6. DESARROLLO DE LA MINA DE SUPERFICIE6.1. La naturaleza de la minera a cielo abierto:Las minas de superficie vienen en muchas formas y tamaos diferentes. Sin embargo, la mayora de nuestros productos minerales extrados en superficie provienen de las grandes minas que practican los mtodos de gran escala (produccin masiva). La magnitud del volumen o tonelaje de material roto y manipulados en la minera de superficie es asombrosa. La tabla 6.1 bosqueja algunas de las estadsticas sobre la produccin de mineral y de los residuos en la superficie y la minera subterrnea en los Estados Unidos para el ao 1997. Tenga en cuenta que el tonelaje medio de los residuos requeridos para producir una tonelada de mineral es de aproximadamente 15 para el carbn de la superficie y alrededor de 2,6 en general para la minera de superficie, pero slo 0,1 para el carbn y 0,07 global para la minera subterrnea. Debido a los residuos asociados a la minera de superficie, el costo de una tonelada de material en minas de superficie debe ser mucho ms bajo que la de las minas subterrneas.Las proporciones de mineral y el tonelaje total de material producido en minas de superficie y subterrneas se proporcionan en la tabla 6.2. El tonelaje de mineral y carbn que se extrae en la superficie sigue aumentando. Cuando la primera edicin de este libro apareci en 1987 la proporcin de mineral y carbn extrado en minas a cielo abierto en los Estados Unidos fue del 85%. Tenga en cuenta tambin que el porcentaje de todo el material extrado en minas de superficie es superior a 96% sobre una base de tonelaje. Este fuerte nfasis en la minera de superficie se debe a dos factores: la creciente dificultad de encontrar depsitos que pueden ser minado econmicamente en subterrneo y la creciente eficiencia de la minera en minas de superficie. Esto es cierto a pesar de que el costo de la recuperacin de una mina a cielo abierto est constante aumento. El xito de las operaciones de minera de superficie es, pues, muy dependiente de la perforacin eficiente, voladura, carga y transporte de mercancas.Tabla 6.1 Estimaciones de Ore y Residuos de Produccin para las diferentes clases de productos bsicos en minerales en la superficie y Minera Subterrnea en los Estados Unidos, 1997, en millones de toneladas

mercancaSuperficieSubterrneoToda la minera

MineralResiduosTotalMineralResiduosTotalMineralResiduosTotal

Metales12901.8633.153643671.3541.8663.220

No metales27784493.2271233672.9014493.350

Carbn66910.30310.972421454661.09010.34811.438

Total473712.61517.352608486565.34512.66318.008

tabla 6.2 Proporciones de mineral y el tonelaje de carbn y tonelaje total de la superficie y las minas subterrneas mineral

Tonelaje de mineralTonelaje total

SuperficieSubterrneoSuperficieSubterrneo

Metales95.3%4.7%97.9%2.1%

No metales95.8%4.3%96.3%3.7%

Carbn61.4%38.6%95.9%4.1%

Total88.6%11.3%96.4%3.6%

La planificacin y desarrollo de la mina son los pasos cruciales en la operacin de una mina a cielo abierto. Ciertos factores (vase la seccin 4.2) pueden requerir una atencin especial en la preparacin para la minera de superficie. Por el factor de ubicacin, el clima tiene una preocupacin ms crtica en las operaciones de superficie que en la mina subterrnea. Hoy en da, climas duros a gran altura o en las latitudes del norte raramente se oponen a la minera de superficie, pero pueden ser perjudiciales para el funcionamiento eficiente y rentable. Entre el factor natural y geolgico: terreno, profundidad, caractersticas espaciales de la fianza y la presencia de agua son variables muy importantes. Las preocupaciones ambientales y los costos de la superacin de los problemas ambientales figuran entre las consideraciones ms importantes en la planificacin y el desarrollo de una mina a cielo abierto.Los pasos de la secuencia de desarrollo de la mina se enumeran en la seccin 4.2; no de ellos son nicos para la minera de superficie:1. La iniciacin de un plan de recuperacin de tierras como parte de la declaracin de impacto ambiental (EIA).2. Provisin de existencias de tierra vegetal y vertederos de eliminacin de residuos.3. Realizacin de extraccin avanzada de sobrecarga para acceder al depsito.Otros pasos en el desarrollo de minas deben llevarse a cabo tambin, pero estos tres pasos requieren la asignacin de recursos significativos y la planificacin para una mina a cielo abierto. La figura 6.1 muestra el calendario de desarrollo de minas para una mina tpica (Petty, 1981). Tenga en cuenta que los estudios ambientales y el proceso de permisos son una parte importante del desarrollo general de minas, y que los problemas ambientales son continuos a lo largo del proceso de desarrollo. Por lo tanto, la primera de las tres etapas mencionadas anteriormente en el desarrollo ser normalmente una consideracin importante en el desarrollo de la mina. La recuperacin de tierras, eliminacin de residuos, y la extraccin avanzada estn programadas durante la Etapa 3 de la Figura 6.1. (Observe que es la terminologa habitual decir que la mina de mineral, piedra o roca, sino que nos despojamos sobrecargar o residuos.) Vamos a considerar las tres tareas, as como distribucin de la planta, con ms detalle en las secciones que siguen.

