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www.company.com INGENIERIA DE MINAS
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La explotación subterránea de yacimientos minerales
inicia desde la época incaica.
La existencia de un yacimiento minero bastaba para
empezar el laboreo, aún no siendo conocido el
concepto de yacimiento económicamente explotable.
La rentabilidad carecía de importancia frente a la
posesión del mineral explotable.
Con el laboreo de minas, nacieron numerosos
métodos, gracias al ingenio de aquellos hombres
que, al crear la minería iniciaron los métodos de
explotación subterránea.
INTRODUCCION
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Se define al mineral como compuesto, químico inorgánico
que se presenta en forma natural, con una composición
química suficientemente precisa y unas propiedades
físicas que se distinguen, existen más de 2000 especies
de mineral.
Los minerales metálicos pueden agruparse del siguiente
modo:
Metales preciosos: oro, plata, platino.
Metales básicos: cobre, plomo, zinc, estaño.
Metales siderúrgicos: hierro, níquel, cromo, manganeso,
molibdeno, wolframio, vanadio.
Metales ligeros: aluminio, manganeso.
Metales electrónicos: cadmio, bismuto, germanio.
Metales radioactivos: uranio, radio.
MINERAL
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Los minerales tienen gran importancia por sus múltiples
aplicaciones en los diversos campos de la actividad
humana.
La industria moderna depende directa o indirectamente
de los minerales; se usan para fabricar múltiples
productos, desde herramientas y ordenadores.
Algunos minerales se utilizan prácticamente tal como se
extraen; por ejemplo el azufre, el talco, la sal de mesa,
etc.
Otros, en cambio, deben ser sometidos a diversos
procesos para obtener el producto deseado, como el
hierro, cobre, aluminio, estaño, etc.
IMPORTANCIA DE LOS MINERALES
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Los minerales constituyen la fuente de obtención de los
diferentes metales, base tecnológica de la moderna
civilización.
Los minerales son un recurso natural de gran
importancia para la economía de un país, muchos
productos comerciales son minerales, o se obtienen a
partir de un mineral.
Muchos elementos de los minerales resultan esenciales
para la vida, presentes en los organismos vivos en
cantidades mínimas.
IMPORTANCIA DE LOS MINERALES
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IMPORTANCIA DE LOS MINERALES
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1. Elementos nativos : son los que se encuentran
en la naturaleza en estado libre sin combinar o
formar compuestos químicos. Ejemplos: oro,
plata, azufre, diamante.
Diamante Oro
CLASIFICACION DE LOS MINERALES
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2. Sulfuros : compuestos de diversos
minerales combinados con el azufre.
Ejemplos: pirita, galena, blenda, cinabrio.
Rejalgar (AsS) Cinabrio (HgS) Molibdenita Galena Calcopirita (CuFeS2 )
CLASIFICACION DE LOS MINERALES
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3. Sulfosales : compuestos de plomo, plata y cobre
combinados con azufre. Ejemplos: pirargirita,
proustita.
Pirargirita (Ag3SbS3) Proustita (Ag3SbS3) Cobaltina (CoAsS)
CLASIFICACION DE LOS MINERALES
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4. Óxidos: es la combinación del oxígeno con un
elemento. Ejemplos: hematita, corindón, casiterita,
bauxita.
Opalo Casiterita (SnO2) Corindón Cuprita (Cu2O)
CLASIFICACION DE LOS MINERALES
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5. Haluros : compuestos de un halógeno con otro
elemento. Ejemplos: sal común, halita.
Halita (NaCl) Silvita(KCl) Fluorita (Ca F2)
CLASIFICACION DE LOS MINERALES
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6. Carbonatos : sales derivadas de la
combinación del ácido carbónico y un metal.
Ejemplos: calcita, azurita, mármol, malaquita.
Aragonito
(CaCO3)
Azurita
Cu3(OH.CO3)
Calcita
(CaCO3)
Smithonita
(ZnCO3)
CLASIFICACION DE LOS MINERALES
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7. Nitratos : sales derivadas del ácido nítrico.
Ejemplos: nitrato sódico, nitrato potásico.
8. Boratos : constituidos por sales minerales o
ésteres del ácido bórico. Ejemplos: borax,
boracita.
Bórax (Borato de Ca) Boracita (Borato de Mg)
CLASIFICACION DE LOS MINERALES
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9. Fosfatos : sales o ésteres del ácido fosfórico,
arsénico y vanadio. Ejemplos: apatita, turquesa,
piromorfita.
Apatito Ca3(PO4)3F.Cl Turquesa (CuAl6(OH)2PO4)4H2O Lazulita (PO4)2Al2Mg(OH)2
CLASIFICACION DE LOS MINERALES
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10. Sulfatos : sales o ésteres del ácido sulfúrico.
Ejemplos: yeso, anhidrita, barita.
Anhidrita SO4.Ca Barita Celestina Yeso
CLASIFICACION DE LOS MINERALES
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11. Cromatos, volframatos y molibdatos: compuestos
de cromo, molibeno o wolframio. Ejemplos:
wolframita, crocoita.
Crocoita Pb(CrO4) Wolframita (Fe,Mn)WO4
CLASIFICACION DE LOS MINERALES
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12. Silicatos : sales de ácido silícico. Ejemplos:
sílice, feldespato, mica, cuarzo, piroxeno, talco,
arcilla.
Feldespato Potásico
(Ortosa)
Talco Mg3Si4O10(OH)2
CLASIFICACION DE LOS MINERALES
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13. Minerales radioactivos : compuestos de elementos
emisores de radiación. Ejemplos: uraninita, torianita.
CLASIFICACION DE LOS MINERALES
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minerales metálicos
minerales no metálicos
CLASIFICACION DE RECURSOS MINERALES
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Galería
Es una labor minera horizontal realizada en una estructura mineralizada
DEFINICION DE TERMINOS
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Crucero o cortada
Es una labor minera horizontal que se realiza sobre roca
estéril para interceptar una estructura mineralizada
DEFINICION DE TERMINOS
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Chimenea
Es una labor minera horizontal o vertical que permite integrar dos o mas
niveles, para fines de acceso y/o ventilación
DEFINICION DE TERMINOS
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Pique
Es una labor minera vertical que tiene una inclinación superior a los 45º y
que puede utilizarse para la extracción de mineral o transporte de personal
DEFINICION DE TERMINOS
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Tajeo
Es el volumen geométrico en cuyo interior existe minerales, determinado
por dos niveles de trabajo y chimeneas o piques.
