UNDACINTRODUCCION A LA MINERIA

INTRODUCCIÓN AL CURSO

La Minería es una actividad económica del sector primario representada por la

explotación o extracción de los minerales que se han acumulado en el suelo y

subsuelo en forma de yacimientos. También la minería es considerada como un

conjunto de individuos que se dedican a esta actividad o el conjunto de minas de una

nación o región.

Existe una gran variedad de minerales a explotar, se tiene a los minerales

metálicos, tales como hierro, cobre, plomo, oro, plata, cromo, mercurio, aluminio, entre

otros, los cuales son empleados hoy en día como materias primas básicas para la

fabricación de toda clase de productos industriales.

Los minerales no metálicos como el granito, mármol, arena, arcilla, sal, mica,

cuarzo, esmeralda, zafiro, etc., son usados como materiales de construcción y materia

prima de joyería entre otros usos. Y los de mayor significación en la actualidad son los

minerales energéticos o combustibles, empleados principalmente para generar

energía, tenemos al petróleo, gas natural y carbón o hulla.

La minería es una de las actividades mas antiguas de la humanidad. En las

épocas prehistóricas ya en hombre utilizaba los minerales para la fabricación de sus

herramientas. La minería siempre a constituido en ser uno de los indicadores básicos

de las posibilidades de desarrollo económico de un país, los minerales descubiertos

por el hombre, se le da un valor económico sobresaliente debido a la utilidad que

prestan a la humanidad.

El carbón y el hierro fueron desde finales del siglo XVII las materias primas que

hicieron posible la revolución industrial, y aun hoy siguen constituyendo importantes

recursos mineros en numerosos países, pese al creciente desarrollo de la explotación

de otros metales y fuentes de energía.

En todas ellas se realizan los diversos pasos o fases para la explotación de los

minerales; los cuales son la exploración (localización de yacimientos), extracción,

procesamiento (separar al mineral específico de un compuesto), transporte y

aprovechamiento (emplear el mineral en su uso específico).

CAPITULO I: GENERALIDADES.

1.- CONCEPTOS GENERALES:

1.1.- MINERÍA.- Es una rama de la industria que se ocupa de la búsqueda, extracción,beneficio y venta de los minerales y rocas de rendimiento económico.

1.2.- MINERAL.- Es toda materia inorgánica de origen natural que compone la cortezaterrestre, posee un valor económico y esta constituido por 2 elementos: La mena y laganga. También es una materia inorgánica.

MENA.- Es la parte más valiosa del mineral a partir del cual se puede obtenereconómicamente uno o más metales. Ej.- Chalcopirita, galena, blenda, etc.

GANGA.- Es la parte no valiosa del mineral que siempre esta asociada a laparte rica. Este concepto es relativo puesto que varía de acuerdo al tiempo, lascotizaciones y la ley del mineral. Ej.- Calcita, cuarzo y pirita.

1.3.- DESMONTE.- Es toda materia estéril que no posee ningún valor económico.

1.4.- CLASIFICACION DE LOS MINERALES:

1.4.1.- MINERALES METALICOS:

a) NATIVOS.- Son aquellos que se encuentran en la naturaleza en forma nativa. Ej.-Plata, oro, cobre, plomo, zinc, etc.

b) SULFUROS.- Es la clase más importante de los minerales y comprende la mayoríade las menas. Todo sulfuro tiene azufre. Ej.- Galena (PbS), blenda (ZnS), pirita(S2Fe).

c) NO SULFUROS.- Son los que no tienen azufre, en su composición prima el oxigeno(0). Ej.- Cuprita (Cu2O), malaquita (Fe3O4), etc.

1.4.2.- MINERALES NO METALICOS.- Son aquellos que no sirven para la obtencióndel metal pese a que pueden tener metales en su composición. Ejemplos.

GEMAS Y MINERALES.- Diamante, zafiro, esmeralda, etc.

MINERALES ORNOMETALES.- Caliza, cuarzo, yeso, mármol, malaquita, etc.

MINERALES ABRASIVOS.- Esmeril, el diamante, cuarzo, etc.

MINERALES DE CERAMICA, VIDRIO Y ESMALTE.- Arcilla, cuarzo,fosdesfato, etc.

FERTILIZANTE.- Fosfatos, apatito, nitrato de amonio (NA).

1.5.- ETAPAS DEL TRABAJO MINERO:

1.5.1.- PROSPECCION.- Tiene por objeto la búsqueda y el descubrimiento de cuerposmineralizados mediante labores de trincheras, medias barretas e investigacionesgeofísicas.

CATEO.- Es la búsqueda del mineral utilizando herramientas elementalescomo: Lampa, pico, combo, barrenos, barretillas, etc.

PROSPECCION.- Es la búsqueda del mineral mediante métodos geofísicos,geoquímicos, etc.

1.5.2.- EXPLORACION.- Consiste en determinar las dimensiones, posición, forma,reservas, sus características mineralógicas (color, raya) y petrológicas (tipo de roca),etc. del yacimiento.

1.5.3.- EXPLOTACION.- Consiste en extraer el mineral económico utilizando losdiversos métodos de explotación para posteriormente ser beneficiados en las plantasconcentradoras.

1.6.- YACIMIENTO DE MINERALES (ORE DEPOSIT).- Es un agregado de uno o másminerales que contiene sustancias metálicas aprovechables cualquiera que sea sutamaño o la forma que presenta el conjunto. Los principales yacimientos son:

1.6.1.- VETA O FILON (VEIN).- Es una grieta en la corteza terrestre rellenada conmineral, generalmente inclinada mayor a 30º con desarrollo regular en longitud, anchoy profundidad.

1.6.2.- VETILLAS (LODES).- Son pequeñas vetas o venas muy próxima entre sí quesiguen la misma dirección de una veta.

1.6.3.- HILOS.- Son vetillas muy delgadas que se cruzan entre sí.

1.6.4.- RAMALES (SPLITS).- Son ramificaciones de la veta principal que tienendirección e inclinación diferente y su potencia es menor que la de la veta.

1.6.5.- LENTES.- Son yacimientos de forma lenticular cuya potencia disminuye haciala periferia. El largo de los lentes són de decenas de metros.

1.6.6.- CABALLO (HORSE).- Es la parte estéril de gran tamaños que se presentadentro de la veta generalmente del mismo material de las rocas encajonantes.

1.6.7.- CUERPO (ORE BODY).- Son depósitos grandes irregulares sin forma, nitamaño definido.

1.6.8.- DISEMINACIONES.- Son yacimientos donde los granos de mineral estándispersados dentro de las masas rocosas.

1.6.9.- VETAS EN ROSARIO.- Estas vetas presenta sinuosidades en ambas caras.

1.6.10.- MANTOS.- Son cuerpos mineralizados en forma tabular que generalmente seencuentran en posición horizontal o ligeramente inclinado menor de 30º, sonrelativamente de considerable potencia.

1.7.- PRINCIPALES CARACTERISTICAS DE LOS YACIMIENTOS MINERALES:

1.7.1.- AFLORAMIENTO (OUT CROP).- Es la exposición de un yacimiento ensuperficie el cual puede estar o no cubierto por el terreno u otra sobrecarga.

1.7.2.- POTENCIA.- Es el espesor o ancho de un yacimiento mineralizado que se mideperpendicular a las cajas.

1.7.3.- CAJA TECHO.- Es la roca sobre el lado superior de una veta inclinada.

1.7.4.- CAJA PISO.- Es la roca que se encuentra debajo de la veta.

1.7.5.- RUMBO (STRIKE).- Es la dirección de la veta, estrato o manto inclinado conrelación al norte magnético y se mide en un plano horizontal.

1.7.6.- BUZAMIENTO (DIP).- Es el Angulo vertical al cual la veta, estrato o manto estainclinado con respecto a la horizontal y se mide en un plano vertical. Tanto el rumbocomo el buzamiento se mide en el Apéndice (Ápex).

CAPITULO II: NOMENCLATURA DE LAS LABORES MINERAS

Antes de comenzar a explotar un yacimiento minero es necesario investigar afondo el depósito minero que contiene el mineral económicamente útil y determinarsus características geológicas, mineralógicas, geomecánicas y otras propiedades:contenido metálico (Ley del mineral), potencia, extensión, reservas, forma, afluenciadel agua, elección del método de explotación, producción, etc, todo esto se conoce através de las labores mineras.

2.1.-LABORES DE EXPLORACIÓN.-Son labores que tienen por finalidad deevidenciar nuevas zonas mineralizadas o probar la continuidad y riqueza de losdepósitos ya conocidos. Generalmente se realizan con herramientas elementales,cuando de trata de cateos y con procedimientos científicos (Métodos geofísicos yGeoquímicos). Entre estas labores de exploración tenemos:

2.1.1.- TRINCHERA (TRENCH).-Es una zanja que se orienta transversalmente a ladirección de la estructura mineralizada y que tiene poca profundidad porque suobjetivo es simplemente descubrir el afloramiento.

2.1.2.- MEDIA BARRETA.-Es una labor semejante a una chimenea de secciónpequeña y poca profundidad dirigida hacia abajo y sobre veta, su finalidad esaveriguar la continuidad del mineral a profundidad.

2.1.3.- ESTOCADA.-Es una labor pequeña inclinada hacia arriba construida entre lacaja techo con el objetivo de sacar material de relleno o indagar sobre la continuidadde la mineralización.

2.1.4.- LUMBRERA (SHAFT).-Es una excavación vertical de sección limitada dirigidahacia abajo, generalmente fuera de la veta y de apreciable profundidad partiendo de lasuperficie o un nivel.

2.1.5.- PIQUE (WINZE).-Es una labor de pequeña sección dirigida hacia abajo sobreveta partiendo de la superficie o un nivel. Son de poca profundidad generalmente ysirven para apreciar la continuidad del depósito.

2.2.- LABORES DE ACCESO.-Son labores principales que hacen accesibles alyacimiento mineral y son relativamente de larga vida. Por regla general se suelen abriren las rocas caja del yacimiento. Son labores que comunican el yacimientomineralizado con la superficie para su explotación, entre ellas tenemos:

2.2.1.- EL SOCAVON (ADIT).-Es una labor horizontal o con pequeña inclinación quetiene una sola entrada y sirve para dar acceso y trabajo a un depósito mineralizado.También se emplea para desagüe y/o ventilación.

2.2.2.-TUNEL (TUNNEL).-Es una labor de acceso principal y que tiene dos salidas asuperficie.

2.2.3.-RAMPA (RAMP).-Es una labor de acceso a los tajeos, sirven para transportar elmineral en el interior mina. Pueden ser en zigzag, en espiral o ambos.

2.2.4.-PIQUE (WINZE).-Es una labor pequeña sección dirigido hacia abajo y sobre laveta partiendo de la superficie o un nivel. Son de poca profundidad y sirven para ver lacontinuidad del depósito del mineral en sentido vertical. También se usa para eltransporte de personal y para la extracción del mineral.

2.2.5.-INCLINADO.-Son labores hacia abajo con una cierta inclinación, de secciónlimitada y cumple la misma función del pique.

2.3.-LABORES DE DESARROLLO.-Son labores que se realizan después que se haverificado la existencia e importancia de un deposito mineral con el objeto dedelimitarlo y prepararlo para la explotación por ellos se conoce la forma, posición,volumen, leyes, naturaleza del mineral y de las cajas, etc.

2.3.1.- DESARROLLO PRODUCTIVO.- Su avance es extrayendo mineral. Ejemplo:galerías sobre veta, chimeneas, etc.

