Introducción

El hombre busca cubrir sus necesidades y para suplirlas es necesaria la utilización de recursos, ahora bien, en general las necesidades son mayores que los recursos, esto da a lugar al problema económico. El problema se incrementa en mayor medida debido al crecimiento demográfico y a la necesidad de utilizar recursos para avanzar tecnológicamente.

Dentro de los recursos más demandados están los recursos naturales e insertos en ellos unos de los más importantes son los recursos minerales, pues estos últimos están presentes en diversas actividades, tales como: la construcción, los medios de transporte, las comunicaciones, los fertilizantes, los utensilios de uso diario, etc.

Debido al desarrollo de los países, especialmente en aquellos en vías de desarrollo, y a la necesidad de mantener sociedades industrializadas se ha generado una creciente y continua demanda de minerales, lo que ha significado en estas últimas décadas un aumento de los precios de aquellos minerales que se usan de base para la industria.

¿Qué es minería?

Es una técnica que se preocupa de la extracción de sustancias minerales de la corteza terrestre de forma remunerativa. Es una técnica porque utiliza la tecnología y procedimientos bien establecidos con el fin de extraer o arrancar mineral de la forma más eficientemente posible. La corteza terrestre conforma la primera capa del planeta Tierra y tiene como promedio un espesor del orden de 30 Km, para tener una idea la mina más profunda del mundo, actualmente, es la mina Tautona ubicada en Sudáfrica con una profundidad del orden de 5 km, lo que implica una gran cantidad de corteza que aún no se ha explotado. Es necesario también hacer notar que la pequeña minería trabaja en yacimientos que tienen afloramientos o reventones (la zona mineralizada coincide con la superficie) y por tanto el trabajo que se hace s muy superficial

Características del Negocio Minero

1. Trabaja con recursos renovables.2. Requiere de altas inversiones para iniciar el negocio y ponerlo en operación. Es necesario

que se conceda una concesión de explotación, cuyo valor no es menor, se utilizan equipos especiales para realizar la exploración (sondaje), el arranque de mineral, se deben disponer de equipos para el transporte y acopio del mineral, es necesario invertir en infraestructura y en control ambiental, etc.Ejemplo 1: Los sondajes cuestan aproximadamente 100 US$/m, una empresa de minería grande utiliza en promedio 50.000 metros de sondaje, esto implica un costo total de cinco millones de dólares.Ejemplo2: El costo de una galería de 2 x 2 metros es de 500 US$/m, suponiendo que hay que hacer 100 metros de galerías, el costo total es de 50.000 dólares. Sin embargo el metraje total de galerías en una mina pueden ser centenares de kilómetros.

Esto son sólo dos ejemplos, un proyecto de mediana envergadura en minería cuesta del orden de 500 a 1.000 millones de dólares.A pequeña escala la inversión no es tan grande. En el caso de los pirquineros, para el arranque de mineral se utilizan cuña y macho, para el transporte se utilizan mochilas de cuero que se denominan en la jerga como capachos. El pirquinero junto con el capacho se llama Apir.Dentro de los proyectos de pequeña escala se pueden distinguir además dos personajes: el cateador, que es el que busca afloramientos de mineral por medio de catas, que son zanjas de 2 x 2 m aproximadamente; y el pirquinero que es el hombre que trabajo en el pirquén.En general el pirquinero hace tres pilas de material, como se muestra en la figura que sigue.

La acción de clasificar el material en distintas calidades se llama pachaqueo.

El pirquinero, una vez que apila el material, llama una camión y vende el material extraido en una agencia de compra, que puede ser estatal (ENAMI) o privada.

3. Son proyectos de largo aliento: un proyecto de minería interesante debe tener al menos una vida útilo de 10 años.

4. Los proyectos mineros son inversiones de alto riesgo: en base a los sondajes y a la información geológica que se ha podido recabar se genera un modelo geológico que permita cuantificar la cantidad y calidad del yacimiento, si el modelo es erróneo constituye una probable pérdida para el inversor. Un segundo riesgo que puede surgir es el de ingeniería, vale decir, la forma en cómo se explotará el yacimiento, esto influye en la evaluación económica del proyecto. Un tercer riesgo inherente al negocio minero se podría denominar “riesgo económico” pues tiene que ver con el precio del metal y el precio de los insumos, como estos no pueden ser influenciados directamente por la actividad minera, constituyen una de las mayores incertidumbres a la hora de evaluar

económicamente un proyecto. Finalmente existe el riesgo político, que corresponde a la necesidad de las empresas privadas de que el país donde se emplace el proyecto tenga una situación política más o menos estable.

5. Se generan grande utilidades, lo que atrae a grandes inversionistas.6. Producen pollos de desarrollo dentro del país, principalmente en infraestructura.7. El negocio minero está ubicado en áreas remotas.8. Provoca una alteración negativa en el medio ambiente. Este aspecto ha generado una

legislación ambiental bastante estricta y que implican un fuerte desembolso de dinero para realizar un control ambiental eficiente.

Desafíos pendientes

1. Es necesario generar soluciones con el fin de aminorar el impacto negativo que tiene la actividad minera en el ambiente.

2. Es necesario exportar minería. Este punto se refiere a ubicar profesionales, técnicos y tecnología chilena en el extranjero.

3. Chile es un país monoproductor, fundamentalmente produce cobre. Es necesario que se diversifique la minería chilena enfocándose a elementos no metálicos, que pueden significar una fuerte entrada de divisas en el país debido a su uso en materiales sintéticos, también es fundamental realizar productos manufacturados de cobre, de modo de aumentar el valor agregado del producto.

Algo de historia

Durante el siglo XIX comienza la explotación de cobre en Chile. En 1.820 Ignacio Domeyko comienza a estudiar la región, para posteriormente explotar cobre, una década después Chile es el cuarto productor mundial. Durante el gobierno de Eduardo Frei Montalva se “chileniza” el cobre, lo que corresponde a obtener el 51 % de las acciones de las empresas para el Estado chileno Durante esta década se producía del orden de un millón de toneladas de cobre fino al año (cobre fino corresponde a un 99,9 % de cobre puro) con una participación en el PIB nacional de un 80 %.

Posteriormente, durante la época de Salvador Allende se lleva a cabo la nacionalización del cobre, esto consistió en la expropiación de las empresas privadas con su correspondiente pago a los capitales extranjeros de un “precio libro”, similar a lo que es el valor de expropiación de una casa.

En la época del pronunciamiento militar se generó una política de apertura hacia los capitales extranjeros, esto produjo un aumento en la producción de cobre, esta política se da hasta nuestros días.

Durante el año 2004 se produjeron 5,5 millones de toneladas de cobre fino, lo que se tradujo en un 50 % de aporte al PIB (debido al aporte de capitales extranjeros en otras áreas de la producción). De los 5,5 millones de toneladas un 25 % corresponde a CODELCO, mientras que el resto es aportado por la empresa privada. Actualmente la explotación del cobre genera del orden de un 40 % del PIB del país.

Cadena productiva del cobre

(Mineral) (Concentrado)

T F (TonCu fino )=TM (Ton Mineral) ∙ LM (LeyMineral)∙ RPF(Pitatoria recuperaciones)

La ley representa la cantidad del metal que se encuentra en el mineral en particular que se está explotando. En los metales básicos (cobre, hierro, zinc, estaño) la ley se expresa en porcentaje, por ejemplo 2 % de Cu. En los metales preciosos y en los platinoides (oro, plata, platino, etc) la ley se expresa en gr/ton, por ejemplo 4 gr/ton.

Propiedad Minera

De acuerdo al código de minería el dominio absoluto de las minas pertenece al Estado, bajo este contexto el Estado sólo otorga concesiones de exploración y de explotación con el fin de poder explotar los minerales que se encuentran en Chile y generan lo que se llama propiedad minera. La normativa vigente relativa a este aspecto es la siguiente:

Constitución Política de la República (1.980) Ley Orgánica Constitucional sobre Concesiones Mineras (Ley 18.097, de 1.982) Código de Minería (1.983) Reglamentos sobre propiedad minera Tratado de Integración Minera entre Chile y Argentina.

El control relativo a las concesiones lo ejerce el SERNAGEOMIN.

Respecto de la tributación la normativa relativa a este aspecto comprende los siguientes documentos:

Constitución Política de la República (1.980) Código de Minería (1.983) Ley de Renta Decreto Ley 600: Estatuto de Inversión Extranjera Ley N° 20.026: Impuesto específico a la actividad minera.

Este marco legal establece que los contribuyentes son:

Mineros artesanales Mineros de mediana importancia

Cobre Fino

Complejo Mina Planta Refinación

Mineros de gran importancia CODELCO Extranjeros acogidos al DL 600.

Algunos aspectos relativos a concesiones

Una concesión minera es un título jurídico en virtud del cual se le entrega al minero, por el Estado

y mediante los Tribunales Ordinarios de Justicia, el derecho a explorar o a explotar, en forma

exclusiva, las sustancias minerales concesibles que se encuentren en el subsuelo de una superficie

territorial determinada.

Concesiones de exploración

La exploración se define como todas las actividades y evaluaciones necesarias para anteceder una

decisión inteligente en el caso de que existan o no reservas mineras en el depósito mineral. Para

realizar la exploración es necesario presentar un pedimento en el juzgado de letras que

corresponda. El pedimento es un escrito mediante el cual una persona solicita un determinado

sector, con el fin de explorar sustancias minerales concesibles.

El pedimento debe indicar los antecedentes de la persona que los solicita, señalar las coordenadas

geográficas o UTM que corresponda al punto medio de la cara superior de la concesión, las

dimensiones de los lados, el nombre de la concesión, el área de la concesión.

Concesiones de explotación

En este caso lo que se presenta es un documento denominado manifestación. Este s un escrito

mediante el cual una persona solicita un detrminado sector fde interés con el objetivo de explotar

y explotar sustancias minerales concesibles

Operación de mensura

Consistirá en la ubicación en el terreno de los lados, vértices y perímetro de la pertenencia o

grupo de pertenencias y del hito de mensura ligado a vértices de la RED GEODESICA NACIONAL o

aprobados por el SERNAGEOMIN. El hito quedará ubicado sobre el perímetro de la pertenencia y

servirá como punto de partida para ejecutar la operación de mensura

Diferencias entre concesión de exploración y concesión de explotación

1. En la concesión de exploración se tiene sólo derecho a explorar, en cambio, en una

concesión de explotación se puede explorar y explotar bajo el área pedida.

2. Para solicitar una concesión de exploración se requiere de un escrito llamado pedimento.

En la concesión de explotación el documento se llama manifestación.

3. La concesión de exploración dura dos años, pero se puede prolongar por dos años más con

la condición de que el terreno se reduzca a la mitad. La concesión de explotación tiene

duración indefinida mientras se pague anualmente la patente.

4. La concesión de exploración puede abarcar un máximo de 5.000 Há y un mínimo de 100

Há, mientras que la concesión de explotación sólo puede abarcar como máximo 1.000 Há

y como mínimo 1 Há.

5. Tanto el pago de la tasa del pedimento, como el pago de la patente son mayores en la

concesión de explotación.

6. En la concesión de explotación el terreno manifestado se divide en pertenencias cuya área

está comprendida entre 1 y 10 Há con la característica principal de que los lados son

múltiplos de 100. En la concesión de exploración el terreno pedido es un rectángulo cuyos

lados son múltiplos de 1.000 m.

7. En la concesión de exploración se debe presentar un plano y una copia de la sentencia

constitutiva al SERNAGEOMIN, en cambio en la concesión de explotación se debe

presentar un acta de mensura al SERNAGEOMIN.

Respecto del medio ambiente, la normativa vigente es la siguiente:

Constitución Política de la República Ley 19.300, Bases Generales del Medio Ambiente (1.994) Reglamento de CONAMA Código de Aguas Código Sanitario Normas de Certificación ISO 14.001 y OHSAS 18.001*(si la empresa quiere acogerse a las

normas ISO)

Y por otro lado el ejercicio del control ambiental recae en dos organismos uno a nivel nacional, la CONAMA, y otro a nivel regional, la COREMA

Algunos conceptos generales de geología

Mineral: sólido orgánico homogéneo de composición y propiedades físicas bien definidas que posee un orden interno tridimensional y que es de origen natural. Esto desde el punto de vista geológico.

Bajo el punto de vista del minero, el mineral es una sustancia de la cual se puede sacar provecho económico, y que puede ser resultante de los procesos de concentración.

Los minerales se clasifican en metálicos y no metálicos. Los primeros se clasifican en metales preciosos (oro, plata, platino, etc), industriales no ferrosos (cobre, plomo, zinc, etc) y siderúrgicos (hierro y manganeso). Entre los segundos está el cuarzo, la caliza, el litio y la sal común.

Una roca es un conjunto o mezcla de minerales de origen natural y de naturaleza heterogénea, no tiene una composición definida, por tanto no tiene una forma propia. Existen tres tipos de roca:

1. Ígneas (95 %): provenientes de cámaras magmáticas.2. Sedimentarias (4 %)3. Metamórficas (1 %)

Altas

presiones y/o

temperaturas

Ciclo Sedimentario

Mena: sustancia mineral presente en la naturaleza de la cual se puede obtener un metal, de

manera de conseguir algún provecho económico. Es una roca mineralizada con algún mineral de

interés económico.

Ganga (Estéril = Lastre): elementos indeseables que acompañan a la mena.

Depósito mineral: concentración natural anómala de sustancias minerales útiles para la industria,

que se acumulan en la corteza terrestre.

Yacimiento: Es un depósito mineral que se puede explotar con beneficio económico, lo que implica

que las utilidades que se generarían al explotarlo son mayores que cero.

Ciclo Sedimentario

1. Erosión2. Transporte3. Depositación4. Compactación y

deshidratación5. Diagénesis

Rocas SedimentariasRocas Metamórficas

Rocas Ígneas

Mina: conjunto de instalaciones, infraestructura y trabajos de excavación que se efectúan en un

yacimiento con el fin de explotarlo económicamente. En dos palabras, una mina es un yacimiento

en producción.

Antes de explotar un yacimiento es necesario cuantificar la cantidad y calidad de mineral que

existe en éste, esto permite posteriormente cuantificar los ingresos y costos que se incurrirían al

explotarlo y proyectar las utilidades, si éstas son atractivas se procede a convertir el yacimiento en

una mina.

En el contexto de la explotación de cobre, se encuentran minerales de cobre oxidados en la parte

superficial de un yacimiento, mientras que los minerales sulfurados se encuentran bajo superficie.

¿Cómo tener una mina?

1. Arriendo: que generalmente se paga en función del tonelaje extraído.

2. Compra: se compran los derechos de concesión de explotación

Depósito mineral

Yacimiento Mina

3. Remate: al caer el dueño original en vicios legales la propiedad minera se remata (la mina).

Los remates salen publicados en el boletín minero.