DEFINICION DE TERMINOS
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Rampa
Es una labor helicoidal que permite
profundizar un yacimiento minero.
Es una labor inclinada (túnel
descendente) que sirve de acceso
a las labores mineras, desde la
superficie, o como conexión entre
niveles de una mina subterránea.
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Buzamiento
Es el ángulo de inclinación de una estructura mineralizada (veta o manto)
DEFINICION DE TERMINOS
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Potencia
Es el ancho de una veta o manto
DEFINICION DE TERMINOS
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Reserva mineral
Cantidad (masa o volumen) de mineral susceptible de ser explotado. Es la
cantidad de Mineral económicamente explotable con leyes superiores al
Cut Off.
DEFINICION DE TERMINOS
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Labores Mineras
Son todos los trabajados que se realizan en una mina
conducentes a la preparación, desarrollo y explotación de un
recurso mineral
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Actividad Minera
Es el ejercicio de las diferentes
labores mineras en concordancia
con la normalidad vigente.
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Dilución
Es la disminución de la Ley de cubicación por la presencia de rocas estéril.
Ley media
Es la concentración promedio que presenta el elemento químico de
interés minero en el yacimiento.
Ley de corte o cut-off
Es la concentración mínima que debe tener un elemento en un yacimiento
para ser explotable. Es la ley mínima explotable de una mina.
DEFINICION DE TERMINOS
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• Ganga
Minerales que no presentan interés económico en un
yacimiento, aquella parte de una mena que no es
económicamente deseable, pero que puede ser desechada en
minería.
• Mena
Mineral de base del que es posible extraer otro mineral de mayor
pureza e importancia económica o con cierto valor económico.
• Estéril
Corresponde a las rocas que no contienen mineral o lo
contienen en cantidades muy por debajo de la ley de corte.
DEFINICION DE TERMINOS
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1. VETA O FILON : Yacimiento compuesto por
un cuerpo mineral de forma alargada, limitado
por planos irregulares de rocas denominadas
“encajonantes”. Generalmente la veta es
vertical.
Cuando el cuerpo mineral aparece tendido o
echado se le llama “manto”. Las vetas
constituyen el tipo de yacimiento más común en
nuestro medio.
TIPOS DE YACIMIENTOS
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VETA O FILÓN
Es una fractura de la corteza terrestre que aloja sustancias
minerales metálicas, como consecuencia de la precipitación de
las soluciones hidrotermales.
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Las vetas son generalmente de forma tabular con gran
superficie y un espesor relativamente pequeño, por lo que
guardan similitud con un plano; sin embargo pueden presentar
otras formas muy variadas.
Si la fractura hubiera sido rellenada por rocas ígneas se les
denomina dique. Existen otras características y pueden
clasificar como:
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•Vetillas:
Algunas vetas están formadas por pequeñas vetas o
vetillas que están bastante próximas y que siguen más
o menos la misma dirección
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•Ramales:
Son bifurcaciones de la veta que tienen dirección o inclinación
notablemente diferentes y espesores menores que los de la misma
veta. Muchas vetas suelen dividirse en varios ramales menores
antes de aflorar a la superficie.
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•Lentes:
Existen zonas en 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
rellenen pequeñas fracturas o hendiduras en las rocas adyacentes
a las vetas.
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•Caballo:
Es la parte estéril de gran tamaño que se encuentra en los ramales
de las vetas y que está constituido generalmente por la misma roca
encajonante. Los trozos pequeños de roca enclavados en las vetas
se llaman inclusiones.
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•Impregnaciones:
Muchas veces se depositan pequeñas cantidades de mineral en los
planos contiguos a las vetas constituyendo las llamadas
impregnaciones. También se presentan estas impregnaciones en
las rocas que se encuentran intercaladas en las vetas.
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2. SISTEMAS DE VETAS:
Generalmente una veta no está aislada, ya que un gran
movimiento de las masas de la corteza terrestre ha originado una
serie de fracturas, algunas están relacionadas por su orientación,
mineralización y otras características semejantes, constituyendo un
sistema de vetas.
Normalmente las vetas de un sistema son casi paralelas y
están próximamente unas a otras.
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En una zona mineralizada existen frecuentemente varios sistemas
de fracturas, de las cuales, algunas pueden estar mineralizadas
y otras no; algunas pueden aflorar mientras otras quedan
ciegas y generalmente unas tienen mayores dimensiones que
otras.
Según la posición relativa de las vetas de un sistema con las de
otro, los sistemas pueden ser paralelos, reticulares, convergentes,
conjugados, etc.
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3. CUERPOS MINERALIZADOS:
Son conocidos también con el nombre de “ore bodies”, son
depósitos irregulares, es decir que no tienen forma ni tamaño
definidos, tal como se observa en la figura, son derivadas por
reemplazamiento de sulfuros económicos.
Las bolsonadas, como también se les llama, cuerpos o pequeños
cuerpos, pueden estar aislados o constituir un rosario varios
depósitos de forma y dimensiones diversas.
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4. MANTOS:
Son yacimientos de forma tabular más o menos horizontales, que
se han formado entre dos capas, es decir que son depósitos
minerales interestratificados.
Cuando un manto tiene un ángulo de inclinación mayor (> de 30º)
ofrece el aspecto de verdadera veta y en este caso recibe el
nombre de filón capa.
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5. CHIMENEAS O COLUMNAS:
Son depósitos de forma tubular o cuerpos cilíndricos, con altura
notablemente mayor que el diámetro que tienen su mayor
dimensión en sentido vertical y que generalmente han servido de
conducto para el ascenso de las soluciones mineralizantes.