2.3.2.-DESARROLLO IMPRODUCTIVO.- Es cuando el avance se realiza en materialestéril.

2.4.-LABORES DE PREPARACION.-Son las labores que sirven para dividir elyacimiento mineral con vistas a su explotación y por lo tanto constituyen el primerpunto de ataque. Entre las labores de preparación destacan:

a) GALERIA (DRIFT).-Es una labor horizontal sobre o paralela de la veta,generalmente de menor sección que el socavón, abierta en el interior mina y quesigue la dirección de la veta, es para probar la existencia del mineral.

b) CRUCERO (X-CUT).-Es similar a la galería pero fuera de veta y en ángulo con ladirección de la misma. Su objetivo general es proporcionar un acceso para eltrabajo de otra veta adyacente.

c) CHIMENEA (RAISE).-Es de sección limitada dirigida hacia arriba desde unagalería. Generalmente va sobre la veta o muy cerca a ella. Tiene dos funcionesprincipales: Exponer las zonas mineralizadas entre dos niveles y la de proporcionar

medio de entrada a las zonas de explotación (transito de personal, desmonte omineral, para ventilación, etc.)

d) NIVEL (LEVEL).-Es el conjunto de labores horizontales (Galerías, Cruceros) queconcurren a un punto determinado que sirve de acceso. Los niveles se abren adiferentes alturas y se les enumeran de arriba hacia abajo o por su altura sobre elnivel medio del mar.

e) NIVEL PRINCIPAL (MAIN LEVEL).-Es la labor que sirve para la extracción delmineral proveniente de los niveles superiores hacia la superficie.

f) SUB NIVEL (SUB LEVEL).-Es una labor que no llega directamente al exterior de lamina. También se emplea como labor de preparación en un tajeo dejando unpuente de 3m. aproximadamente.

2.5.- PARTES DE UNA LABOR MINERA.-Las principales partes de una labor minerason:

2.5.1.-TAJEOS (STOPS).-Son labores que tienen por finalidad de derribar y extraer elmineral preparado. Es el lugar de donde se extrae el mineral.

2.5.2.-FRENTE (FASE).-Es la superficie sobre la cual se perfora, es decir la cara deavance sea o no mineralizada la zona.

2.5.3.-TECHO.-Es la superficie superior de la labor que generalmente es curva en laslabores horizontales.

2.5.4.-PISO (FLOOR).-Es la superficie inferior de una labor. Es la zona sobre la que sepisa.

2.5.5.-CAJAS O HASTIALES.-Son las caras laterales de las labores horizontales. Enel caso se las lumbreras y los piques verticales las cuatro caras laterales sedenominan hastiales.

2.5.6.-ECHADERO (CHUTE).-Es el espacio similar a una chimenea que sirve paradepositar el mineral y extraerlo por el nivel inferior.

2.5.7.-PUENTES.-Son pequeñas zonas mineralizadas que se dejan al techo del nivelinferior y al piso del nivel superior para garantizar la estabilidad de dichos niveles ypara soportar la carga del mineral o el relleno.

2.5.8.-PILARES (PILLARS).-Son las zonas estériles o de mineral pobre que se dejansin explotar dentro del tajeo para ayudar al sostenimiento.

2.5.9.-BLOCK DE MINERAL.-Es una masa rocosa de mineral in-situ, de cierto valoreconómico delimitado por sus cuatro lados.

2.5.10.-CAMINO.-Son labores por donde se trasladan los mineros y pueden estar juntoo separado de un echadero.

CAPITULO III: TEORÍA DEL MUESTREO.

3.1.-MUESTREO.-Es el proceso de tomar una porción de mineral de un depositosiguiendo una técnica determinada, a fin de que dicha porción (muestra) represente lomás aproximadamente posible al total del depósito mineral.

3.2.-CUALIDADES QUE DEBE TENER UNA BUENA MUESTRA.-Una buena muestradebe reunir siempre las siguientes cualidades:

3.2.1.-Ser representativa.-Es decir que en la muestra deben estar representadas lasdiferentes partes del depósito.

3.2.2.-Ser proporcional.-O sea que las diferentes partes mineralizadas presentes enel depósito deben figurar en cantidad proporcional en la muestra.

3.2.3.-Libre de contaminación.-Es decir no debe incluirse en las muestras, materialesextraños ni de otras partes del depósito.

3.3.-METODOS DEL MUESTREO.-Antes de recoger las muestras, el frente debelavarse con agua para remover el polvo y otras sustancias contaminantes. Losmétodos empleados en la extracción de muestras varían de acuerdo con el tipo ycaracterísticas de los depósitos de mineral. Entre los principales métodos del muestreotenemos: por canales, por puntos, por astillas, en canchas, por perforación, agarrando,etc.

3.3.1.-MUESTREO POR CANALES.-Se emplea en vetas cuya potencia es de hasta6m. El método consiste en cortar una ranura rectangular de una profundidad y anchodeterminados a través de la estructura mineralizada. Los canales de muestreo sontrazados perpendiculares al rumbo y buzamiento de la veta. La muestra obtenida secuartea hasta obtener el peso suficiente, que luego son llenados en pequeñas bolsascon sus respectivas etiquetas donde se indican el nombre de la labor, el nivel, nombredel muestreo, etc., y posteriormente son remitidos al laboratorio para su respectivoanálisis.

3.3.2.-MUESTREO POR PUNTOS.-Se emplea en cuerpos mineralizados, depósitosdiseminados, o vetas de gran potencia (mayor a 6m.) Las muestras puedencorresponder a cualquiera de las superficies o caras mineralizadas (techos o paredes).Este método consiste en tomar una pequeña porción de material de cada puntopreviamente marcado. El trazo de puntos debe ser espaciado igualmente en cualquierdirección, por ejemplo 1 pie, 0.50m, 1.00m, 1.50m, 2.00m, etc.

3.3.3.-MESTREO POR ASTILLAS.-Es el método más sencillo que existe y se empleaen los mismos casos que en el método por canales. Consiste en tomar una serie deastillas o fragmentos de mineral en toda la potencia utilizando una picsa y siguiendouna línea imaginaria que representa la longitud del canal.

3.3.4.-MUESTREO EN CANCHAS.-Entre los métodos más comunes en canchadestacan:

a) Muestreo por Trincheras.-Consiste en abrir zanjas perpendiculares al eje de lacancha en toda su profundidad y a intervalos regulares recogiendo la muestra.

b) Muestreo por Pozos.-Consiste en excavar pozos verticales a intervalos iguales entoda la cancha atravesando completamente el deposito; el material extraídoconstituye la muestra.

3.3.5.-MUESTREO POR PERFORACION.- El muestreo se realiza por medio desondajes diamantinos y perforación a percusión. En toda perforación diamantina lamuestra consiste en un núcleo cilíndrico del terreno atravezado que se denominaTESTIGO (CORE). Estudiando el testigo, el Geólogo, obtiene información comoinclinación de la veta y de las capas, potencia, contenido metálico, etc. Luego se parteel testigo y una parte de la muestra se remite al laboratorio para su análisis, guardandoel resto para estudios posteriores y de verificación.

En las perforaciones por percusión se obtiene los “DETRITUS” que con el agua formanlodos, los mismos que constituyen la muestra.

3.3.6.-MUESTREO AGARRANDO.-Se emplea para tener una idea aproximada delcontenido metálico de cancha, como comprobación de muestras tomadosanteriormente, como un medio de control en la explotación de un yacimiento. Tambiénse emplean muestras de carros mineros y de “chutes” que constituyen muestrasagarrando. Son tomadas al azar a medida que los carros son cargados, en el trayectoo a su arribo a los lugares de descarga.

3.4.-CANTIDAD DE MUESTRAS.-Se puede decir que una proporción razonable estomar un peso de 1 a 10 libras de muestra por pie de potencia de veta que se tengaque muestrear (de 3/4 a 7 1/2 kg por cada 0.50 m de potencia.)

3.5.-REDUCCION DEL TAMAÑO DE LAS MUESTRAS.-Las muestras se reducen detamaño mediante el “cuarteo” que consiste en disminuir el volumen de la muestra enforma gradual y sistemática a fin de obtener una cantidad suficiente de muestra. Enesta técnica la muestra se acumula (apilona) en forma cónica para luego ser divididoen cuatro (04) partes iguales, de los cuales se cogen dos (02) partes diametralmenteopuestos desechándose las otras dos.

3.6.-DILUCION.-Es la proporción en que disminuye el contenido metálico (ley delmineral) del mineral explotado con respecto al que se calculó a partir del muestreo. Seexpresa, generalmente, en cualquiera de las tres (03) formas siguientes:

3.6.1.-Porcentaje de la potencia de la veta que se agrega a dicha potencia.

Ejemplo. Dilución: 10%

Potencia de la veta: 1.00 m

Veta diluida: 1.10m (valor diluido de la potencia de la veta.)

3.6.2.-Cantidad fija que se añade a la potencia de la veta.

Ejemplo. Dilución: 0.30m.

Potencia de la veta: 1.20m.

Veta diluida: 1.20m + 0.30m = 1.50m.

3.6.3.-Cantidad variable obtenida de un grafico que se suma a la potencia.- Essimilar a las dos anteriores solo que ésta cantidad se encuentra tabulada en cuadros.

En toda mina se establece un ancho mínimo explotable de acuerdo a lascaracterísticas de la veta y el método de explotación utilizado. Para el calculo de la leydiluida se emplea le siguiente fórmula.

Ejemplo: Se desea saber la ley diluida del plomo (Pb) de una veta muestreada cuyapotencia es 1.20m. , su ancho mínimo explotable 1.80m y la ley de desmuestre es 7%.

3.7.- LEY DE DESMUESTRE:

3.7.1.-Pormedio de Ensayes.-La ley media de una labor muestreada se obtiene enbase a los resultados de los ensayos de las muestras tomadas en la labor y luego sesaca el promedio ponderado:

Potencia de la veta x ley de desmuestre (in-situ)Ley diluida =

Ancho mínimo explotable

Ley diluida (Pb) =1.80m

1.20m x 7%===

1.80

8.40%4.666 4.7%

Ley diluida (Pb) = 4.7%

∑ de potencias

∑(Potencia x ley)Ley diluida (Pb) =

Ejemplo: Calcular la ley promedio del “Pb”, “Zn” y “Ag” a partir de los datos de la tablasiguiente:

LEY MEDIA (Pb)= 1.10 x 5.00 + 1.00 x 4.00 + 0.80 x 5.50 + 1.00 x 6.00 + 1.20 x 5.00

LEY MEDIA (Pb)= 5.08%

LEY MEDIA (Zn)= 5.43%

LEY MEDIA (Ag)= 3.70 Onz/ton

3.8.-RESERVAS DE MINERAL.-Una vez determinado la forma, ubicación del depósitoa través de perforaciones sistemáticas e interpretaciones geológicas, se calculan lasRESERVAS GEOLOGICAS TOTALES del yacimiento, a partir de las cuales secalculará la parte del depósito que podrá ser minado económicamente, el cualconstituye “Las Reservas Minables”. Las reservas del mineral pueden ser clasificadasde la forma siguiente:

3.8.1.-Resevas de Mineral Probado.-Son las reservas de mineral expresado en peso(ton) o volumen (m3) que contienen leyes minables; los mismos que han sido definidosen sus tres dimensiones (largo, ancho, altura) por excavaciones o perforación.

