FUNDAMENTOS DE MINERIA

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MODULO I
FUNDAMENTOS DE MINERIA A CIELO ABIERTO
1. INTRODUCCION
1.1 Importancia de la minería en el desarrollo de la humanidad
La minería es una de las actividades mas antiguas de la humanidad . Casi desde
el principio de la edad de piedra , hace 2.5 millones de años o más , ha venido
siendo la principal fuente de materiales para la fabricación de herramientas .
Puede decirse que la minería surgió cuando los predecesores de los seres
humanos empezaron a recuperar determinados tipos de rocas para tallarlas y
fabricar herramientas . Al principio la minería implicaba simplemente la actividad ,
muy rudimentaria de desenterrar el sílex u otras rocas.
Todos los materiales empleados por la sociedad moderna han sido obtenidos
mediante minería , o necesitan productos mineros para su fabricación. Puede
decirse que si un material no precede de una planta , entonces es que se obtiene
de la tierra . Incluso las otras actividades del sector primario - agricultura, pesca, y
silvicultura - no podrían llevarse a cabo sin herramientas y máquinas fabricadas
con los productos de las minas. Cabe argumentar por ello que la minería es la
industria más elemental de la civilización humana.
La minería siempre implica la extracción física de materiales de la corteza
terrestre , con frecuencia en grandes cantidades para recuperar solo pequeños
volúmenes del producto deseado . Por eso resulta imposible que la minería no
afecte al medio ambiente , al menos en la zona de mina .
Por lo general , la minería tiene como fin obtener minerales o combustibles . Un
mineral puede definirse como una sustancia de origen natural con una
composición química definida y unas propiedades predecibles y constantes. Los
combustibles más importantes son los hidrocarburos sólidos que por lo general no
se definen como minerales. Un recurso mineral es un volumen de la corteza
terrestre con una concentración anormalmente elevada de un mineral o
combustible determinado. Se convierte en reserva si dicho mineral , o su
contenido (por ejemplo un metal) , puede recuperarse mediante la tecnología del
momento con un coste que permita una rentabilidad razonable de la inversión en
la mina.
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La minería de superficie es el sector más amplio de la minería , y se emplea para
más del 60% de los materiales extraídos . Puede emplearse para cualquier
material . Los distintos tipos de mina de superficie tienen diferentes nombres , y
por lo general suelen estar asociados a determinados materiales extraídos . Las
minas de cielo abierto suelen ser de metales; y en las explotaciones descubiertas
suele extraerse carbón; las canteras suelen dedicarse a las extracciones de
materiales industriales y de construcción y en las minas de placer suelen
obtenerse minerales y metales pesados ( con frecuencia oro, pero también
platino, estaño y otros minerales pesados).
1.2 Minería a cielo abierto a Nivel mundial
El carbón se encuentra en casi todas las regiones del mundo, pero en la
actualidad los únicos depósitos de importancia comercial están en Europa, Asia,
Australia y América del Norte.
Las estimaciones de las reservas mundiales de carbón son muy variadas . Según
el Consejo Mundial de Energía , las reservas recuperables de antracita, carbón
bituminoso y su bituminoso ascendían a finales de la década de 1980 a más de
1.2 billones de toneladas .De ese carbón recuperable , China tenia alrededor del
43% , Estados Unidos el 17% , la Unión Soviética el 12% Surafrica el 5% y
Australia el 4%.
Producción de Carbón
La producción mundial de carbón en 1994 refleja la crisis de la minería en la
Unión Europea ( la producción bajó un 17,4%) y en Rusia (decayó en un 6.2%)
.En cambio se produjo un dinamismo en la industria carbonífera de Estados
Unidos, China, India , Colombia y Australia entre otros.
Producción de Oro
La obtención de oro data de las culturas Etrusca, Minoica y Egipcia , cuando los
placeres de oro precedían de arenas y gravas aluviales , y se extraía por el simple
proceso de lavado con batea. El oro se obtenía de esta forma en India, Asia
central , el sur de los montes Urales y el las regiones del este del Mediterráneo
En el siglo XVI , el valor de las reservas de oro en Europa apenas alcanzaba la
cifra de 225 millones de dólares. Con el descubrimiento de América , y hasta
comienzos del siglo XIX , la producción mundial de oro alcanzó unos 4.665.000Kg
. América del Sur y México se convirtieron en ese periodo en grandes productores
de oro.
