modulo seguridad en minería

CURSO EXPERTO EN PREVENCIN DE RIESGOS DE LA INDUSTRIA

EXTRACTIVA MINERA NACIONAL

MDULO II: SEGURIDAD EN MINERA

Mdulo: Seguridad en Minera

Curso Experto en Prevencin de Riesgos de la Industria Extractiva Minera Nacional

2

1 RIESGOS EN MINERA A CIELO ABIERTO ................................................................................................. 13

1.1 MINERA A CIELO ABIERTO ............................................................................................................. 13

1.1.1 INTRODUCCIN ...................................................................................................................... 13

1.1.2 NECESIDAD DE ESPACIO ......................................................................................................... 15

1.1.3 FACTORES PARA LA DECISIN ECONMICA DE PUESTA EN MARCHA ................................... 16

1.1.4 CRITERIOS TCNICOS PARA EL DISEO DEL RAJO DE EXPLOTACIN ..................................... 17

1.1.5 RESUMEN DE PARMETROS EN PROYECTOS MINEROS A RAJO ABIERTO ............................. 18

1.1.6 OPERACIONES BSICAS EN MINERA A CIELO ABIERTO ......................................................... 18

1.1.7 SISTEMAS DE EXPLOTACIN EN MINERA A CIELO ABIERTO ................................................. 20

1.1.8 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA MINERA A CIELO ABIERTO ............................................... 23

1.2 GEOMETRA Y ESTABILIDAD DEL RAJO ............................................................................................ 25

1.2.1 ESPACIOS GEOMTRICOS ....................................................................................................... 25

1.2.2 LOS NGULOS DE TALUD ....................................................................................................... 26

1.2.3 EL BANCO EN UN RAJO ABIERTO ............................................................................................ 27

1.2.4 NGULOS EN UNA MINA A CIELO ABIERTO ........................................................................... 30

1.2.5 CAMINOS MINEROS Y/O RAMPAS ......................................................................................... 33

1.3 EQUIPOS MINEROS EN UN RAJO ..................................................................................................... 39

1.3.1 MQUINAS PERFORADORAS .................................................................................................. 39

1.3.2 EQUIPOS PARA EL CARGUO DE EXPLOSIVOS......................................................................... 40

1.3.3 EQUIPOS DE CARGUO ........................................................................................................... 40

1.3.4 CAMIONES .............................................................................................................................. 43

1.3.5 EQUIPOS AUXILIARES Y DE SERVICIO ..................................................................................... 44

1.4 RIESGOS EN MINERA A CIELO ABIERTO ......................................................................................... 47

1.4.1 RIESGOS POR INESTABILIDAD DE TALUDES ............................................................................ 48

1.4.2 EL FACTOR DE SEGURIDAD (FS) EN UN TALUD SEGURO ........................................................ 53

1.4.3 CONTROL DE RIESGOS FRENTE A INESTABILIDAD DE TALUDES ............................................. 56

1.4.4 CONTROL DE RIESGOS EN OPERACIONES UNITARIAS EN MINERIA A CIELO ABIERTO ........... 59

2 RIESGOS EN MINERA SUBTERRNEA ..................................................................................................... 78

2.1 GENERALIDADES ............................................................................................................................. 79

2.1.1 LA MINERA COMO POLO DE DESARROLLO PARA EL PAS ..................................................... 79

2.1.2 IMPORTANCIA DE LA PREVENCIN DE ACCIDENTES EN LA MINERA SUBTERRNEA ........... 80

2.2 GENERALIDADES SOBRE MINERA SUBTERRNEA .......................................................................... 81

2.2.1 ACTIVIDADES BSICAS DE UNA MINA .................................................................................... 82

2.2.2 FACTORES A CONSIDERAR EN LA SELECCIN DE UN MTODO DE EXPLOTACIN. ................ 84

2.2.3 PREPARACIN GENERAL DE UNA MINA SUBTERRNEA. ....................................................... 85

2.3 DESCRIPCIN GENERAL DE LOS MTODOS DE EXPLOTACIN SUBTERRNEA ............................... 91



3

2.3.1 CLASIFICACIN DE LOS MTODOS DE EXPLOTACIN ............................................................ 91

2.3.2 DESCRIPCIN DE LOS MTODOS SUBTERRNEOS ................................................................. 93

2.4 RIESGOS EN LA MINERA SUBTERRNEA ...................................................................................... 128

2.4.1 INTRODUCCIN .................................................................................................................... 128

2.4.2 DEFINICIONES BSICAS ........................................................................................................ 129

2.4.3 IDENTIFICACIN DE LOS PRINCIPALES RIESGOS ASOCIADOS A LA MINERA SUBTERRNEA132

2.5 RIESGOS ASOCIADOS A LOS MTODOS DE EXPLOTACIN SUBTERRNEOS. .................................... 155

2.5.1 PELIGROS ASOCIADOS A LA ELECCIN DEL MTODO DE EXPLOTACIN ............................. 158

2.5.2 PELIGROS ASOCIADOS A LA CARACTERSTICA DEL MACIZO ROCOSO .................................. 159

2.5.3 PELIGROS EN LOS MTODOS DE EXPLOTACIN ................................................................... 160

2.5.4 ANLISIS DE CASOS .............................................................................................................. 165

2.6 BIBLIOGRAFA ................................................................................................................................ 205

3 GEOTECNIA Y FORTIFICACIN............................................................................................................... 206

3.1 CONCEPTOS DE GEOTECNIA Y FORTIFICACIN ............................................................................. 207

3.1.1 DISEO SOPORTE ................................................................................................................. 207

3.1.2 INFORMACIN DE LA ESTRUCTURA GEOLGICA ................................................................. 208

3.1.3 PARMETROS RESISTENTES DE LA SUSTANCIA ROCOSA ..................................................... 229

3.1.4 RESISTENCIA AL CORTE DE DISCONTINUIDADES .................................................................. 233

3.1.5 RESISTENCIA AL CORTE DE FRACTURAS PLANARES CONTINUAS ......................................... 235

3.1.6 FASES REPRESENTATIVAS DE RESISTENCIA AL CORTE DE DISCONTINUIDADES RUGOSAS PERSISTENTE ......................................................................................................................................... 236

3.1.7 CRITERIOS DE RESISTENCIA PARA MATERIALES ROCOSOS .................................................. 238

3.1.8 CRITERIO DE FRACTURA DE HOEK BROWN PARA MACIZO ROCOSO ................................ 243

3.1.9 RESISTENCIA COMPRESIVA Y DEFORMABILIDAD EN MACIZOS ROCOSOS ........................... 245

3.1.10 ESTIMACIN DE LOS ESFUERZOS IN SITU............................................................................. 246

3.1.11 HIDROLOGA ......................................................................................................................... 252

3.2 IDENTIFICACIN DE LOS PRINCIPALES RIESGOS ASOCIADOS A LA GEOTECNIA Y FORTIFICACIN EN EXCAVACIONES SUBTERRNEAS ............................................................................................................... 253

3.2.1 CASO DE TNELES O EXCAVACIONES SUBTERRNEAS EN TERRENOS POCO COMPETENTES. 253

3.2.2 CASO DE TNELES LOCALIZADOS A BAJA PROFUNDIDAD EN ROCAS FRACTURADAS ......... 253

3.2.3 GRANDES EXCAVACIONES (CAVERNAS) EN ROCAS FRACTURADAS ..................................... 254

3.2.4 PILARES ................................................................................................................................. 255

3.2.5 PILARES CORONA (CROWN PILLARS).................................................................................... 256

3.2.6 EMBUDOS Y CHIMENEAS DE EXTRACCIN (DRAWPOINTS, OREPASSES) ............................ 256

3.3 DEFINICIN DE MTODOS DE CONTROL APLICADOS A LOS PRINCIPALES RIESGOS EN MINERA SUBTERRNEA ........................................................................................................................................... 257



4

3.3.1 ANLISIS CINEMTICO DE BLOQUES Y CUAS PREFORMADAS ........................................... 257

3.3.2 DESLIZAMIENTO DE ROCAS EN LA PARED DE UNA EXCAVACIN ........................................ 260

3.3.3 ANLISIS DE ESTABILIDAD DE CADAS DE CUAS DE ROCAS ............................................... 261

3.3.4 PERNO HELICOIDAL .............................................................................................................. 263

3.3.5 MALLAS ................................................................................................................................ 269

3.3.6 PERNO CON ANCLAJE MECNICO ........................................................................................ 272

