UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN – TACNA

Facultad de Ingeniería

Escuela Académico Profesional de Ingeniería de Minas

“ESTUDIO GEOLOGICO MINERO Y CALCULO DE RESERVAS DE

UN YACIMIENTO DE SILICE (CUARCITA) EN LA PROVINCIA DE

CANDARAVE TACNA”

INFORME DE CAMPO

Presentado por:

José Luis Mamani Alave 2011 101014

Jonathan Tomas Josue Chipana Ajnota 2009-33218

Eduardo Ninaja Luque 2009-33196

Ángel Anthony Flores Pauca 2007-31116

Huashuayo Choque Alexander Cayo 2008-31649

TACNA – PERÚ

2015

INDICE

PRESENTACION 4

RESUMEN 5

INTRODUCCION 6

OBJETIVOS 7

CAPITULO I

ASPECTOS GENERALES 8

1.1 Ubicación y Accesibilidad 8

1.1.1 Ubicación 8

1.1.2 Accesibilidad 8

1.1.3 Método de Trabajo 9

1.2 Topografía, Clima y Vegetación 9

1.2.1 Relieve 9

1.2.2 Clima 10

1.2.3 Vegetación 10

1.3 Recursos Naturales 10

1.3.1 Hidrológico 10

1.3.2 Suministros 11

1.3.3 Mano de Obra 11

1.4 Características de Concesiones Mineras 11

CAPITULO II

GEOLOGIA Y GEOMECANICA DEL YACIMIENTO 13

2.1 Geología Regional 13

2.1.1 Grupo Yura 13

2.1.2 Grupo Toquepala 13

2.1.3 Formación Moquegua 14

2.1.4 Formación Huaylillas 14

2.1.5 Miembro Chubiraca 14

2.1.6 Formación Barroso 15

2.2 Geología Local

2.3 Geología Económica 16

2.3.1 Muestreo del Yacimiento 16

2

2.3.2 Calculo de Recursos 16

2.3.3 Mano de Obra 16

2.4 Geomecánica del Yacimiento 17

CAPITULO III

METODO DE EXPLOTACION DEL YACIMIENTO 20

3.1 Selección del Método de Explotación 20

3.2 Importancia de la Selección del Método de Explotación 21

3.3 Definición del Método de Minado 22

3.4 Método de Explotación del Yacimiento de Silica (Cuarcita) 22

3.5 Ventajas y Desventajas del Método de Explotación 23

3.6 Operaciones Unitarias de Explotación 23

3.6.1 Criterios para la Selección del Equipo de Perforación 24

3.6.2 Diseño de Voladura por el método de Banqueo 24

CAPITULO IV

PLANEAMIENTO DE MINADO 25

4.1 Criterios Generales 25

4.2 Pre-minado 26

4.3 Programa y Desarrollo de Preparación 26

4.3.1 Construcción del Tajo 26

4.3.2 Accesos 27

4.3.3 Deposito de Desmonte 27

4.4 Programa de Producción a Corto, Mediano y Largo Plazo 28

CAPITULO V

APLICACIÓN DE LA CUARCITA EN LA INDUSTRIA 29

CAPITULO VI

ESTUDIO DE MERCADO 32

CONCLUSIONES 36

RECOMENDACIONES 37

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 38

ANEXOS 39

3

PRESENTACION

El presente informe de campo titulado “Estudio Geológico Minero y cálculo de reservas

de un Yacimiento de Sílice (Cuarcita) en la provincia de Candarave Tacna” se desarrollado

con el propósito de mostrar en análisis, las distintas problemáticas que contiene calcular las

reservas de un yacimiento minero, mediante técnicas tradicionales, se demuestra que con la

aplicación de teorías opciones reales se puede determinar el valor esperado más probable

del yacimiento o negocio Minero.

En el trabajo se muestra los distintos métodos de cálculo de reservas del yacimiento no

metálico (Cuarcita). Enfatizándonos en la geología que presenta nuestro yacimiento

delimitando de esa manera la zona de mineralización no metálica en el yacimiento.

Las empresas están tomando cada vez más conciencia de la importancia de los riesgos y

el impacto que tienen en el valor comercial, los modelos de estimación de recursos y

reservas mineras.

4

RESUMEN

En la Quebrada de Marjani; se encuentra un Yacimiento en forma de Anfiteatro que es

el asiento del pueblo del mismo nombre y se localiza a aproximadamente a 700 metros al

Norte del pueblo de Aricota, este anfiteatro es del tamaño de 150 m. de arenisca cuarzosa

de color gris blanquecino a marrón, y, tiene un buzamiento de 40° a 25° al Nor Este

variable, con presencia de grandes plegamientos.

El afloramiento en estudio está considerado como una arenisca cuarzosa que pertenece

al grupo Yura. La explotación del yacimiento es por medio de bancos y el aporte son los

cálculos realizados en los rubros de planeamiento de minado y el diseño de la voladura.

Finalmente llegando a la conclusión de que el proyecto es rentable según las condiciones

planteadas para su explotación.

5

INTRODUCCIÓN

El desarrollo del presente informe de campo tiene como objetivo calcular las reservas

del yacimiento de silica (Cuarcita). Es desarrollado con el propósito de mostrar los cálculos

realizados en la perforación y la voladura poder contribuir que dicho yacimiento optimice

su operación.

En el informe se muestra el método de explotación y ciclo de operaciones como la

perforación, voladura, carguío y transporte haciendo hincapié que la venta de la silica se

efectuara a la empresa minera SPCC.

El presente informe consta de 04 capítulos en donde se desarrollan y detallan las

prácticas realizadas.

