INDICE

DISEO DE ACCESOS Y PARMETROS GEOMTRICOS DE UNA MINA A CIELO ABIERTO NGULOS DE TALUD EN EXPLOTACIONES A CIELO ABIERTO EXPLOTACIN A CIELO ABIERTO EN YACIMIENTOS EXPLOTACIN A CIELO ABIERTO EN YACIMIENTOS CON CUERPOS EXPLOTACIN A CIELO ABIERTO EN CLASES DE YACIMIENTOS

INTRODUCCIN

La eleccin de un mtodo de explotacin de un yacimiento mineral se basa principalmente en una decisin econmica (Costos, beneficio, inversiones, flujos de caja, etc.). Esta decisin est relacionada con mltiples factores propios del yacimiento.

Esta informacin provendr de una campaa de exploracin debidamente desarrollada.

Adems, y no menos importante, la eleccin depender de las polticas, necesidades y recursos que disponga la empresa interesada en realizar dicha explotacin.Es por ello que cada yacimiento es potencialmente sensible a ser explotado por cualquier mtodo minero, de los cuales sern descartados los que no representen un buen negocio para la empresa interesada.Una vez definido el mtodo ms apropiado podremos pensar si el proyecto minero proseguir su curso hacia la explotacin y para efectos de nuestro propsito asumiremos que esta etapa ya ha sido salvada y que definitivamente explotaremos yacimientos por el mtodo de Rajo Abierto (Cielo Abierto u Open Pit, como se conoce comnmente el mismo mtodo en otros pases, donde recibe distintos nombres).

La explotacin de un yacimiento por el mtodo de rajo abierto, requiere de datos iniciales, provenientes de campaas de exploracin (Sondajes), los cuales sern procesados de modo de obtener un modelo de bloques (Krigeage, Ivor, etc.). Este modelo de bloques consiste en una matriz tridimensional de bloques de dimensiones definidas por su largo, ancho (ambos iguales por lo general) y alto, este ltimo valor corresponder a la altura de los bancos del futuro rajo. Dicha altura ser definida principalmente en funcin de las caractersticas del yacimiento y la eleccin de los equipos de explotacin. La altura del banco a su vez define en la estimacin de reservas la altura que tendrn los compsitos en la campaa de sondajes.

OBJETIVOS

Conocer el planeamiento de minado de explotacin a cielo abierto.

Reconocer los parmetros adecuados en el diseo de accesos en minera a tajo abierto.

Identificar las caractersticas de los accesos de minera a tajo abierto.

Reconocer diseos de accesos de minera superficial.

UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA Conocer cualidades de los accesos de mina a cielo abierto.

DISEO DE ACCESOS Y PARMETROS GEOMTRICOS DE UNA MINA A CIELO ABIERTO

Dentro de las actividades permanentes en una explotacin minera se encuentra la construccin o habilitacin de accesos. En un tajo abierto (y tambin en una cantera), se requiere ir coordinando la ejecucin de las actividades productivas diarias con la ejecucin de las actividades que dicen relacin con esta construccin de accesos, las cuales tendrn que satisfacer las siguientes restricciones:

Debe permitir el acceso libre y seguro a la zona determinada.

Debe permitir el acceso a tiempo a la zona determinada, de acuerdo al programa de produccin.

Debe cumplir con las restricciones geomtricas de los equipos y las actividades.

Debe cumplir con las restricciones geomecnicas del sector.

Debe permitir la extraccin de todo el material relacionado con el sector.

Debe permitir la realizacin de actividades paralelas en completa seguridad.Como vemos no es tan sencillo acceder a un sector, especialmente en condiciones en que se realizan variadas actividades en el mismo sector (trnsito de vehculos, equipos operando, etc.), por lo que dicha tarea deber programarse de tal modo de que se genere el menor impacto negativo en el resto de la operacin, considerando que es una actividad clave dentro de la operacin misma.

Dentro de esta actividad participan los equipos de servicios mina, aunque a veces se requiere de la participacin de los equipos productivos (perforacin, tronadura, carguo y transporte) para realizar movimientos especficos de materiales.

Como hemos dicho en el punto 3 y 4, la construccin los accesos deber cumplir con restricciones geomtricas y geomecnicas, de modo de garantizar que los equipos que por ellos circulen lo hagan en condiciones adecuadas a su operacin, evitando el deterioro prematuro de los equipos y los accidentes.

En lo que respecta a la geomecnica podemos mencionar que los accesos habilitados debern regirse por las restricciones geomecnicas de la mina, ya que deben estar exentos de cualquier riesgo de inestabilidad.

Dentro de la geometra de los accesos podemos destacar:

-Ancho de Bermas.

-Ancho de Cunetas.

-Pendiente.

-ngulo de la pared del camino (corte o relleno).

Otros parmetros geomtricos a considerar dentro del diseo de una mina son:

-Ancho mximo de expansin.

-Desfase entre palas.

-Ancho mnimo de operacin (Perforacin, Carguo y Transporte).

-Cruce de Camiones o doble va.

-ngulo Overall.

-ngulo inter rampas.

-ngulo de la pared del banco.

Para la explotacin de un rajo abierto se puede observar que los accesos (rampas o accesos especficos) se visualizan de la siguiente manera:

UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA

PLANEAMIENTO DE MINADO

En cambio en una explotacin tipo cantera se tiene lo siguiente:

En puntos especficos, donde se requiere acceder a ms de un banco, el acceso deber cumplir con la siguiente configuracin para lograr su objetivo:

BANCO X+1

BANCO X

BANCO X-1

Para el diseo de una rampa debemos considerar los siguientes datos, tomando en cuenta que una rampa se compone de varios tramos que no necesariamente tendrn las mismas caractersticas:

Pi=Pendiente del tramo i (%).

