apuntes métodos de explotación

rea Minera y Metalurgia

APUNTE METODOS DE EXPLOTACIN

1

NDICE

CAPTULO I INTRODUCCIN .................................................................................................................. 2

INTRODUCCIN ................................................................................................................................. 2

EXPLORACIN MINERA ..................................................................................................................... 2

METODOLOGA DE LA INVESTIGACIN MINERA .............................................................................. 3

HERRAMIENTAS Y TCNICAS DE EXPLORACIN MINERA ................................................................. 4

TELEDETECCIN ................................................................................................................................ 4

GEOLOGA ......................................................................................................................................... 5

GEOQUMICA ..................................................................................................................................... 5

GEOFSICA.......................................................................................................................................... 6

CALICATAS ......................................................................................................................................... 7

SONDEOS MECNICOS ...................................................................................................................... 8

INTERPRETACIN DE RESULTADOS ................................................................................................... 9

ESTIMACIN DE RESERVAS ............................................................................................................. 10

CRIETRIOS DE LEYES DE CORTE ....................................................................................................... 13

CRITERIO DE K. LANE ....................................................................................................................... 16

CRITERIO DE E. VICKERS .................................................................................................................. 27

CAPTULO II MINERA SUBTERRNEA ................................................................................................. 32

INTRODUCCIN ............................................................................................................................... 32

RAISE BORING.................................................................................................................................. 42

CAPTULO III MINERA A RAJO ABIERTO ............................................................................................. 73



CAPTULO I INTRODUCCIN

INTRODUCCIN Los mtodos de explotacin no pueden entenderse sin conocer los trabajos previos realizados para encontrar el yacimiento. El mtodo de explotacin que se aplique ser el mejor encontrado para extraer la mayor cantidad de reservas minerales de ese cuerpo mineralizado. Los mtodos de explotacin son la culminacin de muchos esfuerzos realizados previamente, tanto en trabajo tcnico cmo econmico. Para llegar a esa instancia, fue necesario realizar antes una prospeccin, luego una exploracin minera, estimar los recursos encontrados en calidad y cantidad, realizar estudios metalrgicos para determinar el porcentaje de recuperacin del mineral presente; con respecto al yacimiento: realizar estudios de la roca de caja y mineralizada, determinar tipo de minerales y sus leyes, identificar tipo de yacimiento, profundidad a la que se encuentra, conocer la geologa del yacimiento y sus estructuras ms importantes, estimar la presencia de agua, todo ello para determinar que mtodos de explotacin aplicar, para finalmente realizar una evaluacin econmica y ver la factibilidad de su explotacin. EXPLORACIN MINERA



La explotacin de los yacimientos minerales, como veremos, es una actividad de alto riesgo econmico, ya que supone unas inversiones a largo plazo que muchas veces se sustentan en precios del producto minero sujetos a altas oscilaciones. A su vez, la exploracin supone tambin un elevado riesgo econmico, derivado ste del hecho de que supone unos gastos que solamente se recuperan en caso de que la exploracin tenga xito y suponga una explotacin minera fructfera. Sobre estas bases, es fcil comprender que la exploracin supone la base de la industria minera, ya que debe permitir la localizacin de los recursos mineros ha explotar, al mnimo costo posible. Para ello, debe cumplir dos objetivos bsicos: Identificar muy claramente los objetivos del trabajo a realizar Minimizar los costos sin que ello suponga dejar lagunas Para ello dispone de una serie de herramientas y tcnicas bsicas, que son las que se sintetizan a continuacin. METODOLOGA DE LA INVESTIGACIN MINERA La base de cualquier trabajo bien hecho es la planificacin de las actividades a realizar. Esto es especialmente importante en la investigacin minera, por las razones ya expuestas. As, en Investigacin Minera se suele subdividir el trabajo en tres etapas claramente diferenciadas, de forma que solamente se aborda la siguiente en caso de que la anterior haya cumplido satisfactoriamente los objetivos previstos. Aunque pueden recibir distintos nombres, en trminos generales se trata de una fase de preexploracin, una de exploracin propiamente dicha y otra de evaluacin. Si incluso sta ltima alcanza los resultados previstos se realiza un estudio de viabilidad econmica. Como objetivos generales de cada una de estas etapas se pueden fijar los siguientes: Preexploracin: Tiene por objeto determinar si una zona concreta, normalmente de gran extensin, presenta posibilidades de que exista un tipo determinado de yacimiento mineral. Esto se establece en funcin de la informacin de que se dispone sobre ese tipo de yacimiento y sobre la geologa de la regin de estudio. Suele ser un trabajo fundamentalmente de gabinete, en el que se contar con el apoyo de informacin bibliogrfica, mapas, fotos areas, imgenes de satlite, etc., aunque puede incluir alguna salida al campo para reconocer las zonas de mayor inters. Exploracin: Una vez establecidas las posibilidades de la regin estudiada, se pasa al estudio sobre el terreno. En esta fase se aplicar las diversas tcnicas disponibles para llevar a cabo de forma lo ms completo posible el trabajo, dentro de las posibilidades presupuestarias del mismo. Su objeto final debe ser corroborar o descartar la hiptesis inicial de existencia de mineralizaciones del tipo prospectado. Evaluacin: una vez que se ha detectado una mineralizacin de inters minero, es decir, en la que se observan caracteres que permiten suponer que pueda llegar a ser explotada, se pasa a llevar a cabo su evaluacin o valoracin econmica. A pesar de lo que pueda



parecer, los datos de sta no son an concluyentes, y debe ir seguida, en caso de que la valoracin econmica sea positiva, de un estudio de viabilidad, que contemple todos los factores geolgicos, mineros, sociales, ambientales, etc., que pueden permitir (o no) que una explotacin se lleve a cabo. Para cumplir con cada uno de estos objetivos se dispone de una serie de herramientas, unas para aplicar en campo y otras en gabinete. HERRAMIENTAS Y TCNICAS DE EXPLORACIN MINERA La exploracin minera se basa en una serie de tcnicas, unas instrumentales y otras empricas, de costos muy diversos. Por ello, normalmente se aplican de forma sucesiva, solo en caso de que el valor del producto sea suficiente para justificar su empleo, y solo si son necesarias para complementar las tcnicas que ya se hayan utilizado hasta ese momento. Las tcnicas seran las siguientes: Recopilacin de informacin Es una de las tcnicas preliminares, de bajo costo, que puede llevarse a cabo en la propia oficina, si bien en algunos casos supone ciertos desplazamientos, para localizar la informacin en fuentes externas (bibliotecas, bases de datos). Consiste bsicamente en recopilar toda la informacin disponible sobre el tipo de yacimiento prospectado (caractersticas geolgicas, volmenes de reservas esperables, caractersticas geomtricas), as como sobre la geologa de la zona de estudio y de su historial minero (tipo de explotaciones mineras que han existido, volumen de producciones, causas del cierre de las explotaciones). Toda esta informacin nos debe permitir establecer el modelo concreto de yacimiento a prospectar y las condiciones bajo las que debe llevarse a cabo el proceso de prospeccin. En esta fase resulta muy til contar con el apoyo de mapas metalogenticos que muestren no slo la localizacin (y tipologa) de yacimientos, sino tambin las relaciones entre ellos y su entorno. En este sentido, resulta muy til la representacin grfica en stos de metalotectos o provincias metalogenticas. TELEDETECCIN La utilizacin de la informacin de los satlites artificiales que orbitan nuestro planeta puede ser de gran inters en investigacin minera. Sigue siendo una tcnica de relativamente bajo costo (condicionado por el precio de la informacin a recabar de los organismos que controlan este tipo de informacin) y que se aplica desde gabinete, aunque tambin a menudo complementada con salidas al campo. La informacin que ofrecen los satlites que resulta de utilidad geolgico-minera se refiere a la reflectividad del terreno frente a la radiacin solar: sta incide sobre el terreno, en parte se absorbe, y en parte se refleja, en funcin de las caractersticas del terreno. Determinadas radiaciones producen las sensaciones apreciables por el ojo humano, pero hay otras zonas del espectro electromagntico, inapreciables para el ojo, que puede ser recogidas y analizadas mediante sensores especficos. La Teledeteccin aprovecha precisamente estas bandas del espectro para identificar caractersticas del terreno que



pueden reflejar datos de inters minero, como alteraciones, presencia de determinados minerales, variaciones de temperatura, humedad, etc. GEOLOGA El estudio en mayor o menor detalle de las caractersticas de una regin siempre es necesario en cualquier estudio de mbito minero, ya que cada tipo de yacimiento suele presentar unos condicionantes especficos que hay que conocer para poder llevar a cabo con mayores garantas de xito nuestra exploracin, as como otras que puedan emprenderse en el futuro. Es un estudio que se lleva a cabo durante las fases de preexploracin y exploracin, ya que su costo an suele ser bastante bajo. Tiene tambin un aspecto dual, en el sentido de que en parte puede hacerse en gabinete, a partir de los datos de la recopilacin de informacin y de la teledeteccin, pero cuando necesita un cierto detalle, hay que complementarla con observaciones sobre el terreno. Dentro del trmino genrico de geologa se engloban muchos apartados distintos del trabajo de reconocimiento geolgico de un rea. La cartografa geolgica (o elaboracin de un mapa geolgico de la misma) incluye el levantamiento estratigrfico (conocer la sucesin de materiales estratigrficos presentes en la zona), el estudio tectnico (identificacin de las estructuras tectnicas, como fallas, pliegues, que afectan a los materiales de la zona), el estudio petrolgico (correcta identificacin de los distintos tipos de rocas), hidrogeolgico (identificacin de acuferos y de sus caracteres ms relevantes), etctera. En cada caso tendrn mayor o menos importancia unos u otros, en funcin del control concreto que presente la mineralizacin investigada. GEOQUMICA La prospeccin geoqumica consiste en el anlisis de muestras de sedimentos de arroyos o de suelos o de aguas, o incluso de plantas que puedan concentrar elementos qumicos relacionados con una determinada mineralizacin. Tiene su base en que los elementos qumicos que componen la corteza tienen una distribucin general caracterstica, que aunque puede ser distinta para cada rea diferente, se caracteriza por presentar un rango de valores definido por una distribucin unimodal log-normal, En otras palabras, la concentracin "normal" de ese elemento en las muestras de una regin aparece como una campana de gauss en un grfico semi-logartmico. Sin embargo, cuando hay alguna concentracin anmala de un determinado elemento en la zona (que puede estar producida por la presencia de un yacimiento mineral de ese elemento), esta distribucin se altera, dando origen por lo general a una distribucin bimodal, que permite diferenciar las poblaciones normal (la existente en el entorno de la mineralizacin) y anmala (que se situar precisamente sobre la mineralizacin). As, las distintas variantes de esta tcnica (geoqumica de suelos, de arroyos, biogeoqumica) analizan muestras de cada uno de estos tipos, siguiendo patrones ordenados, de forma que se consiga tener un anlisis representativo de toda una regin, con objeto de identificar la o las poblaciones anmalas que puedan existir en la misma, y diferenciarlas de posibles poblaciones anmalas que