Capítulo I: aspectos generales, ubicación y accesibilidad, topografía, clima y vegetación,

recursos naturales, características de la concesión minera.

Capitulo II: geología del yacimiento, geología regional: grupo yura, formación

Moquegua, Huaylillas, miembro Chubiraca y formación Barroso. Geología local y geología

económica.

Capitulo III: método de explotación del yacimiento: selección del método de

explotación, importancia de la selección del método de explotación, definición del método

minero, método de explotación del yacimiento de silica (cuarcita), ventajas y desventajas

del método de explotación, operaciones unitarias de explotación.

Capitulo IV: planeamiento de minado: criterios generales, preminado, programa de

desarrollo y preparación y programa de producción a corto, mediano y largo plazo.

Para terminar las conclusiones, recomendaciones, referencias bibliográficas y anexos.

6

OBJETIVOS

Objetivo General:

Realizar un Estudio Geológico – Minero y Cálculo de Reservas de un Yacimiento de

Sílice (Cuarcita) que queda en la Provincia de Candarave con el fin de proponer el

planeamiento de minado, explotación y comercialización a SPCC.

Objetivos Específicos:

Cubicar las reservas probadas y probables del yacimiento de sílice.

Realizar un estudio detallado de la Geología estructural y Geoeconómica del

yacimiento.

Plantear un método de explotación para el desarrollo de la mina

7

CAPITULO I

ASPECTOS GENERALES

1.1 Ubicación y Accesibilidad

1.1.1 Ubicación

La zona de afloramiento de la cuarcita se encuentra ubicada a 220 Km. de la

ciudad de Tacna, geológicamente en el flanco Andino, es la entidad topográfica que

se extiende al norte y noreste de las pampas costaneras, es un territorio escabroso y

se desarrolla entre 2 000 y 4 000 m. de altitud. El afloramiento abarca una superficie

de 100 hectáreas, en el anexo de Marjani, departamento de Tacna, Provincia de

Candarave, Distrito de Quilahuani en las siguientes coordenadas U.T.M del Datum

WGS84.

8086635 369804

8085635 369804

8085635 368804

8086635 368804

Con una altitud aproximada de 2980 m.s.n.m. (Ver Plano N°01)

1.1.2 Accesibilidad

La vía de acceso desde la ciudad de Tacna se realiza por la carretera

parcialmente asfaltada Tacna – Tarata (tramo de 145 km.), para continuar por la

carretera afirmada Tarata – Candarave, hasta pasar por Centro Poblado Menor

Buena Vista (km. 58), luego se ingresa por una trocha carrozable hasta un tramo de

aproximadamente 17 km. Y se arriba a Marjani. Así mismo existe otra vía de acceso

desde la ciudad de Moquegua mediante la carretera binacional Ilo – Desaguadero,

totalmente asfaltada, hasta inmediaciones del poblado de Huaitire (a 105 km. De

Moquegua), en donde existe un desvío de donde parte una carretera afirmada hasta

la localidad de Candarave (tramo de 70 km.) para luego proseguir, hasta el Centro

Poblado Menor de Aricota, posteriormente continuar hasta el anexo de Marjani, a

donde se ingresa por medio del cauce de la quebrada Cañaveral.

8

1.1.2 Método de Trabajo

Después de un reconocimiento preliminar en la zona, se procedió a la ubicación e

identificación de los estratos de Cuarcita, para iniciar el programa de muestreo, se

hizo un relacionamiento lito-estratigráfico del lugar, se ha procedido a realizar un

mapeo geológico preliminar tomando como parte importante las estructuras, que son

probablemente las causantes del emplazamiento de los estratos de Cuarcita. (Ver

Figura 01 y Figura 02)

1.2 Topografía, Clima y Vegetación

1.2.1 Relieve

Un rasgo físico interesante en la zona es la existencia de la laguna de Aricota,

ubicada en la cabeceras del rio Curibaya, constituyendo un nivel de base local

para los ríos Callazas y Salado que descienden a lo largo de valles poco

profundos, de suave pendiente y sección transversal a sub-rectangular, labrados

en los tufos y clásticos de las formaciones Huaylillas y Capillune.

En cambio el valle de rio Curibaya que nace de Aricota esta íntegramente labrado

en los volcánicos Toquepala, se caracteriza por su gran profundidad alrededor de

1 000 m fuerte gradiente y sección transversal en “V” por lo que existe una

marcada diferencia morfológica entre los valles situados agua arriba de la laguna

y el valle Curibaya, que se atribuye al control litológico y al nivel de la base de la

laguna Aricota. Entre la cadena volcánica y el flanco Disecta por el Sur, se

aprecia un rasgo fisiográfico caracterizado por la presencia de una superficie

suavemente ondulada que va desde 3 600 hasta los 4 000 m de altitud. Otro rasgo

orográfico es la del volcán Yucamani formado durante el Terciario Superior y

Cuaternario (5 508 m), conservando casi intacta su forma cónica visible desde

distancias considerables.

9

1.2.2 Clima

El clima es combinado en la parte del valle es cálido y húmedo, en la altura a

más de 2 000 m.s.n.m. es frio y seco, típico de la región, esto se debe en especial

a la diferencia de cota la cual se relaciona también con las distancias del océano,

presentan una temperatura promedio de 32°C. y una temperatura mínima de -

8°C. Con precipitaciones de lluvia entre los meses de Noviembre a Marzo.

1.2.3 Vegetación

La vegetación en esta zona es variada conformado mayormente por arbustos

silvestres como el Molle, Carrizos, Retamas, Torales, y entre otras especies.

