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Instituto Nacional de Ecología

Libros INE

CLASIFICACION

AE 009418

LIBRO

Elaboración de los instructivos parala preparación del informe preventivoy la manifestación de impactoambiental en sus modalidadesgeneral, intermedia y específica paralos proyectos de obra de la mineríasubterránea . Segundo avance deactividades . S

111111111111111111111111011111111111111111111111111111

TOMO

AE 009418

1

1

1

11

1

1

SECRETARIA DE DESARROLLO SOCIAL

(SEDESOL)

INSTITUTO NACIONAL DE ECOLOGIA

DIRECCION NACIONAL DE NORMATIVIDAD

ELABORACION DE LOS INSTRUCTIVOS

PARA LA PREPARACION DEL INFORME

PREVENTIVO Y LA MANIFESTACION

DE IMPACTO AMBIENTAL EN SUS

MODALIDADES GENERAL, INTERMEDIA

Y ESPECIFICA PARA LOS PROYECTOS

DE OBRA DE LA MINERIA SUBTERRA-

NEA.

SEGUNDO AVANCE DE ACTIVIDADES

22 DE MARZO DE 1993.

CONSULTORIA AMBIENTAL INDUSTRIAL

C O N S A M I N

11

1

11

1111 A . DESCRIPCION DEL PROCESO E IDENTIFICACION DE IMPACTOS AMBIENTA-

LES DE LA MINERIA SUBTERRANEA.

11

111i

1

1

1 C O N T E N I D O_

11

11r~,t

1

PAG.RESUMEN EJECUTIVO 3

I . CARACTERIZACION DE LA MINERIASUBTERRANEA 6

II. CONCEPTOS BASICOS DE MINERIA 9

III. ETAPA DE EXPLORACION 11

IV. ETAPA PREOPERATIVA 23

V. ETAPA DE EXPLOTACION 27

VI. ETAPA DE BENEFICIO 65

VII. MANTENIMIENTO 93

VIII. ABANDONO 95

IX. EJEMPLOS DE EXPLOTACION Y BENEFICIOEN MINAS 96

X. SELECCION DE LA TECNICA DE IMPACTOAMBIENTAL 114

XI. IDENTIFICACION DE LOS IMPACTOSAMBIENTALES 156

XII. MEDIDAS DE MITIGACION 171

CONCLUSIONES 190

BIBLIOGRAFIA 191

2

111

1

11

RESUMEN EJECUTIVO.

La Minería Subterránea, es una de las actividades más importantesen la economía del pals debido a que de ella dependen diversasindustrias para obtener las materias primas necesarias para sufuncionamiento . Pero a la vez, la Minería Subterránea ha generadoen diversas zonas, la degradación de los ecosistemas y ha creadopeligros potenciales a la salud humana.

La Minería Subterránea se distribuye en diferentes regiones delpals, siendo los principales emporios mineros, los que se presen-tan en el norte y centro de la república . Los principales - minera-les que se explotan por los procedimientos , subterráneos, son losincluidos en la clasificación de minerales metálicos como el Oro,la Plata, el Plomo, el Cobre y el Zinc . Sin embargo, existenminerales no metálicos que también son explotados por procedi-mientos subterráneos.

La aplicación de un método subterráneo o a cielo abierto, dependede las características del yacimiento mineral, siendo una de lasmás importantes la profundidad del manto y la rentabilidad econó-mica de su explotación.

Las activiades de la minería subterránea se desarrolla en lasiguientes etapas:

- Selección del sitio.

- Etapa Preoperativa (que incluye a la Preparación del sitio yla Construcción del complejo minero).

- Operación (Explotación y Beneficio).

- Mantenimiento.

- Abandono.

Dentro de la etapa de Operación, se presentan diferentes métodosde explotación y beneficio que se emplean dependiendo de lascondiciones del yacimiento, de la ley del mineral y de las carac-terísticas de la mena.

Los métodos de explotación que se emplean en la Minería Subterrá-nea, son los siguientes : Rebajes Abiertos, Salones y Pilares,Tumbe sobre Niveles, Corte y Relleno (con tepetate, arena ojales), Rebanadas Descendentes, Hundimiento por Subniveles,Hundimiento por Grandes Bloques y la Explotación de Carbón . Estaúltima variante, se considera aparte ya que la explotación deCarbón se ha mecanizado a tal grado que se diferencia en diversosaspectos de los otros procedimientos mineros.

El beneficio de los minerales se desarrollan básicamente cincométodos con sus respectivas variantes: Flotación, Lixiviación,Concentración por Gravedad, Magnética y por Medio Denso.

1

3

1111111111

1

1

111

La Flotación es el procedimiento más empleado en la minería,seguido del método de Lixiviación . La variantes más importantesque pueden poseer éstos métodos, es el empleo de cianuros . A losprocesos que emplean cianuro se les denomina Cianuración, aunqueen realidad sean procedimientos de Flotación o de Lixiviación.

Para evaluar los impactos ambientales, se efectuó una revisión delas distintas metodologias utilizadas actualmente, encontrándoseque la técnica más apropiada es la propuesta por los LaboratoriosBatelle-Collumbus . Sin embargo, los costos de su aplicación sondemasiado elevados que hacen por el momento impracticable suaplicación en el país.

