PREPARACION GENERAL DE UNA MINA A TAJO ABIERTO ASIGNATURA: METODOS DE EXPLOTACION MINERA

Transcripción

1 PREPARACION GENERAL DE UNA MINA A TAJO ABIERTO ASIGNATURA: METODOS DE EXPLOTACION MINERA

2 CONTENIDO Terminología usada en minería superficial. Parámetros de diseño. Yacimientos aparentes para su aplicación. Ejemplos de minados a tajo abierto en la región y en el país. Índices de la gestión de producción. Factores del medio ambiente y seguridad. Costo de minado en general. Valor del mineral y el costo de minado.

3 INTRODUCCION Alta productividad Mayor concentración de operaciones y gestión mas sencilla de recursos humanos y materiales Mayor producción por explotación Menor inversión por tonelada producida Menores costes de operación por tonelada extraída Posibilidad de explotar con ratios de desmonte altos y yacimientos de baja ley Mejor conocimiento geológico del yacimiento. Menor limitación en el tamaño y peso de las maquinas

4 Etapas en la estimación de las reservas explotables DATOS GEOLOGICOS TECNICAS DE INTERPOLACION CRITERIOS ECONOMICOS CRITERIOS GEOTECNICOS OPERATIVOS Y AMBIENTALES OPTIMIZACION ECONOMICA MODELO GEOLOGICO O INVENTARIO MINERAL MODELO ECONOMICO DISEÑO DE LA EXPLOTACION EVALUACION DE LAS RESERVAS EXPLOTABLES 1. GEOMETRIA 2. GEOESTADISTICA OTRAS 1. PRECIOS PREVISTOS 2. COSTES MINEROS 3. RENDIMIENTOS 4. OTROS 1. ANGULOS DE TALUDES 2. ANCHURAS MINIMAS 3. DISEÑO DE PISTAS 4. RATIO MEDIO 5. OTROS 1. LEY DE CORTE 2. RATIO LIMITE 3. RECUPERACION 4. DILUCION 5. OTROS

5 CRITERIOS PARA EL DISEÑO DEL HUECO FINAL DE EXPLOTACION En el momento de proyectar una mina a cielo abierto se deben de tener en cuenta cuatro grupos de parámetros: Geométricos.- Función de la estructura y morfología del yacimiento, pendiente del terreno, limites de propiedad, etc. Geotécnicos.- Dependientes de los ángulos máximos estables de los taludes en cada uno de los dominios estructurales en que se haya dividido el yacimiento. Operativos.- Dimensiones necesarias para que la maquinaria empleada trabaje en condiciones adecuadas de eficiencia y seguridad: alturas de banco, anchuras de berma y pistas, anchuras de fondo, etc. Medioambientales.- Aquellos que permiten la ocultación a las vistas de los huecos o escombreras, faciliten la restauración de los terrenos o la reducción de ciertos impactos ambientales.

6 Terminología empleada en una mina a cielo abierto BERMAS LIMITES BANCO Son FINALES aquellas Es DE LA modulo plataformas MINA Son o escalón aquellas horizontales comprendido situaciones existentes espaciales entre en dos hasta los niveles limites las que que de llegan la constituyen explotación las excavaciones. la sobre rebanada que se explota de estéril o Los El taludes limite mineral horizontal finales, y que que determina es coadyuvan objeto el fondo de excavación a final mejorar de la la explotación desde estabilidad un punto y los de limites un del talud espacio laterales y las hasta los condiciones taludes una posición finales de de seguridad. final la misma preestablecida El intervalo de ALTURA las bermas DE BANCO y su anchura, Es la distancia asi como vertical el ángulo entre del dos talud, niveles se o, establecen lo que es por condiciones geotécnicos Y de seguridad igual, y, en desde ocasiones, el pie de por banco consideraciones hasta la parte operativas mas alta si o se cabeza utilizan del como mismo pistas de transporte TALUD TALUD DE TRABAJO DEL BANCO Es el Es ángulo el ángulo determinado delimitado por entre los la pies horizontal de los bancos y la línea entre de los máxima Cuales Pendiente se encuentra de la cara alguno del de banco los tajos o plataformas de trabajo. Es pues una Pendiente provisional de la excavación. ALTURA DE BANCO BERMA TALUD DE BANCO TALUD DE TRABAJO FONDO DE EXPLOTACION TALUD FINAL TALUD FINAL DE EXPLOTACION Es el ángulo de talud estable delimitado por la horizontal y la línea que une el pie del banco inferior y la del superior