3.8.2.-Reservas de Mineral Probable.-Son las reservas de mineral expresado enpeso, volumen y contenidos metálicos, que han sido definidos con cierto riesgo decontinuidad, por no haber sido definido en sus tres dimensiones.

3.9.-PROCESO METALURGICO.-Es el conjunto de procesos físicos, químicos y/ofísico-químicos mediante los cuales se extraen o concentran las partes valiosas(mena) de un agregado de minerales y/o para purificar, fundir o refinar metales.Comprende las etapas siguientes:

NUMERO DEMUESTRA

LEYES

1

2

3

4

5

1.10

1.00

0.80

1.00

1.20

5.00

4.00

5.50

6.00

5.00

6.00

5.50

5.00

5.00

5.50

4.00

3.00

4.00

3.50

4.00TOTAL 5.10 3.705.435.08

%Pb Onz/Ton “Ag”%Zn

POTENCIA DELA VETA (m)

1.10 + 1.00 + 0.80 + 1.00 + 1.20

VBMC = $78.47/TM

3.9.1.-Preparacion Mecánica.-Es el proceso por el cual se reduce de tamaño, seclasifica y/o lava un mineral.

3.9.2.-Metalurgia.-Es el conjunto de procesos físicos, químicos y/o físico-químico quese realizan para concentrar y/o extraer las sustancias valiosas de los minerales.

3.9.3.-Refinación.-Es el proceso para purificar los metales de los productos obtenidosde los procedimientos metalúrgicos anteriores.

3.10.-COMERCIALIZACION DE MINERALES.-El valor económico de un mineral nosólo depende de sus leyes sino principalmente de la recuperación tanto en mina,concentradora, fundición; transporte; ubicación geográfica; costo de producción; etc.

El precio o valor del mineral bruto por tonelada de mineral de cabeza se determina porla fórmula siguiente.

EJEMPLO: Se desea hallar el valor bruto de un mineral de cabeza que contiene plomo(Pb), Zinc (Zn) y plata (Ag) cuyas leyes de cabeza son:

Pb = 4%, Zn = 5.5%, Ag = 3 Onz/tc y cuyas cotizaciones son las siguientes: Pb:$600/Tm, Zn: $750/TM y Ag: $4/Onz.

SOLUCION:

VBMC = $600 x 0.04 + $750 x 0.055 + $ 4.00 x 3onz x 1.102 TC

VBMC = $24 + $41.25 + 13.224 = 78.474

VBMC = ∑ (cotización x ley)

Donde:

VBMC = valor bruto de mineral de cabeza.

Cot. = Cotización del metal.

Ley = Ley de cabeza de un metal.

TM TM TMOnz

CAPITULO IV: EXPLOTACIÓN MINERA.

4.1.-EXPLOTACION MINERA.- Se llama explotación de minas al conjunto deoperaciones superficiales y subterráneas por las cuales se extraen y beneficianminerales útiles con rendimiento económico.

4.2.-METODOS DE EXPLOTACION.- Es el conjunto de operaciones para laextracción del mineral sobre o en el interior de la corteza terrestre con la mayoreconomía y rapidez, con la mayor seguridad del personal y de las instalaciones.

Los factores que influyen en la selección de un método de explotación son:Condiciones geológicas, geometría del yacimiento, (forma, potencia, inclinación,profundidad, etc.), distribución de leyes (uniforme, gradual, diseminado y errático),propiedades geomecánicas del yacimiento y las rocas, condiciones económicas,condiciones ambientales, etc.

4.3.-CLASIFICACION DE LOS METODOS DE EXPLOTACION.- Existen numerosasclasificaciones de acuerdo a los puntos de vista de los autores: de acuerdo al sistema

de excavación, del transporte, del sostenimiento, del arranque, etc. En general losmétodos de explotación se pueden clasificar en:

a) Método a cielo abierto o tajo abierto (open pit).

b) Métodos subterráneos.

c) Métodos para la explotación del carbón, y

d) Método para yacimientos aluviales.

Para efectos del presente curso, sólo trataremos de los dos primeros, por ser éste uncurso preliminar.

4.3.1 MÉTODO A CIELO ABIERTO O TAJO ABIERTO (OPEN PIT).- Generalmentese considera que la minería a cielo abierto es más ventajosa que la subterránea encuanto a recuperación, control de leyes, economía, flexibilidad de las operaciones,seguridad y mejores condiciones ambientales de trabajo. Como también por el uso deequipos de perforación, carguío y transporte de gran rendimiento y consecuentementemayor producción, no necesita sostenimiento, no necesita ventilación, menor coste deextracción por tonelada de mineral.

Entre las desventajas de la explotación a cielo abierto mencionaremos:

-En yacimientos profundos de la superficie, pequeñas o irregulares la explotaciónresulta antieconómica.

-Destruye la belleza natural de la tierra al excavar y dejar el desmonte del desbroce ycontaminar los ríos, las tierras y la atmósfera.

-La cercanía de los yacimientos a zonas industrializadas con gran población hacenimposible la aplicación de tajos abiertos. Ejemplo: Cerro de Pasco.

Los métodos subterráneos que podrían competir con los tajos abiertos son los de“HUNDIMIENTO POR SUBNIVELES” (Sublevel Caving) y “HUNDIMIENTO PORBLOQUES” (Block Caving) mecanizados y sin rieles, ambos.

4.3.2.-COMPARACIÒN ECONÓMICA ENTRE LOS MÉTODOS AL CIELO ABIERTOY LOS SUBTERRANEOS.- Los factores que controlan la elección entre un tajo abiertoo un método subterráneo son: los costos de minado, la recuperación del mineral y ladilución. La relación de desbroce es el cociente entre el tonelaje de desmonte y eltonelaje del mineral. Los elementos clave para el diseño de los límites parciales yfinales del tajo abierto son:

A) RELACION CRITICA DE DESBROCE.- Esta relación no es constante, variadinámicamente con los cambios de costo de minado de ambos métodos y se calculamediante la siguiente formula:

RELACIONCRITICA DEDESBROCE.

=

Costo de Remoción / Tonelada de Desmonte

Costo de Minado Subterráneo /Tonelada de Mineral

Costo de Minado a Tajo Abierto /Tonelada de Mineral-

B) LEY MINIMA EXPLOTABLE.- Es el punto crítico entre los costos de minado(Excluyendo la remoción), beneficio y mercadeo y los precios en el mercado, de losvalores recuperables del mineral. Es la ley límite del mineral entre enviarlo a laconcentradora o a los botaderos de desmonte.

C) ANGULO DEL TALUD DEL TAJO ABIERTO.- Se distinguen 3 tipos de talud:

-TALUD DEL BANCO.- Es la línea trazada desde la cresta del banco hasta su pie yvaría de 65º a 90º.

-TALUD DE OPERACIÓN.- Es el talud del tajo durante los primeros años deoperación y varía en 20º a 30º.

-TALUD FINAL DEL TAJO.- Es la línea trazada que une los puntos medios de losbancos que queda al finalizar el tajo.

4.3.3.-DISEÑO Y PLANEAMIENTO DE UN TAJO ABIERTO.- Luego de realizar unestudio comparativo entre los métodos de tajo abierto y subterráneo y haber optadopor el primero, el próximo paso es determinar los planeamientos y configuracionesmás optimas en las diversas etapas del tajo, de tal forma que se obtenga la máximaganancia, sujetos a restricciones impuestas por condiciones físicas, geológicas,seguridad, políticas, económicas y sistemas operacionales del minado. Elplaneamiento de un tajo abierto, usualmente, se divide en tres (03) categorías: a largoplazo, corto plazo y operacionales.

a) Planeamiento a largo plazo.- Define la configuración final económica del tajoabierto, o sea el límite final óptimo, define la forma y tamaño del tajo al final de su vida.

b) Planeamiento a corto plazo.- Son programas que conducen de la condición inicialdel depósito al límite del tajo, cada plan usualmente varía de uno (01) a diez (10) añosde duración.

c) Planeamiento Operacional o Actual.- Corresponde a la operación presente,dentro de los confines del más reciente plan a corto plazo, cada planeamiento varíausualmente al año con etapas de mese, semanas y días.

4.3.4.-PLANOS Y SECCIONES PARA EL DISEÑO Y PLANEAMIENTO DE UN TAJOABIERTO.- Los datos e informes obtenidos durante la exploración y desarrollo, secorrelacionan y se resumen en reportes y planos para poder evaluar el proyecto yplanear el tajo abierto. Los resultados de los estudio geológicos se pasan a planostanto horizontales como verticales para poder diseñar la configuración del tajo,determinando los límites del minado por cada banco. Los principales planos que seusan son:

a) PLANO GENERAL DEL AREA.- En este plano figura todo el distrito minero, el áreadel mercado, la topografía, etc.

b) PLANO GENERAL DE LA MINA.- Donde figuran el área de la mina, laconcentradora, los suministros de agua y luz, carreteras, ferrocarriles, etc.

c) PLANO DETALLADO DE LA MINA.- Donde figuran la geología del yacimiento,datos de la perforación diamantina, etc.

d) CUADRILLADO DEL AREA DEL TAJO.- El área del trabajo se divide en blocksuniformes para poder calcular las reservas del mineral, determinar los límites del tajo,etc.

e) PLANO DE BANCOS.- Señalan los contornos económicos del yacimiento, limitesdel tajo, etc.

f) PLANO COMPOSITO DE BANCOS.- Contiene todas las proyecciones horizontalesde los planos de los bancos.

g) SECCIONES VERTICALES.- Generalmente siguen los ejes de las abscisas yordenadas del cuadrillado del área o cualquier otra dirección.

4.4.-METODOS DE EXPLOTACION SUBTERRANEOS.- Para la explotación de loscuerpos mineralizada por métodos subterráneos, existen diversas clasificaciones quedepende de: tipo de yacimiento, de las reservas, del precio en el mercado, lascircunstancias del transporte y el capital disponible. Cabe mencionar que dentro de losmétodos de explotación subterránea existen clasificaciones como: La americana,Alemana o Europea, cummins, v. vidal, etc. En el presente curso sólo trataremos delos métodos más comunes como son: corte y relleno ascendente en arco, corte yrelleno descendente, hundimiento por bloques, hundimiento por subniveles, cámara ypilares, etc.

En términos generales una clasificación más completa es: Métodos de minado consostenimiento natural (cámaras y pilares, minado por subniveles), minado consostenimiento artificial (almacenamiento provisional, corte y relleno, cuadros demadera, tajeos largos), minado por hundimientos (hundimiento por subniveles,hundimiento de bloques).

4.4.1.-METODO DE EXPLOTACION POR CAMARAS Y PILARES (ROOM ANDPILLAR.)

4.4.1.1.-Descripcion.- En este método el mineral es excavado en la mayor parte delyacimiento dejando parte del mineral como pilares o columnas que servirán parasostener el techo, para lo cual se ajustan las dimensiones de las cámaras y pilares a

las propiedades de presión y resistencia. El mineral que queda como pilar puederecuperarse en forma parcial o totalmente reemplazándoles por otro tipo desostenimiento o puede extraerse en retirada para luego ser abandonada el tajeo ypropiciar el hundimiento.

En yacimientos grandes implica un espaciado uniforme de las cámaras y de lospilares, por el contrario en yacimientos pequeños se da a menudo el caso de unadistribución aleatoria (azar).

4.4.1.2.-Consideraciones para su aplicación.- Se aplica en los casos siguientes:

a) Cuerpos o mantos con buzamiento horizontal o casi horizontal, máximo hasta 30º.

b) El mineral y la roca encajonante deben ser competentes.

c) En depósitos de gran potencia y área extensa.

d) Cuando el mineral no requiere de la clasificación en la explotación.

e) En yacimientos tabulares sedimentarios: pizarras cupríferas, yacimientos de carbón,hierro, potasio y otros.

