sostenidos con cuadros de madera de 5"x5"x7" (1.5x1.5x2.1 m.) uno de los cuales es el camino donde se encuentran los descansos y las escaleras; el otro compartimiento forma parte del echadero del mineral, con una buenaestructurade sostenimiento ydiseoespecial; los que podran ser anillos de madera; tambin podran ser Sheck Board, los que tienen descansos en cada piso en forma alternada en los que el mineral va formando inclinados de tal manera que la cada del mineral va siendo amortiguada por el mismo material, protegiendo la estructura del echadero. Con tuberas de acero de 38"" (96.5 cm) de dimetro, construida con planchas de acero cuyo espesor puede ser de 1/4 o 1/8 de pulgada. Cada chimenea tiene unradiode accinde 400 pies (122 m.) aproximadamente.Entre los criterios que se toman en cuenta para determinar la ubicacin de las chimeneas se consideran la cantidad de tonelaje que habr de transportarse por cada una de ellas y la distancia de transporte con locomotoras. Las chimeneas pueden estar ubicadas en el centro o extremo del rea de explotacin; la distancia entre chimeneas oscila entre 40 a 80m dependiendo del diseo de minas. El Chut y camino va a ser fundamental en la extraccin del mineral, sirve para la ventilacin y reconocimiento del cuerpo, instalacin de tuberas de agua y aire; cables elctricos y tuberas de relleno hidroneumtico. Sirve tambin para la evacuacin del agua proveniente del relleno.

Rampas.Se construyen rampas que intercomunican el nivel superior (de servicio), con los horizontes detrabajo, que se encuentran debajo de este nivel; de este modo las rampas sirven nicamente para que los equipos salgan amantenimientoy reparaciones mayores y se ubican fuera del cuerpo mineralizado en terreno duro. Estas rampas tienen una seccin de 10 pies x 9 pies en promedio y una gradiente de 20% aproximadamente.

Sub Nivel de extraccinA partir de la chimenea se construyen los subniveles de extraccin, totalmente con cuadros standard para galeras con una longitud que depende del tipo de yacimiento o del diseo de minas.

Rotura del subnivelA medida que se avanza con la rotura se va colocando puntales de sostenimiento o postes en los extremos de los redondos que se han tendido en la etapa de relleno en el piso superior.La perforacin se realiza con mquinas perforadoras Jacklegs, con mallas que varan de 14 a 18 taladros, dependiendo del tipo de terreno con distancias entre 2 a 3 pies y con barrenos de 5 o 6 pies de longitud (fig.2), se dispara con dinamita de 45%, con fulminantes N6 y mechas deseguridad.Trazo de perforacin en U.C.F

Limpieza del subnivel.La limpieza se realiza con winchas de arrastre de 2 tamboras. Esta operacin se realiza hasta llegar al contacto o la longitud que se ha proyectado de acuerdo al diseo de minas.El subnivel es el que vara dedireccinde acuerdo a las variantes del mtodo de corte y relleno descendente (diferente direccin en la variante C.Y.R.D Michi y la variante C.Y.R.D. Superpuesto. El subnivel de extraccin va a unir todos los paneles o tajeos y sirve para la, extraccin del mineral proveniente de la explotacin de los tajeos paneles. Este subnivel se construye para cada piso de explotacin y se mantienen abiertos hasta concluir el minado de todo el horizonte.TajeosRotura de los tajeosLa explotacin misma se inicia a partir del subnivel de ataque, pudiendo iniciarse simultneamente de una disposicin similar al mtodo de cmaras y pilares, dejando intercalados y una cmara y un pilar y una vez completado esta disposicin se rellenan las cmaras y luego se cortan las restantes y el rellenado se realiza en forma similar.Los tajeos no utilizan sostenimiento provisional excepto cuando se encuentraproblemasde lozas defectuosas o daadas u otras causas, para las que se utiliza sostenimiento con cuadros de madera de 10x10 pies de la siguiente manera.A medida que se avanza con la rotura se va sosteniendo con redondos dejados en el Sill, con puntales de sostenimiento que llevan plantillas en el piso, para que no se hunda el puntal en el terreno suave.Los cortes se van haciendo en retirada, primero se rompe el panel del fondo y se va retrocediendo en forma alternada hasta el echadero.La rotura se puede hacer con maquinas patilladora o pickhammer, en terrenos suaves. En terrenos que necesitan explosivos se perforan con un trazo de acuerdo al tipo de dureza.La seccin de tajeos llega hasta 14x14 pies, la longitud no sobrepasa os 150 pies.

