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DESARROLLO DE MINERÍA A CIELO ABIERTO

INTEGRANTES: Bazán Dávila Karol Chávez Luna Hillary Quiliche Mantilla Ruth López Ramírez Aarón Sánchez Cotrina Eduardo Valdivia Delgadillo Noelia Vásquez Pérez Guadalupe

DOCENTE: Armando Bohórquez

Huara.

Definición.Se llaman minas a cielo abierto, a las explotaciones mineras que se desarrollan 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. Estos materiales se denominan, genéricamente, estéril, mientras que a la formación a explotar se le llama mineral.

DESARROLLO DE MINERÍA A CIELO ABIERTO

Las minas a cielo abierto son económicamente rentables cuando los yacimientos se encuentran cerca de la superficie.

Minera Yanacocha a cielo abierto - Cajamarca

PLANIFICACIÓN

MINERA A CIELO

ABIERTO

PLANEAMIENTO

El planeamiento de una mina a cielo abierto debe correlacionar todas las fases de una operación minera, determinando la bondad económica del yacimiento e indicando una secuencia de ejecución apropiada. Hay que tener en cuenta que los factores a considerar para este propósito, son numerosos y deben reflejar las características y condiciones limitantes con respecto a un yacimiento particular.

Estrategia y contexto de la industria.

Marketing (volumen, calidad y precio)

Seguridad y cuidado del medio ambiente

Diseño de minado

Programación de la producción

Gerencia de la mina

Plan de cierre de la mina

PLANIFICACIÓN MINERA A CIELO ABIERTO

Diseño Minero de Rajo Abierto


SONDAJES MODELO DE COSTOS

MODELO GEOLÓGICO

ESTUDIO GEOMECÁNICO

MODELO DE BLOQUE

EQUIPOS

PLANIFICACIÓN MINERA

LEYES: L Corte L Media


EL PROCESO DE PLANIFICACION

Modelo deRecursos Envolvente

Económico Diseño Minero Secuencia de

ExtracciónPrograma de Producción

Evaluación

Retroalimentación del Sistema Productivo a las funciones de planificación


MODELO DE RECURSOS

Generalmente representado por un modelo de bloques.

Contiene propiedades físicas de la roca.

Posición Densidad Tipo de Roca Mineralización Leyes Impurezas Recuperación Metal


CATEGORIZACIÓN DE RECURSOS


INVENTARIO DE RECURSOS

-

500

1,000

1,500

2,000

2,500

3,000

3,500

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9 1

1.1

1.2

1.3

1.4

Lc

Tone

laje

(mt)

0.000.200.400.600.801.001.201.401.601.80

Ley

Med

ia

Au (ppm)

%Cu


VALORIZACIÓN


V = (P-Cf)*L*R*T-T*C

T = tonelaje del bloque (t) R = recuperación del bloque (metalurgia + Minería) P = precio del producto ($/lb) L = ley (concentración del producto) (%) Cf = costo de refinación ($/lb) C = Costo de producción (Mina +Procesamiento) ($/t)

v(T,R,P,L,C)

VALORIZACIÓN ECONÓMICA


Ingresos:

– Tonelajes– Leyes– Recuperaciones– Precio del producto

Costos:

– Costos de minería– Costos de procesamiento– Costos de metalurgia– Costos generales

COSTOS DE EXTRACCIÓN


COSTOS DE CONCENTRACIÓN

• Perforación• Tronadura• Carguío• Transporte• Mantención de los caminos• Botaderos• Bombeo de aguas• Costos general de la mina• Amortización y depreciación

• Movimiento desde stockpile• Molienda• Flotación• Espesadores• Filtración• Secadores• Costos generales de la planta

de concentración• Amortización y depreciación

COSTOS DE FUNDICIÓN Y REFINACIÓN


VALOR DE CORTE

• Transporte del concentrado• Costos generales de fundición y

refinería• Amortización y depreciación• Perdidas de la fundición y

refinería• Transporte del cobre blíster• Créditos y cargos de la

fundición

Si • v > 0, bloque potencialmente

económico• V = 0, bloque neutro• v <0, bloque estéril

V = (P-Cf)*Lc*R*T-T*C = 0 Lc = C/((P-Cf)*R)