En la actualidad Surafrica es el mayor proveedor mundial de oro, con una
producción anual que ronda las 700 toneladas métricas . Sus minas más
importantes se encuentran en Witwatersrand. Hay otros 70 países que producen
oro en cantidades comerciales , pero alrededor del 80% de la producción mundial
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proviene de Surafrica y la antigua URSS , que son los grandes productores, y en
menor medida , Estados Unidos, Australia, Canadá, China y Brasil . Otros países
con producción notable, aunque inferior, son : México, Chile, Colombia y Filipinas.
Producción de Cobre
El Cobre ocupa el lugar 25 en abundancia entre los elementos de la corteza
terrestre. Frecuentemente se encuentra agregado con otros metales como el oro,
plata,bismuto y plomo, apareciendo en pequeñas partículas en rocas
El cobre se encuentra por todo el mundo en lava basáltica, localizándose el
mayor deposito conocido en la cordillera de os Andes en Chile , bajo la forma de
pórfido . Este país posee aproximadamente el 25% de las reservas mundiales
conocidas de cobre y a comienzos de 1980 se convirtió en el primer país
productor de este mineral.
Los principales yacimientos se localizan en Chuquicamata, Andina, El salvador y
El Teniente
2. TERMINOLOGIA MINERA A CIELO ABIERTO
2.1 TERMINOLOGIA GEOLOGICA
Antes de considerar los procesos de extracción es importante entender la
terminología geológica usada en la descripción de los yacimientos minerales.
Los depósitos minerales en sentido amplio caen dentro de tres categorías.
•
Igneos. Depósitos de origen primario que se depositaron por procesos
magnéticos ej. Hierro,cobre,cromo y Níquel.
•
Sedimentarios: Depósitos de origen secundario que resultan de la depositación
de los primarios erodados y posiblemente concentrados. Je: depósitos
aluviales, fosfato, hierro, caolín, carbón.
•
Metamórficos: Depósitos de origen ígneo o sedimentario, los cuales han
experimentado una alteración posterior debida a la presión y/o calor. Je:
Hierro, cobre, y asbestos.
Un deposito mineral se puede definir como un mineral de valor económico bajo
un conjunto de condiciones. La ganga o roca estéril es un material que no tiene
ningún valor bajo las mismas condiciones. El grado de un deposito mineral es el
porcentaje de mineral de valor económico dentro de este mineral: El minado del
mineral por el método de minería de superficie podría clasificarse dentro de los
depósitos masivos, depósitos en lechos y depósitos aluviales.
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Algunos términos geológicos relevantes para este curso son:
EXPLORACION: Prospección, perforación de diamante o cualquier otro trabajo
desarrollado en la búsqueda y determinación de las reservas y forma de un
yacimiento.
MINERAL: Sustancia homogénea natural que tiene propiedades físicas y
composición química definida y formado bajo condiciones físicas favorables con
una estructura cristalina definida.
ANTICLINAL : Pliegue convexo de estratos levantados en forma de silla o de
bóveda alargada, de manera que forman dos pendientes contrapuestas, el plano
cóncavo se denomina sinclinal.
PLANO DEL ESTRATO: Es el plano de separación entre capas individuales y la
roca sedimentaria.
ROCA DE CAPA: Un material sólido o no consolidado que esta depositado
encima del yacimiento.
BUZAMIENTO: Sentido en que se inclina una capa o filón.
DIQUE: Una masa en forma de pared constituida de rocas ígneas que llena una
fisura en la roca preexistente.
LIMITES ECONOMICOS DE MINERAL: La extensión o porción de un deposito de
mineral que puede ser minado con ganancia.
FALLA: Fractura a lo largo de una roca, en la cual, el desplazamiento de uno de
los lados es relativo al otro tomando un lugar paralelo a la fractura. El
falseamiento puede ser causado por compresión, tensión o torsión y es posible
que sea asociado con la mineralización.
GRADO: Es la clasificación del mineral de acuerdo con su pureza o su contenido
de metal deseado o material.
AGUAS SUBTERRANEAS: Agua que se presenta dentro de la masa rocosa por
debajo de los acuíferos.
ROCAS ENCAJANTES: Formaciones rocosas en las que se presenta él
depositan mineral.
MINERALIZACION: Los procesos tienen lugar en la corteza terrestre resultando
una concentración local o acumulación de minerales útiles.
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DEPOSITO DE MINERAL: Es una masa de roca o de mineral, la cual, es de tal
grado y en tal cantidad que puede ser explotada rentablemente.
SOBRECAPA O MATERIAL ESTERIL: ( Overburden) Suelo despoblado, roca o
material estéril que yace encima y se puede remover para tener acceso al material
de grado minable.
ANGULO DE INCLINACION: Angulo entre el eje del deposito mineral y la
proyección horizontal. Se mide en un plano vertical.
