Extracción a Cielo Abierto

Nomenclatura Básica de un “Rajo”

Extracción a Cielo Abierto

• Cuando los yacimientos presentan una forma regular y están en la superficie o cerca de ésta, se emplea el proceso de extracción a rajo abierto, de manera que el material estéril que lo cubre sea retirado a un costo tal que pueda ser absorbido por la explotación de la porción mineralizada. Este sistema permite utilizar maquinaria de grandes dimensiones, ya que el espacio no está restringido como en el caso de las minas subterráneas, aunque su operación puede estar limitada por el clima, como es el caso de las minas ubicadas en la alta cordillera.

Conceptos Básicos• Excavación superficial, cuyo objetivo es la extracción de mineral.• Consideraciones:

– Modelo de Bloques a utilizar (calidad de los recursos minerales).– Modelo de costos (mejor estimación de los costos de largo plazo).– Precio de Largo plazo de los minerales que serán explotados.– Parámetros de diseño (ángulo de talud, recuperación metalúrgica, etc).– Restricciones Medio Ambientales.

SONDAJES

MODELOGEOLÓGICO

TOPOGRAFÍA

MODELODE BLOQUE

PLANIFICACIÓNMINERA

LEYES:LcorteLmedia

MODELODE COSTOS

EQUIPOS

ESTUDIOGEOMECÁNICO

SONDAJES

MODELOGEOLÓGICO

TOPOGRAFÍA

MODELODE BLOQUE

PLANIFICACIÓNMINERA

LEYES:LcorteLmedia

MODELODE COSTOS

EQUIPOSEQUIPOS

ESTUDIOGEOMECÁNICO

ESTUDIOGEOMECÁNICO

Diseño minero de rajo abierto

Programa de extracción• Método de razón estéril mineral descendente

– A medida que cada banco de mineral es extraído, todo el material estéril en dicho banco es extraído hasta el límite del pit

– Ventaja, espacio de trabajo operativo– Desventaja, costos operativos son máximos en los primeros años de

operación debido al gran volumen de estéril

Programa de extracción• Método de razón estéril mineral ascendente

– La extracción de estéril se realiza de tal forma hasta alcanzar el mineral.– Ventaja, beneficio neto máximo en los primeros años reduciendo riesgo en

inversión– Desventaja, falta de espacio de trabajo operacional debido a que los bancos

son estrechos.

Programa de extracción• Método de pendientes de trabajo

– La extracción inicial de estéril son muy bajas, a medida que se incrementa la profundidad de la extracción esta va aumentando.

– Ventaja, se dispone de acceso a todos los bancos de la mina

Limite final

Parámetros de pits anidados

Permite tener dimensiones reales de futuras expansiones

Primer pit indica por donde debe comenzar la explotación

Pits intermedios muestran las posibles fases de la extraccion

Mediante el pit final se puede hacer análisis de sensibilidad de otros parámetros

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Definición de Secuencia

Rajo

Un rajo puede estar compuesto por uno pocos bancos o una serie de ellos; un banco es cómo una repisa, que forma un solo nivel de la operación sobre el cual los materiales mineral o de estéril se tronan de nuevo en una cara del banco. El mineral o el estéril se retiran en capas sucesivas, cada uno de las cuales es un banco. Varios bancos pueden estar en operación simultáneamente en diversas partes, y en diversas elevaciones en una explotación por rajo abierto.

El diseño de los ángulos de la geometría del rajo abierto está llegando a ser cada vez más importante, debido a las profundidades que minan los rajos abiertos, los que aumentan continuamente. Un cambio pequeño en el ángulo total de la geometría del rajo tiene consecuencias grandes en la economía total de la operación de explotación minera.

Los factores que gobiernan la estabilidad de los rajos a gran escala entre otros son: las fuerzas de tensión que condiciona la geometría del rajo, incluyendo los efectos de la agua subterránea, las estructuras geológicas, presente local y regional, la geometría del rajo, y la fuerza de la masa de la roca.