4.4.1.3.-Labores de desarrollo y preparación.- Consisten en la ejecución de piquesde izaje, chimeneas de ventilación y de servicios, galerías de acceso y vías para eltransporte de mineral, echaderos, bodegas, talleres, etc.

4.4.1.4.-MINADO.- El ciclo de minado consiste en perforación, voladura, ventilación,carguío y transporte.

a) Perforación.- Es similar a la perforación de galerías. La maquinaria utilizadadepende del espacio disponible y de los accesos a los tajeos, comprende desde lasperforadoras “JACKLEG” hasta “JUMBOS”. En la explotación por cámara y pilares hayque considerar también, además de la perforación de explotación, el empernado deltecho generalmente en zonas fracturadas.

b) Carguío y Transporte.- El mineral volado se cargan directamente de los frentes delos tajeos utilizando maquinas de acarreo y transporte. Los “SCOOPTRAM” son unaalternativa de mecanización para la operación de “carga – transporte - descarga” conlos que se obtiene un alto rendimiento y productividad (LOAD HAUD DUMP). En laexplotación convencional y en yacimientos bastante inclinados se emplea el rastrillo dearrastre jalando el mineral hasta el lugar donde se carga a los vagones.

4.4.2.-METODO DE EXPLOTACION POR SUBNIVELES (SUBLEVEL STOPING).

4.4.2.1.-DESCRIPCION.- Consiste en dejar cámaras vacías después de la extraccióndel mineral, es de alta productividad debido a que las labores de preparación serealizan, en su mayor parte, dentro del mineral. La recuperación de los pilares serealiza en la etapa final del minado.

Los subniveles son desarrollados entre los niveles principales; el mineral derribado contaladros largos o desde los subniveles, cae a la zona vacía y es recuperado desde los“DRAW-POINT” para luego ser transportado hacia la superficie.

4.4.2.2.-CONSIDERACIONES PARA SU APLICACIÓN:

a) El yacimiento debe ser vertical o casi vertical debiendo exceder el ángulo de reposodel mineral.

b) Las rocas encajonantes y el mineral deben ser competentes y resistentes.

c) Los límites del yacimiento deben ser amplios y regulares.

4.4.2.3.-LABORES DE DESARROLLO Y PREPARACION.- Comprende laconstrucción de las labores siguientes:

-Inclinados o piques de acceso.

-Niveles a intervalos de 60m. a 130 m., dependiendo de la altura del yacimiento.

-Galería de transporte en la parte mas baja del tajeo paralela a la zona mineralizada yen roca encajonante.

-“DRAW POINTS” para la recuperación del mineral derribado.

-“RAISE SLOT” (chimeneas) debajo del tajeo, los que sirven para iniciar el área devoladura. Las chimeneas, generalmente se ubican a los costados o al centro del tajeo.

4.4.2.4.-MINADO:

A) PERFORACION.- Se distinguen dos casos: con taladros largos en paralela y enabanico.

a) Con Taladros Largos en Paralelo.- Se usa en yacimientos verticales con buenapotencia. La perforación en los subniveles se realiza mediante taladros largos enparalelo para el que se emplea barras de extensión de 2” a 7 7/8” hasta una longitudde 90m.

Se comienza la perforación del subnivel más bajo y antes de perforar los taladrosparalelos se ensancha el subnivel a todo el ancho minable; luego se inicia con laperforación en forma descendente. La voladura se comienza por abajo y se realiza enforma ascendente o lateralmente con salida a una cara libre.

b) Con Taladros en Anillo o Abanico.- La perforación se realiza a través de lossubniveles con barrenos dispuestos en abanico o anillos, el mineral disparado cae alfondo del tajeo o a los embudos, para luego ser evacuados por las tolvas a losvagones o volquetes o bien por medio de los “DRAW POINTS”. Se disparan de dos atres anillos, pudiendo ser más según la experiencia que se tenga.

Cuando se usa perforación en anillos (RING DRILLING) la sección transversal de lagalería o subnivel es perforada en todo el perímetro radialmente.

B) CARGUIO Y TRANSPORTE.- El mineral puede cargarse a través de los “CHUTES”o embudos, a los carros mineros. Generalmente se realiza voladura secundaria siendonecesaria la reducción de los pedrones mediante el banqueo. También se usan para elacarreo del mineral, los equipos “LOAD HAUL DUMP” y los rastrillos.

4.4.3.-METODO DE EXPLOTACION POR ALMACENAMIENTO PROVISIONAL(SHRINKAGE STOPING).

4.4.3.1.-DESCRIPCION.- El mineral es cortado en rebanadas horizontales, avanzandode la parte más baja hacia arriba. Se usa en vetas con buzamientos grandes donde elmineral es bastante resistente que no es necesario el sostenimiento.

El mineral disparado se emplea como plataforma de trabajo y para el sostenimiento.Como el corte del mineral incrementa su volumen en más o menos 30 a 40%, esnecesario extraer el exceso de mineral para poder conservar la distancia del piso altecho. Por lo que esto implica que un 60 a 70% de mineral queda en el tajeo hasta queeste haya alcanzado toda su altura útil. Se emplea generalmente en vetas angostas debuena ley, los mismos que no pueden ser mecanizadas. En este método se distinguendos casos: shrinkage convencional y el shrinkage mecanizado.

4.4.3.2.-CONSIDERACIONES PARA SU APLICACIÓN:

a) El yacimiento debe tener un buzamiento más de 60º para permitir que el mineralfluya por gravedad. Debe tener rumbo y potencia uniforme a 1 a 30m.

b) El mineral debe ser resistente para mantener el techo sin sostenimiento.

c) El cuerpo mineralizado debe ser regular en cuanto a su forma, caso contrariopresenta gran dilución.

d) Las rocas encajonantes deben ser relativamente estables.

e) El mineral debe tener ley uniforme.

f) El mineral no debe ser afectado durante el almacenamiento por la oxidación.

4.3.3.-SHRINKAGE CONVENCIONAL:

A) PREPARACION Y DESARROLLO.- Consta de la construcción de las siguienteslabores:

-Niveles.- Se desarrollan generalmente a intervalos de 35 a 150m. La máxima alturadel tajeo está determinada por el control de hundimiento. Hasta donde se tengaconfianza en la consistencia del mineral, los niveles deben ser construidos en la cajapiso.

-Chimeneas.- Se construyen en veta o en la caja piso, pudiendo ser vertical oinclinado; al realizar el disparo toda la carga va al piso de la chimenea o a los buzonespreparados para luego ser extraídas hasta los echaderos de mineral o desmonte.

-Subniveles y “BOX HOLES”.- Tiene por finalidad construir las facilidades necesariaspara la extracción del mineral. La preparación del tajeo se inicia con la división de losbloques por medio de niveles y chimeneas.

Los subniveles se desarrollan a partir de las chimeneas sobre veta, dejando un puentesobre el nivel principal de acarreo.

La separación de los “box hole” depende del grado de fragmentación del mineral y delángulo de reposo de éste (6 a 8m. entre los chutes).

B) MINADO:

a) Perforación.- Una vez preparado los bloques se inicia el tajeo, cuyo avance esrelativamente hacia arriba con el techo plano.

La perforación se realiza, generalmente con “JACKLEG” o “STOPER” hacia arriba enforma vertical (realse) o inclinada, también podría ser horizontal (breasting). En laextracción se debe tener bastante cuidado, porque si se extrae el mineral en exceso,la altura de la plataforma y el techo quedaría muy distanciado y no se podría perforaren forma normal requiriéndose, en este caso, andamios.

b) Transporte.- Generalmente se realiza con locomotoras a “TROLLEY” o a“BATERIA”.

Las locomotoras a “Trolley” toman la corriente por contacto del cable eléctrico (Trolleycorriente +) y mediante los rieles (corriente -). La corriente es continua de 220 a 250voltios (corriente alterna de 440 voltios).

Las locomotoras a “batería” funcionan con corriente eléctrica continua proveniente debaterías o acumuladores. Su restricción es que sólo se usa para pequeñas distanciasy pequeños tonelajes (niveles secundarios). Ejemplos: Clayton, Goldman, GeneralElectric (GE), etc.

4.4.3.4.-SHRINKAGE MECANIZADO:

A) PREPARACION Y DESARROLLO.- La veta se desarrolla en tajeos por bloques.

Las longitudes pueden variar entre 50 a 100m y los desniveles entre 30 y 80mdependiendo de las características estructurales del yacimiento. El desarrollo de losniveles se realiza sobre veta o paralela a ésta con cruceros. Se desarrollan ventanashacia el tajeo desde las chimeneas.

Paralelo a la veta, en la caja piso, se desarrolla la galería principal de extracción, laque se une por cruceros (DRAW POINTS) de 3m x 3m para equipos “trackless”, parael acarreo del mineral. Un echadero (ORE-PASS), se ubica en el centro del tajeo quepuede servir no sólo al propio tajeo sino también al tajeo lateral hasta una distanciaconveniente para el buen rendimiento de los equipos de acarreo.

Las chimeneas se ubican en los extremos del tajeo. Las etapas para el desarrollo deun block de mineral para el SHRINKAGE MECANIZADO consiste en:

1º-Se corre una galería sobre mineral en el fondo de bloque.

2º-Se corre otra galería en mineral en la cima del bloque.

3º-Se construyen chimeneas en los extremos del block.

4º-Se construye una galería principal de extracción en la caja piso, paralela a la galeríasobre mineral.

5º-Sobre el largo de la chimenea, se construyen ventanas hacia el tajeo separadosentre 6m a 10m.

6º-Se construyen cruceros (DRAW POINTS) desde el nivel de extracción hacia lagalería de mineral a intervalos de 6m a 8m en sesgo.

B) MINADO:

a) Perforación.- Se emplean JUMBOS neumáticos o hidráulicos con barras de 14pies. La voladura puede ser convencional con mecha lenta y dinamita.

La limpieza es con “SCOOPTRAMS” y camiones de bajo perfil (DUMPER).

b) Extracción o Jale.- La extracción se realiza desde los “DRAW POINTS” conscooptrams pudiendo ser del “ORE-PASS”. El volumen de mineral a extraerse seráproporcional por cada “draw points” en un 30 a 40% del material disparado.

c) Transporte.- El transporte es por camiones para el que se requieren buenas vías,de hasta 12% de gradiente y distancias de hasta 4km.

4.4.4.-METODO DE EXPLOTACION POR CORTE Y RELLENO:

4.4.4.1.-CORTE Y RELLENO ASCENDENTE (OVER CUT AND FILL).

A) DESCRIPCION.- El minado es en forma de tajeos horizontales comenzando delfondo del tajeo hacia arriba. El mineral derribado es extraído del tajo completamente yluego rellenado con material detrítico o relleno hidráulico (RH) que procede de losrelaves de la planta concentradora mezclado con agua y transportado a través detuberías.

B) CONSIDERACIONES PARA SU APLICACIÓN.- Se pueden aplicar en yacimientosque tengan las siguientes características:

-Con buzamientos pronunciados.

-En cualquier depósito y terreno.

-Con cajas medianamente competentes.

-El mineral debe tener buena ley.

-Disponibilidad de material de relleno.

C) DESARROLLO Y PREPARACION:

-Se desarrolla una galería de transporte a lo largo del yacimiento en un nivel principal.