En el valle Curibaya, Aricota, Locumba se cultiva Hortalizas, frutales y

legumbres, conocido como el valle mejor productor de zapallo, Ají, Orégano y

otros productos.

1.3 Recursos Naturales

1.3.1 Hidrológico

Los ríos Callazas y Salado drenan la zona, sus nacientes se encuentran en la

cadena volcánica, se forman por una serie de pequeños tributarios cuyas fuentes

de alimentación son las lluvias estacionales, los deshielos de los nevados y los

bofedales, sus cursos siguen una orientación norte-sur a lo largo de los valles

angostos hasta desembocar en la laguna Aricota.

De la laguna de Aricota nace el rio Curibaya en la que se ha construido el central

hidroeléctrica de Aricota que suministra energía a Tacna, este rio tributa al rio

Locumba que desemboca en el mar.

10

1.3.2 Suministros

Los combustibles, materiales de construcción en su mayoría son adquiridos de

los pobladores cercanos del yacimiento como Aricota, Candarave, Curibaya y

entre otros más cercanos. El principal abastecedor de alimentos es el poblado de

Marjani y Aricota. También se cuenta con el pueblo de Candarave que tiene

servicios básicos como posta médica, así como tiendas de abarrote y otros.

1.3.3 Mano de Obra

Los pobladores de Marjani y Aricota se dedican a la agricultura y ganadería.

En la parte más baja en el valle de la agricultura es actividad primordial.

También participan en la explotación de la gran minería en las minas de

Toquepala y Cuajone.

1.4 Características de Concesiones Mineras

Las características que se puede observar de la concesión minera

“QUARCITA UNO” se puede observar en el cuadro 1.1 y el Análisis de

muestreo en el cuadro 1.2

Cuadro 1. Características de la Concesión Minera

NOMBRE QUARCITA UNOTITULAR Godofredo Roque h. y René HuanacuniEXTENSIÓN 100 HectáreasCLASE DE CONCESIÓN No MetálicaTIPO DE ROCA CuarcitaTITULACION N° 05066-2000-RPMPRODUCCION MENSUAL 3000 TM

Fuente: Elaboración Propia

11

Cuadro 2. Análisis de leyes de las muestras del yacimiento Quarcita Uno

MUESTRA

CONCESIÓN HOJA COORDENADA ESTE

COORDENADA NORTE

SiO2 (%)

Al2O3 (%)

2100 QUARCITA UNO

35 - V 369547 8086176 94,6 2,3

2101 QUARCITA UNO

35 - V 369523 8086234 93,7 2,1

2102 QUARCITA UNO

35 - V 369495 8086269 92,8 2,1

2103 QUARCITA UNO

35 - V 369525 8086349 93,2 1,9

2104 QUARCITA UNO

35 - V 369424 8086407 92,7 1,5

2105 QUARCITA UNO

35 - V 369401 8086462 93,5 2,6

2106 QUARCITA UNO

35 - V 369420 8086517 92,6 2,3

2107 QUARCITA UNO

35 - V 369442 8086598 93,6 1,8

2108 QUARCITA UNO

35 - V 369436 8086679 93,3 2,3

2109 QUARCITA UNO

35 - V 369418 8086767 93,2 1,9

Fuente: Elaboración Propia

12

CAPITULO II

GEOLOGIA Y ESTUDIO GEOMECANICA DEL YACIMIENTO

2.1 Geología Regional

Las rocas más antiguas que se encuentran en la zona de estudio son las

areniscas cuarzosas del grupo Yura Jurásico Superior que afloran en una

extensión reducida, en las proximidades del pueblo de Marjani. (Ver la Figura

03)

2.1.1 Grupo Yura

El grupo Yura se presenta con secciones incompletas y su grosor se estima Cerca

de 1 000 m.

a) Formación Ataspaca

Litológicamente consiste de una serie intercalada de areniscas y lutitas

gris oscuras con algunas capas de calizas grises, el conjunto se presenta

en capas delgadas y se estima un espesor de 500 m de espesor.

b) Formación Labra

Está compuesta en su mayor parte de areniscas grises, blancas con

estratificación gruesa con intercalaciones de lutitas y limonitas

carbonosas.

2.1.2 Grupo Toquepala

La litología de la formación de Toquepala en esta zona presenta derrames y

piroclásticos de composición andesitica, color pardo rojizo y verde oscuro. En la

quebrada de Sambalay se presenta los mejores afloramientos de esta formación,

consiste en aglomerados riolíticos, brechas y derrames riolíticos y andesitas de

color verdoso.

13

La formación Tarata está compuesta de una secuencia de conglomerados,

areniscas y calizas negras nodulíferas, intercaladas con lutitas.

Huilacollo es la secuencia de derrames y piroclásticos que reposan sobre la

formación Toquepala e infrayace en discordancia paralela a la formación

Huaylillas.

2.1.3 Formación Moquegua

La formación Moquegua está compuesta íntegramente de conglomerados

gruesos de naturaleza heterogénea, medianamente compactados y groseramente

estratificados, entre sus componentes predominan cantos rodados de volcánicos e

intrusivos con escasa proporción de cuarcitas y calizas de dimensiones de 5 a 50

cm de diámetro.

2.1.4 Formación Huaylillas

El volcánico Huaylillas alcanza un grosor de 600 m y reposa con discordancia

angular directamente encima de las rocas del grupo Toquepala, sin embargo en la

localidad típica y otros lugares yace discordantemente sobre clásticos de la

formación Moquegua, superiormente queda cubierto indistintamente y con

relación discordante por el volcánico Sencca, la formación Capillune o el

volcánico Barroso.

