UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA

ESCUELA UNIVERSITARIA POLITÉCNICA DE BELMEZ

PROGRAMA DE LA ASIGNATURA:

BASES DE LA EXPLOTACIÓN DE MINAS

CURSO ACADÉMICO 2008-2009 1er Cuatrimestre

PROFESOR: Juan Ignacio Peláez Fernández CRÉDITOS: 6 OBJETIVOS: Adquisición por parte del alumno de un conocimiento general o básico acerca de la realidad actual de los métodos, sistemas y problemática de las explotaciones mineras, incluyendo la catalogación de reservas, la normativa legal vigente en España, el diseño de explotaciones, la elección de maquinaria, la restauración de terrenos y vertederos, etc. EVALUACIÓN: Exámenes de conocimientos teórico – prácticos del programa de la asignatura EXÁMENES: - Realización de un parcial a mitad del cuatrimestre , manteniendo la nota de la

parte aprobada hasta la primera convocatoria oficial - Realización de un examen final PROGRAMA TEÓRICO:

TEMA 1: CONCEPTOS BÁSICOS EN MINERÍA

Tecnología minera o laboreo de minas

Concepto moderno de minería

Definición de mineral

Concepto y definición de “cut-off” o “ley de corte”

Concepto de Recursos y Reservas

Categorías y clasificaciones de los recursos mineros

Tipos de materiales explotados por la minería

Definición de mina

Clasificación de los yacimientos

TEMA 2: DERECHOS MINEROS Y NORMATIVA LEGAL

Conocimiento elemental de la legislación minera

Derecho minero

Ley de minas

Clasificación de los recursos mineros

Cuadrícula minera

Clasificación de los derechos mineros

Terrenos francos y terrenos registrables

Demasías mineras

Caducidad de un Derecho minero

Reglamento General de Normas básicas de Seguridad minera

TEMA 3: INGENIERÍA Y PLANIFICACIÓN MINERAS

Fases hasta la explotación de un recurso minero: Titularidad, Investigación, Ingeniería minera,

Autorizaciones, Fase preliminar a la minería

La curva en “S” de desarrollo de las empresas mineras

Fases del proceso de dirección de una empresa

Fuerzas que actúan sobre una empresa

Características especiales de los proyectos mineros

La planificación minera

Tipos de planificación minera

Etapas y objetivos generales de la planificación minera

Proyecto minero de explotación Fases de un proyecto minero Parámetros básicos a definir en un proyecto minero de explotación Entradas (inputs) y salidas (outputs) en un proyecto minero y plan de labores

El Plan de Labores minero

TEMA 4: MINERÍA A CIELO ABIERTO 1.- Conceptos y Parámetros básicos

Concepto de minería a cielo abierto

Diferencias esenciales con la minería subterránea

Terminología específica utilizada en minería a cielo abierto

Criterios de diseño geométrico de los huecos de explotación

Criterios de diseño geométrico de pista y accesos

Coeficientes considerados en minería a cielo abierto

TEMA 5: MINERÍA A CIELO ABIERTO 2.- Métodos y Sistemas de explotación a cielo abierto

Concepto y definición de los métodos de explotación

Métodos de explotación en minería a cielo abierto: Graveras, Canteras, Minería por

transferencia, Terrazas sistema alemán, Descubiertas sistema americano,

Cortas, Contorno, Métodos especiales y mixtos minería “auger”, Minería hidráulica

(Sistema de minería hidráulica por barcos-dragas y Sistema con monitores hidráulicos),

Lixiviación y disolución (Procesos estáticos y Procesos dinámicos)

Los sistemas de explotación en minería a cielo abierto

El ciclo de explotación minera y las operaciones técnicas básicas en minería: arranque, carga,

transporte y vertido

Caracterización de los macizos rocosos

Clasificación de los macizos rocosos según su excavabilidad

Selección de los equipos

Producción minera

Producción horaria: Arranque ripado, carga, transporte, factor de acoplamiento

TEMA 6: MINERÍA A CIELO ABIERTO 3.- Maquinaria minera

Maquinaria o sistemas continuos de arranque Rotopalas o máquinas de arranque por rodetes Minadores (de ataque horizontal, de rodete fijo, de ataque frontal con tambor móvil

único o múltiple, de ataque puntual y de tipo “auger”) Monitores hidráulicos Dragas hidráulicas

Maquinaria o sistemas discontinuos de arranque y carga Tractores Excavadoras de cables Excavadoras hidráulicas Palas cargadoras Dragalinas Mototraíllas