Por ello, se seleccionó una metodología que combinara diferentesaspectos que permitan una mejor evaluación de los impactos am-bientales al menor costo posible y que sirva para los futurosestudios de impacto ambiental. El método empleado como base sedividió en dos fases:

a) La primera consistió en la elaboración de la Matriz de Leo-pold modificada bajo las técnicas ad hoc, diseñándose conbase en una lista de chequeo, y apoyada en el cribado poste-rior para destacar los impactos significativos de los que nolo son.

b) La segunda fase implica el análisis de cada uno de los méto-dos de explotación y beneficio, a partir de las acciones queconsitituyen una variable en la comparación de los distitntosmétodos y eliminando aquellas acciones que generan los mismosimpactos al proyecto independientemente del método que seaplique.

El resultado de la primera fase fue que la etapa más impactanteen la Minería Subterránea es la Operación de la mina, siendo laexplotación la subetapa más impactante, seguida de la concentra-ción del mineral (Beneficio).

Los principales impactos de la Minería Subterránea se presentanen los componentes del ambiente relacionados con las Aguas Subte-rráneas, en el Medio Socioeconómico, la Geología y la Calidad delAire dentro de la mina.

En la segunda fase se diferenciaron los distintos métodos deexplotación y beneficio, ya que en estas etapas es donde seconcentran la mayor cantidad de los impactos al ambiente . Para sucomparación, se procedió a construir tablas cribadas basadas enla Matriz de Leopold original.

La evaluación dio como resultado que los métodos de explotaciónmás impactantes fueron : Hundimiento por Subniveles, Hundimientopor Grandes Bloques, la Explotación de Carbón y el Corte y Relle-no con Jales . Los menos impactantes son los considerados dentrode la clasificación de Rebajes Naturalmente Soportados.

En él caso de los Métodos de Beneficio, los métodos más impactan-

4

11

tes son aquellos que emplean ácidos o cianuros en los proceso deconcentración (Flotación y Lixiviación), y los menos impactantesson los contemplados dentro de los métodos físicos.

Las medidas de mitigación más importantes tienen que ver con losaspectos relacionados con la disposición de desechos mineros . Lasmedidas más relevantes son los monitoreos ambientales en cada unade las etapas del proyecto, así como diversas alternativas parael tratamiento y disposición de agua residual y desechos sólidos.

Otra de las medidas fundamentales para reducir los efectos en elambiente de las actividades mineras, es la repoblación vegetal lacual debe desarrollarse con especies nativas, previo análisis delas condiciones ambientales de la repoblación.

La conclusión del estudio es que las actividades mineras generanuna gama compleja de impactos ambientales que hasta el momento nohan sido debidamente evaluados, por lo que se recomienda laelaboración de un estudio de caracterización de los principalesimpactos ambientales, en el que un aspecto importante seria lavaloración de los desechos sólidos, tanto en su manejo, como ensu disposición final.

111

1

5

1111111111

111

A . DESCRIPCION DEL PROCESO E IDENTIFICACION DE IMPACTOS AMBIENTA-LES DE LA MINERIA SUBTERRANEA.

I . CARACTERIZACION DE LA MINERIA SUBTERRANEA.

1 . La Minería en México.

1 .1 . Tipos de Minerales y Producción.

La minería es una de las actividades industriales más antiguasque a lo largo del tiempo ha mantenido su importancia, debido aque ha representado una fuente de ingresos permanente para elpals.

En 1989 La Industria Minera representaba con respecto al P .I .B.el 1 .8 %, mientras que en relación al sector industrial le co-rrespondía el 5 .7% (CRM-SEMIP, 1991).

De acuerdo a los datos reportados por el Consejo de RecursosMinerales, la Minería en México ha venido creciendo su producciónen los últimos 5 años a tal grado que en varios productos el palsse encuentra entre los primeros productores a nivel mundial.

Por ejemplo la plata, el bismuto, la celestita y la vermiculitaocupan el primer lugar en la producción mundial ; el grafito elsegundo ; el antimonio y la fluorita, el tercero ; el arsénico, elmolibdeno, el mercurio y la barita, el cuarto ; y, por último, elplomo y el zinc, el quinto.

En la Figura I .1 .1 .1 se observa el crecimiento que ha tenido laproducción de minerales metálicos y no metálicos en relación almonto del valor de la producción.

En la Figura I .1 .1 .2 se muestra el comportamiento del empleo demano de obra en el sector industrial y en la minería ; cabe desta-car que la variaciones en la minería corresponden a las observa-das en general en el sector industrial.

En la Tabla I .1 .1 .1 Se presenta la magnitud de la producciónminero-metalúrgica tanto en relación a las toneladas producidas,así como al monto del valor de la producción ; en la Tabla I .1 .1 .2se presentan ordenados los minerales de acuerdo a su producciónen Kg (Metales preciosos) y en Toneladas (Metales Industriales yno metales).

En relación a los metales industriales, el Fierro (Fe), el Zinc(Zn) y el Cobre (Cu), ocupan los tres primeros lugares, seguidosdel plomo (Pb), del manganeso (Mn) y del aluminio (Al) (FiguraI .1 .1 .3) . La mayor producción en magnitud en los dos mineralesmetálicos considerados como preciosos por parte del CR!', es laplata . En la Figura I .1 .1 .4, se observa el valor de la producciónde los minerales metálicos (preciosos e industriales) expresadoen nuevos pesos para mayor comodidad, ordenados de acuerdo sumonto .

6

am

n on

=

n I= moo am. low moo I= ism 1=1 =I elm

Figura 1 .1 .1 .1 . Produccion min.ero -metaiurgica en Mexico.