2.1.5 Miembro Chubiraca

Comprende los horizontes más bajos de la formación Huaylillas. Constituido

por una secuencia de 150 a 300 m de espesor de un material tufáceo

medianamente compactado, con abundante contenido de bloques gruesos

irregularmente distribuidos. (Ver Figura 03)

14

2.1.6 Formación Barroso

Los volcanes más recientes se alinean sobre un eje NO-SE, a lo largo de 500

Km de longitud. Su morfología en general está intacta y algunos muestran

cráteres enormes de más de 1 Km de diámetro: Ubinas, Misti, Tutupaca; y de

menor diámetro: Yucamane, Condorpico, Chila.

El grupo Barroso está formado por una alternancia de derrames y

piroclásticos. Los mantos de lavas son andesitas a traquiandesitas con espesores

que varían de 20 a 30 m.

2.2 Geología Local

La litología y estructura de la zona es variada, va desde el mesozoico hasta los

volcánicos recientes, así como la presencia de grandes fallas tectónicas, algunas

activas. El anfiteatro de Marjani es el asiento del pueblo del nombre y de

pequeñas campiñas que se localizan en las partes abiertas del valle.

En la quebrada Marjani a 700 m al Norte del pueblo de Aricota, se observa la

presencia, muy local, de 150 m de arenisca cuarzosa de color gris a blanquecino

a marrón, con buzamiento de 40° - 25° al noreste variable y con presencia de

gran plegamiento, el afloramiento en estudio está considerado como arenisca

cuarzosa que pertenece al Grupo Yura y comprende la Formación Puente

(Caloviano) seguida de la formación Cachios de rocas principalmente lutáceas, la

Formación Labra de areniscas cuarzosas, cuarcitas y lutitas, y la Formación

Gramadal, constituida por calizas con fauna del Jurásico – Cretácico, la

formación Hualhuani, con cuarcitas, que por su posición estratigráfica

corresponde al Cretácico. La formación Labra es la que aflora en la zona de

estudio.

15

Suprayaciendo a esta formación se encuentra el volcánico Huaylillas que tiene

una edad de 16.8 y 14.8 M.A. del Mioceno medio y que abarca gran parte del

anfiteatro que envuelve al pueblo de Marjani. Luego se encuentra en el Grupo

Barroso, que concierne al volcán Yucamane que para el caso está conformada

por tobas y brechas que se le asigna una edad de 7.2 a 0.7 M.A. en rango del

Mioceno Superior a Pleistoceno. (Ver Plano 02)

2.3 Geología Económica

2.3.1 Muestreo del Yacimiento

CODIGO DE MUESTRA

SIO2 (%)

G-1 92.4G-2 93.4G-3 93.4G-4 92.3

Fuente: Elaboración Propia

2.3.2 Calculo de Recursos

El proceso de cálculo de recurso del yacimiento de cuarcita se realizó mediante la

elaboración de perfiles geológicos originando secciones geologías para la

determinación del volumen de la arenisca con alto contenido de cuarcita

mediante el método de perfiles obteniéndose un volumen de 15’ 963 117.74 m3,

que multiplicado por su peso específico de la cuarcita se tiene como reserva total

de la zona de estudio en 43’ 100 417.91 TM. (Ver Plano 03)

16

2.4 Geomecánica del Yacimiento

Se recolecto muestras de las distintas formaciones presentes en la geología local

para sus respectivos estudios Geomecánicos en el laboratorio de Mecánica de

Rocas de la UNJBG de la Facultad de Ingeniería aplicando el método de la

Prueba de Trozo Irregular (ver Figuras 04, 05 y 06), se obtuvieron los esfuerzos

de compresión para la respectiva clasificación Geomecánica según los

parámetros siguientes:

17

Cuadro 3. Dimensiones de las muestras de Campo para la Prueba.

N°

DESCRIPCION DESCRIPCIONDIAMETRO W1 W2 W

LONGITUD

Cm Cm Cm Cm Cm

1 MUESTRA 1ROCA

PIROCLASTICA4.45 2.34 2.36 2.35 9

2 MUESTRA 2ROCA

ANDESITA6.6 1.83 3.63 2.73 8.94

3 MUESTRA 3CUARCITA BAJA LEY

4.05 2.9 3.3 3.1 8.9

4 MUESTRA 4CUARCITA ALTA LEY

5.57 3.45 3.97 3.71 10.8

Cuadro 4. Resultados de Campo para la Prueba del Trozo Irregular

Cuadro 5. Esfuerzo de Compresión de las respectivas muestras de Campo.

N°DESCRIPCI

ONDESCRIPCION INDICE (Is) Sc (LOUIS) Sc (FRANKLIN)

Kg/cm2 MPa Kg/cm2 Mpa Kg/cm2 Mpa

1 MUESTRA 1ROCA

PIROCLASTICA22.72 2.23 545.39 53.491 335.838 32.939

2 MUESTRA 2ROCA

ANDESITA32.14 3.15 771.350 75.654 487.075 47.772

3 MUESTRA 3CUARCITA BAJA LEY

45.72 4.48 1097.394 107.632 672.554 65.964

4 MUESTRA 4CUARCITA ALTA LEY

35.46 3.48 850.93 83.46 530.936 52.074

18

N° DESCRIPCION DESCRIPCION FECHA ROTURA

CARGA Kg

1 MUESTRA 1ROCA

PIROCLASTICA09/07/2015 450

2 MUESTRA 2ROCA

ANDESITA09/07/2015 1400

3 MUESTRA 3CUARCITA BAJA LEY

09/07/2015 750

4 MUESTRA 4CUARCITA ALTA LEY

09/07/2015 1100

Para ello clasificamos de acuerdo al Cuadro de clasificación Geomecánica según

el esfuerzo de compresión Simple.

