Método de Explotación:

Cut and Fill (Corte y Relleno)

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Resumen Ejecutivo Cut and Fill consiste en la explotación de un cuerpo mineralizado mediante una extracción de mineral en forma ascendente en forma de “lonjas”, para luego, rellenar parte del caserón con material estéril y utilizar este mismo como plataforma de trabajo y realizar la explotación de la siguiente fase. Sin embargo, antes de ese proceso, se deben crear las galerías y labores necesarias; importantes son la construcción de una galería de transporte, una rampa y una chimenea para el ingreso del material estéril y ventilación. Es un método de alto costo, por lo que es común dentro de la explotación de minerales valiosos o con alta concentración de mineral. Además, tiene un alto grado de recuperación de mineral, esto debido a que es altamente selectivo, es decir, permite dejar zonas de mineral con baja ley sin explotar, y de esta forma, sólo invertir en zonas cuyo beneficio económico será mayor. El relleno debe ser de fácil obtención y de bajo costo. Los más comunes son los provenientes de relaves (hidráulico) o estériles de la misma mina o de otra. Las limitaciones en cuanto a maquinaria son pocas, debido a que, como ocurre en otros métodos, no existen desventajas en cuanto a la compresión del material de relleno, debido a que posteriormente quedará en el caserón. La perforación puede realizarse en forma vertical u horizontal. En el primer caso, se pueden extraer volúmenes mayores de mineral, sin embargo, disminuye la seguridad debido a que la cara resultante después de la tronada es muy irregular. En el caso de la perforación horizontal, se extrae menor cantidad de mineral, sin embargo, el techo del caserón queda uniforme y no involucra un mayor grado de peligro. En Chile, este método es utilizado en minas como El Indio, Papomono, el Bronce, entre otras.

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Índice

Resumen Ejecutivo ..................................................................................................... 1

índice ........................................................................................................................... 2

1. Introducción ............................................................................................................ 3

2. Objetivo ................................................................................................................... 3

3. Alcances .................................................................................................................. 3

4. Cut and Fill .............................................................................................................. 4

4.1 Antecedentes Históricos en Chile ................................................................ 5 4.2 Preparación ................................................................................................. 6

4.2.1 Tipos de Relleno ........................................................................... 6

4.3 Maquinaria ................................................................................................... 7 4.4 Perforación .................................................................................................. 7 4.5 Variantes ..................................................................................................... 7 4.6 Lugares donde se ocupa en Chile ............................................................... 8 4.7 Ventajas y Desventajas ............................................................................... 8 4.8 Costo ........................................................................................................... 9

5. Conclusión ............................................................................................................ 10

6. Comentarios .......................................................................................................... 10

7. Bibliografía ............................................................................................................ 10

8. Anexos ................................................................................................................... 11

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1. Introducción El proceso de explotación de un yacimiento lleva consigo diversos estudios que permitirán decidir cuál método es el más conveniente desde el punto de vista económico, de tiempo y de factibilidad de trabajo. Algunos factores que se toman en cuenta para la selección del método de explotación son la ley, las dimensiones del mineral, la profundidad, forma, estabilidad de la roca, etc. Todas las labores y trabajos realizadas para acceder y trabajar el mineral consideran estos factores. Al igual que el resto de los métodos de explotación existentes, el método de “Corte y Relleno” está orientado para un yacimiento con características definidas. La veta en cuestión debe presentar un alto nivel de buzamiento, preferentemente formas irregulares y un nivel de estabilidad medianamente bajo. Este método está orientado para minerales de alto valor o de alta ley, debido a que llevarlo a cabo involucra altos costos de transporte, la realización de rampas y galerías interiores, y el carguío del material utilizado como relleno y la mena quebrada.

2. Objetivos Objetivos Principales

- Conocer la metodología del método Cut and Fill y sus características.

- Conocer ventajas y desventajas de este método.

- Conocer características que debe poseer el depósito para que este método sea factible.

Objetivos Secundarios

- Utilización de Autocad para la realización de modelo.

- Comparación con Shrinkage en cuanto a relleno, utilización de maquinaria y costos.

- Comparación de los costos de este método frente al resto de los métodos de

explotación subterráneos.

3. Alcances La realización del presente informe se vio limitado principalmente por el exceso de artículos referentes al tema en forma repetitiva, es decir, muchos artículos con el mismo tipo y cantidad de información. Además, la cantidad de información referente a la historia de este método es inexistente en internet, por lo que sólo este informe se limita a algunos antecedentes históricos de Chile con respecto a la utilización del Cut and Fill.