Ci+1 - Ci=Diferencia de Cota del tramo i (metros).

Ai=Ancho del tramo i (metros).

Ri=Radios de Curvatura en el tramo i (metros).

Lri=Longitud real del tramo i (metros), es la que deben recorrer los equipos.

Lai=Longitud aparente del tramo i (metros), es la que se ve en el plano.

La pendiente, el ancho y los radios de curvatura de cada tramo deben ser tal que los equipos que circulen por la rampa puedan alcanzar sus rendimientos productivos sin sufrir deterioros en su funcionamiento o estructura ni riesgos en la operacin.La diferencia de cota de cada tramo por lo general resulta de la diferencia de cota de un banco y el siguiente, es decir la altura de bancos, a menos que se trate de un banco sin pendiente en el cual la diferencia de cota es cero.

COTA I+1

Tramo i

ALTURA DE

COTA I

LONGITUD

Pi = (Ci+1 - Ci) x 100

Lai

LONGITUD

= arctg (Ci+1 - Ci) = arctg (Pi /100)

Lai

Longitud real = Longitud aparente * tg ()

Lri = Lai * tg (i)

La longitud final de la rampa resultar de la suma de las longitudes reales de todos los tramos.

LrTOTAL = Lri

Radios de Curvatura en pendiente y su componente plana:

Radio de Curvatura de diseo (externo)

Radio de Curvatura real (externo)

Radio de Curvatura de diseo (interno)

Radio de Curvatura real (interno)

En una vista en planta se puede apreciar el rajo con sus rampas y accesos de la siguiente forma:

La materializacin de la rampa en el diseo de un rajo puede realizarse:

a) Desde abajo hacia arriba, es decir tomando como punto de partida la pata del banco ms profundo, lo que generara una extraccin extra de material al ampliarse el rajo o ensancharse ms los bancos superiores (Corte).b)Desde arriba hacia abajo, es decir tomando como punto de partida la pata del banco ms alto, lo que producira un achicamiento del ltimo banco, es decir puede que queden bloques sin extraer o hasta uno o ms bancos sin explotar (Relleno).c)Tomando como referencia un banco intermedio, lo cual producira un achicamiento menor en los ltimos bancos y un ensanchamiento menor en los bancos superiores (Mixto).

En el ltimo caso se puede adoptar algn criterio como elegir el banco con mayor aporte de fino al proyecto, o el que permita maximizar el flujo final del proyecto, etc.

Debemos considerar que para la construccin de las rampas y los accesos, debemos respetar las restricciones tcnicas y fsicas de la explotacin, es decir definir bien los lugares en que se realizarn dichos accesos, donde no exista peligro de inestabilidad, entorpecimiento de la operacin, etc., ya que no podemos arriesgarnos a que por algn siniestro geomecnico quede nuestra mina aislada con compromiso de prdida de equipos, produccin y lo ms importante vidas humanas.

Las diferentes formas de generar los accesos se pueden esquematizar de la siguiente forma:

EN CORTE

Ensanchamiento del pit

Banco de Referencia

BANCO DE REFERENCIA

EN RELLENO

Angostamiento en el fondo del pit

MIXTO

BANCO DE REFERENCIA

Ensanchamiento del pit Angostamiento en el fondo del pit

NGULOS DE TALUD EN EXPLOTACIONES A CIELO ABIERTO

Sin duda uno de los parmetros geomtricos ms significativos en la explotacin de un rajo son los ngulos de talud, ya que en la explotacin misma una de las restricciones operacionales ms relevantes es garantizar la estabilidad de cada uno de los sectores comprometidos, para lo cual se requiere mantener una geometra de diseo ptima, es decir que permita un mximo beneficio econmico en funcin de un mnimo factor de riesgo de que ocurra algn siniestro geomecnico.

Los ngulos de talud con que se trabaja en una explotacin son:

-ngulo de Talud de la pared del Banco: Representa la inclinacin con que queda la pared del banco. Este ngulo se mide desde la pata del banco a su propia cresta.-ngulo de Talud Inter rampas: Representa la inclinacin con que queda el conjunto de bancos que se sitan entre una rampa y la rampa consecutiva. Este ngulo se mide desde la pata del bancosuperior donde se encuentra una rampa hasta la cresta del banco donde se encuentra la otra rampa.

- ngulo de Talud de un conjunto de bancos: Representa la inclinacin con que queda un grupo de bancos sin existir entre ellos alguna diferencia geomtrica importante. Este ngulo se mide desde la pata del banco ms profundo hasta la cresta del banco de cota mayor.-ngulo de Talud Overall: Representa el ngulo de inclinacin con que queda la pared final del rajo, incluyendo todas las singularidades geomtricas existentes. Este ngulo se mide desde la pata del banco ms profundo hasta la cresta del banco ms alto de la explotacin.

Cabe destacar que existen dos formas distintas de medir los ngulos de talud. Una de ellas es la descrita en los casos anteriores (de pata a cresta) y la otra es medir desde pata a pata dichos ngulos. En geomecnica se utiliza la primera forma y en planificacin se utiliza la segunda.