Cuadro 6. Clasificación Geomecánica según esfuerzo compresión simple

Obteniendo de esa manera la siguiente clasificación para cada muestra de campo.

Cuadro 7. Muestras de campo clasificadas según el cuadro Geomecánico

N°

DESCRIPCION DESCRIPCIONSc (LOUIS) Sc (FRANKLIN)

Kg/cm2

Clasificación Kg/cm2

Clasificación

1 MUESTRA 1ROCA

PIROCLASTICA545.39

Moderadamente Dura 335.838 Media

2 MUESTRA 2ROCA

ANDESITA771.350 Moderadament

e Dura487.075 Media

3 MUESTRA 3CUARCITA BAJA LEY

1097.394 Dura 672.554 Moderadamente Dura

4 MUESTRA 4CUARCITA ALTA LEY

850.93Moderadament

e Dura530.936 Moderadamente

Dura

Realizando de esa forma un mapa Geomecánico respecto a los esfuerzos obtenidos. (Ver Plano 04)

19

CAPITULO III

METODO DE EXPLOTACION DEL YACIMIENTO

3.1 Selección del Método de Explotación

La selección del método de explotación de un yacimiento depende

principalmente de una decisión económica y ambiental, considerando

inversiones, costos y beneficios del yacimiento al explotar, las cuales están

directamente relacionados con los siguientes factores propios del yacimiento:

Tipos de mineral

Ubicación

Tamaño

Forma

Topografía superficial

Profundidad del cuerpo mineral

Complejidad, calidad y distribución de la mineralización

Características del macizo rocoso

Calidad de la información de reservas

Por otro lado, la elección considera también las políticas, necesidades y recurso

de la empresa interesada en realizar la explotación.

Las ventajas de la minería a cielo abierto respecto al método subterráneo son:

Permite recuperar mejor las reservas

Se puede flexibilizar las operaciones

Menor costo por tonelada movida

Se controla mejor la mineralización

Se tiene mejor seguridad para el personal

Se tiene mejor ambiente de trabajo

20

3.2 Importancia de la Selección del Método de Explotación

El diseño de una mina tiene múltiples facetas y objetivos, entre los que cabe

destacar: la selección del método de explotación, el dimensionamiento

geométrico de la mina, la determinación del ritmo anual de producción y la ley

de corte, la secuencia de extracción y entre otros.

En el pasado, la selección de un método minero para explotar un yacimiento

nuevo se basaba en la revisión de las técnicas aplicadas en otras minas y en la

experiencia conseguida sobre depósitos similares, dentro de un entorno próximo.

Actualmente, como las inversiones de capital que se precisan para abrir nuevas

minas o para cambiar el método de explotación existente son muy importantes, es

necesario que dicho proceso de selección responda a un análisis sistemático y

global de todos los parámetros específicos del yacimiento: geometría del

depósito y distribución de leyes, propiedades Geomecánicos del mineral y rocas

encajonantes, factores económicos, limitaciones ambientales y condiciones

sociales.

La variabilidad de esos parámetros y las dificultades de cuantificación total de

los mismos han impedido el desarrollo de reglas rígidas y esquemas precisos de

explotación, aplicables a cada yacimiento particular.

No obstante, los avances logrados en las diferentes ramas de la ciencia y la

tecnología, durante las últimas décadas, han permitido establecer unos métodos

generales de explotación y unos procesos numéricos de selección, validos

durante la etapa de estudio de viabilidad del proyecto.

Tan importante o más que el método de minado, y en ocasiones ligado con el

mismo, se encuentran la determinación del ritmo de producción anual y la ley de

corte. Su importancia sobre la economía del proyecto es muy grande, ya que por

ejemplo la ley de corte afecta directamente al volumen total de reservas

explotables, a la ley media del mineral y en las minas a cielo abierto el ratio de

21

estéril/mineral; y por otro lado, el segundo parámetro de diseño, que es la

capacidad de producción, si es muy pequeña no permite las economías de escala

y da lugar a que los ingresos se consigan de forma muy lenta, y si el ritmo de

explotación es intenso y conlleva una inversión inicial muy alta, que puede llegar

a no recuperarse durante la reducida vida de la mina.

Por otro lado lo indicado, esta etapa técnica de estudio y selección del

método dentro del desarrollo de un proyecto es de suma importancia, ya que

condicionara los resultados económicos futuros.

3.3 Definición del “Método de Minero”

Se denomina “Método minero” a un proceso iterativo tanto desde el punto de

vista temporal como espacial, que permite llevar a cabo la explotación minera de

un yacimiento por medio de un conjunto de sistemas, procesos y maquinas que

operan de una forma ordenada, repetitiva y rutinaria.

3.4 Método de Explotación del Yacimiento de Silica (Cuarcita)

El método de explotación elegido en términos genéricos es el que se aplica a

las explotaciones de minerales industriales (Tipo cantera) que consisten en cortar

en bancos de 5 m de altura desde el nivel 2285 hasta el 2245, los bancos pueden

ser únicos y/o múltiples según sea el caso, considerando que permita realizar

trabajos con mayor seguridad, posibilitando la recuperación total de las reservas.

Media te los métodos y por la naturaleza del mineral se procederá al ciclo de

explotación de:

Perforación

Voladura

Carguío

Acarreo y Transporte

Chancado y/o almacenamiento en canchas (Stock) o Deposito de

Desmontes

22

3.5 Ventajas y Desventajas del Método de Explotación

Ventajas

El método es sencillo y de gran flexibilidad.

Permite realizar una buena supervisión y control, por la amplia visibilidad

de las operaciones.