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4. Cut and Fill Cut and Fill es un método subterráneo que consiste, básicamente, en explotar franjas horizontales de mena en una veta para luego rellenar con estéril y posteriormente, utilizarlo como plataforma de trabajo para seguir avanzando en forma ascendente. El relleno también cumple una función estructural, ya que ayuda a sostener los límites del caserón. La factibilidad de este método se ve limitada por su alto costo, debido a factores como transporte, mano de obra, adquisición del estéril, etc. por lo que es aplicable a yacimientos de alta ley. El cuerpo mineralizado debe presentar un buzamiento mayor a 50º. Preferentemente, se utiliza en yacimientos con cajas y mineralización diseminada, lo cual permite una “explotación selectiva”, es decir, se puede discriminar entre sectores con distinta ley a explotar. Además, la roca debe ser medianamente inestable.

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4.1 Antecedentes Históricos en Chile

Una de las minas en Chile donde uno de los métodos con que se explota el mineral es el Cut and Fill, es la Mina El Bronce. La historia de esta mina se remonta al siglo XVII, sin embargo, en 1937 se funda la Compañía Minera El Bronce de Petorca. Desde septiembre de 1996, la mina es propiedad de Coeur, y utiliza tres métodos de explotación: Cut and Fill, Rampa por veta y Sub Level Caving. Can Can es un yacimiento aurífero ubicado a 140km de Copiapó adquirida en 1987 por Chevron. En 1991 parte de este yacimiento fue vendido a una sociedad constituida por varios sectores. Hasta noviembre de 1994 se utilizaba una variante del método Cut and Fill, y el ritmo de explotación era de 800 toneladas al día y una ley de oro de 9g por tonelada. En 1999 se agotaron las reservas, actualmente, la faena sigue en funcionamiento, pero explotando cuerpos mineralizados menores. La producción de Can Can se resume en la siguente tabla:

Año Kg de oro Kg de plata

1993 778 3,7

1994 2.162 14,9

1995 1.400 20,8

1996 1.648 17,6

Fuente: Revista Minera Chilena La mina Pedro Valencia comenzó sus operaciones el año 1988 y empleaba en un principio el método Sublevel Stoping, pero con el pasar de los años, las condiciones de la mina obligaron a implementar el método Cut and Fill. Actualmente, posee una producción de 68000 toneladas al mes.

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4.2 Preparación Se debe realizar una galería de transporte paralela al mineral. Es importante la realización de una rampa y galerías de conexión para unir la galería de transporte con el caserón o plataforma de trabajo. Análogamente, debe realizarse una chimenea con fines de ventilación y para facilitar el ingreso del material de relleno.

Para evitar la mezcla de relleno y mineral, se aplican separadores de pisos, cuyo material depende de la calidad del mineral. Estos pueden ser tablones, correas transportadoras usadas, capa de cemento, etc. “En la mina el indio, cuando las leyes eran muy buenas ponían como separador de piso una capa de asfalto, pero cuando las leyes disminuyeron, el piso era cubierto con correas transportadoras usadas” (B. Reyes, 2005)

4.2.1 Tipos de Relleno El relleno utilizado puede ser algún material que sea fácil de conseguir y que no implique un costo muy alto de obtención. Sin embargo, debe poseer características de resistencia, ya que será el soporte de trabajo durante el proceso de explotación del mineral. El material de relleno puede ser sólido, constituido por estériles de rajo, ripios, materiales provenientes de canteras u otros similares; o hidráulico, proveniente de relaves. En algunos casos también se puede utilizar una pasta constituida de jal, cemento y agua. Lo importante, es que la fuente de donde se obtenga el material de relleno sea cercana al lugar de instalación, para disminuir los costos de transporte.

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4.3 Maquinaria En general, este método tiene pocas limitaciones en cuanto a maquinaria, debido a que la rampa en espiral permite el ingreso de todo tipo de equipos, por lo que, para el manejo del mineral, se pueden emplear desde palas manuales y carretillas, scrapers y equipos LHD.

Perforación: Este método acepta perforadoras manuales, como stopers o Jacklegs y equipos mecanizados como los Jumbos y Wagon Drills.

4.4 Perforación Las perforaciones pueden realizarse en forma vertical u horizontal. La perforación vertical es la más frecuente. Permite la extracción de grandes volúmenes de mineral, sin embargo, tiene la desventaja de dejar un techo muy irregular, lo cual compromete la seguridad de los trabajadores. En cuanto a la perforación horizontal, el volumen del volumen extraído es menor que trabajando con barrenos verticales, sin embargo, el techo queda uniforme, lo cual permite mayor seguridad y mejor selectividad.