4. Sociedad.

5. Por herencia (siempre que se sigan pagando los derechos de concesión de explotación

6. Hacer exploración: Buscar depósitos minerales (hacer campañas exploratorias), para luego

evaluar económicamente, y determinar si es un yacimiento.

Exploración

Consiste de las siguientes etapas:

1. Idea: Alguien se interesa en trabajar en actividad minera o es un representante de una

empresa que encarga que se haga una campaña exploratoria. Esto surge de la demanda

continua de productos derivados de los minerales.

2. Exploración burda y/o exploración científica: son dos extremos dentro de la exploración.

La exploración burda es propia de los cateadores, que en base a la observación buscan

afloramientos de depósitos minerales. La exploración científica es propia de las grandes

empresas y consta de las siguientes etapas:

a) Gabinete: corresponde a acumular, comprar y estudiar los antecedentes que

existen en la zona, tales como, mapas, planos, informes, fotos satelitales, etc.

Luego del estudio de gabinete se elabora un informe de respuesta de este estudio.

La respuesta es negativa si dada la información recabada no se encuentran

depósitos minerales interesantes. En los casos en que la información es

insuficiente se solicita una mayor cantidad de información de ella y de recursos

económicos. Por último si el informe indica que hay depósitos minerales

interesantes se procede con la siguiente etapa.

b) Estudios aéreos: en esta etapa, al igual que la anterior se acota aún más el área en

estudio. Los estudios aéreos se clasifican en:

Aerofotogrametría: en que se realizan fotografía desde un avión, que

luego se analizan para detectar cambios en la vegetación, topografía,

presencia de fallas, etc

Radiactividad

Magnetometría

Gravitometría

c) Estudios en terreno

d) Estudios en el subsuelo

Procesos de obtención de cobre

Dependiendo si son minerales oxidados o sulfurados existen dos posibles formas de obtener

cobre, las cuales están esquematizadas más abajo:

Hidrometalurgia

Mena 1%

Conminución o reducción del tamaño en seco (a diámetros

del orden de ½”), posteriormente se constituyen pilas

(montones de material fragmentado) del orden de 6

metros de alto x 40 metros de ancho x 100 metros de

largo.

Contacto de ácido sulfúrico diluido con las pilas mediante

aspersión

Electrobtención

Pirometalurgia

Minerales oxidados

Chancado en seco

Lixiviación con ácido sulfúrico

Extracción por solvente

Electro-obtención (CuSo4)

Cátodos de cobre

Solución PLS

Mena 1%

Agua más

reactivos

químicos.

Flotación: Al ser el cobre hidrofóbico, se adentra con reactivos formando

una espuma en la superficie que se saca y contiene entre 30 a 40% de

cobre, el resto se va a relave.

Fusión: se separan a alta

temperatura (1200°C) el cobre

de la escoria.

Electrorefinación

Minerales sulfurados

Chancado en seco

Molienda (se incorpora agua)

FlotaciónRelave

30 a 40% del cobre concentrado

FusiónÁnodo (99,5 % de cobre)

Electrorefinación Cátodo (99,9 % de cobre)

Diferencias entre pirometalurgia e hidrometalurgia

1. La pirometalurgia se utiliza para minerales sulfurados de cobre, mientras que la

hidrometalurgia se usa para minerales oxidados de cobre.

2. La pirometalurgia es mucho más cara porque requiere fusión del material y por ende

requiere de una planta de tratamiento; además genera muchos contaminantes.

3. La pirometalurgia requiere de chancado y molienda, mientras que la hidrometalurgia

requiere sólo de chancado.

4. La pirometalurgia utiliza como electrolito el ácido sulfúrico, mientras que en la

hidrometalurgia el electrolito es sulfato de cobre.

5. En la pirometalurgia se obtienen barras anódicas, mientras que en la hidrometalurgia no.

6. En la pirometalurgia se obtienen ánodos de cobre como producto intermedio y cátodos de

cobre como producto final, mientras que en la hidrometalurgia no se obtienen ánodos

como producto intermedio, pero si se obtienen cátodos como producto final.

Diferencias entre lixiviación por electrólisis (electrobtención) y refinación electrolítica

(electrorefinación)

1. La electrorefinación es un proceso químico que se utiliza en minerales sulfurados de

cobre, mineras que la electrobtención se utiliza para oxidados de cobre.

2. En la electrorefinación los ánodos de cobre se sumergen en un baño ácido a 60-65°C

donde se facilita la migración de iones de cobre hacia el cátodo. En la electrobtención , la

solución proveniente de ñla lixiviación es purificada y concentrada en cobre (CuSO4) en la

planta de extracción por solventes, para posteriormente ser conducida a una serie de

celdas de electroidepositación donde se producen los cátodos de cobre.

3. En la electrorefinación Se obtienen barras anódicas.

Pernos de anclaje

Partes de un perno

Existen dos tipos de anclaje:

Anclaje puntual:

o Pernos de cuña

o Cabeza de expansión

Anclaje repartido o a columna completa

o Pernos cementados (cemento con aditivo de secado rápido)

o Pernos de resina (con cartucho tipo poxipol)

o Pernos Split set

o Pernos swellex

Perno Split set, se caracteriza por ser una plancha

de acero con su punta aguzada.

Perno swellex: lámina de acero doblada dos veces, que se

introduce en la perforación

y se infla con agua

Diferencias entre los pernos Split set y pernos Swellex

1. En la instalación de los pernos Split set se requiere de un diámetro de perforación menor

que el diámetro del perno, mientras que en el Swellex se requiere de un diámetro de

perforación mayor que el diámetro del perno.

2. El perno Split set es anclado mediante percusión, mientras que el perno Swellex se ancla

con suma facilidad.

3. Respecto al funcionamiento, en el perno Split set como el perno se introduce en una

perforación menor, inmediatamente va ejerciendo en toda su extensión esfuerzos sobre la

roca. El perno Swellex, una vez que se introduce, se le inyecta agua a presión, lo que tiene

como consecuencia una expansión del perno, adhiriéndose a las paredes, ejerciendo así

un esfuerzo sobre ellas.

Ejecución de labores verticales

Las labores mineras verticales o próximas a la vertical son las chimeneas y los piques. Éstos pueden

tener distintos usos, a saber:

Acceso a las labores subterráneas (ingreso y salida de materiales y equipos)

Extracción de roca y mineral

Conducción de la corriente de ventilación

Tendido de tuberías para el abastecimiento de energías primarias

La sección transversal de un pique puede ser:

1. Rectangular (son los más usados por la facilidad de excavarlos)

2. Circulares: ofrecen buena resistencia a los esfuerzos inducidos e in situ y además son más

fáciles de revestir con hormigón.

3. Elípticos.

Las secciones de estas labores pueden variar entre los 4 y los 6 m2 dependiendo de la importancia

de la labor y con ángulos que van desde la vertical hasta los 55°. La forma más corriente de

efectuar la profundización de un pique es utilizando perforación y tronadura. Los métodos para la

confección de labores verticales son:

1. Técnica tradicional

2. Sistema de jaula trepadora

3. Método VCR

4. Perforación a frente completa (Raise borer)

5. Blind Hole

Método manual o a pulso (técnica tradicional)

El minero construye una estructura de madera dentro de la chimenea, que sirve de plataforma de

trabajo para realizar la perforación de los tiros. Antes de cada disparo se retiran las perforadoras y

se desarma la plataforma de trabajo. La técnica manual es lenta, peligrosa y difícil. En la práctica

tales chimeneas se limitan a tener 20 m para limitar el esfuerzo físico del trabajador y porque

hasta esa altura es económica realizarla con éste método.

Jaula Jora

En este caso se usa una plataforma trepadora en forma de ascensor, que puede subir y bajar

mediante un cable de acero, empleando una perforación piloto que se realiza previamente. El

cable de acero es tirado por un huinche ubicado en el nivel superior. Para introducir este ascensor

o jaula se hace un desquinche.

Aplicación método VCR

Se utiliza para confeccionar chimeneas en cuerpos mineralizados de mediana a baja potencia y

en rocas de mediana competencia.

Se remueve sólo el esponjamiento (alrededor de un 40 % del volumen de la roca original). El

resto se mantiene almacenado con el fin de mantener las paredes estables y proveer de piso al

sistema de perforación.

Es necesario realizar pruebas de disparo pilotos que estén orientados a la recopilación de

información sobre el comportamiento de explosivos en diferentes rocas del yacimiento.

Descripción método VCR

El método consta de dos etapas:

1. Perforación de los tiros usando una perforadora DTH, se ejecutan 5 o más tiros, que se

distribuyen adecuadamente para lograr la sección deseada, el diámetro de

perforación varía entre los 140 a 165 mm de diámetro y la longitud de perforación es

de 40 a 70 m (la longitud de la perforación debe tener el largo de la chimenea).

2. Carguío de los tiros vaciando explosivo desde el nivel superior con anfo y detonador

NONEL y se va tronando de abajo hacia arriba, en tramos del orden de 2 metros de

longitud, hasta completar el largo de la chimenea.

Para cargar los tiros se utiliza el siguiente procedimiento:

1. Se baja un una cuerda y abajo se le amarra una cuña de madera.

2. Se baja una piola amarrada a un tubo de fierro, que luego se tira de manera que

quede trabada. Se realiza el taco inferior, luego se agrega ANFO se dispone el

detonador y posteriormente se pone un taco superior.

Este método utiliza la teoría del cráter. La combinación de detonaciones de varias perforaciones

en voladura tipo cráter define la base del método VCR.

El método VCR se aplica en excavaciones, tanto en producción como en desarrollo de chimeneas

dado los buenos resultados que ha entregado en términos de productividad, rendimiento, costo

de operaciones y seguridad. Quizás la gran desventaja de este método es que posee muy poca

flexibilidad a la hora de variar la geometría y orientación.

Aplicación método Alimak

Es el más utilizado en excavación de chimeneas, debido a que con el mismo equipo pueden

excavarse chimeneas de diversas área, inclinaciones y longitudes.

Se aplica en chimeneas, piques de traspaso, piques de ventilación, piques principales y piques de

comunicación.

Partes del sistema Alimak

1. Cubierta protectora (paraguas)

2. Barandela protectora: barras con cadena

3. Plataforma de trabajo

4. Balistos superior

5. Equipo de accionamiento

6. Vigas de sotenimiento

7. Patas apoyo

8. Jaula

Desarrollo del método

1. Perforación

2. Carguío

3. Voladura

4. Ventilación

5. Toje: se remueve pared de la chimenea

Diferencias entre VCR y Alimak

1. Para el Alimak, la perforación se hace con stoper, mientras que en el VCR la perforación se

realiza con jumbos de producción.

2. El método Alimak es altamente riesgoso para los trabajadores dado que existe el riesgo de

planchoneo, mientras que el VCR es un método seguro para los trabajadores, debido a que

no existe riesgo de planchoneo porque se evita acceder dentro de la chimenea.

3. A pesar de hacer la ventilación con agua y aire comprimido, el método Alimak no es

óptimo, ya que se está trabajando con una chimenea ciega. El método VCR tiene buena

ventilación.

4. El método Alimak sirve para chimeneas verticales e inclinadas, mientras que el VCR es muy

efectiva para galerías extensas.

5. En el método Alimak se tiene un buen control sobre el eje de la chimenea, mientras que

en el VCR es difícil lograr un paralelismo entre los tiros y por tanto es necesario colocar los

tiros en forma muy precisa.

6. El Alimak es un método caro dada la necesidad de que exista una jaula y a la instalación de

un monorriel.

7. El método VCR es poco flexible, en el sentido que no se pueden variar las dimensiones, ni

la orientación de la chimenea si se requiere; en cambio el método alimak permite el

desarrollo de cualquier tipo de chimenea en cualquier ángulo.

Método Raise Borer

Consiste principalmente en la utilización de una máquina electrohidraúlica en la cual la rotación se

logra a través de un motor eléctrico y el empuje del equipo se realiza a través de bombas

hidraúlicas que accionan cilindros hidraúlicos. Básicamente la operación consiste en perforar,

descendiendo, un tiro piloto desde una superficie superior, donde se instala el equipo, hasta un

nivel inferior. Posteriormente se conecta en el nivel inferior un escariador el cual actúa en

ascenso, excavando por corte la chimenea delk diámetro deseado. Dependiendo de las

características del equipo el motor eléctrico puede ser de 150 a 500 HP, este rango de potencias

irá en directamente relacionado con el diámetro final del escariador y la longitud del pique o

chimenea. En este método de excavación de chimeneas se necesitará contar con dos superficies

de trabajo. Al inicio de la excavación, en la parte superior y al final de la excavación en la parte

inferior.

Perforación de un tiro piloto

Ésta es realizada en forma descendente, ya sea vertical o inclinada, utilizando como herramienta

de corte un tricono de rodamientos sellados. El avance de la perforación se logra, agregando

barras a la columna de perforación, la cual se estabiliza con barras estabilizadoras de piloto. El

detritus producto de la perforación es barrido con agua a presión impulsada por bombas de 37 a

50 KW de potencia, extrayéndolo por el espacio anular que queda entre la pared del pozo y la

columna de barras de perforación. Una altura de salida de flujo de agua o “bailing”, de 10 a 12 cm,

medida de la salida del pozo, nos indicará un buen barrido. Bajo ese valor será necesario revisar

posibles inconvenientes como pérdidads de agua por el fondo, falta de volumen de agua para

barrer o aumento de denbsidad del material a extraer. En todos estos casos será necesario agragar

ditivos químicos que nos ayuden con la extracción. En caso de tener roca muy ddisgrgable, en el

que el barrido con agua no sea adecuado, será necesario utilizar aire comprimido a alta presión

para esta operación.

La deflexión o desviación del tiro piloto dependerá de la pericia de la operación y de la calidad del

macizo rocoso a perforar. La presencia de diques, fallas o discontinuidades en general, tenderá a

provocar mayores desviaciones.

Escariado o ensanchamiento del tiro piloto

Una vez perforado el tiro piloto y después de retirado el tricono, se procede a conecxtar el cabezal

o escariador provisto con cortadores, en la galería ubicada en el interior de la minadonde finalizó

la perforación piloto. El escariador avanza en ascenso, excavando la roca mediante cizalle, al

diámetro final de la chimenea. Normalmente la presión de empuje en la etapa de escariado es de

unas 5 veces mayor a la etapa de perforación del tiro piloto. Para retirar el escariado al final de la

excavación existen dos alternativas:

Bajar la columna de barras, desconectar y retirar el escariador por el fondo de la

chimenea, a través de la galería inferior. En este caso será necesario dejar un puente de

roca en la parte superior de 2 a 3 metros, dependiendo del diámetro final de la excavación

y la calidad geomecánica de la roca excavada.