6. SURFACE MINE DEVELOPMENT6.1. The nature of surface miningSurface mines come in many different forms and sizes. However, most of our surface- mined mineral products come from large mines that practice large- scale (mass production) methods. The sheer magnitude of the volume or tonnage of material broken and handled in surface mining is staggering. Table 6.1 outline some of the statistics on production of ore and waste in surface and underground mining in the United States for the year 1997. Note that the average tonnage of waste required to produce a ton of ore is about 15 for surface coal and about 2.6 overall for surface mining, but only 0.1 for coal and 0.07 overall for underground mining. Because of the waste associated with surface mining, the cost to mine a ton of material in surface mines must be much lower than that for underground mines.The proportions of ore and total material tonnage produced in surface and underground mines are provided in table 6.2. The tonnage of ore and coal being mined on the surface keeps increasing. When the first edition of this book appeared in 1987 the proportion of ore and coal mined in surface mines in the United States was 85%. Note also that the percentage of all material mined in surface mines is greater than 969% on a tonnage basis. This heavy emphasis on surface mining is due to two factors: the increasing difficulty of finding deposits that can be economically mined underground and the ever-increasing efficiency of mining in surface mines. This is true even though the cost of reclamation for a surface mine in increasing steadily. The success of surface mining operations is thus highly dependent on efficient drilling, blasting, loading and haulage.

Tabla 6.1 estimaciones de Ore y Residuos de Produccin para las diferentes clases de productos bsicos en minerales en la superficie y Minera Subterrnea en los Estados Unidos, 1997, en millones de toneladas

mercancaSuperficieSubterrneoToda la minera

MineralResiduosTotalMineralResiduosTotalMineralResiduosTotal

Metales12901.8633.153643671.3541.8663.220

No metales27784493.2271233672.9014493.350

Carbn66910.30310.972421454661.09010.34811.438

Total473712.61517.352608486565.34512.66318.008

tabla 6.2 Proporciones de mineral y el tonelaje de carbn y tonelaje total de la superficie y las minas subterrneas mineral

Tonelaje de mineralTonelaje total

SuperficieSubterrneoSuperficieSubterrneo

Metales95.3%4.7%97.9%2.1%

No metales95.8%4.3%96.3%3.7%

Carbn61.4%38.6%95.9%4.1%

Total88.6%11.3%96.4%3.6%

Mine planning and development are crucial steps in the operation of a surface mine. Certain factors (see Section 4.2) may require special attention in preparation for surface mining. Of the location factor, climate is for more critical concern in surface operations that in underground mine. Today, harsh climates at high altitudes or in northern latitudes rarely preclude surface mining, but they can be detrimental to efficient and cost-effective operation. Among the natural and geologic factor: terrain, depth, spatial characteristics of the deposit and presence of water are very important variables. The environmental concerns and the costs of overcoming environmental problems rank among the most important considerations in the planning and development of a surface mine.The steps in the sequence of mine development are enumerated in Section 4.2; there of these are unique to surface mining:1. Initiation of a land reclamation plan as part of the environmental impact statement (EIS).2. Provision of topsoil stockpiles and waste disposal dumps.3. Performing advanced stripping of overburden to gain access to the deposit.Other steps in mine development must be carried out as well, but these three steps require significant resource allocation and planning for a surface mine. Figure 6.1 shows the mine development schedule for a typical mine (Petty, 1981). Note that the environmental studies and the permitting process are a significant part of the overall mine development, and that environmental concerns are continuous throughout the development process. Thus, the first of the aforementioned three steps in development will normally be a major consideration in the development of the mine. Land reclamation, waste disposal, and advanced stripping are scheduled during Stage 3 of Figure 6.1.(Notice that it is customary terminology to say we mine ore, stone, or rock but that we strip overburden or waste.) We will consider the three tasks, as well as plant layout, in more detail in the sections that follow.