Limpieza del tajeoLa extraccin o limpieza del mineral se practica con winchas y rastrillos hasta el subnivel de explotacin y de all son rastrillados hasta los echaderos del mineral, del cual los motoristas van jalando a los carros mineros para finalmente llevar a la cancha de gruesos de la planta concentradora

Preparacin del Sill (Relleno del tajeo).La preparacin para el relleno, se inicia cuando se ha terminado de limpiar el mineral de un panel.Redondos colocados en U.C.F

Se nivela el piso el piso, se va tendiendo redondos de 8" de dimetro por 10 pies de longitud, en forma transversal al eje del panel y espaciados a 5 pies de cada redondo, luego se, luego se colocan dos cables en forma longitudinal. Se entabla en forma transversal a los redondos con espaciamiento de 6 pulgadas. Tambin se entablan las paredes laterales. La entrada se cierra, con puntales y se entabla; finalmente con poliyute, para contener el relleno hidroneumtico.La cantidad de represas vara de acuerdo a la longitud de la labor y se prepara cada 40 pies. Finalmente se instala una lnea de relleno con una tubera de 5" de dimetro que parte desde la bomba de relleno ubicada en cada nivel.El relleno se realiza en dos etapas: Se echa la mezcla rica en una proporcin de 1:6 (cementoy agregado) hasta la tercera parte de la altura de la labor aproximadamente de aproximadamente 3 pies y. Apenas fragua este relleno, Se completa con una mezcla pobre de 1:26 de 6 pies de altura aproximadamente que alcanza el techo del tajeo. La construccin de represas escalonadas permiten controlar que el relleno alcance la parte ms alta abierta del tajeo.Luego se empieza a preparar el panel del otro flanco, que ya est limpiado y as sucesivamente, hasta completar todo el horizonte de explotacin del nivel superior, incluido el subnivel de extraccin. Este es el Sill, que significa umbral o techo que debe resguardar o soportar todo el block de explotacin.

Perforacin y VoladuraLa perforacin se hace ya sea con perforadoras "Jackleg" o "Jumbo".Los trazos utilizados son simples debido a las caractersticas del terreno. Generalmente, los taladros se espacian a una distancia de 3 pies; los cortes que se utilizan generalmente, son el "corte quemado" y "corte V".Los explosivos usados son los convencionales. Cuando el terreno se presenta duro y consistente se emplea ANFO mientras que en terrenos suaves y con presencia de agua, se emplean cartuchos de dinamita con 60% y cargados manualmente, con fulminante N6, guas de seguridad, conectores simples y cordn de encendido.

Acarreo y transportePara el acarreo del mineral de los tajeos hacia los echaderos se usan las palas CAVO 310 y 511 y los "scooptram" elctricos o diesel. El transporte de mineral en galeras es con locomotoras "trolley" y carros "gramby".

Variantes del mtodoLas variantes del mtodo Corte y relleno descendente, se aplican unas a cuerpos, otras a vetas, las mismas que dependen de la correlacin que exista entre el eje del subnivel de explotacin o el eje del panel de explotacin del piso inmediatamente superior.

Corte y Relleno descendente superpuesto.En esta variante los tajeos utilizan tanto en el subnivel de explotacin o en el panel de explotacin ejes con la misma direccin u orientacin del piso inmediatamente superior, hasta la terminacin del bloque o hasta el nivel inferior. Se emplea en la explotacin de vetas o la recuperacin de pilares.