ENVOLVENTE ECONÓMICA


Cuerpo Mineralizado o Mena

Roca de Caja

DISEÑO MINERO


DEFINICION DE UBMs


oUBMs unidad básica minera

oEs función del nivel de selectividad a aplicar en la explotación de un yacimiento.

oA mayor tamaño de UBMs generalmente el costo de producción disminuye.

oEn minería a cielo abierto se reflejará en el tamaño de las fases.

Caseroneo

Block Caving

SECCIÓN VERTICAL MINA RAJO ABIERTO


A mayor UBM: menor costo pero menor flexibilidad

MÉTODO DE EXPLOTACIÓN


MINERÍA A CIELO ABIERTO


Generalmente aplicado a yacimientos de baja ley y superficiales.

Ritmo de producción >20,000 Tpd

Moderadamente selectivo ya que posee la facilidad de vaciar el estéril en botaderos.

DESAFÍOS EN EL DISEÑOPLANIFICACIÓN MINERA A

CIELO ABIERTO

Manejo de la razón estéril/mineral y su evolución en el tiempo.

Ubicación de las rampas de acceso y producción.

Diseño de las flotas de equipos.

Estabilidad de las paredes del rajo.

PARÁMETROS UTILIZADOSPLANIFICACIÓN MINERA A

CIELO ABIERTO

Continuidad

Estabilidad: Hundibilidad/ Estabilidad

Distribución de la ley

Dilución planeada y no planeada

Restricciones externas e internas

Ritmo deseado

PARÁMETROS A REPORTAR EN EL DISEÑO


Medición de la Dilución

Recuperación MineraEs el material que se encuentra fuera de la

definición económica de mineral y se incorpora como parte del diseño minero.

Es aquella porción de la envolvente económica que se extrae como parte de un diseño.

PARÁMETROS A REPORTAR EN EL DISEÑO


Utilización ConfiabilidadEl porcentaje de tonelaje que se extrae por día en relación al tonelaje preparado en las diferentes UBMs que componen el sistema minero.

Tiene relación con la probabilidad que un determinado diseño minero opere para producir una determinada cantidad de mineral

100kt

100kt

Producción

10 ktpd

Ore Passes

XcutsDraw Points

RITMO DE PRODUCCIONPLANIFICACIÓN MINERA A

CIELO ABIERTO

Una envolvente de recurso económico da origen a un potencial productivo.

Se define en función de las capacidades de la mina, planta y mercado.

Parámetros a considerar.

A mayor producción menor costo operacional

A mayor producción mayor capital

A mayor producción menor tiempo para recuperar la inversión

DISEÑO DE PITS

DISEÑO DE PITS

El diseño es una de las actividades más importantes en el estudio técnico económico de un proyecto minero, pues no solo nos proporcionará las reservas económicas a explotar, sino la forma de la mina al final de su vida en cada banco de explotación, la pendiente de los taludes en diferentes niveles, el tonelaje de material estéril a extraer, la ubicación del tonelaje y ley que suministrará la mayor rentabilidad.

Consideramos importante en esta parte introducir el concepto de optimalidad que involucra el aplicar un algoritmo de diseño de minas mediante alguno de los software disponibles en el mercado.

Secuencia para llegar a reservas

DISEÑO DE PITS

En el gráfico se observan bloques seleccionados encima de la topografía del tajo diseñado y debajo de ésta se observan los bloques que no son posibles de extraer, ya sea por estar más profundos o de menor ley, que no pagan su extracción.

Tajo con bloques seleccionados

PARÁMETROS DE DISEÑODISEÑO DE PITS

Geométricos: Función de la estructura y morfología del yacimiento, límites de la propiedad, etc.

Geotécnicos: Ángulos máximos de estabilidad de taludes, bancos, bermas, etc.