-Se construyen chimeneas y caminos.

-El área del tajo debe estar entre 5 a 12m: sobre la galería de transporte.-

-Las chimeneas de ventilación y transporte de relleno deben ser construidas del nivelinferior al superior.

D) MINADO:

a) Perforación.- La perforación puede ser una forma vertical o inclinada hacia el techoo también en forma horizontal. La perforación se puede realizar con “Jackleg” o con“Jumbos”. La perforación del techo puede ser en arco.

b) Voladura.- Como explosivos se pueden usar “dinamitas” de diversas fabricas,ANFO, (Nitrato de amonio y petróleo), emulsiones, etc. Y como accesorios se usanfanel, nonel, mecha lenta, cordón detonante, fulminantes, conectores, etc.

c) Acarreo y Transporte.- El equipo de carguío es generalmente, el mismo que seemplea en el transporte en muchas minas.

El acarreo y el transporte del mineral puede ser: lampeo directo a mano (ORE-PASS),con carros mineros a mano o mecánico (sobre rieles), palas con tolva sobreNeumáticos, rastrillos con winchas con 2 o 3 tamboras, por gravedad (en minaspequeñas) y transporte mecanizado (Equipos LHD eléctricos o diesel), hacia los ORE-PASS.

d) Relleno.- Se emplean 3 tipos de relleno: relleno convencional, hidráulico ehidroneumático.

-En el relleno convencional o detrítico se emplean gravas de superficie o material“estéril” de labores de desarrollo. La distribución del relleno del tajeo es muy laboriosoy de poca compactación debido al esponjamiento del material.

-En el relleno hidráulico se usa una mezcla de relave ciclonado con agua o bien conarena glaciares con agua y la pulpa es transportada mediante tuberías accionadas porbombas o por gravedad hacia las labores.

-En el relleno hidroneumático se emplea material chancado, mezclado con cemento yagua que es transportado por tuberías metálicas impulsados por una bombaneumática (aire).׳

4.4.4.2.-CORTE Y RELLENO DESCENDENTE (UNDER CUT AND FILL).

A) DESCRIPCION.- El minado se realiza de arriba hacia abajo y los tajeos sonrellenados con relleno hidráulico cementado. La extracción del mineral se realiza por

medio de frentes de 10´x7´ y su longitud puede variar entre 120´ a 150´, luego serealiza la perforación a todo lo largo del tajeo, o sea que cuando el desquinche llega ala losa superior ha alcanzado una sección adecuada, cada corte es independiente delotro, dejando un pilar que luego de ser rellenado el tajeo se comienza a cortar lospilares.

B) CONSIDERACIONES PARA SU APLICACIÓN.-

- Se aplica en cuerpos mineralizados de gran potencia.

- Se puede trabajar en cuerpos irregulares.

- Se aplica en la recuperación de pilares dejador por el método de Corte y RellenoAscendente.

- Se aplica en zonas de material poco consistentes.

- Es un método propio para la aplicación del relleno hidráulico.

- Mayor seguridad y condiciones para el trabajador.

C) DESARROLLO Y PREPARACION: Se ejecutan las siguientes labores:

- Galerías de transporte y de servicio.

- Chimeneas de extracción.

- Rampas, etc.

D) MINADO: A partir de la chimenea de extracción se corren los subniveles de ataquede modo que a partir de ella se pueden iniciar los tajeos. Estos subniveles se corrende tal forma que intercomuniquen las chimeneas de extracción – ventilación a fin deque permitan optimizar el programa de la fase de minado y relleno por sectores.

a) Perforación y Voladura.- La perforación se realiza con perforadoras Jackleg oJumbos. Los trazos realizados son simples debidos a las características del terreno,los cortes que se usan generalmente son el “quemado” y en “V”.

Los explosivos usados son los convencionales.

b) Acarreo y Transporte.- Para en acarreo del mineral hacia los echaderos se usanlas palas cavo y los scooptrams eléctricos o diesel. El transporte del mineral es conlocomotoras a “trolley” y con carros “gramby”.

c) Relleno Hidráulico.- Concluido el corte de un tajeo se prepara para el relleno queconsiste en construir una represa en el inicio del tajeo y se rellena la losa de 3 pies dealtura con una mezcla de cemento – relave en proporción 1:6. Apenas fragua esterelleno se prepara una segunda represa sobre este nuevo piso hasta alcanzar el techodel tajeo con una mezcla de 1:20.

4.4.5.- HUNDIMIENTO POR SUBNIVELES (SUBLEVEL CAVING).

A) DESCRIPCIÓN:

El cuerpo es dividido en subniveles o espacios verticales de 8 a 10 metrosdependiendo de los equipos de perforación y de las características del yacimiento.

Desde el subnivel se realizan perforación con taladros largos en retirada. Paraempezar el arranque se abre una rosa al techo de cada subnivel de perforación quesirva de salida a la voladura en retirada.

B) CONSIDERACIONES PARA SU APLICACIÓN.-

- Generalmente se emplea en cuerpos verticales masivos y en depósitos que tienengrandes dimensiones y alto buzamiento.

- La resistencia de los minerales deben ser media, quebradizos y bien estratificadosque permitan poner al descubierto superficies grandes y que se trocean con facilidadbien con explosivos o por gravedad.

- Los límites del yacimiento deben ser regulares.

- El terreno superficial deben permitir desplomes sin crear problemas graves.

- El método se aplica en yacimientos que no requieren de clasificación.

- Los requerimientos mínimos para la estabilidad del mineral exigen que la galería delsubnivel debe sostenerse por sí solo, con soporte ocasional.

C) DESARROLLO Y PREPARACION:

- Preparación de subniveles extrayéndose más del 20% del mineral.

- Desarrollo de Ore Pass o echaderos que comunica a los niveles principales.

- Galería principal de extracción, los echaderos, realces, acceso de personal yservicios se ubican con frecuencia en la roca encajonante.

D) MINADO:

a) Perforación.- La perforación se ejecuta de forma radial hacia arriba desde lossubniveles con taladros largos con perforación mecanizada.

b) Carguío y Transporte.- El carguío corresponde el traslado del mineral desde lossubniveles hasta los echaderos y favorece el uso de equipos LHD.

4.4.6

4.4.6.- HUNDIMIENTO POR BLOQUES (BLOCK CAVING).

A) DESCRIPCIÓN:

El mineral es fracturado por sí mismo como resultado de las fuerzas y esfuerzosinternos. Se requiere poca perforación y voladura en la producción. El yacimiento esdividido en secciones o bloques grandes, generalmente con una sección horizontalcuadrada y con un área de más de 1000m2.

Las fuerzas gravitacionales en orden de millones de toneladas actúan sobre la masarocosa y luego ocurre el fracturamiento sucesivo afectando al bloque íntegro.

B) CONSIDERACIONES PARA SU APLICACIÓN.-

- El cuerpo debe tener alto buzamiento o vertical y de gran extensión.

- Después del corte la roca debe ser capaz de romperse en fracturamientosadecuados.

- El mineral debe ser homogéneo y diseminado.

C) DESARROLLO Y PREPARACION:

- Galerías de transporte y carguío se desarrollan en la parte inferior de cada block.

- Se ejecuta una galería de desarrollo debajo de los blocks.

- Construcción de los Draw Points.

D) MINADO:

a) Carguío y Transporte.- Para el carguío del mineral se aprovecha la gravedad a loscarros mineros y el transporte con Trackless. El carguío es por medio de los DrawPoints.

CAPITULO V: PERFORACION.

5.1.- CONCEPTO.- La perforación es el proceso de realizar taladros (huecos) en laroca con la finalidad de conseguir el máximo efecto rompedor del explosivo sobre laroca.

5.2.- FACTORES A CONSIDERAR EN LA PERFORACION.

Una perforación no se puede hacer de cualquier manera, tampoco se podría hacertodos los taladros siempre iguales. La ubicación, profundidad e inclinación de lostaladros depende en cada caso de los siguientes factores.

a) Clase o tipo de roca (masiva, fracturada, empanizada o suelto).b) Tamaño y número de caras libres.- Cara libre de una zona o roca que se

quiere volar, es cada una de los lados que están en contacto con el aire segúnun cubo imaginario para efectos de comparación.

c) Grado de fragmentación deseado.d) Tipo y cantidad de explosivo apropiado.e) Método de disparo.f) Dureza de la roca.g) Presencia de fracturas.h) Circunstancias especiales – (tiempo disponible para perforar, smooth blasting,

etc.)

5.3.- PARTES DE UNA PERFORADORA.- Consta de 3 partes principales: Cabezal,cilindro y la parte frontal. Cada una de estas partes involucra a otras piezas, tal comose menciona a continuación:­ Cabezal: Empuñadura (“D” o “T”), laves de mando (agua y aire), entradas de

agua y aire.­ Cilindro: Pernos tensores, martillo, pistón, trinquetes (pasador, rueda y resorte),

agujas de agua y aire, etc.­ Frontal: Grapas.

La lubricación de la perforadora se realiza mediante la “CHANCHA” que contieneaceite que con el aire que ingresa a la máquina lubrica todas sus partes con el objetode evitar desgastes prematuros de sus piezas.

PATAS NEUMATICAS (EMPUJADORES O AVANCES NEUMATICOS).- Soncilindros neumáticos largos cuya barrilla soporta la perforadora a la altura de su centrode gravedad. La columna termina en punta que se incrusta en dirección oblicua en elsuelo a una distancia conveniente. El pistón ejerce sobre la perforadora un empujeoblicuo cuyo componente vertical soporta a la perforadora mientras que la otra sirvepar el avance, también tiene un órgano de retroceso. Entre las partes de un avancetenemos: cilindro, pistón, vástago del pistón, botón de descarga, empuñadura (grifo deregulación), conexión de aire, etc.

5.4.- METODOS DE PERFORACION.- Existen dos métodos principales deperforación: manual y mecánica.

5.4.1.- PERFORACION MANUAL.- Consiste en realizar taladros medianteherramientas básicas como combas, barrenos (pateros 2’ o 3’) y una cuchara paralimpiar el taladro.

5.4.2.- PERFORACION MECANICA.- Consiste en realizar taladros mediantemaquinas perforadoras empleando barrenos de 5’, 6’, 8’, 10’, 12’, 14’, etc. con mayorrapidez y longitud. Son a rotación y percusión.

Las fuentes de energía con que trabajan las perforadoras mecánicas son:NEUMATICAS (con aire comprimido que genera el compresor) y ELECTROHIDRAULICOS (con aceite para impartir energía y como fuente primaria la energíaeléctrica). Es de mayor capacidad e eficiencia que la neumática por tener mayorvelocidad de penetración.

5.5.- ACCESORIOS DE PERFORACION.- Entre los principales accesorios deperforación tenemos:

5.5.1.- BARRENAS Y BROCAS.- Son accesorios de perforación mediante lascuales se cortan los diversos tipos de rocas para el que poseen una elevada carga derotura y una buena resistencia a la flexión. Las barrenas son lisas y generalmente desección hexagonal o también circular. Son barras de acero de 22 a 32 mm. dediámetro y se fabrican en longitudes de 0.60, 1.20 y 1.30 m. Las barrenas son de 2tipos: INTEGRALES (MONOBLOCK) que son una sola pieza con la barrena y la brocaque posee una pastilla que es el CARBURO DE TUNGSTENO y de EXTENSION quetienen brocas intercambiables fijado al extremo de la barra generalmente a tornillo.