(Metales y no metales)

Millones de N

,01

1985

1986

1987

1988

1989

10000 -'

8000

6000

4000

2000 -

.n4m.Almr ANNI

An.

A=E0 1IMM

Metales No metales Total

Fuente : Consejo de Recursos Minerales.Datos de 1989 .

Figura I .1 .1 .2 . Personal empleadoen la Industria Minera.

(1985-1989)

Millones de personas10-/

9

B

7

6

5

4

3

2

1

nuv6=11 nw

&=1 ►u' an. !nu1985

1986

1987

1988

1989

IndustriaMineria

9 .0670 .223

8 .7040 .226

. 8 .4040 .225

8 .6060 .23

8.9240 .242

Industria

Mineria

Fuente: Consejo de Recursos Minerales.Datos de 1989.

1

1

Tabla 1.1.1.1. Producción minero metalúrgica en México.

1

1

11

11

BaritaBentonita

CalcitaCalizaCaolinCarbónCelestitaDiatomita

146,098,079

3,828,156

53,402,640

2,086,333324,739

123,927

444,000

25,232,950

141,519

9,983,087

51,755

44,920

3,524,456,172

9,787,637 7C

763,850,002

IC538,374,854

8C

28,099,165 15C

6,806,117 17C

29,764,527

13C

88,315,325 3C

5,791,782

16C

276,229,190 4C

8,245,976 19C

12,861,129

20C

1CONSAMIN

Tabla 1.1 .1.1. Producción minero-metalúrgica en México.

1

1

TONELADAS> PESOS (N$)*

LUGAR

Dolomita 403,988 20,851,393 14CFeldespato 121,978 16,163,323 18C

0fluorita 779,357 161, 763, 756 10 CFosforita 655,477 48,385,902 11CGrafito ; 40,246 13,946,849 21C

Grava (m3) 34,582,556 508,543,402 2CMagnesita 4,229 539,818 27CMármol 524,160 112,694,374 12CMica 4,510 1,313,768 26C

Pérlita 37,354 2,062,626 22C

SI 6,702,605 536,208,386 5CSílice 1,137,37,773 158,189, 098 9CTalco 13,908 1,617,360 24C

Tierras fuller 24,603 2,175,000 23CVermiculita 300 360,000 28C

Wollastonita, 10,618 1,083,450 25C

11

NOTA: LOS NUMEROS QUE APARECEN ENCERRADOS ENTRE ASTERIS-

COS, REPRESENTAN LOS LUGARES QUE OCUPA MEXICO EN

LA PRODUCCION MUNDIAL.

* EL VALOR SE PRESENTA EN NUEVOS PESOS.

FUENTE: CONSEJO bI= RECURSOS KIIINERALES = SEMIPDATOS DE 1989.

CONSAMIN

1

1

1

11

1

i

Tabla I.1 .1 .2 . Tipos de minerales producidos en México (Características) .0

LUGAR PRODUCTOS TONELADA S;< OBTENCION METODO DEEXPLOTACION

A. METALESPRECIOSOS 2,314,704

lA Plata (Kg .)'

*1 0* 2,306,091 El mineral más común es la argen-tits y se obt . como subp . de losminerales de Pb, Zn, Cu y Au .

M. SUBTERR.

2A Oro' (Kg .) 8,613 Se obtiene como subproducto delbeneficio de los sulfuros de Cu,Pb, Ag y Zn .

M. SUBTERR.

BMETALESINDUSTRIALES 6,304,399

1B Fierro 5,373,051 Se obtiene de la explotación prin-cipalmente de la hematita y magne-tita .

M. C. ABIERTO

2B Zim

*50* 284,058 Se obtiene de la explotación deminerales que contienen Pb, Cu yZn.

M. SUBTERR.

3B Cobre 249,328 Se obtiene de la explotación devarios minerales, principalmentede la calcopirita . Tambien de laexplotación de minerales como losplumosos o los argentíferos .

M. SUBTERR.

4B Plomo

*5 0 * 163,017 Se obtiene de la explotación devarios minerales siendo los prin-cipales la galena, cerusita y in-glesita . Como subproducto se pre-senta Zn, Ag, Cd, Sb, Bi, As y Te .

M. SUBTERR.

5B Manganeso 149,875 Explotado a partir de minerales demanganeso como la pirolusita, man-ganita, braunita, hausmannita,psilomelano, rodocrosita y Wad .

M. SUB.-C. ABLE.

6B Aluminio 69,826 No existen depósitos explotables . ***7B Arsénico

*4 0 * 5,551 Subproductos de la fundición dePb, Cu, Au y Sn .

***

8B Molibdeno

*4 0 * 4,189 Se obtiene como subproducto de mi-nerales de Cu .

***

9B Antimonio

*3°* 1,906 Subproducto de la fundicion de Pb . ***10B Cadmio 1,439 Subproducto de la fundición de Zn . ***11B Bismuto

** 883 Subp. de la refi . de lingot. de Pb ***12B Estaño 771 Se obtiene de la explotación de la

casiterita.13B Mercurio

*4°* 315 Se obtiene de la explotación delos minerales cinabrio, metacina-brita calomel y algo de mercurionativo . No existen dep . explot .

***

Tabla 1 .1 . 1 .2. Tipos de minerales producidos en México (Continuación).

LUGAR PRODUCTOS TONELADAS OBTENCION METODOEXPLOTAClON

14B Tungsteno 170 Se obtiene por la explotacion deyacimientos o como subproductos enla extracción de Sn, Mo, Cu, Sb,Ag y Pb .