Operativos: Área segura y necesaria para operación de máquinas, dimensiones de caminos, pistas, etc.

Medioambientales: Reducción de impacto negativo, escombreras, recuperación de terrenos, etc.

SELECCIÓN DE MAQUINARIA DE

MINA A CIELO ABIERTO

Dragalina.

SELECCIÓN DE MAQUINARIA

EQUIPO DE ARRANQUE (TUMBE)

Se entiende el conjunto de operaciones necesarias para separar la roca del macizo rocoso donde se encuentra. Las máquinas que se utilizan para el arranque son:

Pala Excavadora. Rotopalas

Dragalina.



Es una excavadora accionada por cables, compuesta por una pluma de grúa, con una polea de guía en su pie y un balde o cucharón de arrastre unido a la máquina solamente por cables. La máquina así dispuesta arrastra hacia sí el balde que ha lanzado y se va llenando a medida que es arrastrado, tirando de él la máquina y se vacía automáticamente en el momento en que se suelta el cable de dragado.

Peso: 93 900 - 95 000 kg. Longitud de la pluma: 71,9 a 73,2 m

PlumaBalde

Pala Excavadora



Se denomina pala excavadora a una máquina autopropulsada, sobre neumáticos u orugas, con una estructura capaz de girar al menos 360º (en un sentido y en otro, y de forma ininterrumpida) que excava terrenos, o carga, eleva, gira y descarga materiales por la acción de la cuchara, fijada a un conjunto formada por pluma y brazo o balancín, sin que la estructura portante o chasis se desplace. Peso: 36 – 90 T.M.

Cuchara

Tren de Rodaje

Pluma

Brazo

Cabina

Cilindro Brazo

Cilindro

Cuchara

Rotopala



Es una máquina de producción continua en la que las funciones de arranque, carga y transporte, dentro de ella están separadas, siendo realizadas las dos primeras por el rodete y la última por un sistema de cintas transportadoras.Para una producción dada, las Rotopalas son más pequeñas que las dragalinas o las excavadoras en donde el material excavado puede ser descargado sobre camiones, vagones o cintas transportadoras. Capacidad de recogida: de 500 hasta 20.000 t/hLongitud de brazo: de 25 hasta 60 m.

Brazo de Rodete

Rodete

EQUIPO DE CARGA (REZAGADO)

Palas Hidráulicas

Por carga se entiende la recogida de la roca arrancada del suelo, y su traslado hasta un medio de transporte. Así, por ejemplo, una pala excavadora utiliza su cuchara para excavar y cargar.

Palas Cargadoras

Palas de Cable

Eléctricas

Palas hidráulicas Las palas hidráulicas son utilizadas en la excavación de la tierra y el carguío de camiones o volquetes. Estos equipos son capaces de excavar en todo tipo de terrenos, excepto roca sólida, sin necesidad de encontrarse en estado suelto.

Estas palas pueden estar montadas en tractores sobre orugas; en tractores sobre ruedas , dependiendo si los terrenos son suaves o firmes .


Palas Cargadoras Cucharon

Brazo de CargaSon máquinas autopropulsadas, con

un sistema de brazos articulados, provisto de una pala capaz de excavar mediante su desplazamiento y el movimiento de los brazos así como de transportar, elevar y descargar el material. Encontramos diversos tipos: de tipo frontal, de tipo retroexcavadora, sobre neumáticos, sobre orugas, etcétera.. Máquina con capacidad de carga de 3000 kg.

Pala de Cable Eléctrica

También denominada pala electromecánica, es un tipo de excavadora frontal eléctrica autopropulsada, sobre orugas, que usa cables para accionar el desplazamiento del cucharon.

Son excavadoras cargadoras de mayor tamaño que existen. Las más grandes tienen cucharones de 120 t de capacidad, llegan a tener masas de orden de 1400 toneladas.

Aunque las palas de cables actuales sean eléctricas, han existido palas de cables de propulsión diésel.