A) FUNCION DE LOS BARRENOS.- Entre las funciones de los barrenosmencionamos:

1º Recibe el golpe del martillo de la perforadora.2º Produce el golpe del taladro (rotura de la roca).3º Realiza la rotación por medio del pistón.4º Remueve el material roto mediante el agua.

B) PARTES DEL BARRENO.- Entre sus partes tenemos:

1.- Culatín (espiga o buge).2.- Collar o collarín.3.- Cuerpo o barra – Tiene diámetros de 7/8” (estándar), 1” y 11/4”4.- Cabeza o Bit (Broca) – puede ser en equis (x), en cruz (+), con botones, etc.

5.5.2.- BROCAS.- Son accesorios que cortan la roca. Tienen las formas en “x”, en “+”,“botones”, etc.Entre otros accesorios de perforación tenemos: LOS MANGUITOS DEACOPLAMIENTO con tornillos y estriados, LOS ADAPTADORES DE CULATA.

5.6.- TRAZOS DE PERFORACION (MALLA).- Se llama trazo o malla de perforación atodos los diseños en la que se indica la posición, dirección e inclinación de un conjuntode taladros con el objeto de obtener un arranque sistemático en el frente, de talmanera que el desarrollo sea uniforme, rápido y económico.

5.6.1.- TIPOS DE TRAZOS:

5.6.1.1.- TRAZO DE CORTE O ARRANQUE.- Es una voladura con el objetivo deproporcionar una cara libre al resto de los taladros. Normalmente se tiene un arranqueal centro del frente. Los trazos de arranque pueden ser:

A) CORTE QUEMADO O PARALELO (BURT CUT).- Comprende a variostaladros paralelos muy cercanos entre sí, usualmente dispersos en formaconcéntrica, perforados en forma perpendicular a la cara libre (axiales) de modoque al ser dispersados produzcan una cavidad cilíndrica.

B) CORTE EN CUÑA O EN “V” (WEDGE CUT).- Comprende a 4, 6 o mástaladros convergentes por pares en varios planos (no hacia un solo punto), de modoque la cavidad abierta tenga la forma de una cuña o “TROZO DE PASTEL”. Elángulo adecuado para la orientación de los taladros es de 60º a 70º.

C) CORTE EN PIRAMIDE O DIAMANTE (CENTE CUT).- Comprende a 4 ó 6taladros dirigidos en forma convergente hacia un punto común imaginario ubicadoal centro y fondo de la labor o excavar, de modo que su disparo instantáneo creauna cavidad cónica o piramidal.

D) CORTE EN CUÑA DE ARRASTRE (DRAG O DRAW CUT).- Es prácticamenteun corte en cuña afectado a nivel del piso de la galería, de modo que el resto deldesbroce de la misma sea por desplome.

E) CORTE EN ABANICO (FAN CUT).- Es similar al de arrastre pero con el corte apartir de uno de los lados del túnel, disponiéndose los taladros en forma de unabanico (divergente en el fondo).

5.6.1.2.- TRAZOS DE TANDA.- Es el diseño que agrupa a un conjunto de taladros devoladura complementaria (ayudas, sub ayudas, cuadradores, alzas y arrastres).

5.7.- DISTRIBUCION Y DENOMINACION DE TALADROS.- Los taladros sedistribuyen en forma concéntrica, con los de corte o arranque en el punto central de lavoladura, siendo sus denominaciones como sigue:

5.7.1.- ARRANQUE O CUELE.- Son los taladros del centro, que se disparan primeropara formar la cavidad inicial. Por lo general se cargan de 1.3 a 1.5 veces más que elresto.

5.7.2.- AYUDAS.- Son los que rodean a los de arranque y forman las salidas hacia lacavidad inicial. De acuerdo a las dimensiones del frente varía su número y distribucióncomprendiendo a las primeras ayudas (contra cueles), segundas y terceras ayudas(taladros de destroce o franqueo).

5.7.3.- CUADRADORES.- Son los taladros laterales (hastiales) que forman los flancosdel túnel.

5.7.4.- ALZAS O TECHOS (CORONA).- Son los taladros que forman el techo obóveda del túnel.

5.7.5.- ARRASTRES O PISOS.- Son los taladros que corresponden al piso y sedisparan al final de toda la ronda. Algunas veces se complementan con taladrosinclinados perforados en una de sus esquinas para formar una canaleta (cuneta) dedrenaje.

CAPITULO VI: VOLADURA.

6.1.- VOLADURA.- Es el proceso por el cual las rocas son agrietadas y fracturadascomo resultado de los esfuerzos de compresión – tensión que generan los explosivoscontenidos en los taladros. Las grietas de las rocas se expanden por la presión de losgases, desmenuzándola en fragmentos, que se desprenden y desplazan a granvelocidad y distancia.

6.2.- EXPLOSIVO.- Es la sustancia o mezcla de sustancias que al estimularseproducen altos desprendimientos de gases generando grandes presiones y altastemperaturas produciendo una “reacción exotérmica”.

6.2.1.- CLASES DE EXPLOSIVOS.- Los explosivos se clasifican en: explosivosquímicos, especiales y nucleares.

6.2.1.1.- EXPLOSIVOS QUIMICOS.- Actúan por procesos de reacción química dedeflagración y/o detonación producidos por efecto de una onda de choque. Ejemplos:Dinamita, Nitrato de amonio (NH4 NO3), T.N.T. (Tri – Nitro - Tolueno).6.2.1.2.- EXPLOSIVOS ESPECIALES.- Actúan como una explosión física producidapor la súbita expansión de gases inertes licuefiados por la aplicación del calor, como el“CO2” y el oxigeno. Su empleo está limitado a ambientes sumamente peligrosos comoen las minas de carbón con alto contenido de grisú o metano (NH4) y polvo de carbón.

6.2.1.3.- EXPLOSIVOS NUCLEARES.- Actúan por la desintegración de materialesradioactivos como el URANIO 235 y el PLUTONIO, desprendiendo inmensascantidades de energía y calor. Ejemplos: Bombas atómicas y de hidrogeno.

6.2.2.- CLASIFIACION DE EXPLOSIVOS QUIMICOS.- Son explosivos basadosmayormente en compuestos de carbono, hidrogeno, oxigeno y nitrógeno (CHON) y seclasifican en dos grandes grupos, dependiendo de la velocidad de su onda de choque:

6.2.2.1.- EXPLOSIVOS ALTOS O DETONANTES.- Su velocidad varía de 3000 a 7000m/seg. Son mezclas químicos que reaccionan a gran velocidad, por tanto tienen granefecto rompedor, estos a su vez se clasifican en:

A) DETONANTES PRIMARIOS.- Tienen alta energía y sensibilidad, se usan comoiniciadores para detonar a los secundarios. Ejemplos: Los fulminantes (contienenfulminato de mercurio, asida de plomo, etc.)

B) DETONANTES SECUNDARIOS.- Son los que efectúan el trabajo derompimiento. Son menos sensibles pero desarrollan mayor trabajo útil. Se divide en:

a) EXPLOSIVO DE USO CIVIL (COMERCIALES).- Según su constitución sedividen en 3 grandes grupos:

­ NO PERMISIBLES.- Especialmente para usos en minas de carbón, es de bajatemperatura de explosión por contener cloruro de sodio (NaCl).

­ DINAMITAS.- Mayormente compuesta por NITROGLICERINA (explosivo)combinadas con NITRATOS (aditivo) y otros componentes que ayudan a lacombustión. Las dinamitas se clasifican en: gelatinas, gelignitas, gelatinasespeciales, semigelatinas, pulverulento y dinamitas especiales.

­ AGENTES DE VOLADURA.- Son explosivos de seguridad por ser,mayormente, insensibles al detonador común. Son compuestos de NITRO-CARBO-NITRATOS (NCN) se emplea generalmente en tajos abiertos.Ejemplos: Exagel, hidromex, slurrex, primaflo, lurigel, anfo, examón, etc.

b) EXPLOSIVOS DE USO MILITAR.- Son más brizantes, menos sensibles almaltrato y más caros.

6.2.2.2.- EXPLOSIVOS LENTOS O DEFLAGRANTES.- Su velocidad es menor de3000 m/seg. Comprende a las pólvoras, compuestos pirotécnicos y compuestospropulsores para artillería y cohetería. No tiene aplicación en minería. Se dice que estetipo de explosivos son los que desplazan a la roca triturada.

6.3.- PROPIEDADES DE LOS EXPLOSIVOS.- Las propiedades físicas de cadaexplosivo sirven para seleccionar al más adecuado para una buena voladura. Entreellas tenemos:

6.3.1.- POTENCIA RELATIVA.- Es la medida del “contenido de energía” del explosivoy del trabajo que puede efectuar. Se determina mediante la prueba de TRAUZL quedetermina la capacidad de expansión que produce la detonación de 10gr. de explosivodisparado dentro de un molde de plomo cilíndrico de dimensiones conocidas.

6.3.2.- BRIZANCE O PODER ROMPEDOR.- Es el efecto “demoledor o triturador” queaplica el explosivo sobre la roca para iniciar su rompimiento. Se mide mediante laprueba de HESS, que expresa en mm. el aplastamiento que sufre un molde de plomocilíndrico, de dimensiones determinado por efecto de la explosión de 100 gr. deexplosivo que se dispara colocado sobre un disco de acero encima del bloque deplomo.

6.3.3.- PRESION DE TALADRO.- Es la fuerza de empuje que ejercen los gases de laexplosión sobre las paredes del taladro que se expresa en kg / cm2 o en kilobares(kbar); como factor estático de trabajo representa la fuerza práctica aplicada a la rocaen el momento de la voladura.

Se representa como:

Donde:Pa = Presión atmosférica.Vg = Volumen de gases producidos por la explosión en litros a 0ºC y 1atm.T = Temperatura de la explosión, en ºK.

6.3.4.- VELOCIDAD DE DETONACION.- Es la medida de la velocidad con la que viajala onda de detonación a lo largo de la masa o columna de explosivo, sea al aire libre odentro de un taladro. Se mide mediante la prueba de DAUTRICHE con el empleo deorden detonante de velocidad conocida, o mediante la apertura o cierre de un circuitoeléctrico controlado con un cronómetro electrónico.

6.3.5.- DENSIDAD.- La densidad de la mayoría de los explosivos varía entre 0.8 a1.60 en relación con la unidad (densidad del agua a 4ºC y 1atm.) y al igual que con lavelocidad cuanto mas denso sea tendrá mayor efecto de brizance.

6.3.6.- RESISTENCIA AL AGUA.- Es la habilidad para resistir una prolongadaexposición al agua sin perder sus características, varía de acuerdo a la composicióndel explosivo y generalmente está vinculada a la mayor proporción deNITROGLICERINA o ADITIVOS que contengan, así en el grupo de dinamitas las másresistentes son la gelatina, y entre los agentes de voladura los slurries y emulsiones.

6.3.7.- SIMPATIA O TRANSMISION DE LA DETONACION.- Al ser detonado uncartucho este puede inducir la detonación de otro vecino por simpatía. En lasdinamitas sensibles la transmisión de la detonación puede sobrepasar una distanciade varios centímetros.

PG =Pa x Vg x T

273

6.3.8.- SENSITIVIDAD.- Los explosivos deben ser suficientemente sensitivos para serdetonados por un iniciador adecuado. Esta capacidad varía según el tipo de producto.Ejemplo: los fulminantes o detonadores se emplean para la mayoría de dinamitas,mientras que los agentes explosivos usualmente no arrancan con ellos, requiriendo deun BOOSTER o reforzados de mayor potencia y velocidad.