7 CRITERIOS PARA EL DISEÑO DEL HUECO FINAL DE EXPLOTACION CRITERIOS ECONOMICOS CRITERIOS OPERATIVOS Altura de banco RATIOS ECONOMICOS RATIOS GEOMETRICOS Anchura de tajo Ratio limite económico Ratio medio económico Ratio medio o global Ratio incremental Ratio temporal Angulo de cara de banco Bermas Pistas y rampas

8 RATIOS ECONOMICOS Ratio Limite Económico Es la relación máxima de estéril a mineral útil hasta la que puede extraerse una tonelada o metro cubico de este, manteniéndose un beneficio mínimo previamente fijado. Esto implica que cada unidad de mineral arrancado produce un beneficio igual o mayor al beneficio mínimo aceptable. Si una explotación a cielo abierto se diseña de acuerdo al ratio límite económico, todas las toneladas extraídas tendrán beneficio, salvo la última.

9 RATIOS ECONOMICOS Ratio Medio Económico Es la relación global entre todo el volumen de estéril y todo el tonelaje de mineral que es extraído con un beneficio medio por unidad de este. Esto significa que algunas unidades de mineral son arrancadas a un ratio bajo y, por tanto, dan un alto beneficio. Parte de este beneficio pasa a compensar los gastos de desmonte de mineral que se extrae a un ratio alto y que produce, individualmente perdidas (figura 8.4) Si una explotación a cielo abierto se diseña de acuerdo al Ratio Medio Económico, no todas las toneladas tendrán beneficio. Este criterio permite recuperar más mineral y alargar la vida de la explotación.

10 CRITERIOS OPERATIVOS Altura de banco La altura de banco se establece, en general, a partir de las dimensiones de los equipos de perforación, de los de carga y de las características del macizo rocoso

11 CRITERIOS OPERATIVOS Anchura de tajo Se define como anchura mínima de banco de trabajo la suma de los espacios necesarios para el movimiento de la maquinaria que trabaja en ellos simultáneamente.

12 CRITERIOS OPERATIVOS angulo de cara de banco En cuanto al ángulo de la cara del banco, es función de dos factores: Tipo de material Altura de banco Cuanto mas coherente y mas bajo sea el banco, mas vertical puede ser la cara del mismo y, por el contrario, Cuanto mas suelto y alto, mas tendido sera el banco Es función, pues, de las características estructurales y resistentes de los materiales y deberá ser determinado geo mecánicamente ANGULO DE CARA DE BANCO

13 CRITERIOS OPERATIVOS Bermas Las bermas se utilizan como áreas de protección, al defender y almacenar los materiales que puedan desprenderse de los frentes de los bancos superiores (figura 8.9), también como plataformas de acceso o, incluso, transporte, en el talud de una excavación

14 CRITERIOS OPERATIVOS Pistas y rampas Las pistas son los caminos por los cuales se realiza el transporte habitual de materiales dentro de la explotación, es decir por donde circulan las unidades de acarreo. Tambien existen rampas, que se utilizan exclusivamente como acceso a los tajos de las maquinas que realizan el arranque y su servicio es esporadico

15 CRITERIOS OPERATIVOS Pistas y rampas

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17 Yacimientos aparentes para su aplicación No necesariamente explotaremos rajos en cuerpos o yacimientos masivos, que aunque su geometría por lo general muestra cierta tendencia en una dirección, siempre la relación entre el largo del rajo y su propio ancho es pequeña (1 a 2). En el caso que se tengan yacimientos con distintas geometrías, se pueden observar algunas características, que detallaremos a continuación. En general definir la extracción o no del mineral sigue siendo un problema económico, basado en los modelos de costos disponibles y en la política de definición de leyes de corte y relación estéril y mineral, la geometría será la que analizaremos suponiendo que en cada caso la explotación es económicamente factible.

