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FACULTAD DE INGENIERÍAS
CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE MINAS
PRESENTADO POR:
OVIEDO COAGUILA JULIO CESAR MAYTA NOLASCO OSCAR MAYTA NOLASCO OMAR ATAMARI VILLALBA DAVID
DOCENTE:
ING. CARLOS YUNGO SUERO.
CICLO:
V
TRABAJO FINAL DE: SECUENCIA DE EXPLOTACION MINAS SUPERFICIAL
DEDICATORIA
La presente labor investigativa, va en agradecimiento a las enseñanzas de
lng. Raúl Arango Crisóstomo, el cuál va orientado, a la parte introductoria de
métodos de explotación a cielo abierto, los cuáles se aplicarán in situ a
posteriori.
INDICE
Pág.
INTRODUCCIÓN…………………………………………………………………………..…..4
2
OBJETIVO……………………………………………………………………………….….…..6
MARCO TEORICO……………………………………………………………….….…….…..7
FACTORES QUE INCIDEN EN LA SELECCIÓN DEL MÉTODO DE EXPLOTACIÓN…………………………………………………………………..……10
CAMPOS DE ACCIÓN…………………………………………………...………….12
ALTERNATIVAS DE MINADO……………………………………………………...15
CRITERIOS ECONOMICOS PARA EL DISEÑO………………………………...16
CONSIDERACIONES ESPECIALES……………………………………………...16
FLUJO GENERALIZADO DEL ESTUDIO DE UN YACIMIENTO………………19
PARÁMETROS PARA EL DISEÑO…………………………………………….….20
CONCLUSIONES…………………………………………………………………….21
BIBLIOGRAFÍA…………………………………………………………….…………22
INTRODUCCIÓN
El presente trabajo, va orientado al capítulo I, relacionado a la Introducción a
los Métodos de Explotación Superficial, en la cual se tratarán puntos como los
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siguientes: campo de acción, alternativas de minado, consideraciones
especiales.
El planeamiento de minado a cielo abierto está dirigido a un diseño de la forma
final del tajo considerado como un todo, la cual puede y debe graficarse en una
sola ecuación, que coordine toda una serie de factores limitantes tales como:
a) Mercado.
b) Leyes de mineral, capacidad de planta, etc.
c) Volúmenes de mineral y desmonte a extraer en función del tiempo.
d) Clase de transporte.
En el primer término se tratarán las tendencias al mercado mundial, las
condiciones económicas en un país, lo necesario para delimitar un cuerpo
mineralizado. La importancia de la cubicación mineral, en que influye el sistema
de explotación e importancia de las reservas.
En el Segundo Término, veremos la importancia de los avances tecnológicos,
la diferencia en función de términos tecnológicos de minería subterránea y cielo
abierto alternativas para adoptar un método de explotación.
En el Tercer Término, trataremos sobre la incidencia de los trabajos de
planeamiento de minado en minería superficial, el tamaño y forma del
yacimiento, al programa de inversiones, características físicas del depósito,
fases de explotación. COMO EXPLOTACIÓN, PAUTAS DE EVALUACION DE
MINADO, DISEÑO Y EVALUACIÓN ECONÓMICA.
El diseño de una mina tiene múltiples facetas y objetivos, entre los que cabe
destacar: la selección del método de explotación, el dimensionamiento
geométrico de la mina, la determinación del ritmo anual de producción y la ley
de corte, la secuencia de extracción.
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En el pasado, la selección de un método minero para explotar un yacimiento
nuevo se basaba en la revisión de las técnicas aplicadas en otras minas y en
las experiencias conseguidas sobre depósitos similares, dentro de un entorno
próximo.
La variabilidad de esos parámetros y las dificultades de cuantificación total de
los mismos han impedido el desarrollo de reglas rígidas y esquemas precisos
de explotación, aplicables a cada yacimiento particular. No obstante, los
avances logrados en las diferentes ramas de la ciencia y la tecnología, durante
las últimas décadas, han permitido establecer unos métodos generales e
explotación y unos procesos numéricos de selección, validos durante la etapa e
estudio de viabilidad de un proyecto.
OBJETIVO GENERAL
Determinar las principales ventajas de la secuencia de Explotación a
Cielo Abierto.
Verificar las consideraciones especiales en la minería superficial.
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OBJETIVO ESPECIFICO
Identificar los elementos necesarios para las constantes exploraciones,
desarrollos y futuras exploraciones de minas que puedan abarcar todo
tipo de minerales.