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6. DISEMINACIONES:
En este tipo de depósitos los granos de mineral están esparcidos
dentro de la masa de roca. Muy raras veces las especies metálicas
llegan a formar concentraciones importantes dentro de las rocas.
Las dimensiones pueden haberse formado durante la solidificación
de la roca, denominados singenéticos o bien pueden haberse
introducido después de la solidificación de esta por rajaduras o
poros llamados epigenéticos.
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Los depósitos diseminados, como también se los denomina, son
generalmente de bajo contenido metálico, por lo que son
interesantes cuando tienen gran volumen y pueden ser explotados
a bajo costo; generalmente pórfidos de cobre.
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DISEMINADO: Se llama así al cuerpo mineral que aparece en
forma de hilos que atraviesan la roca en todas direcciones, o bien
como puntos o motas de mineral que cubren grandes
extensiones, ejemplo yacimientos auríferos de Cajamarca.
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ALUVIAL: Es un yacimiento formado por el
transporte de gravas, limo y minerales pesados de
diferentes formas y tamaños, que están depositados
en las arenas o lechos de los ríos o mares.
Generalmente son de oro, tungsteno y titanio.
Como ejemplos de estos
yacimientos se tienen los
lavaderos de Sandia en Puno y
los de Madre de Dios.
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CONTACTO: Es un deposito mineral formado a lo largo del
encuentro entre dos rocas de distinto origen, usualmente una de
ellas es caliza.
•Sulfuros masivos
En el caso del Perú, los
principales tipos de yacimientos
son, con referencia a sus
características geológicas:
•Pórfidos de cobre (molibdeno,
oro, plata)
•Skarn o metasomático de
contacto
•Cordilleranos (complejos)
•Placeres fluviales y glaciares
•Epitermales de oro
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Depósitos minerales
existentes en el Perú
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PLANIFICACION DE LA MINA
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De acuerdo con el Profesor Zinmmermann, en
su libro de “Minerals Economic”:
"Las minas se hacen más que se
encuentran".
"Los recursos no son, sino que llegan a
ser".
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Esquema de una Mina Subterránea
A B
A
B
A, B Áreas Productivas
Rampa
Accesos
Niveles
Sección Transversal Sección Longitudinal
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Los factores que tienen mayor importancia en la
primera etapa de selección son la geología,
geometría, la distribución de leyes del deposito, las
propiedades geomecanicas del mineral y estéril
adyacente.
FACTORES QUE INFLUYEN EN LA ELECCION DEL METODO DE EXPLOTACION
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Mediante el análisis de esos factores se obtendrá una
primera clasificación y ordenación de los métodos de
explotación para su adecuación mas adecuada desde
una perspectiva netamente técnica.
En una segunda etapa se procederá la evaluación
económica, basado sobre un esquema general de
explotación, así como el estudio complementario del
ritmo de producción, ley de corte, necesidades de
personal, impacto ambiental y otras consideraciones
especificas.
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• Características geológicas del mineral como de roca
de caja (o huésped) afecta la decisión de usar
métodos selectivos o no selectivos.
• Correcta evaluación de los recursos y reservas
• Tipos de roca
• Zonas de alteración
• Principales estructuras
• Accidentes tectónicos
CONDICIONES GEOLOGICAS
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• Forma (tabular, lenticular, masivo, irregular)
• Potencia del mineral (estrecha < a 10m, intermedio:
10 -30 m, potente: 30 -100 m, muy potente: > a
100m)
• Inclinación (Echado < a 20º, intermedio :20 – 55º,
Inclinado > a 50°)
• Profundidad (Pequeña < a 150m, intermedia: 150 –
600 m, alta > a 600 m)
• Distribución de leyes (uniforme, gradual o
diseminado, errático)
GEOMETRIA DEL YACIMIENTO
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• La potencia y el buzamiento del yacimiento tienen la máxima influencia sobre la elección del método de explotación.
• Estos factores determina la posibilidad de aplicar diversos métodos.
• En yacimientos > a 4 m de potencia, no cabe, por ejemplo, emplear la fortificación con puntales o tornapuntas, y eso sin considerar el buzamiento.
INFLUENCIA DE LA POTENCIA
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• Debido a que los puntales > a 4 m de longitud tendrían mayor diámetro, siendo muy pesadas y su manejo resultaría imposible.
INFLUENCIA DE LA POTENCIA
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• Juntamente con la potencia y la firmeza del mineral y
del techo, el buzamiento tiene la máxima influencia
sobre el método de explotación. El buzamiento influye
sobre:
1. El arranque, cuando mayor sea el buzamiento, el
material cae por gravedad; es cierto que esto ocurre
únicamente cuando el arranque se realiza en sentido
ascendente.
INFLUENCIA DEL BUZAMIENTO
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2. El transporte del mineral desde el frente de
arranque o tajeos. En yacimientos muy inclinados,
el mineral rueda por si solo; en yacimientos
echados, la clase de transporte a emplear en las
explotaciones esta determinada por el
buzamiento.
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3. La presión sobre el terreno y por consiguiente
La presión del techo se hace notar con tanta fuerza cuanto menor sea el
buzamiento del yacimiento
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4. la fortificación o sostenimiento.
5. El transporte. La forma de introducción y la movilidad del relleno
6. La dificultad del transito del personal y del transporte de
herramientas, materiales de fortificación, maquinarias y medios
de auxiliares.
7. La seguridad en lo concerniente a los siguientes puntos:
a) Peligro de caídas en las explotaciones.
b) Peligro de desprendimiento de rocas.
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• El tipo de fortificación depende de las características de la caja techo, de su resistencia de las diaclasas o grietas existentes. La fortificación debe disponerse de tal modo que sujete cada uno de los bloques sueltos
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Los fragmentos desprendidos del yacimiento
constituyen un peligro para el personal, tanto mas
considerable cuanto mayor sea el buzamiento.
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Desprendimiento y corrimiento de
partes completas del yacimiento
Cuando el buzamiento del
yacimiento es fuerte y el
mineral no es compacto , el
personal esta expuesto al
desprendimiento de bloques de
mineral
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Caída del mineral que queda todavía en el frente de
arranque.