Lo importante es que de una u otra forma con que sean medidos dichos ngulos, la informacin manejada de un punto a otro sea coherente y no se cometan errores que puedan significar la ocurrencia de algn incidente perjudicial para la operacin, planificacin y/o seguridad de la explotacin.

Debemos destacar que como el ngulo de talud restringe nuestra explotacin, su variacin (por pequea que sea) generar dos efectos directos:

-Cambios en la estabilidad del talud y la explotacin.

-Cambios en los beneficios econmicos de la explotacin.

Al aumentar el ngulo de talud se disminuye la cantidad de estril a remover para la extraccin de la misma cantidad de mineral, e incluso se podra acceder a la extraccin de otras reservas minerales las que antes no era posible extraer. Esto genera un aumento en los beneficios econmicos de la explotacin. Ahora bien, este incremento del ngulo de talud solamente ser viable en el caso que las condiciones geomecnicas lo permitan.

ESTRIL QUE NO SE EXTRAER

MINERAL

RESERVASEXPLOTABLES

Puede darse el caso contrario, que debido a nueva informacin geomecnica sea necesario bajar el ngulo de talud,

generndose una mayor cantidad de estril a remover y una menor cantidad de mineral a extraer.

ESTRIL EXTRA A REMOVER

MINERAL

RESERVAS NO EXPLOTABLES

En resumen, los efectos del cambio en el ngulo de talud, se ven claramente reflejados en la relacin Estril - Mineral de la explotacin, y puede significar la no viabilidad del proyecto, por lo que la informacin relacionada con nuestro ngulo de talud debe ser lo ms confiable posible.

No necesariamente tendr que existir un ngulo de talud nico, sino que dependiendo de las rocas presentes, estructuras, orientaciones, etc., podr existir ms de un ngulo de talud ptimo en distintos sectores de la mina.

Distintos ngulos de talud para distintas litologas

CRESTA

RAMPA 1

ngulo de talud para planificacin

PATA

CRESTA

PATA

NGULO INTER RAMPA

RAMPA 2

PATA

NGULO DE LAPARED DEL BANCO

CRESTA

CRESTA

CARA DEL

BANCO

PATA

NGULO DE TALUD GEOMECNICO

PATA

NGULO OVERALL

Esquema de distintos ngulos de Talud por sectores.

PISTAS, BERMAS, ZANJAS Y CUNETAS:

Zanja

Berma o Cuneta hacia el banco

Pista

Distancia de Seguridad

Berma o Cuneta hacia el rajo

Altura de cuneta

La zanja se construye con el fin de canalizar las aguas de drenaje. Al no canalizar dichas aguas se corre el riesgo de que estas daen y corten los caminos. Las zanjas por lo general tienen un ancho de 1 metro por una profundidad de 50 centmetros, lo cual depender de las condiciones de drenaje de la zona (lluvias, escurrimientos superficiales o subterrneos).

Las cunetas tienen por objetivo detener o contener a los vehculos en caso de emergencia, por ello la cuneta que est hacia el rajo tendr que ser ms alta de modo que pueda detener efectivamente a cualquier vehculo en una emergencia sin que caiga. Comnmente se utiliza como altura de cuneta hacia el rajo la mitad del dimetro de las ruedas en los equipos que transitan en el camino (camiones). Lo ideal es definir la altura considerando la pendiente del tramo, la resistencia a la rodadura, el tamao de los equipos y en lo posible tener de referencia una prueba emprica de la situacin.

La distancia de seguridad considera el efecto visual que se produce al conducir un equipo de gran altura, lo cual hace que el conductor perciba los objetos a una distancia menor de la que en realidad se encuentran. Esta distancia de seguridad deber ser mayor a dicha distancia de percepcin.

PISTAS PARA CRUCE DE CAMIONES O DOBLE VA:

Zanja

Berma o Cuneta hacia el banco

Pistas

Distancia de Seguridad

Pistas

Berma o Cuneta hacia el rajo

BERMAS DE SEGURIDAD O CONTENCIN:

Berma de seguridad o contencin de derrames

Las bermas de seguridad o para la contencin de derrames, se disean en funcin de la probabilidad de que ocurra algn siniestro geomecnico, como el desplazamiento de una cua o volcamiento de roca (segn sea el ca so o la situacin geomecnica), por lo que ser de mucha importancia realizar un buen estudio de dicha probabilidad, ya que el ngulo de talud final de la zona estudiada depende de la longitud de berma recomendada.

Debemos recordar que el ancho de bermas no necesariamente ser uno en todo el rajo, sino que depender de las condiciones y caractersticas geomecnicas de cada sector.

ANCHO MNIMO DE OPERACIN (PERFORACIN, CARGUO Y TRANSPORTE):

Para la perforacin podemos notar que el ancho mnimo de operacin est dado por el rea sometida a la perforacin ms un ancho necesario para el trnsito de los equipos ligados a la tarea de perforacin y tronadura. Por lo general esta rea es cubierta o satisfecha por los otros parmetros geomtricos (por ejemplo el ancho mnimo de carguo).

Espacio Suficiente para la operacin

Para el carguo se define el ancho mnimo de carguo como:Ancho mnimo de Carguo = BS + DS + 0.5 x Ac + 2 x RGc + 0.5 x Ac + DS + DD Ancho mnimo de Carguo = BS + 2 x DS + Ac + 2 x RGc + DD

BS=Baranda de seguridad.

Ac

DS=

=Ancho del camin.

Distancia de Seguridad.

RGc=Radio de Giro del equipo de carguo o radio mnimo de operacin.

DD=Derrames.