Corte y Relleno descendente alternoEn esta variante para iniciar la rotura en el piso inmediatamente inferior, los ejes de los tajeos son desplazados paralelamente con respecto a los ejes del tajeo superior una distancia igual a la mitad del ancho del tajeo, no hay superposicin del eje de los tajeos, por ello cuando uno avanza con la rotura del techo va apareciendo la mitad de los redondos tendidos en el piso del relleno superior. Y cuando se ha terminado en toda la longitud del tajeo se apreciara en el techo dos lozas con sus respectivos redondos, trabajando en voladizo.CORTE Y RELLENO DESCENDENTE ALTERNO

Corte y relleno cruzado o michiSe caracteriza porque para iniciar la rotura de piso inferior, el eje del subnivel de explotacin se desplaza en forma perpendicular al eje del subnivel de explotacin del piso superior. Por ello en estos tajeos el sostenimiento provisional utiliza las losas apoyadas en las paredes de los tajeos adyacentes. La loza trabaja como una viga perfectamente empotrada en ambos extremos o como un puente, por lo que ya no es necesario reforzar con redondos en la loza, ni con puntales de sostenimiento.Al terminar la explotacin de un piso, se baja al nivel inferior girando nuevamente los ejes en 90, de tal manera que dichos ejes y lozas siempre aparecen como vigas cruzadas en los techos de los nuevos tajeos en explotacin.Corte y Relleno Descendente Michi

Problemas aplicativos

Costototal por tonelada mtrica explotadaSegn el siguiente grafico y losdatosde explotacin por cada tonelada mtrica de mineral extrado, sabiendo que las galeras, chimeneas y subniveles se construyeron en esteril. Costo de enmaderado y poliyute para tajeo o subnivel = 14.868 $/m horizontal. Costo de explosivos en subniveles y tajeos =6.703 $/m horizontal. Costo de cemento o arena para tajeo y subnivel = 14.157 $/m lineal. Costos de mano de obra, energa y equipo por da de explotacin de tajeos y subniveles enoperacionesde explotacin y relleno = 161.610 $/da. Costos desupervisin= 720.000 $/da. Costos de barrenos en perforacin en tajaos y subniveles = 120 $/m horizontal. Costos totales de construccin de chimenea = 200 $/m vertical. Costos totales de construccin de galera = 100 $/m horizontal. Costo de otrosmateriales= 0.08 $/TM Produccin diaria = 300 TM P.e. =2.8 TM/m3

SolucinReservas minables = 42mx39mx2.8TM/m3=68796TMSumatoria de longitudes de subniveles y tajeos=70tajeosx39m+5x42m=2940m

Sumatoria de longitud de chimeneas = 3mx7x2chimeneas = 42mSumatoria de longitud de galeras = 42m + (7m+42m)=91m

Otros materiales = 0,08 $/TMCosto total por tonelada mtrica = 0,598$/TM+0,286$/TM+0,605$/TM+0,537$/TM+5,128$/TM+0,122$/TM+0,132$/TM+0,08$/TM=7,488 $/TM4.2 Rendimiento de un scooptram.Se tiene un tajeo de explotacin por el mtodo "Michi" de 15" de ancho por 20" de alto; para la determinacin se emplea yumbos hidrulicos que perforan taladros con una longitud promedio de 12", con unaeficienciade disparo del 90%; el peso especifico del material insitu es 2,2 TM/m3, el material despus del disparo se esponja 40%. Este material es evacuado por un scooptram elctrico de 2,7 m3 de capacidad de cuchara dado por la fabrica, con un grado de llenado del 82%. Su velocidad de transporte cargado es 7 km/h y su velocidad sin carga es 10,8 km/h. La distancia promedio del lugar del disparo al echadero es 188m (del echadero que se encuentra en la parte ms lejana). La carga, descarga y maniobra del operador duran 2,6 min/ciclo, la eficiencia de tiempo es 88%, la disponibilidadmecnica91%. a)Calcular el tiempo de limpieza y el nmero deviajesnecesarios. b)El rendimiento del scooptram y el tonelaje evacuado por daSolucinTransformando pies a metros.15"= 4,57 m20" = 6,10 m12" = 3,66 mLongitud de avance =3,66 m x 0.9 = 3,29 mVolumen disparado por disparo=4,57 m x 6,10 m x 3,29m = 91,72 m3Volumen a Evacuarse =91,72 m3 + 91,72 m3 x 40% =128,41 m3Carga til de cuchara=2,7 m3 x 0,82 = 2,21 m3