Excavar la chimenea completa, retirando el escariador por la parte superior de la

excavación. Normalmente es posible utilizar esta alternativa cuando la parte superior de la

chimenea está en la superficie. Para realizar esta operación es necesario montar el equipo

Raise borer en vigas metálicas que atraviesen la excavación circular abierta en superficie,

sostener el escariador desconectado de la columna mediante una grúa, retiro del equipo,

para finalizar con el retiro del escariador.

Aplicaciones del método

1. En chimeneas de ventilación: por la calidad de la excavación, al dejar las paredes lisas, se

disminuye notablemente la pérdida de carga, disminuyendo la sección de la labor de

ventilación que permita pasar el mismo flujo de aire, respecto de una labor excavada con

explosivos.

2. Chimeneas de traspaso de mineral: al tener paredes lisas aumenta el deslizamiento del

material al pasar por la chimenea, aumentando la eficiencia del traspaso y disminuyendo

las posibilidades de atascamiento.

3. Chimeneas de cara libre: son una buena alternativa para la construcción de chimeneas de

cara libre por la rapidez y exactitud de la excavación, lo que favorece la eficiencia del

diagrama de disparo de producción.

4. Chimeneas de servicio y acceso: por su terminación y en diámetros pequeños, son una

excelente alternativa para el paso de diferentes niveles de servicios. Como acceso de

personal son más seguras por su mayor estabilidad.

Bondades del método

Método altamente seguro para el personal, ya que todo el comando de la excavación se realiza a

través de un panel de control fuera de la línea de caída del material.

No hay riesgos por uso de explosivos y por tanto no hay emisión de gases tóxicos derivados de los

explosivos.

Los rendimientos que se alcanzan son bastante buenos.

Se pueden excavar chimeneas o piques de grandes longitudes. Ej: pique de ventilación en Minera

Punta del Cobre con 381 m de longitud, vertical y 3 metros de diámetro, finalizado en 112 días de

operación.

Blind Hole

Consiste en la utilización de una máquina electrohidraúlica para las excavaciones de chimeneas en

forma ascendente. En esta metodología el equipo se instala en el nivel inferior y la operación

consiste en perforar el tiro guía 60 cm adelantados del escariador, que va excavando a sección

completa, posteriormente, en forma solidaria. El material excavado cae por gravedad al nivel de la

máquina y será guiado por un colector para prevenir riesgos. Para alcanzar la altura de excavación

se adicionan en el cuerpo de la máquina, a nivel de piso, barras especiales, estabilizadas, que

permiten ir avanzando en altura con el desarrollo de la chimenea.

Aplicaciones del método

1. Chimeneas pilotos zanjas

2. Pilotos de drenaje o servicio

3. Chimeneas de traspaso intermedio de diámetros pequeños y distancias cortas.

4. Chimeneas para cara libre o slot

5. Construcción de sistemas de buzones: construidos en mina El Teniente y que consisten en

dos minas en Y, desarrolladas desde la base, que se utilizan como sistema de traspaso y

carga de material.

Bondades del método

1. Método altamente seguro para el personal de operaciones ya que todo el manejo de la

excavación se realiza a través de un panel de control fuera de la línea de caída de la roca.

2. No hay riesgos por uso de explosivos

3. Rapidez y productividad.

4. Excelente calidad de la terminación

Box Hole

Se realiza un perforación piloto desde abajo hasta el nivel superior con tricono, se recogen las

barras y se coloca un escariador con guía.

Borpak

Con tunelera, pero vertical.

Conceptos mineros

1. Disfrutes: acopio de mineral de baja ley, y que por ende son de bajo valor económico, al

interior de la mina

2. Desmontes: acopio de mineral de baja ley al exterior de la mina

3. Reserva: porción de los recursos mineros que es económicamente extraíble de acuerdo a

un escenario productivo, medioambiental, económico y financiero.

4. Recursos: concentración de los minerales de los cuales existe una razonable apreciación

acerca de su potencial técnico-económico.

5. Depósito mineral: concentración natural anómala de sustancias minerales útiles para la

industria que se acumulan en la corteza terrestre.

6. Yacimiento: depósito mineral de interés económico

7. Ley de corte: ley que nos permite distinguir entre mineral y esteril.

8. Ley de corte económica: ley mínima de mineral que hace conveniente la extracción de la

mena.

9. Desarrollo: todas las construcciones e implementación de servicios para llevar a cabo las

faenas mineras.

10. Preparación: es un proceso que consiste en subdividir el yacimiento en unidades de

explotación.

11. Explotación: arranque del mineral de la unidad de explotación. Se puede explotar por

realse o por rebaje.

12. Razón de remoción: es la cantidad de esteril (en toneladas) que se debe remover para

extraer una tonelada de mineral.

RRemoción=Esteril (ton)Mineral(ton)

13. Razón de reducción: es la razón entre la granulometría del material que sale del chancador

y de la granulometría que entra al chancador.

RReducción=Granulometríaque entra alchancadorGranulometríaque sale del chancador

14. Productividad: es la razón entre la producción (cantidad de material extraido en un

intervalo de tiempo) y la cantidad de recursos físicos empleados en el proceso.

15. Dilución: es la incorporación de material estéril en el mineral del cual puedo obtener

beneficios económicos.

16. Callapo: viga de madera o metálica (generalmente son de eucaliuptus) que se utiliza para

obtener tarimas de trabajo o como soporte para las cajas de la galería.

17. Mono: fortificación de madera formada por un pie derecho, provisto de trozos de tabla en

la base y en la parte superior, que se usa para sostener el techo de las galerías

18.

Marco: tipo de sostenimiento de las paredes y el techo en las galerías, confeccionado en

madera o metal.

19. Brocal: boca o parte externa de una labor minera de acceso

20. Peinecillo o castillete: armazón metálico o de madera que se instala en el brocal de un

pique máquina y que sirve para colocar las poleas guías de los cables de extracción para

sacar el skip desde el nivel de carguío hasta la superficie y viceversa.

21. Huinche: sistema de enrollamiento, el cual consta de un motor y tambores por medio de

los cuales se enrolla y desenrolla el cable.

22. Jaula: especie de ascensor que puede utilizar para transportar personal a la mina y/o

mineral (en vagonetas éste último) a superficie.

23. Skip: jaula metálica con la cual se transportar mineral de la mina por el pique máquina.

(skip)

24. Pilares: sectores de roca vertical, mineralizada o no, que separan sectores de extracción.

25. Puente sectores de roca horizontal, mineralizada o no, que separan galerías y sectores de

extracción.

26. Caserón: espacio vacío que se crea durante el arranque o explotación de un bloque

mineralizado.

27. Bloque: sector mineralizado que comprende una unidad básica de explotación. Utilizado

en cuerpos masivos y vetas.

28. Paño: unidad básica de explotación en un cuerpo mineralizado tipo manto.

29. Chimenea: excavación de sección transversal reducida, trazada vertical o inclinada y en

sentido ascendente a partir de una galería. Se emplea para la circulación del personal,

paso de material o para ventilación.

30. Chiflón: labor minera inclinada, de sección reducida, ejecutada en sentido descendente

con un ángulo de inclinación respecto de la horizontal, menor a 45°.

31. Cruzado: galería trazada en dirección perpendicular al plano de la veta.

32. Pique: excavación vertical o inclinada, de área reducida y relativamente grande en

longitud, desarrollada hacia abajo, utilizada generalmente como acceso a las laborres

subterráneas. Ésta se realiza desde arriba hacia abajo.

33. Pique maestro: pique principal de la mina que se emplea para la extracción del mineral, el

acceso del personal, y la entrada de servicios generales (aire, agua, ventilación y

electricidad)

34. Pique de traspaso (OP): pique o chimenea que comunica dos o más niveles y sirve para el

paso de mineral.

35. Galería: labor minera horizontal o próxima a la horizontal, de sección transversal reducida.

36. Socavón: galería ejecutada desde la superficie y que sirve de acceso al yacimiento.

37. Rampa: es una galería que va cambiando de dirección y de cota continuamente (como una

galería de caracol). La pendiente de las rampas es del orden del 10 al 12 %.

38. Nivel: conjunto de galerías ubicadas a una cota similar y que tienen comunicación directa

hacia afuera en esa misma cota.

39. Subnivel: subconjunto de galerías ubicada entre niveles

40. Frontón: galería que se desarrolla por la corrida de la veta. No sale a superficie,

generalmente parte de la galería principal

41. Contrafrontón: galería que se desarrolla inmediatamente sobre el frontón.

42. Estocada: labor minera de corta longitud ejecutada a partir de otras galerías interiores,

que puede ir o no por mineral y tiene usos diversos.

43. Cortada: galería que se practica a partir del frontón y que se dispone en forma

perpendicular a éste buscando los límites de la mineralización hacia un lado.

44. Cruzado: similar a la cortada, pero que va en ambas direcciones buscando la

mineralización.

45. Desquinche: ampliación de una labor minera o de un sector de ella.

46. Planchón: trozo de roca que cae del techo inesperadamente.

47. Desarrollo: consiste en conectar la parte subterránea con la superficie por medio de

labores principales de acceso, tales como, piques, rampas, etc. Esta etapa también

contempla la realización de galerías principales de la mina que servirán para el tráfico de

personal y de transporte en general. Con la realización de estas galerías principales se

podrá crear las unidades de explotación. Además se deben habiliatr los servicios

necesarios para la explotación, tales como: luz, agua, aire comprimido, depósitos de agua,

etc.

48. Preparación: trabajos que se realizan en las unidades de explotación, ya sea buzones,

chimeneas, etc. Esto se realiza con el fin de dejarlas en condiciones para arrancar el

mineral.

49. Túnel: galería horizontal que tiene un punto de entrada y uno de salida, son más

frecuentes en obras viales.

50. Socavón: es una galería horizontal que tiene el mismo punto de entrada que de salida.

Existen dos tipos de socavón:

Socavón de cortada: tiene tendencia a ser perpendicular a la veta.

Socavón de colgada: que sigue la corrida de la veta.

51. Marina o saca: material

quebrado a causa del

disparo.

Partes de una galería

Generalidades en el desarrollo de galerías

Las secciones transversales de las galerías varían entre los 5 y los 25 m2. La galería de 5 m2 es

suficiente para acomodar carros de ferrocarril, perforadoras y palas cargadoras de tamaño más

pequeño, mientras que para secciones de 25 m2 se pueden utilizar equipos grandes, tales como,

camiones, equipos LHD, locomotoras y máquinas de perforación de producción. Las galerías de

sección reducida se ejecutan empleando perforadoras manuales apoyadas en émbolos

neumáticos (jacklegs), en cambio las secciones mayores se perforan con equipos neumáticos o

hidráulicos montados en estructuras con ruedas (jumbos). Estos equipos de perforación son del

tipo OTH y utilizan barrenos integrales con diámetros de perforación que fluctúan entre 25 y 65

mm. Los explosivos más utilizados para cargar los tiros son: dinamitas, slurries encartuchados y

anfo.

Otra alternativa de ejecución de estas galerías es mediante el uso de máquinas tuneleras (tunnel

borer), que perforan la labor completa sin requerir explosivos.

Ciclo de avance

Éste comienza cuando marcamos los tiros (trabajo que es encargado generalmente a un

topógrafo) en la frente de la galería, de acuerdo al diseño de la malla de perforación entregado

por el ingeniero de minas encargado, y con el ingreso de la maquinaria de perforación (por

ejemplo jumbos de un brazo).

Diagrama de perforación

1. Tiro central

2. Rainuras o cueles

3. Zapateras o tiros de piso

4. Coronas o tiros de techo

5. Tiros de caja o hastiales

6. Tiros auxiliares o de descarga

3., 4., y 5. se llaman tiros de

contorno.

Los tiros auxiliares sirven para

llenar espacios entre tiros de

contorno y tiros rainura. Los tiros

salen de acuerdo a la numeración entregada.

Posteriormente se realiza la perforación con el fin de incorporar explosivos, el tiempo de esta

etapa dependerá del largo de la perforación, de las brocas a usar, del tipo de roca, etc. Una vez

perforados se soplan.

Luego los tiros se cargan con explosivos y, luego se evacua la zona, posteriormente se ponen los

loros muertos, que son letreros que avisan del peligro, luego se procede a amarrar los tiros (se

amarran las mechas), se evacuan los equipos de la zona, luego se ponen loros vivos para avisar de

la tronada, luego de esto se da anuncio a viva voz de que se va a tronar.

Una vez tronado se realiza la ventilación para extraer el polvo y los gases producidos por los

explosivos, luego viene la inspección de la tronadura, se supervisa la calidad de la tronada por

parte del encargado (tiros quedados tamaño de la roca y granulometría), se procede a retirar los

loros muertos y se autoriza el ingreso al área de trabajo. Posteriormente se acuña con el fin de

evitar la existencia de rocas sueltas en el techo de la faena (planchones). Si es necesario se fortifica

(con monos, marcos, pernos de anclaje, perno- malla shotcrete, de acuerdo a las características de

la galería o a las condiciones geomecánicas y de daño por tronadura de la roca), si existe agua ésta

se extrae.

Se hace la marina (cargar y transportar, por ejemplo con un LHD). La marina se puede hacer con:

Pala manual y carretilla

Pala manual y carro

Palas autocargadoras (de neumáticos o de rieles)

LHD (scoops)

Cargador frontal y camión.

Finalmente se limpia y prepara el socavón para otro ciclo y se extienden las redes y cañerías de

servicios necesarias (agua potable, gas, electricidad). Los tiempos en que se realizan estas

actividades se detallan a continuación:

1. Marcar tiros e ingreso a la labor ½ hora

2. Perforación, soplar tiros y medición de ellos 2 horas

3. Retirar equipos, aislar, cargar tiros y amarrar tiros , poner loros y tronar ¾ hora

4. Realizar la ventilación ½ hora

5. Inspección de tronaduras y retiro de loros, ½ hora

Nota: simultáneamente a la actividades 4. Y 5 se hace la choca, generalmente se da 1 hora

para ella.

6. Acuñar y fortificar. El tiempo necesario dependerá del tipo de forticación y de cuanta roca

suelta haya quedado 1 hora

7. Marina (carga y transporte) 2 a 3 horas

8. Limpiar y preparar el socavón para otro ciclo 1 hora

9. Entrada y salida de trabajadores 1 hora

Generalmente se hace un ciclo de avance por turno, el cual puede ser:

Tres turnos de 8 horas cada uno

Dos turnos de 12 horas cada uno

En el ciclo de avance hay que tener en cuenta la eficiencia del disparo, que es en general de un 90

a 95% de la longitud de perforación y el volumen de una pala, el cual se entrega en yd 3 (recordar 1

yd3 = 0,73 m3)

PEP 2

Generalidades sobre explosivos

Explosivos mineros

Explosivo químico: combustibles, oxidantres, energizantes, sensibilizantes y otros.