RGC AC

DDDSDSBS

Debemos considerar que para cada caso habr que calcular el rea necesaria para que operen los equipos.

Para el transporte el rea mnima de operacin corresponde al rea en que el camin puede realizar sus maniobras sin problemas y en forma segura. Esta rea requiere disponer de las dimensiones fsicas de operacin del equipo.

ANCHO MXIMO DE EXPANSIN:

En el caso que se deba realizar una expansin de un banco paralelamente con la expansin de un banco inferior, se debe considerar que los equipos puedan efectivamente operar despus de la tronadura, por lo que se debe definir un ancho mnimo de expansin.

Avance de la explotacin

Espacio disponible para la operacin de los equipos

Caso de explotacin a Banco Abierto

Caso de explotacin a Banco Cerrado

Material a tronar

Avance de la explotacin

Material a tronar

DESFASE ENTRE PALAS O LARGO MNIMO DE EXPANSIN:

En el caso que se deba realizar la operacin de carguo en un banco paralelamente con la de un banco inferior, se debe considerar que los equipos puedan efectivamente operar despus de la tronadura, por lo que se debe definir una distancia.

Para ello debemos determinar el largo de la tronadura (LT). A esta dimensin se le debe sumar la distancia de posicionamiento del equipo de carguo (palas o cargadores) del banco superior y las distancias de operacin de los equipos complementarios (si as fuese necesario).

Material a tronar

Desfase entre palas

Material a tronar

Caso de explotacin a Banco Abierto

Material a Tronar

Avance de la explotacin

Material a Tronar

Desfase entre Palas

DISEO DE BOTADEROS.

El material estril extrado de la mina, debe ser dispuesto en lugares especficos y adecuados para este fin, por lo que tendremos que definir las caractersticas de estos lugares.

Un buen lugar para un botadero lo constituir el sector que cumpla de mejor manera todas las exigencias para su habilitacin, tanto tcnicas como econmicas, de las cuales podemos mencionar las siguientes:

- La distancia entre el punto de carga de los camiones en la mina y el lugar de descarga del material estril (o botadero) debe ser la mnima posible, por una razn econmica, ya que el rendimiento de los equipos de transporte es afectado por esta distancia.D1

D2

Ton/hraTransporte = f (1/D)

-El lugar donde se depositarn los escombros o estril debe ser geolgica y geomecnicamente apto para ello, ya que la gran cantidad de material a depositar puede generar siniestros geomecnicos en el sector mismo (hundimiento) o en sectores aledaos (distribucin de esfuerzos).

Botaderos

Fallas

Napa

Subterrnea

- El sector elegido debe carecer de importancia econmica en el presente y en un futuro, es decir hay que comprobar la inexistencia de recursos utilizables en el sector (por ejemplo un yacimiento con bajo inters econmico hoy, pero que puede ser interesante en el futuro, o una reserva importante de agua,etc.).

Yacimiento

-La utilizacin del sector elegido no debe significar un dao ambiental real o potencial, lo cual se garantizara con un adecuado estudio al respecto.

DISPOSICIN DE BOTADEROS EN LADERAS.

Comnmente se disponen los residuos minerales en las laderas de los cerros circundantes a la explotacin, ms que nada por razones de simplicidad en la descarga, mantencin y estabilidad, adems que se encuentra disponible un mayor espacio para la actividad y sta se puede realizar de una manera ms uniforme.

CURVAS DENIVEL

BOTADEROS

ALTURA MXIMA, SEGN LA EXPERIENCIA Y LOS ESTUDIOS GEOMECNICOS INVOLUCRADOS

ngulo final de reposo del material(con factor de seguridad)

ngulo de talud del botadero= 30 - 40

DISPOSICIN DE BOTADEROS EN QUEBRADAS.

La disposicin de material estril en quebradas solo podr realizarse en casos que esta actividad no revista un riesgo real o potencial, lo cual se lograra con un adecuado estudio del sector, teniendo precaucin con los cauces de aguas que pudiesen ser afectados.

DISPOSICIN DE BOTADEROS EN PILAS O TORTAS.

Existen casos en que no se dispone de laderas cercanas en que se puedan depositar los materiales estriles, por lo que se debe recurrir a la construccin de pilas o tortas de acopio. En este caso debe considerarse la construccin o habilitacin permanente de accesos sobre la pila misma, a diferencia de la disposicin en laderas en que parte de los accesos se habilitan en los mismos cerros.

COLAPSO EN LOS BORDES DEL BOTADERO.

Los colapsos en las caras de material compacto, como en el caso de los bancos construidos en roca, se producen en funcin de las estructuras presentes y por lo general son predecibles, ya que la mayor parte de las veces dichas estructuras son debidamente mapeadas y tienen algn grado de presencia en la superficie, por lo que se puede estimar, prevenir y controlar la ocurrencia de un evento de inestabilidad.

Puntos que definen la cua

Para el caso de los depsitos de material no compacto o suelto, se pueden apreciar ciertos indicios de inestabilidad en superficie, pero lamentablemente no siempre se puede determinar el volumen afectado por dicha inestabilidad, debido aque la cara por la cual de deslizara el material inestable no es recta sino curva.

Grieta

?

En algunas ocasiones puede apreciarse en el talud algn indicio de la inestabilidad y de ese modo estimar la curva de deslizamiento, e incluso evitarlo con algn tipo de accin. Este indicio por lo general luce como un levantamiento de lasuperficie del talud.