En este contexto, la estabilidad de los taludes de una mina es particularmente crítica, ya que de eso depende la seguridad de la operación siendo, además, parte importante de la rentabilidad del negocio. Para ello, se establecen los siguientes parámetros geométrico:

ANGULO CARA DE BANCO

b

ANGULO INTERRAMPA

r

ALTURA DE BANCOh b

ANGULO INTERRAMPA

r

ALTURA INTERRAMPAh r

ANGULO GLOBAL(OVERALL ANGLE)

o

ALTURAGLOBAL

(OVERALL)

h o

ANCHO DE RAMPA

b r

ANCHO DE BERMA

b

Banco

Banco: cada banco corresponde a uno de los horizontes mediante los cuales se extrae el mineral. El banco se va cortando por el horizonte inferior, es decir hacia abajo, generando una superficie escalonada o pared del rajo. El espesor de estos horizontes es la altura de banco, la que generalmente mide de 13 a 18 m.

Berma

Berma: es la franja de la cara horizontal de un banco, como un borde, que se deja especialmente para detener los derrames de material que se puedan producir al interior del rajo. Su ancho varía entre 8 y 12 m

Angulo de talud

El talud o pared de la mina es el plano inclinado que se forma por la sucesión de las caras verticales de los bancos y las bermas respectivas.

Este plano presenta una inclinación dependiendo de la calidad geotécnica (dureza, fracturamiento, alteración, presencia de agua) de las rocas que conforman el talud

Berma de transporte

deben tener un ancho tal que permita que se crucen dos camiones y el movimiento de las máquinas de carguío; se considera que cuatro veces el ancho del camión más grande, es una vía de transporte adecuada.

• Este sistema de extracción permite utilizar equipos de grandes dimensiones, ya que el espacio no está restringido como en el caso de las minas subterráneas, aunque su operación puede estar limitada por el clima, como es el caso de las minas ubicadas en la alta cordillera o la zona central del país

Ancho mínimo de la expansión

queda definido por el equipo de carguío, cargando material a ambos lados sobre camiones, tomando como referencia el eje del camión, más la berma de seguridad (3,5 m) y una separación de la pata del banco(2,0 m).

Rampa

Es el camino en pendiente que permite el tránsito de equipos desde la superficie a los diferentes bancos en extracción. Tiene un ancho útil de 25 m, cómo mínimo, de manera de permitir la circulación segura de camiones de gran tonelaje en ambos sentidos. Esta vía puede seguir un arreglo en espiral uniforme desde la superficie al fondo del rajo ó en zigzag o una combinación de ambos

Altura del banco

distancia vertical entre el punto más alto (cresta) de un banco y del más bajo, pata del banco. Esta queda definida por las características geológicas del yacimiento, tamaño de los equipos, condiciones geomecánicas y varía entre 13 y 18 m.

• Cresta del banco - el ángulo, medido en grados entre la línea horizontal e imaginaria que ensambla la cresta y la pata del banco

Expansión: Es un ensanchamiento del rajo, que se inicia en el primer banco de estéril y que continúa hacia abajo, banco a banco manteniendo el esquema de explotación hasta dejar el mineral a la vista.

• Fase: conjunto de expansiones extraídas en una misma

dirección

Plan minero La tecnología desempeña un papel importante en el planeamiento y el

diseño de una operación moderna de una mina. Se crea una representación del yacimiento mediante un modelo, llamado modelo de bloques o el modelo del cuerpo de mineral. Los modelos permiten a los planificadores de minas seleccionar con eficacia los sectores de más alta ley, para planear su extracción, mediante la generación de fases y expansiones, las que ordenadas, abarcan todo el cuerpo mineralizado, dando preferencia a los sectores de más alta ley para luego continuar con las otros sectores de menor ley, en forma tal que sea lo más rentable posible. Con la ayuda de planes sofisticados y complejos, proporcionado por instalaciones informáticas modernas, los bancos puede ser preparado y ordenados para su extracción.

Slide 1Extracción a Cielo AbiertoConceptos BásicosDiseño minero de rajo abiertoPrograma de extracciónPrograma de extracciónPrograma de extracciónLimite finalParámetros de pits anidadosDefinición de SecuenciaSlide 11RajoSlide 13Slide 14Slide 15BancoBermaSlide 18Angulo de taludBerma de transporteAncho mínimo de la expansiónSlide 22RampaAltura del bancoSlide 25Plan mineroSlide 27Slide 28Slide 29Slide 30Slide 31Slide 32