Otorga amplia seguridad e higiene en las operaciones de pre – minado.

Permite elegir la utilización de equipos y/o maquinaria pesada propia o

alquilada.

Debido a la naturaleza del yacimiento y las características físicas

presentadas por el material se utilizara el proceso de perforación y

voladura.

Se puede utilizar un minado selectivo del mineral, de la calidad y

cantidad requerida por la planta de chancado.

Desventajas

El movimiento del material en la extracción ocasiona polvareda sobre

todo en la limpieza del estéril.

La pérdida del mineral es inevitable, en el desbroce y por las condiciones

de mineral requerido

Exposición del material al medio ambiente exterior (intemperie)

3.6 Operaciones Unitarias de Explotación

3.6.1 Criterios para la Selección del Equipo de Perforación

La perforación se lleva a cabo mediante perforadoras Track drill con diámetros

de barreno de 63.52 mm de diámetro, también se usan perforadoras

convencionales para realizar la perforación secundaria con una malla de

perforación de 1.59 m x 2.23 m.

23

3.6.2 Diseño de Voladura por el método de Banqueo

Parámetros de diseño para la voladura

PARAMETROS DE DISEÑO PARA LA VOLADURATipo de roca Cuarcita SIO2Densidad de la roca 2,7 gr/cm3Altura de la roca 5 mExplosivo ANFOIndicador Dinamita

Angulo de inclinación 68° en la 1ra fila las demás son de 90°

Densidad del ANFO 0,5 gr/cm3Densidad de la Dinamita 1,4 Tm/m3Diámetro de la Dinamita 75 mmDiámetro del taladro 63,52 mm

24

CAPITULO IV

PLANEAMIENTO DE MINADO

4.1 Criterios Generales

El desarrollo de planes mineros en el largo y corto plazo por medio del uso de

técnicas manuales asistidas por computadora, constituye una labor muy intensa.

Como el resultado, el número de alternativas que se puede estudiar con mano de

obra y recursos de tiempo limitados se ven restringidos. Con el objeto de estudiar

los aspectos estratégicos de una planificación minera detallada, se requiere de un

sistema que genere rápidamente planes de extracción practicables. Este informe

presenta un estudio de caso en el cual se utiliza este tipo de sistema.

E un diseño de pit típico con fases y una capacidad fija de la planta, la secuencia

en que fluye el material desde el pit, no cambia al modificar la capacidad de la

mina.

Comenzará primero la Fase 1, y la Fase 2 comenzara en un tiempo

determinado como para mantener la alimentación requerida por la planta al

disminuir fase 1. Si la ley de corte es más alta que la del plan original, la

capacidad de lámina deberá de aumentar para mantener la producción a la panta.

Al extraer mineral (Cuarcita) destinado para la planta, debemos tomar todo el

material asociado a él, esto incluye mineral de ley inferior a la ley de corte actual

y todo el material estéril en el mismo banco dentro de la misma fase.

Por otro lado el mineral destinado para ser expuesto en el stock – pile debería

separarse en dos, un stock - pile económico con una ley de cote calculada

incluyendo los contos rehandle, y un stock - pile con baja ley para el mineral no

económico, puede volverse económico en el futuro, y no se deberá mezclar con

una material estéril.

25

4.2 Pre-minado

En esta etapa permitirá la obtención de frentes libres de estéril dispuesto para

la explotación del mineral (Cuarcita). El material aluvial de sobrecarga, consiste

en roca triturada por la intemperización y material morrénica mezclado con rocas

no consolidadas. También se debe mencionar que existe mineral de baja ley que

tiene menos del 82% de SIO2. Y desbrozar y depositar en los Depósitos de

Desmonte.

El tractor de oruga elegido, limpiara la superficie de un frente de 20 m de

ancho aproximadamente, empujando , cortando y apilando el material estéril para

que sea cagado a los volquetes por el cargador frontal y se transporte a los

depósitos de desmonte , hasta completar la longitud suficiente para un frente.

Luego procederá a la perforación y voladura respectiva y extracción del mineral.

4.3 Programa y Desarrollo de Preparación

4.3.1 Construcción del Tajo

El tajo se va construyendo en avances sucesivos laterales y en profundad en

nuestro caso en forma lateral, se requiere ir expandiendo para mantener la

estabilidad de sus paredes, creciendo y cambiando su forma constantemente. De

este modo se genera una pared inclinada escalonada con bancos y caminos

especialmente diseñados para el tránsito y operación de todos los equipos. Cada

banco va cortado hacia abajo, generando la pared del tajo.

La estabilidad de los taludes es muy importante, ya que de esto depende la

seguridad de la operación, siendo esta una parte más relevante en la rentabilidad

del negocio.

Se debe de determinar previamente los lugares donde se ubicaran los depósitos

de desmonte, las instalaciones eléctricas, los puntos de suministro de petróleo y

agua, la planta de beneficio, los talleres y las dependencias administrativas, de

manera que no sea afectado por el avance del tajo.

26

4.3.2 Accesos

La topografía del terreno permite la construcción de carreteras con avance

rápido y poca inversión. Para el inicio de la explotación primeramente se

ejecutara el desbroce por encima del nivel 2280, para lo cual se construirá una

carretera desde el nivel hasta el depósito de desmonte de 5 m de ancho, con una

pendiente de 10 % a 5 % y 230 m de longitud.

La otra carretera también de 5 m de ancho, con pendiente de 10 % y 300 m de

longitud será dese el nivel 2275 hasta la planta de tratamiento. Desde el punto

referencial de la concesión hasta el Sur se construirá una carretera de acceso al

yacimiento de 5 m de ancho y 80 m de longitud la cual conectara la

comunicación hacia el valle de Aricota – Curibaya para extraer la cuarcita que se

comercializara con SPCC.