Grieta

Abultamiento

Probable curva

MANTENIMIENTO DE BOTADEROS.

Para evitar la situacin descrita anteriormente, debemos atacar el punto crtico del asunto, la compactacin, ya que as podemos lograr que nuestro material suelto llegue a ser lo ms parecido posible a un material compacto, consiguiendo una mejor estabilidad global.

La compactacin se puede realizarse de distintas maneras, en funcin de los recursos con que se disponga, pero generalmente se recurre al apoyo de equipos como los Bulldozers y wheeldozers, no siendo muy comn observar rodillos compactadores en estos sectores aunque la presencia de estos sera de gran utilidad.

Debemos tomar en cuenta que la densidad con que llega y se deposita el material es de 1,92 ton/m3 (para una densidad in situ de 2,7 ton/m3), una buena compactacin o mantencin de un botadero tendra que permitir alcanzar densidades de 2 a 2,1 ton/m3, es decir un incremento del 9% respecto a la densidad con que llega al depsito o un 78% del valor de la densidad in situ. Debemos notar que esto depende de la granulometra, el grado de esponjamiento con la cual llega el material a los botaderos y obviamente de la calidad de la mantencin del depsito. Puede que la densidad en los niveles inferiores del depsito sea mayor por la presin que ejerce la pila de material dispuesto encima de este nivel, por lo que se podra esperar un comportamiento decreciente de la densidad en funcin de la altura.

Otro punto importante que debemos destacar es que a pesar de que no se pueda lograr la mxima compactacin con los equipos en comparacin a la compactacin lograda por la presin de los miles de toneladas sobre una capa de este mismo botadero, es de suma importancia lograr uniformidad en la compactacin realizada por los equipos, ya que mientras ms homogneo sea el comportamiento de la densidad por niveles dentro del depsito, ms seguro se torna la operacin sobre el botadero y se garantiza as la estabilidad general de la pila de material. Si existiesen discontinuidades dentro del depsito, lo ms probable es que si ocurriese una falla, o un problema ese sera el punto por donde se manifestara dicha situacin, independiente de que sea o no la causa de ello.

Por ejemplo, si un sector se encuentra mal compactado y ocurre un evento ssmico de proporciones, lo ms probable es que si hay algn tipo de colapso o dao en la pila de material, ste dao tendra relacin al sector antes mencionado sin ser este el causante del evento ssmico.

Zonas sujetas a menor compactacin

Nivel de Compactacin Mxima

Problemas de homogeneidad

PRESIN EJERCIDA SOBRE EL TERRENO POR EL BOTADERO.

Dentro de los efectos que produce la presencia de un gran volumen de material en un lugar donde antes este no exista,

7est el efecto de la presin sobre el terreno. Es por ello que dentro de las consideraciones para la seleccin de un lugar para la disposicin de este material se debe incluir un estudio detallado de las condiciones del sector, para definir si el terreno ser capaz de soportar sin problemas la disposicin del estril.

Es importante destacar que ha habido casos en que al encontrarse los botaderos muy cercanos a la explotacin de la mina, se han detectado algunas anomalas en l rajo (o en minas subterrneas) producto de la presin ejercida por los depsitos de estril.

BOTADER

OPERACIN EN BOTADEROS.

Bsicamente la descarga se realiza en las cercanas del borde del botadero, teniendo en cuenta que debe existir una distancia prudente para evitar accidentes durante y despus de la operacin.

Para ello no basta con la operacin solitaria y cuidadosa del operador del camin que descargar, sino que se requiere la operacin conjunta de otros equipos de apoyo como los bulldozers y/o wheeldozers, los cuales procedern a realizar su acomodamiento y a la construirn la cuneta de seguridad una vez descargado el material.

DESCARGA HACIA EL TALUD DEL BOTADERO

CUNETA O BERMA

Descarga sobre el bota

EXPLOTACIN A CIELO ABIERTO EN YACIMIENTOS TABULARES

No necesariamente explotaremos rajos en cuerpos o yacimientos masivos, que aunque su geometra por lo general muestra cierta tendencia en una direccin, siempre la relacin entre el largo del rajo y su propio ancho es pequea (1 a 2).En el caso que se tengan yacimientos con distintas geometras, se pueden observar algunas caractersticas, que detallaremos a continuacin. En general definir la extraccin o no del mineral sigue siendo un problema econmico, basado en los modelos de costos disponibles y en la poltica de definicin de leyes de corte y relacin estril y mineral, la geometra ser la que analizaremos suponiendo que en cada caso la explotacin es econmicamente factible.

YACIMIENTOS TIPO MANTO

Ante la presencia de un cuerpo mineral con caractersticas de Manto nico, se analizarn dos posibilidades, las cuales pueden resumir los diferentes casos posibles en este tipo de yacimiento, estos son: Manto Horizontal y Manto Inclinado.

MANTO HORIZONTAL

En este caso se tiene que la principal caracterstica que definir nuestra explotacin es la Topografa, ya que si se tiene un yacimiento con una potencia constante (aproximadamente), las condiciones de explotacin quedan sujetas a la distribucin de leyes y al contorno de la superficie. La secuencia de explotacin se definir en funcin de la distribucin de leyes del yacimiento. Suponiendo que la distribucin de leyes es constante (lo cual suele suceder en estos casos), el problema queda sujeto solamente a las condiciones topogrficas.

