Miando a Cielo Abierto
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7/24/2019 Miando a Cielo Abierto
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MINADO A
CIELO ABIERTO
PERIODO 2015-2
YEZICA JAZMÍN SOLÍS
HERNÁNDEZ
RAMÓN SALAZAR
25 OCTUBRE DEL 2015
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Introducción
Al hablar de minado a cielo abierto nos podemos referir también a mina a tajo
abierto, la cual se refiere a la explotación minera que se desarrolla en la superficie
del terreno,
Para la explotación de una mina a cielo abierto, a veces, es necesario
excavar, con medios mecánicos o con explosivos, los terrenos que recubren o
rodean la formación geológica que forma el yacimiento. stos materiales se
denominan, genéricamente, estéril, mientras que a la formación a explotar se le
llama mineral. l estéril excavado es necesario apilarlo en escombreras fuera delárea final que ocupará la explotación, con vistas a su utili!ación en la restauración
de la mina una ve! terminada su explotación.
"as minas a cielo abierto son económicamente rentables cuando los
yacimientos afloran en superficie, se encuentran cerca de la superficie, con un
recubrimiento peque#o o la competencia del terreno no es estructuralmente
adecuada para trabajos subterráneos $como ocurre con la arena o la grava%.
&uando la profundidad del yacimiento aumenta, la ventaja económica del cieloabierto disminuye en favor de la explotación mediante miner'a subterránea.
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Minado a cielo abierto
n el minado a cielo abierto, cualquier material sobreyacente es descapotado
y transportado hacia el vaciadero para que el depósito mineral quede descubierto.
Ambos, descapote y minado son conducidos en una secuencia de bancos.
(n depósito de minerales metálicos de magnitud considerable requiere de
muchos bancos, para después asemejarse a una pirámide circular invertida en la
tierra) cada banco sucesivo es cortado a un radio más peque#o, impuesto por el
ángulo de talud para las consideraciones de seguridad. (n banco sencillo es
suficiente, si el depósito y el capote son relativamente delgados $*+-*+ ft ó -**
m%, como se muestra en el esquema de una mina de carbón o no metálica.
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Al tener bancos m/ltiples para el minado, se asegura suficiente longitud de
cara expuesta para no permitir interrupciones en la producción. 0espués que el
avance del descapote muestra el depósito, existe una coordinación entre el
minado y el descapote, de tal manera que los ingresos por mineral reembolsaránlos costos de remoción del material estéril, mientras se alcan!a al mismo tiempo
los objetivos a largo pla!o con respecto a los l'mites del tajo.
"os bancos individuales son dise#ados para acomodar el equipo de manejo
de materiales utili!ado. "a altura de los bancos es limitada por el alcance de la
excavadora) una pala puede cortar un banco más alto que un cargador frontal o la
excavadora hidráulica.
l ancho debe ser suficiente para contener gran parte de la roca en vuelo de la
voladura de un banco y proveer suficiente espacio de maniobrabilidad para la
excavadora y las unidades de acarreo. n el cap'tulo del libro 12pen Pit 3ine
Planning 4 0esign5 se describe en detalle las consideraciones geométricas de los
bancos de producción y taludes del tajo, tomando en cuenta el tipo de maquinaria.
l talud es la máxima preocupación en mecánica de suelos y de roca. "a
práctica com/n es la siguiente, asumiendo roca consolidada $Pfleider, -678a%.
l minado a cielo abierto es un método a largo pla!o en términos de
porcentaje de producción, responsable del 9+: de toda la extracción de
superficie. sto permite utili!ar equipos de producción altamente mecani!ado
$3art'n et al., -6;<%.
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Secuencia de desarrollo
l minado a cielo abierto por su naturale!a implica el acarreo hacia fuera del
tajo de cantidades moderadas a grandes de ganga y mineral con distancias
relativamente largas e inclinaciones muy empinadas.
stos requerimientos afectan el dise#o del tajo, la selección del equipo y la
ra!ón de producción requerida. Al ser normalmente baja la ley del mineral, la
producción del equipo debe ser alta y las relaciones de descapote deben
mantenerse a niveles moderados $normalmente -* yd8=tc ó +.; m8=t%. Por lo
anterior, los l'mites inferiores $profundidad% de los tajos son relativamente
moderados $generalmente >-+++ft, o >8++ m% $&ra?ford y @ustrulid, -676)
Atinson, -6;8%.