EQUIPO DE TRANSPORTE (ACARREO)

El transporte es la operación por la que se traslada el mineral arrancado hasta el exterior de la mina.El transporte dentro de una mina puede ser continuo, discontinuo o una mezcla de ambos.

Camiones Dumper


EQUIPO DE TRANSPORTE (ACARREO)Camión Dumper

Equipo de trabajo de gran capacidad de carga utilizado preferentemente en el transporte de materiales y en operaciones de movimiento de tierra en las obras. Capacidad de Carga: de 24 000 - 39 000 kg. Peso Bruto: 46 500 kg – 70 200 kg.

STRIPPING RATIO (RELACIÓN DE DESBROCHE-DESMONTE)

STRIPPING RATIO

La relación de desbroce se refiere a la cantidad de roca estéril vs mineral (en oposición a la mineralización) o, más precisamente, la cantidad de roca sin valor que tiene que desplazarse para obtener el mineral planeado. Si durante la vida de una mina a cielo abierto se tiene que mover tres toneladas de tierra estéril o roca para extraer una tonelada de mineral planta, su relación de desmonte es de 3:1.

RELACIÓN DE DESBROCHE-DESMONTE

STRIPPING RATIO

Pero en general, si se tiene una relación de desbroce de 1: 1 o menos, es excelente, a menos de 3: 1 es bueno, y 7: 1 o menos puede funcionar si el grado, geometría, transporte, y otros factores son lo suficientemente buenos.

RELACIÓN DE DESBROCHE-DESMONTE

LIMITE FINAL DE

PITS

LIMITE FINAL DE PITS

Ancho Operativo Optimo.

Depende del espacio necesario para que trabaje a dos frentes la combinación de los equipos de carguio y acarreo a ser usados en el proyecto. Para un cargador frontal es necesario 40 metros y para una pala el ancho, mínimo, necesario es de 60 metros.


Ancho de Rampa.

Las pistas de transporte se adaptan a los taludes finales, o en actividad, permitiendo el acceso a diferentes cotas.El ancho de las rampas, según recomendación del Ministerio de Energía y Minas es de 3.5 veces el ancho del camión más grande que transite por dicha rampa.


Altura de Banco.

Es la distancia vertical entre dos niveles, o lo que es lo mismo, desde el pie del banco hasta la parte más alta o cabeza del mismo.La altura del banco se establece, generalmente, a partir de las dimensiones de los equipos de excavación y carga, las características del macizo y las exigencias de selectividad.


Angulo de la cara del banco (BFA).

Es el ángulo que forma la cara de talud de cada banco con la horizontal. Este ángulo, al igual que el IRA (Angulo interrampa), está basado en las alteraciones y estructuras del yacimiento.

DESARROLLO DE MINA A

CIELO ABIERTO

TIPOS DE MINAS A CIELO ABIERTO.

DESARROLLO DE MINA A CIELO ABIERTO

CANTERAS

Las canteras son minas a cielo abierto, generalmente de pequeño tamaño, que explotan materiales que no requieren una concentración posterior, sino, como mucho, una trituración o clasificación por tamaños. Los materiales obtenidos en canteras son los áridos, las rocas industriales y las rocas ornamentales.El esquema típico de explotación es mediante bancos y bermas.

Cantera de mármol en Carrara, Italia



CORTAS

Las cortas son explotaciones tridimensionales de yacimientos que evolucionan en profundidad, generalmente de sustancias metálicas, aunque también existen cortas de carbón.La morfología típica de una corta es similar a un cono invertido.El arranque del mineral y del estéril, sobremanera en las minas metálicas, se realiza generalmente mediante perforación y voladura. La carga se suele efectuar con palas cargadoras y el transporte mediante volquetes. En el caso de las cortas de carbón, el arranque del mismo se realiza mediante palas excavadores o rotopalas.



DESCUBIERTASLas descubiertas son, básicamente, labores bidimensionales que se utilizan en yacimientos horizontales o casi horizontales. De esta manera la explotación se realiza a una cota más o menos constante.La secuencia típica de una explotación por descubierta es: Retirada de la cubierta vegetal; Arranque del recubrimiento; Explotación de la capa; y Restauración

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA MINERÍA A CIELO ABIERTO


Mejor recuperación del volumen de mineral explotable

Planificación más flexible a medida que progresa el tajo.