RUMBO: Es la dirección en la que un deposito mineral corre perpendicular a la
máxima profundidad.
SINCLINAL: Parte cóncava de un pliegue, plegamiento hacia debajo de la roca.
DICORDANCIA: Es el rompimiento de una secuencia estratigrafica en la que el
estrato mas joven reposa sobre uno más viejo el cual no le precede
inmediatamente en la sucesión geológica.
FILON: Vena muy rica en mineral. Zona de fisuras aproximadamente paralelas,
irregularmente conectadas o esparcidas sobre una anchura considerable y
rellenas de mena y roca parcialmente reemplazante
MAGMA : Material fundido bajo la tierra a partir del cual se han formado las rocas
ígneas
MENA: Una mezcla de minerales y ganga de los cuales cada uno de los metales
puede ser extraído como utilidad.
PLACER: Depósito aluvial de arena y grava que contiene minerales valiosos como
oro, platino
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2.2 TERMINOLOGIA MINERA
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BANCO: Se puede definir como un saliente o borde que forma un solo nivel de
operación sobre el cual el material, mineral o estéril se minan retrocediendo del
borde hasta la cara del banco. EL mineral o estéril se remueve en capas
sucesivas, cada una de las cuales es un banco. Varios bancos pueden estar en
operación simultanea mente y en diferentes partes y a diferentes elevaciones.
TALUD DEL BANCO: Es el ángulo medido en grados entre la horizontal y una
línea imaginaria que une él píe del banco con la cresta del mismo.
ALTURA DEL BANCO: Es la distancia vertical entre el punto mas alto del banco
y él píe del banco. La altura del banco es normalmente dada por las
especificaciones de la maquinaria o de operación tales como: Perforadoras, palas,
y normas oficiales.
LIMITE DE LA EXPLOTACION: Son las extensiones verticales y laterales en las
cuales la mina a cielo abierto puede ser económicamente explotable. El costo de
la remoción de la sobrecapa o material estéril contra el valor minable del mineral
es por lo general el primer factor que controla él limite de minería.
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Para elevar la estabilidad de la pendiente dentro de la mina y por diferentes
razones de seguridad se deben construir bermas
BERMA: La elevación del banco coincide con un contorno tal que no toca ninguna
de las paredes de la mina.
La pared rocosa o limite del mineral sobre el lado más bajo de un deposito mineral
excavado se toma como la pared del fondo.
Es el piso en los depósitos de los estratos . El limite de mineral o la pared rocosa
sobre el lado más alto de un deposito de mineral excavado se refiere tal como la
pared colgante.
BOTADERO: Sitio para colocar pilas o montón de rocas o de minerales en
superficie, o bajo tierra, antes de ser transportados fuera de la mina.
DESCAPOTE: Remover el estéril encima de un yacimiento, en una explotación
a cielo abierto.
ESCOMBRO: Mineral o roca que ha sido rota por la voladura.
3. TIPOS DE YACIMIENTOS EXPLOTABLES
Los depósitos de minerales explotables pueden presentar condiciones naturales
muy variadas. Las clasificaciones de los yacimientos, desde el punto de vista de
su explotación, se realizan, comúnmente, atendiendo a diferentes criterios, entre
los que cabe destacar los que se describen a continuación.
3.1. Por su forma
a) Isométricos: Los que se extienden más o menos en todas las direcciones por
igual, por ejemplo los depósitos masivos.
b) Estratificados y filonianos. Aquellos que se presentan siguiendo
direcciones preferentes y albergan con tonelaje relativamente pequeño.
dos
c) Columnares o cilíndricos. Los que se extienden en una sola dirección.
d) Intermedios o mixtos. Que combinan características de dos o más de los
grupos anteriores, debido a su propia génesis o a la tectónica que los ha
dislocado o replegado.
La morfología de los yacimientos marca acusadamente la geometría final de las
explotaciones, la secuencia de extracción y el método minero más adecuado.
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3.2. Por el relieve del terreno original
a) Horizontales o planos. Cuando la superficie es relativamente llana u
horizontal .
b) En ladera. Pueden ser a favor de talud o contra talud , según la disposición de
las masas mineralizadas.
c) Montañosos. El terreno es irregular y presenta importantes accidentes
topográficos.
d) Submarinos o subacuáticos . Si están cubiertos por una lamina de agua .
La geometría del terreno determina, en cierta medida, el método de explotación y
la aplicabilidad de medios mecánicos para llevar a cabo la extracción de los
distintos materiales.