Cuando el buzamiento del
yacimiento es fuerte no es
posible explotarla en
dirección sin tomar medidas
especiales. Al resbalar o caer
el mineral podría poner en
peligro al personal que labora
en la parte inferior
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Para que el mineral no incomode al personal que labora
en la parte inferior debe disponerse en diagonal el frente
de arranque , establecer escalones, o conducir el mineral
lateralmente hasta el medio de transporte del tajo
mediante dispositivos adecuados.
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Peligro de caída de piedras de relleno.
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• En algunos aspectos, un fuerte buzamiento constituye una ventaja; en otros un inconveniente.
• La influencia del buzamiento debe considerarse también una relación con otros factores que a su vez influyen sobre el método de explotación; es decir, en función de la potencia, pero principalmente de la firmeza y composición del relleno del yacimiento y de las capas del techo.
• Así, por ejemplo, el arranque resulta favorecido por un buzamiento mayor, ya que en este caso la gravedad puede actuar mejor, si bien es cierto que únicamente lo puede hacer cuando la explotación progresa en sentido ascendente.
Movimientos en el relleno.
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Los yacimientos de fuerte buzamiento y poca
firmeza se deben explotar, desde pequeñas
cámaras abiertas en yacimientos o por barrenos
largos.
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Realizar el arranque descendente, para que los obreros no tengan que permanecer bajo un mineral inestable.
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• Cuando el arranque es descendente resulta ventajoso un frente en diagonal, ya que cuando es horizontal se complica el transporte.
• Con una disposición suficientemente inclinada del frente de arranque desaparecen las dificultades en el transporte.
• Cuando el arranque es descendente, el tajo no debería de ser demasiado largo, ya que los bloques de mineral que resbalan a lo largo del frente ocasionando dificultades o pondrían en peligro al personal que trabaja en la parte inferior del mismo.
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• Con un fuerte buzamiento > a 60º, el mineral resbala hasta los buzones o tolvas diseñados de acuerdo al método de explotación.
• También resulta complicado el laboreo por subniveles o niveles intermedios.
• Cuando se utiliza el corte ascendente fortificando con puntales en yacimientos de buzamiento inferior a 45º, deben instalarse cucharas de arrastre para el transporte en las explotaciones.
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• Cuando la roca de caja es poco firme, no se puede aplicar el laboreo con almacenamiento provisional, o por pisos o niveles intermedios.
• Cuando es muy mala la roca es imposible la explotación con fortificación mediante puntales.
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•El corte ascendente sin relleno sólo se puede emplear cuando el mineral y la roca de caja son firmes, e incluso el laboreo con almacenamiento provisional requiere un mineral resistente y una roca de caja excepcionalmente firme. •La explotación por hundimiento exige mineral y roca de caja quebradizos; la explotación por hundimiento de bloques, un mineral algo más firme, pero quebradizo. Cuando los minerales son de resistencia media o escasa, y la roca de caja, lo mismo, da buen resultado una explotación con entibación cuadrada.
LA FIRMEZA DEL MINERAL Y DE LA ROCA CAJA
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•En los métodos de explotación con relleno no es necesario que la roca de caja sea de notable resistencia; no obstante, la bóveda formada por el propio mineral debe poseer una resistencia determinada, con objeto de poder trabajar bajo la misma con seguridad.
1. Yacimientos con cajas o hastiales y mineral firmes.
2. Yacimientos con mineral firme, pero con cajas no
firmes.
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3. Yacimientos con mineral no firme (quebradizo) y
hastiales firmes.
4. Yacimientos con minerales y hastiales no firmes
(sueltos).
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• Para un método de explotación que se desea
aplicar, son necesarias otras condiciones de
resistencia del yacimiento o de la roca de caja que
las existentes, se puede consolidar, dentro de
ciertos límites, el material suelto mediante una
cementación o aflojar el resistente dando unos
barrenos y disparándolos .
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• En la actualidad, y de
una sola vez, pueden
perforarse y aflojarse
mediante unos disparos
masas enormes.
• El inconveniente de las
capas quebradizas del
yacimiento o testero
puede evitarse
empleando un techo
artificial.
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• El techo se mantiene largo
tiempo en su posición original
sobre las zonas ya explotadas,
descendiendo solamente de
una forma gradual y a gran
distancia del tajo.
El techo desciende regular y
gradualmente a una distancia
determinada, de forma que a lo largo
del frente de arranque existe
suficiente espacio libre para el
trabajo.
INFLUENCIA DEL YACIMIENTO SOBRE LA FORMA Y TAMAÑO
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• En otros puntos debe retardarse el descenso del techo, bien sea colocando pilares desplazables o con otros medios, que contengan dicho descenso y mantengan el tajo de explotación dentro de las dimensiones deseadas.
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• La resistencia de la roca: Es la relación entre la
resistencia de la roca a la compresión simple y la
presión ejercida, se calcula a partir de la profundidad
y la densidad de la roca
• El grado de fracturación del macizo rocoso: Se define
en términos de fracturas por metro o por el RQD (Rock
Quality Designation)
CONSIDERACIONES GEOMECANICAS
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• La resistencia de las discontinuidades: Una masa rocosa
puede ser resistente en una dirección y débil en otra, cerca
de planos de falla el terreno puede ser muy débil, mientras
que es resistente a alguna distancia.
CONSIDERACIONES GEOMECANICAS
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• Resistencia de la matriz rocosa (Resistencia a la
compresión simple en Mpa/ presión del recubrimiento
en Mpa)
Pequeña : < a 8
Media : 8-15
Alta : > a 15
CONSIDERACIONES GEOMECANICAS
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• Espaciamiento entre fracturas
Fracturas/m RQD(%)
Muy Pequeña : > 16 0-20
Pequeña : 10-16 20-40
Grande : 3-10 40-70
Muy grande : >3 70-100
CONSIDERACIONES GEOMECANICAS
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• Resistencia de las discontinuidades
Pequeña: Discontinuidades limpias con
una superficie suave o con material de
relleno blando
Media : Discontinuidades limpias con
una superficie rugosa
Grande : Discontinuidades rellenas con
un material de resistencia igual o mayor que
la roca intacta.