puedan ser una indicacin de la existencia de mineralizaciones. El coste de estas tcnicas suele ser superior al de las de carcter geolgico, ya que implican un equipo de varias personas para la toma y preparacin de las muestras, y el costo de los anlisis correspondientes. Por ello, se aplican cuando la geologa ofrece ya informacin que permite sospechar con fundamento la presencia de yacimientos. GEOFSICA Dentro de esta denominacin genrica encontramos, como en el caso de la geologa, toda una gama de tcnicas muy diversas, tanto en coste como en aplicabilidad a cada caso concreto. La base es siempre la misma: intentar localizar rocas o minerales que presenten una propiedad fsica que contraste con la de los minerales o rocas adyacentes. Igual que para localizar una aguja en un pajar un imn es una herramienta de gran utilidad, ste mismo imn no nos servir de nada si lo que hemos perdido entre la paja es una mina de lapicero de 0.5 mm. As, las diversas tcnicas aplicables y su campo de aplicacin puede ser el siguiente: Mtodos elctricos: Se basan en el estudio de la conductividad (o su inverso, la resistividad) del terreno, mediante dispositivos relativamente simples: un sistema de introduccin de corriente al terreno, y otro de medida de la resistividad/conductividad. Se utilizan para identificar materiales de diferentes conductividades: por ejemplo, los sulfuros suelen ser muy conductores, al igual que el grafito. Tambin se utilizan mucho para la investigacin de agua, debido a que las rocas que contienen agua se hacen algo ms conductoras que las que no la contienen, siempre y cuando el agua tenga una cierta salinidad que la haga a su vez conductora. Mtodos electromagnticos: Tiene su base en el estudio de otras propiedades elctricas o electromagnticas del terreno. El ms utilizado es el mtodo de la Polarizacin Inducida, que consiste en mediar la cargabilidad del terreno: se introduce una corriente elctrica de alto voltaje en el terreno y al interrumpirse sta se estudia cmo queda cargado el terreno, y cmo se produce el proceso de descarga elctrica. Muy utilizado para prospeccin de sulfuros, ya que son los que presentan mayores cargabilidades. Otras tcnicas: polarizacin espontnea, mtodos magnetotelricos, etc. Mtodos magnticos: Basados en la medida del campo magntico sobre el terreno. Este campo magntico como sabemos es funcin del campo magntico terrestre, pero puede verse afectado por las rocas existentes en un punto determinado, sobre todo si existen en la misma minerales ferromagnticos, como la magnetita o la pirrotina. Estos minerales producen una alteracin del campo magntico local que es detectable mediante los denominados magnetmetros. Mtodos gravimtricos: se basan en la medida del campo gravitatorio terrestre, que al igual que en el caso anterior, puede estar modificado de sus valores normales por la presencia de rocas especficas, en este caso de densidad distinta a la normal. El gravmetro es el instrumento que se emplea para detectar estas variaciones, que por su pequea entidad y



por la influencia que presentan las variaciones topogrficas requieren correcciones muy detalladas, y por tanto, tambin muy costosas. Esta tcnica ha sido utilizada con gran efectividad en la deteccin de cuerpos de sulfuros masivos en la Faja Pirtica Ibrica. Mtodos radiomtricos: se basan en la deteccin de radioactividad emitida por el terreno, y se utilizan fundamentalmente para la prospeccin de yacimientos de uranio, aunque excepcionalmente se pueden utilizar como mtodo indirecto para otros elementos o rocas. Esta radioactividad emitida por el terreno se puede medir o bien sobre el propio terreno, o bien desde el aire, desde aviones o helicpteros. Los instrumentos de medida ms usuales son bsicamente de dos tipos: Escintilmetros (tambin llamados contadores de centelleo) o contadores Geiger. No obstante, estos instrumentos slo miden radioactividad total, sin discriminar la longitud de onda de la radiacin emitida. Ms tiles son los sensores capaces de discriminar las distintas longitudes de onda, porque stas son caractersticas de cada elemento, lo que permite discriminar el elemento causante de la radioactividad. Ssmica: La transmisin de las ondas ssmicas por el terreno est sujeta a una serie de postulados en los que intervienen parmetros relacionados con la naturaleza de las rocas que atraviesan. De esta forma, si causamos pequeos movimientos ssmicos, mediante explosiones o cada de objetos pesados y analizamos la distribucin de las ondas ssmicas hasta puntos de medida estratgicamente situados, al igual que se hace con las ondas sonoras en las ecografas, podemos establecer conclusiones sobre la naturaleza de las rocas del subsuelo. Se diferencian dos grandes tcnicas diferentes: la ssmica de reflexin y la de refraccin, que analizan cada uno de estos aspectos de la transmisin de las ondas ssmicas. Es una de las tcnicas ms caras, por lo que solo se utiliza para investigacin de recursos de alto costo, como el petrleo. En definitiva, la geofsica dispone de toda una gama de herramientas distintas de gran utilidad, pero que hay que saber aplicar a cada caso concreto en funcin de dos parmetros: su costo, que debe ser proporcional al valor del objeto de la exploracin, y la viabilidad tcnica, que debe considerarse a la luz del anlisis preliminar de las caractersticas fsicas de este mismo objeto. CALICATAS A menudo, tras la aplicacin de las tcnicas anteriores seguimos teniendo dudas razonadas sobre si lo que estamos investigando es o no algo con inters minero. Por ejemplo, podemos tener una anomala geoqumica de plomo y una anomala de geofsica elctrica, pero ser una mineralizacin de galena o una tubera antigua enterrada? En estos casos, para verificar a bajo costo nuestras interpretaciones sobre alineaciones de posible inters minero se pueden hacer zanjas en el terreno mediante pala retroexcavadora, que permitan visualizar las rocas situadas justo debajo del suelo analizado o reconocido. Adems, estas calicatas permitirn obtener muestras ms representativas de lo que exista en el subsuelo, aunque no hay que olvidar que por su pequea profundidad de trabajo (1-3 metros, a lo sumo) siguen sin ser comparables a lo que pueda existir por debajo del nivel de alteracin meterica, dado que, como vimos en el apartado correspondiente, precisamente las mineralizaciones suelen favorecer la alteracin supergnica.



SONDEOS MECNICOS Los sondeos son una herramienta vital la investigacin minera, que nos permite confirmar o desmentir nuestras interpretaciones, ya que esta tcnica permite obtener muestras del subsuelo a profundidades variables. Su principal problema deriva de su representatividad, pues no hay que olvidar que estas muestras constituyen, en el mejor de los casos (sondeos con recuperacin de testigo continuo) un cilindro de roca de algunos centmetros de dimetro, que puede no haberse recuperado completamente (ha podido haber prdidas durante la perforacin o la extraccin), y que puede haber cortado la mineralizacin en un punto excepcionalmente pobre o excepcionalmente rico. No obstante, son la informacin ms valiosa de que se dispone sobre la mineralizacin mientras no se llegue hasta ella mediante labores mineras.

Los sondeos mecnicos son un mundo muy complejo, en el que existe toda una gama de posibilidades, tanto en cuanto al mtodo de perforacin (percusin, rotacin, rotopercusin), como en lo que se refiere al dimetro de trabajo (desde dimetros mtricos a milimtricos), en cuanto al rango de profundidades alcanzables (que puede llegar a ser de miles de metros en los sondeos petrolferos), en cuanto al sistema de extraccin del material cortado (recuperacin de testigo continuo, arrastre por el agua de perforacin, o por aire comprimido). Todo ello hace que la realizacin de sondeos mecnicos sea una etapa especialmente importante dentro del proceso de investigacin minera, y requiera la toma de decisiones ms detallada y problemtica. Tal cmo se ha comentado, los sondajes se utilizan cuando existe el convencimiento de que en el lugar hay un yacimiento que puede ser econmicamente explotable; surge la necesidad de obtener informacin de la mineralizacin y del procesamiento que requiere para obtenerlo como materia prima. En consecuencia el propsito de la exploracin con sondajes es obtener informacin geolgica en el tamao, forma y espesor del yacimiento,



ley de la zona mineralizada. Cada perforacin debera obtener o aportar la siguiente informacin: Estructura geolgica del depsito Cambios de la ley en la zona mineralizada Distribucin de los minerales y del modelo mineralgico Comportamiento de la zona mineralizada Caractersticas fsicas de la mena y mineral Relacin de la estructura mineralizada, aguas freticas, tipos de rocas, alteracin, etc. Distribucin agua subterrnea INTERPRETACIN DE RESULTADOS A la vista de los hasta ahora expuesto, el proceso de exploracin minera consiste en una toma de datos continua que hay que ir interpretando sobre la marcha, de forma que cada decisin que se tome aliente a seguir o no con las etapas siguientes, fundamentada en unos datos que apoyan o no la interpretacin preliminar. De esta forma, cada etapa de la investigacin que se desarrolla debe ir encaminada precisamente a apoyar o desmentir las interpretaciones preliminares, mediante nuevos datos que supongan una mejora de la interpretacin, pero sin buscar sistemticamente la confirmacin a toda costa de nuestra idea: la cabezonera puede ser muy costosa para la compaa, aunque sin ella a menudo no habra investigacin minera. En definitiva, la interpretacin de los resultados debe ser muy detallada, y debe buscar las coincidencias que supongan un apoyo a las ideas elaboradas, pero tambin las no coincidencias, que debe analizarse de forma especialmente cuidadosa, buscando la o las explicaciones alternativas que puedan suponer la confirmacin o el desmentido de nuestras interpretaciones, sin olvidar que al final los sondeos confirmarn o no stas de forma casi definitiva. Finalmente la exploracin, tiene como propsito el desarrollo de todas las actividades y trabajos que sean necesarios realizar, para localizar y definir nuevos depsito de minerales, con la finalidad de su posterior adquisicin y extraccin econmica.