18 Yacimientos tipo manto En minas a cielo/rajo abierto, se realiza un trabajo llamado pre-stripping, que consiste en extraer la roca sin valor comercial (estéril) que está cubriendo las reservas minerales.

19 Manto horizontal

20 Manto inclinado

21 Manto inclinado Topografía desfavorable Topografía favorable

22 Manto inclinado Topografía horizontal

23 Sistemas de mantos horizontales

24 Sistemas de mantos horizontales

25 Sistemas de mantos inclinados

26 Sistemas de mantos inclinados Topografía desfavorable Topografía favorable

27 Manto inclinado Topografía horizontal

28 YACIMIENTOS TIPO VETA VETA VERTICAL

29 YACIMIENTOS TIPO VETA VETA INCLINADA Topografía desfavorable Topografía favorable

30 SISTEMAS DE VETAS VETAS VERTICALES

31 SISTEMAS DE VETAS VETA INCLINADA Topografía desfavorable Topografía favorable

32 SISTEMAS DE VETAS Veta vertical Veta inclinada

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35 CHUQUICAMATA Esta mina a tajo abierto, es reconocida en todo el mundo por su importante faena en la extracción del cobre, labor que es anterior a la dominación del Imperio Inca en el territorio. Su tarea industrial data de 1882, aunque fue en 1911 cuando se refina la construcción del mineral producto de inversiones norteamericanas, alcanzando actualmente 630 mil toneladas de cobre fino al año. La Mina de Chuquicamata pertenece a la Corporación del Cobre (Codelco), principal empresa chilena en la minería metálica, y es la más grande del mundo con una forma elíptica que comprende enormes dimensiones de 4,3 kilómetros de largo, 3 kilómetros de ancho y 800 metros de profundidad. El yacimiento cuenta con un mirador para los visitantes, quienes también pueden acceder a observar los procedimientos de fundición del cobre.

36 CHUQUICAMATA Sus bordes escalonados son bancos de explotación, con caminos que bajan al fondo de la mina. En estos bancos se extrae la roca mediante el uso de explosivos y maquinaria pesada. Diariamente, se obtienen más de toneladas de la mina Chuquicamata, de las cuales cerca de contienen metales. El resto del material corresponde al estéril que se amontona en diferentes sectores, formando enormes cerros de una altura superior a los 120 metros. Por el tajo de esta mina circulan los 86 camiones de alto tonelaje, con neumáticos de más de cuatro metros de diámetro; cada uno es capaz de cargar entre 330 a 360 toneladas cortas.

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38 MINERA ALUMBRERA Catamarca, Republica de Argentina El yacimiento minero Bajo de la Alumbrera se encuentra en la provincia de Catamarca, en el departamento de Belén, a unos 150 km. al noroeste de la ciudad de Andalgalá La mina produce concentrados minerales de cobre y oro y metal doré a cielo abierto. Los costos de producción son cuatro veces inferior que en otras regiones según los estándares internacionales. Alumbrera es la explotación de oro más grande de la Argentina. Mediante procesos de trituración, molienda y flotación en gran escala produce anualmente unas toneladas de concentrados que contienen toneladas de cobre y onzas de oro.

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41 CERREJON MINA Ubicada entre los municipios de Albania, Barrancas y Hatonuevo, en La Guajira, posee recursos estimados en millones de toneladas de carbón. En ella se desarrollan las actividades diarias de producción de carbón, mantenimiento de los equipos de minería y servicio de soporte a la operación. Cuenta con varios tajos operativos: Patilla, Tabaco, La Puente, Oreganal, Tajo 100 y Comuneros. Los equipos y la maquinaria empleados en la operación están entre los de mayor tamaño y capacidad en su tipo: más de 240 camiones de 320, 240 y 190 toneladas de capacidad. Cerrejón utiliza tecnología de última generación en la operación y mantenimiento de los equipos de minería, las tolvas de recibo, las plantas trituradoras, las bandas trasportadoras y los dos silos.