Por ejemplo: Se tiene un yacimiento con una distribucin de leyes uniforme en la horizontal y en la vertical, una potencia constante y econmicamente viable, con la siguiente topografa:

Se puede observar que la eleccin del punto de inicio de la explotacin se puede elegir en cualquier lugar (para el caso

da lo mismo), lo ms probable es que se elija en el sector en que la superficie est ms cerca del cuerpo.

Expansiones

Pre-stripping Fase 1 Expansiones

Se puede observar que la relacin E/M posterior a la explotacin de la fase 1 puede considerarse constante, lo cual junto con el hecho de que se tenga un yacimiento con un lmite inferior definido hace suponer que la dotacin de equipos necesaria para la explotacin permanecer constante y solo variara con el hecho de que la distancia de recorrido a la planta vaya variando en el tiempo. La etapa de pre produccin dejar a la fase 1 con una relacin E/M menor que la de las prximas expansiones, y para mantener una relacin E/M constante puede ser compensado de la siguiente forma:

Expansiones

Pre-stripping Fase 1Expansiones

De este modo se puede mantener la relacin E/M constante y se puede ir regulando en funcin de los requerimientos de la faena.

En resumen la explotacin de un yacimiento de estas caractersticas resulta mucho ms manejable que otros casos.

En el caso que la topografa no sea la descrita anteriormente, se pude observar lo siguiente:

En este caso se optar por iniciar la explotacin en los sectores de menor profundidad.

Expansiones

Expansiones

Fase 1

Pre-stripping

O tambin puede darse lo siguiente:

Expansiones

Fase 1

Pre-stripping

En este caso la explotacin de las tajadas adicionales estar sujeta a las condiciones de la relacin E/M y al modelo econmico. Puede darse el caso que realizar las expansiones laterales (de la izquierda) sea menos atractivo que realizar la explotacin del manto en otros sectores, por lo que podra darse el siguiente caso.En el cual quedara un sector temporalmente sin explotar (o potencialmente explotable por mtodos subterrneos):

MANTO INCLINADO

En este caso se tiene que la principal caracterstica que definir nuestra explotacin es el manteo, ya que si se tiene un yacimiento con una potencia constante (aproximadamente), las condiciones de explotacin quedan sujetas a la distribucin de leyes y no tanto al contorno de la superficie, ya que el manto debiera aflorar en algn punto de la superficie, a menos que se encuentre truncado por alguna estructura geolgica, lo cual agregara una dificultad extra. La secuencia de explotacin se definir en funcin de la distribucin de leyes del yacimiento. Nuevamente suponiendo que la distribucin de leyes es constante y que el cuerpo no se encuentra truncado, el problema queda sujeto solamente a las condiciones de manteo.

Por ejemplo: Se tiene un yacimiento con una distribucin de leyes uniforme, una potencia constante y econmicamente

viable, con la siguiente topografa y condiciones de manteo:

Se puede observar que la secuencia de explotacin queda dada por el siguiente esquema:

Fase 1

Pre-stripping

Expansiones

En este caso la etapa de pre produccin podra estar ausente, o tambin podra utilizarse para despejar material estril mientras se construyen las instalaciones de la planta. La fase La explotacin del rajo avanzar mientras pueda sostener la relacin E/M acorde a las restricciones econmicas y operacionales de la faena. Se puede observar que dependiendo de la Topografa se observarn variaciones en la secuencia de la explotacin y obviamente en los lmites del pit final.

TOPOGRAFA DESFAVORABLE:

Expansiones

Fase 1

Pre-stripping

TOPOGRAFA FAVORABLE:

Pre-stripping

Fase 1

Expansiones

TOPOGRAFA HORIZONTAL:

Pre-stripping Fase 1Expansiones

Ante la presencia de un cuerpo mineral con caractersticas de un conjunto de mantos, se analizarn dos posibilidades, las cuales pueden resumir los diferentes casos posibles en este tipo de yacimiento, estos son: sistema de Mantos Horizontales y sistema de Mantos Inclinados.

SISTEMA DE MANTOS HORIZONTALES

En este caso es similar al del manto horizontal, slo que se tendr que considerar los materiales que se encuentren entre un manto y otro de modo que la explotacin cumpla con los requerimientos de movimiento de materiales. Bsicamente la potencia o las caractersticas de este material son las que definirn en gran medida las caractersticas de la explotacin. Para el anlisis se supondr un yacimiento con una distribucin de leyes uniforme en la horizontal y en la vertical con potencias constantes y econmicamente viables.

Como en el caso de manto nico la eleccin del punto de inicio de la explotacin se puede elegir en cualquier lugar (para

el caso da lo mismo), lo ms probable es que se elija en el sector en que la superficie est ms cerca del cuerpo.

Expansiones

Fase 2

Pre-stripping Fase 1

Fase 2

Expansiones

Se puede observar que la relacin E/M posterior a la explotacin de la fase 2 puede considerarse constante, lo cual junto con el hecho de que se tenga un yacimiento con dos lmites inferiores definidos hace suponer que la explotacin ser similar al caso de un manto nico, slo que en este caso deber programarse la explotacin del manto inferior ya sea paralelamente al superior o posterior a este.

Expansiones

Fase 2

Pre-stripping Fase 1

Fase 2

Expansiones

Al extraer la pre produccin se puede observar que el yacimiento puede mantener una relacin E/M relativamente constante excepto para la fase 1. Se puede optar por diversas configuraciones de explotacin para mantener una relacinE/M constante.

Expansiones

Pre-stripping Fase 1Expansiones

Expansiones

Pre-stripping Fase 1 Expansiones

En el caso que la topografa no sea la descrita anteriormente, se pude observar lo siguiente:

En este caso se optar por iniciar la explotacin en los sectores de menor profundidad.