3.3. Por su proximidad a la superficie
a) Superficiales. Cuando no existe material de recubrimiento o éste presenta un
espesor inferior a los 20 o 30 m
b) Profundos. Localizados a profundidades mayores, entre los 40 y los 250 m
c) Variables. Aquellos en los que una parte es económicamente explotable a
cielo abierto y el resto por minería subterránea al ir desarrollándose con
detenimiento.
La posición de un yacimiento puede ser, con respecto a la superficie, regular o
irregular, no pudiendo clasificarse en algunos casos en un único grupo de los
indicados, al compartir características propias de varios grupos. La posición
relativa de un yacimiento determina el tamaño de la explotación, tanto en planta
como con detenimiento, y los sistemas aplicables, especialmente en cuanto a
medios de transporte se refiere.
3.4. Por la inclinación
a) Horizontales. Con ángulos que pueden variar desde los 0 hasta los 10 ó 15
grados sobre el plano horizontal.
b) Tumbados. Con ángulos entre 10 - 15 grados hasta los 25 - 35 grados
c) Inclinados. Aquellos cuyos ángulos superan los 25 - 35 y llegan hasta los 70
grados
d) Verticales. Con ángulos comprendidos entre los 70 y 90 grados.
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El ángulo que presentan las masas mineralizadas, además de condicionar la
elección del método de explotación, afecta de forma importante a las relaciones
de estéril mineral y, consecuentemente, a la economía de las operaciones a cielo
abierto, así como a la probabilidad de rellenar los huecos creados en yacimientos
alargados para proceder a la recuperación de los terrenos.
3.5. Por la complejidad o numero de mineralizaciones
a) Simples. Se caracterizan por una estructura homogénea sin presencia de
otros niveles mineralizadores o inclusiones.
b) Complejos. Pueden contener, junto con minerales de altas leyes, masas de
mineral pobres o esterilizadas con unos contactos claros. En tales casos la
explotación se realiza de forma selectiva para evitar la perdida o dilución del
mineral aprovechable.
También se incluyen, dentro de este grupo, aquellos depósitos con diferentes
masas o niveles mineralizados que obligan a una explotación más compleja, aún
cuando los contactos con el estéril sean nítidos.
3.6. Por la distribución de la calidad del mineral en el yacimiento
a) Uniformes . Cuando la calidad o ley del mineral es la misma dentro de los
limites del yacimiento. En este caso la explotación se lleva a cabo con uno o
varios frentes, pero sin proceder a la mezcla de los minerales extraídos.
b) No uniformes. Cuando la mineralización presenta calidades distintas en
alguna dirección en planta o en profundidad dentro del deposito. En estos
casos se suele efectuar la extracción simultanea en varias zonas, para
proceder a la mezcla y homogeneización de los minerales extraídos.
3.7. Por el tipo de roca dominante.
a) El recubrimiento de estéril y el mineral son rocas compactas metamórficas o
ígneas
b) El recubrimiento está constituido por rocas no homogéneas con alternancia de
estériles blandos y duros, ígneas o metamórficas, y el mineral e intrusiones de
estériles son rocas compactas o meteorizadas y también de origen ígneo o
metamórfico.
c) Las rocas del estéril de recubrimiento son blandas y densas, con el mineral y
rocas de intrusión compactas o meteorizadas de origen ígneo o metamórfico.
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d) Tanto el recubrimiento como la zona mineralizada están constituidas por rocas
ígneas o metamórficas meteorizadas
e) Las rocas de recubrimiento son blandas y sedimentarias y el mineral no es
homogéneo.
f) El recubrimiento y el mineral son blandos y de origen sedimentario.
4. SECUENCIA TIPICA DE LA EXPLOTACION A CIELO ABIERTO,
PERSONAL Y EQUIPO
•
•
•
•
•
•
Descapote y limpieza de la sobrecapa superficial
Perforación del estéril y el mineral
Quema del estéril y el mineral
Cargue del estéril y mineral
Transporte del estéril y mineral
Trituración primaria del mineral
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4.1 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA MINERÍA A CIELO
ABIERTO
4.1 .1. Ventajas de la minería a cielo abierto
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Gran Iluminación
Mayor rendimiento
Mayor comodidad para los trabajos
Mayor Seguridad
Fácil control de personal
Recuperación del 100% de las reservas
Flexibilidad del material a explotar
Ventilación eficiente
Mayor tamaño de equipos
Mayores condiciones para el transporte
4.1.2 Desventajas de la minería a cielo abierto
•
•
•
El volumen de la inversión inicial es grande
Condiciones atmosféricas (temporales)
Desagüe
• Problemas de estéril a remover( Transporte y deposito)
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5.0 PLANEAMIENTO MINERO
5.1 INTRODUCCION
El planeamiento de una mina a cielo abierto debe correlacionar todas las fases de
una operación minera, determinando la bondad económica del yacimiento e
indicando una secuencia de ejecución apropiada. Hay que tener encuentra que
los factores a considerar para este propósito, son numerosos y deben reflejar las
características y condiciones limitantes con respecto a un yacimiento particular.