CONSIDERACIONES GEOMECANICAS
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• Toneladas de reserva de mineral
de varias leyes en todas las
zonas de minado, mantos o vetas;
estas serán listadas como:
probado, probable e inferido.
• Detalles sobre la propiedad del
terreno.
• Disponibilidad de aguas en la
propiedad o cerca de ella.
CONSIDERACIONES ECONOMICAS
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• Detalles de la superficie que
pueden verse afectados por
subsidencia durante el minado.
• La localización con área del
mina con relación a: carreteras
existentes, ferroviarios, ríos;
energía, infraestructura,
disponibilidad de
abastecimientos.
• La situación política: local,
regional y nacional con relación
al proyecto.
OTRAS CONSIDERACIONES
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Se busca la mejor combinación entre las condiciones
naturales y el método de explotación.
• Porcentaje de recuperación.
• Flexibilidad a cambios en la interpretación o
condiciones.
• Selectividad
• Concentración o dispersión de frentes de trabajo.
• Capital, mano de obra, mecanización.
OTRAS CONSIDERACIONES
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• Instrumentos ambientales.
• Monitoreos ambientales
• Subsidencia y efectos en superficie
• Ventilación de mina
• Fuerza laboral (contratos, capacitación, salud y
seguridad, calidad de vida, condiciones de
comunidad)
• Plan de cierre
OTRAS CONSIDERACIONES
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Tipo de
yacimiento
Pendiente Resistencia Método Aplicado
Mineral Cajas
Tabular
estrecho
Echada Fuerte Fuertes • Cámaras con pilares
ocasionales
•Cámaras y pilares
Tabular potente Echada Fuerte Fuertes • Cámaras con pilares
ocasionales
• Cámaras y pilares
• Cámaras abiertas
Débil Débiles • Rebanadas hundidas
Filones muy
estrechos
Vertical Fuerte/Débil Fuerte/Débil
• Cámaras almacén
• Rebanada rellena
• Explotación entibada
Filón estrecho Echada Fuerte/Débil Fuerte/Débil • Cámaras con pilares
ocasionales
•Cámaras y pilares
ELECCION DEL METODO
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Tipo de yacimiento Pendiente Resistencia Método Aplicado
Mineral Cajas
Potencia superior a
la entibación
económica
Vertical Fuerte Fuertes • Cámara vacía
• Cámaras almacén
• Rebanada rellena
• Rebanada Hundida
Echada Como en tabulares potentes
Filón ancho
Tabular potente
Vertical
Fuerte Fuertes • Cámaras vacías
• Cámaras almacén
• Cámaras y pilares
Débil Débiles • Niveles hundidos
Masas Débil Fuerte/Débil
• Niveles hundidos
• Bloques hundidos
• Métodos mixtos
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La valorización de los minerales depende de la forma
en que estos se comercialicen y del tipo de mineral en
cuestión.
VALORIZACION DEL MINERAL
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Para el caso de los metales básicos, la fórmula general
es como sigue:
V = { [ ( P.C ) / 100 ] - R - F ) } x [ ( m- t)/ C ]- T
Donde:
V = Valor del mineral en la cancha ($/t).
P = Precio del metal en el mercado ($/t).
R = Carga por fundición al concentrado ($/t).
F = Flete del concentrado ($/t).
T =Costo del concentrado ($/t).
m = Ley de cabeza de mineral (% del metal).
C =Ley de concentrado (% del metal).
t = Ley de relave (% del metal).
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Para el concentrado de la fundición es:
VM = {(C – D) (P – R)]/100} – [T + t (P – Pe)] + B
VM = Valor neto del concentrado en fundición ($/t).
C = Ley de concentrado (%).
D = Deducciones (%).
P = Precio del metal ($/t).
R = Gastos de refinación ($/t de metal)
T = Gastos de tratamiento ($/t de concentrado).
t = Ajuste del precio a los gastos de tratamiento.
Pe = Precio esperado del metal.
B = Bonificación por otros metales contenidos ($/t
de concentrado).
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Un método sencillo y rápido de valorización de
concentrados es el propuesto por Apostolides (1983) a
partir de las ecuaciones del tipo:
Valor del metal = (% M – X %)P
Donde:
% M = Ley de metal M en el concentrado.
X % = Gastos de tratamientos en fundición expresados
en unidades porcentuales.
P = Precio del metal M.
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Conocida como la ley mínima explotable o “cut
off”, determinada con el propósito de clasificar
los minerales en económicos y no
económicos por un periodo de tiempo
determinado.
De acuerdo al concepto económico: el valor de
producción es igual a los costos totales; cuya
formula esta dada por:
LEY DE CORTE
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Ventas = P x L x R x FL x C
P = Producción.
L = Ley promedio minable.
R = Recuperación metalúrgica.
FL = Factor de liquidación
C = Cotización del mineral.
LEY DE CORTE
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Ley “Cut Off”= (Costo de operación + Utilidad
mínima) / (P x R x FL x C)
Existe abundante bibliografía respecto a la ley de corte;
existiendo teorías optimizantes desde el punto de vista de
beneficio económico, las que se consideran en algunos
casos: tasas de descuento, calidad del remanente del
yacimiento una vez que se haya explotado, gastos de
inversión, etc.
En la XIX convención de Ingenieros de Minas del Perú se
propusieron 3 tipos de leyes de corte:
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•“CUT OFF” GEOLÓGICO:
Es el mineral recuperable cuyo valor es equivalente a la
suma de los costos del minado (Cm), de
concentración (Cc), gastos indirectos de operación
(GIO) y la compensación por tiempo de servicios del
personal del campamento (Ts).
“Cut off” geológico = Cm + Cc + GIO + Ts
Aplicaciones:
Define el tonelaje de reservas económicamente
explotables para un periodo determinado.
Constituye el valor mínimo que deben tener los
bloques de mineral para ser explotados.
Sirve para determinar el nivel de producción y la
vida útil de la mina.
