Detener es el proceso de extraer el mineral deseado u otro mineral de una mina subterránea , dejando tras de sí un espacio abierto conocido como rebaje . [1] El rebaje se utiliza cuando la roca del país es lo suficientemente fuerte como para no colapsar en el rebaje, aunque en la mayoría de los casos también se proporciona soporte artificial.
Las primeras formas de parada se realizaron con herramientas manuales o prendiendo fuego ; Más tarde se introdujo la pólvora . A partir del siglo XIX se empezaron a utilizar otros explosivos, herramientas eléctricas y máquinas. A medida que avanza la minería, el tajeo a menudo se rellena con relaves o, cuando es necesario para mayor resistencia, con una mezcla de relaves y cemento. En las minas antiguas, los rebajes frecuentemente colapsan más tarde, dejando cráteres en la superficie. Son un peligro inesperado cuando con el paso del tiempo se han perdido registros de minería subterránea.
Detenerse se considera "trabajo productivo" y se contrasta con el "trabajo muerto", el trabajo requerido simplemente para acceder al depósito mineral, como hundir pozos y ventanas , tallar túneles y niveles, y establecer ventilación y transporte. [2]
Un rebaje se puede crear de varias maneras. El método específico de detención depende de una serie de consideraciones, tanto técnicas como económicas, basadas en gran medida en la geología del yacimiento que se está extrayendo. Estos incluyen la inclinación del depósito (ya sea plana, inclinada o vertical), el ancho del depósito, la ley del mineral, la dureza y resistencia de la roca circundante y el costo de los materiales para los soportes. [3]
Es común cavar pozos verticalmente hacia abajo para llegar al yacimiento y luego conducir niveles horizontales a través de él. La parada se produce entonces a partir de estos niveles.
Cuando el yacimiento es más o menos horizontal, se pueden llevar a cabo diversas formas de contención de espacios y pilares , corte y relleno , [4] o minería de tajo largo . En yacimientos de fuerte inmersión, como las vetas de estaño , los rebajes se convierten en espacios largos y estrechos casi verticales que, si se llega a la superficie, se conocen como gunnis o goffen. [1] Un método común para extraer tales cuerpos minerales verticales es el de parada, ver más abajo.
El tajeo abierto generalmente se divide en dos formas básicas según la dirección: tajeo por arriba y por abajo, que se refieren a la remoción de mineral desde arriba o debajo del nivel, respectivamente. También es posible combinar ambos en una sola operación.
El rebaje por debajo, también conocido como rebaje por debajo o con corte horizontal, es el trabajo de un depósito de mineral de arriba hacia abajo. Al igual que el rebaje por contracción, el rebaje por debajo es más adecuado para cuerpos minerales con buzamientos pronunciados. [5] Debido a la ventaja mecánica que ofrecen las herramientas manuales al golpearlas hacia abajo (en lugar de hacia arriba, contra la gravedad), este método era dominante antes de la invención de la voladura de rocas y las herramientas motorizadas. [6]
En el stoping por encima, el depósito se trabaja de abajo hacia arriba, a la inversa del stoping por debajo. Con la llegada de las voladuras de rocas y los taladros eléctricos, se convirtió en la dirección predominante de detención. [3]
En el stoping combinado, el depósito se trabaja simultáneamente de abajo hacia arriba y de arriba hacia abajo, combinando las técnicas de stoping por encima y por debajo en un solo enfoque.
El stoping de mama es un método utilizado en cuerpos minerales horizontales o casi horizontales, donde la gravedad no se puede utilizar para mover el mineral. [7] El corte del pecho carece de los "pasos" característicos del corte por debajo o por encima, y se extrae en un corte singular. La habitación y el pilar son un tipo de tapón de mama.
Stull stoping es una forma de stoping utilizada en la minería de roca dura que utiliza encofrados sistemáticos o aleatorios ("stulls") colocados entre el pie y la pared colgante de la veta. El método requiere que la pared colgante y, a menudo, la pared inferior sean de roca competente, ya que los montantes proporcionan el único soporte artificial. Este tipo de rebaje se ha utilizado hasta una profundidad de 3500 pies (1077 m) y en intervalos de hasta 12 pies (3,7 m) de ancho. [8] El desastre minero de 1893 en la mina Dolcoath en Cornualles fue causado por una falla de los stulls que sostenían un enorme peso de roca estéril. [9]
El encofrado cuadrado se inventó en Comstock Lode , Virginia City, Nevada, en la década de 1860.
El rebaje cuadrado es un método histórico de rebaje que se basa en vigas entrelazadas colocadas en su lugar formando una rejilla, encajadas firmemente contra la roca. A medida que avanza la minería, generalmente hacia arriba, se agregan nuevos conjuntos de madera para llenar el vacío. El mineral se deja caer libremente a través de los conjuntos o se introduce en tolvas y se carga en vagones de mineral o se extrae desde allí.
Dependiendo de las condiciones de la roca y otras consideraciones técnicas, una vez que el tajeo haya alcanzado su altura diseñada, se puede dejar abierto o rellenar para soporte. Un método histórico común de relleno hidráulico implicaba arrojar roca de desecho en un tajeo terminado y luego mezclarla con una mezcla de arena de molino y agua. El agua se escurre dejando que la arena bloquee el relleno en su lugar. Otros métodos de relleno hidráulico que utilizan cemento y arena de molino, como el relleno de pasta, son métodos de taponamiento más contemporáneos y es poco probable que se utilicen junto con el método anticuado de encofrado escuadrado.
El rebaje por contracción es más adecuado para cuerpos minerales con buzamientos pronunciados (70°—90°). En el proceso de contracción, la minería se realiza de abajo hacia arriba, en cortes horizontales (similar a la minería de corte y relleno), y el mineral roto se deja en su lugar para que los mineros trabajen. Debido a que la roca volada ocupa un volumen mayor que la roca in situ (debido al factor de hinchamiento), parte del mineral volado (aproximadamente el 40%) debe retirarse para proporcionar espacio de trabajo para la siguiente porción de mineral. Una vez que se alcanza la cima del tajeo, todo el mineral se retira del tajeo. El tajeo se puede rellenar o dejar vacío, dependiendo de las condiciones de la roca. [10]
La perforación de pozos largos, como su nombre indica, utiliza agujeros perforados por un taladro de producción según un patrón predeterminado diseñado por un ingeniero de minas. El corte de pozos largos es un método de minería altamente selectivo y productivo y puede adaptarse a diferentes espesores y buzamientos del mineral (0 a 90 grados). Se diferencia de los métodos manuales, como el enmaderado y el encogimiento, en que una vez que el tajeo ha comenzado la fase de voladura, el personal no puede acceder a él. Por esta razón la roca volada está diseñada para caer en un punto de extracción apoyado o removida con control remoto LHD (máquina de carga, acarreo, descarga) .
La mayor limitación de este método es la longitud de los orificios que se pueden perforar con precisión con el taladro de producción; los orificios de mayor diámetro que se utilizan en los taladros de percusión pueden tener una precisión de más de 100 m de longitud, mientras que los equipos de martillo superior con pluma flotante están limitados a ~30. metro.
Los agujeros perforados bajo tierra generalmente se perforan perpendicularmente, en un patrón radial alrededor del variador. Para que los barrenos puedan extraer con éxito el material mineral, deben poder disparar hacia un vacío en el frente. Se requiere una ranura en cada tajeo para proporcionar el vacío inicial. La ranura es a menudo el componente más difícil, costoso y de mayor riesgo de la extracción de un tajeo. Dependiendo de la forma, altura y otros factores, se pueden utilizar diferentes métodos para crear una ranura como por ejemplo: