ELEMENTOS DE MINERIAFACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS UNA-PUNOIng. RODOLFO CCALLA V.

ELEMENTOS DE MINERIA

CONTENIDOCapitulo IGeneralidadesHistoria Etapas en el proceso Minero Etapa 1: Prospeccin Etapa 2: Exploracin Capitulo II Etapa 3: Desarrollo del proyecto Etapa 4: Operacin de la mina Capitulo IIIEtapa 5 : Equipos de minera Etapa 6: Transporte Capitulo IV Etapa 7: Beneficio del mineral Etapa 8: Cierre de Mina

Historia La mina ms antigua de la que se tiene constancia arqueolgica es la "cueva agus", en Swazilandia. En este lugar, que de acuerdo con los experimentos realizados con la radiacin del carbono 14 tiene una edad de 43.000 aos, los hombres paleolticos excavaban buscando hematita, un mineral que contiene hierro, con el que probablemente producan pigmentos de color ocre. En Hungra se han encontrado excavaciones de una antigedad similar donde los Neandertales buscaban slex para fabricar armas y herramientas.

EL CONCEPTO MODERNO DE MINERAEl gran cambio conceptual producido en la industria minera a partir de los aos 60 fue, bsica y esencialmente, la sustitucin del anterior concepto de mineral como una rareza, una concentracin anormal, un tesoro escondido, por un nuevo concepto estadstico y econmico, que partiendo del axioma de que toda la corteza terrestre es una gran mina al servicio de la humanidad, el verdadero esfuerzo se debera poner ms en el hacer que en el encontrar."Las minas se hacen ms que se encuentran"."Los recursos no son, sino que llegan a ser

Qu es el mineral?

El mineral es aquella concentracin de elementos qumicos, que bajo las "condiciones econmicas existentes" pueda adquirir un valor econmico y ser explotado y transformado.

Cmo se clasifican los minerales?

Si bien es posible distinguir a los minerales a partir de sus distintas propiedades (fsicas, qumicas, su estructura, etc) en trminos muy generales se puede dividirlos en: metlicos y no metlicos.

As, los metales son buenos conductores de la electricidad y el calor, por lo general son slidos y altamente maleables y dctiles, poseyendo adems un brillo particular (brillo metlico). Por el contrario, los no metales no son buenos Conductores del calor y la electricidad (incluso pueden ser usados como aislantes) y aquellos que son slidos son por lo general frgiles (no son maleables ni dctiles), son en su mayora transparentes o de color opaco, adems de no contar con brillo propio lo cual los diferencia sustancialmente de los metales.

Etapas en el proceso Minero

CONCEPTOS GENERALES SOBRE DEPOSITOS DE MINERALESSe consideran como depsitos minerales a concentraciones de minerales tiles que despus de su explotacin y tratamiento, se usan como materias primas para otras industrias.

Veta o FilnEs una fractura de la corteza terrestre que aloja sustancias minerales metlicas y ganga como consecuencia de la precipitacin de las soluciones hidrotermales.Ganga y MenaEn minera, se llama ganga al mineral secundario que acompaa al metal que se desea explotar preferentemente y que para diferenciarlo de aqul recibe el nombre de mena. Las gangas metlicas ms comunes son las piritas de hierro, cobre, etc., y entre las llamadas gangas lapdeas, el cuarzo, feldespato, espatofluor, etc

Las vetas son generalmente de forma tabular con gran superficie y un espesor relativamente pequeo por lo que guardan similitud con un plano: sin embargo pueden presentar otras formas muy variadas. Si la fractura hubiera sido rellenada por rocas gneas se les denomina dique. Existen otras caractersticas y pueden clasificar como:Vetillas.- Algunas vetas estn formados por pequeas vetas o vetillas que estn bastante prximas y que siguen ms o menos la misma direccin

Ramales.- Son bifurcaciones de Ia veta que tienen direccin o inclinacin notablemente diferentes y espesores menores que los de la misma vetas. Muchas vetas suelen dividirse en varios ramales menores antes de aflorar a la superficie Lentes.- Existen zonas donde las 'vetas disminuyen en su potencia y se expanden formando masas mineralizadas que se conocen como lentes, cuando esto ocurre se dice que tiene estructura lenticular Otro tipo de lentes se forman cuando las soluciones mineralizantes rellenan pequeas fracturas o hendiduras en las rocas adyacentes a las vetas.

Caballo.- Es Ia parte estril de gran tamao que se encuentra entre los ramales de las vetas y que est constituido generalmente por la misma roca encajonante. Los trozos pequeos de roca enclavados en las vetas Se llaman inclusiones Impregnaciones.- muchas veces se depositan pequeas cantidades de mineral en los planos continuos a las vetas constituyendo las Llamadas impregnaciones. Tambin se presentan estas impregnaciones en las rocas que se encuentran intercaladas en vetas

Cuerpos mineralizadosSon conocidos tambin con el nombre de "ore bodies" , son depsitos irregulares, es decir que no tienen forma ni tamao definidos, tal como se observa en la figura 1 .8, son derivados por re emplazamiento de sulfuros econmicos. Las bolsonadas, como tambin se les llama, cuerpos o pequeos cuerpos, pueden estar aislados o constituir un rosario varios depsitos de forma y de dimensiones diversas.

MantosSon yacimientos de forma tabular ms o menos horizontales, que se han formado entre dos capas, es decir que son depsitos minerales inter estratificados. muestra Ia caracterstica de los mantos.Cuando un manto tiene un ngulo de inclinacin mayor (, de 30o) ofrece el aspecto de verdadera veta y en este caso recibe el nombre de, filn capa.

Chimeneas o columnas

Son depsitos de forma tubular o cuerpos cilndricos, con altura notablemente mayor que el dimetro que tienen su mayor dimensin en sentido vertical y que generalmente han servido de conducto para el ascenso de las soluciones mineralizantes.

DiseminacionesEn este tipo de depsitos los granos de mineral estn esparcidos dentro de la masa de roca. Muy raras veces las especies metlicas llegan a formar concentraciones importantes dentro de las rocas.Los depsitos diseminados son generalmente de bajo contenido metlico, por lo que solo son interesantes cuando se presentan en gran volumen y pueden ser explotados a bajo costo; generalmente prfidos de cobre

ETAPAS DE LA MINERIAEtapa 1: Prospeccin Todo yacimiento mineral es una concentracin anmala, aunque existen yacimientos parecidos entre s (y son clasificados en grupos), cada uno tiene caractersticas especficas y distintivas.La prospeccin comienza con la definicin de los tipos de blancos a buscar. Con esa informacin, se buscan las similitudes y caractersticas especiales que ese tipo de yacimiento presenta. Esta informacin permite desechar muchas reas y concentrar esfuerzos en aquellas que presentan caractersticas favorables para ese tipo de yacimiento.

Los principales mtodos de prospeccin son geolgicos, geoqumicos o geofsicos.Geolgicos Implican el levantamiento o mapeo de la superficie, la identificacin de las rocas aflorantes, as como los fenmenos de alteracin en las rocas. Geoqumica Consiste en el anlisis qumico de las rocas para buscar evidencias de los elementos buscados o de otros que sean indicadores (vectores) de la mineralizacin. Geofsica Busca caracterizar las condiciones fsicas de las rocas, pues estas pueden ser afectadas o cambiar por efectos de la alteracin hidrotermal o la mineralizacin.

Geologa mineralEl origen de nuestra Tierra ocurri hace mucho tiempo, Unos cinco o diez mil millones de aos durante este tiempo se ha cambiado y vuelto a cambiar la estructura y forma de la corteza de la Tierra. La lluvia, el calor la presin y lasReacciones qumicas han influido en la superficie y el subsuelo.L a geologa mineral trata de seguir la evolucin y el modo de formacin de los yacimientos de las inscripciones conservadas en las rocas mismas.Los yacimientos de recursos naturales se encuentran en formaciones sedimentarias, metamrficas y magmticas.

Etapa 2: Exploracin Esta etapa se realiza luego de la prospeccin, y supone un costo econmico bastante mayor. La metodologa a utilizar resulta bastante ms compleja. Esta es tambin una etapa sistemtica, y se vale de la informacin recolectada por la prospeccin. La exploracin se encargar de refutar o afirmar las hiptesis planteadas en la etapa de prospeccin.

determina la existencia de suficiente cantidad de mineral en las rocasEsta etapa es especialmente importante pues el desarrollo de un proyecto minero es de alto costoEl resultado de esta etapa es un proyecto que es econmicamente viable, considerando el tamao del depsito, sus costos de extraccin, los costos de todos los rubros.la exploracin supone tambin un elevado riesgo econmico

Para ello, debe cumplir dos objetivos bsicos:

Identificar muy claramente los objetivos del trabajo a realizar Minimizar los costes sin que ello suponga dejar lagunas Para ello dispone de una serie de herramientas y tcnicas bsicas, que son las que vamos a sintetizar a continuacin.

Metodologa de la investigacin minera La base de cualquier trabajo bien hecho es la planificacin de las actividades a realizar. La Investigacin Minera suele subdividir el trabajo en tres etapas claramente diferenciadas, Aunque pueden recibir distintos nombres, en trminos generales se trata de una fase de pre exploracin, una de exploracin propiamente dicha y otra de evaluacin.

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 disponemos sobre ese tipo de yacimiento y sobre la geologa de la regin de estudio. Suele ser un trabajo fundamentalmente de gabinete, en el que contaremos con el apoyo de informacin bibliogrfica, mapas, fotos areas, imgenes de satlite, etc.

Exploracin: Una vez establecidas las posibilidades de la regin estudiada, se pasa al estudio sobre el terreno. En esta fase aplicaremos 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 hemos detectado una mineralizacin de inters minero, es decir, en la que observamos caracteres que permiten suponer que pueda llegar a ser explotada, pasamos 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.

Herramientas y tcnicas de exploracin minera Recopilacin de informacin Teledeteccin (informacin de satlites)Geologa (pre exploracin y exploracin)Geoqumica (anlisis de muestras)Geofsica Dentro de la geofsica tenemos:

Mtodos elctricos: Se basan en el estudio de la conductividadMtodos electromagnticos: Tiene su base en el estudio de otras propiedades elctricas o electromagnticas del terrenoMtodos magnticos: Basados en la medida del campo magntico sobre el terrenoMtodos 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

Mtodos radiomtricos: se basan en la deteccin de radioactividad emitida por el terreno(uranio)Ssmica: La transmisin de las ondas ssmicas por el terreno

Calicataszanjas 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

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.

Interpretacin de resultados En definitiva, la interpretacin de los resultados debe ser muy detallada, y debe buscar las coincidencias que supongan un apoyo a nuestras ideas, 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.

CAPITULO IIDESARROLLO DEL PROYECTO O EXPLOTACION La explotacin de un yacimiento minero supone la existencia de una concentracin de un mineral, elemento o roca con suficiente valor econmico como para sustentar esta explotacin minera con un beneficio industrial para la empresa. Para que esto se produzca, se ha de cumplir la ecuacin: Valor Produccin = Costes + Beneficios

Este factor, el coste, depende de muchos factores. Algunos de ellos no son modificables: si el yacimiento se localiza a gran distancia de centros de transporte o de consumo, tendremos un coste de transporte a asumir (y minimizar en lo posible). Otros dependen de decisiones a tomar: por ejemplo, la decisin de abordar una explotacin a cielo abierto o subterrnea incide de forma decisiva sobre este factor de coste. No obstante, rara vez tomamos este tipo de decisiones libremente, ya que suelen estar condicionadas por factores propios de mineralizacin: profundidad a la que se encuentra, geometra (horizontal o vertical, mayor o menor espesor).

TIPOS DE MINASLas minas pueden ser divididas siguiendo varios criterios. El ms amplio tiene en cuenta si las labores se desarrollan por encima o por debajo de la superficie, dividindolas, respectivamente, en minas a cielo abierto y en minas subterrneas.

Las minas a cielo abierto, o minas a tajo abierto, son aquellas cuyo proceso extractivo se realiza en la superficie del terreno, y con maquinarias mineras de gran tamao. Como ejemplos de este tipo de minas se pueden citar a Chuquicamata, La Escondida y Pascua Lama en Chile, el Cerrejn (Colombia, la ms grande de este tipo en el mundo, con una extensin de 69.000 hectreas y capacidad de produccin de carbn para 2007, estimada en 31.1 millones de toneladas mtricas), SHOUTHERN PERU, TINTAYA, CERRO VERDE, ANTAMINA,etc en el Peru. Las labores caractersticas de este sistema de explotacin son los: bancos, bermas, pista, talud final, talud de trabajo, plaza, corta, etc.