***

15B Selenin 20 Se obtiene como suproducto en lasrefinerías de cobre y de plomo .

***

..

..

C . NO METALICOS 146,098,0791C Arena 53,402,640 Se explota de bancos de material . M. C. ABIERTO2C Grivi (m3 34,582,556 Se explota de bancos de material . M. C. ABIERTO3C Caliza 25,232,950 Se explota de yacimientos de car-

bonato de calcio y magnesio.M. C. ABIERTO

4C Carb6n 9,983,087 Se obtiene de la explotación dedepósitos de origen orgánico.

M. SUBT.-C. ABLE.

5C Sal 6,702,605 Se explota fundamentalmente pormedio de evaporación solar.

***

6C Yeso 5,390,391 Se explota de yacimientos asocia-dos con anhidrita .

M. C. ABIERTO

7C Areillás 3,828,156 Se explota de bancos de material . M. C. ABIERTO8C An' e 2,086,333 Se explota de depósitos naturales,

se obtiene de la refinación de pe-troleo o por recuperación.

M. SUBTERRANEA(Método frash)

9C Sílice 1,137,773 Se explota de depósitos de óxidode silicio . Por lo general se uti-lizan método mineros no complica-dos y sólo en pocas ocasiones serequiere de minado con explosivos .

M. C. ABIERTO

IOC Fluorita

4,30* 779,357 (Fluoruro de calcio) . Se explotade yacimientos en forma de vetas,mantos y bolsas .

M .SUBT.-C. ABLE.

11C Fosforita 655,477 Se explotan de yacimientos de mi-perales fosfatados .

M.SUBT.-C. ABLE.

12C Mármol 524,160 Se explota en depósitos carbonata-dos metamórficas en la cual predo-mina la calcita y/o la dolimita .

M. C. ABIERTO

13C Calcita 444,000 Se obtiene de la explotación deyacimientos.

14C Dolomita 403,988 Se explota de depósitos sedimenta-dos, asociados con caliza y raravez con magnesita .

M. C. ABIERTO

15C Barita

*4 9 * 324,739 Se explota de depósitos de sulfa-to de bario (barita) y en algunasasociaciones con depósitos de Zn,Pb, Tierras raras y fluorita .

M.SUBT.-C. ABLE.

16C Caolfn 141,519 Se obtiene de la explotación deyacimientos (es una arcilla) .

M . C. ABIERTO

11

Tabla I.1.1.2. Tipos de minerales producidos en México (Continuación).

NOTA: LOS NUMEROS QUE APARECEN ENCERRADOS ENTRE ASTERIS-COS, REPRESENTAN LOS LUGARES QUE OCUPA MEXICO ENLA PRODUCCION MUNDIAL.

LUGAR PRODUCTOS TC Ni LADA.

OBTEN+CION METODÓ DE

EXPLOTACION

121,978 Son silicatos de aluminio en coal-

M. C. ABIERTO

binación con R, Na y Ca . Se explo-ta de depósitos naturales.

51,755 Se obtiene de la explotación de

M.SUBT.-C. ABIE.

yacimientos. La celestita es unsulfato de estroncio natural.

20C Diatomíta

44,920 Se explota de depósitos naturales .

M. C. ABIERTO40,246 Se explota de depósitos por lo ge-

M.SUBT.-C. ABIE.

neral asociados con calcita, orto-sa, cuarzo, piroxeno, granate, es-pinela y anfíbol.

37,354 Se compone principalmente de óxido M .SUBT.-C. ABIE.de aluminio y dióxido de silicio.Se explota de yacimientos de dichomineral.

13,908 Se explota de depósitos general-

M . C. ABIERTOmente asociados a minerales simi-lares de silicato de magnesio, en-tre los que se encuentran los as-bestos.

10,618 Se explota fundamentalmente en de- M . C. ABIERTOpósitos asociados con silicatosdiversos, epidota y calcita.

4,510 Se explota de yacimientos de mine-

M. C. ABIERTOrales hidratados de silicato depotasio, siendo los minerales máscomunes la moscovita y flogopita.

123,927 Se explota de yacimientos de ben-tonita.

24,603 Son arcillas que se explotan de

M . C. ABIERTOdepósitos minerales naturales.

4,229 Se explota de yacimientos de dicho

M.SUBT.-C. ABIE.mineral

300 Se explota en yacimientos de dicho

M .SUBT.-C. ABM.mineral.

M.SUBT.-C. ABLE.

23C

Tierras fuller

28C

I= 1E1 I= MI I= ~ r ~ •1111

111n

IRE NW UM

n1•1 1n11

Figura I .1 .1 .3 . Produccion minero-metalurgica en Mexico.

(Metales industriales)

Produccion (Millones de Toneladas)

VFe Pb

Mn

MineralesFuente: Consejo de Recursos Minerales.

Datos de 1989 .

Al OtrosZn

Cu

=I IWO NUM =I •111I WWI OM =I INN IWO WO I= WI

11111I MI Ell

INIO

Figura 1 .1 .1 .4 . Produccion minero-metalurgica en Mexico.

(Metales preciosos e industriales)

Valor de la produccion (Ne)

2000

1500

1000

500

I

I

I

I

~

I

~

~

~

Cu

Zn

Ag

Al

Pb

Au

Fe

Mn Otros

MineralesFuente : Consejo de Recursos Minerales.

Datos de 1989 .