42 MINA CUAJONE - PERU

43 Cobre trabajando por el Perú GERENCIA MINA CUAJONE

44 PLANO DE UBICACION N 16 AREQUIPA PUNO AMERICA DEL SUR PERU 17 MINA CUAJONE Dpto. MOQUEGUA Provincia Mariscal Nieto Distrito Torata Latitud : 17º02 Longitud :70º msnm PERU 17 MOQUEGUA Smelter Refinery ILO CUAJONE TACNA DPTO. DE MOQUEGUA TOQUEPALA

45 La minería en el MINA Sur CUAJONE Peruano Proyecto: Derivación Historia Río Torata QUEBRADA CHUNTACALA Cuajone (Moquegua) Fue inaugurada en El tajo mide 2,000 metros de ancho, 2,300 mts. de largo y 750 mts de profundidad. Tiene reservas minerales por 1,242 millones de TM. 1988

46 La minería en el MINA Sur CUAJONE Peruano Proyecto: PROCESO Derivación PRODUCTIVO Río Torata DE MINADO PERFORACION 2 P&H 120A 1 P&H 100XP CARGUIO 2 P&H 4100 Pala, 56 YC 1 P&H 2800 Pala, 42 YC 2 P&H 2100 Pala, 15 YC 1 LT 1800 Cargador, 33 YC BOTADEROS DE DESMONTE Y OXIDOS TOLVAS ACARREO 18 Dresser 830E Volquetes, 218 TM 8 Cat 793C Volquetes, 231 TM CHANCADORA PRIMARIA TRENES 6 Convoys: 1 Locomotora (Control Remoto) 17 Vagones, 77 TM BOTADERO DESMONTE

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48 Concepto de gestión de producción La gestión de la producción es el conjunto de decisiones de la dirección orientada a conseguir la mayor eficacia y eficiencia del sistema de producción o lo que quiere decir que es la consecución de los resultados previstos con el mínimo costo.

49 Producción Es la creación de bienes y/o servicios (productos acabados) a partir de factores de otros bienes (factores de producción), todo esto motivado por el hecho de que los productos tienen una utilidad superior a la de los factores.

50 Gestión Según Companys Pascual (1989), habitualmente se asocia el concepto de gestión (management), al conjunto planificación, organización y control, donde La Planificación es el establecimiento o formulación de objetivos y de las líneas de acción para alcanzarlo, Organización a la estructuración de tareas, distribución de responsabilidades y autoridad, dirección de personas y coordinación de esfuerzos para dirigirlos hacia la consecución de los objetivos y Control para garantizar que los resultados y rendimientos obtenidos se encuentren dentro del intervalo marcado y para tomar las medidas correctoras necesarias en caso de desviaciones significativas.

51 Capacidad de producción Es la capacidad de producción de la empresa, dependiendo de la demanda, éstas implican una producción determinada que se podrá medir en toneladas, unidades, horas, máquinas, personal, etc. Si la mina no produce suficiente para hacer trabajar toda la capacidad tendrá un excedente improductivo, en cambio si la mina produce "demasiado" puede resultar difícil adaptar la capacidad de producción en un breve intervalo de tiempo y se pueden perder oportunidades y clientes. Cuanto mayor capacidad de producción implica mayor inversión financiera que queda inmovilizada en la empresa (tajeos, mina, planta, otros).

52 Planificación de las operaciones Esta es la fase que consiste en gestionar las distintas unidades de producción: máquinas, personas, horas, insumos, etc. para atender los pedidos recibidos. Existen diversos sistemas de planificación de la producción y, aquí, juega un papel importante la experiencia del emprendedor en la organización de las operaciones.

53 La tecnología La tecnología ya no puede separarse de la minería si es que esta industria pretende seguir creciendo y siendo rentable en el futuro. Hoy, la digitalización en una serie de procesos es básica, lo mismo que la automatización de funciones y el monitoreo a distancia de maquinarias y equipos. La tecnología ha pasado a ocupar el corazón del negocio minero.