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•“CUT OFF” OPERACIONAL:
Es el “cut off” geológico más los costos no asignados y
financieros de la empresa. En el caso de que la empresa
posea más de una unidad minera, se considerará la
proporción de gastos no asignados y financieros
aplicables a cada mina.
“Cut off” operacional = Cut off geológico + gastos no
asignados + Gastos financieros.
Usos:
A este nivel de “cut off”, el valor del mineral
recuperable cubre el flujo de caja a nivel de la
empresa.
Constituye el límite inferior del valor de operación de
una mina.
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El planeamiento de minado debe seleccionar
bloques de mineral cuyo valor promedio sea
equivalente o superior a este nivel.
Si este “cut off” resultase mayor que el valor
promedio de las reservas, la mina estará en una
situación crítica. En una empresa con más de una
unidad minera una situación de esta naturaleza debe
merecer la máxima atención de la gerencia de
operaciones.
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•“Cut off” empresarial:
Es el “cut off” operacional más la depreciación aplicada
al equipo de minas y la tonelada (Compensación por
tiempo de servicios) del personal administrativo de la
empresa en general.
Usos:
Determina la rentabilidad de la mina a nivel de
empresa (contribución neta).
A nivel de “cut off” empresarial, el valor del
mineral recuperable cubre todos los
desembolsables de la empresa.
Constituye el límite económico inferior al cual
una mina es rentable si opera con un valor de
mineral superior a este nivel.
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Corresponde a la metalurgia establecer los grados de
recuperación.
Tener en cuenta la dilución del mineral, la que se produce
como consecuencia de la explotación.
Cada etapa del proceso de producción de una sustancia
(desde el mineral hasta la obtención final del metal) se
caracteriza por un factor de recuperación.
Los minerales metálicos, expresan la relación de la
cantidad de mineral a la salida de una etapa y el
contenido del metal a la entrada del mismo.
DILUCION Y RECUPERACION
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En la práctica, las recuperaciones minerales oscilan
entre el 65 % y el 95 %, pudiendo estas ser menores
cuando se trate de menas complejas y de textura muy
fina.
•TIPOS DE DILUCIÓN
La dilución de producción
y la dilución estructural, la
primera aparece durante
la ejecución de proyecto
minero y la segunda por
formación geológica.
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a)En operaciones con hundimiento la roca estéril que
se desprende diluye el mineral.
b)En operaciones con relleno, el mineral que se utiliza
para el sostenimiento se mezcla con el mineral
fragmentado (con los actuales rellenos cementados, la
dilución por este motivo es mínima).
c)En yacimientos filoneanos y lenticulares, con
potencias de 0.6 a 0.8m, se mezcla el estéril con el
mineral a ensanchar la labor hasta el ancho mínimo de
trabajo.
d)La dilución también es debida a los contactos
irregulares entre el estéril y el mineral.
FUENTES DE DILUCION
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La dilución estructural es inherente a la disposición del
depósito mineral.
Dos ejemplos son: la presencia de algunas
intercalaciones de estéril dentro de la formación,
haciendo imposible una explotación selectiva y la
lixiviación que pueden provocar las aguas subterráneas
(muy frecuentes en las minas de cobre), ver la figura:
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Con respecto a las pérdidas de mineral, se distinguen dos
tipos: las pérdidas generadas y las pérdidas de
producción.
Las primeras son intrínsecas a la disposición natural de los
yacimientos y están constituidas por el mineral que se
abandona “in situ” por motivos de estabilidad, las pérdidas
de producción engloban todas las demás pérdidas del
mineral que se producen durante el proceso de extracción.
PERDIDAS DEL MINERAL
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ESTRUCTURA DE LOS
COSTOS EN MINERÍA
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Necesarios para la adquisición de los activos para poner
en producción un proyecto.
i.Adquisición de terrenos.
ii.Estudios o investigaciones.
iii.Desarrollo de pre – producción (Ej.; desmonte
previo).
iv.Estudios ambientales y permisos.
v.Equipos mineros, planta, e instalaciones y servicios.
vi.Infraestructura (accesos, comunicaciones, energía
eléctrica, agua, etc.).
vii.Diseño e ingeniería.
viii.Construcción y montaje.
ix.Contingencias e imprevistos.
1. COSTOS DE INVERSION O DE CAPITAL
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Debido a la gran cantidad de factores que intervienen en la
operación como son: Geología del yacimiento, tipo y
número de equipos utilizados, personal involucrado,
condiciones ambientales, localización geográfica,
organización empresarial, etc., su estimación es más
compleja.
Los costos de operación se definen como aquellos
generados en forma continua durante el funcionamiento de
una operación, pudiéndose subdividir en tres categorías:
Costos directos, indirectos y generales.
2. COSTOS DE OPERACION
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•COSTOS DIRECTOS
Los costos directos son conocidos también como
costos especiales, se consideran como los costos
primarios de una operación y consisten básicamente,
en las aportaciones para personal y materiales:
a. Personal:
De operación.
De supervisión de la operación.
De mantenimiento.
De supervisión de mantenimiento
Otras cargas salariales.
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b. Materiales:
Repuestos y materiales de reparación
Materiales para el tratamiento.
Materias primas
Combustibles y lubricantes.
c. Derechos especiales (derecho de vigencia,
canon minero, regalías, etc.)
d. Preparación y desarrollo (Área de
producción)
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•COSTOS INDIRECTOS
Los costos indirectos denominados también costos
comunes son gastos que se consideran
independientemente de la producción. Este tipo de
costos puede variar en función del nivel de producción
proyectado, pero no directamente con la producción
obtenida. Sus principales componentes son:
A. Personal:
•Administrativo.
•Seguridad.
•Técnico.
•Servicios.
•Almacén y talleres.
•Otras cargas salariales
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B. Seguros:
•De propiedad.
•De responsabilidad.
C. Amortizaciones.
D. Intereses.
E. Impuestos.
F. Restauración de terrenos.
G. Capacitaciones, Viajes, reuniones, congresos y
donaciones.
H. Gastos de oficinas y servicios.
I. Relaciones públicas y publicidad.
J. Desarrollo y preparación (para la totalidad de la
mina).
