CAPITULO XIV. CLASIFICACIÓN DE LOS MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN

Determinación del método y el sistema minero, será una parte integrante del proceso de la tecnología para lograr una buena elección de los equipos. Así, los criterios básicos que definirán el método y el sistema de explotación y que a su vez condicionarán la selección de la maquinaria o equipo serán:

En la publicación de "Factores Geomecánicos que influyen en la selección de equipos de Arranque en Minas y Obras Publicas", editada por el IGME en 1987, se definían estos criterios como:

Pero las características del yacimiento y su relación con la superficie serán los condicionantes que definirán los métodos mineros que definiremos como el conjunto de sistemas, procesos y máquinas que, en una forma ordenada, repetitiva y rutinaria, extraerán el mineral del yacimiento. En principio tan solo existen, actualmente, tres métodos en su sentído más amplio, que son:

La minería a cielo abierto (MeA) La minería subterránea y La minería por sondeos

1. CONCEPTOS BÁSICOS. CONSIDERACIONES GENERALES

El método de la minería a cielo abierto (MCA), también llamada minería superficial, vendrá definido como el conjunto de las operaciones mineras, que serán precisas para llevar a cabo la extracción de las rocas y minerales desde la superficie, creando los necesarios huecos y excavaciones en el terreno.

El método de minería subterránea o de interior vendrá definido por el acceso a través de pozos o galerías u otro tipo de labores o excavaciones en el interior, que den lugar a la extracción de la masa, capa o filones sin necesidad de mover el recubrimiento a techo o muro de la formación.

El método de explotación por sondeos llevará a cabo la extracción de la sustancia mineral por la ejecución de una serie de barrenos a techo de la formación para provocar, mediante una depresión o por bombeo, la salida del fluido bien por la propia presión de este o por la gasificación, liquefacción y/o activación del mineral.

En función de las características del yacimiento, la explotación de un depósito mineral incluirá el descubrimiento, movimiento y transferencia del estéril y la extracción, propiamente dicha, del mineral, todo ello mediante la ejecución de los pozos, sondeos, galerías, taludes, bancos, túneles, rampas, caminos de acceso, deposición de los residuos no vendibles y modernamente la restauración de los terrenos afectados por cualquiera de las fases de la operación minera.

También deberán incluirse otros aspectos de la operación, cada día más importantes, como podrán ser las labores de infraestructura y preparación del depósito, los trabajos para asegurar la estabilidad de los huecos, sondeos y vertederos, la conservación y el aprovechamiento de los recursos naturales y de las estructuras próximas, la planificación y diseño de los trabajos y el mantenimiento y conservación de la maquinaria e instalaciones necesarias para efectuar todas las operaciones mineras.

Todas estas fases operativas estarán interrelacionadas y deberán ser llevadas a cabo en una secuencia iterativa definida de tal modo que asegurarán en todo momento la disponibilidad de unos frentes o tajos para extraer el mineral en la cantidad y la calidad, con alta productividad, seguridad e higiene y con menor costo operativo para lograr la óptima explotación de los recursos minerales .del yacimiento. Esta secuencia iterativa e interrelacionada en tiempo y espacio que desarrollará las operaciones dentro de los límites del yacimiento o cuenca minera será definida como sistema minero.

Tecnología minera será el conjunto de los métodos, las técnicas, los procedimientos y la cultura empresarial que permitirán la utilización de aquellos medios, máquinas y procesos disponibles en un momento y lugar determinados para lograr la mejor y más económica extracción de las sustancias minerales que deberán abastecer a la sociedad.

Las principales operaciones técnicas serán aquellas que lograrán un cambio cualitativo del material trabajado, tales como una modificación del estado de agregación que de forma natural tendrán en la superficie terrestre o bien su cambio de localización. Básica y sintéticamente el objetivo de la

minería será el arranque del mineral del lugar en que se encuentra por su formación geológica y el transporte del producto final transformado y convertido en sustancia vendible hasta el lugar de su utilización.