111

111

Para los minerales no metálicos, la principal producción lapresentan las arenas y las gravas, seguidas de la caliza, Sal,Yeso, Arcillas y Azufre (S) (Figura I .1 .5) . En la Figura I .1 .6,se muestra el valor de la producción Minero-metalúrgica de los nometales expresado en nuevos pesos y ordenados de acuerdo a sumonto.

1 .2 . Utilización de los recursos minerales.

La explotación de yacimientos minerales juega un papel estratégi-co en el desarrollo del pals debido a que es la fuente de mate-rias primas para diversos tipos de industrias . En la TablaI .1 .2 .1 se muestra un listado de los minerales producidos enMéxico y su utilización por parte de la industria.

2. Los minerales ctue se explotan por procedimientos subterráneos.

Desde el punto de vista técnico, cualquier yacimiento puede serobjeto de explotación subterránea, sin embargo desde el punto devista económico, son pocos los minerales que después de un estu-dio de factibilidad pueden ser explotados por métodos incluidosen lo que se ha denominado minería subterránea.

De esta forma, la mayoría de los minerales explotados comercial-mente que son sujetos a explotación por métodos subterráneoscorresponden principalmente al grupos de los minerales metálicos,y sólo en algunos casos muy específicos, algunos los minerales nometálicos presenta posibilidades de explotación subterránea conposibilidades de rentabilidad económica.

En la Tabla I .2 .1 . se muestra una relación de los métodos utili-zados comúnmente para los distintos minerales que se explotan enel pals . En la misma tabla se señalan aquellos minerales que noson explotados en México pero que son empleados como materiaprima para una serie de productos necesario para el desarrollo dela industria. Los minerales explotados por minería subterráneason los siguientes : Oro, Plata, Zinc, Cobre, Plomo, Manganeso,Carbón, Fluorita, Fosforita, Barita, Celestita, Bentonita, Grafi-to, Perlita, Magnesita, Vermiculita.

3. Distribución de la Minería Subterránea en el Pais.

La Figura I .3 .1, muestra las provincias Metalogenéticas de laRepública Mexicana . Las provincias consideradas por el Consejo deRecursos Minerales son las siguientes:

a) Provincia de Baja Californiab) Provincia de Sierra Madre Orientalc) Provincia Sierra Madre Occidentald) Provincia Sierra Madre del Sure) Provincia Eje Neovolcánicof) Provincia Mesa Central

7

1n

= MI =I =I I= = MN M. ME =I OM nn

= NW I= In

Figura I .1 .1 .5 . Produccion minerometalurgica en Mexico.

(No metales)

Produccion en millones de Toneladas

►

►

►

►

►Arena Grava Caliza Carbon Sal

►

►

►

►

►Yeso Arcillas

S

Silice Otros


Datos de 1989 .

WO =1 I= •I• NU. =I WE OW nIN

M1111 Ell I=

1•1• NW I=

11110 .

Figura I .1 .1 .6 . Produccion minerometalurgica en Mexico.

Valor de la produccion (N$)

2000

1500 -

1000 -

500 -

Pb

Au OtrosT

AlZn AgCu Fe Mn


Datos de 1989 .

Tabla I .1 .3 . Relación de los productos minerales seleccionados por el Programa Nacional

de Minería y su relación con las industrias que abastecen (SEMIP, 1984).1MINERALES METALICOS.

PRODUCTO

SIMBOLO

PRINCIPALES INDUSTRIAS QUE ABASTECEN

ALUMINIO

(Al) CONSTRUCCION ELECTRICA . AUTOMOTRIZ . TRANSPORTEMARITIMO Y AF(EREO . METALMECANICA.SIDERURGIA (ACEROS

ESPECIALES .

ALEACIONES),QUIMICA, PIGMENTOS.INSECTICIDAS, INSUMOS AGRICOLAS . FARMACEUTICOS.QUIMICA, FARMACEUTICA, ALEACIONES . SOLDADURAS.ALEACIONES, SOLDADURAS . BATERIAS, PIGMENTOS.

(CuFeS, . CuFe,S ) , Cu,S) ELECTRICA . MANUFACTURAS, CONSTRUCCION.REFRACTARIOS . QUIMICA . ALEACIONES . AUTOMOTRIZ.SIDERURGIA . ELECTRONICA, QUIMICA.SIDERURGIA.SIDERURGIA . ELECTRONICA, QUIMICA, FERTILIZANTES.ELECTRICA, ELECTRONICA . QUIMICA,

FERTILIZANTES,SIDERURGI.SIDERURGIA . VIDRIERA . PLÁSTICOS, FUNGICIDAS.EQUIPO CIENTIFICO . USO MONETARIO.FOTOGRAFIA . USO MONETARIO . APARATOS ELECTRICOS.QUIMICA, CONSTRUCCION ACUMULADORES Y MANUFACTU-A DE TUBOS, RECUBRIMIENTOS DE CABLES ELECTRIC.

GALVANIZADOS . ESMALTES, PINTURAS.

ANTIMONIO

(Sb 2S,)

ARSENICO

(FeAsS)BISMUTO

(B 1 2 S,, B 1 20, . 2H 2 O )CADMIO

(CdS)COBRECROMO

(Cr 2O,Fe , CrO .Pb )ESTAÑO

(SnO 2 )FIERRO

(Fe 2O, . Fe,O, . FeCo,)MANGANESO

(MnO,, Mn,O, . H 2 O )MOLIBDENO

(MoS,)

NIQUEL

(SNI)ORO

[Au . (AuAg)Te]PLATA

(AgS . AgCI . Ag)PLOMO

(PbS, PbCuSbS,)

ZINC

(ZnO . ZnS)

1

1

MINERALES NO METALICOS.