3.3.7 PERNOS DE FRICCIN ........................................................................................................... 273

3.3.8 CABLES .................................................................................................................................. 275

3.3.9 ESTABILIDAD EN LAS PAREDES LABORES SUBTERRNEAS ................................................... 280

3.3.10 SHOTCRETE ........................................................................................................................... 284

3.3.11 DETERMINACIN EMPRICA DE ESPESOR DE SHOTCRETE TRADICIONAL ............................ 288

3.3.12 ALGUNAS RECOMENDACIONES EN APLICACIONES DE SHOTCRETE ..................................... 289

3.3.13 DISEO SOPORTE SHOTCRETE ............................................................................................. 289

3.3.14 ACUADURA ........................................................................................................................ 290

3.4 ANLISIS DE CASOS DE ESTABILIDAD Y DETERMINACIN DE SOPORTE EN EXCAVACIONES SUBTERRNEAS ......................................................................................................................................... 292

3.4.1 EVALUACIN DE ESTABILIDAD Y DISEO DE SOPORTES EN MACIZO ROCOSO DE REGULAR A MALA CALIDAD (RMR = 35) ................................................................................................................... 292

3.4.2 EVALUACIN DE ESTABILIDAD Y DISEO DE SOPORTE BLOQUE DE ROCA ACTUANDO EN LA PARED DE EXCAVACIN ........................................................................................................................ 299

3.4.3 EVALUACIN ESTABILIDAD Y DISEO DE SOPORTE CUA DE ROCA ACTUANDO EN EL TECHO DE EXCAVACIN SUBTERRNEA ........................................................................................................... 302

3.5 REFERENCIAS................................................................................................................................. 306

4 TALUDES Y DEPSITOS MINEROS ......................................................................................................... 307

4.1 TALUDES Y RESIDUOS SLIDOS MINEROS .................................................................................... 309

4.1.1 MARCO LEGAL ...................................................................................................................... 309

4.1.2 REGULACIONES AMBIENTALES PARA LOS RESIDUOS PELIGROSOS ..................................... 311

4.1.3 RISES MINEROS GENERADOS EN EXPLOTACIONES MINERAS .............................................. 311

4.2 TALUDES Y DEPSITOS DE DESECHOS DE MINERA ...................................................................... 313

4.2.1 ELEMENTOS DE UN TALUD ................................................................................................... 314

4.2.2 FACTORES DESENCADENANTES DE LAS CADAS DE TALUDES .............................................. 318

4.2.3 ACCIN DEL AGUA EN LOS TALUDES ................................................................................... 318

4.2.4 2.3.1 MTODO GRFICO DE CLCULO DEL FS PARA ROTURA CIRCULAR CON LOS ABACOS DE HOEK Y BRAY. ........................................................................................................................................ 320

4.2.5 CONSIDERACIONES SOBRE EL ANGULO DE ROZAMIENTO INTERNO ................................... 321

4.3 BOTADEROS DE ESTRIL EN MINAS A CIELO ABIERTO .................................................................. 328

4.3.1 MAGNITUD DEL ESTRIL GENERADO EN MINERA A CIELO ABIERTO .................................. 329



5

4.3.2 PUNTOS DE INTERS PARA LA SEGURIDAD EN UN BOTADERO ........................................... 331

4.4 FACTORES LOCALES PARA LA UBICACIN DE UN BOTADERO ...................................................... 334

4.4.1 CRITERIOS GENERALES ......................................................................................................... 334

4.4.2 CRITERIOS ESPECFICOS ........................................................................................................ 335

4.5 LOS MATERIALES EN UN BOTADERO ............................................................................................ 340

4.5.1 LITOLOGA ............................................................................................................................ 340

4.5.2 DISTRIBUCIN ESPACIAL Y SEGREGACIN DE LOS MATERIALES ......................................... 340

4.5.3 PROPIEDADES FSICAS DEL MATERIAL ESTERIL .................................................................... 341

4.5.4 CARACTERSTICAS QUMICAS DEL MATERIAL ESTERIL ......................................................... 341

4.6 DISEO DE BOTADEROS ................................................................................................................ 342

4.6.1 FORMAS DE VACIADO (CONSTRUCCIN) DE UN BOTADERO. ............................................. 342

4.6.2 PROCEDIMIENTOS DE VACIADO (CONSTRUCCIN). ............................................................ 344

4.7 ESTABILIDAD DE BOTADEROS DE LASTRE ..................................................................................... 347

4.7.1 RIESGOS PARA ESTABILIDAD DE UN BOTADERO. ................................................................. 348

4.7.2 NORMAS DE SEGURIDAD PARA LA DEPOSITACIN DE ESTERIL. .......................................... 348

4.7.3 ROTURA Y COLAPSO DE BOTADEROS. .................................................................................. 349

4.7.4 CLCULO DE LA ESTABILIDAD DE UN BOTADERO. ............................................................... 353

4.8 MANTENIMIENTO DE BOTADEROS Y SEGURIDAD EN SU CONSTRUCCION .................................. 355

4.9 EQUIPOS MINEROS QUE TRABAJAN EN UN BOTADERO ............................................................... 356

4.10 RELAVES DE MINAS ................................................................................................................... 358

4.10.1 HECHOS HISTRICOS REFERENTES A LOS DEPSITOS DE RELAVES ..................................... 360

4.10.2 TRANQUES DE RELAVES ....................................................................................................... 362

4.10.3 FACTORES PARA LA UBICACIN ........................................................................................... 364

4.11 MECNICA DE SUELOS .............................................................................................................. 365

4.11.1 PERMEABILIDAD DE LOS SUELOS ......................................................................................... 365

4.11.2 DENSIDAD RELATIVA ............................................................................................................ 366

4.11.3 DRENAJE DE LOS SUELOS ..................................................................................................... 367

4.11.4 ENSAYOS DE COMPRESIBILIDAD DE LOS SUELOS ................................................................. 368

4.12 MECNICA DE LOS RELAVES ..................................................................................................... 369

4.12.1 CARACTERSTICAS DE LOS RELAVES O LODOS ...................................................................... 369

4.12.2 CLASIFICACIN DE RELAVES ................................................................................................. 370

4.13 MTODOS DE CONSTRUCCIN DE TRANQUES DE RELAVES .................................................... 372

4.13.1 SELECCIN DEL SITIO DE CONSTRUCCIN. .......................................................................... 372

4.13.2 OBRAS CIVILES INICIALES...................................................................................................... 373

4.13.3 SISTEMAS QUE USAN LAS ARENAS DE LOS RELAVES PARA CONSTRUIR EL MURO DEL TRANQUE 374



6

4.13.4 MTODO QUE UTILIZA MATERIALES DE EMPRSTITO PARA LA CONSTRUCCIN DEL MURO 380

4.13.5 MTODOS DE DESCARGA ESPESADA.................................................................................... 381

4.13.6 MTODO DE DEPOSITACIN EN HUECOS MINEROS Y CAVIDADES...................................... 385

4.13.7 OTRAS FORMAS DE DEPSITOS DE RELAVES ....................................................................... 385

4.14 SISTEMAS PARA RETIRAR EL AGUA DE UN TRANQUE DE RELAVES ......................................... 386

4.14.1 DRENAJE DEL EMBALSE Y DEL MURO DEL TRANQUE ........................................................... 386

4.14.2 DRENAJE Y MANEJO DE LA POZA ......................................................................................... 387

4.15 CONDICIONES DE ESTABILIDAD ................................................................................................ 388

4.15.1 DESLIZAMIENTO DEL CONJUNTO DEL MURO ...................................................................... 388

4.15.2 DESLIZAMIENTO DEL TALUD ................................................................................................ 388

4.15.3 LICUEFACCIN ...................................................................................................................... 389

4.15.4 PREVENCIN DE LA LICUEFACCIN...................................................................................... 390

4.16 MEDIDAS DE CONTROL OPERACIONAL Y DE MANTENCIN EN TRANQUES DE RELAVES ........ 391

4.16.1 MEDIDAS QUE DEBEN CONSIDERARSE ENTRE OTRAS AL CIERRE Y POSTERIOR ABANDONO DE UN TRANQUE DE RELAVES .................................................................................................................... 394

4.16.2 ALGUNOS CONCEPTOS QUE SE DEBEN CONOCER Y RECORDAR .......................................... 394

4.16.3 ESTABILIZACIN LUEGO DE ABANDONAR EL TRANQUE ...................................................... 395

4.17 TIPOS DE SUELOS CLASIFICACIN .......................................................................................... 397