El resto de las operaciones, auxiliares que no secundarias e incluso, en ocasiones, serán tan importantes como las básicas, tendrán por misión hacer posibles el trabajo de las unidades operativas de arranque y transporte. Por tanto la exploración, el muestreo y los análisis químicos, la perforación, la ventilación, sostenimiento, trituración y la molienda, el mantenimiento y el control serán otras partes del sistema minero, cuyo objetivo esencial será contribuir eficientemente a satisfacer una verdadera necesidad social de abastecimiento de minerales en unos mercados determinados que compensarán todo el proceso minero a cambio de una remuneración o precio adecuado para una demanda continuada en el tiempo.

La MCA, que representa más de la mitad de la producción minera mundial, es practicada modernamente de una forma mecanizada, tanto en sus operaciones básicas como en las auxiliares. La explotación por sondeos por su economicidad y continuidad viene a representar, sin contar la extracción del agua subterránea, del orden de un 25% del tonelaje extraído y la minería por métodos subterráneos representa, hoy en día, tan solo un 10-15% para aquellas sustancias tan valiosas que sean capaces de pagar una tecnología tan difícil, peligrosa y cara.

Cualquiera que fuera el método empleado o elegido, deberá de ser realizado a través de unos sistemas mecanizados más o menos automatizados e integrados, por lo que el verdadero arte de la tecnología minera estará, actualmente, en la adecuada elección, planificación, diseño y operación de la maquinaria disponible dentro de la amplia oferta existente en el mercado.

Los medios de mecanización de las unidades de producción deberán primeramente corresponder a las propias características geoomecánicas de aquellos materiales a manejar y también a la fiabilidad global del sistema integrado y a la obtención a larga duración o vida en unas condiciones generalmente difíciles e incluso extremadamente duras. Los gigantescos en es de mineral y estéril que modernamente se mueven o extraen a cielo abierto, harán necesaria la correcta selección de la maquinaria cuyas capacidades, dimensiones y potencia deberán constituir un sistema armónico y equilibrado para hacer una eficiente, continuada y económica extracción del mineral.

CLASIFICACIÓN DE LOS YACIMIENTOS MINEROS EXPLOTABLES

Como se avanzaba en la introducción, los minerales extraídos de la corteza terrestre, serán utilizados por aquellas industrias, se permitirán una subdivisión en:

Minerales energéticos Minerales metálicos Minerales industriales Rocas para la construcción.

En casi todos ellos prácticamente, la utilización de los métodos de minería a cielo abierto es superior al 50%, llegando, cuando son abundantes y baratos, a constituir prácticamente el1 00%, como ocurrirá con el grupo de los materiales para la construcción. En los EE.UU. un 85% de los minerales (sin incluir el petróleo y el gas natural) son extraídos a cielo abierto, y tan solo en 15 % por minería subterránea.

Siguiendo la clasificación soviética expuesta por el Profesor Rhzevsky en sus libros de minería a cielo abierto, pueden establecerse los siguientes tipos de yacimientos mineros:

Desde un punto de vista morfológico los yacimientos mineros podrán ser clasificados por sus características geométricas en:

Isométricos - Depósitos masivos con unas dimensiones más o menos similares en todas las direcciones, con unos elevados potenciales de recursos. Serán los casos de las canteras de rocas, graveras de áridos, grandes minas de hierro, depósitos de bauxita, etc.

Isométrico, montañoso y masivo

Horizontes o capas - Depósitos que serán preferentemente extendidos en dos de las dimensiones y en general con unas relativamente limitadas reservas. Serán los casos de los yacimientos de carbón, fosfatos, sales, Bauxita, Petróleo, etc. Serán generalmente unas estructuras de una sedimentación tranquila y regular.

Sedimentarios paralelos a favor y en contra ladera

Pipas, filones o estructuras columnares que se extenderán en una sola dirección preferente, generalmente la vertical, y con un limitado volumen de recursos. Serán los casos de los filones de metales preciosos, de rocas industriales y de algunos minerales metálicos muy ricos, con una mayor o menor potencia. Generalmente serán unas formaciones con una génesis de tipo hidrotermal y con tectónica muy accidentadas.