PRODUCTO SIMBOLO PRINCIPALES INDUSTRIAS QUE ABASTECEN

ARCILLAS

[K 2 A1,(Al 2SI eO )]

CONSTRUCCION,

ELECTRICA,

REFRACTARIOS,

PAPEL.CEMENTO.

ASBESTO

(H 4Mg,Sl 2O q )

CONSTRUCCION.AZUFRE

(S)

FERTILIZANTES . INSECTICIDAS . QUIMICA, PETROQUI--MICA.

BARITA

(Baso .)

PETROLERA (LODOS DE PERFORACION), VIDRIERA . PIN-TURAS, HULES.BENTONITA

[AIMg(SI sO 2O(OH) .XH2O] PERFORACION .

INERTES .

PELETIZADO DE MINERALES,QUIMICA.(B 4 O,Na 2 .10H 2O)

VIDRIO PYREX . QUIMICO-FARMACEUTICA . SIDERURGICA,TEXTIL.CEMENTO . VIDRIO . CONSTRUCCION, METALICOS BASI-COS.CEMENTERA . HULERA . CERAMICA . PAPELERA . FARMACEU-TICA.VIDRIERA . QUIMICA.SIDERURGICA, MINEROMETALURGICA.ELECTRICA, METALURGICA, QUIMICA.SIDERURGICA . CERAMICA.FERTILIZANTES . ALIMENTOS BALANCEADOS, ACIDO FOS-FORICO.LAPICERAS . BALATAS, LUBRICANTES.FERTILIZANTES . QUIMICA.QUIMICA, ALIMENTICIA, REFRIGERACION.VIDRIERA . METALURGICA, REFRACTARIOS.

BORAX

CALIZA

CAOLIN

(CaO)

[A I 2O ,( S I O 2 )]

CARIB . DE SODIO (Na,CO, )

CARB . COQUI.CARE . NO COQUI.FLUORITA

(F 2Ca)FOSFORITA

(P 2O 5 )

GRAFITO

(C)

POTASIO

(KNO,)SAL

(NaCI)

SILICE

(S10,)

~ ~ r WE ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~

SIMBOLOGIA.

PROVINCIAS METALOGENEIICAS :

I. BAJA CALIFORNIAII. SIERRA MADRE ORIENTAL

III. SIERRA MADRE OCCIEDENTAL

IV. SIERRA MADRE DEL SUR

V. EJE NEOVOLCANICOVI. MESA CENTRAL.

FIGURA I.3.1 . PROVINCIAS METALOGENETICAS DE LA REPÚBLICA MEXICANA.

FUENTE: Consejo de Recursos Minerales (1989).

1

1

Dentro de estas provincias, las más importantes son las que seencuentran asociadas a la Sierra Madre Occidental y el eje neo-volcánico, seguido de la Sierra Madre Oriental y la Mesa Central(Figura I .3 .2 y I .3 .3) . Es importante señalar que existen prácti-camente a lo largo del pals, explotación de minas subterráneas,lo cual se comprueba con la gran cantidad de reservas con quecuenta el pals . Sin embargo no todos los yacimientos son facti-bles para su beneficio (Tabla I .3 .1)

En la (Tabla 1 .1 .4 .2) se muestran los Estados en los que esfactible incrementar las reservas minerales conocidas en el

(

1

1

11

mediano plazo SEMIP, 1984) .

8

~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~

SIMBOLOGIA.

PROVINCIAS METALOGENETICAS :

I. BAJA CALIFORNIAII. SIERRA MADRE ORIENTAL

M. SIERRA MADRE OCCIEDENTAL


V. EJE NEOVOLCANICOW. MESA CENTRAD.

MINAS

FIGURA I.3.2. DISTRIBUCION DE LA MINERIA SUBTERRANEA EN MEXICO.


~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ WE

SIMBOLOGIA.

PROVINCIAS METALOGENEÍICAS :

I . BAJA CALIFORNIAII. SIERRA MADRE ORIENTAL

M. SIERRA MADRE OCCIEDENTAL


V. EJE NEOVOLCANICOVI. MESA CENTRAL.

ZONAS DE IMP. MINERA.

FIGURA I.3.3. PRINCIPALES ZONAS DE IMPORTANCIA MINERA EN MEXICO.


1 Tabla 1 .3 .1.

para

Acciones de exploración y extracción recomendadas

los minerales estratégicos (SEMIP, 1984).

ELEMENTO

MINERAL

Aluminio

Antimonio

Arsénico

Bismuto

Cadmio

Cobra

Cromo

Estaño

F i e r r o

Manganeso

Molibdeno

N l q u a l

Oro

Plata

PIomo

Tungsteno

Zinc

A r c I i l a s

Asbestos

Azufre

B a r i t a

BantonIte

Bórax

Cal I z a

Caolín

Carbón

Coqul.

C .

no

C o q u I z a.

Carb .

da

Sodio

Dolomita

F l u o r i t a

Fosforlta

Grafito

amorfo

G r a f i t o

c r i s t.