6.3.9.- SENSIBILIDAD.- Muchos explosivos pueden detonar fácilmente por efecto degolpe, impacto o fricción al calor (el punto de ignición en la pólvora está entre 300 a350ºC, en los explosivos industriales está entre 180 a 230ºC.)

6.3.10.- VOLUMEN NORMAL DE GASES.- Es la cantidad de gases en conjunto quese generan como resultado de la detonación de un 1 kg. de explosivo a 0ºC y 1 atm.de presión expresados en litros por kilo de explosivo. Este volumen es un índice de la“cantidad de energía disponible” para el trabajo a efectuar con el explosivo, ygeneralmente varía entre 600 y 1000 litros en los explosivos industriales.

6.3.11.- CATEGORIA DE HUMOS.- La detonación de todo explosivo comercialproduce vapor de agua, nitrógeno (N), bióxido de carbono (Co2) y eventualmentepolvos sólidos. Entre los gases inocuos nombrados existe siempre cierto porcentaje degases tóxicos llamados “humos”. Ejemplo: monóxido de carbono (CO), hidróxido denitrógeno (NO2).

Por lo general, se considera que los explosivos de uso civil deben estar por debajo delos siguientes valores:

CO = 0.02%, NO2 = 0.003%

Los agentes explosivos como el ANFO son más tóxicos que las dinamitas, porquegeneran mayor proporción de oxido de nitrógeno.

6.3.12.- BALANCE DE OXIGENO.- El balance de oxigeno de un explosivo debe serligeramente positivo para evitar la formación de gases tóxicos, el margen de seguridadserá de +2 a +5 como tope, buscando un promedio de +2 a +3 como ideal. Si esmenor a +2 se formará exceso de CO y si es mayor a +5 el nitrógeno se oxidaformando NO y NO2.

6.4.- ACCESORIOS DE VOLADURA.-

CAPITULO VII: TRANSPORTE

Las minas por lo general difieren unas de otras en un sistema de transporte, enconsecuencia hay minas que utilizan rieles y otros el sistema sin rieles para eltransporte de mineral, de materiales y personal. En el momento de planear, el sistemade transporte de una mina, se deben tener en cuenta ciertos factores básicos: secciónde la labor, nivel de producción, tipo de terreno, etc.

7.1.- TRANSPORTE SOBRE RIELES.- Las minas que aun no se mecanizan son lasque utilizan el sistema de transportes sobre rieles, es decir mediante locomotoras consus correspondientes carros mineros o vagonetas (convoy). Para esto utilizan la VIAFERREA.

VIA FERREA.- Sirven para el deslizamiento del convoy. Son los anchos que existende riel a riel (TROCHA) y están comprendidos entre 24 pulgadas (60 cm.) y 36pulgadas (90 cm.) y el carril (RIEL) son determinados por el peso en libras / yarda.

7.1.1.- ELEMENTOS DE UNA VIA FERREA.- Están compuestos por:

7.2.1.- LOS RIELES.- Son elementos pesados de fierro de 20, 30, 40 y 70 libras poryarda y se colocan paralelamente sobre durmientes.

7.2.2.- CAMBIOS.- Son las instalaciones mediante los cuales permite que el convoycambie de dirección.

7.2.3.- TORNAMESA.- Son planchas circulares que giran sobre billas de acerocolocados en su base metálica, permitiendo que la locomotora o el carro minerocolocado encima de la tornamesa gira y cambia de dirección en poco espacio.

7.2.4.- ZAPAS.- Son instalaciones sobre una plancha fija que permite el cruce deltrafico casi perpendiculares entre dos galerías con el fin de evitar que las líneas seseparen en el momento que pasa el convoy.

7.2.5.- ECLISAS.- Son aquellas que se colocan en las uniones entre dos rielessujetados por pernos.

7.2.6.- DURMIENTES.- Son elementos de madera que soportan a los rieles. Soporta elpeso de la locomotora y de los carros mineros. Evita el hundimiento de los rieles y lainclinación de uno con respecto al otro. Se coloca en forma perpendicular a los rieles.

7.1.2.- CARROS MINEROS O VAGONETAS.- Sirven para el transporte de mineral,desmonte, material y personal. Su construcción debe ser resistente para el trabajopesado.Los carros están constituidos por una CAJA, BASTIDOR, TRENES DE RUEDA y elENGANCHE. El transporte de mineral con carros mineros son los más económicos. Elcargado del mineral debe ser con gran facilidad.

7.1.2.1.- TIPOS DE CARROS MINEROS:

A) TIPO “U”.- Son de volteo lateral, semipesado. Están diseñados para acarreasel material en forma manual o por locomotora. Su capacidad es deaproximadamente 1.5 ton.

B) TIPO “Z”.- Es de volteo frontal y lateral, de construcción liviana para el acarreomanual. Capacidad aproximada 1.0 tonelada.

C) TIPO “V”.- Es de volteo lateral, extra pesado, diseñado para el acarreo conlocomotora.

D) TIPO GRAMBY.- Tiene un sistema de volteo sobre una rampa. Este tipo decarro es utilizado en la mediana minería por su robustez, continuidad y por elahorro de tiempo en la descarga. Para la descarga utiliza el sistema de quintarueda.

7.1.2.2.- LOCOMOTORAS.- Son maquinas eléctricas que arrastran los carros mineros(convoy). Son impulsados por medio de motores que funcionan con corriente continuade 220 a 240 voltios.

7.4.1.- TIPOS DE LOCOMOTORAS ELECTRICAS:

A) LOCOMOTORAS A TROLLEY.- Son eléctricas y utiliza de 220V a 250Vcorriente continua (CC) hasta 400V a 450V (CA); este tipo de locomotora sedenomina así porque la energía lo toma de un cable eléctrico suspendidomediante una rueda o zapata (Roldana) que se desliza por el conductor comopolo positivo y como polo negativo – el riel.

B) LOCOMOTORA A BATERIA.- Son aquellas locomotoras que se abastecen deenergía a través de un acumulador o batería que porta la locomotora.

C) LOCOMOTORA MIXTA.- Son aquellas locomotoras que pueden operar a travésde la línea de trolley o a batería.

7.2.- TRANSPORTE SIN RIELES.- En este sistema de transporte se utilizan equipospesados montados sobre orugas o neumáticos. Se emplean en minas mecanizados,su diseño depende del terreno que presenta y su alta producción. Las vías estánrepresentadas por rampas que pueden ser del tipo zigzag, helicoidales (espiral) ycombinadas.

7.2.1.- TIPOS DE TRANSPORTES SIN RIELES.- Estas maquinas pueden ser libres ocautivas, siendo los cargadores frontales (LHD) los más versátiles. Entre los tipos detransporte sin rieles tenemos:

A) SCOOPTRAMS.- Estas maquinas son articuladas y pueden ser de energíadiessel o eléctrica. Todos están diseñados para desarrollar iguales velocidadesen ambas direcciones (5 km/hrs con p = 15 %) dependiendo mucho de lascondiciones del camino. Estas máquinas son económicas en viajes o carrerascortas. Este equipo se selecciona de acuerdo al tamaño de la galería o deltajeo. Se denominan equipos ¨LHD¨ (carga – transporte - descarga), se usan enlabores donde haya buena ventilación. La capacidad de su cuchara varía desde(2 - 6 yd3).

B) VOLQUETES.- Se utiliza volquetes cuando sobrepasa las distanciaseconómicas del acarreo con el scooptrams. Son máquinas que generan gases(por ser de motores diessel) por los escapes que generalmente son tratadoscon purificadores de gases colocados en los tubos de escapes (reductoresoxicatalíticos).

C) PALAS CAVO.- Son empleado en transportes cortos, siendo la capacidad decuchara de 3/4 a 31/2 yardas cubicas. Estas palas son de dos tipos: Sobrellantas y sobre orugas. Trabajan hasta un 20% dependiente o gradiente. Existenpalas cavo que cargan, transportan y descargan y otros que pueden cargar a uncarro minero o sólo transportan en su cuchara. Estas palas trabajan con airecomprimido (neumáticas).

D) PALAS MECANICAS.- Son máquinas neumáticas que trabajan sobre rieles ycuya capacidad de cuchara es en promedio de 0.14 m3. Sirven para limpiezaen una galería y cargan a los carros mineros.

E) CAMIONES.- Pueden ser a motores diessel y eléctricos son camiones de bajoperfil y en la mina sirven para transportar el mineral hacia los echaderos, a plantaconcentrado y también para trasladar los desmontes.

F) RASTRILLOS DE ARRASTRE (WINCHES).- Son equipos diseñados para jalarmineral o ganga de un tajeo y consta de los elementos siguientes: una winchaeléctrica o neumática con 2 a 3 tamboras, rastrillo (traílla), poleas y cables. Posee 2manillas, una para jalar el cable de acero y el otro para el retorno. También poseeuna cuchara que puede ser de diferentes tipos: tipo azado y tipo uña. Generalmentese utiliza para la limpieza de los tajeos en la que la potencia de la vela no seagrande, la distancia de limpieza del winche es aproximadamente 30 m.

G) PAYLOADERS.- Son máquinas versátiles, son llamados “cargadores frontales”y se emplean en la mediana y gran minería donde se adaptan a labores de carguíoy muy poco en acarreo. Su capacidad de cuchara varía desde 3 yardas cúbicashasta 22 yardas cúbicas. Son de motores diessel para el que se requiere de unabuena ventilación en la mina.

H) FAJAS TRANSPORTADORAS.- Es un medio de transporte más económico ycontinuó, se utilizan en galerías e inclinados de poca pendiente. Utiliza energíaeléctrica y son de 2 tipos: rastra y bandeja.

CAPITULO VIII: SOSTENIMIENTO.

8.1.- CONCEPTO.- El sostenimiento ó entibamiento (fortificación) tienen por objetomantener abiertas las labores durante la explotación, compensando el equilibrioinestable de las masas rocosas que soporte el producto de la voladura.

En la mayoría de las veces, solamente es necesario que las labores mineraspermanezcan abiertas durante periodos de tiempo relativamente cortos, por ello lafunción del sostenimiento es retrasar el reajuste de las masas rocosas más queasegurar un sostenimiento permanente.

Sostenimiento Activo (Refuerza); Shotorete, pernos de anclaje.

Sostenimiento Pasivo (Soporta); Cuadros de madera, cerchas.

8.2.- CLASES DE TERRENOS.- A continuación se presenta una clasificación prácticade terrenos:

8.2.1- TERRENO COMPACTO.- Son terrenos formados por cristales y/o partículasbien cementadas, no presentan planos de debilidad o fracturamiento. Son terrenosduros, sólidos. A ellos pertenecen la mayoría de las rocas ígneas y algunas rocasmetamórficas. Ejemplos: granitos, monzonitas, granodioritas, etc.

Este terreno no requiere sostenimiento.

8.2.2.- TERRENO FRACTURADO.- Es el que se muestra una serie de planosparalelos de discontinuidad como si fueran planos de estratificación o de laminaciónlos que pueden estar en diferentes direcciones. A ellos pertenecen las rocassedimentarias. Ejemplos: areniscas, pizarras, calizas, etc. Requieren un sostenimientoligero.

8.2.3.- TERRENO QUEBRADO.- Presenta dos o más sistemas de planos entrecruzados o fracturamientos. Estas características no se ofrecen en forma natural enlas rocas sino que es producida por cambios en las condiciones físicas de las mismasy por esfuerzos en la corteza terrestre. Ejemplos: techos y paredes en una galería. Esnecesario un sostenimiento medio.