ESTIMACIN DE RESERVAS

El objetivo de la estimacin de reservas mineras, consiste en realizar el clculo de reservas de un yacimiento lo ms certero posible, con la finalidad de obtener un volumen en cantidad, calidad lo ms cercano a lo real y de esta forma establecer una explotacin comercial La seleccin de un mtodo para el clculo de reservas depende de la geologa del yacimiento, mtodo de exploracin, utilidad y confiabilidad de los datos, grado de exactitud requerida, etc. En la estimacin de reservas se han utilizado en el pasado mtodos denominados clsicos, tales cmo el de analogas, secciones o el bloque minero; el principal problema de estos mtodos es que ignoran controles geolgicos. El concepto era determinar un rea de influencia que multiplicada por el espesor defina un volumen, la sumatoria de todo los volmenes determinaba las reservas existentes. El uso de sistemas clsico trae intrnsicamente un alto riesgo que se observa en la sobre estimacin, o subestimacin del depsito estudiado. Esto se refleja en notorias prdidas econmicas al desechar un proyecto que poda haber sido promisorio o aprobar uno que se deba haber descartado. El uso de computadores modific el sistema tradicional a un Modelo de Bloques los grados otorgados a cada bloque usan mtodos cmo: La muestra ms cercana Radio de influencia Tamao y forma del bloque La Geoestadstica aparece entonces como la ciencia en la estimacin de recursos minerales, encontrndose su aplicacin en todo tipo de asociaciones mineralgicas y depsitos. La Geoestadstica comparado con otros mtodos de estimacin, es el mejor.



Todos los mtodos envuelven errores en su uso, pero la Geoestadstica da soluciones con el menor error posible, prefirindose su aplicacin. La Geoestadstica considera que cualquier punto del depsito est espacialmente relacionado con sus vecinos y cuanto ms cerca mucho mejor es la correlacin. Basados en esta hiptesis la Geoestadstica se convierte en una avanzada herramienta para la estimacin de reservas, la cual resuelve en gran medida las dudas planteadas por otras tcnicas. Es as como la Geostadstica nos puede ofrecer informacin en cuanto a: rea de Influencia Que tan errtico es el depsito en estudio (efecto pepita) Zonas de alta, regular y baja mineralizacin (anisotropas) Estimar, inferir o interpolar valores a zonas donde no se tena informacin, con el mnimo error posible Obtener el error de estimacin por cada punto o bloque estimado, lo cual nos permite conocer los lmites de confiabilidad de la estimacin. Ninguna otra tcnica permite conocer estos valores punto por punto Permite optimizar el muestreo para reducir el error de estimacin y por consiguiente representa un gran ahorro econmico para futuras campaas de muestreo en el mismo depsito. Permite graficar toda informacin, de tal forma que representa una valiosa ayuda en la toma de decisiones. La Geoestadstica aplica la teora de la variable regionalizada, para ello desarrolla un variograma que es una representacin grfica de la interdependencia direccional de leyes de la muestra y un diseo de bloques con leyes del depsito, siguiendo la teora de Kriging que asigna pesos lineales a las muestras tales que la estimacin calculada de error minimiza la ley del bloque. La figura muestra un variograma experimental ajustado al llamado modelo esfrico. La varianza crece sistemticamente hasta a (rango o alcance) distancia a partir de la cual las muestras empiezan a ser independientes unas de otras. El sill muestra la zona de la curva donde los valores ya no se correlacionan.



En resumen: la estimacin de reserva, no se trata de meros clculos. Los clculos forman slo una parte y no necesariamente la parte ms importante. Debido a las limitaciones del muestreo y la naturaleza del yacimiento, la exactitud de la prediccin de grado no debe exceder las dos cifras significativas



CRIETRIOS DE LEYES DE CORTE

El alto nivel de complejidad, riesgo e incertidumbre que existe en un negocio minero, se debe principalmente a que las leyes con que trabajan los proyectos mineros son una distribucin de leyes estimadas que se obtiene de los sondajes realizados, para caracterizar el cuerpo mineralizado. Esto a hecho indispensable poseer una estrategia optima para el consumo de reservas, que definen el plan minero que se utilizara durante la vida del proyecto. El fin de lograr este plan optimo es obtener utilidades con un retorno sobre las inversiones realizadas, siendo estas utilidades las mejores que se pueden obtener en el proyecto, para esto es necesario definir una ley de corte de planificacin que considera, factores tcnicos de explotacin y de tratamiento posterior, tales como recuperacin, capacidades disponibles de proceso, dilucin, etc. Adems considera factores econmicos: de mercado, tasa de descuento del dinero, etc., como tambin variables econmicas relativas a los costos de produccin. Aqu est la importancia de definir una ley de corte de planificacin, pues esta es la que optimizar la rentabilidad del negocio minero. Para el efecto de determinar la estrategia de consumo de reservas, se presentarn los casos de: -Anlisis Marginal o Mtodo de Vickers -Optimizacin del valor presente o Mtodo de Lane

A partir de estos criterios de seleccin se pretende estimar el incremento del beneficio de un proyecto minero, con un alto grado de selectividad de explotacin.



El criterio de Lane se basa en la maximizacin independiente de cada una de las unidades productivas (Mina, Concentradora, Refinera), asignndole a cada una la respectiva ley de corte ptima. A partir de estas leyes se determinan las leyes de equilibrio.

El criterio de Vickers lo que busca es maximizar el beneficio total neto de la operacin. Su metodologa se centra en el anlisis de los pequeos cambios, que experimentan las variables econmicas, al incrementarse el nivel de produccin en una unidad de producto. Las principales variables que se emplean en este criterio son las siguientes: Costo marginal, promedio, incremental Ingreso marginal, promedio, incremental

Evaluacin de Recursos Antes de comenzar la actividad extractiva, se debe aclarar que cantidad de mineral existe, y de que calidad es este. Es decir, se determina el tonelaje total de recursos existentes, y luego, la ley que posee(n) el(los) sector(es) a caracterizar. Es claro que econmicamente, la extraccin de todos los recursos puede no resultar atractiva y/o beneficiosa. Dado lo anterior, es necesario establecer un criterio de distincin entre los recursos que se consumirn. Este criterio es denominado ley de corte. Ley de corte Constituye una ley lmite de explotabilidad econmica, es decir, es una ley que permite pagar no slo la extraccin y beneficio de una tonelada de mineral, sino que adems es capaz de generar un beneficio econmico adicional, el cual permite cubrir gastos de depreciacin y otros, incluida una ganancia esperada de la explotacin. Otra definicin es que corresponde a aquella ley calculada o especificada, que sirve para separar dos cursos de accin, como por ejemplo; explotar o dejar de hacerlo, procesar el mineral ya tronado o disponerlo en acopios. Cuando la ley de corte no incluye beneficios econmicos adicionales, coincide con la ley crtica. Para los propsitos mineros, normalmente se consideran varias leyes de corte para diferentes fines. Entre estas leyes se tiene la ley de corte geolgica, ley de corte de planificacin, ley de corte operacional.



Ley de Corte Geolgica Corresponde al valor lmite de la ley, utilizada para cuantificar la magnitud de los recursos minerales (reservas geolgicas), con que cuenta un yacimiento. Estos recursos, pueden en parte no ser explotables por condiciones econmicas o por problemas tcnicos. Ley de Corte de Planificacin Se utiliza para decidir cual es el mineral de los existentes en los recursos, que pueden ser explotables econmicamente. Dicho de otro modo, representa un lmite de explotabilidad econmico, es decir, es una ley que permite pagar no slo la extraccin y beneficio de una tonelada de mineral, sino que es capaz de generar un beneficio econmico adicional, lo cual hace atractivo el negocio. Esta ley, considera factores tcnicos de explotacin y de tratamiento posterior, tales como recuperacin, capacidades disponibles de proceso, dilucin, etc. Adems considera factores econmicos: de mercado, tasa de descuento del dinero, etc., como tambin variables econmicas relativas a los costos de produccin. Esta ley de corte involucra un lapso de tiempo u horizonte de planificacin, donde adoptar valores segn la poltica empleada y entre las que se pueden mencionar: ley de corte decreciente en el tiempo, ley de corte constante, etc. La ley de corte de planificacin est definida dentro de un intervalo, cuyo lmite inferior es una ley marginal y su lmite superior corresponde a una ley de equilibrio. Ley de Corte Marginal Est determinada por la igualdad entre su costo marginal y su ingreso marginal, o aquella ley en la cual el ingreso recuperable balancea exactamente los costos de mina, tratamiento, ventas y administrativos. Ley de Corte Operacional Representa la ley de corte de la explotacin en el momento de extraccin del mineral de la mina. Esta ley tiene el objetivo de maximizar totalmente los beneficios futuros, pues se adapta a las condiciones importantes en el momento de la decisin. Esta ley es irrevocable y se asocia a la responsabilidad de ejecutar o desechar posibles elecciones realizadas en la planificacin.