Sin embargo, el objeto de este modulo nos limita a describir los fundamentos de
un plan minero, orientado particularmente hacia el caso de una mina de carbón a
cielo abierto, por esta razón él modulo considera aspectos básicos del
planeamiento, los cuales son de gran importancia para la realización de su trabajo
igualmente recomienda la consulta bibliográfica para ampliar la información aquí
contenida.
5.2 GENERALIDADES
El propósito principal de una operación minera es extraer y comercializar una
mena mediante un procedimiento económicamente rentable y bajo unas
condiciones determinadas, para lo cual frecuentemente se requiere mover
grandes cantidades de material estéril, por lo tanto la selección de los parámetros
de diseño y la elaboración de un programa de extracción mineral y remoción del
estéril implican complejas decisiones de ingeniería, dado su enorme significado
técnico y económico.
Bajo este punto de vista, el objetivo de un plan minero es determinar la secuencia
de ejecución de las distintas etapas del proyecto de tal modo que se obtenga una
rentabilidad apropiada utilizando el diseño optimo. A grandes rasgos estas etapas
comprenden:
1. ETAPA EXPLORATORIA
A.
B.
C.
D.
E.
Modelo del yacimiento
Elaboración de datos topográficos
Estudios geológicos y de calidad
Estudio geotecnico
Estudio hidrológico
2. ETAPA CONCEPTUAL
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A.
B.
C.
D.
Definición de mezclas
Capacidad de producción
Facilidades del área
Costos unitarios estimados
3. ETAPA DE DISEÑO
A.
B.
C.
D.
E.
Optimización de los limites económicos de la excavación
Secuencia de minería
Definición de los sistemas de transporte
Determinación del equipo requerido
Análisis del flujo de caja
4. OPTIMIZACION DEL DISEÑO
A. Evaluación económica
B. Comparación y selección de alternativas
5.3 CONSIDERACIONES GENERALES SOBRE UN PLAN MINERO
Toda la información obtenida en la primera etapa se utiliza para establecer una
estrategia de extracción del deposito orientada hacia el alcance de unos objetivos
previamente establecidos que comprenden:
A. Requerimientos de producción por periodos anuales, mensuales, semanales y
diarios.
B. Programas de calidad y control
C. Costos unitarios, costos de producción e inversiones de capital
La base del análisis para la determinación de la secuencia de minería y de los
limites finales de excavación, es el beneficio económico. Idealmente, la solución
final es aquella que reporte el mayor beneficio posible.
5.4. CALCULO DE RESERVAS
Para él calculo de reservas el cuerpo mineral debe ser primeramente delineado y
subdividido en sectores de diferentes grados de seguridad.
Parámetros:
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•
•
•
•
Determinar rumbo y buzamiento
Numero de mantos y espesores
Continuidad en el buzamiento
Presencias de Discontinuidades estructurales
6. LEYES DEL MINERAL
6.1. Ley de demuestre:
Es la ley del mineral en su lugar de origen , determinada por el demuestre en el
subsuelo en superficie o por sondeos.
6.2 Ley de planta:
Es la ley del mineral tal como sale de la mina y entra en la planta , al calcularse
debe tenerse en cuenta la dilución .
6.3. Ley recuperable :
Es la ley de la planta menos las perdidas metalúrgicas , para determinaciones
preliminares servirá de base la experiencia con minerales similares en el área o en
otras partes.
6.4. Ley comercial
Es la cantidad pagada por el fundidor o comprador por tonelada de mineral
extraído.
6.5. Ley mínima y limites de mineral:
Se debe trazar la línea divisoria entre el yacimiento y el material estéril , el trazado
de esta línea puede constituirse en uno de los problemas mas difíciles en la
estimación del mineral a explotar . El limite del mineral exige una decisión correcta
respecto a la ley mínima esto es el limite inferior que podrá sostenerse frente a los
costos , ya que cambiando el limite puede aumentar o disminuir la ley mínima.
6.6 . Ley media
La ley media de un bloque de mineral se calcula a partir de las leyes medias
de los frentes expuestos que lo limitan . En yacimiento típico de mineral se
calcula tomando muestras en diferentes zonas , lados y caras del mineral.