Potasio

Sal

S f I

l c e

Yeso

S I TUAC I ON ACTUAL ACCIONES RECOMENDADAS

RESERVAS

CAPACIDAD

DE

BENEFICIO

COMERCIO

EXTERIOR

XL

E00RIA 0CNI A0 LN

X E

L AoLRUA ACTI

IO VN A

XT

ACCI0N

C

N

A

DDSI E IC L EI

N0

TN

E

-

IMPOR-

TACION

EXPOR-

TACION

INDEFINIDAS NO EXISTEN

SATISFACTORIAS EXCEDENTES



SATISFACTORIAS SATISFACTORIAS


NO EXISTEN NO EXISTEN

INDEFINIDAS INSUFICIENTE

INSUFICIENTES INSUFICIENTE

EXCEDENTES SUFICIENTE


NO EXISTEN NO EXISTEN

DESCONOCIDAS INSUFICIENTE







INSUFICIENTES EXCEDENTES ....

EXCEDENTES SATISFACTORIAS



EXCEDENTES SATISFACTORIAS


EXCEDENTES INSUFICIENTE




EXCEDENTES INSATISFACTORIA

POR DEFINIR POR DEFINIR

EXCEDENTES EXCEDENTES s-~



EXCEDENTES EXCEDENTES ~n



1I

11

1

Tabla 1 .3 .2 . Estados en los que se estima posible incrementar las

reservas minerales conocidas en el mediano plazo (SEMIP, 1984)

BAJACALIFORÍASUR

CHIHUAHUA

COAHUILA

COLTMA

DURANGO

GUANAJUATO

QUERETARO

HIDALGO

JALISCO

MICHOACAN

NUEVOLEű

SANLUISPOTOS

SONORA

VERACRZ

ZACATECATIPOS DE

MINERALES

--~-- --FIERRO --------------- ~

PLATA----

----

----

----

----

----

----

PLOMO-ZINC---•--

----

----

----

ORO----

--

------

--

COBRE---

--

--

AZUFRE----

---i

----

-~ , ~ -CARBON -

--- -- -- ---

- — —ROCA FOSFORICA — — =

— -- - - - -

1

11i11

111

1

II . CONCEPTOS BASICOS DE MINERIA. GENERALIDADES.

1 . Definiciones.

Un mineral es un sólido formado por procesos de naturaleza inor-gánica el cual posee una composición química definida que sepuede expresar a través de una fórmula química ; si se forma encondiciones favorables también presenta una forma cristalina yotras propiedades físicas.

El conocimiento del origen de los criaderos minerales permitepredecir y, en su momento determinar con exactitud:

- su geometría o morfología

- la distribución de sus valores

- su continuidad probable a rumbo y profundidad

- su posible existencia en la corteza terrestre en función delas rocas que lo alojan y,

- con la conjunción de estos datos,, su volumen y tonelaje,

- con cuya información se puede determinar, de acuerdo con lascotizaciones internacionales de los metales, su potencialidadeconómica.

Algunos rasgos importantes de los criaderos minerales, son lossiguientes:

Criadero Mineral :Mineral Comercial.Ganga.Roca Encajonante.

Geometría de los Yacimientos:

Vetas.Mantos.Chimeneas.Cuerpos de Reemplazamiento'.Cuerpos Diseminados.

Mena . Una mena esta constituida por un agregado mineral del cualse puede extraer provechosamente uno o más minerales . En virtudde que tanto los costos de operación, como los precios de losmetales en el mercado internacional varían, un determinado agre-gado mineral puede ser considerado como mena bajo ciertas condi-ciones mismas que pueden ser diferentes para otro tipo de agrega-dos . Los minerales de mena de los que se extraen los mineralescomerciales, generalmente vienen asociados con otro tipo de mine-rales que genéricamente se les designa con el nombre de ganga.

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1

Ganga . Es aquel conjunto de minerales de una mena que no poseenun valor comercial en el momento de su explotación . El cuarzo, ladolomita, calcita, limonita, los feldespatos y el granate, repre-sentan algunos de los minerales de ganga más comunes, asociados alas menas. Resulta conveniente aclarar que las menas puedenresultar totalmente diferentes, en cuanto a su contenido deminerales de ganga.

Roca .- Una roca es un agregado de dos o más minerales, por lo quecasi todas ellas están formadas por asociaciones de minerales.Por otra parte las rocas vítreas están constituidas por vidriovolcánico en lugar de minerales.

Genéricamente las rocas se dividen en tres grandes grupos:

a) Rocas Igneas.b) Rocas Sedimentarias.c) Rocas Metamórficas.

2 Tipos de Yacimientos Minerales.

Los tipos de yacimientos minerales que se presentan son lossiguientes:

a) Veta . Es un cuerpo tabular que se caracteriza por estarlimitado por dos respaldos uno al alto y otro al bajo . Otracaracterística de las vetas es la de poseer un rumbo conrelación al Norte Geográfico y un echado o inclinación conrelación a la linea de máxima pendiente.

b) Manto. Es un cuerpo mineralizado generalmente de origensedimentario y por lo tanto estratiforme con un desarrollohorizontal mucho mayor que su desarrollo vertical (sensible-mente horizontal).

c) Chimenea . Es un cuerpo tabular con un desarrollo verticalmucho mayor que su desarrollo horizontal.

d) Cuerpos de Reemplazamiento . Es aquel que ha sido formado porsoluciones mineralizantes que reemplazan a materiales . Estetipo de cuerpos puede tener diversas formas y no necesaria-mente geométricas.

e) Cuerpos Diseminados . Yacimientos en los cuales los valoresminerales se encuentran finamente diseminados, generalmenteen una área de grandes dimensiones ; no presentan formasgeométrica definidas .