4.17.1 PROPIEDADES DE LOS COMPONENTES DE LOS SUELOS ...................................................... 398

4.17.2 PROPIEDADES DE LOS LIMOS Y ARCILLAS ............................................................................ 399

4.17.3 TAMAO DE LAS PARTCULAS DE LOS SUELOS .................................................................... 399

4.17.4 ACTIVIDAD DE SUPERFICIE ................................................................................................... 400

4.17.5 VELOCIDAD DE DECANTACIN ............................................................................................. 400

4.18 SISMOLOGA ............................................................................................................................. 401

4.18.1 ESCALAS DE MEDICIN DE SISMOS ...................................................................................... 401

4.18.2 ACTIVIDAD SSMICA DE CHILE .............................................................................................. 401

4.18.3 BASES DEL DISEO ANTISSMICO ......................................................................................... 401

4.19 CONTROL DE TRANQUES DE RELAVES ...................................................................................... 402

4.19.1 ELEMENTOS DE CONTROL .................................................................................................... 403

4.20 PILAS DE LIXIVIACIN ............................................................................................................... 404

4.21 EL PROCESO INDUSTRIAL DE LA LIXIVIACIN ........................................................................... 405

4.22 EL MINERAL PARA LIXIVIAR CASO DEL COBRE ....................................................................... 406

4.23 LA LIXIVIACIN DE MINERALES DE COBRE ............................................................................... 407

4.24 MTODOS DE LIXIVIACIN ....................................................................................................... 408

4.25 TIPOS DE PILAS SEGN EL USO DEL REA QUE OCUPAN ......................................................... 410

4.26 CONSIDERACIONES GENERALES PARA LA LIXIVIACIN ............................................................ 410



7

4.27 ETAPAS EN LA LIXIVIACIN EN PILAS (CASO DEL Cu)................................................................ 411

4.27.1 CHANCADO ........................................................................................................................... 411

4.27.2 TRANSPORTE DEL MINERAL CHANCADO ............................................................................. 411

4.27.3 PREPARACIN DE LA BASE DE LA PILA ................................................................................. 411

4.27.4 AGLOMERACIN Y CURADO (PRE-TRATAMIENTO DEL MINERAL) ....................................... 414

4.27.5 FORMACIN DE LA PILA: ...................................................................................................... 415

4.27.6 SISTEMA DE RIEGO Y RECOLECCIN DE SOLUCIONES ......................................................... 417

4.27.7 APLICACIN DE LA SOLUCIN LIXIVIANTE ........................................................................... 418

4.27.8 EL PROCESO QUMICO ......................................................................................................... 419

4.27.9 RECOLECCIN DE SOLUCIONES ............................................................................................ 420

4.27.10 PRODUCTO DE LA LIXIVIACIN ........................................................................................ 421

4.27.11 SELECCIN DE AGENTES LIXIVIANTES .............................................................................. 421

4.28 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA LIXIVIACIN ......................................................................... 423

4.29 RIESGOS DEL PROCESO ............................................................................................................. 423

4.30 ESTABILIDAD DE TALUDES EN PILAS DE LIXIVIACIN ............................................................... 424

4.30.1 INFORMACIN PARA EL CLCULO DE LA ESTABILIDAD ....................................................... 424

4.30.2 ANLISIS DE ESTABILIDAD .................................................................................................... 424

4.30.3 FALLAMIENTO DEL TALUD .................................................................................................... 425

4.30.4 SISMICIDAD .......................................................................................................................... 425

4.30.5 ELEMENTOS PARA MEJORAR LA ESTABILIDAD ..................................................................... 425

4.30.6 MANEJO DE LA SOLUCIN LIXIVIANTE ................................................................................. 426

4.31 OTRAS VARIABLES DE LA LIXIVIACIN EN PILAS ....................................................................... 426

4.32 PLAN DE CIERRE Y ABANDONO ................................................................................................. 427

5 RIESGOS EN PLANTAS DE PROCESO ...................................................................................................... 429

5.1 MODULO II: SEGURIDAD MINERA ................................................................................................. 430

5.1.1 BENEFICIO DE MINERALES ................................................................................................... 430

5.2 PROCESOS PLANTA ....................................................................................................................... 431

5.2.1 CONMINUCIN .................................................................................................................... 431

5.2.2 CORREAS TRANSPORTADORAS ............................................................................................ 446

5.2.3 LAS PROTECCIONES DE LAS MQUINAS ............................................................................... 449

5.2.4 PROCESO DE MOLIENDA ...................................................................................................... 457

5.2.5 TRAPICHES ............................................................................................................................ 461

5.2.6 PROCESO DE FLOTACIN ..................................................................................................... 462

5.2.7 GENERALIDADES SOBRE ESPESAMIENTO ............................................................................. 466

5.2.8 GENERALIDADES DE LA FILTRACIN .................................................................................... 468

5.2.9 GENERALIDADES SOBRE LOS RELAVES ................................................................................. 472



8

5.3 LA HIDROMETALURGIA ................................................................................................................. 474

5.3.1 PROCESO DE AGLOMERACIN ............................................................................................. 475

5.3.2 LA LIXIVIACIN ..................................................................................................................... 476

5.3.3 PROCESO DE EXTRACCIN POR SOLVENTES (S-X) ................................................................ 481

5.3.4 PROCESO DE ELECTROOBTENCIN ...................................................................................... 485

5.4 PROCESO DE CIANURACIN DE ORO ............................................................................................ 489

5.4.1 LIXIVIACIN POR AGITACIN. .............................................................................................. 489

5.4.2 LIXIVIACIN POR PERCOLACIN LIXIVIACIN EN PILAS ....................................................... 490

5.4.3 RIESGOS EN LA OPERACIN DE CIANURACIN DE ORO ...................................................... 492

5.4.4 MEDIDAS DE CONTROL RECOMENDADAS ........................................................................... 492

5.5 PLANTA DE BENEFICIO DE MINERAL DE HIERRO .......................................................................... 493

5.5.1 MTODO DE BENEFICIO DE MINERAL DE HIERRO ................................................................ 493

5.5.2 PRINCIPALES USOS DE LA SEPARACIN MAGNTICA .......................................................... 494

5.5.3 TIPOS DE SEPARADORES MAGNTICOS ............................................................................... 494

5.6 BIBLIOGRAFA ................................................................................................................................ 495

6 RIESGOS POR EXPLOSIVOS .................................................................................................................... 496

6.1 EXPLOSIVOS EN LA MINERA ......................................................................................................... 497

6.1.1 SNTESIS HISTRICA DEL DESCUBRIMIENTO DE LOS EXPLOSIVOS ....................................... 497

6.1.2 DEFINICIONES DE EXPLOSIVO............................................................................................... 498

6.2 CLASIFICACIN DE LOS EXPLOSIVOS ............................................................................................. 499

6.2.1 LOS EXPLOSIVOS QUMICOS ................................................................................................. 499

6.2.2 EXPLOSIVOS PRIMARIOS O INICIADORES ............................................................................. 502

6.2.3 EXPLOSIVOS SECUNDARIOS O BSICOS ............................................................................... 508

6.3 CARACTERSTICAS PRCTICAS Y PROPIEDADES DE LOS EXPLOSIVOS ........................................... 512

6.4 MEDIDAS DE SEGURIDAD EN LA MANIPULACIN DE EXPLOSIVOS .............................................. 520

6.4.1 MEDIDAS DE SEGURIDAD AL ALMACENAR EXPLOSIVOS ...................................................... 521

6.4.2 MEDIDAS DE SEGURIDAD AL TRANSPORTAR EXPLOSIVOS .................................................. 521

6.4.3 MEDIDAS DE SEGURIDAD AL PREPARAR PRIMAS O CEBOS ................................................. 523

6.4.4 MEDIDAS DE SEGURIDAD EN EL CARGUO DE TIROS ........................................................... 524

6.4.5 MEDIDAS DE SEGURIDAD DURANTE EL TAPADO DE POZOS (RETACADO) ........................... 526

6.4.6 MEDIDAS DE SEGURIDAD EN EL AMARRE ............................................................................ 526

6.4.7 MEDIDAS DE SEGURIDAD PARA EFECTUAR LA TRONADURA ............................................... 527

6.4.8 MEDIDAS DE SEGURIDAD ANTE TORMENTAS ELCTRICAS EN SECTORES DE CARGUO DE EXPLOSIVOS .......................................................................................................................................... 528

