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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

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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 )

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3. Sulfosales : compuestos de plomo, plata y cobre

combinados con azufre. Ejemplos: pirargirita,

proustita.

Pirargirita (Ag3SbS3) Proustita (Ag3SbS3) Cobaltina (CoAsS)

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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)

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5. Haluros : compuestos de un halógeno con otro

elemento. Ejemplos: sal común, halita.

Halita (NaCl) Silvita(KCl) Fluorita (Ca F2)

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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)

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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)

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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

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10. Sulfatos : sales o ésteres del ácido sulfúrico.

Ejemplos: yeso, anhidrita, barita.

Anhidrita SO4.Ca Barita Celestina Yeso

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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

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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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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.