¿Cuáles son los principales métodos de minería de metales?

Los métodos de minería de metales implican el estudio de los métodos de extracción de mineral de los cuerpos de mineral. Esto incluye tres tareas principales: preparación, corte y extracción. La suma de estas actividades de preparación, corte y extracción realizadas dentro del cuerpo de mineral para facilitar una mejor recuperación del mineral se denomina método de minería. Actualmente, los principales métodos de minería utilizados son: minería por tajo abierto, minería con relleno y minería por hundimiento.

NO.1 Minería por Tajo Abierto

En la minería por tajo abierto, el cuerpo de mineral se divide en tajos y pilares durante el proceso de extracción. Los tajos se explotan primero, seguidos por los pilares. Las condiciones básicas para aplicar la minería por tajo abierto son que el mineral y la roca circundante sean estables, y que el área explotada pueda tener una gran área expuesta durante un cierto período de tiempo. Los métodos de minería ampliamente utilizados dentro de esta categoría incluyen: minería a cara completa, minería por cámaras y pilares, minería por hundimiento retrógrado y minería por cámaras y pilares escalonada.

01 Minería a Cara Completa
La minería a cara completa se utiliza en cuerpos de mineral delgados y de espesor medio, con buzamiento suave (ángulo de buzamiento generalmente inferior a 30°) donde tanto el mineral como la roca circundante son estables. Sus características son: el frente de trabajo avanza de forma integral a lo largo del rumbo o buzamiento del cuerpo de mineral, y durante el proceso de extracción, la roca estéril intercalada o el mineral de baja ley en el cuerpo de mineral se dejan como pilares irregulares para sostener el área explotada. Estos pilares generalmente se consideran una pérdida permanente y no se recuperan.
02 Minería por Cámaras y Pilares
Se utiliza para la minería de cuerpos de mineral horizontales o inclinados, en los que los tajos y los pilares se disponen alternativamente en el cuerpo de mineral o en el área explotada. Al explotar los tajos, se dejan pilares regulares continuos o discontinuos para sostener la roca del techo. Tiene una gama de aplicaciones más amplia que la minería a cara completa, y se puede utilizar para explotar no solo cuerpos de mineral delgados, sino también cuerpos de mineral gruesos y muy gruesos. El mineral estable y la roca circundante en cuerpos de mineral horizontales y con buzamiento suave son las condiciones básicas para la aplicación de este método de minería.
03 Hundimiento Retrógrado
Los trabajadores trabajan directamente sobre la pila de mineral roto debajo de la cara expuesta del tajo, extrayendo el mineral en capas de abajo hacia arriba. Cada vez, aproximadamente 1/3 del mineral extraído se libera por gravedad, y el resto se deja temporalmente en el tajo como plataforma de trabajo para continuar la minería hacia arriba. Después de que todos los tajos se han explotado, el mineral que queda temporalmente en los tajos se libera en grandes cantidades, lo que se denomina extracción masiva de mineral. Este método de minería es adecuado para depósitos de mineral con fuerte buzamiento donde el mineral y la roca circundante son estables, el mineral no es propenso a la combustión espontánea y el mineral triturado se vuelve a cementar fácilmente.
04 Método de Tajo Escalonado
El bloque de mineral se divide en varias secciones en la dirección vertical. Los tajos y los pilares se disponen horizontalmente en cada sección, y el mineral extraído de la sección media se transporta a través de las vías de extracción de mineral de cada sección. Una vez completada la explotación del tajo en una sección, los pilares de esa sección se pueden explotar inmediatamente, y el área explotada se puede procesar simultáneamente.
05 Método de Tajo por Etapas
Este es un método de minería por tajo abierto que utiliza minería con perforación profunda. Basado en el método de extracción de mineral, se puede dividir en método de tajo por etapas con perforación profunda horizontal y método de tajo por etapas con perforación profunda vertical. El primero requiere socavación en la parte inferior del tajo, mientras que el segundo, además de la socavación, también requiere la apertura de una ranura de corte vertical a lo largo de toda la altura del tajo.