La minera subterrnea o de socavn desarrolla su actividad por debajo de la superficie a travs de labores subterrneas. En trminos comparativos, la maquinaria que se usa en la minera subterrnea es mucho ms pequea que la que se utiliza a cielo abierto, debido a las limitaciones que impone el tamao de las galeras y dems labores. Las labores caractersticas de este sistema de explotacin son los: tneles, galeras, bocamina, pique, chimenea, rampas, etc

CIELO ABIERTO FRENTE A SUBTERRANEAEn la minera a cielo abierto o a tajo abierto los costes de arranque, excavacin y transporte son menores, debido a la posibilidad de emplear maquinaria de mayor tamao; permite mayor recuperacin de las capas, venas o filones; no es necesaria la ventilacin, ni el alumbrado, ni el sostenimiento artificial; permite utilizar explosivos de cualquier tipo y las condiciones de seguridad e higiene en el trabajo son mucho mejores.

Diferencias entre la minera a cielo abierto y la minera subterrnea.Esencialmente se trata de unos estilos y actitudes diferentes de ejecutar el laboreo con una minera a cielo abierto ms grande, ms antigua, ms dinmica y con unos problemas y unas soluciones muy diferentes de las que se aplican tradicionalmente en la subterrnea, que puede resultar ms econmica y pequea y por tanto ms accesible a los pequeos capitales e incluso ser un "iceberg" para las futuras grandes explotaciones.

Las ventajas del cielo abierto sobre el interior pueden ser clasificadas en:Tcnicas:- Mayor productividad en el cielo abierto, unas 10 veces ms que en interior.- Concentracin de las operaciones y mayor sencillez de control y direccin.- Mayor produccin por unidad de arranque (tajo, seccin, rea o mina).- Elevada mecanizacin por una menor limitacin en tamao y peso de las mquinas.- Mejor posibilidad de comprobacin geolgica y una exploracin ms sencilla.- Simplicidad en operaciones auxiliares y servicios e incluso eliminacin de alguno.

Econmicas:- Menor coste de capital por tonelada de material (estril o mineral) producido.- Menor coste de operacin por tonelada de material movido.- Por ello, posibilidad de mover una gran relacin de estril a mineral.- Mayor disponibilidad de reservas por explotacin de recursos de menor ley.- Mejor posibilidad de contratar alguna parte o todo de los procesos mineros (Geologa, laboreo y tratamiento).

Sociales:- Mayor seguridad e higiene en el trabajo.- Mayor facilidad para encontrar mano de obra. - Menor influencia del factor de costo del personal

Las ventajas del subterraneo y desventajas del cielo abierto son las siguientes:Tcnicas:- Favorable influencia de las condiciones climatolgicas y atmosfricas.- Menor limitacin en profundidad.- Menor control de la estabilidad de los taludes.- Menor necesidad de vertederos cercanos, e incluso posibilidad de utilizar los estriles como relleno de los huecos de interior.- Mejor control de calidad para evitar la dilucin o mezcla del mineral y el estril

Econmicas:- Menor inversin inicial de capital en maquinaria y terrenos para huecos y vertederos.- Menor inversin inicial para realizar la preparacin preliminar.- Mayor flexibilidad para superar los errores en el diseo o en la seleccin de la maquinaria.

Sociales:- Personal de operacin y mantenimiento menos formado y por tanto ms barato.- Menores problemas medio-ambientales por alteracin en los terrenos afectados por el hueco y los vertederos.- Menores problemas poltico-econmicos de compra de terrenos.-Mayor empleo de mano de obra.

PREPARACION DE LA MINADependiendo de la forma y de la localizacin de la mina, esta etapa se desarrolla en forma subterrnea o a tajo abierto (otros pases, rajo abierto, cielo abierto). En ambos casos las actividades involucradas son, ms detallados en Mina (minera):

Extraccin del mineral por medios mecnicos (como explosivos o palas cargadoras en el caso de material suelto) Separacin de las rocas consideradas mineral mena y los desechos no mineralizados. Chancado o trituracin del mineral Clasificacin por tamaos del mineral por medio de rejillas Re - trituracin del mineral en caso de que el tamao no sea el adecuado para las tareas de tratamiento Extraccin y transporte al lugar de acopio Transporte hacia la planta de tratamiento.

LA EXPLOTACION SUBTERRANEALa explotacin subterrnea significa la tcnica de recuperar minerales de yacimientos debajo de la superficie de la tierra.La mina subterrnea requiere de un sistema de excavaciones en la roca para conseguir acceso a las reas mineralizadas, para cumplir con el objetivo antes mencionado.