Los niveles de riesgo en el trabajo disminuyen.

La mecanización no tiene límites en cuanto a las dimensiones de los equipos.

El esfuerzo y las condiciones de seguridad de los trabajadores, mejoran.

La productividad es más alta. Los tonelajes por cada voladura son

mayores. Los problemas de ventilación,

prácticamente no existen. Los costes por tonelada movida son más

bajos.

Ventajas Desventajas

Las inversiones en equipos son cuantiosas, así como las cargas financieras.

El equipo es más sofisticado y necesita de una mano de obra más sofisticada.

Los agentes atmosféricos naturales tienen un fuerte impacto en el desarrollo del trabajo.

Los frentes de trabajo necesitan de una buena organización.

Se generan importantes impactos en el entorno que deben ser corregidos por medio de una restauración, en muchos casos, cara.

TAJEOS CON

PUNTALES

PUNTALES DE MADERA

TAJEOS CON PUNTALES

Este tipo de fortificación se usa cuando una de las paredes y el techo representan un peligro (es el tipo de sostenimiento más común)Se deben colocar siempre en forma perpendicular a las cajas, ósea verticalmente en una abertura para sostener el techo o perpendicularmente al buzamiento de una veta para sostener la caja Techo (en buzamientos echados).

PUNTALES DE MADERA

TAJEOS CON PUNTALES

Se colocan para reforzar echaderos de mineral o construir buzones.

Puntal De Línea

Puntal De SeguridadSirven para sostener cajas inestables. En la caja techo llevan una plantilla de madera para dar una mayor consistencia.

ELBROCTAJEOS CON PUNTALES

Elbroc es la compañía más antigua de apuntalamientos de soporte que ofrece servicios para minas de oro de niveles profundos, activas sísmicamente y para minas de carbón.Durante los últimos años, se dedicaron a la creación del puntal Omni 150 (puntal hidráulico descartable, pero también reusable), del puntal XT 150 (puntal descartable contra fricción) y del puntal TS 90 (soporte hidráulico provisorio para 8t).


Elbroc ha desarrollado el sistema de apuntalamiento RB para utilizarlo como soporte de cámaras de extracción y de paredes largas en minas de carbón para mejorar la seguridad y reducir los costos de producción.Este sistema de apuntalamiento hidráulico, que puede volver a utilizarse, fomenta la prevención de caídas de rocas y controla el daño provocado por el desmoronamiento de rocas en las cámaras de extracción, al mismo tiempo que suministra apoyo durante el uso de explosivos.

Sistema de Apuntalamiento Elbroc RB 80


El puntal hidráulico desechable Omni 150 se desempeña acorde con las directrices de CSIR/NIOSH respecto a condiciones de caídas y desmoronamientos de rocas. Elbroc también fabrica un modelo con vida útil limitada, el cual puede volver a usarse y reinstalarse hasta seis veces, dando como resultado un ahorro importante en costos. Diámetro de 150mm Cubre anchos de hasta 6m de cámaras de extracción Flexibilidad controlada Liviano, de instalación fácil y rápida Carga constante Limita la sobrecarga Resistente bajo condiciones de desmoronamiento de

rocas Si fuera necesario, puede ser reinstalado Puede resistir numerosos fenómenos sísmicos

Puntal Hidráulico OMNI 150

TAJEOS CON SQUARE SET

Denominado también “Cuadros Conjugados”; en el tajeo se disparan, se extraen y entiban pequeños bloques de mineral, antes de proseguir a la siguiente sección. Un square set consiste en dos maderas horizontales y dos verticales generalmente ubicado en ángulo recto. Las maderas horizontales generalmente son llamados sombreros, se denominan avances cuando se ubican en forma perpendicular al frente; las maderas verticales son denominados postes. En los extremos de la madera se hacen muescas a fin de agarrar las maderas adyacentes. Se instalan cuadros sucesivos de madera a fin de completar una estructura celular de soporte.