6.4.9 CONDICIONES DE INFRAESTRUCTURA ANEXAS AL REA DE TRONADURA .......................... 529

6.4.10 MEDIDAS DE SEGURIDAD AL HACER TRONADURAS ELCTRICAS......................................... 529



9

6.4.11 MEDIDAS DE SEGURIDAD AL DISPARAR CON MECHA .......................................................... 530

6.4.12 MEDIDAS DE SEGURIDAD EN TIROS QUEDADOS ................................................................. 530

6.4.13 MEDIDAS DE SEGURIDAD AL TRONAR BOLONES ................................................................. 532

6.4.14 MEDIDAS DE SEGURIDAD AL DESHACERSE DE EXPLOSIVOS ................................................ 532

6.4.15 MEDIDAS DE SEGURIDAD GENERALES ANTES Y DESPUS DEL DISPARO ............................. 532

6.5 RIESGO DE ACCIDENTE POR EXPLOSIVOS ..................................................................................... 533

6.5.1 RIESGO DE ACCIDENTE POR CAUSA DE TRONADURA NO PLANIFICADA DE EXPLOSIVOS .... 533

6.5.2 RIESGO DE ACCIDENTE POR OTRAS FORMAS DE INICIACION DE UN EXPLOSIVO ................ 534

6.5.3 RIESGOS DE ACCIDENTE AL TRABAJAR DIRECTAMENTE CON EXPLOSIVOS ......................... 538

6.6 BIBLIOGRAFIA ................................................................................................................................ 540

7 RIESGOS ELCTRICOS APLICADOS A LA MINERA .................................................................................. 541

7.1 INTRODUCCIN ............................................................................................................................. 541

7.2 NATURALEZA Y FUENTES DE LA ENERGA ELCTRICA ................................................................... 543

7.2.1 OBJETIVOS ............................................................................................................................ 543

7.2.2 EFECTOS DE LA ENERGA ELCTRICA .................................................................................... 543

7.3 GENERACIN DE LA ENERGA ELCTRICA ..................................................................................... 544

7.3.1 FUENTES PORTTILES DE ENERGA ELCTRICA .................................................................... 544

7.3.2 CENTRALES GENERADORAS.................................................................................................. 545

7.3.3 CENTRALES HIDRULICAS .................................................................................................... 545

7.3.4 CENTRALES TRMICAS .......................................................................................................... 545

7.3.5 CENTRALES ELICAS ............................................................................................................. 546

7.3.6 CENTRALES SOLARES ............................................................................................................ 546

7.4 TEORA ELECTRNICA ................................................................................................................... 547

7.5 NATURALEZA DE LA ELECTRICIDAD ............................................................................................... 549

7.5.1 PRINCIPIOS BSICOS DE LA ELECTRICIDAD .......................................................................... 549

7.5.2 MATERIA ............................................................................................................................... 549

7.6 MAGNITUDES ELCTRICAS ............................................................................................................ 552

7.6.1 EL POTENCIAL ELCTRICO .................................................................................................... 552

7.6.2 LA CORRIENTE ELCTRICA .................................................................................................... 552

7.6.3 LA RESISTENCIA ELCTRICA .................................................................................................. 553

7.7 FORMAS EN QUE SE PRESENTA LA CORRIENTE ELCTRICA .......................................................... 554

7.7.1 CORRIENTE CONTINA ......................................................................................................... 554

7.7.2 CORRIENTE ALTERNA ........................................................................................................... 555

7.8 LA LEY DE OHM Y CIRCUITOS ELCTRICOS .................................................................................... 556

7.8.1 OBJETIVOS ............................................................................................................................ 556

7.8.2 EL CIRCUITO ELCTRICO ....................................................................................................... 556



10

7.8.3 LA LEY DE OHM..................................................................................................................... 557

7.8.4 APLICACIONES DE LA LEY DE OHM EN CIRCUITOS SIMPLES ................................................. 561

7.9 POTENCIA Y ENERGA ELCTRICA .................................................................................................. 563

7.9.1 CONCEPTO DE POTENCIA ..................................................................................................... 563

7.9.2 APLICACIONES DEL CONCEPTO EN UN CIRCUITO SIMPLE .................................................... 565

7.9.3 CONCEPTO DE ENERGA ....................................................................................................... 566

7.9.4 APLICACIONES DEL CONCEPTO DE ENERGA ........................................................................ 567

7.10 LOS CIRCUITOS EN CORRIENTE CONTINUA .............................................................................. 568

7.10.1 EL CIRCUITO EN SERIE .......................................................................................................... 568

7.10.2 EL CIRCUITO EN PARALELO ................................................................................................... 571

7.11 TRANSFORMADORES ................................................................................................................ 575

7.11.1 RECTIFICADORES DE CORRIENTES ........................................................................................ 577

7.11.2 CONDUCTORES ELCTRICOS ................................................................................................ 577

7.11.3 SISTEMAS INTRNSECAMENTE SEGUROS (FIRE PROOF) ....................................................... 578

7.11.4 MALLAS DE TIERRA ............................................................................................................... 578

7.11.5 EFECTOS FISIOLGICOS DE LA CORRIENTE ELCTRICA ........................................................ 579

7.11.6 SHOCK ELCTRICO ................................................................................................................ 581

7.12 LAS REGLAS DE ORO ................................................................................................................. 590

7.12.1 COMPORTAMIENTO EN CASO DE ACCIDENTES ELCTRICOS. .............................................. 592

7.12.2 EQUIPOS DE PROTECCIN PERSONAL. ................................................................................. 594

7.12.3 USO Y TRABAJOS CON ENERGA ELCTRICA EN LA MINERA Y SUS RIESGOS. ...................... 595

7.12.4 DESCRIPCIN DE LOS SISTEMAS DE ABASTECIMIENTOS DE ENERGA ELCTRICA ............... 596

7.12.5 ENERGA ELCTRICA EN MINERA SUBTERRNEA ................................................................ 596

7.12.6 ENERGA ELCTRICA EN MINAS A RAJO ABIERTO ................................................................ 598

7.12.7 ENERGA ELCTRICA EN MINERA DEL CARBN ................................................................... 599

7.12.8 ENERGA ELCTRICA EN PLANTAS DE CHANCADO Y HARNEO ............................................. 599

7.12.9 ENERGA ELCTRICA EN PLANTAS DE CONCENTRACIN ..................................................... 599

7.12.10 ENERGA ELCTRICA EN PLANTAS DE LIXIVIACIN Y EXTRACCIN POR SOLVENTES ...... 600

7.12.11 ENERGA ELCTRICA EN REFINERAS Y PLANTAS DE ELECTRO DEPOSITACIN ............... 600

7.12.12 ENERGA ELCTRICA EN FUNDICIONES ............................................................................ 601

7.12.13 ENERGA ELCTRICA EN SECTOR DE EXPLOSIVOS ............................................................ 601

7.12.14 NORMATIVA LEGAL MINERA Y LOS SISTEMAS ELCTRICOS EN LA MINERA. .................. 601

7.12.15 CONCLUSIONES Y ESTNDARES DE TRABAJO. ................................................................. 602

7.13 BIBLIOGRAFA ........................................................................................................................... 604

8 SERVICIOS ASOCIADOS A LA MINERA .................................................................................................. 605

8.1 INTRODUCCIN A LOS SERVICIOS ASOCIADOS A LA MINERA ..................................................... 605



11

8.1.1 EL NEGOCIO MINERO ........................................................................................................... 605

8.1.2 IMPORTANCIA DE LOS SERVICIOS ASOCIADOS A LA MINERA ............................................. 605

8.1.3 SERVICIOS ASOCIADOS A LA MINERA MS COMUNES ...................................................... 606

8.2 SISTEMA DE GESTIN DEL CONTRATISTA ..................................................................................... 607

8.2.1 POLTICA DE SEGURIDAD Y SALUD EN EL TRABAJO.............................................................. 608

8.2.2 PLANIFICACIN DE LAS ACTIVIDADES .................................................................................. 608

8.2.3 FORMULACIN DE PROCEDIMIENTOS OPERACIONALES ..................................................... 609

8.2.4 PROGRAMA DE CAPACITACIN............................................................................................ 609

8.2.5 PROGRAMA DE EQUIPOS DE PROTECCIN PERSONAL ........................................................ 609

8.2.6 PROGRAMA DE SEGURIDAD ................................................................................................. 610