Explosivos versus agente explosivo

Explosivo: está constituido por sustancias que son explosivas por si solas.

Agente explosivo: está constituido por sustancias que en su conjunto conforman un exploisvo.

Detonación versus deflagración

Detonación: el explosivo produce lo esperado

Deflagración: sin producir gran energía

Potencia: fuerza de destrucción de un explosivo o agente explosivo, se usa como patrón

referencial la dinamita.

Gases: encargados de generar un desplazamiento de las partículas de la roca por efecto

del aumento de la presión y volumen.

Ondas de tracción: tipo de ondas que se generan al haber una explosión, y que son

encargadas de romper la roca.

Ondas de compresión: ondas que se generan en la explosión, pero que no rompen la roca,

sólo la fisuran. Esta onda al llega a la cara libre se refracta y se genera una onda de

tracción que es la que agrieta la roca. Los gases se van por las grietas y al aumentar su

volumen se paran los pedazos de la roca.

Densidad: se toma como densidad patrón el agua, por tanto lo que a en realidad nos

referimos es a la densidad relativa. Los explosivos de mayor densidad son los de mayor

potencia normalmente. Si el tiro tiene agua hay que poner explosivos de mayor densidad,

con el fin, de que no flote en el agua.

Velocidad de detonación: velocidad con que se propaga la onda de choque dentro del

explosivo (rapidez con que se produce el quemado del explosivo). Normalmente los

explosivos de alta velocidad de detonación son de alta potencia.

Energía desarrollada: la energía que se produce en una explosión es calor.

Presión e detonación: del orden de los 1.000 kbar.

Resistencia al agua: pérdida de eficiencia por cantidad de horas en el agua.

Sensibilidad: capacidad de detonación.

Simpatía: distancia entre cartuchos para inicar el otro

Golpe.

Mercado de los explosivos mineros

Explosivos encartuchados ( x L)

A granel: vienen en sacos o en camiones fábricas

ENAEX ORICA

Dinamitas (gelatinas amoniacales)

Amongelatina 60%

Tronex

Salftron

Powergel

Pulsos

Trimex

Emulsiones ( 3”, intermedio): solución concentrada de agentes ocidantes en fase de

caeit, estabilizada por un agente emulsionante mezclada con un nitrocarbonitrato

Emultex

Blastex

P-split

Alta potencia

APD cilíndrico (carga de fondo)

APD cónico (tronadura secundaria)

Minibooster (para iniciar)

Mexatol cilíndrico

Mexatol cónico

Cono HEP

Anfos (d = 0,75 – 0,85) explosivo a granel (Amonium Nitratum fuel oil): contiene un 94%

de Nitrato de Amonio y el restante es petróleo. Es económico, genera bastantes gases, no

es muy potente, no resiste al agua

Anfos premium

Anfo liviano

Mexol A

Mexol baja densidad

Sanfo: Nitrato de sodio (salitre) + nitrato de amonio + petróleo, explosivo a granel

Anfos aluminizados (d = 0,8 -0,9), explosivo a granel

AL-2 al AL-10 Mexal alumnizado

Anfos pesados vaciables (d 1/3)** (resisten al agua), explosivo a granel

Blendez 930 a

Blendex 950 – AL

Mex 110 a

Mex 260

Anfos pesados bombeables (d 1,3)** explosivo a granel. Son bombeados por camiones

fábricas

Emultex Mex 270 a Mex 300

Acuageles o slurries

Dynogel

**Emulsión: solución concentrada de agentes oxidantes en una fase de aceite, estabilizada por un

agente emulsionante mezclada con un nitrocarbonitrato

Tierras Inertes + Nitroglicerina = Kieselgur (dinamita)

El APD es una mezcla de explosivos militares:

Pentolita = Pentrita +TNT

El APD cilíndrico tiene uno o más hoyos, que es donde se introduce el cordón detonante.

ANFO (nitrato de amonio más petróleo)

Respecto de los ANFOs, el aluminizado es el más sensible. En general tiene poca potencia, pero

genera más gases. Los más usados son los anfos pesados.

Tipo de detonadores

1. A fuego: velocidad de la mecha de 1 a 2 m/min

La carga primaria es más potente que la secundaria, y esta última es más difícil de iniciar. Las

velocidades de las mechas varían entre 1 a 2 m/min

La disposición de las mechas puede ser:

a) Simultáneo: mechas de mismo largo y se encienden juntas

b) Con distintos tiempos:

i. Mechas mismo largo y encendidas una a una

ii. Mechas distinto largo y se encienden juntas

iii. Mechas igual largo pero usando mechas de ignición

Ignitacord: cuerda de ignición que une las mechas de los detonadores, se une a ellas a través de

conectores especiales

2. Detonador eléctrico (fulminantes eléctricos)

La resistencia se torna incandescente y quema la sustancia de retardo, lo cual inicia la

carga secundaria y luego la primaria

Los retardadores pueden ser:

Retardadores de largo período (LP)=1/2 segundo

Retardadores de corto período (SP)= milisegundos.

3. No eléctricos (NONEL): se inician a través de una onda de choque, que se trnasmite a

través del tubo de plástico (tubo de choque)

La onda de choque se puede generar mediante las siguientes formas:

Gran golpe

Detonador

Cordón detonante: éste es una mecha (tejido industrial muy fuerte que no permite

la salida de la pentrita), cuya alma es pentrita. El cordón detonante necesita ser

iniciado con una onda de choque que es entregada mediante otro detonador.

Tiene una velocidad de 7.000 m/s. Sólo sirve para iniciar. Se inician varios

detonadores tipo NONEL con un solo cordón detonante.

Otra forma de hacerlo detonar es con retardo de superficie. El siguiente esquema

muestra un ejemplo:

Existen dos tipos de reatardadores:

i. Tipo hueso de perro, que consiste en lo siguiente:

ii. Tipo candado: consiste en lo siguiente

4. Detonador electrónico: Es casi 20 veces más caro que el NONEL . En su interior tienen un

microchip programable que posee un dispositivo electrónico que envía la señal y se

programa a través de un PC externo, que realiza el retardo (logger). Para iniciar la

detonación se utiliza un dispositivo llamado blaster, parecido a un cajero automático, pero

en miniatura.

¿Cómo hacer un desquinche en el techo de una galería con un NONEL?

Para galerías menores a 3 metros se usa una perforadora stopper o un jumbo de producción. Si es

stopper se perforan los tiros con una serie de tres barras: la iniciadora, de 0,8 m, seguidora, de 1,6

m, y una rematadora, de 2,4 m.

Una vez perforados y soplados los tiros, se preparan los explosivos a usar:

Carga de fondo: constará de un explosivo encartuchado de alta potencia (APD cilíndrico).

El cartucho será rajado con un punzón de cobre para introducir un detonador NONEL, que

será puesto en el tiro y taconeado con una barra de coligue para que no se caiga.

Carga de columna: se puede utilizar un explosivo, o bien, un agente explosivo, ya que no

se necesita tanta potencia. Se realizará con anfo, que es una agente explosivo a granel y

que será disparado mediante una pistola VENTURI, el aire comprimido impulsa el anfo

dejando firme la carga de fondo para que ambos no caigan. Se usa ANFO cuando no hay

presencia de agua.

Taco: para evitar todo tipo de riesgo de caída se utiliza un taco de greda para cerrar el tiro.

Este procedimiento se hará en los tres tiros realizado anteriormente, quedando como la figura

adyacente:

En lo que tronadura respecta usamos un cartucho con detonador de choque, el cual consta de

una parte metálica con dos cargas explosivas y una mecha que realmente es un tubo aluminizado

sensible a los golpes que se inicia con un cordón detonante y éste a su vez con un detonador a

fuego.

Dentro de las tronaduras, hay varias opciones dentro de las que podemos citar:

Tenemos los retardadores, con retardo distinto, en cada detonador presentes en la perforación.

Los tubos plásticos se enrollan y se hace un moño y se conectan con un cordón detonante . A su

vez el cordón detonante para iniciarlo se le une un detonado a fuego con su respectiva mecha

guía. La mecha guía se prende con fuego y éste inicia al detonador, este último genera una onda

de choque, que será transmitida a través del cordón detonante y los tubos plásticos hasta los

detonadores NONEL presentes en cada tiro.

Otra forma de realizar esto es con retardadores de superficie:

Los retardadores en cada detonador NONEL son de la misma serie, por ejemplo, los tres de 0 MS

(instantáneos). Los tubos plásticos se conectan con un cordón detonante y éste a su vez para

iniciarlo se conecta con un detonador a fuego con su respectiva mecha guía. Como se muestra se

usarán dos retardadadores de superficie de retardo de 15 MS y 30 MS respectivamente.

Perforación

Generalidades (equipos de perforación)

La perforación consiste en aplicar energía sobre una superficie con el fin de vencer la resistencia

que opone ésta a desprenderse o desplazarse. Utiliza los siguientes principios mecánicos:

percusión, rotación y rotopercusión.

Los principales componentes de un sistema de perforación son la perforadora, el varillaje y la

broca

Variables de perforación

Percusión o número de impactos (golpes/min)

Velocidad de rotación (rpm)

Empuje o pulldown (kg): presión sobre la cabeza de perforación.

Barrido de detritus

La más importante de estas variables es el barrido de detritus, que corresponde al mátodo

mediante el cual se van eliminando los detritus que son producto de la perforación. Si no se tiene

un buen barrido de detritus, la perforadora va perforando sobre los detritus una y otra vez, ya que

el polvo va quedando en el fondo, esto produce una disminución en la efectividad de la

perforación.

Máquinas de perforación

Peforadoras de percusión

Perforadoras de rotopercusión

Perforadoras rotatorias

Perforadoras de percusión

Consiste de un pistón que se mueve con la presión del aire o aceite. Son, en general, poco

eficientes. Existen los siguientes tipos:

Martillo picador

Sonda de cables (churn drill): consiste en una estructura metálica montada en un carro,

esta estructura tiene en su parte superior una polea y enrollada a ella va un cable que

sostiene una barra de gran peso (barra Kelly). Esta barra tiene en su parte inferior una

cuchara para sacar detritus. Su profundidad alcanza los 20 metros.

Perforadoras de rotopercusión

El elemento esencial de este tipo de perforadoras es el pistón ubicado en el interior del cuerpo de

la perforadora que se desplaza hacia adelante golpeando el adaptador, el cual transmite la energía

de impacto recibida a las barras que, a su vez, la conducen, a la cabeza cortante. La energía

necesaria para mover el pistón o martillo puede ser de tipo neumática o hidráulica. La rotación

necesaria para cambiar la cabeza cortante después de cada golpe del pistón puede producirse al

retroceder el pistón (rotación incorporada) o mediante un motor independiente (rotación

independiente).

Principio de funcionamiento

Perforadoras OTH (out the hole)

A medida que se le agregan barras disminuye el golpe

(más o menos después de 5 barras). Como la perforación

se da fuera del hoyo, es común que la perforación se

desvíe. El diámetro de perforación es mayor a 1”.

Perforadoras DTH

El golpe es constante sin importar el número de barras que se agregue. El diámetro de perforación

es mayor 3 ½”.

Los equipos DTH son más convenientes cuando hay que perforar mayores profundidades. Las

perforaciones con equipos OTH se restringen a 20 metros.

Equipos manuales OTH

Guaguas o cuculí

Es una peforadora liviana, que puede perforar

de forma inclinada y horizontal

Jacklegs o chiguaguas

Este tipo de perforadora es pesada, por tanto requiere de una apoyo para sostenerse, para ello tiene un émbolo neumático llamado jacklegs. Puede perforar de forma horizontal e inclinada. Sirve para hacer galerías de avance.

Cachuas o sinkers

Perforan verticalmente hacia abajo o

levemente inclinado. Tiene cachos para

tomarla. Sirve para hacer piques.

Stopers o trompos o chicharras

Realizan perforación vertical hacia arriba, son

capaces de perforar también en forma inclinada de

manera ascendente. Sirven para hacer chimeneas,

son de tipo OTH.

Estos equipos utilizan barrenas integrales formadas por la cabeza de perforación, cuerpo de barra,

collar o collarín y la culata

Tipos de barrenas integrales

1 2 3 4 5

Series Cada 60 cm 60 cm 120 cm 180 cm 240 cm 300 cm

Cada 80 cm 80 cm 160 cm 240 cm 320 cm 400 cm

Son 5 barras en cada serie, pero se ocupan las tres primeras, denominadas: patero, seguidora y

rematadora.

Cada barra de la serie disminuye 1 mm para que ingrese de manera más fácil.

Es conveniente comenzar con la patera, seguir con la seguidora y finalizar con la rematadora.

La acción de iniciar la perforación se le llama empatar la perforación. El equivocar la marca se le

llama error de empate.

Equipos semimecanizados OTH

Leyners

Wagon Drill (para trasladarse se necesita de un remolque sobre neumáticos): pueden

perforar verticalmente hacia abajo y con pequeñas inclinaciones.

Track Drill (se mueve con aire comprimido mediante un compresor que mueve la oruga,

puede acceder a cualquier zona, es lento y autónomo): usan barra culata más bit.

Las cabezas de perforación pueden tener:

Broca o bit.

Broca DTH

Tricono

Corona de diamantes.

El diámetro de perforación es de 1 a 2” y la longitud que pueden alcanzar es hasta 15 metros.

Equipos mecanizados

Acá se utilizan barras culatas en vez de barrenos integrales

Carros perforadores sobre orugas (hay OTH y DTH)

Carros perforadores sobre neumáticos (hay OTH y DTH)

Jumbos: son equipos dotados de equipamiento mecánico, son utilizados en las etapas de

preparación y producción dentro de una mina.

Sondeadoras DTH: se alcanzan profundidades mayores a la de producción.

Partes de un Jumbo:

1. Chasis

2. Brazo

3. Perforadora

4. Cabina

Tipos de Jumbo

1. Jumbos electrohidraúlicos: se conectan a la red eléctrica, son autónomos, tienen

cabina.

2. Jumbos diesel hidraúlicos: son autónomo y tienen cabina

3. Jumbos diesel neumático: son más chicos y no tienen cabina, se manejan por

control.

Clasificación de Jumbos

i. Jumbo de avance: son usados en la construcción de túneles y galerías con el fin de

llegar a la zona de explotación, sólo perforan en la horizontal y en rampas

levemente inclinadas. Son OTH.

ii. Jumbo de producción: son utilizados para la preparación de la tronadura con el fin

de extraer mineral. Pueden perforar en todas direcciones y son de diversos largos.