8.2.4.- TERRENO MOLIDO.- Es el terreno formado por fragmentos gruesos y/o finos.Se dice que la más rocosa es completamente discontinua. Ejemplos: arenas, brechasde fallas, suelos, etc. En este tipo de terrenos las presiones son mayores cuanto másfinos son el tamaño de los fragmentos. Requiere de un sostenimiento pesado.

8.2.5.- TERRENO ARCILLOSO.- Es constituido por rocas casi plásticas. Su mayor omenor plasticidad depende del contenido de agua y la proporción de arcilla. Ejemplos:panizos y pizarras. Estos terrenos se deforman fácilmente bajo presión. Requieresostenimiento extremadamente resistente.

8.3.- TIPOS DE SOSTENIMIENTOS:

8.3.1.- SOSTENIMIENTO CON MADERA.- La madera es un elemento desostenimiento que se adapta bien a todos los tipos de terrenos. Es el más accesible yeconómico, dotado de alta resistencia mecánica, de gran maniobrabilidad, su defectoes de que tiene poca durabilidad debido a que se putrefacta rápidamente y escombustible. La madera más empleada es el eucalipto (más económico), el PINO sólose utiliza en piques. Estas maderas pueden ser curadas con antisépticos (resinas)para aumentar su durabilidad de 2 a 3 veces más.

A) CUADROS RECTOS.- Es el tipo más sencillo que consta de un sombrero,soportado por dos postes verticales.

B) CUADROS CÓNICOS.- Se emplea cuando existen fuertes presiones del terrenoen el techo y las cajas laterales. Los cuadros se colocan en forma trapezoidal.

C) CUADROS CON SOLERA.- Son cuadros constituidos por un sombrero, dospostes y una solera. Se usan cuando existe una presión del terreno que actúadesde el piso y cuando las rocas que integran al piso son débiles, con el fin deevitar el hundimiento de los postes.

8.3.1.- ELEMENTOS DE UN CUADRO DE MADERA:

8.3.1.1.- ELEMENTOS PRINCIPALES:

A) SOMBRERO.- Está sujeto a esfuerzos de comprensión paralelo a las fibras porrecibir la presión de las cajas y paredes laterales de una labor. En caso de terrenoarcilloso pueden estar sometidos también a esfuerzos de flexión.

B) POSTES.- Se colocan en forma vertical o inclinada. Desarrollan esfuerzos decomprensión paralelas a las fibras debido a que la presión lo toma del techo y lareacción del piso.

C) SOLERA.- Se ubica en la parte inferior del cuadro. Está sometido a esfuerzos decomprensión perpendicular a las fibras por recibir la presión del techo a través delos postes de reacción del piso directamente.

CUADRO RECTO CUADRO CÓNICO

CUADRO COJO

8.3.1.2.- ELEMENTOS AUXILIARES:

A) BLOQUES.- La finalidad es mantener firmemente la estructura del sostenimientohasta que sean fijadas por la propia presión del terreno.

B) CUÑAS.- Se usan en todos los trabajos de sostenimiento con maderas al igualque los bloques.

C) ENCRIBADOS.- Cuando el techo de una labor se ha elevado mucho, seránecesario una estructura auxiliar de madera a fin de tomar la presión del terrenosobre el sostenimiento construyendo sobre el puente del cuadro o directamentesobre el sombrero.

D) ENREJADOS.- Tienen por objeto de impedir la caída de trozos de roca tanto detecho como las paredes.

8.3.1.3.- METODO DE ARMADO DE CUADROS.- Para el armado de cuadros demadera se produce como sigue:

1º Si el cuadro va a llevar solera se prepara el piso para ubicar la solera.

2º Si el cuadro no lleva solera, se preparan las patillas para parar los postes.

3º Una vez realizado las patillas se procede a parar los postes y luego se tapan laspatillas.

4º Una vez parado los postes se coloca el sombrero realizando los destajes en lospostes.

5º Luego se colocan los tirantes.

6º Se tiende la camada de redondos en forma horizontal y transversal.

7º Se procede al bloqueo del cuadro y,

8º Finalmente se procede al enrejado con tablas o redondos.

8.3.2.- SOSTENIMIENTO METALICO O CON ACERO.- Es un sostenimiento de altaresistencia mecánica y al fuego que soportan bien a los esfuerzos a la tracción(flexión). Para las uniones se utilizan piezas de sujeción con pernos. El defecto delsostenimiento metálico es la corrosión por efecto de la humedad, gases, aguas ácidasde mina y su costo es muy alto.

8.3.3.- SOSTENIMIENTO CON CONCRETO ARMADO.- Es el sostenimientopreparado a base de cemento, arena y agua (hormigón) que es un material deconstrucción que al fraguarse produce el endurecimiento en un lapso de tiempo de 12horas. La preparación del hormigón pueden realizarse en mezclas de:

1:2 proporción de 1 de cemento y 2 de arena.

1:3 proporción de 1 de cemento y 3 de arena.

1:4 proporción de 1 de cemento y 4 de arena.

1:5 proporción de 1 de cemento y 5 de arena.

El espesor del hormigón puede ser de 15 cm. a 25cm., también se pueden emplearmallas de acero, como también fierro corrugado.

La resistencia del concreto es más pobre comparado con la madera, por lo que su usoes esporádico.

8.4.- SOSTENIMIENTO CON PERNOS DE ANCLAJE Y BARRASESTABILIZADORAS.- Se usan en terrenos fracturados, estratificados tratandosiempre de orientar los pernos de anclaje perpendicularmente a la estratificación. Lospernos son de acero que para el caso de sostener una galería se perforan taladros secolocan y se fijan los pernos que sujetan a las rocas.

También para sostener una galería o un frente de explotación se usan las barrasestabilizadoras (SPLIT SET), que cumplen la misma función que los pernos de anclaje.Para su colocación se hacen taladros y con la misma perforadora se introduce estasbarras a los taladros.

CAPITULO IX: VENTILACION.

La ventilación de minas se define como el suministro de aire al interior de la mina yéste puede ser por medios mecánicos o naturales o combinados con la finalidad de:

a) Asegurar el suministro de aire limpio y fresco en cantidad suficiente para larespiración normal de los trabajadores.

b) Diluir y arrastrar los contaminantes del ambiente, gases y polvos, a nivelestolerantes, y

c) Regular las condiciones termos ambientales manteniéndolos en gradoconfortable.

9.1.- CANTIDAD NECESARIA DE AIRE.- De acuerdo de los Reglamentos de HigieneIndustrial y de Bienestar y Seguridad DS 055-2010 indican que se debe suministrar3m3/minuto de aire por persona (106 pies3/minuto) en las labores del subsuelo próximoal nivel del mar. Para alturas mayores del flujo es aumentado de acuerdo a la siguienteescala:

De 1500 m. a 3000 m. 40%

De 3000 m. a 4000 m. 70%

Más de 4000 m. 100%.

En el caso de emplearse equipo diessel la cantidad de aire no debe ser menor a 3m3/min por cada “HP” del equipo.

Ejemplo de Aplicación.- En una mina se tienen cuatro (04) labores en desarrollo, encada labor trabajan tres (03) hombres, se desea saber cuánto será el suministro deaire por minuto en dicha mina, sabiendo que la mina se encuentra a una altitud de3800 m.s.n.m.

SOLUCION:

Nº de personas = 4x3 = 12 trabajadores

Entonces 3 m3/min x 12 = 36 m3/min (a nivel del mar).

Para una altitud de 3800 m.s.n.m., tendríamos:

Consumo = 36 + 36 x 70 = 36 + 36(0.70) = 61.2 m3/min

9.2.- CLASIFICACION DE LA VENTILACION DE MINAS.- Desde el punto de losmedios empleados para la remoción del aire, la ventilación puede ser natural,mecánico o combinado.

9.2.1.- VENTILACION NATURAL (TIRO NATURAL).- Esta ventilación se realiza sin elempleo de ventiladores mecánicos. La ventilación se realiza mediante chimeneas,piques, socavones, compuertas de ventilación, etc.

9.2.2.- VENTILACION MECANICA.- Esta ventilación utiliza ventiladores, dondefácilmente puede regularse la cantidad de aire deseado. Los ventiladores pueden serde dos tipos: centrifugas y axiales. Los ventiladores axiales son los más modernos ymás empleados. La diferencia que existe entre ambos es en cuanto a lascaracterísticas de potencia, eficiencia y volumen de aire.

9.3.- GASES EN LAS MINAS.- Los gases que se presentan en una mina subterráneason entre otros, los siguientes: anhídrido carbónico (CO2), nitrógeno y gases nocivostóxicos y explosivos (monóxido de carbono “CO”, oxido nítrico, sulfuro de hidrogeno,gas sulfurosos, metano, etc.). El aire atmosférico seco contiene 79% de nitrógeno,20.96% de oxigeno y 0.04% de anhídrido carbónico, a una presión normal a 7.60 mm.de mercurio (Hg).

100

9.3.1.- OXIGENO (O2).- Es un gas incoloro e inodoro, es un gas de combustión y a lavez mantiene la vida. La disminución del contenido de oxigeno en el aire de minaocurre a consecuencia de los procesos de oxidación de las menas y rocas sulfurosas,madera y otras materias orgánicas e inorgánicas. El oxigeno es absorbido por larespiración de los hombres. De acuerdo al Reglamento de Seguridad e Higiene Minerael contenido de oxigeno en las labores mineras no debe ser inferior al 20%.

9.3.2.- NITROGENO (N2).- Es un gas sofocante, que se genera por la putrefacción desustancias orgánicas y trabajos con explosivos y emanaciones de los estratos. Elnitrógeno compone el aire en un porcentaje de 79.04%.

9.3.3.- ANHIDRIDO CARBONICO (CO2).- Es un gas incoloro de gusto ligeramenteácido y olor débil, su peso especifico es de 1.52, se disuelve en agua, no sirve para larespiración. Por ser de mayor densidad que el aire se acumula junto al piso de laslabores mineras. De acuerdo al Reglamento de Seguridad y Bienestar el contenido enlas labores no debe exceder del 0.5%. Los efectos sobre el organismo humano son:

En 3% se siente ligeramente.En 10% puede haber pérdida de conocimiento.En 15% se pierde el conocimiento, puede ser fatal.

9.3.4.- MONOXIDO DE CARBONO (CO).- Es un gas toxico que hace daño alorganismo humano, es originado durante las labores con explosivos, incendiossubterráneos y por el empleo de equipos pesados. Se combina con la hemoglobina dela sangre 300 veces más rápidamente que el oxigeno. Por su bajo peso específico seacumula en los topes ciegos de las labores mineras ascendentes. El Reglamento deSeguridad e Higiene Minera contempla una concentración máxima de 0.0016% en elaire de mina.

9.3.5.- SULFURO DE HIDROGENO (H2S).- Es un gas fuertemente toxico, de olorcaracterístico a huevo podrido, es soluble en el agua, hace daño al organismohumano. Este gas se presenta, generalmente, en las minas que tienen presencia depirita, también ocurre después de una voladura o explosión. El Reglamento deSeguridad contempla una concentración máxima de 0.00066% en el aire de mina.

9.3.6.- METANO (CH4).- Es un gas incoloro, inodoro, e insípido. Su peso específico esde 0.554 por lo que se acumula en la parte superior de las galerías. Es producto de ladescomposición de las sustancias orgánicas sin acceso de oxigeno. Existen en lasminas de carbón, generalmente su mayor peligro es que es combustible y explosivo.