La preparacin de una mina puede ser clasificada en dos categoras:Todas las minas necesitan algunas excavaciones bsicas de preparacin. Estas incluirn el pique, la galera de transporte, la sala de bombas, etc. Es decir para [posibilitar las instalaciones auxiliares que se requieren adems de la extraccin del mineral de un tajo.La segunda categora de preparacin est ntimamente ligada con el mtodo de explotacin. Todos los mtodos de explotacin requieren de un modelo especfico de excavaciones de preparacin que se disponen en una fase separada, antes de la produccin del mineral.

LABORES DE DESARROLLOCONSTRUCCION DE PIQUESEl objetivo de un pique es dar acceso a las labores subterrneas, el pique se puede usar para distintos servicios, la extraccin de desmontes, extraccin de mineral, materiales, personal, para ventilar la mina, etc.El pique es generalmente vertical, el perfil puede ser rectangular, circular o elptico, los piques circulares dan una buena resistencia a la presin de la roca.

GALERIASLas galeras en un sistema de preparacin de una mina pueden servir a muchos propsitos, transporte de mineral, acceso a la zona mineralizada, del personal y maquinarias, etc. Las galeras son horizontales y estn situadas a elevaciones verticales determinadas. Las galeras para transporte y acceso de personal son reconocidas como niveles principales y los subniveles estn situadas entre los niveles principales comunicados por los piques o chimeneas que pertenecen a la preparacin que est relacionada con el mtodo de explotacin.

CHIMENEASLas chimeneas en una mina comunican niveles entre si a distintas elevaciones verticales, la comunicacin puede servir como camino para el personal para que estos lleguen a sus reas de trabajo; tambin como echadero de mineral o para ventilar una parte de la mina,etc.Las chimeneas se preparan a ngulos de vertical a 55o lo que permite que la roca disparada caiga o pase rodando sin resistencia, la seccin transversal convencional varia de 4 a 6m2 con un perfil rectangular.

RAMPASLas maquinas de accionamiento diesel sobre llantas que se usan en muchas minas pueden desplazarse en labores inclinadas.Rampa es la denominacin de una galera inclinada, las rampas han llegado a ser un elemento comn en una disposicin de preparacin de una mina al mismo tiempo que se realiza la conversin de equipos para uso sin rieles.

METODOS DE EXPLOTACIONAntecedentesLos Mtodos de Explotacin de la Minera Subterrnea en el Per, se aplican en la gran Minera, mediana y pequea Minera. A pesar que la tecnologa existe, la mayora de tcnicos y profesionales vinculados a la Minera no la conocen. Slo sale a luz cuando los expertos participan en eventos importantes como las Convenciones de Ingenieros de Minas que organiza el Instituto de Ingenieros de Minas.

.- Corte y Relleno Ascendente.Consiste en la rotura del techo a partir del subnivel que se ha desarrollado. El mineral roto se extrae, el vaco que queda se rellena con material detrtico o los relaves provenientes de la planta concentradora, los mismos que sirven de soporte de la cajas y levantar el piso para continuar con la perforacin del siguiente ciclo. Este mtodo es el ms empleado en la mayora de las empresas mineras de la mediana y pequea, en un 85%.

Cmaras y pilaresSe trata de un mtodo donde se deja secciones de mineral, como pilares para soportar los vacios creados. Las dimensiones de las cmaras y la seccion de los pilares dependen de las caractersticas del mineral y la estabilidad de los hastiales.

La geometra de los pilares suele ser con seccin circular o cuadrada o en forma de largos muros paralelos, en general este mtodo se aplica en yacimientos de origen sedimentario, con inclinaciones que no excedan los 30 y con rocas competentes. Las principales ventajas que representa son: baja dilucin, alta selectividad, relativa flexibilidad, buen sostenimiento del terreno, buena mecanizacin, pocas labores de preparacin, etc.

c). Almacenamiento provisional (shrinkage)Se trata de un mtodo en el que el mineral es derribado por franjas horizontales, empezando desde el fondo del tajo y avanzando hacia la parte superior. Parte del mineral roto se deja en el tajeo que sirve como plataforma de trabajo y de sostenimiento de las cajas.El mineral volado aumenta en volumen, del cual el 30% a 40% es extrado continuamente para obtener una distancia de trabajo entre el techo y el piso. El 60% A 70% del mineral es almacenado y ser recuperado al terminar la rotura.