Pueden ser OTH o DTH

iii. Jumbo de fortificación o apernador: son utilizados en la fortificación de la mina,

perfora e instala pernos de anclaje. Puede perforar en todas direcciones. Son OTH.

iv. Jumbos de reducción secundaria: son utilizados para reducir colpas.

Los costos de los jumbos varían entre los 200.000 US$ y los 500.000 US$

Ventajas al usar Jumbos

1. Menor consumo de energía

2. Mayor capacidad de perforación

3. Mayor precisión al hacer los tiros

4. Mayor elasticidad de la operación

5. Sirven para todo método de explotación

6. Gran facilidad en la automatización

7. Tienen un sistemas de barril o portadoras donde van dispuestas las barras. Cuando

se necesita una barra automáticamente el sistema toma una y la posiciona para

perforar.

Desventajas

1. Mayor inversión inicial

2. Las reparaciones son más complejas y a la vez más caras.

Las brocas OTH tienen el faldón más largo que las DTH, las OTH no sirven para DTH y viceversa. Las

brocas DTH tienen un diámetro mínimo de 3 ½”

Perforación rotatoria

Su funcionamiento está basado en la

rotación y el empuje de la cabeza de

perforación. La energía generada por un motor

de rotación, es transmitida por medio de tubos

hasta la boca cortantre, la cual se

somete al mismo tiempo a un proceso de

rotación. Este método sólo se justifica en una

explotación de gran producción.

Como estas máquinas sólo rotan, deben tener un gran pulldown.

La cabeza de perforación puede ser:

1. Triconos: para producción y sondaje

2. Corona de diamantes: que pueden ser impregnadas o con insertos

Existen los siguientes tipos de perforadoras rotatorias:

a) Perforadoras de producción

Se usan en rajos para hacer perforaciones en los bancos. Perforan entre 30 a 50 metros

i. Carros perforadores sobre orugas

ii. Carros perforadores sobre neumáticos

Algunas DTH se pueden usar como rotatoria.

b) Sondeadoras

o Sistema tradicional: para sacar testigos hay que devolver todos los tubos uno por

uno y sacar el testigo.

o Sistema wire line: solo se retira el portatestigo con impreganado de insertos

c) Perforadoras a sección completa

o Tunnel borer

o Raise borer

o Rozadores y minadores continuos.

Generalidades respecto de accesorios de perforación

En los equipos manuales se emplean barreras integrales, generalmente, de sección hexagonal.,

Dentro de sus características están:

1. La cabeza de perforación trae insertos de metal duro (carbono de tungsteno), también

posee un orificio para el barrido de detritus

2. Las barras se venden en juegos que aumentan en 60 cm.

3. En cuanto al diámetro, la barra mayor tiene un diámetro mayor que las otras.

4. Para perforar comenzamos con la más corta, para disminuir el error total.

5. Normalmente se deberían usar tres barras para una perforación:

Primera barra: Patero

Segunda barra: Seguidora

Tercera barra: Rematadora

6. La diferencia entre diámetros de un juego de barras es de 1mm

Barras de extensión

Barra culata: barra integral sin cabeza de perforación. Puede tener o no hilos.

Barras roscadas

Sirve para hacer el tiro central del

diagrama de disparo. Tiene mayor

diámetro

Diferencias entre equipos OTH y DTH

1. El equipo OTH tiene el émbolo que golpea al varillaje en la parte superior de éste, esto

implica, que la percusión se produce fuera de la perforación y se transmite a través de las

barras, por el contrario, el equipo DTH tiene el émbolo ubicado en la parte inferior de

éste, por lo tanto la percusión se produce dentro de la perforación.

2. En el equipo OTH ocurre pandeo, debido a la compresión sobre el varillaje, esto genera

desviaciones grandes a medida que se va profundizando en la perforación. El equipo DTH

no presenta este problema.

3. En los equipos OTH a medida que se van agregando barras para aumentar la longitud de

perforación, la velocidad con que se va transmitiendo el golpe va disminuyendo, lo que

implica una disminución en el avance de la perforación. En el equipo DTH a medida que se

agregan los tubos de perforación no ve alterada la velocidad con que se avanza en la

perforación.

4. El equipo OTH utiliza barras. El equipo DTH usa tubos. Por tanto las barras de la OTH son

más resistentes que las DTH.

5. En el equipo OTH la rotación puede ser incorporada independientemente. En el equipo

DTH la rotación es siempre independiente.

6. El equipo OTH usa como cabeza de perforación una broca BIT. El equipo DTH usa tricono.

7. En el equipo OTH las brocas son atornilladas, mientras que en la DTH son a presión.

8. En el equipo OTH la cabeza de perforación es de 2”, en la DTH tienen un promedio de

31/4”.

9. Algunos DTH al sacarle el martillo percutor pueden funcionar como perforadora rotatoria,

en cambio, la OTH sólo cumple como perforadora de rotopercusión.

10. La extracción es más rápida para equipos OTH.

11. El equipo OTH es más barato que el DTH.

Sondajes

Existen dos sistemas para el sondaje:

El primero se denomina con recuperación de polvo, porque extrae hasta la superficie los detritus

que se generan una vez se perfora. Existen dos tipos de estos sondajes a su vez:

Directo: en que se inyecta aire comprimido por el sistema, con el fn de que suba el polvo

hacia arriba. El problema de este sistema es que el detrito se contamina con el polvo de

las paredes.

Inversa: la inyección se hace de manera tal que el polvo sale por el centro del tubo.

El segundo se denomina con recuperación de testigos porque recupera una muestra de roca, para

ello ocupa una corona de diamante. Existen dos tipos de sondaje de este tipo:

Tradicional (lenta, se debe sacar siempre el portatestigo con las barras de perforación)

Wire line (con el pin se saca el portatestigo)

Diferencias entre sondajes con recuperación de polvo y con recuperación de testigos

1. En el sondaje con recuperación de testigos permite extraer un testigo de roca sólida, por

lo tanto nos permite estudiar la litología, las propiedades geotécnicas, la mineralogía, etc.

En cambio en la de recuperación de polvo, la muestra son pequeños partículas dando

como información sólo una idea con cierta incertidumbre respecto de la probable litología

y extrapolando propiedades geotécnicas.

2. En el sondaje con recuperación de testigos la cabeza de perforación es una corona de

diamantes industriales, mientras que en la de recuperación de polvo es un tricono.

3. El sondaje con recuperación de polvo presenta una alta dilución, por el contrario, el de

recuperación de testigos, por ser roca sólida, presenta una muy baja dilución.

4. El sondaje con recuperación de testigos puede alcanzar una profundidad de 2.000 m. El

sondaje con recuperación de polvo alcanza profundidades de hasta 800 m.

5. El sondaje de recuperación de testigos cuesta aproximadamente el doble que el sondaje

con recuperación de polvo.

6. El sondaje con recuperación de polvo puede abarcar más área que el sondaje con

recuperación de testigos.

7. La perforadora con recuperación de testigos sólo rota, en cambio, en el de recuperación

de polvo se presenta rotopercusión.

8. El barrido de detritus en el sondaje con recuperación de polvo se hace con agua, mientras

que en el sondaje con recuperación de testigos el barrido se hace con aire comprimido.

Coronas

Las coronas son útiles de peforación capaces de cortar el terreno en una superficie de corona

circular y que permiten la independización del macizo rocoso en cuerpos cilíndricos de roca

llamados testigos.

Coronas de inserción: fabricados con diamantes cuyos tamaños se encuentran entre

los 10 y 80 piedras por quilate y engarzados en la superficie. Se suelen aplicar en

trabajos sobre formaciones blanda a semiduras.

Coronas de impregnación: construidas con diamantes con tamaños mayores de 100

piedras por quilate, el polvo de diamante se encuentra mezclado con el material de la

matriz formando un todo. Se utilizan para atravesar rocas de dureza media a muy dura

o formaciones muy fracturadas.

Zapatas: es la encargada de portar el resorte para que cuando se corte el testigo en la

frente de perforación y al momento de extraer el tubo interior la muestra no quede en

el fondo del pozo, de manera de no perderla.

Resorte: es un anillo cónico de acero, flexible y partido, que es utilizado para evitar

que el testigo salga de la coron, en el momento en que se levantan las barras, la parte

cónica hace contraer el resorte, lo sujeta al testigo y lo corta por su base.

Escareador: tiene como misión conservar el diámetro de perforación a lo largo del

sondeo. Una función secundaria del escareador es estabilizar la sarta, protegiendo con

esto el desgaste excesivo del extremo inferior del tubo sacatestigo.

Candado: asegura el tubo interior, para que este tome de forma correcta la muestra al

momento de extraerla.

Portacandado: asegura el candado y mantiene el diámetro de perforación en la parte

superior.

Pin: es aquel que se conecta con el exterior para sacr la muestra que se encuentra en

el culatín, es atraído mediante el sistema wire line.

Cable wire line: por medio del cable y un extractor, que va por el interior del varillaje

se extrae el tubo interior lleno del testigo. Este sistema reporta numerosas ventajas ,

tales como, menor riesgo de hundimiento del sondeo, aumenbto de la velocidad de

peforación, menor desgaste del varillaje y equipo de extracción al disminuir el número

de maniobras y mayor seguridad para los operarios.

Diferencias entre Wagon Drill y truck drill

1. Para el wagon dril la máxima peforación es del orden de 8 a 10 metros, mientras que para

el track drill las longitudes de perforación son mucho mayores.

2. La carrocería del wagon dril es sobre neumáticos, mientras que la del track drill es sobre

orugas.

3. El wagon drill utiliza un compresor de aire comprimido para accionar el émbolo de la

perforadora, esta última se encuentra fuera del aparato. El compresor puede ir detrás de

ella o incorporado en la parte superior para accionar la oruga o activar la perforación.

4. Las ruedas, en el wagon drill, generan inestabilidad; las orugas son más estables

5. El wagon dril perfora solamente hacia verticalmente abajo; mientras que el track dril

puede trabajar con un ángulo de inclinación.

Tronadura secundaria (disminución de colpas)

En algunos casos al realizar la tronadura se pueden observar fragmentos de roca muy grandes

llamadas colpas. Las colpas son cualquier roca que no puedan mover los equipos de carguío y

transporte. Para disminuir el tamaño e estas colpas se utilizad reducción secundaria. Hay que

tener en cuenta que la reducción secundaroia es más cara que la primaria y que por tanto hay que

evitarla, sin perjuicio de aquello, la reducción secundaria genera las siguientes ventajas: menor

consumo en mano de obra, se ahorra el tiempo de quemada y disminuye la emisión de gases y

polvos. La reducción secundaria se puede llevar a cabo de las siguientes formas:

Por cachorreo: a la colpa se le hace una perforación y se le introduce un explosivo. La

perforación a la roca debe hacerse de ½ a 1/3 del tamaño mayor de la roca y debe usarse

un explosivo de 50 a 200g/cc

Con martillos picadores: la disminución se realiza mediante una máquina hidraulica

Uso de combos o machos: la disminución se realiza dando golpes propinados por un

trabajador haciendo uso de un martillo manual.

Parche: se coloca un explosivo tipo

parche sobre la colpa y se hace la

tronadura.

APD cónicos: son explosivos

superficiales, al igual que el parche,

pero en forma de cono, es más

potente que el parche, pero más

caro.

Pera o bola: sobre la colpa se deja

caer una bola de acero que va sobre una pluma móvil.

Torpeo o plastear: es utilizado para desatorar chimeneas, consiste de una lanza de coligue

que en su punta lleva explosivo que se introduce en la chimenea, de la forma siguiente:

Hidrofragmentación o fracturamiento hidrálico: puede ser manual o mecanizado, pero

ambos tienen el mismo principio de funcionamiento; se hace una perforación y en ella se

introduce un cartucho especial, que posteriormente se le agrega agua, la presión del agua

hace que el cartucho detone.

Resina de expansión: se aplica un perforación a la roca, dentro de la cual se le inyecta

resina, la cual se expande y produce el fracturamiento de la roca.

Cono HEP

Las colpas se producen por una deficiencia en la voladura de la roca, vale decir, por no saber

determinar con exactitud los siguientes parámetros:

Evaluación del macizo rocoso

Mala barrenación

Mala geometría de la plantilla de disparo.

Características de la hidrofragmentación

1. No explosivo

2. Baja energía

3. Más segura

4. No produce polvo

5. Bajo nivel de ruido

6. Escasa proyección de roca

7. Insignificante onda de choque

8. Bajo efecto sísmico

Equipos de perforación para labores horizontales

Tamaño Labor

(m2)

Designación

Labor

de perforación

(mm)

Equipo perforación Largo

perforación

< 10 Pequeñas 27 – 40 (1” – 1

1/2”)

Jacklegs

Guaguas

1,2 – 3,2

10 - 30 Medianas 35 – 45 (1 ½” – 2”) Jacklegs

Jumbos

ligeros

1,6 – 4,0

> 30 Grandes 38 – 51 (1 ½” – 2”) Jumbos

pesados

2,4 – 4,5

Full Facer

(tuneleras)

Minadores

continuos

Explotación de superficie

Existen los siguientes métodos de explotación de superficie:

Explotación a rajo abierto (open pit)

Explotación por canteras (quarry mining)

Explotación aluvial (aluvial mining)

Descarpe (Streep mining)

Recolección (marvesting mining)

Explotación por recolección

Es llamada también explotación residual, y se aplica a depósitos minerales que se han acumulado

en la superficie de la tierra. En Chile este tipo de recolección se realiza en salares en el sector norte

y en lagos en la parte centro-sur de nuestro país.

Salares: se forman lagunas con agua y sal proveniente del arrastre de las montañas.

Posteriormente esta agua se evapora, se depositan las sales y cristalizan formando una

costra. Las sustancias más comunes que se explotan de esta manera son la halita (sal),

gemas, bórax, sales de litio, potasio. Se recolectan o cosechan estas sales raspando el

material. El raspado se realiza con palas manuales, bulldozers, motoniveladoras, palas

mecánica, traillas, rotopalas, cargadores frontales, y se transporta a través de camiones o

correas transportadoras.

Lagos: el mar al entrar al continente a veces forma un lago que queda encerrado con

tierra. Para explotar este tipo de yacimiento se saca el agua y se extrae la sal haciendo uso

de medios mecánicos.

Explotación aluvial (artesanal)

Se realiza en yacimientos secundarios que se forman por meteorización del material, son de

carácter detrítico, de tamaño máximo nominal bajo (en comparación con las rocas) y de alto peso

específico.

Los principales yacimientos de tipo aluvial son los placeres y los lavaderos.