4.5 Variantes Cut and Fill equipo Cautivo

En esta variante, no hay galería de transporte, y el equipo queda dentro del caserón. Se aplica en vetas de baja potencia y es muy costoso. Los equipos utilizados pueden ser jacklegs, stopers, slushers. Generalmente el relleno es hidráulico. Su costo varía entre 35-60 $/t Mecanizado Se accede con equipos LHD a las superficies de trabajo. Los equipos pueden ser Jumbos, LHD, Stopers y Jumbos apernadores. Generalmente, el relleno es

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proveniente de relaves y, dependiendo de la competencia de la roca, puede llevar algún nivel de cemento. Su costo está dentro del rango de 35-40 $/t.

4.6 Lugares donde se ocupa en Chile Algunas de las minas donde se ocupa este método son las siguientes:

- Mina Pedro Valencia (Región Metropolitana)

- Mina El Indio (IV región)

- Papomono (IV Región)

- CDE El Bronce (V región)

- Candelaria (III Región)

- Can Can (III Región)

4.7 Ventajas y Desventajas Ventajas:

- Permite utilización de maquinaria pesada. En métodos como el Shrinkage Stoping, donde el relleno es mineral, solo se utiliza maquinaria menor, para evitar la compresión del mineral tronado, lo cual puede dificultar su posterior extracción.

- Se puede utilizar en cualquier escala de minería.

- El relleno funciona como soporte del caserón.

- Es selectivo, es decir, se pueden dejar zonas de baja ley sin explotar. Además, este mismo factor garantiza alta recuperación del mineral.

- El nivel de recuperación de mineral es superior al 90%.

Desventajas:

- Costo económico muy alto.

- Puede mezclarse material estéril con mineral, por lo que es necesario la realización de separadores.

- El proceso de relleno toma tiempo, por lo que la producción en función del

tiempo se ve afectada por este factor.

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4.8 Costo A continuación se adjunta una tabla donde se exponen los precios de los métodos de explotación subterráneos.

Método de Explotación Rango Costo (US$/t) Block Caving 3,5 – 12

Room and Pilars 10 – 20

Sublevel Stoping 10 – 25

Sublevel Caving 15 - 25

Long Wall 20 - 30

Shrinkage Stoping 30 - 60

Cut and Fill 35 - 70

Nótese que el método estudiado presenta el rango de costo mayor, frente al resto de los métodos de explotación subterráneos.

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5. Conclusión El método Cut and Fill permite un alto grado de recuperación de mineral, sin embargo, está orientado solo a minerales valiosos o de alta ley debido al alto costo que involucra su operación. Generalmente, se lleva a cabo en la minería de oro. Si el mineral no presenta las características indicadas, este método es inviable y lo más apropiado es elegir otro que permita explotar el mineral de la forma más eficiente en cuanto a disponibilidad económica, tiempo y trabajo. Esto resume, lo importante que es la elección de un método de explotación, donde deben considerarse las características del yacimiento en función de obtener el mayor beneficio económico posible.

6. Comentarios En Chile, es un método medianamente utilizado, debido a lo costoso económicamente hablando que resulta concretarlo. Tiene un rango de costo aproximado que va desde los 35 a 70 dólares por tonelada. Todo esto bajo el contexto donde el método de explotación más barato (Block Caving), el cual tiene un costo que varía desde los 3.5 a los 12 dólares por tonelada. Al compararlo con el Shrinkage, el cual es muy similar al Cut and Fill, donde básicamente, la única diferencia es que el soporte de trabajo es la misma mena posterior a la tronadura, el Shrinkage es levemente más barato, ya que tiene un costo aproximado que va desde los 30 a los 60 dólares por tonelada. Esto es atribuible a que se necesita menos inversión en carguío y transporte, debido a que el relleno no es traído desde un medio externo, sino que la misma mena cumple esta función.

7. Bibliografia

- Valencia E. (2009), Método de Minado Corte y Relleno, Ciudad de México.

- Reyes B. (2005), Curso: Métodos de Explotación, Santiago de Chile: Universidad de Santiago de Chile.

- Caviedes C. (2009), Seguridad en Faenas Mineras, Universidad Técnica Santa

María.

- Ortiz C., Apuntes de Curso de Explotación de Minas, Santiago de Chile: Universidad de Chile.

- Millar A. (2001), Historia de la Minería del Oro en Chile, Santiago de Chile:

Editorial Universitaria.

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8. Anexos A continuación, se adjunta un modelo de Cut and Fill diseñado en Autocad 2007.