4.3.3 Depósitos de Desmote

Estará ubicado al Norte – Oeste del yacimiento, a una distancia

aproximadamente de 230 m. desde el nivel alto 2280. Almacenara el material

estéril provenientes de las zonas de desmonte, encima del nivel 2280 y después

cada vez más cerca de la zona minada tal como se vaya planificando la

explotación.

27

4.4 Programa de Producción a Corto, Mediano y Largo Plazo

a) Definición

Los yacimientos se encuentran en la naturaleza en diferentes formas,

posiciones y profundidades. Para ubicarlos y cuantificarlos existen

diferentes formas herramientas como los software que emplearemos

GEMCOM GEMS, la cual nos ayudara para determinar las reservas y la

cubicación del yacimiento. Los parámetros más utilizados en estos

programas son:

Forma y posición del yacimiento

Valor económico del yacimiento

Tipo de formación geológica y calidad del terreno

Relación de desmonte mineral (Stripping Ratio)

Topografía del terreno superficial

Reserva Minable

28

CAPITULO V

APLICACIÓN DE LA CUARCITA EN LA INDUSTRIA

5.1 Cuarcita

Cuarzo, el mineral más común, compuesto por dióxido de silicio, o sílice,

SiO2. Distribuido por todo el mundo como componente de rocas o en forma de

depósitos puros, es un constituyente esencial de las rocas ígneas, como el granito,

la riolita y la pegmatita, que contienen un exceso de sílice. En las rocas

metamórficas, es un componente principal de distintos tipos de gneis y de

esquisto; la roca metamórfica llamada cuarcita se compone casi en su totalidad

de cuarzo. El cuarzo forma vetas y nódulos en rocas sedimentarias, sobre todo en

caliza.

Muchas vetas de cuarzo depositadas en fisuras de rocas forman la matriz de

muchos minerales valiosos. Los metales preciosos, como el oro, se encuentran en

cantidad suficiente en las vetas de cuarzo como para justificar la extracción de

este mineral. El cuarzo es también el constituyente principal de la arena.

5.2 Propiedades 

El cuarzo cristaliza en el sistema hexagonal. El tamaño de los cristales varía

entre los especímenes que pesan una tonelada hasta las partículas diminutas que

centellean sobre las superficies rocosas. El cuarzo también es común en formas

masivas que contienen partículas con tamaños desde granulado grueso hasta

criptocristalino (granos invisibles para el ojo, pero observables con un

29

microscopio). Este mineral tiene una dureza de 7 y una densidad relativa de 2,65.

Su brillo es vítreo en algunos especímenes y graso en otros. Algunos son

transparentes y otros translúcidos. El mineral puro es incoloro, pero es frecuente

que esté teñido por impurezas.

Los cristales de cuarzo exhiben una propiedad llamada efecto piezoeléctrico,

producen una tensión eléctrica cuando están sometidos a presión a lo largo de

ciertas direcciones cristalográficas. Por esta propiedad, los cristales de cuarzo son

importantes en la industria electrónica para controlar la frecuencia de las ondas

de radio. Tiene también la propiedad de girar el plano de la luz polarizada, y se

usa por tanto en los microscopios de polarización.

Los cristales de cuarzo experimentan transformaciones estructurales cuando

se calientan. El cuarzo ordinario o inferior, cuando se calienta hasta 573 °C, se

convierte en cuarzo superior que tiene distinta estructura cristalina y propiedades.

Sin embargo, cuando se enfría, el cuarzo superior vuelve a su estado inferior.

Entre 870 y 1.470 °C, el cuarzo se encuentra en un estado llamado tridimita, y

sobre 1.470 °C, su forma estable se conoce como cristobalita. Cerca de 1.710 °C,

el mineral se funde.

5.3 Variedades 

Las variedades cristalinas gruesas de cuarzo son, en general, transparentes y

brillantes. El cristal de roca, forma incolora de cuarzo, suele encontrarse en

cristales independientes. El cuarzo rosa es cristalino grueso, pero sin cristales

independientes; su color se sitúa entre el rosa claro y el vivo y pierde intensidad

por exposición a la luz. El cuarzo ahumado tiene cristales entre amarillo

ahumado y castaño oscuro. La amatista, variedad semipreciosa de cuarzo, tiene

color púrpura o violeta.

Muchos otros minerales forman inclusiones en variedades cristalinas de

30

cuarzo. El cuarzo rutilado contiene pequeñas agujas de rutilo que penetran en

cristales de cuarzo incoloro. El cuarzo lechoso debe su color blanco lechoso a la

presencia de numerosas inclusiones diminutas de líquido o de gas.

Las variedades criptocristalinas suelen clasificarse en dos clases generales, las

fibrosas y las granuladas. Las variedades fibrosas, que incluyen el ágata, la

cornalina, el heliotropo, el ónice y la crisoprasa, son tipos de calcedonia. Las

variedades granuladas incluyen el sílex, el pedernal, el jaspe y el prasio.

5.4 Usos 

Las distintas formas de calcedonia y muchas de las variedades cristalinas del

cuarzo se usan como gemas y otros ornamentos. Las rocas de cristal puro se

utilizan en equipos ópticos y electrónicos. Como arena, el cuarzo se utiliza con

profusión en la fabricación de vidrio y de ladrillos de sílice, o como cemento y

argamasa. El cuarzo molido sirve de abrasivo en el cortado de piedras, en los

chorros de arena y en el molido de vidrio. El cuarzo en polvo se usa para hacer

porcelana, papel de lija y relleno de madera. Se utilizan grandes cantidades de

cuarzo como fundente en operaciones de fundición. Casi todo el cristal de cuarzo

natural de alta calidad, importante materia bruta en la industria electrónica, se

importa de Brasil, único país con grandes yacimientos de este mineral en

cantidades comerciales. Los cristales de cuarzo también pueden sintetizarse.