Los placeres son depósitos de minerales preciosos que se originan a partir de la destrucción y

depositación de los materiales rocosos y de yacimientos minerales preexistentes y que se

encuentran en lugares cercanos a los rios.

En estos depósitos se puede encontrar oro mezclado con arena. El método más simple para

extraer el oro es simplemente lavar las arenas con agua en una especie de lavatorio llamado

chaya, hasta separar el oro de la arena.

Otro método consiste en construir canaletas con una leve inclinación, en las que se disponen palos

o rifles espaciados a una distancia regular, se deja entrar agua a través de la canaleta y se va

agregando la arena (antes se pasa por tamices con el fin de obtener la granulometría deseada para

pasar por la canaleta). Al entrar el agua el oro decanta debido a su mayor densidad, se va

depositando en el fondo de la canaleta y queda entrampado en los palitos o rifles. Luego se sacan

las pepitas de oro obtenidos.

Ahora bien, si el agua es escasa podemos utilizar el sistema cuna, debido a su similitud con el

movimiento de una mecedora.

La cuna es un paralelepípedo rectangular hueco en cuyo interior existe un sistema dirigido de

planos inclinados, que al igual que la canaleta posee rifles. En el fondo de este paralelepípedo se

encuentra un receptáculo que contiene el agua utilizada.

Por la parte superior, que contiene un harnero, se introduce la arena junto con el agua, esta

mezcla baja por diferentes planos inclinados interiores a medida que la cuna se mece, como el oro

tiene mayor densidad se deposita en el fondo de los planos y queda detenida en los rifles, el agua

llega al fondo del depósito sin perderse y por tanto se puede reutilizar.

Por otro lado si el oro se encuentra en la roca debemos utilizar un trapiche, el cual posee una

forma de taza de hormigón armado o metálica que posee una pista en donde van unas boleadoras

que se accionan a través de un motor.

El material extraído se vierte en el trapiche y se le agrega agua, posteriormente se ponen en

funcionamiento las boleadoras, que empiezan a moler el material. Una vez molido, se realiza en el

mismo lugar la concentración agregando mercurio líquido, el mercurio se caracteriza por tener

una gran afinidad con el oro, con esto se va captando el oro obtenido de la molienda y a la vez se

va sacando el agua por un rebalse.

Finalmente se junta todo lo recuperado y se forma una amalgama que en su interior tiene el oro.

Luego la amalgama se filtra con un paño tupido con lo que sale la mayor cantidad de mercurio.

El siguiente esquema muestra el tratamiento de la amalgama:

Amalgama

Se filtra con un paño Pella Se calienta

Mercurio gaseoso (tóxico)

Pella quemadaVaso con HNO3 + Pella

Se calientaSe eliminan impurezas y se obtiene una pella limpia

Se ataca con agua regia y se disuelve

La solución se filtra Se obtiene un precipitado de oro

Se funde en un crisolSe forma un botón de oro

Explotación aluvial por métodos hidráulicos

Considera el uso de monitores hidráulicos que son equipos de arranque consistentes en un cañon

o pitón orientable, de grueso diámetro, que mediante la energía liberada por el chorro de aguaque

proyectan sobre el macizo rocoso, permiten disgregar y arrastrar los minerales. Cuando el estado

de consolidación de los materiales es apropiado para adoptar estas técnicas se obtienen ventajas

como arranque continuo del mineral, infraestructura minera reducida, equipos sencillos y

económicos, necesidad de menor personal y menos especializado y bajo costo de explotación. Por

otro lado este sistema requiere de grandes caudales y presión de agua, necesita condiciones

adecuadas para la circulación de los materiales arrancados y ofrece escasas posibilidades de

selectividad.

El principio general de trabajo se basa en la proyección del chorro de agua sobre el pie del cerro

con el objeto de crear una sobreexcavación que produzca el desplome del macizo rocoso. El

material desplomado es sometido a la acción del chorro para su disgregación y arrastre a través

del canal de transporte, relizado previamente. La pulpa producida en el frente de arranque viaja a

través del canal de transporte hasta la planta de tratamiento, si existe la pendiente adecuada, o

hasta un pozo de bombasdesde donde se eleva hasta la planta cuando las condiciones

topográficas son adversas. La pendiente del canal de transporte va a depender de la granulometría

de los sólidos de la pulpa.

Algunos materiales con características mecánicas de mayor cementación precisan de una

preparación previa de disgregación del macizo rocoso, con el fin de mantener un adecuado

rendimiento de los monitores.

Explotación de canteras

Se refiere a la explotación de materiales petreos que se ocupan en la construcción, industria y

como roca ornamental.

Se explotan, generalmente, en laderas de cerro, haciendo cortes como los de un pit. Sin embargo

también se dan subterráneas (caserones y pilares). El precio de los materiales arrancados es bajo

generalmente.

Existen dos tipos de canteras:

1. De rocas ornamentales

2. Aluviales

3. Canteras de materiales de uso industrial.

La extracción de rocas ornamentales está orientada a explotar mármol, ónix, granito, pizarra, etc.

Esta se encuentra principalmente en cerros. La explotación se realiza con cortes similares a un pit

o bien sólo con perforación, se perfora continuamente y se obtiene un planchón de mineral.

Las canteras aluviales están orientadas a la extracción de áridos para la construcción (arena,

gravilla y grava). Se obtienen de los materiales granulares que arrastran los cauces de los ríos. La

extracción de estos materiales se realiza con palas mecánicas.

Las canteras industriales están orientadas a extraer materiales que se ocupan para procesos

industriales tales como arcillas, calizas, caolín, puzolanas, etc. Se explota mediante perforación y

tronadura.

Explotación del salitre (descarpe)

Existen dos tipos de salitre, de potasio y de sodio. En Chile se pueden encontrar en el Desierto de

Atacama y su explotación es realizada por SOQUIMICH , que tiene en su posesión dos minas:

María Elena

Pedro de Valdivia

La ley de estos yacimientos es de 200 g/ton.

La extracción se realiza siguiendo el procedimiento que sigue:

1. Prospección

2. Evaluación

3. Extracción de la sobrecarga

4. Perforación y tronadura

5. Transporte y carguío

Para explotar salitre se utiliza el descarpe (el descarpe también es aplicable a mantos de carbón).

Este es un método utilizado en mantos de manteo bajo (hasta 25° de buzamiento), horizontales a

subhorizontales, de baja potencia, que se encuentran ubicados superficialmente (a menos de 30

metros de profundidad) y en largas extensiones.

Remoción de la sobrecarga

Para llegar al manto es necesario remover la sobrecarga con el fin de dejar el manto de mineral a

la vista y listo para explotar, para ello, previamente, se debe evaluar la dureza de la capa de

sobrecarga, esto se hace mediante catas y se verifica posteriormente con estudios de la velocidad

de propagación de la onda sísmica.

Cuando el terreno es blando (suelos y rocas intensamente alteradas, con velocidad de propagación

sísmica 450m/s) se realiza stripping, para ello empleamos equipos con hojas mecánicas metálicas

para arrastrar el mineral, se usan equipos como el bulldozer, el whelldozer, retroexcavadoras,

traillas, rotopalas, que van a ir arrastrando el material y acumulándola en un costado de la

excavación y van formando rampas para facilitar el ingreso de los equipos. Estas rampas deben

tener una pendiente inferior al 10% y un ancho de al menos 20 a 25 metros, con el fin de permitir

la movilidad de 2 bulldozer y posteriormente de 2 camiones.

Al endurecer el terreno empleamos equipos que sean capaces de arañar las rocas y fracturarlas

para luego empujarlas (en rocas blandas sanas o rocas erosionadas cuya velocidad de propagación

de la onda este entre 450<v p<2.000m / s ), en este caso se pueden utilizar bulldozer provisto de

rippers. El ripper es una especie de garra que lleva el bulldozer, que pueden triturar el material, de

manera de facilitar el acarreo.

Si el material es más duro se utiliza drilling and blasting, vale decir, perforación y tronadura. En

este caso v p>2.000m /s. Este procedimiento se llevará a cabo con un equipo de perforación

semimecanizado, un truck drill, ya que este equipo al estar montado sobre orugas presenta una

gran maniobrabilidad y además el largo de las perforaciones no es muy grande. Como carga de

fondo utilizamos APD cilíndrico emprimado a un detonador tipo NONEL; como carga secundaria

utilizamos ANFO pesado, el cual será cargado con camiones fábricas; el taco será de detritus.

Luego amarramos los tubos a un cordón detonante, el cual a su vez será conectado con un

detonador a fuego con su respectiva mecha, luego tronamos (recordemos que cada detonador

NONEL tiene su propio tiempo de retardo)

La sobrecarga se va sacando con dragas o con palas con cargadores, el material retirado se deja a

un costado para reducir costos.

Habiendo llegado al manto se empiezan a expandir las calles que se van formando producto del

retiro de la sobrecarga por parte de los bulldozers. La mena se extrae según la dureza mediante los

métodos antes mencionados (stripping, ripping o drilling and blasting) se construyen rampas a

medida que se extrae la mena para dar facilidad al movimiento de las maquinarias. Mientras se

extrae mena se sigue retirando sobrecarga. El mineral se extrae con palas hidráulicas de gran

capacidad y camiones de alto tonelaje; esto implica que el ancho de la calle debe ser de a lo

menos 40 metros.

El ciclo que se sigue para retirar la mena es el siguiente:

1. Marcar tiros: lo realiza un topógrafo, el cual acumula un montón de piedritas, las pinta y

las coloca en el lugar donde se debe perforar de acuerdo a la malla de perforación, la cual

puede ser cuadrada, rectangular o triangular.

2. Ingreso de equipos de perforación: se hace ingreso de los equipos de perforación, en este

caso perforadoras OTH truck drill debido a la facilidad que presenta para trabajar en

terrenos inclinados y dado que el manto no requiere de perforadoras más grandes.

3. Aislar sector, dar aviso, cargar tiros: el sector cercano a la tronada debe será aislado

colocando loros vivos y muertos para delimitar el sector, luego los tiros son cargados.

Como carga primaria se dispone un cartucho de dinamita conectado a un detonador tipo

NONEL, como carga secundaria se pone ANFO pesado bombeable, el cual es cargado

dentro del tiro mediante un camión fábrica, luego se amarran los tiros a un cordón

detonante. Finalmente se retiran todos los equipos y el personal del sector y se da aviso

de la tronadura.

4. Tronar, revisar, limpiar: luego de tronar se debe revisar la granulometría de la tronadura y

en caso de encontrar colpas muy grandes se realiza reducción secundaria, luego se limpia

el sector con un bulldozer, esto es lo que se llama arremangar la saca.

5. El carguío del material se realiza con pala hidráulica más dos camiones, lo que implica un

ancho de carguío de al menos 40 metros.

Así, mientras cargamos los camiones, los perforistas estarán trabajando sobre la mena para liberar

el mineral y los bulldozer más adelantados van removiendo la sobrecarga y amontonándola a un

lado de la calle para seguir desnudando el manto.

Luego para abrir una nueva calle el material a un costado de la calle sirve de relleno para nuestra

calle ya explotada y así comenzamos de nuevo con el ciclo abriendo una nueva calle a un costado

de la anterior.

Para ejemplificar este método supongamos que tenemos un manto de salitre de 200 metros de

corrida y 10 metros de longitud que tiene rumbo N-S y manteo 5°E, que tiene una sobrecarga de

1,5 metros de suelo.

Como en este caso tenemos suelo se removerán los primeros 30 cm de sobrecarga mediante

stripping usando un bulldozer, los restantes 1,2 m serán removidos mediante ripping.

Como la corrida es de 200 metros realizamos dos calles de 100 metros cada una.

Esquemáticamente tenemos lo siguiente:

Accedemos a la mena mediante una rampa de 8 % de pendiente, por esta entrará el bulldozer a

retirar la sobrecarga y la deja apilada a un lado de la explotación.

Para sacar la mena se hacen perforaciones con equipos OTH, cachuas manuales y luego se trona el

mineral, el material tronado se saca con bulldozer por la rampa o mediante una draga ubicada en

el nivel superior.

Es importante señalar que a medida que avanzamos en la explotación las rampas van a ir

cambiando de lugar continuamente, serán hechas de mena y posteriormente de sobrecarga y así

continua la explotación hasta completar una calle y luego seguimos con la contigua y cubrimos la

anterior copn la sobrecarga que sacamos.

Explotación a rajo abierto

Se utilizan en roca dura, en yacimientos de baja ley. Este tipo de extracción se utiliza cuando los

yacimientos presentan una forma regular y están ubicados cerca de la superficie, de manera que el

material estéril que lo cubre puede ser retirado a un costo tal que pueda ser absorbido por la

explotación de la porción mineralizada.

Descripción del método

El suelo y la roca esteril se deben quitar para descubrir los cuerpos mineralizados, esto se conoce

como desarrollo o preparación mínima y puede durar un tiempo corto o algunos años. El rajo se va

construyendo en avances sucesivos lateralmente mediante expansiones programadas y en

profundidad con la apertura de nuevos bancos. A medida que se va profundizando la mina, se

requiere ensanchándola para mantener la estabilidad de sus paredes. De este modo se genera una

especie de anfiteatro escalonado con camiones endentados, especialmente diseñados por el

tránsito de los equipos, cuya forma es dinámica ya que va cambiando a medida que progresa la

explotación.

Un rajo puede estar compuesto por unos pocos o una serie de bancos, un banco es como un

peldaño que forma sólo un nivel de operación sobre el cual los materiales, mineral o estéril, se

tronan, formando posteriormente una nueva cara de banco. El mineral o el estéril se retiran en

capas sucesivas, cada una de las cuales es un banco. Varios bancos pueden pueden estar en

operación simultáneamente en diversas partes, y en diversas elevaciones en una explotación por

rajo abierto.

La determinación de los ángulos es muy importante, un cambio pequeño en el ángulo total de la

geometría tiene como consecuencias grandes en la economía total de la operación de explotación

minera.

Los factores que gobiernan la estabilidad del rajo, a gran escala son la geometría del rajo, los

efectos del agua subterránea, las estructuras geológicas locales y regionales, la densidad de la

roca, las fuerzas que se generan debido a movimientos sísmicos y las características geomecánicas

de la roca.

En este contexto la estabilidad de los taludes de una mina es particularmente crítica, ya que de eso

depende la seguridad de la operación, siendo además importante en la rentabilidad del negocio.

Pit final: representa la envolvente tridimensional que encierra todo el mineral económicamente

explotable y que es necesario extraer durante la vida útil de la mina generada por un software de

diseño minero siguiendo parámetros técnicos y económicos.

Fases: son rajos intermedios (o pit intermedios) que quedan dentro del pit final y que se van

consumiendo gradualmente.