MARCO TEORICO
1.1. DEFINICIÓN : El desarrollo de los métodos de planificación en la técnica
de minería a cielo abierto ha sido y continua siendo muy intensa en los
últimos años. A causa de la naturaleza teórica que hasta ahora tenía esta
labor de desarrollo, en la práctica estos métodos se veían con cierto
escepticismo, que han resultado infundadas, sobrepasando largamente las
metas.
Por muchos años la industria minera ha estado apoyando grandemente en
su desarrollo o intuición de alguna persona que lidera parte o un total de la
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industria minera, aun todavía, basados en conocimientos prácticos de
complejidades de muchas industrias, es todavía de una gran importancia en
el planeamiento de nuevos proyectos.
Debemos puntualizar que no solamente las herramientas y medios de
explotación han cambiado, sino también la política minera o la forma como
se encuadra nuestras leyes con nuestros esfuerzos de prospección y con
qué incentivos o facilidades podríamos contar.
1.2. DEFINICIÓN DE MÉTODO MINERO: Se denomina método a un
proceso iterativo tanto desde el punto de vista temporal como espacial, que
permite llevar a cabo la explotación minera de un yacimiento por medio de
un conjunto de sistemas, procesos y máquinas que operan de una forma
ordenada, repetitiva y rutinaria. La minería a cielo abierto se caracteriza a
los grandes volúmenes de materiales que se deben mover.
1.3. OPERACIÓN MINERA A CIELO ABIERTO :
Una operación minera a cielo abierto, además de ser una operación
sumamente compleja, que puede extraerse durante muchos años, conlleva
también a una fuerte inversión y un gran riesgo; antes de decidir su
operatividad, es necesario conocer el tipo de mineral, leyes, volumen, etc. Y
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sobre todo cuando de este depósito puede ser explotado para que la
operación sea rentable.
El planeamiento de minado a cielo abierto está dirigido a un diseño de la
forma final del tajo considerado como un todo, la cual puede y debe
graficarse en una sola ecuación, que coordine toda una serie de factores
limitantes tales como:
a) Mercado.( en función de precios de los metales y de la calidad del
yacimiento)
b) Leyes de mineral, capacidad de planta, etc.
c) Volúmenes de mineral y desmonte a extraer en función del tiempo.
d) Clase de transporte.
Tan importante o más que el método minero, y en ocasiones ligado con el
mismo, se encuentran la determinación del ritmo de producción anual y la ley
de corte. Su incidencia sobre la economía del proyecto es muy grande, por
ejemplo, la ley de corte afecta directamente al volumen total de reservas
explotables, a la ley media del mineral y en las minas a cielo abierto al rato
estéril/mineral; y por otro lado, el segundo parámetro de diseño, que es la
capacidad de producción, si es muy pequeña no permite las economías de
escala y da lugar a que los ingresos se consigan de forma muy lenta, y si el
ritmo de explotación es intenso conlleva a una inversión inicial muy alta, que
puede llegar a no recuperarse durante la reducida vida de la mina.
Los objetivos de la forma final del tajo serian, determinar la extensión y
localización de las reservas de mineral, la remoción del desmonte para
descubrir el mineral, la intersección entre el limite final del tajo con el limite
topográfico, contenidos metálicos, tanto el mineral como el desmonte, todos
estos objetivos dirigidos a la consecución de utilidades, futuras inversiones en
la mina, retorno de la inversión, alternativas de inversión, etc.
Debemos tener presente que algunas cifras en el desarrollo están relacionadas
al tiempo en que se efectuaron las operaciones mineras, las cuales podrían
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actualizarse y se efectuaran correcciones utilizándose factores de
convertibilidad.
1.4. FACTORES QUE INCIDEN EN LA SELECCIÓN DEL MÉTODO DE
EXPLOTACIÓN:
Factores Geológicos
Factores técnicos del equipo
Factores económicos
Factores locales o regionales
Factores ambientales.
1.4.1.FACTORES GEOLÓGICOS:
Tamaño
Forma
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Inclinación
Limites de mineralización
Contenido de mineral útil
Estabilidad de rocas
1.4.2.FACTORES TÉCNICOS DEL EQUIPO:
Perforación de rocas
Carga de explosivos y voladura
Carguío y transporte
Trituración
1.4.3.FACTORES ECONÓMICOS:
Reservas de Minerales.
Costos de Explotación.
Pérdidas de Mineral.
Dilución del Contenido útil.
Financiamiento de la Operación.