8.3 IDENTIFICACIN DE SERVICIOS ASOCIADOS A LA MINERA ......................................................... 611

8.4 PROCESOS DE INCORPORACIN DE TERCEROS EN SERVICIOS ASOCIADOS A LA MINERA .......... 612

8.4.1 TIPOS DE CONTRATOS A EJECUTAR CON TERCEROS ............................................................ 612

8.4.2 PROCEDIMIENTOS PARA UN LLAMADO A PROPUESTA O LICITACIN ................................. 614

8.4.3 EVALUACIN DE LAS PROPUESTAS ...................................................................................... 622

8.5 RIESGOS INHERENTES A LOS SERVICIOS ASOCIADOS A LA MINERA. ........................................... 623

8.6 BIBLIOGRAFA ................................................................................................................................ 645

9 VENTILACIN DE MINAS ....................................................................................................................... 647

9.1 CONCEPTOS BSICOS .................................................................................................................... 648

9.1.1 FLUIDO ................................................................................................................................. 648

9.1.2 EL AIRE .................................................................................................................................. 648

9.1.3 HUMEDAD DEL AIRE ............................................................................................................. 648

9.1.4 LEY DE LAS PRESIONES PARCIALES DE DALTON ................................................................... 649

9.1.5 HUMEDAD ABSOLUTA .......................................................................................................... 649

9.1.6 HUMEDAD RELATIVA ( H.R.) ................................................................................................. 649

9.1.7 NMERO DE REYNOLD (NR) ................................................................................................. 650

9.2 SISTEMA RESPIRATORIO ............................................................................................................... 650

9.2.1 CUOCIENTE RESPIRATORIO (CR)........................................................................................... 651

9.2.2 CANTIDAD DE AIRE REQUERIDO ........................................................................................... 651

9.3 EL OXIGENO .................................................................................................................................. 653

9.3.1 CONSUMO DE OXIGENO EN LAS MINAS .............................................................................. 653

9.4 LOS AEROSOLES ............................................................................................................................ 653

9.4.1 EL POLVO DE MINAS ............................................................................................................. 653

9.4.2 INGENIERA DE CONTROL DE POLVO ................................................................................... 656

9.4.3 GASES DE MINAS .................................................................................................................. 657

9.5 VENTILACIN DE MINAS ............................................................................................................... 660



12

9.5.1 FUNDAMENTOS DEL FLUJO DE AIRE .................................................................................... 660

9.5.2 CLASIFICACIN DE LA VENTILACIN .................................................................................... 661

9.5.3 CADA DE PRESIN ............................................................................................................... 661

9.5.4 AUMENTO DE LA TEMPERATURA DEL AIRE EN LAS MINAS SUBTERRNEAS ....................... 663

9.5.5 CIRCUITOS BSICOS DE VENTILACIN ................................................................................. 663

9.5.6 CURVA DE RESISTENCIA DE LA MINA ................................................................................... 667

9.6 VENTILADORES DE MINAS ............................................................................................................ 668

9.6.1 VENTILADOR AXIAL .............................................................................................................. 669

9.6.2 VENTILADOR CENTRFUGO ................................................................................................... 669

9.6.3 PARMETROS QUE INFLUYEN EN LA CURVA DEL VENTILADOR ........................................... 670

9.7 COMPONENTES DE UN SISTEMA DE VENTILACIN ...................................................................... 670

9.8 DISEO DE UN SISTEMA DE VENTILACIN ................................................................................... 672

9.9 VENTILACIN NATURAL ................................................................................................................ 673

9.9.1 CARACTERSTICAS DE LA VENTILACIN NATURAL ............................................................... 673

9.10 LEYES DE LOS VENTILADORES ................................................................................................... 675

9.11 CONEXIN DE VENTILADORES .................................................................................................. 676

9.11.1 CONEXIN EN SERIE ............................................................................................................. 676

9.11.2 CONEXIN EN PARALELOS ................................................................................................... 677

9.12 VENTILACIN AUXILIAR ............................................................................................................ 678

9.12.1 VENTILACIN AUXILIAR IMPELENTE - VISTA DE PLANTA ..................................................... 679

9.12.2 VENTILACIN AUXILIAR ASPIRANTE -VISTA DE PLANTA ...................................................... 680

9.12.3 DUCTOS METLICOS ............................................................................................................ 681

9.12.4 DUCTOS FLEXIBLES LISOS ..................................................................................................... 681

9.12.5 DUCTOS FLEXIBLES REFORZADOS ........................................................................................ 681

9.13 INSTRUMENTOS DE AFORO ...................................................................................................... 684

9.14 EXTRACTO DEL REGLAMENTO DE SEGURIDAD MINERA .......................................................... 687

9.14.1 GENERALIDADES ................................................................................................................... 687

9.14.2 MAQUINARIA ACCIONADA MEDIANTE COMBUSTIBLE ........................................................ 687

9.14.3 VENTILACIN ........................................................................................................................ 688

9.15 SOFTWARES PARA MODELAR CIRCUITOS DE VENTILACIN DE MINAS ................................... 689

9.16 CUESTIONARIO ......................................................................................................................... 690

9.17 EJERCICIO .................................................................................................................................. 690

9.18 BIBLIOGRAFA ........................................................................................................................... 695



13

1 RIESGOS EN MINERA A CIELO ABIERTO

1.1 MINERA A CIELO ABIERTO

1.1.1 INTRODUCCIN La humanidad, en su bsqueda y obtencin de minerales, se enfrenta en el inicio del Siglo XXI a la siguiente realidad: al agotamiento progresivo de depsitos minerales superficiales, depsitos con minerales con leyes bajas y por la aparicin de normativas con fuertes restricciones relacionadas con el cuidado del medio ambiente para la apertura de nuevas minas. De tal modo, las compaas explotadoras y productoras de minerales se ven obligadas a la bsqueda de nuevos yacimientos lo que ha trado aparejado las siguientes consecuencias para enfrentar sus proyectos: Yacimientos en profundidad con geologas ms complejas.

Altas Relaciones Estril - Mineral.

Mayor presencia de aguas subterrneas.

Necesidad de rigurosos estudios Geomecnicos para la estabilidad de taludes de los rajos.

Necesidad de grandes capitales de riesgo e inversin.

Necesidad de grandes reas superficiales para desarrollar el proyecto.

Grandes riesgos de provocar desastres ambientales.

Como consecuencia de lo anterior y para enfrentar exitosamente esta realidad, las empresas mineras se han apoyado principalmente en el desarrollo tecnolgico, aplicado a las maquinarias principalmente, para desarrollar proyectos mineros de superficie denominados rajos abiertos, con lo cual han podido: Garantizar la viabilidad econmica de los proyectos mineros.

Lograr una economa de escala efectiva.

Dar lugar al gigantismo de las mquinas o equipos mineros.

Lograr relevantes indicadores de seguridad en personas y equipos.

Minimizar impactos ambientales, inevitables.

Explotacin de grandes depsitos en menor tiempo posible.



14

De tal forma, una explotacin a cielo abierto se puede definir como una excavacin realizada en la superficie del terreno con el fin de extraer un material beneficiable de la corteza terrestre. Esta operacin implica, generalmente, mover cantidades variables de estril, segn la profundidad del depsito o espesor del recubrimiento. Con respecto al gigantismo de las mquinas y equipos utilizados en minera a cielo abierto, su desarrollo se ha debido principalmente a: Alto costo del petrleo a nivel mundial, un camin gigante, para transportar 200 t o ms, puede consumir sobre 2.000 litros de petrleo por da.

Camin con transmisin y frenado elctrico, sin duda signific la invencin de mayor importancia para la economa de escala en el transporte de materiales de las minas.

Avances en electrnica que han permitido una mayor automatizacin de los sistemas de control de las mquinas.

Mecanismos y sistemas modulares que facilitan su reemplazo.

Mayor rendimiento (t/Hr. Operacin), por mejor aprovechamiento de la energa.

Mayor Disponibilidad Fsica de los equipos mineros por la calidad de sus componentes.

Menor costo de operacin, consecuencia directa de la economa de escala.

Mayor seguridad para los operadores y entorno.

Con respecto a la necesidad de grandes espacios para desarrollar este tipo de minera, se puede considerar que por cada unidad de rea de mina (rajo) propiamente tal, se necesitan entre 8 a 10 unidades de rea superficiales extra para instalaciones industriales, tratamiento de minerales y botaderos, ver Figura 1.1.



15

rea ocupada por el rajo.

rea ocupada por instalaciones, pilas de tratamiento de minerales y botaderos.