Transporte minero Volquetes mineros (Convencionales rígidos o Dúmperes, articulados, con tractor

remolque, camiones de descarga lateral, camiones de descarga por el fondo, unidades especiales)

Cintas transportadoras (fijas o estacionarias, ripables o semimóviles, móviles)

Maquinaria auxiliar de servicios

TEMA 7: MINERÍA A CIELO ABIERTO 4.- Arranque indirecto por perforación y voladura

Definición de explosivo

Combustión, Deflagración y Detonación

Principales hechos históricos en el desarrollo de explosivos

Objetivo de la utilización de un explosivo en minería

Propiedades de los explosivos (Potencia explosiva, Poder rompedor, Velocidad de

detonación, Densidad de encartuchado, Resistencia al agua, Sensibilidad,

Estabilidad química, Humos, Presión de detonación, Resistencia a bajas

temperaturas)

Explosivos industriales: Convencionales, Agentes explosivos y Pólvoras de mina

Explosivos sensibilizados con Nitroglicerina o Dinamitas: Dinamitas gelatinosas o Gomas,

Dinamitas pulverulentas o granulares y Explosivos de seguridad

Agentes explosivos: Anfos, Alanfos, Hidrogeles, Emulsiones explosivas y Anfos pesados

Otros explosivos y productos fragmentadores: CCR, Cementos expansivos

Elección del tipo de explosivo

Accesorios de voladura Sistemas eléctricos de iniciación Detonadores eléctricos convencionales Potencia de los detonadores eléctricos Clasificación de los detonadores eléctricos Encendido de detonadores en serie

Detonadores eléctricos Magnadet Detonadores electrónicos Sistemas no eléctricos de iniciación Detonadores Nonel o Sistemas de tubo de choque Detonadores Hercudet Detonadores iniciados por cordones detonantes de bajo gramaje Cordón detonante Aparatos para comprobación y disparo de la pega eléctrica Óhmetros Explosores (Dinamoeléctricos, de Condensador, Secuenciales)

Otros accesorios de voladura Conectores de cordón detonante Conectores para detonadores eléctricos Tubos Omega Tapones, Embudos y Atacadores Hilos de conexiones Depósitos auxiliares de distribución blindados

Cebados: en fondo, en cabeza, múltiple y axial

Tipos de conexiones en pegas eléctricas (Sistemas eléctricos de iniciación) Conexión en serie Conexión en paralelo Conexión mixta

Voladura de macizos rocosos Mecanismos de rotura de las rocas Propiedades de las rocas y su influencia en los resultados de la voladura Caracterización de los macizos rocosos

TEMA 8: EXPLOTACIONES DE ROCAS ORNAMENTALES

Concepto de roca ornamental

Tipos de rocas ornamentales Grupo de las pizarras y demás rocas sedimentarias y metamórficas Grupo de los mármoles Grupo de los granitos y demás rocas ígneas

Condicionantes en la elección de zonas canterables de roca ornamental

Condicionantes de calidad de las rocas ornamentales: Norma U.N.E.22.

Sistema y técnica de arranque de las rocas ornamentales

Sistemas o técnicas de corte en roca ornamental Corte con perforación de barrenos próximos con voladura (pólvora, etc.) o sin

voladura (cuñas) Corte con hilo helicoidal y diamantado Corte con rozadora de brazo Corte con disco Corte con lanza térmica Corte con chorro de agua

TEMA 9: ESCOMBRERAS O VERTEDEROS MINEROS

Definición y origen de las escombreras

Tipología de las escombreras

Selección y preparación del emplazamiento

Proyecto de la escombrera

Hidrología y drenaje

Aspectos constructivos

Medidas de seguridad

Impacto ambiental

Degradación y meteorización de los escombros in situ

Fenómenos de ignición espontánea

Abandono de escombreras

TEMA 10: MINERÍA SUBTERRÁNEA

Definición de minería subterránea

Estructura típica de una mina subterránea Comunicación con el exterior (pozo principal y pozo de retorno) Pisos transversales (embarque; transversales principales; galerías, guías y

traviesas; …) Labores no horizontales: pozos de interior (pozos-tolva, balanzas, chimeneas, etc.)