CRITERIO DE K. LANE Mucha de la literatura que se refiere a polticas de leyes de corte habla del anlisis convencional de Vickers, en el cual la ley es determinada como un punto de equilibrio en que los beneficios igualan a los costos totales de la operacin minera. Este anlisis tiene implcito problemas acerca de los costos, tales como, el capital invertido y el capital de trabajo. K. Lane (1964) fue el primero en desarrollar una teora para calcular la ley de corte aplicada a la minera a rajo abierto, tomando en cuenta el sistema minero como tres etapas principales, con sus costos distintivos y sus capacidades lmites. La determinacin de ley de corte est basada en el hecho que una de estas tres etapas limita la capacidad total de la operacin o que pares de etapas en conjunto limitan la operacin total. Fundamentos del Criterio de Costo de Oportunidad propuesto por Lane Lane es pionero de una teora que incorpora el concepto de oportunidad en la determinacin de una poltica de ley de corte. Su trabajo se aplic especficamente a minas de rajo abierto, pero l mismo indic como una redefinicin de los trminos podra extender su planteamiento a minas subterrneas. Las grandes contribuciones de Lane fueron: Distinguir las tres etapas principales de una actividad de explotacin minera, con sus distintos costos, produccin de mineral, tratamiento del mineral y tratamiento del producto. Hacer ver que la ley de corte afectaba el balance cuantitativo entre estas etapas. Mostrar que las restricciones de capacidad en cada etapa imponan distintos requerimientos de ley de equilibrio. Estos puntos de equilibrio servan de marcadores, entre los cuales podra oscilar la mejor ley de corte, de acuerdo a condiciones particulares. Adems, confirm la necesidad de una ley de corte descendente si haba que maximizar el valor actual Supuestos empleados por K. Lane: El material enviado a botadero no es recuperado despus. Los precios y costos son constantes en el tiempo (lo cual es un punto muy discutido). Hay una distribucin de material que est disponible



Lane ide un algoritmo para optimizar el valor presente de la explotacin de un cuerpo mineralizado, previamente acotado en funcin de una ley de corte lmite, incluyendo el valor en el tiempo de la postergacin de extraccin de una tonelada, que aporte beneficio en el VAN. Criterio de costo de oportunidad de Kenneth F. Lane El Ingeniero ingls Kenneth Lane ideo un algoritmo para optimizar el valor presente de la explotacin de un cuerpo mineralizado (previamente acotado en funcin a una ley de corte limite). El algoritmo define la secuencia que maximiza el negocio minero, mediante un proceso iterativo en el cual interactan: La curva de tonelaje-ley, la cual se actualiza a medida que el proceso iterativo avanza. Un costo de oportunidad para cada ao del perodo de la explotacin del depsito, Este costo es medido en funcin del beneficio total actualizado entre ese ao y el [mal de la vida de la mina; permite comparar la prdida que significa postergar la extraccin de contenidos ms alto por otros en el tiempo, y Beneficios actualizados incremntales en el tiempo, los cuales deben aportar deben aportar al crecimiento sostenido del beneficio total del negocio minero. Es importante sealar, en este punto, que la mayora de los algoritmos y software relacionada con estas materias estn implementados sobre la base de considerar parmetros tcnicos (por ejemplo curva tonelaje-ley) o parmetros econmicos (por ejemplo el beneficio neto actualizado) desprovistos de condiciones operativas reales (por ejemplo la distribucin espacial de tonelajes y leyes, las capacidades equilibradas entre la mina, el transporte y plantas, u otras) As, diferencias pueden surgir entre los resultados obtenidos con el planeamiento estratgico y aquellos puestos en prctica durante el planeamiento operativo. Para el caso de una faena con tres unidades productivas (mina, planta y refinera), se definirn tres leyes de corte econmica que maximizan independientemente el valor presente de la operacin de cada unidad productiva. Estas leyes dependern de las capacidades, costos, precios e indirectamente de la distribucin de leyes del depsito. Luego, se determinan tres leyes de equilibrio las cuales balancean las capacidades de cada par de etapas. Finalmente, se demuestra que una de estas 6 leyes (ley de corte ptima) es la que proporciona el mejor aporte al Valor Presente.



Marco Terico

Se supone una faena minera con tres unidades productivas: Mina, Concentrador, Refinera. Se definirn tres leyes de corte econmicas (gm, gc, gr) que maximizan independientemente el valor presente de la operacin de cada unidad productiva. Estas leyes dependern de las capacidades, costos, precios, e indirectamente de la distribucin de leyes del depsito. Luego, se determinan tres leyes de equilibrio las cuales balancean las capacidades de cada par de etapas (gmc, gmr, gcr). Finalmente, se demuestra que una de estas 6 leyes es la que proporciona el mejor aporte al valor presente. Los supuestos ms importantes del modelo que se presenta son: El modelo supone que existe una distribucin de leyes disponibles. El material enviado a botadero no se recupera posteriormente. Precios y costos son constantes en el tiempo.

Secuencia para optimizar el valor presente de un yacimiento.

Faena Minera

Mina Refinera Concentradora

Ley de Equilibrio

Mina-Refinera (6)

Ley de Equilibrio

Concentradora-

Refinera (5)

Ley de equilibrio

Mina-

Concentradora (4)

Ley de corte

Concentradora (2)

Ley de corte

Refinera (3)

Ley de Corte Mina

(1)



Descripcin del Algoritmo Material Capacidad Mxima Costos Unitarios Mina M m Mineral Concentradora C c Concentrado Refinera R r Producto Mercado Costos f Precio venta s Recuperacin y

Nomenclatura empleada por Lane

M: mxima capacidad de movimiento de material por periodo (tpa) C: mxima capacidad de movimiento de mineral por periodo (TPA) R: mxima cantidad de producto final por periodo (TPA) m: costo por unidad de material (US$/TON) C: costo por unidad de mineral (US$/TON) r: costo por unidad de producto (US$/TON) f: costo fijo por periodo (US$) S: precio de venta por unidad de producto (US$/LB) Y: recuperacin en tanto por uno B: beneficio W: valor presente de los beneficios Qm: cantidad de material a ser explotado



Qc: cantidad de material considerada como mineral Qr: cantidad de mineral en el proceso de refinacin T: periodo de tiempo d: tasa de descuento V: valor presente mximo posible de los beneficios futuros de la operacin Determinacin de leyes de corte econmicas Se plantea una expresin bsica del beneficio. De ella se deduce la expresin del valor presente y de esta ltima se obtienen las leyes de corte ptima para cada unidad productora.

Consideramos la siguiente expresin del beneficio tpico.

B = i c Lo que se traduce a:

Ahora el valor presente esta dado por la siguiente ecuacin

))(**(*)( fTQmmQccQrrsB

)(***)( fTQmmQccQrrsB

Td

WBV

)1(



V W

Br

Valor Presente

B: beneficiod: tasa de descuentoT: tiempo requerido para explotar la fraccin rW: valor presente remanente Como se trata de un futuro inmediato tenemos que:

(Aproximacin vlida para un t pequeo) Se puede ver que al reemplazar b en la ecuacin, la expresin v (incremento del valor presente por explotacin de qm) quedar

Aparece el trmino que representa el costo de oportunidad. El trmino t puede expresarse como una razn:

I: mina, concentradora, refinera

TVdBWVv **

TVdfQmmQccQrrsv *)*(***)(

Vd *

I

QiT



Determinacin leyes econmicas Ahora los 3 casos: La mina define el ritmo de explotacin La concentradora define el ritmo de explotacin La refinera define el ritmo de explotacin Caso 1 Si la mina define el ritmo de explotacin, el periodo T esta dado por

Y reemplazando este valor se obtiene

Derivando con respecto al parmetro (g), encontramos el punto mximo de la curva

Como Qm no depende de la ley de corte (g), la ecuacin queda

Por otro lado tenemos

M

QmT

M

QVdfQmQcQrsv mmcrm

g

Q

M

Vdf

g

Qm

g

Qc

g

Qrs

g

v mmcr

g

Qc

g

Qrs

g

v cr

ygQQ mcr



Luego reemplazando y derivando

Finalmente obtenemos la expresin para el valor de la ley de corte econmica mina. gm: es la ley de corte econmica dada por la mina. Es la que da el mximo aporte al valor presente en el caso que la mina defina el ritmo de explotacin. Caso 2 y Caso 3 Anlogamente se obtienen las expresiones para la ley de corte econmica de

la concentradora (gc) y para la ley de corte econmica de la refinera (gr).

gc: es la ley de corte econmica dada por la concentradora. Es la que da el mximo aporte al valor presente en el caso que la mina defina el ritmo de explotacin. gr: es la ley de corte econmica dada por la refinera. Es la que da el mximo aporte al valor presente en el caso que la mina defina el ritmo de explotacin.

g

Qyg

g

Q cm

r

g

Qc

g

Qygrs

g

v ccm

rsYc

gm

rsC

Vdfc

gc

ccr QCVdfmQcQrs /Vc

RVdfrsc

gr

rcrr QRVdfmQcQrsV /



Estas tres leyes de corte econmicas dependen directamente de los precios, costos y capacidades, pero solo indirectamente a travs del valor presente V, de la distribucin de leyes del yacimiento. Son estables, en el sentido que varan poco durante la vida del yacimiento. Determinacin de las leyes de corte de equilibrio Ninguna de las leyes de corte econmicas anteriores es necesariamente la ley de corte optima. La razn es que la capacidad de operacin no esta limitada solo por una etapa necesariamente, sino que puede estar limitada por dos y excepcionalmente, por las tres. Se deben determinar leyes de cote de equilibrio entre cada par de etapas. Estas leyes son independientes de los factores econmicos y adems son dinmicas en el sentido que dependen de la distribucin de leyes del yacimiento, y por tanto pueden variar ampliamente durante la vida de ste. Y las designaremos por: Gmc: ley de corte de equilibrio Mina - Concentrador Gmr: ley de corte de equilibrio Mina - Refinera Grc: ley de corte de equilibrio Refinera - Concentrador