Expansiones

Pre-stripping

Fase 1

Expansiones

O tambin puede darse lo siguiente:

Expansiones

Fase 1

Pre-stripping

En este caso la explotacin de las tajadas adicionales estar sujeta a las condiciones de la relacin E/M y al modelo econmico. Puede darse el caso que realizar las expansiones laterales (de la izquierda) sea menos atractivo que realizar la explotacin del manto en otros sectores, por lo que podra darse el siguiente caso, en el cual quedara un sector temporalmente sin explotar (o potencialmente explotable por mtodos subterrneos):

SISTEMAS DE MANTOS INCLINADOS

En este caso se tienen condiciones similares a los casos vistos anteriormente (combinacin de ellos) destacndose las siguientes posibles configuraciones para la explotacin de mantos. Consideremos un yacimiento con una distribucin de leyes uniforme, potencias constantes y econmicamente viable, con la siguiente topografa y condiciones de manteo:

Se puede observar que la secuencia de explotacin queda dada por el siguiente esquema:

Fase 1

Pre-stripping

Expansiones

En este caso la etapa de pre produccin podra estar ausente, o tambin podra utilizarse para despejar material estril mientras se construyen las instalaciones de la planta. La fase La explotacin del rajo avanzar mientras pueda sostener la relacin E/M acorde a las restricciones econmicas y operacionales de la faena. Se puede observar que dependiendo de la Topografa se observarn variaciones en la secuencia de la explotacin y obviamente en los lmites del pit final.

TOPOGRAFA DESFAVORABLE:

Expansiones

Pre-stripping

Fase 1

Expansiones

TOPOGRAFA FAVORABLE:

Pre-stripping

Expansiones

Fase 1

Expansiones

TOPOGRAFA HORIZONTAL:

Pre-stripping Fase 1 Expansiones

YACIMIENTOS TIPO VETA

Ante la presencia de un cuerpo mineral con caractersticas de Veta nica, se analizarn dos posibilidades, las cuales pueden resumir los diferentes casos posibles en este tipo de yacimiento, estos son: Veta Vertical y Veta Inclinada.

VETA VERTICAL

En este caso se tiene que la principal caracterstica que definir nuestra explotacin es la Topografa, ya que si se tiene una veta con una potencia constante (aproximadamente), las condiciones de explotacin quedan sujetas a la distribucin de leyes y al contorno de la superficie. La secuencia de explotacin se definir en funcin de la distribucin de leyes del yacimiento. Suponiendo que la distribucin de leyes es constante (lo cual tambin suele suceder en estos casos), el problema queda sujeto solamente a las condiciones topogrficas.

Por ejemplo: Se tiene un yacimiento con una distribucin de leyes uniforme en la vertical y en la horizontal, una potencia constante y econmicamente viable, con la siguiente topografa:

Se puede observar que la eleccin del punto de inicio de la explotacin se definir en el punto donde la veta aflora. La etapa de pre produccin puede no existir o formar parte de movimiento de estril y acopio de mineral mientr as se instalala planta.

Fase 1

Pre-stripping

Expansiones

Se puede observar que la relacin E/M posterior a la explotacin de la fase 1 es creciente a medida que se profundiza la explotacin, lo cual junto con el hecho de que se tenga un yacimiento con un lmite inferior indefinido hace suponer que la dotacin de equipos necesaria para la explotacin ir aumentando inevitablemente.

En la explotacin de un yacimiento de estas caractersticas resulta mucho ms claro que la profundidad del rajo depender del modelo econmico y quedar definida por el punto en que la explotacin subterrnea sea ms atractiva.

En el caso que la topografa sea diferente a la descrita anteriormente, se pude observar lo siguiente:

Pre-strippingFase 1

Expansiones

En este caso la relacin E/M se hace ms significativa que en el caso anterior.

O tambin puede darse lo siguiente:

Fase 1

Pre-stripping

Expansiones

En este caso la explotacin de las tajadas adicionales estar sujeta a las condiciones de la relacin E/M y al modelo econmico.

Otros casos:

Pre-stripping

Fase 1

Expansiones

En el caso de un yacimiento tipo veta nica inclinada, se tienen situaciones similares a las descritas anteriormente, pudiendo generarse alternativas de explotacin combinando lo descrito para mantos inclinados.

TOPOGRAFA DESFAVORABLE:

Pre-strippingFase 1

Expansiones

TOPOGRAFA FAVORABLE:

Fase 1

Pre-stripping

Expansiones

TOPOGRAFA HORIZONTAL:

Fase 1

Pre-stripping

Expansiones

SISTEMAS DE VETAS

Ante la presencia de un cuerpo mineral con caractersticas de sistemas de Vetas, se analizarn dos posibilidades, las cuales pueden resumir los diferentes casos posibles en este tipo de yacimiento, estos son: Sistema de Vetas Verticales y Sistemas de Vetas Inclinadas. Destaquemos que cuando hablamos de sistemas de vetas nos referimos a vetas de potencia suficiente como para ser explotadas por rajo abierto y no a sistemas de vetas que en conjunto podran formar un solo cuerpo mineral (vetillas o sistema de vetas angostas).