Tiempo que demorara el scoop en evacuar material de voladura sin considerar menor tiempo disponible para uso de scoop por eficienciamecnica, ni eficiencia de tiempo=

b)

Rendimiento del scooptram=3,47 TM/ciclo x 9,37 ciclos/h =32,51 TM/hRpta.Tonelaje evacuado por da=32,51 TM/h x 8 h/turno x 3 turnos/da= 780,24 TM/daRpta.4.3Dilucin en tajeosEn el siguiente grafico semuestraun horizonte de explotacin del mtodo corte y relleno descendente donde el area mineralizada se representa sombreada. Representar la dilucin mediante undiagramade dispersin:"rea mineralizada vs D", para cada uno de los paneles del horizonte de explotacin.

A1=382,34ft2, A2=409,66ft2, A3=27,31ft2, A4=737,38ft2, A5=27,31ft2, A6=60,00ft2, A7=693,68ft2, A8=38,23ft2, A9=43,70ft2, A10=715,53ft2A11=32,77ft2, A12=65,54ft2, A13=666,37ft2, A14=60,08ft2, A15=27,31ft2A16=731,92ft2, A17=32,77ft2, A18=76,47ft2, A19=677,30ft2, A20=38,23ft2, A21=262,18ft2, A22=529, 82 ft2Solucin Primeramente se observa que el rea de cada tajeo es igual a 12ft x 66 ft =792ft2, para fines de clculo estevalorser asignado a Ab. Los tajeos se denominan B1, B2,..B8 de izquierda a derecha, y las diluciones para cada bloque de izquierda a derecha son D1, D2,D8.Por ello:

Las areas mineralizadas son A2, A4, A7, A10, A13, A16, A19, A22 de izquierda a derecha, para los bloques B1 hasta B8.Bloquerea mineralizada (ft2)Dilucin (%)

1409,6648,28

2737,386,9

3693,6812,4

4715,539,66

5666,3715,86

6731,927,59

7677,314,48

8529,8233,1

Ahora se muestra el diagrama de dispersin.

Ventajas y desventajas del mtodo5.1 Ventajas Permite la explotacin de cuerpos irregulares, deleznables o inconsistentes. La recuperacin del mineral es alta, llega al 100%. Pococonsumode madera, en la variedad Michi no se emplea madera, en la cama ni los puntales de seguridad. La seguridad es relativamente buena, en la variedad Michi es mejor, ya que el techo deconcretoes una loza que atraviesa como una viga en toda la extensin del tajeo. Poco consumo de explosivo por la suavidad del mineral. La variedad Michi ha favorecido aumentar el ancho del tajeo por lo que se ha mecanizado este mtodo. Se puede afirmar que este mtodo es mssegurocon relacin a losriesgosdeaccidentesque puede representar. Las condiciones inseguras se pueden controlar y eliminar, porque estn a la vista. Se trabaja con techo seguro y piso seguro.5.2 Desventajas Se necesita bastante tiempo para los trabajos de preparacin (4 a 5 meses). No se puede dejar desmontes o caballos que se encuentran dentro del mineral, por lo que el tajeo se limpia totalmente para iniciar el relleno Es costoso por el gran consumo de cemento madera y labor diaria. No se puede cambiar a otro mtodo. Paraliza la explotacin de las reas cuando hayescasezde cemento en elmercado. El gran consumo de aire por lasbombasneumticas utilizadas en el bobeo de relleno causa problemas a la perforacin. ConclusionesEl mtodo de explotacin de corte y relleno puede ser la solucin a cuerpos mineralizados que tengan malacalidadderesistenciaa esfuerzos mecnicos y/o roca encajonarte de mala calidad, adems ofrece una mayor facilidad para elcontrolde la seguridad dentro de las labores de explotacin.

Bibliografahttp://www.monografias.com/trabajos74/explotacion-subterranea-corte-relleno-descendiente/explotacion-subterranea-corte-relleno-descendiente2.shtmlhttp://zona-minera.blogspot.com/2012/06/mining-operation-cut-and-fill-stoping.html