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6.7. Volumen
El peso de un bloque de mineral se estima calculando en primer lugar el volumen
y multiplicando este por el factor de conversión ( densidad ) dando el peso en
tonelaje.
7.0 . METODOS DE EXPLOTACION EMPLEADOS EN MINERIA
A CIELO ABIERTO
INTRODUCCION
La minería de superficie es el proceso de la extracción de un material de valor
económico de la tierra utilizando una superficie de excavación.
•
•
•
Minería a cielo abierto
Descapote o minería de área
Minería de transferencia
La minería a cielo abierto se refiere a una minería en superficie donde se extrae
un mineral en incremento de la economía de acuerdo a su profundidad .
La minería de descapote se refiere al método de minería en superficie donde el
material de descapote o material estéril se remueve a corta distancia hacia un
lado desde encima del lecho de un deposito mineral , para permitir mas tarde la
excavación y remoción de este mismo material . Siguiendo a la extracción del
material , la roca estéril se vuelve a colocar en el sitio original.
7.1. METODOS GENERALES
7.1.1. BANCOS
Explotación en la cual se divide el yacimiento en escalones, de una altura que
está relacionada con el tamaño de los equipos de cargue.
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EXPLOTACION POR BANCOS
Normalmente se comienza su explotación en forma descendente. El ancho de
cada banco debe ser lo suficiente para que el equipo de cargue y el de transporte
puedan laborar libremente. Los bancos están conectados unos a otros por medio
de rampas y se debe realizar cunetas para el manejo del agua.
En la parte más baja de la mina se construye un sumidero, cuya función principal
es recoger todas las aguas provenientes de los bancos de explotación con el fin
de poderlas evacuar por medio de bombas a un sitio fuera del área de
explotación.
7.2. TERRAZAS
Método de explotación para yacimientos o criaderos de forma irregular,
especialmente de minerales metálicos, como el cobre y el níquel.
Constituyen niveles de forma circular, elíptica o cónica dependiendo de la
estructura del yacimiento o del criadero de minerales.
La altura de la terraza depende de la dureza de la roca y del equipo a utilizar en la
perforación y en el cargue.
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El ancho de la terraza tendrá la medida necesaria para realizar el cargue y
transporte del mineral arrancado.
EXPLOTACION POR TERRAZAS
7.3. CORTAS.
Empleado en yacimientos masivos o de capas inclinadas. La explotación se lleva
a cabo tridimensionalmente por banqueo descendente con secciones
transversales en forma tricónica.
En las minas de carbón explotadas por este método, dependiendo de las
condiciones geológicas y del número de mantos a extraer, se puede hacer un
retrollenado que consiste en depositar los estériles provenientes de la explotación,
en el sitio más profundo del hueco, en donde ya se han sacado todos los mantos
de carbón. Esto reduce grandemente los costos de producción, pues la distancia
de acarreo se disminuye y con esto los costos de transporte.
7.4. DESCUBIERTAS.
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Es aplicable en yacimientos más bien planos casi horizontales, con recubrimientos
de estériles no muy grandes (20 - 30 cm) y casi siempre se recupera un solo
banco o manto de mineral.
La maquinaria que se utiliza depende del volumen de las reservas extraíbles
siendo aplicable en grandes minas la DRAGALINA y en las minas pequeñas la
maquinaria convencional como volquetes, cargadores y tractores.
La recuperación de los terrenos después de la explotación por este método
resulta sencilla, traduciéndose en una simple nivelación de los materiales
superficiales y el extendido de la capa vegetal.
7.5 TERRAZAS
Este método se basa en una minería de banqueo con avance unidireccional. Se
aplica en yacimientos relativamente horizontales, de uno o varios niveles
mineralizados y con recubrimientos potentes pero que permiten depositar el estéril
en el hueco creado transportándolo alrededor de la explotación.
Las profundidades que se alcanzan son importantes, con limitación económico en
la determinación de cual es el último nivel mineralizado que se explotará.
Los equipos y sistemas mineros que se utilizan son muy variados, desde los
totalmente discontinuos con equipos convencionales, hasta los continuos con
transporte con cintas y trituración dentro de las explotaciones.
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EXPLOTACION POR EL METODO DE TERRAZAS
7.6. CONTORNO.
Consiste en la excavación del estéril y mineral en sentido transversal hasta
alcanzar el límite económico, dejando un talud de banco único y progresión
longitudinal siguiendo el citado afloramiento. Dado el gran desarrollo de estas
explotaciones y la escasa profundidad de los huecos, es posible realizar una
transferencia de los estériles para la posterior recuperación de los terrenos.
La maquinaria que se utiliza suele ser del tipo convencional.