d). VERTICAL CRATER RETREAT (VCR), (Crteres verticales en retirada)Se basa en la tecnologa de la carga esfrica y se aplican para voladuras primarias y recuperacin de pilares, implica una mayor fragmentacin, reduce los requerimientos de labores y tiempo, minimiza completamente los daos de los techos.

e). Hundimiento por subniveles. Creacin de unas cmaras en yacimientos grandes y verticales, con autonoma de cada subnivel y secuencia descendente de arranque, carga y hundimiento del techo. Desde la galera superior del subnivel se arranca el mineral, mediante perforacin y voladura, que cae sobre el piso inferior del subnivel en donde se almacena para su extraccin desde unas galeras transversales.

f). Hundimiento por bloques. En este mtodo se rompe un pequeo bloque de mineral de forma cbica, este hundimiento produce un fracturamiento sucesivo que va afectando gradualmente a todo el block. El mineral se extrae a travs de chimeneas y galeras preparadas anticipadamente.

LA EXPLOTACION SUPERFICIAL O CIELO ABIERTOCampo de aplicacin de los mtodos de cielo abiertoPor las lgicas y naturales diferencias que imponen sus caractersticas estructurales y sus aplicaciones podemos establecer las varias clases de materiales que dan lugar a una primera seleccin de los submtodos clsicos de la minera a cielo abierto (MCA), as como su ms frecuente denominacin internacional:

CANTERAS (Quarry). Para las rocas de la construccin y ornamentacin: CORTAS (Open Pit). Para los depsitos con contenidos en metales o masivos de minerales metlicos. (Fe, Cu,. Pb, Zn, Piritas, Ni) DESCUBIERTAS.(Strip-Mining) Para yacimientos sedimentarios superficiales (Carbones, lignitos, bauxitas, fosfatos, etc.) Desmonte por transferencia.

HIDRULICA. (Dredging). Para placeres sedimentarios hidrulicos (Au, Sn, W, Diamantes,) y para el Dragado con agua y/o secoLIXIVIACIN. (Leaching). Para depsitos de rocas solubles (U, Au, Sal, Cu, S,) Disolucin y precipitacin. ESPECIALES. Como las terrazas, contornos o mezclas mixtas de algunos de los submtodos ms convencionales.En cuanto al ritmo de explotacin y de acuerdo con la clasificacin que establece anualmente el "Mining Magazine" podemos establecer el tamao, en funcin del movimiento de tonelaje anual de estril ms mineral en la siguiente tabla:

TamaoCapacidad anual en Tm. de estril ms mineralPequeo ----------- menor de 1.000.000Mediano ----------- entre 1 y 5 millonesNormal ----------- entre 5 y 25 millonesGrande ----------- entre 25 y 100 millonesGigante ----------- mayor de 100 millones

Dentro de los mtodos ms habituales que denominamos convencionales destacamos sus principales caractersticas..La Cantera: En el primer tipo, la cantera, que es probablemente el mtodo que representa el mayor volumen en conjunto de la minera mundial, si bien las unidades de explotacin son pequeas, estn incluidas aquellas explotaciones de las masas rocosas, en las que, prcticamente, no existe un recubrimiento de estril ni tampoco una posterior concentracin del material. Estas son, por ejemplo, las explotaciones de calizas para las fbricas de cemento, para los abastecimientos de las plantas metalrgicas o para las obras pblicas, como por ejemplo; las de ridos, cales, yesos, granitos, mrmoles, piedra para la construccin y hormigonados, balasto para vas, etc.

Las Cortas: En el segundo tipo las Cortas, estn incluidas aquellas explotaciones profundas de minerales de hierro, cobre, pirita, plomo y zinc, mercurio, oro, nquel, etc., de una formacin gentica vertical, y en las que normalmente se precisa una cierta seleccin previa del mineral en su extraccin, lo que origina un movimiento y arranque de grandes tonelajes de material estril y requiere el empleo de unos adecuados sistemas de concentracin posterior de la mena, as como, ms recientemente, tambin se aplica en la minera de las capas de carbn con fuertes pendientes.

Se caracterizan por un fuerte ritmo de explotacin, una siempre difcil selectividad y unos graves condicionamientos por la concentracin posterior. Esta minera abarca desde aquellas explotaciones con una baja produccin de unos cientos de toneladas por da, hasta aquellas otras en las que se arrancan ms de 100 millones de toneladas por ao como las famosas Binhgam Canyon en Utah, Chuquicamata y Escondida en Chile, Gransberg en Indonesia y Krivoi-Rog en Ucrania.