SISTEMA DE VETAS VERTICALESEn este caso se tienen configuraciones similares a los casos de veta vertical. Supondremos un yacimiento con una distribucin de leyes uniforme en la vertical y en la horizontal, una potencia constante y econmica mente viable, con la siguiente topografa:

Fase 1

Pre-stripping

Expansiones

Se puede observar que la eleccin del punto de inicio de la explotacin se definir en el punto donde la veta aflora. La etapa de pre produccin puede no existir o formar parte de movimiento de estril y acopio de mineral mientras se instala la planta.

Se puede observar que la forma del fondo del pit depender de la distancia que exista entre las vetas, si sta es relativamente pequea (para la explotacin) el fondo ser plano y nivelado, en cambio si la distancia es significativa el fondo del pit adquirir la forma que minimice la extraccin de material estril (entre las vetas) cumpliendo con las dimensiones operacionales exigidas.

En el caso que la topografa sea diferente a la descrita anteriormente, se pude observar lo siguiente:

Pre-stripping

Fase 1

Expansiones

O tambin puede darse lo siguiente:

Fase 1

Pre-stripping

Expansiones

En este caso la explotacin de las tajadas adicionales estar sujeta a las condiciones de la relacin E/M y al modelo econmico.

Otros casos:

Pre-stripping

Fase 1

Expansiones

En el caso de un yacimiento tipo sistemas de vetas inclinadas, se tienen situaciones similares a las descritas anteriormente, pudiendo generarse alternativas de explotacin combinando lo descrito para sistemas de mantos inclinados.

TOPOGRAFA DESFAVORABLE:

Pre-stripping

Fase 1

Expansiones

TOPOGRAFA FAVORABLE:

Fase 1

Pre-stripping

Expansiones

TOPOGRAFA HORIZONTAL:

Fase 1

Expansiones

Pre-stripping

EXPLOTACIN A CIELO ABIERTO EN YACIMIENTOS CON CUERPOS SATLITES

En estos casos se tienen diversas alternativas y la secuencia de explotacin depender de la calidad y caractersticas de los cuerpos (distribucin espacial, tonelaje y leyes).

Plantearemos dos casos conteniendo tres ejemplos para una misma distribucin espacial con una topografa dada.

Caso N1: Cuerpos con similares leyes.

Expansiones

Fase 1

Pre-stripping

Probablemente el cuerpo que se encuentra ms profundo no pueda ser extrado en las mismas condiciones que los otros

(mercado del producto y modelos econmicos).

Caso N2: Cuerpos con distintas caractersticas de Leyes en profundidad.

Pre-stripping

Fase 1

Fase 1

Alta Ley

Ley intermedia

Baja Ley

Expansiones

Principalmente se debe evaluar tcnica y econmicamente la alternativa de iniciar la explotacin por uno u otro cuerpo.

Nuevamente puede que el cuerpo ms profundo (que en este caso es de menor ley) no sea rentable su extraccin.

Fase 1

Pre-stripping

Baja Ley

Ley intermedia

Expansiones

Alta Ley

En este caso se puede observar que el yacimiento podra ser explotado casi en su totalidad, debido a la distribucin espacial de los cuerpos.

EXPLOTACIN A CIELO ABIERTO EN YACIMIENTOS CALICHEROS

Dentro de la explotacin de minas no podemos dejar de lado la explotacin de yacimientos no metlicos, ya que en el norte de nuestro pas se realizan operaciones muy interesantes referidas a este tema, como lo son las faenas de extraccin de caliche y la explotacin del Salar de Atacama, ambas en la segunda regin.

El caliche, se encuentra situado en capas tipo manto de espesor y ley variables, cubiertas por otra capa de sobrecarga tambin de espesor variable, la cual debe ser removida (a modo de prestripping) dejando al descubierto el material de inters.

CALICHE

SOBRECARGA

La remocin de la capa superficial se realiza mecnicamente, a menos que la dureza o compactacin de ella requiera el uso de explosivos para su remocin, pero generalmente al tratarse de un tipo de suelo, ms que de roca, el uso del bulldozer es suficiente. Posteriormente el wheeldozer realiza algunas pasadas por la zona, de modo que el piso quede lo suficientemente parejo para permitir el acceso y operacin de los equipos de perforacin.

La perforacin se realiza principalmente con equipos pequeos, perforadoras DTH con perforaciones de dimetro 3,5, y con mallas de perforacin variables, lo cual hace que los factores de carga varen entre 180 y 330 gr./ton, lo cual es bastante curioso. El explosivo principal es el ANFO.

Los bancos alcanzan alturas de 1.5 a 6 metros, dependiendo del espesor de la capa calichera, lo que hace que en esta explotacin se realice la operacin en forma muy singular.

El carguo se realiza con cargadores frontales y el transporte en camiones, dependiendo de las capacidades de operacin de la faena. En faena podemos observar camiones de 85 toneladas.

CONCLUSIONES

En un tajo abierto (y tambin en una cantera), se requiere ir coordinando la ejecucin de las actividades productivas diarias con la ejecucin de las actividades que dicen relacin con esta construccin de accesos, las cuales tendrn que satisfacer las siguientes restricciones:

Debe permitir el acceso libre y seguro a la zona determinada.

Debe permitir el acceso a tiempo a la zona determinada, de acuerdo al programa de produccin.

Debe cumplir con las restricciones geomtricas de los equipos y las actividades.

Debe cumplir con las restricciones geomecnicas del sector.

Debe permitir la extraccin de todo el material relacionado con el sector.

Debe permitir la realizacin de actividades paralelas en completa seguridad.

ANEXOS

RGC AC

DDDS

PLANEAMIENTO DE MINADO