Figura 1.1 Relacin de necesidad de superficie entre el rajo y proyecto industrial minero total.

1.1.2 NECESIDAD DE ESPACIO El espacio superficial necesario para desarrollar un proyecto minero del tipo rajo abierto es ocupado principalmente por: Botaderos de estril.

Tranques de relaves.

Pilas de tratamiento de minerales (lixiviacin).

Plantas de tratamiento de minerales.

Subestaciones elctricas.

Instalaciones de mantenimiento mecnico y elctrico.

Estanques de abastecimiento de agua, petrleo.

Bodegas y patios de desechos.

Oficinas.

Barrio cvico para el personal.

Etc.



16

De la Fig. 1.1, se puede concluir que la principal necesidad de espacio para desarrollar un rajo es para el depsito de material estril, el que se considera como sobrecarga y debe ser removido para dejar el cuerpo mineral a la vista y en condiciones de explotar.

1.1.3 FACTORES PARA LA DECISIN ECONMICA DE PUESTA EN MARCHA

La decisin econmica para iniciar un proyecto tipo rajo abierto, en un marco de Seguridad, Higiene, Prevencin de Riesgos y preocupacin por el Medio Ambiente, depende de: Calidad de la Informacin de los sondajes exploratorios del yacimiento y su continuidad durante el desarrollo y explotacin de la mina.

Ubicacin del yacimiento con respecto a los puntos de venta o puertos para el embarque (exportacin) de los minerales o concentrados producidos, latitud y altitud.

Profundidad del Cuerpo Mineral, principal indicador que puede decidir entre desarrollar un proyecto superficial o en su defecto, subterrneo. Esto puede resumirse en el indicador minero REM, Relacin Estril Mineral y que indica las unidades de material estril que se debe remover para extraer una unidad de mineral. Se puede expresar en toneladas o metros cbicos.

Topografa Superficial, aspecto relevante considerando las dificultades de desarrollar un proyecto minero en la alta cordillera comparado con el desarrollo de una mina en una zona plana (desierto, por ejemplo), representando para el primer caso, enormes desafos en la prevencin de riesgos, depsitos de desechos, medicina de altura, etc.

Condiciones climticas.

Geologa, forma, tamao y extensin del yacimiento.

Tipo de mineralizacin, calidad (ley media) del mineral y su distribucin en el yacimiento y la complejidad para recuperar la especie de valor en la planta y su valor real en el mercado a futuro.

Proceso Fsico-Qumico para recuperar el mineral (o metal): Conminucin, flotacin, fundicin, aglomeracin, lixiviacin, electro obtencin, etc.

Estudio Geomecnico para determinar las caractersticas del Macizo Rocoso desde el punto de vista de su estabilidad.

Modelo Geolgico, Modelo de Bloques y Modelo de Costos generados.

Nivel de Recursos y Reservas minerales. Leyes de Corte y Ley Media del yacimiento.

Planificacin Minera de largo plazo. Precio del Mineral. Geometra del rajo.



17

Nivel de recursos econmicos que disponga la empresa interesada en realizar dicha explotacin. Contabilidad y Finanzas.

Programa de adquisicin de equipos mineros y maquinaria. Depreciacin de los equipos e instalaciones. Calidad y nivel de confianza en proveedores de maquinaria e insumos.

Inversiones asociadas a la compra de maquinaria minera, costos, beneficio, inversiones, flujos de caja, etc.

Demanda de Energa Elctrica, propia y comprada. Nivel de confianza en el suministro.

Administracin y Recursos Humanos calificados para operacin y mantencin de equipos, maquinarias e instalaciones.

Poltica ambiental de la empresa frente a restricciones Medio Ambientales.

Cercana del proyecto a zonas habitadas, ver Figura 1.2.

Poltica de Control y Aseguramiento de la Calidad, en todos sus procesos y actividades.

Venta del producto (transporte, seguros, impuestos, etc.).

Figura 1.2. Gran mina a rajo abierto asociada a centros poblacionales.

1.1.4 CRITERIOS TCNICOS PARA EL DISEO DEL RAJO DE EXPLOTACIN Desde el punto de vista de la ingeniera de minas, se deben desarrollar, tcnicamente, estudios de: Geologa local y regional.

Campaas de sondajes exploratorios y de prospeccin.

Modelamiento geolgico del yacimiento.



18

Evaluacin de reservas.

Caractersticas litolgicas y estructurales del estril y mineral.

Pruebas metalrgicas en plantas piloto.

Optimizar la geometra del rajo final.

Planificacin de los trabajos a mediano y largo plazo.

Control y previsin de la calidad de los minerales.

Definicin de equipos mina y planta.

Necesidades de recursos humanos.

Rentabilidad del negocio.

1.1.5 RESUMEN DE PARMETROS EN PROYECTOS MINEROS A RAJO ABIERTO

En un resumen, un Proyecto de una mina a cielo abierto debe considerar cuatro grupos de parmetros: Geomtricos. Funcin de la estructura y morfologa del yacimiento, pendiente del terreno, lmites de propiedad, etc.

Geotcnicos. Dependientes de los ngulos mximos estables de los taludes en cada uno de los dominios estructurales en que se haya dividido el yacimiento.

Operativos. Dimensiones necesarias de los equipos mina para que la maquinaria empleada trabaje en condiciones adecuadas de eficiencia y seguridad: alturas de banco, anchuras de berma y pistas, anchura del fondo de la mina, etc.

Ambientales. Aquellos que permiten la restauracin de los terrenos afectados, la reduccin de ciertos impactos ambientales y la no interferencia con la calidad del aire y aguas subterrneas y superficiales.

1.1.6 OPERACIONES BSICAS EN MINERA A CIELO ABIERTO La explotacin minera de un rajo es una sucesin de operaciones unitarias aplicadas al material estril y al mineral. Segn las condiciones del proyecto que se est llevando a cabo podrn existir otras operaciones auxiliares o de apoyo, cuya misin es hacer que se cumplan con la mayor eficiencia y seguridad posible las operaciones bsicas pertinentes.



19

Las operaciones unitarias del ciclo minero son:

Perforacin.

Tronadura.

Carguo.

Transporte.

Servicios.

Las cuatro primeras estn encadenadas en su accionar, conformando el ciclo econmico operativo vital de los trabajos mineros. Perforacin: es la primera operacin unitaria, desarrollada por equipos, elctricos o diesel, llamados perforadoras y su funcin es realizar perforaciones en la roca virgen con un dimetro y longitud calculadas, destinados a recibir en su interior los explosivos necesarios para fragmentar la roca circundante. Tronadura: accin de fragmentacin de la roca debido a la energa liberada por los explosivos colocados dentro de las perforaciones. El tamao de los fragmentos de roca es fundamental para realizar su posterior carguo sobre camiones en forma segura y expedita.

Carguo: accin de recoger el material ya fragmentado por la tronadura para depositarlo seguidamente, en la mayora de los casos, sobre tolvas de equipos de transporte, como camiones.

Transporte: accin de traslado de los materiales fuera de la mina, por parte de los camiones mineros, hasta una planta de tratamiento de minerales o hasta los botaderos de estril, segn sea el material que se est extrayendo. Servicios: corresponde a todas las acciones necesarias para mantener la continuidad de las operaciones anteriores, entre otras se tiene: mantener expedito el acceso de los diferentes equipos mineros a sus frentes de trabajo, riego y mantencin de caminos, instalacin de postes para abastecer elctricamente los equipos al interior de la mina, etc.



20

1.1.7 SISTEMAS DE EXPLOTACIN EN MINERA A CIELO ABIERTO A partir del hecho que se trata de una minera de materiales rocosos, se necesitan por lo tanto las Operaciones Unitarias Productivas Principales. Se debe consignar que las operaciones ms importantes corresponden a las de carguo y transporte, responsables del 70% de los costos mineros. De acuerdo a lo anterior, se pueden considerar los siguientes mtodos principales:

Rajo abierto, Cielo abierto u Open Pit:

Se aplica preferentemente a la minera metlica.

Pueden superar los 300 m de profundidad.

Tiempo de explotacin superior a los 15 o 20 aos.

Principales equipos mineros utilizados:

Pala electro mecnica.

Operacin de Carguo: pala-camin

Camin de alto tonelaje.

Descubierta:

Se aplica en yacimientos tumbados u

horizontales de carbn con recubrimiento superficial de estril de menos de 50 m.