Personal Calificado.
Disponibilidad de equipos.
1.4.4.FACTORES LOCALES O REGIONALES:
Situación geográfica.
Condiciones climatológicas.
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1.4.5.FACTORES AMBIENTALES:
Espesor suelo vegetal.
Ubicación de Escombreras.
Protección/afectación del entorno.
Participación comunitaria.
Las consideraciones que tienen que ser tomadas por un grupo directriz de una
empresa minera, son estatal, privada o ambas reforzadas, para decidir si se
desarrolla o no una nueva propiedad minera son similares a la decisión que
debe tomar un industrial de planificar la instalación de una nueva fábrica. Toma
realmente un promedio de 5 años para construir y poner en producción
una mina (tajo abierto de cobre u otro mineral) siempre y cuando tenga su
financiación completa, entonces deben tomarse importantes consideraciones:
como andará el mercado cuando comience la producción y aunque variaciones
tendría , cuando ingreses al mercado o que han hecho otras empresas para
entonces.
Hoy en día, la industria minera tiene excelentes profesionales, tanto
economistas, analistas, programadores, planificadores, operadores, etc. que
han y siguen laborando en la industria minera y que hacen posible, la unión de
todos los factores concordando para que un grupo de directores pueda tomar la
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decisión apropiada, esto algunas veces en ayudas de equipos sofisticados
tales como las computadoras.
1.5.CAMPOS DE ACCIÓN : Muchas de las minas grandes del mundo y sobre
todo el Perú, han sido o han comenzado como un pequeño proyecto, que
de acuerdo a programas estructurados y planificados, para cubicar un
volumen mucho mayor, que sirva para llenar las expectativas de desarrollo
del país en los cuales bien se han estudiado las tendencias del mercado
mundial, no siguen planes estructurados por países desarrollados, ya que
estos “congelan” proyectos para mantener un equilibrio de oferta –
demanda y así evitar una sobreproducción mundial; sin embargo son
nuestros países( de este lado del hemisferio), no consideran estos puntos
ya que tenemos urgencia de desarrollar proyectos para aumentar nuestras
exportaciones y equilibrar las balanzas de pago que generalmente están en
lados que pueden abarcar todo tipo de minerales, sobre todo aquellos que
no están sujetos a lo negativo. Para continuar exploraciones, desarrollos,
futuras explotaciones de mina a restricciones (maquinas, transportes, etc.)
tales como, oro, plata, etc. Es necesario condiciones tales como: Gobierno
estable, moneda” dura” y leyes favorables a la inversión (incentivos).
Supongamos que después de una ardua exploración y desarrollo de una
mina encontramos una zona mineralizada muy buena, esto que podría ser
la solución a la búsqueda, es en realidad solo el comienzo, ya que para que
se haga un estudio de factibilidad, necesitamos delimitar el “brebody” o
cuerpo mineralizado, ya que por definición, la mena (oro) es una roca que
contiene metales que pueden ser explotados en forma económica, es decir
que pueda proporcionar utilidades y este no puede determinarse hasta que
un buen reporte lo demuestre.
En este punto las exploraciones deben intensificarse, hasta que los
cálculos preliminares determinen cómo y cuando los desarrollos a indicarse
deben ser seriamente considerados. Por supuesto que ha tenido que
cubicarse mineral como para asegurar la vida de la mina (inversión) que en
conjunto con otras consideraciones asegurara que la empresa a formarse
será rentable. Más reservas serán cubicadas a medida que la empresa
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esté produciendo, (siempre que se encuentre mineral) y ésta se expande
tanto, horizontal, vertical, o en ambas direcciones. Sin embargo a pesar de
tener, leyes tonelaje, estudios de ingeniería de posición. Forma,
buzamiento, etc.
De los cuerpos, todavía no se ha delineado el mejor método de minería a
aplicarse, por ejemplo, el depósito ¿es realmente apto para ser
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desarrollado como un método de tajo abierto? o tal vez para minería
subterránea? ¿Trackless? o hacia combinaciones de varios sistemas.
El sistema de explotación que el ingeniero recomienda, influirá en el costo
de capital para establecer la mina y por supuesto dará indicaciones del
costo de operación una vez que comience a producir.