54 MINA CUAJONE Sistema de GPS El GPS es un sistema de ubicación, que complementado con otros sistemas, hace posible obtener un trabajo eficiente. El GPS no necesita visibilidad Obtención de información en tiempo real NIVEL 3160 Resultados son inmediatos

55 Inventarios En una empresa se mantienen stocks en el almacén de materias primas y otros productos que se necesitan para la producción. Sin embargo mantener un inventario para facilitar la producción implica sostener una determinada inversión financiera inmovilizada y, por tanto, apartada de otros usos en la empresa. Como sucede con la capacidad de producción, la "capacidad de almacenaje" también requiere de una gestión lo más adecuada posible, tratando de reducir al mínimo la inversión en inventarios pero sin poner en peligro el ritmo de producción por una eventual falta de material.

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57 Factores del medio ambiente FACTORES ABIOTICOS Todos los factores químico-físicos del ambiente son llamados factores abióticos (de a, "sin", y bio, "vida). Los factores abióticos más conspicuos son la precipitación (lluvia más nevadas) y temperatura; todos sabemos que estos factores varían grandemente de un lugar a otro, pero las variaciones pueden ser aún mucho más importantes de lo que normalmente reconocemos.

58 Factores del medio ambiente FACTORES BIOTICOS Los factores bióticos son los seres vivos de un ecosistema que sobreviven. Pueden referirse a la flora, la fauna, los humanos de un lugar y sus interacciones. Los individuos deben tener comportamiento y características fisiológicas específicas que permitan su supervivencia y su reproducción en un ambiente definido. La condición de compartir un ambiente engendra una competencia entre las especies, dada por el alimento, el espacio, etc.

59 Factores del medio ambiente ECOSISTEMA Un ecosistema es un sistema natural que está formado por un conjunto de organismos vivos (biocenosis) y el medio físico donde se relacionan (biotopo). Un ecosistema es una unidad compuesta de organismos interdependientes que comparten el mismo hábitat.

60 Cuadro sinóptico de factores del medio ambiente ECOSISTEMA VIRUS ALGAS BACTERI AS HONGOS MINERALES DE SUELO MICRO ORGANISM OS AIRE VIENTO ABIOTICO BIOTICO AGUA LUZ CALOR ANIMALES PLANTAS

61 Factores de seguridad HIGIENE Y SEGURIDAD INDUSTRIAL MINERA Se entiende por higiene y seguridad industrial minera al conjunto de medidas técnicas destinadas a conservar, tanto la vida como la integridad física de los trabajadores y mantener los materiales, maquinarias e instalaciones en las mejores condiciones de servicio y productividad posibles

62 Factores de seguridad HIGIENE INDUSTRIAL Es una ciencia y un arte que tiene por objeto el reconocimiento, evaluación y control de aquellos factores ambientales que se originan en el lugar de trabajo que pueden causar: Enfermedades ocasionadas por la exposición al polvo, gases, ruido, etc. Perjudicar la salud o el bienestar de los trabajadores. Crear algún malestar significativo entre los trabajadores

63 Factores de seguridad SEGURIDAD MINERA La seguridad minera permite estudiar, analizar y aplicar los medios necesarios para proteger: La vida y la salud de las personas La estabilidad del macizo rocoso Protección de las instalaciones minera

64 Factores que influyen en la seguridad GEOLOGIC OS FACTORES QUE INFLUYEN EN LA SEGURIDAD TECNICOS HUMANO

65 FACTORES GEOLOGICOS Todos los factores geologicos van juntos por lo Tanto perjudican y dificultan en alguna medida el trabajo del minero. Ellos son aspectos Tectonicos, petrograficos, la composicion mineralogica Del mineral y de la caja, asuntos de calidad Sobre todo las propiedades fisicas de las rocas, etc.

66 FACTORES TECNICOS

67 FACTORES HUMANOS Para trabajar en minería deben ser seleccionadas solamente personas adecuadas Esto no solo es cuestión de constitución física o capacidad de trabajo Los reglamentos pertinentes de empresa Minera establecen condiciones especiales Para la contratación de trabajadores para su labor en minería Y que todos deben cumplirlas

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69 SEGURIDAD EN LOS ACCESOS Y VIAS En las operaciones mineras a cielo abierto uno de los principales peligros es trabajar en los accesos y vías. Por ello, es necesario mantener los siguientes controles: El diseño adecuado de la altura de bancos, gradientes y ancho de rampas, talud de operación y talud final de los bancos, altura mínima de bermas de seguridad ubicación de botaderos y pilas de mineral, condiciones de transito de equipos y personal.