Expansiones: son pequeños sectores dentro de las fases en forma de tajadas, que se extraen

mediante tronadas. El conjunto de todas las expansiones generará la fase.

Razón de remoción: Razón entre la cantidad de estéril y la cantidad de mineral (en toneladas)

RR=Esteril (ton)Mineral(ton)

Para explotar una mina a rajo abierto tenemos que establecer el pit final. El avance que se debe hacer para alcanzar el pit final consiste en expandir los bancos. El avance de un pit a otro se denomina fase y a su vez para llegar de una fase a otra lo hacemos a través de expansiones, que es comerse el mineral por sectores.

Todo esto se ve representado en un modelo de bloques, que es una caja que abarca toda el área de interés.

Este bloque se secciona en bloques más pequeños. El número de bloques va a depender del tamaño del depósito. A cada cubo pequeño se le asigna sus características y de acuerdo a estos atributos se les asigna un color a los cubos. Teniendo en cuenta esto se generan las fases y el pit final.

Tipo de roca

Ubicación

Leyes

Geometría de bancos

El rajo se dispone en formas de bancos derechos, los cuales tienen la siguiente geometría:

Definiciones

Banco: cada banco corresponde a uno de los horizontes mediante los cuales se extrae el

mineral. El banco se va cortando por el horizonte inferior, es decir, hacia abajo, generando

una superficie escalonada que se llama pared del rajo. El espesor de estos horizontes es la

altura del banco, la que va desde los 2 a los 30 metros.

Berma de banco: es la franja de la cara horizontal de un banco, como un borde, que se

deja especialmente para detener los derrames de material que se puedan producir al

interior del rajo. Su ancho varía entre 5 y 10 metros.

Ángulo de talud de la pared del pit: es el ángulo que se forma entre la horizontal y el plano

inclinado que se forma por la sucesión de los respectivos bancos, es del orden de los 45 a

los 58°. Depende de la calidad geotécnica del macizo rocoso, de la frecuencia de fracturas,

de la alteración y de la presencia de agua. Este ángulo determinará los lugares donde se

deben ubicar las dependencias administrativas, los servicios y los botaderos, de manera

que el avance del rajo no afecte su ubicación

Expansión de un rajo

Para hacer la expansión antes que nada es necesario llegar al lugar donde se realizará esta, esto se

hace mediante rampas. Las dimensiones de ellas son función de los equipos a utilizar, además se

debe considerar que las pendientes no deben superar el 10%. La disposición dentro del rajo de

estas rampas define dos posibles situaciones:

Sistema de explotación cerrado: esto significa que las rampas (rampas continuas) no

poseen descansos, salvo en el banco que se va a explotar, por lo cual no podemos tener

acceso a todos los bancos del rajo.

Sistema de explotación abierto; las rampas poseen descansos (rampas discontinuas), lo

que nos permite explotar cualquier banco dentro del rajo.

Con el fin de acceder a los bancos en que se realizará la expansión conviene ejecutar rampas

continuas, debido a que los costos de realizar este tipo de rampas es menor que el costo de

ejecutar rampas de tipo discontinua.

Una vez en el lugar es necesario que los equipos tengan un espacio adecuado para que puedan

trabajar esto se denomina como ancho operacional, es por esto que es necesario definir las

siguientes bermas:

Berma de banco: es aquella berma por la cual no transitan camiones y cuya función es

evitar posibles desprendimientos de bancos superiores; su ancho se mide desde la pata

del banco superior hasta la cresta del banco inferior. Mide aproximadamente 5 a 10

metros. Por esta berma no transitan vehículos.

Berma de carguío: esta es la berma más grande, su fin es que los equipos puedan cargar el

mineral para su posterior transporte. Debe tener el espacio suficiente para el trabajo de

una pala hidráulica más 2 camiones (uno a cada lado de la pala) más la distancia al

camellón de seguridad (su ancho aproximado es de 40 m) más una distancia de seguridad

hacia la pata del banco superior.

Berma de transporte: es la berma por la cual transitan los camiones. Su ancho se calcula

sumando el ancho de dos camiones (uno de ida y otro de vuelta), más la distancia al

camellón de seguridad más la distancia lateral hacia la pata del banco superior, su ancho

aproximado es de 25 metros.

Berma interrampa: es aquella rampa cuya función es evitar posibles deslizamientos de

talud y disminuir la peligrosidad de las caídas de bloques, se debe dejar cada cierto

número de bancos, además sirve para que los camiones tengan un descanso cuando el pit

que deben subir es muy elevado. Es de aproximadamente 10 metros.

Berma de seguridad: es la berma ubicada desde el camellón de seguridad hasta el borde

del banco y sirve para evitar accidentes de equipos, y por tanto va al costado de la berma

de transporte, de carguío y de la rampa. Es de aproximadamente 2 a 3 metros.

La expansión del banco se hace desde el banco superior al banco inferior, siguiendo el siguiente esquema:

La primera berma de banco se agranda para dar paso a la berma de carguío, cuyo ancho es de 40

metros. Cuando los camiones entran o salen de la berma de carguío se mueven por las bermas de

transporte, por tanto se deben ampliar las bermas en esa zona considerando que en ese lugar

circularán dos camiones y que se debe dejar distancia al pretil y una distancia operacional entre

ellos, una distancia adecuada son 25 metros.

A medida que tronamos los bancos se van cayendo hacia atrás. Esta expansión tendrá una

amplitud de 100 metros y se caracteriza por tener forma de medialuna.

La expansión es la unidad básica de una fase y se desarrolla con tiros o tronadura de producción.

Es necesario definir el ciclo de avance con la cual se completaría la expansión de los bancos:

1. Marcar tiros: esta tarea la realiza un topógrafo que junta piedras, las pinta y las dispone en

el lugar de perforación de acuerdo al diagrama de disparo, que puede ser cuadrado,

rectangular o triangular. Las dimensiones de la malla son función del tipo de roca, del

diámetro de perforación y del equipo de perforación. Un criterio para definir la malla es el

siguiente:

Altura(H )=150 ∙

Burden (B )=40∙

Espaciamiento=1,3 ∙B

Pasadura (P )=0,3∙ B

Taco (T )=0,6 ∙B

2. Ingreso de equipos: las perforaciones las hacen equipos DTH montadas sobre carros sobre

ruedas, por su eficiencia y porque nos permiten realizar perforaciones de mayor

profundidad ( = 31/2 a 81/2”)

Diámetro de perforación Granulometría/separación

entre perforaciones

Equipos

27 - 127mm (1 ½” - 5”)

(Para bancos 2 a 5metros)

Pequeña/poca Wagon o track Drill

80 -216 mm (3 ½” – 81/2”) Mediana/mediana Equipos DTH

220 – 440 mm (81/2 – 17”) Grande/grande Tricono

El utilizar equipos DTH implica que nos podemos asegurar que la perforación salga

derecha inmediatamente. Recordemos que el equipo DTH tienen el sistema de percusión

dentro de la perforación, por lo cual se desvía menos que las perforadoras OTH, utiliza

tubos que se van acoplando y en cuyo extremo (el primer tubo posee un martillo DTH que

es el que va rompiendo. Este equipo tiene un portabarras para ir acoplándose cada 5

metros.

3. Perforar: la longitud de la perforación debe considerar la altura del banco más la

pasadura, con el fin que al tronar no se formen cototos.

4. Soplar tiros y medir: las máquinas de perforación soplan los tiros para eliminar los detritos

y posteriormente se procede a medir considerando la pasadura.

5. Aislar: se colocan conos (loros muertos) y personas para aislar en un radio del orden de

400 metros.

6. Cargar los tiros y amarrar: los tiros se cargan de la siguiente forma:

Se utiliza un NONEL porque al tener un accionamiento por onda de choque son más seguros para el personal. La carga secundaria se coloca con camión fábrica, luego debemos amarrar los tubos de choque del detonador NONEL de 25 milisegundos de retardo a un cordón detonante y 3 retardos de superficie hueso de perro y este conectarlo a un detonador a fuego.

7. Poner loros: se prohíbe el acceso al área mediante loros vivos y muertos

8. Evacuar zona: Sacar equipos y personal del área.

9. Dar aviso del disparo y tronar: se da aviso de la tronadura haciendo sonar una sirena.

10. Inspeccionar tronada, retirar loros: se inspecciona la tronadura verificando si existen

colpas muy grandes y si existen tiros quedados. Si hay colpas se realiza reducción

secundaria, mediante cachorreo, vale decir, se perfora con una cachua y se trona.

11. Ingreso de equipos de apoyo para la limpieza (bulldozer): los bulldozer juntan la marina en

el frente de trabajo de manera de hacer más fácil la operación posterior de los cargadores

frontales o las palas hidráulicas y facilitar la maniobrabilidad de los equipos. Si es posible la

nivelación se realiza con una motoniveladora.

12. Ingreso de equipos de carguío y transporte. Como equipos de carguío se pueden utlizar

cargadores frontales de 76 yd3 o palas hidráulicas o mecánicas y para el transporte por lo

común se utilizan camiones de 300 ton

13. Carguío y transporte de marina: los camiones llevan el material a la planta o al botadero.

14. Limpieza.

Una vez realizada la expansión del banco superior se sigue con el que viene inmediatamente por

debajo.

Este proceso se hace hasta completar el pit final

PEP 3

Explotación por caserones abiertos (Open Stopes)

La explotación de un sector mineralizado se realiza mediante caserones subterráneos, que se

caracterizan por ser autosoportados, lo que implica que la roca es de buena competencia

separados por pilares o puentes mineralizados. Pueden existir dos tipos de caserones:

1. Caserones aislados: cada caserón no tiene ningún orden sistemático y está fuera de la

influencia de los otros. Es aplicable a cualquier tipo de roca y a cuerpos mineralizados tipo

bolsón, lentes o clavos.

2. Caserones múltiples: consiste en caserones contiguos soportados por pilares, paredes o

puentes de roca in situ. Se aplica en yacimientos de extensiones considerables (vetas,

grandes bolsones o lentes de mena).

Este método es de amplia aplicación, sin embargo su aplicación está limitada por la forma y

tamaño del yacimiento y las características geomecánicas. La aplicación más frecuente es a vetas

estrechas de fuerte pendiente (mayores a 50°) con el fin de permitir el flujo de material por

gravedad, cuya roca de caja sea competente. La explotación puede ser realizada mediante bancos

derechos (underhand stoping) o por bancos invertidos (overhand stoping).

Preparación

Se construye un acceso principal (socavón, pique o rampa) mediante perforación y tronadura. La

perforación se realiza con un jumbo de un brazo. Los tiros se cargan de la siguiente forma:

La pendiente de la rampa debe ser menor al 10% con el fin de que los equipos puedan accesar a la

mina.

A partir del acceso se trazan niveles principales siguiendo la corrida del cuerpo mineralizado y

separadas en la vertical por 30 a 60 m. Para ello nos situamos en la base de la rampa, y

comenzamos a construir una galería, peforando con un jumbo de avancey cargando los tiros de la

misma foirma que en lo explicado anteriormente. Luego nos situamos en una cota más alta en la

misma rampa, 30 a 60 metros respecto de la vertical, y construimos otra galería paralela a la

inferior, con un jumbo de un brazo, perforando, soplando y cargando los tiros de la misma forma.

Con esto constituimos el nivel inferior (NI) y el nivel superior (NS).

Se ejecuta una chimenea por mineral en la parte central del futuro bloque con el fin de comunicar

ambos niveles, esta se realiza mediante VCR o blind hole, a veces también se ejecutan chimeneas

laterales de acceso que limitan la zona a explotar. La construcción de la chimenea central es

necesaria para iniciar el arranque del material y además para extraerlo hacia el nivel inferior.

Para poder controlar la caída del mineral hacia el nivel inferior se construye un contrafrontón

paralelo el nivel inferior, a una cota mayor a éste y dejando un puente mineralizado, la

construcción de este contrafrontón se realiza mediante perforación y tronadura con un jumbo de

un brazo, la carga de éstos será idéntica a la utilizada anteriormente. En el puente mineralizado se

realizan chimeneas cortas, que posteriormente se desquinchan en la parte superior para darles

formas de embudo. En la parte inferior de cada una de estas chimeneas cortas se instalan

buzones, los cuales permitirán cargar el mineral directamente a carros de ferrocarril, LHD o scoop.

Para la producción existen dos variantes: el underhand stoping (bancos derechos) y el overhand

stoping (bancos invertidos)

Producción

Underhand Stoping: la explotación se hace por rebaje, vale decir, desde el nivel superior al

inferior realizando bancos derechos de 2 metros de alto y una berma de 2 m, su ancho es

el mismo que el espesor de la potencia de la veta. Se emplean perforaciones verticales de

25 a 50 mm de diámetro utilizando equipos manuales con barras integrales. El ángulo de

talud de trabajo no debe ser superior a los 60° (este depende de la longitud de la

perforación). El mineral cae por gravedad, ayudado por el paleo que efectúan los mineros

hacia la chimenea central. Por medio del embudo que está bajo la chimenea central, cae el

material para ser cargado. A medida que se avanza en la explotación se van incorporando

los respectivos embudos.

El número de buzones aumenta a medida que avanza la explotación. El acceso al caserón

es por el nivel superior. Es un sistema manual.

Overhand

stoping: La

generación

de los bancos

invertidos

comienza

en forma

ascendente desde la chimenea central, con perforadoras manuales de realce (stopers). El

mineral cae por gravedad a los embudos previamente preparados. El ángulo de talud varía

entre los 45 a los 50°. Durante la perforación el personal trabaja sobre las pilas de mineral

quebrado o sobre plataformas de madera de construcción momentánea montados en

patas mineras. El acceso al trabajo es por el nivel inferior a través de la chimeneas

laterales. Lo único mecanizado es el nivel inferior, para transportar el material.

Existe poca mecanización lo que implica mayor mano de obra, pero posee una baja inversión

inicial, no requiere fortificación y posee ventilación natural.

Diferencias entre Underhand stopping y overhand stopping

1. En el underhand stopping, los embudos de las chimeneas laterales pueden o no estar

listos cuando se comience a explotar, ya que éstos sólo serán utilizados al final de la

explotación. En el overhand stopping los embudos tienen que estar listos al empezar la

explotación, ya que estos se ocupan en toda la etapa.

2. En el underhand stopping es necesario colocar una jaula en las chimeneas laterales

empujada por un huinche, con el fin de trasladar personal y maquinaria, ya que la

explotación se comienza desde arriba. En el overhand stopping se necesita el eje de

andamio para que los viejitos comiencen con la explotación.