Gradualmente entonces veremos cómo el proyecto comienza a crecer,
mientras los ingenieros y geólogos no paren de aumentar las reservas e
investigaciones subterráneas otro grupo estará viendo el potencial para la
mano de obra fuentes de suministro de agua, fuerza eléctrica, transporte y
comunicaciones, viviendas, o que otra infraestructura es necesaria para el
soporte de esta industria. Los economistas y financistas estarán estudiando
las fuentes principales de obtención de préstamos del capital, calculando
las tasas de interés de retorno, amortizaciones, etc. Estableciendo flujos
que determinaran los volúmenes de mineral a producir basados en
imponderables tales como el precio, mercado.
Por otro lado con toda esta información, la empresa (directorio) decidirá
entonces, de acuerdo ya a pautas económicas, mercado, o a análisis de los
factores políticos-sociales si el proyecto procederá o no.
1.6.ALTERNATIVAS DE MINADO : Los grandes avances tecnológicos
aplicados en los métodos de explotación a tajo abierto, han hecho que esta
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sea considerada con gran preferencia para explotaciones de ciertos
minerales.
Sin embargo otros mismos adelantos tecnológicos aplicados en minería
subterránea han hecho que la diferencia entre ambas sea muy estrecha, de
tal manera que hay casos de sistemas de explotación por block caving por
ejemplo han reemplazado al tajo abierto, simplemente porque evita un
desbroce inicial lo mismo que el tiempo de explotación. Esta diferencia es
aún más pequeña si factores externos tales como las leyes de
conservación de terrenos de cultivos o medidas contra la polución
(contaminación ambiental) etc., son aplicados en los estudios de
planeamiento y factibilidad de un estudio.
La única alternativa que procede para adoptar un sistema de explotación
sea superficial o subterránea es comparando directamente los distintos
medios o factores técnicos, económicos, etc. Entre ellas podríamos
señalar:
Mayor o menor movimiento de material estéril en el pre minado.
Mayor o menor movimiento de material estéril en la operación.
Mayor o menor dilución del mineral
Mayor o menor relación del desmonte de mineral
Mayor flexibilidad y menos preparación para el tiempo de explotación.
Mayor o menor inversión para equipos en el pre minado.
Mayor o menor inversión en la reposición de equipos.
Mayor o menor costo de explotación durante la vida del proyecto, que en
los primeros años de mayores ingresos, y en los últimos años de
menores ingresos favorecen a un mayor presente, etc.
Después de todas estas consideraciones, se pensará a la alternativa del
volumen a producir mineral es decir encontrar el óptimo de producción
debido a la inversión inicial.
1.7. CRITERIOS ECONOMICOS PARA EL DISEÑO :
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Contenido de mineral
Cantidad de reservas explotables, dilución, pérdidas
Costos operativos: minados, procesamiento, etc.
Costo de inversión
Precios de los minerales comercializados
Utilidad de la operación
1.8. CONSIDERACIONES ESPECIALES : Generalmente se considera
que los trabajos de planeamiento de minería superficial son métodos de
explotación más económicos que aquellos de minería subterránea,
lográndose una alta selectividad con leyes de mineral por lo tanto un mayor
control de minado; mayor seguridad de laboreo lo mismo que flexibilidad en
la operación, otras ventajas adicionales serían de fácil mecanización,
recuperación de mineral más alta.
Hay sin embargo, muchos depósitos que son pequeños o muy irregulares
que hacen anti economía la extracción por métodos superficiales pero que
se podría considerar desde el punto de vista técnico económico una
combinación con minería subterránea (cuerpos o vetas muy parados) que en
cierta forma disminuye la relación haciendo que el sistema de
explotación sea más atractivo.
Es conveniente puntualizar que muchos depósitos en el país pertenecientes
a la pequeña y media minería pueden y deben ser planificados, bajo este
concepto: se ha producido, en distintos lugares, vetas cuyas cajas sin
demasiado débiles o que ejercen presiones similares a las hidro estáticas,
resulta ser su explotación más económica por medio de la minería
superficial, aún con costo de operación iguales o ligeramente mayor al
subterráneo. La decisión para adoptar este sistema debe estar bien
enfocada al programa de inversiones y retorno del capital que si bien
podríamos hablar de un periodo determinado para que la tasa interna de
retorno cumpla con los requisitos de inversión minera, en la que el tiempo no
está involucrado como factor preponderante del desarrollo de un cuerpo o
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veta mineralizado. Cuando la mineralización se extiende a grandes
profundidades en tajos abiertos, el incremento del material a remover
(desmonte) es tan alto que llega a límites económicos tales que su
explotación debe ser abandonada o convertida a explotaciones
subterráneas. Estas conclusiones aunque válidas son algunas veces
balanceadas por un nuevo sistema de factores los cuales podrían ser las
diferencias en sus características físicas del propio depósito del mineral
disponible para futuras generaciones explotaciones, cambios en tecnología,
mercado o aún el simple cambio de política.