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MINERA DE CONTORNO
7.7. CANTERAS.
Es el término genérico que se utiliza para referirse a la explotación de rocas
ornamentales e industriales. Constituyen el sector más importante en cuanto al
número, se basa en la explotación y extracción de agregados pétreos (gravillas,
arenas) para uso en construcción.
Las canteras se pueden dividir en dos grandes grupos :
- El primero donde se desea obtener un todo-uno fragmentado, apto para
alimentar plantas de trituración y obtener un producto destinado a la construcción
en forma de áridos o gravas.
- El segundo dedicado a la explotación de grandes bloques paralelepípedos que
posteriormente se cortan y elaboran.
En el primer caso, la extracción no suele ser tan cuidadosa, presentándose
frecuentemente problemas de inestabilidad y desprendimiento de rocas,
propiciados en buena parte por las grandes alturas de los bancos.
En el segundo caso las explotaciones se caracterizan por el gran número de
bancos que se abren para arrancar los bloques y la maquinaria especial con las
que se obtienen planos de corte amplios.
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7.8 GRAVERAS.
Los materiales detríticos como las arenas y las gravas, albergadas en los
depósitos de valle y terraza de los ríos son objeto de una explotación intensa
debido a la demanda de dichos materiales para el sector de la construcción.
Las arenas y los cantos rodados se encuentran poco cohesionados por lo que las
labores de arranque se realicen directamente por equipos mecánicos como
retroexcavadoras y volquetas.
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7.9
ALUVION.
Tipo de minería utilizada en la explotación de minerales preciosos como oro, plata
y platino.
Consiste básicamente en recoger en los lechos de los ríos las arenas ricas en
estos minerales utilizando las máquinas mecánicas llamadas “dragas” y realizarle
en el mismo equipo su beneficio, depositando en las orillas de los ríos los
estériles, produciendo de esta manera unos daños ecológicos bastante severos.
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MINERIA DE ALUVION
8.0. SERVICIOS Y FACILIDADES DE UNA MINA A CIELO ABIERTO
8.1. VIAS
Las vías construidas para uso interior en una mina a cielo abierto deben cumplir
con ciertos requisitos técnicos, como :
8.1.1. Pendiente. La pendiente recomendada para la construcción de rampas es
del 8%, pendiente donde el vehículo de acarreo desarrolla su máxima potencia,
en una forma eficiente con pendientes mayores el equipo comienza a perder
eficiencia.
8.1.2. Ancho. La vía debe conservar un ancho mínimo de 3 ½ veces el ancho
del vehículo de mayor capacidad que transite en la mina, es decir, si tenemos
volquetes de 4.5 m de ancho (CAT 769 c), el ancho de la vía debe ser de 15.75 m.
8.1.3. Compactación. Debido al peso que deben soportar las vías al paso de los
vehículos de acarreo 62.4 ton (CAT 769 c) cuando va cargado y 35 ton cuando va
vacío, éstos deben tener un afirmado con materiales que puedan soportar estos
pesos sin que se deterioren rápidamente ; si esto no ocurre el mantenimiento de
las vías se hace más costoso debido a la periodicidad con que se debe llevar a
cabo.
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Para el cálculo de la construcción de la vía debemos tener en cuenta la resistencia
a la rodadura y es el esfuerzo de tracción requerido para vencer el efecto
retardatorio creado entre las llantas y las superficie del suelo. Incluye la
resistencia causada por la penetración de la rueda en el suelo, por la flexión de
las llantas y en cierto modo por la fricción de rodamiento de la rueda.
Una sección típica de una vía es la siguiente :
8.2. ENERGIA
La energía eléctrica es indispensable en un proyecto minero por cuanto muchos
equipos y máquinas trabajan con corriente eléctrica. Es por esto que se debe
pensar desde el momento de la planeación de la mina tener en cuenta este
aspecto.
Normalmente se requiere una subestación eléctrica para poder repartir y
administrar adecuadamente la energía para los diversos equipos que operan a
diferentes voltajes.
8.3. DRENAJE.
En una mina a cielo abierto una actividad de gran importancia es el manejo de las
aguas superficiales.
De un buen manejo y canalización de estas aguas podrá trabajarse en épocas de
invierno con mayor eficiencia y seguridad.
Cada banco de explotación debe tener una pendiente de tal manera que las
aguas se vayan acumulando en un determinado sitio dentro del mismo varían y
que puede ser evacuada hacia los niveles inferiores a un depósito central llamado
SUMIDERO, ubicado en la parte más bajo de la mina.
En el sumidero son colocadas unas bombas de succión para evacuar el agua al
exterior de la mina, ya sea a corrientes de agua, no sin antes hacerles un
tratamiento de decantación de sólidos.