Tienen una fuerte componente ambiental, de forma tal que se va cubriendo

inmediatamente la zona explotada con el mismo material de la sobrecarga para su

restauracin ambiental.

Principal equipo utilizado: Dragalina



21

Terrazas:

Se aplica a : Yacimientos horizontales, 1 o ms

niveles mineralizados. Sobrecarga potente.

Principal equipo utilizado: Rotopala

Contorno:

Se aplica a:

Yacimientos de carbn principalmente en zonas de montaa.

Topografa desfavorable, Poca potencia. Talud econmico.

Principales equipos utilizados: Cargadores frontales, Sistema Auger.



22

Cantera:

Se aplica para la extraccin de: Rocas industriales y/o Rocas

ornamentales. Pequeo tamao. Material para la construccin (granel).

Material para ornamentacin: gran cantidad de bancos.

Principales equipos utilizados: cortadoras de diamante, cargador frontal y montacargas.

Graveras:

Se aplica para la extraccin de: ridos desde lechos de ros.



23

Principales equipos utilizados: dragas, cargador frontal y plantas de chancado y seleccin.

1.1.8 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA MINERA A CIELO ABIERTO

Ventajas:

Alta productividad.

Mayor produccin por explotacin.

Favorece la incorporacin de sistemas automticos en las operaciones mina.

El gigantismo de las mquinas permite alcanzar un alto rendimiento y a su vez variarlo con mayor facilidad.

Puede operar yacimientos masivos y controlar los avances de expansiones para arrancar el mineral segn los requerimientos de tonelajes y calidad de la Produccin planificada.

La extraccin puede adaptarse fcilmente a las condiciones de mercado e incluso pueden suspenderse en algunos casos y volverse a reanudar, caso de minas en USA.

Puede arrancarse casi todo el contenido del yacimiento, siendo mnimas las prdidas de mineral que puede quedar en las cajas.

La perforacin, el carguo de tiros con explosivos y las tronaduras son ms seguras, efectivas y con menor consumo de explosivos por tonelada de material tronado.

La clasificacin del material tronado segn calidad y tamao, es posible realizarla con cierta facilidad en la operacin de carguo para satisfacer las necesidades de la Planta.

Se puede obtener una visin ms general de las reservas de mineral y de las condiciones geolgicas del cuerpo o de los cuerpos de mineral y de las rocas circundantes.



24

Existen menos riesgos de accidentes y con mejores condiciones higinicas ya que no existe la necesidad de alumbrado y ventilacin adecuada permanente. Si puede darse el fenmeno de la inversin trmica.

La supervisin y vigilancia de las operaciones resulta ms efectiva. Los rendimientos por hombre son ms elevados necesitndose, por consiguiente, menos personal y menos capital para construcciones o campamentos. Mayor concentracin de operaciones y gestin ms sencilla de recursos humanos y materiales.

Menor costo de operacin por tonelada extrada. Menor inversin por tonelada de concentrado producida. Posibilidad de explotar con altas REM as como yacimientos de baja ley.

Mejor conocimiento geolgico del yacimiento. Mayor volumen de reservas disponibles para su explotacin.

Operaciones auxiliares y de mantenimiento ms sencillas.

Mayor recuperacin del mineral y menor dilucin.

Desventajas:

La Explotacin est limitada por los costos de la Remocin de Estril y la profundidad

final del yacimiento.

La Inversin Inicial es mayor por la necesidad de eliminar la roca estril y por la mayor capacidad de equipos exigida, especialmente camiones y palas.

Los trabajos operacionales son afectados por condiciones climticas adversas como lluvia o nieve.

Aguas lluvia y derretimientos de nieve se acumulan en el nivel ms profundo.

La superficie exterior queda destrozada, lo que obliga a tomar medidas especiales de Prevencin de Riesgo de Accidente y de Conservacin del Medio Ambiente.

Deben considerarse lugares adecuados para ubicar los botaderos de estril (desechos del rajo), y ripios de lixiviacin y relaves (desechos de planta).



25

1.2 GEOMETRA Y ESTABILIDAD DEL RAJO El accionar de los equipos mineros, de todos los tamaos, al interior de un rajo, requieren de espacios fsicos en ancho, largo y alto suficientes para su desempeo y movilizacin con seguridad, de tal forma que puedan cumplir sus funciones de diseo, evitando accidentes con otros equipos y/o a las personas, optimizando as la produccin conjunta de la mina, ver Figura 2.1.

1.2.1 ESPACIOS GEOMTRICOS Se consideran con este nombre todos los trabajos necesarios para el desempeo seguro de equipos pesados mineros principalmente, entre estos se tienen: Talud del rajo y bancos.

Accesos a la mina y bancos de trabajo.

Bermas de seguridad y cunetas de bancos.

Rampas de acceso a niveles y rampa del pit final.

Pendientes de rampas. Cruce de camiones o doble va.

Ancho mximo de plataformas de trabajo de perforadoras, palas y camiones.

Distancia segura entre equipos de produccin, en particular las palas excavadoras.

Distancia entre vehculos de transporte de personal, camionetas de supervisores, camiones de servicios y Camiones de Extraccin en circuitos interior mina.

Ancho mnimo de operacin de equipos de Perforacin, Carguo y Transporte.



26

La unidad de explotacin bsica en una mina a cielo abierto es el Banco.

Figura 2.1. Aspectos geomtricos del rajo asociados a las operaciones mineras.

1.2.2 LOS NGULOS DE TALUD Los ngulos de talud son los parmetros geomtricos ms relevantes del Pit. Angulo de Talud: ngulo formado entre una horizontal y la lnea que conecta el fondo (pata) con el borde superior (tope) de una excavacin desarrollada en la corteza terrestre.

Hay un gran nmero de ngulos en el desarrollo de un Pit que deben ser considerados: Durante toda la vida operacional y productiva del proyecto y,

Etapas de Cierre y Post Cierre.

Sistema de rampas y accesos

a bancos.

Bancos explotados.

Altura del talud



27

Importancia de los ngulos de Talud. Los ngulos de talud correspondientes al de Rajo Final y al del banco tienen gran importancia en la determinacin de los lmites del rajo. Ambos ngulos son calculados de tal manera que puedan satisfacer tanto las condiciones de estabilidad de las paredes como los resultados econmicos de la explotacin del yacimiento. El correcto clculo del ngulo de talud de los bancos de trabajo debe satisfacer las condiciones de seguridad para los equipos y trabajadores.

Principal preocupacin operacional de los supervisores del rajo:

Garantizar la estabilidad de los sectores en explotacin de la mina, con el objetivo de mantener una geometra de diseo ptima para obtener el

mximo beneficio econmico en funcin de un mnimo factor de riesgo de que ocurra algn siniestro Geomecnico.

1.2.3 EL BANCO EN UN RAJO ABIERTO Banco, es la unidad bsica de explotacin en una mina a cielo abierto conformando, despus de su extraccin, una forma de escaln (Figura 2.2), comprendido entre dos niveles que constituyen la rebanada nivel, que se explota de estril o mineral, y que es objeto de excavacin desde un punto inicial del espacio hasta una posicin final preestablecida.

Sus elementos bsicos son: altura, berma, pata, tope y ngulo de talud, ver figuras 2.3a, 2.3b y 2.4.

Figura 2.2. Pared de un rajo con bancos explotados. Figura 2.3a. Partes de un banco.



28

Figura 2.3b. Partes de un banco. Figura 2.4. Equipos de carga y transporte en la extraccin de un nivel.

Talud de banco, es el ngulo delimitado entre la horizontal y la lnea de mxima pendiente de la cara del banco. Se puede definir tambin como ngulo de la cara del banco

Este ngulo es funcin del tipo de material y la altura del banco, as, cuanto ms coherente es el material y ms bajo sea el banco, ms vertical puede ser la cara del mismo y, por el contrario, cuanto ms suelto y alto, ms tendido deber ser el talud del banco; es funcin, pues, de las caractersticas estructurales y resistente de la roca y deber ser determinado con estudios geomecnicos

Altura de banco, es la distancia vertical entre dos niveles consecutivos y topogrficamente definidos.

La altura de banco se establece, en general, a partir de un anlisis tcnico - econmico de las dimensiones de los equipos de perforacin, de los de excavacin y carga y de las caractersticas geolgicas y geotectnicas del macizo rocoso que incluyan el aspecto de seguridad de las operaciones.