El método de “Square Set” es aplicable en muchas circunstancias, comúnmente bajo las siguientes condiciones: Recuperación de pilares de alta ley entre los

tajeos de corte y relleno, así como también por encima y debajo de las galería de acceso.

Explotación de cuerpos mineralizados en terreno incompetente, el cual es demasiado estrecho, demasiado plano o demasiado irregular para ser minado por “Block Caving” u otros métodos.

En yacimientos con una potencia mínima de 3 a 3.5m.

TIPOS DE CUADROS


Cuadros

En labores de avance horizontales o sub horizontales, los postes son instalados verticalmente y en labores con buzamiento (en mineral), los postes son instalados en forma perpendicular al buzamiento, de tal manera que el sombrero que de paralelo a las cajas.

TIPOS DE CUADROS


Cuadros cónicosSon usados cuando la mayor presión procede de los hastiales. La diferencia con los cuadros rectos, solo radica en el hecho de que en los cuadros cónicos se reduce la longitud del sombrero, inclinando los postes, de tal manera de formar ángulos de 78° a82° respecto al piso, quedando el cuadro de forma trapezoidal.

TIPOS DE CUADROS


Cuadro cojoEstos están compuestos por

solo un poste y un sombrero. Se utilizan en vetas angostas menores de 3 m de potencia. Su uso permite ganar espacio de trabajo. Pueden ser verticales o inclinados según el buzamiento de la estructura mineralizada. Estos cuadros deben adecuarse a la forma de la excavación para que cada elemento trabaje de acuerdo a las presiones ejercidas por el terreno.

TIPOS DE CUADROS


Conjunto de cuadros Este es un método costos Con baja productividad Utilizado en minerales de alta ley Para una máxima recuperación,

cuando no se pueden utilizar cuadros simples (rectos o cónicos), lo cual ocurre cuando las dimensiones de la estructura mineralizada o de la labor minera superan los 3 m.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL MÉTODOTAJEOS CON SQUARE SET

Gran recuperación, las pérdidas ascienden solamente de 3 a 5%, la dilución del minerales mínimo.

Pueden clasificarse durante la explotación los minerales.

La ganga puede dejarse como relleno o sostenimiento.

Puede arrancarse el mineral incluso cuando la roca de caja es irregular o la veta es propensos a desmoronarse.

Las ramificaciones de la mineralización en las cajas se explotan sin problemas.

Desde las zonas de explotación pueden trazarse con facilidad galerías de exploración y efectuarse sondeos.

Ventajas Desventajas

Costos de extracción muy elevados. Baja productividad. Gran consumo de materiales,

madera. Dificultades en el transporte

motivadas por el gran consumo de materiales.

Peligro de incendios

CLASES DE MADERA EN EL PERU

La madera es un material muy versátil para realizar trabajos de sostenimiento.

Eucalipto Roble Rosado Roble Congona Asta de Venado Estoraque Ulcumano Lagarto

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA MADERA

VentajasDesventajas

Es ligera y fácil de manipularla.

Es económica

Es versátil

La resistencia a la flexión, tensión, compresión depende de la estructura fibrosa y de los defectos de la madera.

La humedad, no es resistente. Los hongos afectan en la humedad con

poca ventilación y la madera se pudre. No es conveniente que la madera

trabaje a la flexión, mejor trabaja a la comprensión paralelo a las fibras.

CONCLUSIÓN En conclusión entre la minería a cielo abierto o a tajo abierto los costes de arranque, excavación y transporte son menores, debido a la posibilidad de emplear maquinaria de mayor tamaño; permite mayor recuperación de las capas, venas o filones; no es necesaria la ventilación, ni el alumbrado, ni el sostenimiento artificial; permite utilizar explosivos de cualquier tipo y las condiciones de seguridad e higiene en el trabajo son mucho mejores.

GRACIAS

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