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8.4. CAMPAMENTOS Y CASINOS
Instalaciones que deben construirse para el bienestar de los trabajadores.
Los campamentos deben cumplir unos requisitos mínimos en cuanto a seguridad
e higiene, contemplados en el decreto número 2.222 de 1993, elaborado por el
Ministerio de Minas y Energía.
8.5. TALLERES.
Construcciones destinadas para la reparación y el arreglo del equipo y maquinaria
que trabaja en la mina.
Deben ser lugares construidos de una forma firme y segura, adecuados para las
actividades que se realicen en su interior, con buena ventilación e iluminación, con
pisos debidamente demarcadas y libres de humedad, grasa y objetos que puedan
ocasionar accidentes.
Otros servicios y facilidades de una mina a cielo abierto son :
•
•
•
•
Bodegas
Trituradoras
Planta de beneficio
Botaderos
9.0 CARGUE Y TRANSPORTE EN UNA MINA A CIELO ABIERTO
9.1.
CARGUE
9.1.1 Tipo de Equipos de Cargue
Los equipos de cargue empleados mas frecuentemente en Minería a Cielo Abierto
se pueden dividir en dos grandes grupos :
*
Estáticos
*
Movimiento
9.1.1.1 Estáticos : Equipos que poseen como medio de tracción orugas y que
por consiguiente permanecen largos periodos de tiempo en un mismo sitio.
Entre estos equipos tenemos :
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a) Retroexcavadoras
b) Palas Frontales
c) Palas eléctricas
9.1.1.2 Movimiento : Equipos que poseen ruedas para su traslación. En este
tipo de equipos su ciclo de cargue es mas desarrollado por cuanto que tiene que
hacer varios movimientos , para poder llenar un cucharón de material en el equipo
de acarreo en este tipo de equipo pertenecen los cargadores.
9.1.2. Métodos de cargue
Existen varios métodos de cargue, los mas usados en minería son :
•
•
Cargue Doble
Cargue Sencillo
9.1.2.1. Cargue Doble : En este método los camiones se ubican a ambos lados
de la maquina, y el equipo de cargue va realizando alternamente la operación con
este método se consiguen mayores productividades y rendimientos pero se
requiere una gran destreza y conocimiento de los operadores.
9.1.2.2. Cargue Sencillo : Cuando el sitio de cargue se hace difícil por las
condiciones del terreno o por el espacio reducido es necesario hacer un cargue
sencillo.
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9.2 TRANSPORTE
9.2.1 Sistemas de Transporte
El transporte o acarreo de materiales y minerales en una mina a Cielo Abierto es
muy variado dependiendo de las distancias al botadero o planta de beneficio, del
material que se este acarreando de los volúmenes de producción entre otros .
De los sistemas de transporte mas utilizados tenemos :
A.
B.
C.
D.
Volquetas
Banda Transportadora
trenes
cable aéreo
9.2.1.1. Volquetas : Las volquetas es el equipo de acarreo mas utilizado
actualmente.
El aumento de las capacidades de estos equipos se ha
incrementado aceleradamente en los últimos años.
9.2.1.2. Bandas Transportadoras : Sistema de transporte utilizado en minería
de materiales de baja densidad como lignitos, potasa, etc.
Una de las ventajas de este sistema es que se pueden transportar materiales a
grande distancias (10 - 12 Km.) pero su desventaja es su limitada capacidad
cuando los bloques a trasladar son muy grandes, aunque el avance de la
tecnología, ha creado la posibilidad de tener trituradoras, móviles en los sitios de
explotación con el fin de disminuir el diámetro de las rocas (trituración Primaria) y
de esta manera pueden ser transportadas con este sistema.
9.2.1.3. Ferrocarril : Sistema de transporte utilizado en años pasados para
evacuar el material de los sitios de extracción a los botaderos o plantas
trituradoras.
Pero debido a los problemas acarreados en el traslado de la
carrilera en el banco de trabajo o el traslado de esta a un nivel inferior o superior ,
hizo que este sistema disminuyera en uso.
Actualmente su uso se centra principalmente para el transporte del mineral a los
Centros de comercialización como puertos para su exportación.
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9.2.1.4. Cable Aéreo : Sistema de transporte mas barato que hoy se acomoda o
utiliza en aquellos sitios donde la topografía es muy accidentado y donde se hace
difícil el acceso o la construcción de vías.
La desventaja es que su mantenimiento es muy complicado debido a su
estructura misma y que consta de torres ubicadas a determinar distancia y lugares
a veces difíciles.
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