Complejos, cuando el depósito tiene dislocaciones geológicas que lo doblarán con sinclinorios y anticlinorios sucesivos.

Estructuras intermedias de las anteriores, como lentes, escamas, filones, doblados, fallados o tectónicamente complicados. Existe una variada representación de combustibles, metales o minerales industriales en estructuras cada vez más difíciles y complejas con unas génesis mixtas de hidrotermalismo, tectónicas y metamorfismo.

Con relación a la superficie o al relieve topográfico de un depósito, los yacimientos podrán clasificarse o subdividirse en:

1) Llanos 2) Inclinados en colina 3) Montañosos 4) Bajo el agua (aluvial y submarina)

La relación entre la superficie topográfica y la morfología del depósito determinarán el método minero y las posibilidades de una mayor o menor mecanización.

La posición relativa entre el depósito mineral y la superficie en cuanto a su profundidad permitirá clasificar los depósitos en

Yacimientos superficiales, que aflorarán o que estarán a una profundidad pequeña (hasta 30/50 m). Podría definir la llamada minería superficial o "surface mining".

Yacimientos profundos, que aflorando o no, se extenderán, para la mayor parte de sus reservas, a unas profundidades superiores a los 50 m y que podrán llegar hasta los 500 m. Será la denominada minería a cielo abierto u "open pit mining" o requerirá el uso de la minería subterránea. Para más de 3000 m de profundidad hay que pensar en minería por sondeos

Tambien podrán clasificarse los yacimientos por su situación el nivel principal de la topografía como:

Yacimientos de montaña, que estarán localizados por encima del nivel del principal acceso topográfico.

Yacimientos subterráneos, aquellos localizados mayoritariamente por debajo del nivel principal de acceso del transporte, lo cual sera définitorio del tamaño y de la facilidad tecnológica de los medios del transporte principales de extracción del mineral y de la situación de los vertederos.

Otra posible clasificación de los yacimientos mineros será por el ángulo de buzamiento de la masa o del filón como:

Suaves, cuando buzasen menos de unos 10º aproximadamente. Inclinados cuando buzasen entre 10º Y 30º Fuertemente inclinados cuando se inclinen entre 30º y 60º Verticales con un buzamiento entre 60º y 90º

En cuanto a las dimensiones del depósito que más adelante se relacionará con el ritmo de explotación podremos clasificar los yacimientos en:

Otro criterio de clasificación, cada día más importante desde el punto de vista de los posteriores procesos de concentración mineralúrgicos, será:

Depósitos simples, caracterizados por la homogeneidad de la estructura y la uniformidad y seguridad de las leyes del mineral o de la roca.

Depósitos complejos, que contendrán o podrán contener unas diferentes sustancias recuperables, con gran heterogeneidad de materiales rocosos, y con unas fuertes variaciones en las leyes de los minerales.

Depósitos diseminados, que podrán tener una complicada estructura y una distribución más o menos aleatoria del contenido recuperable y obligará a una fuerte minería selectiva así como a una muy difícil concentración mineralúrgica. Tipo Stockworks"

Desde otro punto de vista, de alta importancia para la elección del sistema operativo continuo o discontinuo se podrán clasificar los yacimientos por el tipo o dificultad minera de las rocas predominantes en:

Yacimientos con mineral y estéril de carácter ígneo o metamórfico, ambos compactos y duros. Será necesaria una minería convencional de perforación y voladura como sistema de arranque de los materiales.

Depósitos con 'recubrimiento blando o sedimentario y la roca o mineral compacta y dura. Será posible una minería continua en el estéril y discontinua en el mineral.

Yacimientos con rocas de estéril y de mineral blando en una parte y duro en otras. Necesidad de una minería mixta con diferentes sistemas de arranque para cada parte.

Yacimientos con estéril y mineral blandos. Posibilidad de una minería continua y un arranque directo para ambas clases de materiales.