Mina-Concentrador Se calcula vm y vc en funcin de distintas leyes de corte. Si se representa grficamente ambas curvas, se encuentran 3 puntos singulares: gm: ley de corte econmica dada por la mina gc: ley de corte econmica dada por el concentrador gmc: interseccin de ambas curvas

Equilibrio Mina-Concentrador Gmc= gmc Gmc= gm si gmc < gm Gmc= gc si gmc > gc Gmc= gmc en caso

contrario

La mina limita la operacin Gmc: gm Qm=M

El concentrador limita la operacin Gmc: gc Qc: C

Ley de corte Finalmente, se escoge aquella ley correspondiente al mximo valor de la curva

de trabajo econmica de las tres unidades. Este mximo corresponde al valor

central entre gmc, gmr y grc. Cuando Gmc no Coincide con la Interseccin

gmc se debe a que una de las dos unidades constituye un cuello de botella

Vm Vc

Ley de Corte gm .gmc gc

Vo

Vc Vm

gmc gm

gc Ley de Corte

V

Vm

Vc

gmc gc gm

V

Equilibriums Mina - Concentrador Gmc= gmc Gmc= gm si gmc < gm Gmc= gc si gmc > gc Gmc= gmc en caso contrario

Vm Vc

Ley de Corte gm

.gmc

gc

Vo



Finalmente, se escoge aquella ley correspondiente al mximo valor de la curva de trabajo econmica de las tres unidades. Este mximo corresponde al valor central entre gmc, gmr y grc. Cuando Gmc no Coincide con la Interseccin gmc se debe a que una de las dos unidades constituye un cuello de botella. Mina-Refinera Se calculan vm y vr para diferentes leyes de corte. Luego se determina Gmr en forma similar al caso anterior. Concentrador-Refinera Se calculan vc y vr para diferentes leyes de corte. Luego se procede en forma similar a los casos anteriores para determinar Gcr. Determinacin de la ley de corte optima La ley de corte ptima G es una de las tres leyes calculadas anteriormente: Gmc, Gmr o Grc. Finalmente, se escoge aquella ley correspondiente al mximo valor de la curva de trabajo econmica de las tres unidades. Este mximo corresponde al valor central entre Gmc, Gmr y Grc. La figura muestra con lnea gruesa la curva de trabajo econmica, para un sistema mina-planta-fundicin refinera, en la cual la ley de corte ptima G corresponde al valor central Gmr.

Curva de trabajo econmica para el modelo Mina-planta-fundicin refinera, con la ley ptima G = Gmr, dado que Gmc < Gmr < Grc.



En general, la aplicacin de Criterio de Lane ha sido definida para yacimientos explotados a Rajo Abierto, y lo interesante del modelo es que asocia las etapas ms importantes en el Negocio Minero, como son la Mina, Concentracin y Mercado asociado a la etapa de refinacin.

CRITERIO DE E. VICKERS A lo largo de los aos, la teora en anlisis econmico ha acumulado un conjunto formidable de hechos que permiten tener bajo control situaciones de rol puramente econmicas. Los gerentes de negocios e ingenieros de minas estn conscientes de las herramientas que poseen los economistas, pero la pregunta que debemos respondernos es si su aplicacin al manejo de problemas prcticos en situaciones mineras, es factible, especialmente en vista de las innumerables variables, las cuales llenan la escena diaria de la empresa minera.

Una de tales herramientas sofisticadas que ha permanecido durante mucho tiempo en el arsenal del terico es el anlisis marginal. De igual permanencia en el tiempo para la compaa que opera como para el ingeniero que evala, es el problema de la definicin de la ley de corte el punto bajo el cual la extraccin de una fuente de mineral deja de ser econmicamente atractiva. En otras palabras, que parte del cuerpo mineralizado de roca es mineral y cual es estril. La ley de corte puede ser una muy fugaz lnea de demarcacin. Pero, cuando se aplica adecuadamente, la tcnica del anlisis marginal puede ser de ayuda para indicarnos en que punto detener la extraccin de roca mineralizada de baja ley. De hecho, demuestra la cantidad de roca que puede ser extrada de un cuerpo mineralizado. Este punto de corte se define en este anlisis como el punto en el cual se maximiza las ganancias totales para el cuerpo mineralizado, dada una situacin especifica de costo beneficio. Para decirlo en forma mas simple, lo que hace el anlisis marginal, es enfocar el impacto en aquella relacin entre costo y beneficio cuando se modifica el nivel de actividad. En este anlisis, el nivel de actividad que debemos modificar es esencialmente el factor reserva. Expresamente, estamos tratando con un concepto marginal en el cual esperamos agregar mineral de baja ley y mas mineral de baja ley, hasta que las ganancias totales dejen de aumentar. Cada unidad de material agregada al mineral de mayor ley, cuando es extrado, produce un aumento ascendente en los mayores costos por libra. En algn punto, el aumento de costos adicionales debe seguramente sobrepasar los beneficios recibidos de los mayores tonelajes del mineral de menor ley. Por lo tanto, la solucin de tal problema se refiere a si misma inmediatamente a uno de los clsicos anlisis marginales.



El criterio econmico empleado en el anlisis marginal, es el de maximizar el beneficio total neto de la operacin. Su metodologa se centra en el anlisis de los pequeos cambios, que experimentan las variables econmicas, al incrementarse el nivel de produccin en una unidad de producto. Las variables principales que se emplean son las siguientes:

Costo marginal, promedio, incremental.

Ingreso marginal, promedio, incremental. Para la aplicacin de este anlisis a la estimacin de una ley de corte marginal, la cantidad total de unidades producidas, puede incrementarse, considerando sucesivamente cantidades adicionales de mineral de menor ley. De acuerdo a la relacin que se produce entre tonelaje, ley media y ley de corte, cada incremento de tonelaje, producir un descenso de la ley media, en una cantidad determinada por las curvas tonelaje-ley del yacimiento en consideracin.

Curvas Tonelaje Ley Las reservas de un yacimiento se presentan en general por dos caractersticas: las cualitativas, por ejemplo la ley; y las cuantitativas, tonelaje. Si se define una ley referencial, es posible determinar el tonelaje que existe sobre esta ley, asimismo, la ley media asociada a dicho tonelaje. Variando la ley de referencia, se obtiene la llamada curva tonelaje ley, a partir de la distribucin de leyes del yacimiento. El comportamiento general de esta curva se muestra en la siguiente figura.

Si se considera como ley de referencia, una ley de corte X, que representa una ley de corte econmica, se asocia a esta, un tonelaje T de material con ley media superior a la ley de corte. La ley g representa a la ley media de todas las reservas demostradas y asociadas al tonelaje TT.

(1) (2)

Ley (%)

Tonelaje

TT

T

X g Xg

(1) Tonelaje Ley Media (2) Tonelaje Ley de Corte



Al variar la ley de corte, la ley media variara en el mismo sentido y el tonelaje en un sentido inverso. As al considerar una ley de corte de menor valor, la ley media a su vez ser tambin menor, para un mayor tonelaje de mineral. De este anlisis, para una ley de corte fija, se define el tonelaje de mineral a extraer y su ley media. Al definir una capacidad anual de produccin del complejo productivo, es posible obtener tambin, la vida de la operacin. Criterio de Vickers para la Determinacin de la Ley de Corte

Vickers (1961) determina la ley como un punto de equilibrio en el cual los beneficios igualan los costos totales de operacin. Este mtodo, solamente considera el costo e ingreso marginal para diferentes leyes de corte, luego determina la ley promedio y tonelaje para cada intervalo de ley de corte. Analiza el beneficio neto del negocio sin actualizar el valor del dinero. Este anlisis parte de la determinacin de las curvas tonelaje-ley y posee dos caractersticas: 1.-Considera que el objetivo o misin de la empresa es maximizar las utilidades totales

disponibles del cuerpo mineralizado. 2.-Considera un anlisis marginal en la determinacin de la ley de corte. Las variables principales en este anlisis son: Costo Marginal : Corresponde al aumento que experimenta el costo total, provocado por incrementar la produccin en una unidad. Ingreso Marginal : Es el aumento en el ingreso total, producido por la venta de una unidad adicional de producto. Costo Promedio : Es el valor obtenido, al dividir el costo total por el total de unidades conocidas. Ingreso Promedio : Se representa por la razn entre el ingreso total y el total de unidades vendidas. As, este anlisis determina la ley de corte ptima en el punto en que los costos e ingresos marginales se hacen iguales.



El yacimiento queda representado por su distribucin de leyes, que indican los tonelajes de mineral, que tienen leyes medias comprendidas en intervalos de ley. Se agrupan los tonelajes de mayor ley y luego se acumulan procediendo a su anlisis.

Anlisis de distribucin del metal Los datos son agrupados de mayor a menor ley, se le asocian los tonelajes parciales y acumulados, tanto de mineral como de fino recuperable y la ley media. Anlisis operativo A los datos de la distribucin del metal se le asignan los valores econmicos por intervalo de ley. Se obtienen los ingresos de venta, a partir del precio del metal y de los tonelajes recuperados, y los costos de operacin, a partir de los costos unitarios de los tonelajes representativos de cada unidad de produccin ms los costos fijos. El beneficio se obtiene como la diferencia entre los ingresos y los costos. La vida del yacimiento se calcula por la razn entre los tonelajes acumulados y la capacidad limitante para el proceso de produccin.

Ingreso = precio (cUS$)* fino (Mlb)

Costos = Cr * fino + Cm * (1+REM ) * Tm + Cp * Tm + Cf * VU

Donde: Cr = costo refinacin (US$/ton Cu) Cm = costo mina (US$/ton material) Cp = costo proceso (US$/ton mineral) Cf = costo fijo (US$/ao) Tm = toneladas de mineral REM = razn estril-mineral VU = vida til

Para determinar la Vida til del proyecto, se debe conocer quien marcar el ritmo de produccin, si la Mina, la Planta o la Refinadora. Para ello se toman en cuenta sus capacidades y la cantidad de material que procesa cada uno, es decir, cantidad de material, de mineral o de fino, respectivamente. Luego, la ley de corte se obtiene en el punto donde el ingreso marginal se iguala al costo marginal y recurriendo a las curvas de tonelaje ley del yacimiento se puede estimar: la ley media, la ley de corte y el tonelaje de mineral correspondiente.