"os principales pasos en el desarrollo, son los siguientesB 0espués del
denuncio y cambio de uso de suelo, se ubica y construye la planta de superficie. Algo particularmente importante en el desarrollo de una mina a cielo abierto, es la
ubicación de los terrenos, el aprovechamiento de la superficie y pilas de lixiviación.
"as instalaciones de almacenaje, procesamiento y transporte se ubican en
las proximidades del dise#o propuesto del tajo final, pero con ra!onable acceso
hacia el exterior. Ce selecciona el equipo y se adquiere a medida que sea
necesario.
ntonces comien!a el avance del descapote en la capa superior para iniciar
la explotación y proceder con el programa, as' el descapote y minado contin/an de
manera conjunta, manteniendo los planes de minado a corto y largo pla!o.
A pesar del alto grado de mecani!ación y movilidad requerida, el dise#o y
mantenimiento de los caminos de acarreo es particularmente importante en los
tajos, proporcionando acceso a bancos de producción, instalaciones de manejo de
mineral, terrenos y áreas de servicio.
l establecimiento del primer banco y cada banco subsecuente de mineral es
una operación cr'tica. "a entrada inicial se conoce como la apertura de banco. Ce
trata de un prisma de roca en forma de cu#a, que debe ser removido para
establecer una nueva cara de banco.
"os barrenos son ubicados en filas paralelas, en orden descendente de
profundidad, as' cuando son detonados se puede formar una rampa con
inclinación adecuada, del banco mayor al menor. l consumo de explosivos es
mayor que el normal, ya que solo existe una cara libre $Donya, -66+, Donya y
Albarrán, -66;%) el manejo de materiales es obstruido por la inclinación y limitada
maniobrabilidad.
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Ciclo de Operaciones
Eamos a examinar por separado la producción y operaciones auxiliares, ciclos de
descapote y minado.
DescapoteCe aplica para remover la capa superior estéril del depósito mineral y remover
ganga dentro de los l'mites del tajo. "a naturale!a del capote o estéril, determinan
el ciclo de operaciónB si es material no consolidado $suelo ó roca quebrada% el
rompimiento no es requerido) si es consolidado $roca in situ%, se requiere
rompimiento.
ntonces el equipo de manejo de materiales es seleccionado para satisfacer las
condiciones de operación, asumiendo que el tepetate debe ser transportado a
cierta distancia para su vaciado y no puede tirarse en el tajo o en un banco
adyacente de roca estéril. $Atinson -6;8) Caxos, -6;a) Anon, -6;*e%. l ciclo de
operaciones de descapote y el equipo com/nmente utili!ado consiste en lo
siguienteB
• Burrenación: perforadora $roca débil%, sistema rotativo $roca promedio%,sistema percusivo $roca muy dura%.
•
• Voladura: anfo o emulsión $alternativaB rasgadoripeado, si es suelo o rocadébil%, cargado con máquina $cierto volumen% y a mano $bolsas%) encendidoeléctrico o cordón detonante.
•
• Excavación: pala mecánica, cargador frontal, do!er, escrepa $suelo%,draga, cucharón $suelo%.
•
• Acarreo: camión, banda transportadora, do!er, escrepa $suelo%.
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Minado de mineral, carbón y roca
n una mina a cielo abierto, el descapote, minado y el ciclo de operacionespueden tener con frecuencia cierto parecido, esto lo determina la diferencia o
similitud del mineral y el tepetate.
Ci estos métodos tienen semejan!a, entonces el operador de mina tiene ventaja
para emplear el mismo equipo y el mismo ciclo. "a ra!ón de esto, es que el equipo
puede ser intercambiado cuando surjan desarreglos o demanda inesperada de
producción. l ciclo de operaciones de minado y equipo, usualmente consiste en
lo siguienteB
•
Perforación: sistema rotativo $roca promedio%, sistema percusivo $rocadura%, jet piercing $roca dura silicosa%.