31

CAPITULO VI

ESTUDIO DE MERCADO

Es muy importante ver el panorama de las producciones que se realizan de la

silica a nivel nacional, en la siguiente tabla se puede observar la producción

anual de la silica en miles de toneladas al año, de los cuales se realizó un ajuste a

los datos obtenidos anualmente para obtener una proyección al año 2020.

Cuadro 8. Producción nacional de silica anual

AÑO PRODUCCION SILICA (Miles TM)

X (REFERENCIA)PRODUCCION

ESTIMADA POLINOMICA

2004 179909 1 116269.542005 88167 2 146606.162006 137055 3 175597.862007 203872 4 203244.642008 266328 5 229546.52009 216658 6 254503.442010 283098 7 278115.462011 316877 8 300382.562012 374611 9 321304.742013 326853 10 340882

2014 332123 11 359114.34

2015   12 376001.76

2016   13 391544.26

2017   14 405741.84

2018   15 418594.5

2019   16 430102.24

2020   17 440265.06

Fuente: INGEMMET

32

Grafico 01. Ajuste de la Curva Producción vs Año.

33

Cuadro 9. Análisis de la oferta y demanda de la silica a nivel mundial a través de los años.

PRODUCCION SILICA

(MILES TM)

CONSUMO

(MILES TM)

EXPORTACION

(MILES TM)

IMPORTACION

(MILES TM)

X (REFERENCI

A)

DEMANDA

(MILES TM)

OFERTA (MILES TM)

112000       1    

104000       2    117000       3    121000   1870 59 4    96000   1430 7 5    94600   980 39 6    

93900 28900 2400 44 1 67356 28944111000 28900 1670 211 2 83559 29111114000 28400 1660 247 3 87013 28647113000 27900 1540 172 4 86468 28072113000 27300 1410 250 5 86860 27550117000 27500 2620 440 6 91680 27940113000 29700 1790 490 7 84600 30190113000 30600 2910 711 8 84599 31311118000 28900 3830 855 9 92075 29755129000 30100 3020 511 10 101409 30611118000 30400 3100 355 11 90345 30755113000 24600 2150 95 12 90455 24695118000 32300 3950 132 13 89518 32432132000 43800 4340 316 14 92224 44116139000 50700 4360 306 15 92354 51006

34

Fuente: Yearbook

35

Grafico 02. Comportamiento de la oferta y de la demanda a través de los años.

Grafico 3: Oferta Vs Demanda

36

CONCLUSIONES

Los recursos de cuarcita probables son de 43’ 100 417.91 Tm. Y las

reservas probadas y probables del yacimiento es mineral sílice es de 1'

059 216 Tm. con una Ley promedio de 92,9 %.

La roca más antigua que aflora en la zona de estudio son las areniscas

cuarzosas del grupo Yura de Jurasico Superior, en las proximidades del

pueblo de Marjani y presenta una clasificación Geomecánica es de Roca

Media a Muy alta.

El método de explotación más adecuado es el de Tajo Abierto tipo

cantera con bancos de 5 metros de altura y bermas de 2,5 m. El proceso

de operación unitaria será con voladuras masivas (calambuco), carguío y

transporte en camiones hacia la planta de fundición de SPCC.

37

RECOMENDACIONES

Se debe seguir explorando la zona, hacia el Norte del yacimiento se

distingue cuerpos masivos de cuarcita (Sílice), en los cuales es necesario

cuantificar y prospectar la ley.

Se recomienda contratar tractor para el mantenimiento de las carreteras

que son trochas, estas se malogran constantemente en las épocas de

lluvia.

Se sugiere realizar un acercamiento hacia comunidades aledañas al

yacimiento realizando convenios con las municipalidades en apoyo

comunal y social.

38

REFERENCIA BIBLIOGRÁFICAS

Arenas Fuentes, Alonso (1991). “La cal en el beneficio de los Minerales”.

Antofagasta - Chile Edit. Limusa. 175 p.

Bateman Alan M. (1973). “Yacimiento Minerales del Rendimiento

Económico”. Edit Trillas España. 278 p.

Cornelius, C. (1977). “Estratigrafía”, Edit. Rueda Madrid – España. 270

p.

EMJ (1974). “Operating Handbook of Mineral Processing”. Canadá –

EEUU. 290 p.

Klaws Stainmuller (1999). “Depositos metálicos en el Perú”,

INGEMMET. 190 p.

"Cuarzo," Enciclopedia Microsoft® Encarta® Online 2007

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Reservados todos los derechos. (www.PiedrasDecorativas.cl)

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ANEXO

40

Figura 01. Muestreo en la concesión Quarcita Uno Fuente: Google Earth

Figura 02. Delimitación de las Reserva del paquete de cuarcita Fuente: Google Earth

41

42

Figura 03. Plano de la Geología Regional de Candarave

Fuente: Cuadrángulo de Tarata - INGEMMET

43

ENSAYO DE MECANICA DE ROCAS

Figura 04. Prueba de Trozo Irregular Fuente: Propia

Figura 04. Medición de Resultado Fuente: Propia

Figura 04. Observación de la fractura Fuente: Propia

44

Fotografía de toma de datos en el pueblo de Marjani – Candarave – Tacna

45