70 SEGURIDAD EN LOS ACCESOS Y VIAS Las gradientes de las rampas no deben ser mayores de 12%. Construir rampas o vías amplias de no menos 3 veces el ancho del vehículo más grande de la mina, en vías de doble sentido; y no menos de 2 veces de ancho en vías de un solo sentido. De no ser posible, se diseñara vías del ancho de la maquinaria más grande de la mina mas 20% de espacio para la cuneta y mantener la altura del diseño en función a la maquinaria.

71 1 SEGURIDAD EN LOS ACCESOS Y VIAS Espacios laterales de alivio, para dar pase ala maquinaria o vehículos que circulen en sentido contrario. Berma de seguridad no menos de ¾ partes de la altura de la llanta más grande de los vehículos que circulan por los caminos.

72 1 SEGURIDAD EN LOS ACCESOS Y VIAS Las carreteras deben mantenerse permanentemente regadas y las cunetas limpias. Las vías de circulación deben señalizarse adecuadamente con material reflectivo de alta intensidad, especialmente en las curvas.

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74 2 ACERCAMIENTO DE PERSONAS A MAQUINAS Y EQUIPOS Si usted va a ingresar a una área donde se encuentren trabajando equipos livianos o pesados recuerde. Informar su ingreso al supervisor del área vía radio o personalmente. Recuerde que si usted no avisa su ingreso puede ser atropellado por una maquina. Si se encuentra en un vehículo coloque una pertiga cuya altura se a tal que el operador del equipo mas grande pueda notar su presencia desde su cabina.

75 2 ACERCAMIENTO DE PERSONAS A MAQUINAS Y EQUIPOS Si usted va a ingresar a una área donde se encuentren trabajando equipos livianos o pesados recuerde. Si se encuentra a pie. Use chaleco reflectivo, verifique que las cintas sean adecuadas aun cuando no haya iluminación adecuada, neblina o noche. Si se encuentra en una unidad móvil, recuerde respetar las velocidades máximas.

76 2 RECUERDE: LA PRIORIDAD LO TIENE SIEMPRE UN VEHICULO GIGANTE SOLO HAY UNA EXCEPCION LA AMBULANCIA. Si esta de pie establezca contacto visual con el operador del equipo. El contacto deberá hacerse desde un lugar seguro. Para acercarse al equipo espere que la maquina se detenga y el operador ahí Ud. puede acercarse.

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78 Costo de minado en general Existen diferentes tipos de costos que incurren en una operación minera. Además hay varias maneras que pueden ser reportadas. Tres categorías de costos pueden ser: a) Costo de Capital, b) Costo Operativo y c) Costo General y Administrativo (G&A).

79 Costo de minado en general El costo de capital en este caso puede referirse a la inversión requerida por la mina y la planta Los costos operativos pueden reflejarse en la perforación, voladura, etc. Normalmente estos costos son incurridos en $/ton.

80 Costo de minado en general El costo General y Administrativo (G&A)puede ser cargado anualmente y puede incluir uno o algunos de los siguientes puntos: Supervisión de área; Supervisor de mina; Beneficio de empleados; Gastos de oficina en mina; Gastos de la oficina de gerencia; Bombas; Desarrollo de perforación; Seguros; Depreciación de la planta.

81 Costo de minado en general os costos de capital y G&A pueden ser convertidos a $/ton al igual que el costo de operación, estos costos pueden convertirse en: Costo de propiedad; Costo de producción; Costos generales de administración.

82 Costo de minado en general El costo de operación puede verse a través de diferentes unidades de operación: Perforación, Voladura, Carguío, Transporte, Otros. En la categoría de otros puede incluirse mantenimiento de vías, mantenimiento del botadero, bombeo, molienda, etc. Algunas minas incluyen los costos de mantenimiento juntos con el costo de operaciones, otros lo incluyen dentro de los costos de G&A.

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