• Voladura: anfo o emulsión $alternativaB ripeado) si es carbón o roca débil%) el
cargado y encendido son similares al descapote.• Excavación: pala, cargador frontal, draga, escrepa $arcilla%.• Acarreo: camión, banda transportadora, riel
Extracción (tajos muy inclinados): banda transportadora de alta inclinación,
extracción por botes de manteo, transportador hidráulico.
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Operaciones auxiliares
"as operaciones aqu' son muy similares, sea el descapote del manto o el minado
del mineral) durante la etapa de explotación usualmente consisten en lo siguienteB
1. e!uridad y salud: control de polvo $bancos de producción, caminos de acarreo,
vaciaderos%, disminución de ruidos, prevención de combustión espontánea $s' es
carbón subbituminoso o lignito%.
". #ontrol am$iental: protección del aire y agua, manejo de desperdicios sólidos.
%. #ontrol del suelo: estabilidad del talud $suelo o roca%, control de la erosión
$suelo%.
&. A$astecimiento y distri$ución de ener!'a: subestación eléctrica.
. #ontrol de a!ua e inundación: bombeo y drenaje.
. *is+osición de desec,os: almacenaje y vaciado.-. A$astecimiento de material: almacenaje, entrega de abastos.
. /antenimiento y re+aración: surtido de herramientas.
0. luminación: reflectores portátiles $para operación nocturna%.
12. #omunicación: radio, teléfono $asistido por computadora%.
11. #onstrucción: caminos de acarreo.
1". 3rans+orte de +ersonal: camiones, autobuses.
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Variaciones
*e+endiendo de los factores tecnoló!icos4 !eoló!icos y naturales4 existen al!unas
+osi$les variaciones del minado a cielo a$ierto (5i!ura 1). 6a diferencia esta
+rinci+almente en el dise7o y e8ui+o del tajo9 la ecuencia $sica del desarrollo y
ciclo de o+eraciones es muy similar.
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Estimación del costo
Fomando en cuenta el primer método de minado, sabemos que es de gran
utilidad aprender y aproximar procedimientos para la estimación de costos, que es
aplicable para algunos métodos de explotación.
Guestra aproximación se basa en ciertas relaciones emp'ricas que
prevalecen en operaciones altamente mecani!adas de minado superficial, las
cuales pueden ser modificadas para aplicarse también al minado subterráneo
mecani!ado. "a terminolog'a del costo, es la siguienteB
A H productividad promedio en tc $t%=empleadoturno.
I H relación estimada del costo de labor para costos de operación.
& H relación estimada del costo de propiedad a costos de operación.
CJ+H relación total de descapote en tc=tc $t=t%) convertir de yd8=tc a $m8=t%.
Entonces:&osto unitario de trabajo=fc $t% H &PF por turno, incluyendo prestaciones=A
0onde &PF es el costo promedio de trabajo estimado
&osto de operación=te $t% B costo unitario de trabajo por tc $t%=I
&osto de explotación=tc $t% H costo de operación K $- L &%
xplotación directa L costo del descapote=tc $t% H costo de explotación K $- L
CJo%
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Tiempo de carga y acarreo
Fiempo de ciclo de transporte $F&t.%B
&orresponde a la suma de los tiempos de las maniobras que reali!a la
máquina de transporte para completar un ciclo.
Fiempo de carga $Fc.%B l tiempo de carga depende del n/mero de paladas
necesarias para llenar la capacidad del camión $o unidad de transporte%. Ce puede
calcular mediante los siguientes pasosB
-. &alcular el n/mero de paladasB esto mediante la siguiente formula y su
resultado se redondea al entero superiorB
GM de paladas H &tt=N&c x O"b x Oe x 03is
0óndeB &ttB &apacidad nominal del equipo de transporte $ton%.
&cB &apacidad de la pala del equipo de cargu'o $m8%.
O"bB Oactor de llenado del balde $:%,
03isB 0ensidad del material in situ $ton=m8%.
<. &alcular el Fiempo de carga $Fc%B corresponde al tiempo de cargu'o del
equipo y se calcula seg/n la fórmulaB
Fc H GM de paladas x F&c
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Bibliografía
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<avier =odr'!ue> Pardo ("220). Vienen +or el oro4 vienen +or todo. Buenos Aires : 5undación
#entro de nte!ración4 #omunicación4 #ultura y ociedad (1? edición).
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