Las Descubiertas: En el tercer grupo, las Descubiertas, estn incluidas aquellas explotaciones de yacimientos sedimentarios, en general, ms bien horizontales, en los que la potencia y calidad del mineral exige, tan slo, la existencia de dos bancos de explotacin, uno en estril, que es removido por una sola mquina y el otro con la altura de la capa de mineral a arrancar, que es minada por otras mquinas ms pequeas y convencionales.

La caracterstica bsica de este mtodo est en el buen aprovechamiento del hueco producido en la misma extraccin como vertedero de la fase siguiente. Su empleo en las rocas blandas ha permitido un gigantismo y automatizacin muy notables, junto a una reconstitucin del terreno tras la minera, verdaderamente admirable. Algunos ejemplos de este submtodo son: las grandes explotaciones de carbones en Estados Unidos, China y Australia, de los lignitos en Alemania y Grecia, de los fosfatos en Florida y Marruecos, de la bauxita en el Caribe, etc.

Las Terrazas:Son las explotaciones de yacimientos en las laderas de montaa, lo que permite un escalonamiento descendente hasta el valle, con una reduccin de los problemas de techo y de la salida del mineral a un nivel inferior, pero ms complicados problemas de vertederos y de recuperacin medio ambiental. Es un mtodo bastante popular en aquellos pases vrgenes en donde es todava posible y fcil encontrar unos yacimientos aflorantes de minerales metlicos e industriales

Contorno:Es un mtodo que combina felizmente la explotacin por descubierta con transferencia del estril, en una situacin a media ladera propia del mtodo de terrazas, aunque con pocos bancos. Se emplea, fundamentalmente, en la extraccin de capas de carbones, fosfatos y horizontes sedimentarios que afloran en zonas de colinas sinuosas. Se separan, bruscamente, en funcin de parmetros econmicos, la mina a cielo abierto de la explotacin subterrnea, por lo que es un esquema al que se pueden aplicar las mineras mixtas.

Hidrulica: La minera hidrulica de los placeres, en general, de minerales pesados y preciosos concentrados, que fueron generados hidrulicamente por la naturaleza, constituye un mtodo muy simple y barato de extraccin y concentracin en una sola unidad, que es, generalmente, un barco - draga con una cabeza giratoria de cangilones que procesa el material econmico en una planta de concentracin situada sobre el propio barco. El residuo de la concentracin es devuelto al lago, ro o mar como relleno, de forma que el agua se desplaza con la explotacin.

Se denomina mtodo hidrulico a aquel que emplea el agua como una herramienta disgregadora del material o aquel que se realiza desde la superficie de un lago, ro, ocano o mar. En alguna ocasin el lago puede ser artificialmente creado por los operadores mineros para situar sobre l la maquinaria flotante de dragado. El mtodo va desde la operacin manual de batea hasta el empleo de la gran maquinaria de dragado, de los monitores de agua a gran presin y del transporte por tubera de hidromezcla.

Lixiviacin:La minera por disolucin o lixiviacin consiste en la aplicacin de unos procesos qumicos de disolucin de ciertas substancias para una posterior precipitacin fsico-qumica y ha dado lugar en todos los tiempos a ciertas explotaciones mineras a cielo abierto como las salinas al borde del mar o ms modernamente la explotacin de yacimientos de sal por la disolucin bien a cielo abierto o por sondeos desde la superficie.

El clsico mtodo de lixiviacin del cobre en la minera onubense - ya empleado por los rabes en la edad media- ha sufrido un crecimiento tecnolgico que ha permitido y permitir la extraccin de los minerales marginales muy rentable, hasta el punto de hoy en da la lixiviacin y electrolisis (SX-EW) ha permitido una fuerte produccin de cobre a bajo coste. Pero el mejor ejemplo de la minera qumica o por disolucin lo encontramos en las modernas explotaciones de Uranio por riego con aguas cidas que supone un gran porcentaje de la produccin mundial; as como las explotaciones en eras o depsitos de unos minerales con bajo contenido en cobre, oro y plata a base de regar con unas soluciones cidas o cianuradas.