Anlisis Econmico Debido a las limitaciones que presenta el criterio de Vickers tradicional para la determinacin de la ley de corte (no considera el valor temporal del dinero, ni tampoco una posible tasa de impuesto). Se ha creado un criterio modificado denominado BAN (Beneficio Actualizado Neto). Este criterio calcula el Beneficio Anual, como la razn entre el Beneficio Total y la Vida til del proyecto. En seguida, toma este valor de Beneficio como Flujo de Caja Anual y lo trae a Valor Presente (VAN), a partir de una tasa de descuento especificada y por un periodo igual a la Vida til de la Mina. Una vez hecho lo anterior, compara para las distintas leyes de corte preestablecidas, cul de ellas entrega el valor ms alto de retorno, y elige esa ley de corte. De manera de aclarar los criterios de determinacin de leyes de corte anteriormente expuestos, a continuacin se presenta un ejemplo detallado de aplicacin, en el cual se muestran y explican ambos criterios.



CAPTULO II MINERA SUBTERRNEA

INTRODUCCIN La minera subterrnea es la tcnica utilizada para recuperar minerales desde los yacimientos que se encuentra en la superficie terrestre y cubierto por rocas en tal cantidad que su extraccin econmica, slo es factible mediante un sistema de excavaciones que permitan llegar a las zonas mineralizadas para luego aplicar uno o ms esquemas especficos (mtodo de explotacin) para extraer el mineral. La minera en general est en una constante dinmica, eso se refleja en que esta industria, est continuamente explorando nuevas ideas y utilizando mtodos de explotacin que muestran un constante desarrollo, lo que le permite avanzar a pesar de su rico pasado, en la bsqueda de nuevas alternativas. Este continuo buscar (nuevas estrategias de explotacin para las minas), se debe a varias variables, una de ellas es el precio de los metales, los cuales son decrecientes en el largo plazo; en esta perspectiva, este punto presiona continuamente para reducir costos de operacin en toda las minas. Una caracterstica importante de la industria minera es la capacidad de aceptar de buena voluntad los cambios tecnolgicos y las experiencias enriquecedoras de otras unidades de produccin. Existe mente abierta a aceptar el cambio como algo natural y que forma parte del know how minero. Por otra parte tenemos que cada yacimiento minero es nico e irrepetible debido principalmente a su geologa, profundidad de la mineralizacin, tamao, forma, tipos de mineral, leyes de los minerales, tipos de rocas, etc. Considerando los elementos anteriores los mtodos de explotacin que se presentarn reflejan de una u otra manera la situacin de la minera actual, considerando como referencia los equipos que se encuentran en operacin en la minera moderna. La explotacin de minas por mtodos subterrneos apunta a recuperar el mineral contenido en la roca mineralizada. Los minerales de inters se encuentran en el volumen del cuerpo mineralizado, mientras que en su entorno, esta la roca que rodea al mineral, la



que corresponde a roca estril sin valor econmico y que por tanto los mineros tratan de dejar en cualquier lugar cercano, de tal forma que involucre el mnimo costo posible su traslado. Producto de las operaciones mineras, el material estril adems diluye la mena al entrar en contacto con ella, reduciendo la ley a planta, aumentando los costos de transporte al trasladar lastre a la planta de beneficios y aumentando tambin los costos de procesamiento y de obtencin de los metales, haciendo menos eficiente los sistemas productivos. Cuando los cuerpos mineralizados afloran a la superficie o est muy cercas de ella, se utilizan tcnicas de explotacin por rajo abierto, en este caso la roca estril es separada del mineral, mediante la carga y el transporte en camiones hacia botaderos de rocas cercanos, luego el mineral es extrado y enviado a planta para su concentracin. Situacin distinta ocurre cuando el cuerpo mineralizado se encuentra en profundidad, bajo cientos de metro de la superficie, las tcnicas utilizadas en este caso son los mtodos de explotacin subterrneos, aqu, las tcnicas empleadas son ms complejas. Los mtodos mineros subterrneos son adaptados a los cuerpos mineralizados y a las condiciones de la roca, forma y dimensiones del yacimiento, etc. La recuperacin del mineral contenido en el yacimiento, depende de la calidad de la roca de caja y el mtodo de explotacin aplicado, el que apunta a la mxima recuperacin del mineral, en forma eficiente, econmicamente rentable y manteniendo condiciones de trabajo seguro. La infraestructura referida a un orden bsico de la mina, que considere el ingreso al interior de la mina para realizar los trabajos requeridos, para la explotacin de minerales, en las mejores condiciones de seguridad y de productividad, deberan incluir: medios de acceso a todo los lugares de trabajo, vas para el transporte de mineral y el abastecimiento de energa, sistema de ventilacin, drenaje de aguas subterrneas, etc. El pique fue por largos aos, el acceso principal a niveles subterrneos y a las principales arterias de la mina, todo pasaba por all. Hoy en da, esta siendo ms comn viajar por rampa desde la superficie al interior de la mina; la rampa actualmente es el principal medio de acceso. Esta se encuentra conectada a laboreos, galeras, reas de trabajo y a una red importante de operaciones, facilitando el desplazamiento de los mineros y de los equipos entre distintos lugares de la mina. Manejo de material: Un sistema eficiente en el manejo de materiales es deseable para el xito de los trabajos de produccin, el que consiste en trasladar el mineral quebrado desde la mina a la planta para continuar su procesamiento. Este manejo comienza con la tronadura del mineral en los laboreos de produccin para continuar su viaje utilizando los medio de transporte disponibles ya sea directo a superficie en camiones o hasta un chancador primario para que el mineral sea reducido de tamaos, almacenado en tolvas acondicionadas para ello, para que pueda continuar su viaje ya sea por el skip del pique, en cinta transportadora directa a superficie en carros de FFCC, Abastecimiento de energa: La mina requiere energa elctrica junto con una distribucin que llegue a cada unos de los frentes de trabajo, en cantidades suficiente para un efectivo



trabajo de los equipos. La energa elctrica ilumina los lugares de trabajo y mueven todos los equipos electrificado como de perforacin, de transporte, de ventilacin, chancadores, bombas de drenaje y en general todos los equipos mineros que estn conectados a la red elctrica. Esta energa por mucho tiempo fue complementada con una planta de compresores en superficie, que abasteca de aire comprimido a equipos de perforacin neumtica, huinches y otras herramientas de uso en la mina, siendo su uso actual muy menor al pasado. Agua industrial: El agua industrial es necesaria para eliminar el polvo en suspensin y remover el detritus generados por la perforacin de las rocas. As, una red de tuberas debe ser instalada en la mina para llevar agua a todo los lugares en que se est perforando y tronando. Drenaje de minas: Todo los lugares de trabajo de la mina deben mantenerse seco. Al interior de las minas se junta agua en las reas de trabajo, debido a goteras continuas que provienen de fisuras en las rocas, fallas y al agua industrial utilizada por los equipos de perforacin para arrastrar el detritus; Esta agua es acumulada en las mismas galeras y debe ser canalizada hacia niveles inferiores de la mina. Para mantener seca la mina debe necesariamente canalizarse toda el agua ya sea desde donde hay goteras o de las labores de perforacin, hasta el fondo de la mina, para que all sea limpiada y almacenada el agua en estanque dispuestos para ello, y mediante bombas centrifugas enviarla a superficie para su purificacin y uso industrial posterior. Ventilacin: La ventilacin de una mina es fundamental para el desarrollo normal de los trabajos mineros. La calidad del aire en la mina, debe mantenerse de acuerdo a estndares de salud aceptables. La atmsfera regularmente es contaminada por los humos de las tronaduras, el escape de gases de las mquinas diesel, polvos provenientes de los trabajos y tambin de la respiracin de los mineros. Para mantener los caudales de aire requeridos, la mina necesita contar con ventiladores de alta capacidad, ubicados en superficie, aspirando aire fresco e ingresndolo por las labores de entrada, sea este pique o labor subterrnea asignada para ello. Al interior de la mina las puertas de ventilacin controlan y guan los flujos de aire, dirigiendo los caudales hacia las reas activas de trabajo. Luego el aire contaminado se recibe y lleva por galeras dispuesta para ello, arrastrando la polucin del aire y alejndolo de los frentes de trabajos. EVOLUCIN DE LA INFRAESTRUCTURA MINERA Galeras de acceso y puntos de extraccin del mineral Cada mtodo minero requiere dar forma a su propia infraestructura. Por ejemplo: Acceso de vehculos a subniveles, galeras para la perforacin de barrenos de gran dimetro, galeras de produccin, habilitacin de reas para la carga de camiones en puntos de extraccin o cercano a ellos, etc. Todo lo anterior forma parte de la infraestructura relacionada con los mtodos de explotacin y la extraccin de minerales, labores que son descritas ms adelante, junto con la construccin de la infraestructura de la mina subterrnea, la cual es complementada con una intricada red de labores, formada por