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•COSTOS GENERALES
Los costos generales pueden considerarse o no como
parte de los costos de operación y, aunque algunos
corresponden a un determinado proceso o unidad se
contemplan a un nivel corporativo del ciclo completo de
producción. Los costos generales incluyen:
A. Comercialización:
A.Vendedores.
B.Estudios de mercado.
C.Supervisión.
D.Viajes y gastos de representación.
E.Otras cargas salariales.
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B. Administración:
A.Gerencia y dirección general.
B.Contabilidad y auditoria.
C.Departamento central de planificación y geología.
D.Departamento jurídico y financiero.
E.Departamento de investigación y desarrollo.
F.Relaciones públicas, etc.
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PREPARACION Y
DESARROLLO DE UNA MINA
SUBTERRANEA
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La preparación se define como la ejecución de una red
cuidadosamente planificada de cruceros, piques, galerías
(Niveles), chimeneas y todas las formas básicas de
excavación de rocas.
Las labores de preparación se pueden dividir en dos tipos
según su finalidad:
•Preparación General, depende de la forma y dirección del
manto o veta.
•Replanteo general de la mina, que comprende todos los
desarrollos necesarios para el acceso, transporte y
ventilación de las distintas zonas subterráneas.
PREPARACION Y DESARROLLO
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Si el yacimiento tiene un buzamiento fuerte se utilizan
esquemas de galería transversales (que conforman los sub
niveles), que se determinan o definen por la potencia del
cuerpo y el método de explotación proyectado, donde las
labores trazadas en diferentes niveles se unen por medio de
Rampas o Chimeneas.
En yacimientos horizontales o
pocos inclinados la
preparación se hace
mediante labores de
transporte que dividen al
cuerpo en tajeos (paneles).
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Uno de los problemas que se plantean en la preparación
de una mina es el de definir el tipo de labores de acceso
al yacimiento subterráneo ya que estas pueden iniciarse:
con un pique, una galería o por medio de rampas. Antes
de tomar una decisión hay que considerar cuatro
factores, a saber:
•Profundidad del yacimiento,
•Tiempo disponible para la preparación,
•Costo y
•Tipo de transporte al exterior.
El término desarrollo se refiere a la abertura de labores
mineras a través de un manto o veta virgen.
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Se deben considerar tres principios:
1. El desarrollo debe ser planeado.
2. Es preferible comenzar el desarrollo preliminar con
labores de pequeña dimensión para evitar arriesgar el
capital. Muchas galerías de exploración para minas
metálicas son de mayores dimensiones para
acomodar pequeñas unidades de carguío y transporte,
se debe evitar incurrir en este error.
3. El desarrollo debe ser usado para obtener la máxima
información estructural. No hay reglas que regulen el
tamaño; este depende de la probabilidad de
desarrollar la mina para la etapa de producción.
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En la mayoría de los yacimientos se hace una división
por niveles (excepto en yacimientos poco inclinados y de
poca extensión).
La construcción de niveles son costosos, tanto en su
construcción como su equipamiento y mantenimiento, por
lo tanto se debe obtener el mínimo costo (US$ / TON.)
para el mismo número de niveles.
PRINCIPALES CONSIDERACIONES PARA DIVIDIR UN YACIMIENTO
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Los yacimientos inclinados en niveles según la
verticalidad, su explotación puede ser ascendente o
descendente.
En la superficie se deja un pilar de protección para
evitar filtraciones, dado que la extracción por piques es
costosa.
La explotación se realiza según la corrida y en sentido
horizontal (ascendente o descendente).
PRINCIPALES CONSIDERACIONES PARA DIVIDIR UN YACIMIENTO
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La extracción se realiza por el nivel inferior principal. Si
el yacimiento tiene un buzamiento fuerte la mena puede
dejarse caer por gravedad y transportar en sentido
horizontal.
Si la construcción de accesos es costosa, por la
existencia de plegamientos, se puede transportar en
forma ascendente por medio de fajas transportadoras,
rastras, etc. lo que se trata de evitar es elevar el mineral
(por el costo, tiempo perdido, etc.)
El laboreo o minado en retirada es más conveniente
para el arranque. Los piques de extracción deben quedar
en zonas libres, no afectos a la explotación.
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Características Mecánicas de la Roca.
De acuerdo a las características de la roca
encajonantes y de mineral, se seleccionan métodos de
explotación posibles de realizarse.
Factores Económicos.
. Costo de desarrollos, tanto horizontales y verticales.
. Costo de mantenimiento y reparación de un nivel, de
acuerdo al tiempo en que este se encuentre en producción
considerando dos aspectos importantes como lo son: la
fortificación (sostenimiento) y mantenimiento de los accesos.
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.Capital disponible para construir el nivel en
un tiempo determinado.
. Requerimiento de producción (Ton/dia).
. Costo de arranque o de explotación.
. Recuperación de Mineral.
. Aspecto de Seguridad y salud ocupacional.
Otro aspecto importante es que, en el nivel
deben existir al menos reservas que amorticen
los accesos y preparación.
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El costo de mantenimiento de las labores crece con el
tiempo porque deben permanecer abiertas.
El tiempo de acceso y preparación deberán ser iguales
al tiempo de explotación.
La tendencia es adoptar la mayor distancia que sea
posible.
OTROS FACTORES
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Es una cantidad de mineral, con espesor previamente
definido, que no se extrae durante la explotación y que
sirve como una barrera, techo o piso de protección en los
diferentes laboreos de desarrollo, preparación y
extracción de la unidad de explotación.
El espesor de este pilar depende de:
Potencia del cuerpo mineralizado
Buzamiento
Resistencia del mineral
PILARES DE PROTECCION
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El espesor debe ser mínimo para optimizar la
recuperación, dada la mayor seguridad
posible.
La cantidad de mineral dejada en los pilares
menores en proporción cuando la distancia
entre niveles es mayor.
La recuperación de un pilar es un trabajo
costoso, difícil y peligroso.
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1. DESARROLLO DE ACCESO A LA
PRODUCCIÓN
Las consideraciones básicas en el planeamiento y
desarrollo de los accesos a la producción están
relacionadas directamente a los parámetros de diseño de
las aberturas, siendo estos:
•El flujo de producción.
