Docente:

Unidad Nº

Fundamentos de minería a cielo abierto

Sistema de Explotación a Cielo Abierto

Principales características del método de explotación a cielo abierto y condiciones requeridas para su elección sobre otras opciones.

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• Ingeniero Civil en Minas

• Julio Iván Bravo Guzmán

• Generalmente aplicado a yacimientos debaja ley y superficiales.

• Ritmo de producción >20,000 tpd.

• Moderadamente selectivo ya que posee lafacilidad de vaciar el estéril en botaderos.

• Desafíos en el diseño:• Manejo de la razón estéril/mineral y su

evolución en el tiempo.

• Ubicación de las rampas de acceso yproducción.

• Diseño de las flotas de equipos.

• Estabilidad de las paredes del rajo.

La elección de un método de explotación de un yacimiento mineral se basa

principalmente en una decisión económica (Costos, beneficio, inversiones, flujos

de caja, etc.). Esta decisión está relacionada con múltiples factores propios del

yacimiento tales como:

Ubicación.

Forma.

Tamaño.

Topografía superficial.

Profundidad del cuerpo mineral.

Tipo de mineral.

Complejidad y calidad de la mineralización.

Distribución de la calidad de la mineralización (selectividad).

Características del macizo rocoso.

Calidad de la información de reservas.

Inversiones asociadas.

Además, y no menos importante, la elección dependerá de las políticas,

necesidades y recursos que disponga la empresa interesada en realizar dicha

explotación.

Es por ello que cada yacimiento es potencialmente sensible a ser explotado por

cualquier método minero, de los cuales serán descartados los que no representen un

buen negocio para la empresa interesada.

Una vez definido el método más apropiado podremos pensar si el proyecto

minero proseguirá su curso hacia la explotación y para efectos de nuestro propósito

asumiremos que esta etapa ya ha sido salvada y que definitivamente explotaremos

yacimientos por el método de Rajo Abierto (Cielo Abierto u Open Pit, como se

conoce comúnmente el mismo método en otros países, donde recibe distintos

nombres).

La explotación de un yacimiento por el método de rajo abierto, requiere de datos

iniciales, provenientes de campañas de exploración (Sondajes), los cuales serán

procesados de modo de obtener un modelo de bloques (Krigeage, Ivor, etc.). Este modelo

de bloques consiste en una matriz tridimensional de bloques de dimensiones definidas

por su largo, ancho (ambos iguales por lo general) y alto, este último valor corresponderá

a la altura de los bancos del futuro rajo. Dicha altura será definida principalmente en

función de las características del yacimiento y la elección de los equipos de explotación.

La altura del banco a su vez define en la estimación de reservas la altura que tendrán los

compósitos en la campaña de sondajes

Debemos notar que muchos de los datos utilizados para el diseño del rajo, son

estimaciones basadas en estudios y recopilación estadística de otras explotaciones,

además de los datos sujetos a corrección por la aparición de nuevas tecnologías

(influyentes en los costos), nuevas reservas (futuras expansiones) y condiciones del

mercado (Precio del metal, leyes nacionales, regulaciones ambientales, políticas

nacionales e internacionales, etc.), por lo que difícilmente podemos decir que nuestro

rajo se comportará tal cual lo hemos planteado en la etapa inicial del diseño. En otras

palabras debemos decir que el diseño final de un rajo con seguridad será modificado

al ir incorporando información fresca en las bases de datos.

MINERÍA A CIELO ABIERTO

• MENOR COSTE DE EXPLOTACIÓN: ALTA MECANIZACIÓN

• MENOR RIESGO LABORAL

• MAYOR IMPACTO AMBIENTAL

• MOVIMIENTO DE GRANDES VOLUMENES DE MATERIAL ESTÉRIL

• CONDICIÓN DE VIABILIDAD: ratio estéril/mineral < 10

VENTAJAS DESVENTAJAS

Mejor recuperación del volumen demineral explotable

Las inversiones en equipos son cuantiosasy las cargas financieras son altas

Planificación mas flexible a medida queprogresa el rajo

El equipo es mas sofisticado y necesitauna mano de obra mas calificada

Los niveles de riesgo en el trabajodisminuyen

Los agentes atmosféricos naturalestienen un fuerte impacto (lluvia, nieve,niebla).