NO.2 Método de Minería por Hundimiento

La minería por hundimiento es un método de minería que utiliza el hundimiento de la roca circundante para gestionar la presión del terreno. Es decir, a medida que el mineral se derrumba, la roca circundante se hunde forzadamente (o de forma natural) para rellenar el área explotada, controlando y gestionando así la presión del terreno. Incluye principalmente el método de hundimiento de una sola capa, el método de hundimiento por capas, el método de hundimiento seccional y el método de hundimiento por etapas.
01 Método de Hundimiento de una Sola Capa
Este método se utiliza principalmente para explotar vetas de mineral con buzamiento suave con roca de techo inestable y un espesor generalmente inferior a 3 m. La veta de mineral entre etapas se divide en bloques de mineral, y el trabajo de minería de los bloques de mineral avanza a lo largo del rumbo del cuerpo de mineral. Después de que el frente de minería avanza una cierta distancia, a excepción del espacio requerido para las operaciones de minería, los soportes se recuperan sistemáticamente y el techo del área explotada se hunde. La roca del techo hundida rellena el área explotada para controlar la presión del techo. Según la forma del frente de trabajo, se puede dividir en método de hundimiento de pared larga, método de hundimiento de pared corta y método de hundimiento de entrada.
02 Método de Hundimiento por Capas
Los bloques de mineral se explotan de arriba a abajo en capas. Después de extraer el mineral de cada capa, la roca hundida superpuesta se mueve hacia abajo para rellenar el área de minería. La minería por capas se lleva a cabo bajo protección artificial del techo, donde el techo artificial separa el mineral de la roca hundida, asegurando así una pérdida mínima de mineral y dilución.
03 Método de Hundimiento por Subniveles con Pilares Inferiores
Este método también se denomina método de hundimiento por subniveles con estructura inferior. Sus principales características son: en primer lugar, la minería se lleva a cabo sección por sección; en segundo lugar, se proporciona una estructura inferior dedicada para la extracción de mineral en la parte inferior de cada sección, y la minería de la sección se lleva a cabo secuencialmente de arriba a abajo. Se puede dividir además en método de hundimiento por subniveles con voladura de perforación profunda horizontal con pilares inferiores y método de hundimiento por subniveles con voladura de perforación profunda vertical con pilares inferiores. 04 Método de Hundimiento por Subniveles sin Pilares Inferiores
La parte inferior de la sección no tiene una estructura inferior compuesta por vías de extracción de mineral dedicadas. Todas las operaciones, como la perforación, la voladura y la extracción de mineral, se llevan a cabo en la galería de minería. 05 Método de Hundimiento por Etapas
La altura de minería es igual a la altura total de la etapa. Se puede dividir en método de hundimiento forzado por etapas y método de hundimiento natural por etapas. El método de hundimiento forzado por etapas se puede dividir además en método de hundimiento forzado por etapas con espacio de compensación y método de minería continua por etapas con hundimiento forzado.

NO.3 Método de Minería con Relleno

Este es un método de minería que rellena gradualmente el área explotada con material de relleno a medida que avanza el frente de minería. A veces, los soportes se utilizan junto con el material de relleno para mantener el área explotada. El objetivo principal de rellenar el área explotada es utilizar el cuerpo de relleno formado para la gestión de la presión del terreno para controlar el colapso de la roca circundante y el hundimiento de la superficie, y para crear condiciones seguras y convenientes para la minería. A veces también se utiliza para prevenir incendios internos en mineral de autoignición. Según la estructura del bloque de mineral y la dirección del avance del frente de minería, se puede dividir en método de minería con relleno de una sola capa, método de minería con relleno por capas ascendente, método de minería con relleno por capas descendente y método de minería con relleno selectivo. Según los diferentes materiales de relleno y los métodos de salida utilizados, se puede dividir en método de minería con relleno seco, método de minería con relleno hidráulico y método de minería con relleno cementado.

01 Método de Minería con Relleno de una Sola Capa
Este método es adecuado para cuerpos de mineral delgados con buzamiento suave. Se utiliza un frente de minería tipo pared, que se extiende a lo largo de toda la longitud del bloque de mineral, para explotar todo el espesor del cuerpo de mineral en una sola pasada en la dirección del rumbo. A medida que avanza el frente de trabajo, el área explotada se rellena sistemáticamente con relleno hidráulico o cementado para controlar el techo.
02 Método de Minería con Relleno por Capas Horizontal Ascendente
Este método es adecuado para cuerpos de mineral delgados con buzamiento suave. Se utiliza un frente de minería tipo pared, que se extiende a lo largo de toda la longitud del bloque de mineral, para explotar todo el espesor del cuerpo de mineral en una sola pasada en la dirección del rumbo. A medida que avanza el frente de trabajo, el área explotada se rellena sistemáticamente con relleno hidráulico o cementado para controlar el techo.
03 Método de Minería con Relleno por Capas Inclinado Ascendente
La diferencia entre este método y el método de relleno por capas horizontal ascendente es que se explotan capas inclinadas. El transporte de mineral y material de relleno en el tajo depende principalmente de la gravedad. Este método solo puede utilizar relleno seco.
04 Método de Minería con Relleno por Capas Descendente
Este método se utiliza para explotar cuerpos de mineral muy inestables o aquellos en los que tanto el mineral como la roca circundante son muy inestables, y la ley del mineral es muy alta o el cuerpo de mineral no ferroso o de metales raros es de muy alto valor. La esencia de este método de minería es: minería por capas y relleno de arriba a abajo, con la minería de cada capa realizada bajo la protección de un falso techo artificial de la capa anterior. Las capas de minería son horizontales o inclinadas en un ángulo de 4°–10° o 10°–15° con respecto a la horizontal. Las capas inclinadas son principalmente para rellenar el techo inmediato, y también facilitan el transporte de mineral, pero las operaciones de perforación y soporte son menos convenientes que en las capas horizontales.
05 Método de Minería y Relleno Selectivo
Cuando el espesor de la veta de mineral es inferior a 0,3–0,4 m, los mineros no pueden trabajar en ella solo explotando el mineral. Es necesario explotar selectivamente el mineral y la roca circundante por separado para lograr un espesor de trabajo mínimo (0,8–0,9 m) en el área explotada. El mineral extraído se transporta fuera del tajo, mientras que la roca circundante excavada se utiliza para rellenar el área explotada, creando condiciones para continuar la minería hacia arriba. Este método de minería se denomina método de minería y relleno selectivo. 06 Método de Minería con Entibación Cuadrada
En el pasado, las vetas de mineral delgadas se explotaban principalmente utilizando métodos de soporte con refuerzos cruzados o con estructura de madera. En condiciones donde el cuerpo de mineral es grueso, el mineral y la roca circundante son extremadamente inestables, la forma del cuerpo de mineral es muy compleja y el mineral es valioso, este método de minería sigue siendo eficaz.