galeras de accesos, rampas, piques y chimeneas, cada una descrita con objetivos precisos y funciones claramente definida. La minera tradicional compuesta por pique y va ferroviaria Muchas minas tienen larga tradicin en la extraccin de minerales por pique con uso de transporte subterrneo por ferrocarril y que abarca varias dcadas en su aplicacin. Siendo sus prcticas de trabajo completamente diferentes a lo que se realiza hoy en da en la explotacin de la minera moderna. Desde siempre, el pique ha sido un importante componente de la mina subterrnea, el que debido a su diseo y construccin, contempla una larga vida til del pique y sus componentes. Hoy podemos encontrar en operaciones piques con ms de 50 aos de actividad, trabajando con mquinas de extraccin de ltima generacin y prestando diversos servicios a los distintos nivel en que se ha dividido la mina. La profundidad de la mina generalmente quedaba condicionada a la altura del pique, dotada con jaula para la elevacin de los minerales y proveer de acceso a los lugares de trabajo subterrneo, donde se puede encontrar varios niveles conectados a las reas de explotacin. Respecto al manejo de materiales, la logstica contemplaba el transporte por convoyes compuestos por locomotora y carros, convirtindose el transporte por ferrocarril en un rea crtica, el cual era muy complicado manejar debido principalmente a su rigidez. Para agilizar el transporte se optaba por poner una mquina en cada extremo del convoy separadas en algunos casos por carros cargados con mineral, lastre y materiales de diversos usos, los que a veces quedaban atrapados por diversos problemas ya sea por espera y/o problemas de coordinacin. El transporte por ferrocarril contempla una va principal y lugares de espera, esto permite l transito de trenes en las dos direcciones. El tren que va ingresando a la mina, generalmente lleva carros vacos y algunos con materiales varios, este convoy puede esconderse en los lugares de espera para dar prioridad al tren cargado con mineral que va saliendo. Esta organizacin permite un transporte coordinado y seguro. La locomotora lleva los carros cargados con mineral hasta el fondo del pique, retornando con carros vacos a los frentes de carga; los carros con mineral son introducidos uno a uno en las jaulas del pique y en superficie descargados y retornados al interior de la mina. Para un uso eficiente del pique, se programan horarios de subida y bajada de personal y del material de grandes dimensiones. El pique como componente principal de la infraestructura de la mina y responsable de la produccin, la entrada y salida del personal, debe estar rigurosamente programada; as, como todas sus actividades, de manera de optimizar sus horarios de trabajo y cumplir con las normas de seguridad de la mina, que son muy rigurosas en este caso de piques. Minera con LHD El scoop es un cargador LHD, capaz de cargar, transportar y descargar mineral, en un tiempo reducido, es un cargador introducido a las minas en los aos 70 y comprende una poderosa mquina diesel montado sobre neumticos, con un gran balde, capaz de transportar gran cantidad de mineral en un solo viaje. Este equipo, montado sobre



neumticos, con gran balde y potencia mecnica le otorg una importante ventaja a la minera subterrnea, otorgando un prominente futuro a las explotaciones mineras, al poder trasladarse con facilidad a distintos frentes de produccin durante el turno y con capacidad de remontar fuertes pendientes, manteniendo altos rendimientos de produccin; con todo estos atributos, el scoop desplazo rpidamente el transporte sobre rieles, el que se convirti al poco andar en un obstculo, para continuar operando en la mina, en los frentes de produccin. Las mquinas diesel montadas sobre neumticos, incorporaron un nuevo concepto en el equipamiento de minas. Este nacimiento de la minera sin rieles, trajo una nueva era en la mecanizacin minera, incorporando mquinas ms productivas de alto rendimiento y tambin oblig a modificar las estructuras tradicionales mineras, apareciendo nuevas galeras de mayores dimensiones y la rampa, la que permiti un rpido acceso a todos los lugares de la mina. El pique y la rampa El pique con elevacin de los materiales usando jaula, fue establecido hace bastante tiempo, al cambiar a una minera sin rieles, las reservas mineras ubicadas en niveles superiores al fondo del pique, son explotadas normalmente, en la forma tradicional. Sin embargo, bajo los 600 m, medidos desde la superficie, se abre la posibilidad de explotar utilizando las nuevas tecnologas, manteniendo la infraestructura de elevar la produccin por el pique y una comunicacin con los niveles inferiores. Bajo la mxima profundidad del pique, donde la explotacin minera contina con equipamiento montado sobre neumticos, los que se desplazan por rampas; en este caso las grandes mquinas son desarmadas antes ir a las zonas ms profunda de la mina y rearmadas en los lugares acondicionados para ello, tambin otros componentes voluminosos, mayor al volumen del compartimiento de la jaula, son seccionados en piezas y llevados a la mina para su rearmado en los talleres dispuestos para ello. En este caso el pique contina siendo la arteria principal de la mina y el personal, materiales y abastecimiento en general, continuar siendo transportado por el pique. En las ltimas dcadas, se incorpor a los piques el skip, depsito metlico que puede cargarse con mineral haciendo su ciclo de trabajo ms eficiente, debido a sus caractersticas de trabajo se ha automatizando su carga, descarga y movimiento por el pique, logrndose con ello una mayor produccin.



Cuando es posible incorporar a la infraestructura de la mina, una rampa que nazca en la superficie, todo se hace ms fcil, las mquinas viajan por si misma por las vas de trnsito, acondicionadas con carpeta de rodado, las mquinas pueden remontar fuertes pendientes y girar en esquinas facilitadas por la planificacin de la mina, otorgando al proceso importantes grados de libertad. En este caso el pique sigue siendo importante para el transporte vertical del mineral, pero ayudado por transporte en camiones montados sobre neumtico, que puede utilizar vas diseadas para ello, como rampas y galeras para alcanzar su destino, disminuyendo con esto, la presin por transporte de produccin y transito de personal por el pique. Una buena coordinacin entre las distintas reas de trabajo, siempre es recomendable para el xito de las operaciones mineras. En resumen, una rampa con pendiente, conecta la mina con sus reas de trabajo, eliminando el complicado transporte por el pique y tambin permite el traslado de grandes mquinas al interior de la mina por sus propios medios, todo esto ayuda a descongestionar el pique.



DESARROLLO DE MINAS El desarrollo de minas envuelve la excavacin de rocas con objetivos especficos, que no son otros que la formacin de una infraestructura minera, que permita la extraccin del mineral en forma expedita, segura y ha un mnimo costo. Cada objetivo tiene diseado como propsito alcanzar una parte del laberinto que conforman el conjunto de labores mineras. Los objetivos que son motivo de desarrollos son los piques verticales, labores horizontales, rampas inclinadas y chimeneas. Es importante apreciar desde esta figura, que los desarrollos mineros tienen como objetivo principal dos direcciones la vertical y la horizontal, esta preferencia busca hacer ms ptimo el negocio minero. Con relacin a las operaciones mineras, la perforacin y tronadura en las excavaciones de roca es la que normalmente es aplicada a estas labores, con excepcin de la chimenea que puede realizarse, en forma manual, semi-mecanizada y mecanizada por ejemplo con raise borer que es una mquina escariadora, que es una de las tcnicas ms aplicada y que compite con los mtodos manuales. Todas las minas necesitan algunas excavaciones bsicas, que incluyen el pique, las vas de transporte y acceso al yacimiento, estacin de bombeo, un estanque de acumulacin de agua, un taller de mantencin bsica de equipos, etc. Este desarrollo mnimo es necesario para facilitar los medios auxiliares que se requieren, con independencia de los que se precisan para la extraccin del mineral. DESARROLLO DE PIQUES El pique es el primer componente en un programa de desarrollo para minas profundas. El futuro pique, desde el comienzo ser excavado a una profundidad de al menos 500 m. La profundidad del pique es importante para la vida til de la mina, y la seguridad de muchos aos de produccin; alrededor del pique debe dejarse un pilar de proteccin para el pique y sus instalaciones, los costos de operacin de un pique son alto y su viabilidad slo es posible en un largo periodo de trabajo y una relacin armnica mina-planta. En la construccin del pique, mantener su verticalidad en la etapa de construccin es un trabajo para expertos, adems de requiere un equipamiento especializado, considerando ambos elementos lo usual es que la empresa entregue la ejecucin de esta obra de ingeniera a un contratista, debido a que realizarlo con personal propio, en la mayora de los casos resulta mas caro y hay atrasos importantes por falta de experiencia en estas construcciones. El pique puede tener seccin; rectangular, circular elpticos, existiendo preferencia por los piques circulares, porque es ms simple de excavar y la roca resiste mejor los esfuerzos de su entorno que otras secciones.



GALERIAS DE ACCESO Y RAMPAS La incorporacin de tecnologas de punta en las minas y al uso masivo de equipos de perforacin de carga y transporte montado sobre neumticos, las rampas cumplen una funcin fundamental para el ingreso y salida de equipos ya sea de los frentes de trabajo



cmo de la mina, en forma independiente, acelerando con ello los procesos involucrados con la produccin. As mismo, la supervisin y los mantenedores de equipos se benefician con estas labores mineras, al permitir un desplazamiento entre distintos puntos de la mina en vehculos livianos en forma gil y expedita. En este contexto, la construccin de rampas se ha masificado, convirtindose en una labor comn en el desarrollo de minas; Como medio de acceso, la rampa comunica la superficie con la mina subterrnea. Esta rampa tambin es usada para el transporte de mineral, en yacimientos minero poco profundo, acarreando el mineral desde el fondo de la mina a superficie donde se ubica la planta de proceso. La profundidad a la cual se puede transportar mineral en camiones por la rampa, queda limitado a los costos de transporte, los que se incrementan rpidamente. Las alternativas al transporte antes descrito son el transporte por pique utilizando skip o por cinta transportadora con pendientes por ejemplo de 25%. Estas formas de transporte del mineral que sale de la mina, puede producir que los flujos de caja lleguen a ser positivo tempranamente, as se reduce el riesgo, en la recuperacin de la inversin. La construccin de galeras y rampas forman la malla de trabajo de las operaciones que conectan con el pique y las reas de trabajo en la mina. Los drifs(galeras mineras) son dimensionados de acuerdo a la maquinaria utilizada al interior de la mina, la seccin debe incluir un espacio con un margen razonable para vas de trnsito, ductos de ventilacin y otras necesidades mineras, como tuberas para el agua, aire comprimido o cables elctricos. Las secciones ms comunes varan de 2,2x2,5 a 5,5x6,00 m2, con reas de 5,0 m2 a 25 m2. El drifs de 5,0 m2 est considerado para palas montadas sobre rieles (equipo que ya est descontinuado en su fabricacin), mientras que una seccin de 25 m2 est considerado para labores con transporte por camiones ya sea con mineral o estril, considerando un espaci para ductos de ventilacin en labores de desarrollo. La profundidad determina la longitud de la rampa, la que va conectndose a niveles horizontales. Una profundidad media, permiten longitudes ms corta de las vas de transito, a grandes profundidades debera evitarse, por razones principalmente econmicas en la construccin de largos desarrollos y el sacrificio de la maquinaria. Las pendientes normalmente de la rampa, varan de 1:10 a 1:7, y las ms profundas tienen pendientes de 1:5 y con radios de curvas de 15,00 m. Una rampa tpica corrida en loops, con pendiente de 1:7 en secciones rectas, reduciendo a 1:10 en curvas. S la rampa ser utilizada para subir camiones con carga desde niveles inferiores, el camin adquirido debera contar con capacidad y potencia para trabajar considerando las mximas pendientes de la mina, sin disminuir rendimientos ni aumentar costos de mantencin. Las excavaciones de drifs y rampas tienen objetivos especficos en la planificacin del desarrollo de la mina. Los trabajos de desarrollo tienen frecuentemente asignados equipos especiales. Los equipos de desarrollo cuentan con su propio equipamiento, y la maquinaria necesaria, para cumplir sus tareas, esto les permite movilizarse por toda la mina y da la ventaja de aprovechar al mximo la maquinaria adquirida con esos fines.



