LO NUEVO EN TAJO ABIERTO LO NUEVO EN

MINING &
CONSTRUCTION
Fig 2.
Una de las disposiciones de perforación
de taludes, usada en
la mina Chuquicamata, de Chile.
HABLANDO
Muchas minas a tajo abierto descubren que la pendiente de la excavación influye mucho sobre el costo de
las operaciones. Con pendientes
mayores, debe perforarse, volarse y
transportarse menos roca.
urante años las minas a tajo abierto han investigado la posibilidad
de aumentar el ángulo de sus taludes para reducir la cantidad de roca a retirar. Pero el impacto sobre la estabilidad
de los taludes ha hecho dudar sobre la
conveniencia de apartarse de las normas
de la industria. Ahora se disipan estas dudas, a medida que más minas abiertas, especialmente en Sudamérica, demuestran
que con taludes más empinados pueden
ahorrar mucho dinero, sin comprometer la
estabilidad o la seguridad.
D
Minimizando el desperdicio
La gran cantidad de material estéril excavado para llegar al yacimiento metálico o
de minerales no metálicos, es la base económica de toda operación de perforación.
La diferencia entre canteras y explotaciones a tajo abierto son las condiciones geológicas y las características del mineral extraído. Las canteras entregan la mayor
cantidad de roca, en varios tamaños, vía la
planta de chancado y cribado, las minas a
tajo abierto entregan el mineral tan puro
como sea posible, a través de la planta de
chancado y concentración (molinos, sepa16
LO NUEVO EN
TAJO ABIERTO
Por Hans Fernberg, M.Sc., Ingeniero de
minas de Atlas Copco Rock Drills
radores y/o procesos de flotación o bioquímicos) y finalmente a la fundición, para
convertir los minerales en metales.
La exigencia de fragmentación en la
roca estéril en minas a tajo abierto es simple. Debe adaptarse a los equipos de carga
y transporte para retirar el desecho estéril.
Por otro lado, la buena fragmentación del
mineral extraído por voladura produce
ahorros substanciales en el costo total del
proceso de concentración del mineral.
Como ningún yacimiento tiene la for-
ma cónica perfecta, ideal para la geometría de la excavación, hay que retirar grandes cantidades de roca estéril, tanto de la
roca de cubierta como de la pared de fondo, para dar acceso al mineral. (Fig. 1:
Sección transversal de una excavación).
La relación de estéril/mineral aumenta
cuando la excavación se hace más profunda. Finalmente, por razones económicas,
se abandona la excavación, o se reanuda
la explotación subterránea. Sin poner en
peligro la estabilidad, es beneficioso man-
MINING &
CONSTRUCTION
Buena estabilidad
de la pendiente
Roca estéril
Pendiente de
excavación 720
Banqueos usando
perforación
precorte con martillo de fondo
Pendiente de
excavación 450
Yac
imi
en
to
Fig 3.
Ampliación del talud, mostrando la diferencia de principio entre perforación
con martillo de fondo y rotativa.
Buena fragmentación
necesaria
Fig 1.
Explotación a tajo abierto,
sección transversal principal.
Banqueos usando equipos
rotativos
Exceso de roca
estéril
ROC L8
tener el ángulo del talud tan empinado
como sea posible, reduciendo así al mínimo la cantidad de estéril excavado.
Rotación contra percusión
Hoy se presta atención a la creación de
taludes empinados, estables y seguros,
sin riesgo de desmoronamiento. Las experiencias demuestran que con precorte
y voladuras restringidas en la zona más
cercana al contorno final de la excavación, se obtienen grandes ahorros.
Un ejemplo es la excavación de Chuquicamata, en Chile. Con 8 km. de largo,
2,5 km. de ancho y 750 m de profundidad,
la excavación introdujo perforación con
martillo de fondo de barrenos inclinados,
con precorte, usando el equipo sobre orugas ROC L8, con dos filas de barrenos de
6 1/2 pulgadas, para reducir la cantidad de
explosivos usados cerca del talud. Esto reduce al mínimo las ondas de choque reflejadas hacia la roca lateral. (Fig. 2: Disposición de perforación).
Usando la geometría de Chuquicamata, cada grado de aumento en el ángulo
del talud representa la enorme cantidad de
150 millones de m3 de roca, un ahorro potencial enorme. La mina a tajo abierto más
grande del mundo, Muruntau, en Uzbekistán, introdujo también el ROC L8, para
aumentar la profundidad hasta 1.180 m.
El método predominante en minería a
tajo abierto ha sido la perforación rotativa
de grandes hoyos, usando diámetros en la
gama de 250 a 400 mm (5 3/4 - 9 7/8 pulgadas). Esto implica menores costos de perforación, pero se ignora el gasto de crear
una cantidad excesiva de estériles, y una
fragmentación menos favorable. Un relevamiento reciente de 36 operaciones a tajo
abierto en Chile, y otros países, usando
diámetros de barrenos entre 75 y 345 mm
(3-13 1/2 pulgadas), revela que los tamaños
de barreno sobre 200 mm (8 pulgadas) no
generan ningún ahorro substancial en el
total de metros perforados por tonelada.
No se puede aumentar indefinidamente
la carga y el espaciado. Una razón para reemplazar la perforación rotativa por otros
métodos, como martillo de fondo, es la
poca flexibilidad de los equipos pesados
rotativos, adaptados a banqueos anchos y
verticales y a perforaciones de un solo
paso. (Fig. 3: Perforación con martillo de
fondo y perforación rotativa). Barrenos inclinados, banqueos más altos y angostos,
producen pendientes de excavación más
empinadas y menos roca estéril.
100 barrenos verticales de 127 mm de
diámetro, y 5,8 m de profundidad, con
perforación COPROD, que se encienden
en una sola voladura, con una demora de
42 ms entre números consecutivos, 1-6.
Como no existe superficie libre para la
expansión, y gracias al alto valor de retacado (2,5 m), el material volado simplemente se hincha como un soufflé. Esto
significa que la geología original, previa a
las voladuras, no se perturba. Después se
lleva a cabo una extracción selectiva, con
excavadora, resultando una recuperación
máxima de la rica y angosta veta de oro.
El mensaje es claro: aplicar barrenos
más pequeños, y voladuras con precorte
y controladas en el mineral, especialmente cerca de las pendientes de la excavación, ofrece posibilidades de reducir
costos. Y adoptando perforación y voladuras selectivas y cautelosas, en zonas
mineralizadas angostas, la recuperación
de mineral puede mejorarse mucho.
Comprendiendo estas tendencias, Atlas
Copco desarrolla nuevos productos para
perforación con martillo de fondo y COPROD, que ayudarán a las minas a tajo
abierto a lograr la mejor economía gloM &C 1 02
bal posible.
●
Voladuras soufflé
La explotación de zonas mineralizadas angostas, irregulares y estratificadas, requiere atención especial para no in5m
3.3
troducir innecesarias cantidades
de roca estéril en la corriente
de mineral. Este tipo de explotación debe ser ejecutada sobre una base selectiva, en contacto
estrecho con geomensores y geólogos, tomando muestras frecuentes
después de cada voladura.
Se usan banqueos cortos y barrenos pequeños para encarar las
irregularidades de la zona mineralizada.
Un método inventado en Australia,
llamado “voladuras soufflé”, es muy popular. (Fig. 4: El principio de estas voladuras cautelosas como se practica en la
mina Björkdal, en Suecia). Se perforan
4.8
m
Zonas de
mineral
Fig 4. Voladuras soufflé: El diagrama
muestra la secuencia de encendido (42
ms entre números consecutivos 1-6). El
diagrama pequeño muestra el resultado.
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