Mtodos especiales o mixtosFinalmente los mtodos mixtos son aquellos que combinan alguno de los submtodos anteriores entre s o con la minera subterrnea o con sondeos, aprovechando las ventajas de cada uno de los mtodos en el mismo espacio y tiempo y las necesarias infraestructuras y plantas auxiliares para ambos mtodos e incluso reduciendo los inconvenientes de alguno de ellos y aumentando las ventajas del otro.

Resumen de los mtodos a cielo abierto y sus parmetros

El mtodo de explotacin a cielo abierto, con relacin a la minera subterrnea, ofrece las siguientes ventajas: Mejor recuperacin del volumen explotable econmicamente. Planificacin ms flexible a medida que progresa el tajo. Los niveles de riesgo en el trabajo disminuyen considerablemente. La mecanizacin no tiene limite en cuanto a las dimensiones de los equipos.

El esfuerzo fsico desarrollado por los trabajadores es menor. La productividad es ms alta. Los tonelajes fragmentadas por cada voladura individual son mucho mayores. Los problemas de ventilacin prcticamente no existen. Los costos de produccin por tonelada movida son bastante ms bajos.

Las desventajas de explotacin a cielo abierto son: Las inversiones en equipo son cuantiosas y las cargas financieras son muy altas. El equipo es ms sofisticado y necesita una mano de obra ms calificada. Los agentes atmosfricos naturales tienen un fuerte impacto (lluvia, nieve, niebla). Los frentes de trabajo deben estar mejor organizados El equipo de explotacin slo se puede usar en grandes yacimientos (cuerpos diseminados, masas, chimeneas y mantos no plegados), siempre y cuando se pueda conservar una relacin econmica de desmonte.

La informtica como un medio de estudio y de control.La aplicacin de la informtica como una herramienta de estudio y control en las explotaciones a cielo abierto, ha tenido un gran avance, empezando por los estudios geolgicos y geofsicos, para continuar con la explotacin propiamente dicha. Esto se debe a que cada vez se dispone de unos programas informticos ms funcionales en cada una de las numerosas fases de la operacin de una mina a cielo abierto tajo. Algunos de los mltiples softwares disponibles en el mercado son los siguientes:

Topografa. Mecnica de rocas. Muestreo y clculo de reservas. Diseo y control de voladuras. Hidrogeologa. Mantenimiento y control de equipo minero Control y supervisin de la operacin. Planificacin a corto, mediano y largo plazo. Nmina y control de personal. Administracin. Otros ms especficos.

Papel del ingeniero gelogoEl ingeniero gelogo es la persona responsable del muestreo y del levantamiento geolgico y por ello, es quien dirige los trabajos de exploracin, inclusive en la etapa de explotacin respondiendo del control de leyes. Dentro de sus responsabilidades est la de definir la gnesis, la morfologa, el tamao y la potencialidad del deposito mineral, as como tomar en cuenta las diferentes restricciones geolgico-estructurales que tengan influencia y/o relacin con el depsito. Es importante que en el proceso de exploracin, el ingeniero gelogo realice unas estimaciones econmicas preliminares que justifiquen la continuidad de los gastos, y por lo tanto, debe entender todos los principios pertinentes relacionados con los estudios de viabilidad.

Papel del ingeniero mineroUsando toda la informacin generada por el gelogo en la etapa de exploracin, y en particular a partir del modelo de inventario de bloques, el ingeniero de minas disea un mtodo, sistema equipo y plan de explotacin, para luego, en colaboracin con los ingenieros mineralrgicos, selecciona el sistema de la planta de tratamiento de los minerales, incluyendo las trituradoras y los molinos y otras instalaciones auxiliares necesarias para la puesta en marcha de la mina. Con los parmetros conocidos y con los estimados se llevan a cabo los estudios econmicos y de viabilidad ms detallados.

Papel de la computadoraLa computadora es una herramienta de trabajo que debido a su poder de clculo aritmtico y geomtrico, permite la aplicacin de unos sistemas de evaluacin matemtica que antes no era posible usar, proporcionando adems los medios para la bsqueda de soluciones a unos problemas complejos que manualmente consuman mucho tiempo. El uso de la computadora es costoso, pero con un eficiente programa informtico, no nicamente se genera una informacin nueva, sino que tambin se ahorra una cantidad significativa de recursos econmicos necesarios en la investigacin. La comunicacin entre los ingenieros, los gelogos y los programadores es fundamental para entender los problemas de cada rea de trabajo y poder as obtener unos resultados satisfactorios en la utilizacin de las mquinas computadoras.

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