•La pendiente de la abertura.
•Tamaño, disposición y soporte de la abertura.
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2. INCLINADOS VS PIQUE:
Un pique, según su sección, profundidad, método de
profundización y tipo de roca, tiene siempre un costo de
ejecución por metro muy elevado, considerando la
perforación, infraestructura, equipos y revestimiento.
Las labores inclinados se limitan a minas relativamente
poco profundas.
El costo de una rampa es más bajo que el de un pique
para una misma distancia e igual hasta el 240 m, pasado
esta distancia es más económica hacer un pique.
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Muchos piques son revestidos con concreto ofreciendo
excelente estabilidad.
Muchas rampas tienen forma rectangular con la mayor
dimensión entre el piso y el techo.
En un terreno incompetente las rampas son difíciles de
desarrollar y su mantenimiento es costoso. Algunas
ventajas que ofrecen los inclinados son:
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Los inclinados ofrecen un acceso más fácil para
equipos móviles. Para transportar equipos por piques es
necesario desmontarlos, para luego ensamblarlos en el
lugar de trabajo.
Los inclinados se utilizan para instalar fajas
transportadoras, obteniéndose elevadas producciones.
En terrenos movedizos los inclinados necesitan menor
mantenimiento que un pique.
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Los piques e inclinados pueden acomodarse de
acuerdo a la conveniencia del diseño y al mineral en
producción; pudiendo servir a la vez como camino,
servicio, etc. La mayoría de los inclinados utilizan
sostenimiento “shotcrete” con mallas y pernos.
Los inclinados pueden ser:
•De un solo compartimiento.
•De dos compartimientos de lado a lado.
•De dos compartimientos de abajo y arriba.
En pozos poco profundos y sin equipos de
profundización especiales sólo se logran avances de 5 a
10 m por semana para pozos de 500 m.
Mediante mecanización se consiguen avances de 30 m
por semana.
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3.TAMAÑO DE LA APERTURA
El tamaño de la abertura puede ser adecuado a los
propósitos especiales de la producción ya sea mediante
piques, inclinados, etc. La sección transversal está
determinada por la capacidad del “skip” y está determinada
por las siguientes variables:
•Densidad del mineral.
•Capacidad y velocidad de
izaje.
•Tiempo de carguío y
descarga.
•Tiempo de izaje.
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4. GALERIAS, CORTADAS Y/O CRUCEROS:
Para iniciar la producción con un determinado método
de explotación se requieren desarrollos que sean acorde
a la forma del yacimiento.
La forma básica de la mina debe determinar la ruta de la
galería principal de extracción, a partir de esta se
ramifican las labores en casi toda la extensión del
depósito.
El punto central de izaje debe estar ubicado lo más
cercano posible al yacimiento, teniendo en
consideración el buzamiento, caja piso y caja techo.
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5. CHIMENEAS Y RAMPAS COMO DESARROLLO
DE PRODUCCIÓN
Su uso debe ser planificado como vías de producción si
el mineral va ha ser izado, lo cual se puede ejecutar en
dos diferentes formas:
El mineral es descargado por un ore pass donde se
mueve por gravedad, siendo descargado en el nivel más
bajo.
Mediante vehículos por una rampa o inclinados.
Los factores que favorecen el uso de “ore pass” son:
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No hay pérdidas de tiempo.
Menos peligro para el operador.
Menos costo de mantenimiento y operación para
vehículos de transporte.
Disponibilidad de chutes automáticos para cargar a
camiones y fajas.
Alta productividad, los alimentadores pueden cargar
camiones en 1 ó 2.
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Cuando se planifican chimeneas de producción se
consideran los siguientes factores:
Fragmentación del mineral.
Los movimientos efectuados y la estabilidad de las
aberturas.
El costo de la chimenea esta en función a la longitud.
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6. ALMACENAJE DEL MINERAL “ORE POCKET”
Se debe contar con una capacidad adicional a la
requerida por la producción normal de mina.
La preparación de estas labores debe ser rápida aunque
esto implique elevar los costos, por que estos tiempos
perturban el ciclo del minado, y el sistema de extracción
por múltiples vías debe funcionar intermitentemente.
El tamaño correcto del pocket depende de la manera
como se efectúa el izaje del mineral.
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7.CONSTRUCCIÓN DE BODEGAS Y ALMACENES:
La eficiencia de un moderno sistema de minado depende
de la productividad y la disponibilidad del equipo para la
extracción del mineral. Los equipos necesitan
mantenimiento y reparación, la cantidad de servicios
depende de varios factores tales como:
El grado de dificultad en el movimiento del equipo
dentro de la mina, es una consideración principal.
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Las bodegas subterráneas deben proveer buen
ambiente y seguridad para el trabajo.
En pequeños proyectos de vida corta, no es necesario
construir bodegas, puesto que el costo de inversión no
retorna. Los criterios más importantes para la
construcción de una bodega son:
Facilidad de acceso de diferentes lugares.
Áreas de servicio para el mantenimiento.
Áreas separadas para operaciones de soldadura.
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Área para montajes y reparaciones de equipos y
neumáticos.
Áreas para mantenimiento de baterías.
Áreas de trabajos equipadas para talleres.
Un almacén de repuestos.
Áreas de lavado de equipos.
Oficinas.
Se recomienda que el sistema de suministro esté
instalada cerca del portal de la mina, dependiendo de las
partes que se vayan a usar .
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8. SUMIDERO Y ESTACIÓN DE BOMBEO
Los sumideros son áreas que sirven para almacenar el
agua, pueden ser piques de donde se bombea a la
superficie.
Los sumideros también son necesarios en las minas
mecanizadas en el piso del filón. Además mediante
canaletas se recolecta el agua con finos, dicho material
es conducido en un sumidero donde se decantan o
sedimentan los finos y sólo el agua limpia es bombeada.
En algunos casos se recomienda construir dos
sumideros, uno principal, otro secundario de donde se
bombea agua limpia, pudiéndose ambos deslamar.