Sabemos que la minería a cielo abierto es realmente la historia de la
explotación del carbón (mantos), cobre, depósitos porfiríticos, hierro,
calizas, fosfatos, arcillas, gravas, etc.
Todas estas consideraciones deberían ser tomadas en cuenta para un
desarrollo futuro para nuestro país en la explotación de placeres
auríferos los cuales abundan a lo largo y ancho de nuestra selva.
En el cuadro adjunto se puede observar un flujo generalizado del estudio
de un yacimiento en la que después de ubicarlo se ha estimado a las
fases siguientes:
1. Una exploración, que conlleva a un muestreo generalizado, análisis
químicos y pruebas metalúrgicas, de los resultados de esta prueba
tendríamos dos repuesta, una positiva, la que pasaría a una evaluación
preliminar y si son negativos tendríamos.
Para definir el yacimiento tanto en extensión lateral como longitudinal y
en profundidad, es necesario un programa de sondajes sistemáticos
Prospección es la actividad consistente en ubicar las anomalías
geológicas en la corteza terrestre, en donde posiblemente puedan existir
depósitos o yacimientos minerales.
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También se realizan operaciones de perforación diamantina, que
consiste en realizar perforaciones en el subsuelo a fin de analizar el
contenido mineral, así como algunas labores subterráneas (galerías,
cruceros y chimeneas de exploración). Muchas veces las exploraciones
determinan si es económicamente explotable un yacimiento o no, de
acuerdo al contenido y calidad del mineral encontrado.
Que tomar dos alternativas o profundizar un poco más nuestras
exploraciones o de lo contrario eliminarlo.
2. Después de la evaluación preliminar se establecerían pautas de
velocidad de minado en las que se determinan en las que se
determinen volúmenes de mineral/desmonte, capacidad tanto de
tratamiento del mineral como posible utilización del desmonte, de
terminado proceso se pasará al siguiente:
3. Diseño, en la que se conjugará una serie de factores tales como
tonelaje a explotarse (velocidad de minado con el tiempo),
determinándose cuál sería más económico de mayor rentabilidad y de
menor costo de inversión; esto se relacionará directamente al diseño
propio de la planta de beneficio, fundición y servicios auxiliares (potencia
eléctrico, hidráulico, instalaciones industriales, viviendas, etc.). Luego de
haber determinado el óptimo de producción, pasaríamos a.
4. Evaluación económica final, en las cuales los cálculos señalarán si la
tasa de interés de retorno es muy baja, o si los costos son demasiados
elevados, o que el mercado es muy estrecho, el proyecto terminará ahí,
de lo contrario pasaríamos a un programa integral de construcciones
para comenzar a financiar el proyecto.
FLUJO GENERALIZADO DEL ESTUDIO DE UN YACIMIENTO
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PARÁMETROS PARA EL DISEÑO:
Para el correcto diseño de la mina, durante la investigación geológica, se
definirá el yacimiento con todas sus características litológicas y
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estructurales para optimar la geometría del yacimiento, planificar las
labores, control de la ley de mineral y la RENTABILIDAD.
PARÁMETROS:
Geométricos: estructura, morfología del yacimiento, límites de la
propiedad, etc.
Geotécnicos: Ángulos máximos de la estabilidad de taludes,
bancos, bermas, etc.
Operativos: área segura y necesaria para operación de
máquinas, dimensiones de caminos, etc.
Medio ambientales: Reducción de Impacto Negativo.
CONCLUSIONES:
Se determino que las principales ventajas de los Métodos de Explotación a
Cielo abierto son las siguientes:
Alta productividad.
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Mayor concentración de operaciones y gestión más 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 de altos y yacimientos
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.
Se verificó que generalmente se considera que los trabajos en minería
superficial son métodos de explotación superficial son métodos de explotación
más económicos que aquellos de minería subterránea, porque se logra una alta
selectividad con leyes de mineral, por lo tanto vamos a tener un mayor control
de minado.
Se confirmó que deben existir elementos como: un gobierno estable, el cual
influye en el aporte de inversión constante en la minería peruana, el equilibrio
en el precio de los metales ya que de esto depende el éxito o pérdida de
nuestra empresa y las leyes favorables a la inversión, es decir los incentivos.
BIBLIOGRAFÍA:
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