3. En el underhand stopping el material tronado se saca por acarreo o apaleo. En el overhand

stopping el material tronado cae por gravedad

4. En el underhand stopping se perfora hacia abajo (cachuas) y hacia el lado (jacklegs). En el

overhand stopping se perfora hacia arriba (stopers) y hacia el lado (jacklegs).

5. En el underhand stopping, los viejitos perforan sobre los bancos que van quedando;

mientras que en el overhand stopping los viejitos se deben parar sobre el material ara

perfora.

6. El underhand stopping es más seguro, ya que no se trabaja con riesgo de planchoneo. En

el overhan stopping se trabaja con el mineral arriba.

7. En el underhand stopping el acceso del personal es por el nivel superior, lo que es más

complicado puesto que se debe instalar una jaula de transporte, mientras que en el

overhand stopping el acceso del personal es por el nivel inferior.

Alternativas posibles

i% d(m)

Transporte

Palas y carretillas 0 a 5 15 a 20

Cargadores de volteo 0 a 5 20 a 50

Palas autocargadoras 0 a 15 60 a 80

LHD 0 a 15 150 a 300

Cargador y camión 0 a 15 200 a 300

Acarreo (arrastre de material)

Scraper 0 a 40 80 a 100

Bulldozer 0 a 40 100 a 120

Si el manto es de baja potencia las galerías (NI y NS) son del alto de la potencia del manto.

Preparación

Comunicación entre niveles

o Labores con pendiente en función del equipo a utilizar

o Chimeneas o rampas

o Limitan el largo del paño a explotar

Comunicación de instalaciones anexas en algunos niveles

o Oficinas

o Pañoles (bodegas para materiales y herramientas)

o Polvorines

o Garages

Equipos y pendientes

Explotación (manteo de baja potencia)

Hay que programar la posición, el ancho, etc, de los pilares que se deben dejar. El paño siempre se

hace desde abajo hacia arriba (por realce)

Manteo moderado (<20°)

Equipos con neumáticos (acarreo)

Siguiendo corrida o buzamiento

Manteo inclinado (>20°)

Siguiendo manteo del manto

Acarreo o arrastre

Alternativas de explotación (mantos de baja potencia)

1. A caserón completo (<10 a 12 m)

2. Galería piloto central más desquinche lateral

Sublevel Stoping

Aplicación

Cuerpos mineralizados de fuerte buzamiento (mayor al ángulo de reposo del material) y con potencias entre los 2y los 30 metros.

Masas mineralizadas. Roca de caja relativamente estable Límites del cuerpo mineralizado relativamente regulares.

Descripción

El método es del tipo caserones autosoportados.

Lo primero que se hace es acceder a la veta por medio de un socavón hasta la base de ella, ya ubicado en la base se realiza una galería de transporte de 3,5 x 3,5 metros con jumbos ligeros de perforación de 35 mm y con una longitud de perforación de aproximadamente 3 metros, ésta galería recorre toda la base de la corrida de la veta, posteriormente se realiza por el centro de la veta una galería de producción a todo lo largo. Luego se realiza otra galería, pero esta irá por el centro de la potencia, a todo lo largo de la veta; llamada galería de producción y que tendrá 3,5 x 3,5 metros de sección transversal e ira construida con un jumbo de avance (las galerías de producción pueden ser de hasta 4,5 x 4,5 metros). La galería de transporte puede tener secciones transversales de 4 x 4, 5 x 4 y hasta 6 x 4 y puede ir por mineral o por esteril, aprovechando las buenas características geomecánicas de la roca de caja. Las galerías de transporte con las de producción van separadas unos 7 metros. Posteriormente se preparan las estocadas de carguío, las cuales comunican las galerías de transporte con las galerías de producción y que irán inclinadas respecto a ellas, generalmente a 60°, para un mejor trabajo de los LHD, ya que éstas servirán para transportar mineral desde la galería de producción a la galería de transporte. Las estocadas de carguío van separadas unas de otras del orden de 15 metros.

Todas estas labores se realizan con jumbos ligeros, el cual perfora y sopla los tiros. Los tiros se cargan con amongelatina y detonador tipo NONEL como carga de fondo, anfo como carga de columna y detritos para taponearlo. Luego se trona, ventila, se carga la marina; repitiendo el ciclo hasta completar las galerías y estocadas.

Al mismo tiempo que se desarrollan las estocadas, al comienzo de la galería de transporte, realizamos una pequeña estocada por donde construiremos una rampa o chimenea con pendiente 10% y con sección transversal de 3,5 x 3,5 metros, construidas de la misma forma que las galerías ya nombradas, que llegará hasta una altura de 40 metros aproximadamente. En caso de hacer una chimenea, ésta se debe realizar mediante blind hole. La rampa o chimenea tiene como función el comunicar los subniveles con la galería de transporte, en otras palabras, se utilizará como galería de acceso a la parte alta del caserón con el fin de llegar y realizar los subniveles. Entonces, se realizan galerías de perforación a lo largo de toda la veta que pueden ir o no ir de forma paralela a la galería de producción hasta una altura de unos 40 metros. Estas también las construimos de la

misma forma que todas las galerías, en caso de realizar, una chimenea, se puede realizar las galerías también de forma manual, utilizando jacklegs.

Al final de la galería de producción se procede a realizar una chimenea central de cara libre, ésta tendría dimensiones de 2 x 2 metros o 3 x 3 metros y es ejecutado mediante el método VCR, realizando perforaciones con un equipo DTH y con diámetros de perforación del orden de 3“, la longitud de perforación es de 40 metros aproximadamente de manera de cubrir toda la veta. Los tiros se cargan con dinamita encartuchada y detonador tipo NONEL como carga primaria, ANFO como carga de columna y taco de detritos. La idea es utilizar la teoría del cráter para tronar, por tanto se va tronando de abajo hacia arriba en tramos del orden de los 2 metros.

El mineral se retira por la galería de producción mediante el uso de LHD. En forma simultánea se desquinchan las galerías de perforación hacia los lados con un jumbo ligero y diámetro de perforación de 40 mm.

Sublevel caving

Dada las labores de cruzado de cabecera, ¿cómo se realiza la explotación?

I. Existen dos métodos para ello

I. Dados los distintos subniveles de producción, se realiza una chimenea desde el

subnivel 3 hasta el subnivel 1, pero sin llegar a éste, ya que en este nivel puede

venir la producción del método y puedo hacer que caiga esteril. La chimenea se

realiza de un diámetro de 2 metros y de largo 12 a 15 metros, realizando tiros en

abanico con un jumbo radial, de manera de formar un digrama de disparos de

forma hexagonal. Para luego mediante detonadores provocar la secuencia de

disparos adecuada y generar la cara libre que se desea para comenzar la

producción de ese nivel.

II. Otra forma es realizar tiros diagonales en abanico. En un principio corto y luego, a

medida que logro la verticalidad van aumentando el largo, la tronadura debe

realizarse siguiendo una secuencia de disparos, de manera de ir generando caras

libres. Se perfora con jumbos radiales de diámetro 2”.

II. Para controlar la dilución es necesario tener presenta la forma en que se van a realizar las

perforaciones en abanico (inclinada o vertical) en el subnivel que quiero producir (la

inclinación va de los 70 a los 120°). Para esto consideraremos que:

I. Granulometría > Granulometría del esteril: esto implica que las perforaciones son

mayores a 90°. Así al tronar el mineral quedará sobre el esteril y será más fácil

extraerlo, no se saca tanto estéril.

II. Granulometría Mineral < Granulometría Estéril: esto implica que la inclinación de

las perforaciones es menor a 90°. El primer contacto que tengo es con el mineral,

quedándome más fácil de extraerlo.

III. Granulometría Mineral = Granulometría Estéril: esto implica que se perforó a 90°.

Para las pérdidas de mineral se deben realizar muestras en el nivel de extracción,

de manera de no aumentar la dilución y perder tanto, se acepta un porcentaje de

dilución entre un 10 a un 30 %. En caso de ser mayor se debe proceder a explotar

un subnivel menor y no sacar más de ese. El método considera una pérdida, por

este efecto, de mineral entre 5 a 10%

Ventajas Sublevel caving

Puede adecuarse a cuerpos irregulares y angostos

Es un método seguro, ya que todas las actividades se realizan dentro de galerías

fortificadas.

Este método es altamente mecanizable, permitiendo importantes reducciones de costos

operativos

Se recupera del orden de un 20% del mineral al realizar las galerías, las que pasan por

todas las etapas: preparación, desarrollo, producción y transporte.

Beneficio en el corto plazo, incluso en el período de preparación.

Alta flexibilidad de las operaciones, ya que se pueden utilizar equipos en distintos niveles.

Desventajas Sublevel caving

Block caving

El hundimiento de bloques se usa para yacimientos grandes y masivos con fuerte buzamiento y de

gran extensión vertical. El mineral debe ser de baja competencia para que se hunda con facilidad y

se rompa en fragmentos manejables. Por su parte la roca de techo debe permitir el hundimiento

de la superficie.

Se aplica para yacimientos con minerales de baja ley como cobre, hierro y molibdeno. Bajo un

estudio previo de diseño se definen los bloques, los cuales están separados por barreras para

minimizar la dilución, que deben tener un área mínima de 1.500 m2 y una altura de 100 a 250 m.

Accedemos al cuerpo mineralizado mediante una rampa o mediante un socavón que va desde la

superficie a la base del cuerpo mineralizado, esta rampa debe tener una pendiente de 10%. La

rampa se desarrolla con un jumbo de avance de dos brazos con un diámetro de 2 ½ “. La rampa

debe tener una sección de 3,5 X 3,5 m, dado que por ella sacaremos el material hasta la superficie.

Una vez que accedemos a la base del cuerpo mineralizado realizaremos una galería de sección 3,5

x 3,5 m utilizando el mismo equipo de confección de la rampa. Esta galería pasará a ser nuestra

galería de transporte principal, por lo cual se debe construir en un terreno firme y seguro (roca

competente) ya que esta quedará fija para todo el proceso.

Luego creamos, paralelo hacia arriba del nivel de transporte, un cruzado de cabecera que

posteriormente será nuestro nivel de producción. Esta labor la realizamos como el mismo jumbo

anteriormente descrito que genere el cruzado de cabecera de dimensiones 3,5 x 3,5 m y

accedemos a esta labor mediante la rampa de acceso. A partir de esta labor crearemos frontones

que serán nuestras galerías de producción, éstas serán perpendiculares a la cruzada de cabecera.

La galería de producción tendrá 3 x 3 m de sección transversal y se construirá con perforadoras

manuales horizontales con empuje neumático tipo jacklegs.

La separación horizontal entre galerías de producción es de 15 metros aproximadamente, por

razones operacionales y deben ser fortificadas con marcos de madera de 10 x 10” para evitar

posibles derrumbamientos producidas por los esfuerzos in situ y los esfuerzos inducidos.

Además es necesario construir un conjunto de chimeneas estrechas que comunicarán el nivel

principal de transporte con el nivel de producción, este conjunto de chimeneas formarán el nivel

de traspaso de mineral y tendrá forma similar a las ramas de un árbol

Estas chimeneas se construyen con jaulas Alimak y perforadoras manuales stopper. Una vez

ejecutadas las chimeneas se procede a construir el nivel de hundimiento, este es un nivel paralelo

al de producción. Se accede a él mediante la rampa y la perforación se realiza utilizando

perforadoras manuales tipo jacklegs. Perpendicular al nivel de hundimiento y paralelos a las

galerías de producción, se desarrollan las galerías de hundimiento.

La

separación vertical entre el techo de la galería de producción y la base de la galería de

hundimiento se denomina crown pillar y tiene una longitud de 8 a 10 metros. La función del crown

pillar es resistir el peso cuando se cae el material.

Una vez creado el nivel de hundimiento se procede a ejecutar un conjunto de chimeneas cortas

para unir el nivel de producción con el nivel de hundimiento. Estas chimeneas se ejecutan con

stopper, en etapas, trabajando con andamios. En el nivel de hundimiento estas chimeneas se

desquinchan para crear un embudo que servirá para el traspaso de mineral. El diámetro mayor de

este embudo es de aproximadamente 3,5 metros y estos estarán pareados y separados 11,6

metros uno de otro y de 7,6 metros entre cada par, siguiendo la longitud de la galería.

Los embudos se confeccionan de la siguiente forma: desde la galería de producción se realiza un

desquinche lateral de 2 metros aproximadamente perforando con jacklegs de diámetros de

perforación de 2”. Soplamos los tiros, luego cargamos, evacuamos la zona, colocamos loros, se

trona, se ventila y se retira la marina. Luego se construye la chimenea inclinada de 2 metros de

diámetro, ésta se realiza con una perforadora stopper hasta llegar a la parte superior y por último

en la parte superior de la chimenea se procede a desquinchar hacia los lados hecha con el mismo

stopper. Estos están pareados y separados 11,6 metros uno del otro y 7,6 metros cada par.

El nivel de producción se debe fortificar fuertemente mediante marcos metálicos separados uno

de otro por una distancia de 1 metro. Esto se hace debido a que las presiones generadas al

momento de tronar. La galería de hundimiento se fortifica levemente y momentáneamente con

monos. Aparte de eso en la galería de producción, donde se encuentra el embudo, se debe instalar

piolas de acero con tablones de madera para controlar la caída del mineral; en el cual se

encuentra un viejito denominado buitrero encargado de levantar estas tablas para dejar escurrir el

material con una varilla especie de palanca, llamada pinocho

En una última etapa de preparación se hace la socavación del bloque desde las galerías del nivel de

hundimiento empleando perforaciones largas de 50 a 65 mm de diámetro dispuestos en abanicos

ascendentes, realizándose 5 a 6 tiros. El número de perforaciones y el largo de ellas dependerá de

las características geomecánicas del mineral, aunque generalmente van de los 3 a los 3,5 metros a

los 8 a 9 metros. Tales perforaciones son cargadas con explosivos y tronadas, cortando la base del

bloque a nivel de hundimiento, lo que permite que el mineral se quiebre y escurra por gravedad

hasta las galerías del nivel de producción, donde van instaladas las buitras.

En las galerías de producción para controlar la caída de material se colocan buitras, las cuales son

accionadas por un minero (buitrero) mediante el pinocho (que es una especie de palanca). Se

controla la granulometría utilizando una parrilla en la parte superior del pique de traspaso. En caso

de haber colpas en la parrilla, el minero procede a reducirla con macho o martillo picador manual.

Al comenzar las labores desde la rampa se van extendiendo todos los servicios anexos: agua,

electricidad, aire comprimido, etc.

Para obtener una buena recuperación de mineral de un bloque es importante que se hunda de

manera uniforme todo el bloque. Por esto el volumen de mineral que se carga en las distintas

etapas de producción del bloque es estrictamente controlado y sigue un programa definido.

Diferencias Métodos Subterráneos