Con respecto al equipo de excavacin y carga, es la altura mxima que alcanza su cucharn o balde, uno de los condicionantes para establecer la altura del banco. Este criteprincipalmente al bajar de la altura rocas que constituyen un riesgo a las personas y/o equipos.

Banco Talud Berma



29

Propsito de los bancos. El propsito principal est orientado a cuidar aspectos de seguridad, tales como:

El desarrollo de una explotacin racional.

Recibir el material que se desprende y desliza desde los niveles superiores y evitar que el mismo se deslice hacia abajo.

Evitar la cada de bolones hacia los niveles inferiores.

Lograr la mayor rentabilidad.

Bermas

Las bermas se utilizan como reas de proteccin, detienen y almacenan los materiales que suelen desprenderse de los frentes de los bancos superiores, ver Figuras 2.5 y 2.6, y tambin como plataformas de acceso o, incluso, transporte. La altura o separacin entre bermas, as como su anchura, son funcin de las caractersticas geotcnicas del macizo de explotacin, que conjuntamente con el resto de los parmetros que intervienen en el diseo de la mina conducen a la obtencin de un factor de seguridad que garantice la estabilidad del talud general y seguridad de los trabajos.

Figura 2.5. Bermas sin derrames. Figura 2.6. Bermas cubiertas por derrames.

SI EL BANCO YA HA SIDO EXPLOTADO, LAS BERMAS NO PUEDEN SER UTILIZADAS NI POR PERSONAS NI EQUIPOS.



30

1.2.4 NGULOS EN UNA MINA A CIELO ABIERTO En una mina a cielo abierto, la extraccin de materiales necesita definir una serie de trabajos que configuran a su vez distintos ngulos de talud para los mismos. De tal forma, se pueden indicar:

a) ngulo de Talud del Banco (): es el ngulo formado por el borde de un banco con un plano horizontal, ver Figura 2.7. Representa la inclinacin con que queda la pared (Talud) del banco despus de su explotacin. Figura 2.7. Geometra segura de un Banco mostrando el ngulo de Talud de la pared del Banco. ngulo de talud total (Overall) o ngulo de Talud del Rajo Final: corresponde al

ngulo de inclinacin con que queda la pared final del rajo respecto de un plano horizontal, incluyendo todas las singularidades geomtricas existentes, formado por la lnea imaginaria que une el tope o cresta del banco ubicado en el nivel superior ms alto de la explotacin con la pata del banco ubicado en el nivel ms bajo del Rajo. Ver Figura 2.8 siguiente.

Figura 2.8 Angulo de pit final.

Banco ms bajo

75

35

35

35

35

Tope Banco ms alto

Angulo de Talud Total

Angulo de Pit Final

h

h

h

h

h



31

ngulo de Talud Total con rampa incluida: considera la(s) rampas. Ver Figura 2.9.

Figura 2.9 Angulo de talud en pared de un rajo considerando una rampa.

b) ngulo de talud inter-rampas y/o plataformas: Representa la inclinacin con que queda el conjunto de bancos que se sitan entre una rampa (o plataforma) y la rampa (o plataforma) consecutiva. Se mide desde la pata del banco donde se encuentra una rampa hasta la cresta del banco donde se encuentra la otra rampa o plataforma. En la Figura 2.10 siguiente se observan los ngulos de talud interrampa 1 y 2.

Figura 2.10 Angulo de talud entre rampas (inter-rampas).

Pata Banco ms bajo

75

35 `

35

35 `

35

Tope Banco ms alto

Angulo de Pit Final

h

h

h

h

h

Tope Rampa

Rampa

100

Tope Banco ms alto

Banco ms bajo

75

35

35

35

35

h

h

h

h

h Ang. IR 2

Ang. IR 1

Rampa



32

c) Berma de contencin (Catch Berm). Berma de seguridad, cada 4 -5 bancos normales, con un ancho 3 a 5 veces la berma normal de un banco explotado, C. Berm evita la cada hacia niveles inferiores de materiales rocosos que se desprenden de los niveles superiores o un evento geomecnico imprevisto (cuas o C. Berm volcamiento de bancos). No se usan como pistas de transporte. Rampa de Transporte ngulo de talud final para el talud Topografa superficie con la incorporacin de las rampas de transporte en las paredes del Pit y C. Berm, ver Figura 2.11. C. Berm

C. Berm Rampa de Transporte C. Berm C. Berm

Pit Final

Figura 2.11 Pared a rajo final de un pit.



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Obs. El ngulo de pit final seguro depende de las caractersticas geotcnicas del macizo rocoso por lo que se pueden encontrar una amplia gama de valores, por ejemplo, desde 35 hasta 43.

1.2.5 CAMINOS MINEROS Y/O RAMPAS Son las estructuras viarias dentro de una explotacin a travs de las cuales se extraen los materiales, o se efectan los movimientos de equipos y servicios entre diferentes puntos de la misma. Se caracterizan por su anchura, su pendiente y su perfil. En general, al interior de un rajo las pistas que tienen pendiente se les denomina rampas. Ver figura 2.12.

Figura 2.12 Pistas de transporte al interior de un rajo.

Los caminos de transporte expeditos al interior del rajo permiten mantener su funcionamiento. Su diseo, debe ser tal que no sea demasiado ancho, agrandando la mina, ni demasiado angosto como para entorpecer las actividades. Con respecto a su pendiente, sta no debe ser mayor a la recomendada por los fabricantes de camiones. Su diseo entonces incide directamente en la geometra de los taludes seguros de la mina.

De tal forma, en su diseo hay que considerar una serie de parmetros que mantenga la continuidad de todas las operaciones mineras en forma segura. Estos parmetros son: Pendiente de acuerdo a lo indicado por los fabricantes de camiones.

Firmeza del piso o carpeta.

Anchura de pista segura.

Curvas con sus radios, peraltes y sobreancho definidos y mantenidos durante su uso.

Visibilidad en curvas, verticales y horizontales.



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Cambios de rasante al entrar o salir de una rampa.

Lomos de toro.

Riego permanente y mantencin peridica con motoniveladora.

Estos parmetros, bien calculados y establecidos, mantendrn los rendimientos de los equipos, la seguridad de su uso y entorno y disminucin de los riesgos por enfermedades profesionales (lumbalgias), provocadas por baches en caminos y botaderos. - Ancho de caminos

La anchura mnima para una pista en un rajo puede estimarse con la siguiente expresin:

Ancho camino A = a (0,5 + 1,5 n), de donde:

A =Ancho total de la pista (m). a = Ancho del vehculo (m). n = Nmero de pistas deseadas.

Esto significa que tanto a la izquierda como a la derecha de cada vehculo debe dejarse una separacin de seguridad equivalente a la mitad de la anchura de ste.

- Radios y sobreancho en las curvas

Las curvas son puntos de alto riesgo para los vehculos, especialmente si son parte de caminos de doble va. En general, al interior del rajo, las curvas son cerradas, en U.

Por otra parte, en ningn caso se debe suponer que las curvas puedan significar disminucin de velocidad de los vehculos que las pasan, para ello deben construirse con radios y peralte acorde a las dimensiones del vehculo de mayor tamao de la mina.

El sobreancho es necesario debido a que en curva los camiones ocupan una anchura mayor que en recta, ya que por un lado, sus ruedas traseras no siguen exactamente la trayectoria de las delanteras debido a la rigidez del chasis, este sobreancho es funcin del radio de la curva y la longitud del camin, ver Figura 2.13 siguiente.



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Figura 2.13 Curva en U en rampa.

- Peralte.

Para contrarrestar la fuerza centrfuga que afecta los vehculos que transitan por una curva, originando deslizamientos transversales e incluso vuelcos, el peralte de la curva debe considerar las relaciones recomendables entre el radio de una curva circular, peralte con que se la debe dotar y la velocidad ms adecuada para recorrer la misma. En las uniones de tramos con diferentes peraltes es preciso establecer una longitud de pista en la que el peralte variar de forma gradual, sta es la denominada "zona de transicin".

- Lomo de toro La seccin transversal de un camino minero debe estar diseada con una determinada convexidad, es decir a dos aguas, para conseguir una evacuacin efectiva de las aguas hacia las cunetas o bordes laterales del camino. Los valores ms usuales de dichas pendientes transversales varan entre un 2% y un 4%. En curvas, la pendiente transversal de la superficie es la que corresponde al peralte y se dispone por tanto, de una sola agua.

Terreno Base

Pendiente 2-3% Pendiente 2-3%

Vista de perfil camino minero

Lomo de toro

modulo seguridad en minería

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