Terminología de la minería subterránea

Trabajos mineros básicos y fases fundamentales Avance y Explotación (o Retroceso) Arranque, Carga y Evacuación o transporte Tipos de arranque Por acción de la gravedad Por perforación y voladura con explosivo Por perforación y uso de aire comprimido a muy alta presión Por perforación y disparo con CO2 (sistema CARDOX) Por acción mecánica de un máquina o minador Carga independiente (discontinua o continua) Discontinua con pala cargadora frontal Discontinua con scraper Continua con minadores Continua con cargadora de brazos Carga-transporte-vertido (cargadora LHD) Transporte independiente Transporte interior Discontinuo con volquetes Discontinuo con trenes (vagones y locomotora) Continuo con cintas Continuo con transportadoras de racletas o panzers Transporte vertical o extracción Transporte por planos inclinados con cintas Transporte por rampas para camiones o volquetes Transporte por sistemas hidráulicos Transporte por Pozos de extracción vertical

Fortificación – Sostenimiento

Tipos de fortificación (cuadros; bulones; albañilería, hormigón y gunitado; mampostas metálicas)

Características principales de un proyecto minero de interior Objetivos principales de un método de explotación subterráneo Medios y pasos necesarios para el desarrollo de un proyecto minero de interior Factores determinantes en la elección del método de explotación

Clasificación de los métodos de explotación subterráneos

Explotación por soporte natural del terreno Método de Cámaras y Pilares Método o variante de Subniveles Explotación por soporte artificial sistemático Método por Corte y relleno (ascendente o descendente) Otras variantes del método (Corte y relleno por galerías, Testeros,

Perforación horizontal o vertical, …) Explotación por hundimiento del techo Método de Hundimiento por subniveles Método de Hundimiento por bloques, Sistema de Tajo largo Otras variantes del método (Sutirage, Tajo largo para capas horizontales y

con poca potencia, Hundimiento por rebanadas horizontales, …)

PROGRAMA PRÁCTICO (Visitas y clase): - Diversas visitas a las instalaciones mineras para ver “in situ” huecos de explotación, métodos de

explotación, vertederos o escombreras, maquinaria minera, etc. - Diversos problemas y prácticas a realizar en clase relacionados con la asignatura: elección y

dimensionamiento de equipos, cálculo de rendimientos, análisis de diseños de explotación con cálculo de fondos, ratios…, cálculos de voladuras, etc.

BIBLIOGRAFÍA: Ley y Reglamento de Minas Reglamento General de Normas Básicas de Seguridad Minera Pla Ortiz de Urbina, F. (1994) “Fundamentos del laboreo de Minas”. Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Minas de Madrid. Bustillo Revuelta, M. y López Jimeno, C. (1997) “Manual de evaluación y diseño de explotaciones mineras”. I.T.G.E. (1995) “Manual de arranque, carga y transporte en minería a cielo abierto”. Tiktin, J. (1997) “Movimiento de tierras”. Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de Madrid. I.T.G.E. (1986) “Manual para el diseño, construcción y mantenimiento de Pistas mineras”. López Jimeno, C., López Jimeno E. y García Bermúdez, P. (2003) “Manual de Perforación y voladura de rocas”, I.T.G.E. U.E.E.-Ministerio de Economía-FIPAE (2002) “Manual de empleo de explosivos”.

U.E.E. “Explosivos y Accesorios. I.T.G.E. “Manual de Seguridad en Explotaciones a Cielo abierto” Bustillo Revuelta, M. y López Jimeno, C. (1996) “Recursos Minerales: Tipología, prospección, evaluación, explotación, mineralurgia e impacto ambiental”. I.T.G.E. (1998) “Guía para la investigación de los recursos minerales en España” E.T.S. Ingenieros de Minas de Madrid-LOEMCO (1995) “Áridos: Manual de prospección, explotación y aplicaciones”. E.T.S. Ingenieros de Minas de Madrid-LOEMCO-Federación Española de la piedra natural (1996) “Manual de Rocas ornamentales: Prospección, explotación, elaboración y Colocación”. I.G.M.E. (1986) “Manual para el diseño y construcción de escombreras y presas de residuos mineros”. JUNTA DE ANDALUCIA y E.T.S. DE INGENIEROS DE MINAS DE MADRID (2002) “Guía para el diseño y construcción de escombreras”. I.T.G.E. (1997) “Manual de evaluación Técnico-Económica de proyectos mineros de inversión” I.T.G.E. (1989) “Manual de restauración de terrenos y evaluación de impactos ambientales en minería”. I.G.M.E. (1988) “Estudio geoambiental para la restauración del medio natural: Cuenca del Guadiato y Cuenca del Padul”. López Jimeno, C. y Macías Evangelista, C. (1997) “Tratamiento de escombreras de estériles carbonosos en ignición”. En: INGEOPRES, núm. 47, marzo 1997. Ed. Entorno Gráfico. ENCASUR, Información técnica diversa.