CHIMENEAS Las chimeneas son labores para operaciones mineras que pueden ser verticales o inclinadas, que conectan distintos niveles de la mina, tienen diferentes alturas segn su funcin. Las chimeneas, pueden ser: vas de acceso para llegar a su lugar de trabajo, para el traspaso de mineral desde niveles de vaciado de mineral a niveles de transporte, para ventilar zonas de explotacin o como parte de un circuito de ventilacin de la mina. La inclinacin de las chimeneas puede variar desde los 55 hasta la vertical. Los menores ngulos quedan limitados al ngulo de reposo del mineral, que baja gravitacionalmente desde la roca tronada. Las secciones de las chimeneas varan desde 4,00 a 6,00 m2. La chimenea cuadrada 2x2 m2 es una seccin comn. Chimeneas escavadas en forma manual. La excavacin de chimeneas en forma manual, es un trabajo duro y peligroso, aun as deben ser ejecutadas. Un ejemplo de chimeneas manual, es de dos compartimientos donde los mineros construyen una pared de madera que divide la chimenea en una parte como acceso y otra para el traspaso de la roca. La seccin de la parte de acceso es usada por los mineros para escalar la chimenea por la pared y llegar al lugar de trabajo con menos riesgo de cada de rocas. En el frente de trabajo, se realizan las tareas habituales de avance: colocacin de andamios, perforacin, tronadura, fortificacin y acuadura de rocas. En la construccin de la chimenea manual, el 100% de los esfuerzos utilizados en el avance es realizado por los mineros. Un ciclo de trabajo tpico sera: Subir al frente de trabajo, al interior de la chimenea, poner andamios, botar roca suelta, perforar round de barrenos, colgar equipos de perforacin, cargar con explosivos los barrenos, amarrar tiros, desarmar andamios y colgar tablones, verificar ventilacin chimenea, bajar y salir de la chimeneas y finalmente tronar. Las alturas de las chimeneas manuales estn limitadas a 50 m, debido a lo pesado del trabajo al que est expuesto el minero. Chimenea con jaula escaladora La incorporacin de jaulas escaladoras como por ejemplo la jaula alimak, elimina en parte la dureza del trabajo, como es subir por la pared de la chimenea y el trabajo de botar la roca suelta es menos peligroso y tambin se elimina la construccin y desarme de andamios; pero el resto de los trabajos contina exactamente igual. La jaula escaladora protege al minero y otorga mas seguridad debido a que el minero en todo momento ya sea viajando al frente perforando, no hay posibilidad de que sea golpeado por cada de rocas. La jaula escaladora permite excavar chimeneas con alturas de 100 m, sin ninguna dificultad. Una jaula escaladora con motor diesel puede alcanzar alturas de 300 m o ms. Chimenea con barrenos largos La chimenea construida con barrenos largos, para casos de chimeneas cortas, la tcnica aplicada corresponde al VCR (Vertical Crater Retreat) y se utiliza para hacer caras libres de un sub level stoping, en la construccin de chimeneas de ventilacin entre niveles y otras labores mineras. En la construccin de chimenea con barrenos largos, se perfora



todo el banco de perforacin desde el nivel superior al fondo. La tronadura es realizada en etapas desde el fondo hacia arriba. La precisin de la perforacin es esencial para el xito de la tronadura. En la perforacin se utilizan los mismos equipos de produccin, evitando con esto inversiones adicionales para este tipo de trabajo. Tambin, es posible perforar y tronar una chimenea tipo slot desde abajo con ninguna operacin en la parte superior, una chimenea ciega. Esto requiere muy buena prctica en las tareas de perforacin y carga. Aun as la prctica de este mtodo esta limitado a alturas de 10 a 15 m, sin embargo hay experiencia en la construccin de chimeneas por este mtodo de hasta 70 m. RAISE BORING

La mquina raise boring, es una mquina capaz de realizar chimeneas quebrando la roca mediante la fuerza mecnica. La instalacin de esta mquina se realiza en el nivel superior de llegada de la chimenea. Una vez montada y apernado convenientemente l equipo y sus accesorios, se perfora un barreno piloto (sondaje) de 11 pulgadas de dimetro, con barras de 4 pies de largo y 8 pulgadas de dimetro, una vez recorrido el barreno piloto, se reemplaza el tricono por la cabeza escareadora con la seccin deseada, procediendo agrandar el barreno en sentido contrario aplicando rotacin y fuerza de traccin a las barras. A medida que se avanza, las barras van siendo retiradas, los detritus de la perforacin y escariado son extrado por la accin de la gravedad desde la galera inferior.



MTODOS DE EXPLOTACIN SUBTERRNEOS Los mtodos de explotacin que se estudiarn a continuacin, corresponden a aquellos mtodos ms utilizados en la actualidad por la industria minera y que tiene como base la realizacin de sus operaciones mineras subterrneas con equipos montados sobre neumtico. ROOM AND PILLAR

El mtodo de explotacin por caserones y pilares debe ser sin duda, uno de los primeros mtodos aplicados por los mineros, debidos bsicamente a su simpleza; a medida que se va avanzando en la extraccin del mineral, se van dejando pilares que dan soporte a las reas explotadas y brindan proteccin al personal y equipos. Su aplicacin se realiza en mantos de poco espesor; ejemplo de ello son: depsitos sedimentarios de carbn, caliza y arcillas de cobre, en areniscas con contenidos de plomo, en mantos de carbn, de sal y potsicos.



DESCRIPCIN El Room and Pillar, es un mtodo donde la mineralizacin es recuperada de caserones abiertos y se dejan pilares de mineral para soportar y controlar las paredes y luz entre pilares. La mxima recuperacin de mineral se logra dejando pilares lo ms pequeo posible, es deseable que las cajas del manto permanezcan en lo posible intactas; pero, cuando ello no es posible se puede reforzar el techo de los caserones y pilares con pernos de anclaje cementados o mecnicos. En este mtodo los pilares normalmente son arrancados sistemticamente, pueden tener cualquier forma y seccin, generalmente cuadrados, circulares en forma de paredes alargadas, los que van manteniendo separados los caserones. El mineral contenido en los pilares no es recuperado y por esto, las minas no lo incluyen como reservas de mineral.

Una variedad de caserones y pilares son construidos por los mineros, debido principalmente a diferentes condiciones geolgicas. De acuerdo a ello se pueden clasificar segn Atlas Copco, en tres variedades tpicas: ROOM AND PILLAR CLSICO Su aplicacin corresponde a mantos horizontales de moderado espesor a grande, tambin en depsitos inclinados con grande espesores. Los yacimientos mineros son explotados dejando largos taludes abiertos, los que son creados para mquinas de transporte como



los camiones o cintas transportadoras, los que pueden llegar al fondo de la zona de explotacin. Aquellos mantos de gran espesor son explotados en capas horizontales considerando dos fases, la primera para un avance del tipo galera, en la parte superior y una segunda fase, la parte inferior explotada en forma de banco con perforacin de gran dimetro. DESARROLLOS La explotacin del manto por medio de caserones y pilares requiere slo de un mnimo de trabajo de desarrollos. Las vas de transporte para el movimiento del mineral y comunicacin entre caserones en explotacin, son ordenadas al interior de la mina segn el avance experimentado por la extraccin de mineral desde los caserones, los que perfectamente pueden seguir ruta por zonas ya explotadas. PRODUCCION La produccin en base a caserones y pilares, en yacimientos horizontales o de escaso buzamiento hasta 4 metros de potencia con techo de mineral competente se puede explotar en un solo escaln, aplicando tcnicas modernas de perforacin y tronadura. En este caso, el avance de la explotacin, se realiza tal como si fueran galeras normales, donde la dimensin de la labor es igual en ancho y alto, dando lugar a los caserones, los que de acuerdo a condiciones geolgicas favorables, estos pueden ser largos y con grandes caras de perforacin, parejas tiles para la mecanizacin de la produccin.

}

Cuando el manto mineralizado se presenta de gran altura, hasta 20 metros, la explotacin se realiza en etapas. Se comienza en la parte superior, de igual forma a lo descrito para un escaln, controlando pared y techo, mediante la colocacin de pernos de anclaje en los lugares que corresponda y aprovechando la altura de esta fase. La segunda etapa es explotada por banqueo, ya sea en una etapa o ms escalones o peldaos, manteniendo planos horizontales, usados para desarrollar la perforacin vertical de gran dimetro y la tronadura de bancos que es la ms usada convencionalmente. La perforacin horizontal



tanto en la primera como en la segunda fase, prcticamente es una alternativa, con avance similar al de galeras, limitados a la longitud de perforacin. MOVIMIENTO DE MINERALES Con la tronadura, comienza el movimiento del mineral. Este es cargado desde la pila formada por el mineral fracturado, con equipo diesel y carga a diferentes sistemas de transporte usados, considerando altura del

apuntes métodos de explotación

Documents