La mecanización no tiene limite encuanto a dimensiones de los equipos

Los frentes de trabajo deben estar mejororganizados

VENTAJAS DESVENTAJAS

El esfuerzo físico de los trabajadores esmenor

Se generan importantes impactos en elentorno que deben ser corregidos pormedio de una restauración a vecesonerosa

Los tonelajes por cada tronadura son mucho mayores

La productividad es mas alta

Los problemas de ventilaciónprácticamente no existen

Los costos por tonelada movida son mas bajos

Problemática a resolver

• La definición de mineral y su separación a partir de una ley mínima de corte

• La existencia de minerales marginales que habrán de almacenarse

• La estabilidad de grandes taludes y vertederos

• Las relaciones de estéril a mineral

• La necesidad generalizada de contar con una planta de procesamiento para tratartodos los minerales y poder elevar su contenido pagable hasta el mejor valorvendible

TIPOS DE EXPLOTACIONES A CIELO ABIERTO

La minería hidráulica sepuede definir como laextracción de los mineralesen aquellos yacimientoformados hidráulicamente oque están bajo el agua ytambién como aquellatécnica que utiliza el aguacomo una herramienta parael arranque o el transportede los materiales.

• Alta productividad.

• Mayor concentración de operaciones y gestión mas sencilla de recursos humanos y materiales.

• Mayor producción por explotación.

• Menor inversión por tonelada producida.

• Menos costos de operación por tonelada producida.

• Posibilidad de explotar con relaciones de destape altos y yacimiento de baja ley.

• Menos limitación en el tamaño y peso de los equipos.

• Mayor recuperación mineral y menor dilución.

• Mayor volumen de reservas mineras para explotación.

VENTAJAS DE LA MINERIA A CIELO ABIERTO

OPERACIONES UNITARIAS

Dos sub-operaciones:

• Perforación

• Tronadura

Métodos de perforación

En la práctica minera se requiere crear o perforar huecos cilíndricos en la

roca con diferentes objetivos:

• Exploración y reconocimiento de yacimientos o depósitos minerales

cantidad y

calidad.

• Estudios geotécnicos => propiedades de la roca.

• Inserción y detonación de cargas explosivas con fines de fragmentación.

• Colocación de elementos de refuerzo

.

Consideraremos en este curso comprenden la perforación destinada a los

dos últimos propósitos indicados anteriormente.

Para crear un hueco cilíndrico en un sólido es necesario aplicar energía. En

un sentido amplio y según el principio físico utilizado para aplicar la energía

requerida, un sólido puede ser horadado recurriendo a diferentes métodos de

perforación. Se pueden distinguir así los siguientes:

• Mecánicos

• Térmicos

• Hidráulicos

• Ondas (sonoras o luminosas)

• Otros

Accesorios de Voladura

• Guías

• Detonadores

• Microconectores

• Amplificadores

Modalidades de iniciación

• Galerías o túneles

• Minería a cielo abierto

• Minería subterránea (tiros radiales)

Funciones Accesorios de tronadura

Iniciación propiamente tal Corresponde a la acción o efecto que inicia la

detonación de la columna explosiva en cada uno de los tiros

Conexión Se refiere a la necesidad de conectar todos los tiros entre sí, de

modo de trasmitir o propagar la detonación a cada uno de ellos

Secuencia Corresponde al efecto de imprimir un orden de salida al conjunto

de cargas explosivas que conforman el diseño o diagrama de disparo

Activación o encendido Se refiere a la fuente de energía inicial que activa el

proceso de detonación de todo el conjunto de cargas explosivas

involucradas en la tronadura

Carguío y Transporte

Equipos mixtos o combinados

Factores para seleccionar equipo

La rocaGeología y geomecánica

Dimensiones de rutas y accesos

Distancia aTrituradora y/o stock

Geometría y dirección de la perforación

Área que ocupa el equipo P & V

Dimensión del equipo de carga y transporte

Perforadora yAceros de perforación

Vehículo de P & V y unidad de posicionamiento

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Sistema de Explotación a Cielo Abierto

Principales características del método de explotación a cielo abierto y condiciones requeridas para su elección sobre otras opciones.

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