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III . ETAPA DE EXPLORACION.

1. Generalidades.

En el mundo moderno, la exploración y prospección minera sonparte integral de la industria y de los programas de desarrollo yabastecimiento de recursos minerales.

Definir objetivos primarios de exploración es un trabajo organi-zado, no una tarea simple ; esto implica valorar las necesidadesde materias primas, analizar los indicadores económicos y esta-dísticos en cuanto a volúmenes y calidad de materiales requeridospor la industria además de considerar una serie de factorespoliticos especulativos y tecnológicos . La actitud general de laexploración organizada depende en buena medida de quién la efec-túe.

La etapa inicial de toda prospección minera exige al máximo laaplicación de un buen juicio geológico, en donde el investigadortiene que hacer una estimación no solo de la probabilidad de laexistencia de un yacimiento, sino también el valor probable deéste . Así declarado, todo parecerían conjeturas, pero la soluciónno es siempre tan indeterminada como podría parecer . Un trabajoformal rara vez se emprende, excepto en un distrito o zona dondeal menos exista un afloramiento o indicios de alteración derocas . Se puede esperar razonablemente que si se descubre unnuevo criadero mineral, este tendrá un tamafio que indica lasdimensiones de los afloramientos . Aunque las sorpresas sbn siem-pre posibles, estas evidencias dan alguna idea sobre las posibi-lidades de la zona de estudio.

La búsqueda de nuevos depósitos comprobará las posibilidades deaquellas guías que puedan ser reconocidas, ya sean afloramientos,zonas alteradas o condiciones estructurales favorables ; si eldesarrollo consistiera de una búsqueda exhaustiva de un gransector del terreno o en unas pruebas rápidas de una área regis-trada, ello dependerá de lo precisas y definidas que sean lasguías existentes.

En el Diagrama III .1 .1 se muestra una secuencia teórica generali -zada de las etapas y decisiones más comunes que se presentandurante la etapa de exploración. En esta secuencia una áreapuede quedar en espera de ser considerada en el futuro como unazona potencialmente interesante, como es el caso de algunosdepósitos de baja ley, los cuales resultan incosteables al momen-to de la evaluación, pero que muy probablemente puedan ser utili-zables para las futuras generaciones.

2. Geología Regional.

Para poder realizar ésta etapa de la exploración se cuenta conuna serie de procedimientos que se describirán en las siguientespáginas ; cabe mencionar que para realizar estos estudios lasescalas que se toman generalmente son de 1 :50 000 a 1 :10 000.

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1

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DIAGRAMA III .1 .1 . Secuencia de actividades en la

Etapa de Exploración.

SELECCIONDEL

AREA

RECONOCIMIENTOREGIONAL +

--------------REGION PENDIENTEDE CONSIDERAREN EL FUTURO

---------------------------

DEPOSITOMINERAL NOCOMERCIAL

RECONOCIMIENTO ADETALLE Y SELEC-CION DE AREASFAVORABLES

MAPEO DE DETALLEY SELECCION DEAREAS FAVORABLES

i

AREA FAVORABLEPERO NO ATRACTIVAEN EL PRESENTE

REGION NOATRACTIVA ENEL PRESENTE

REGIONDESFAVORABLE

MUESTREO TRIDIMENSIO-NAL . ESTRUCTURADE DETATALLEY EVALUACIONPRELIMINAR

DEPOSITOMINERALECONOMICO

------------

SEGUIMIENTO EN EL PRESENTE

A CONSIDERAR EN EL FUTURO

1

1

1

1

2 .1 Información previa.

Para la determinación y desarrollo de un proyecto de exploraciónes necesario contar con información previa del lugar, como losdatos de exploración y explotación realizados en el área ; elentorno geológico regional y local, los planos geológicos inter-pretados a partir de fotografías aéreas en los cuales se locali-cen rasgos fisiográficos y finalmente los planos topográficos enlos cuales se sitúen : la hidrografía, poblaciones más cercanas,vías de comunicación y curvas de nivel.

Con esta información se procede a su análisis e interpretaciónpara tratar de comprender las características de la zona deinterés ; a partir de aquí se inicia la exploración.

2 .2 . Fotogeología , .

La importancia de la fotogeologia radica en que constituye unaimagen de la superficie a explorar ; su principal ventaja consisteen que reduce la duración del trabajo a un mínimo de tiempo,sobre todo cuando se trata de un análisis de carácter preliminar.

2 .3 . Levantamientos geológicos de superficie.

En esta etapa se diseña el tipo de muestreo, se colectan y sedescriben las rocas de las distintas formaciones ; se determinanlas unidades geológicas y sus estructuras ; se define la estrati-grafia de la región y la geología estructural, así como lasmanifestaciones u guías de mineralización que se encuentren.

Los datos obtenidos se representan en un plano ; la elaboración deun plano geológico requiere de la determinación de coordenadas,datos geográficos, topográficos, geología a escala, entre otros.

Para la obtención de dichos datos se realizan los siguientesmétodos:

a) Visualización . La información obtenida se marca directamenteen el plano cuando es posible identificarla ; por ejemplo,elevaciones del terreno , ríos, caminos etc.

b) Ubicación y orientación de una linea de levantamiento . lalocalización de rasgos geográficos, como topografía y lahidrografía, son utilizados para la medición de la linea derumbo en el plano base . (Compton 1970).

c) Localización y medición á pasos . Este método de levantamientose emplea cuando se dificulta la visual a lo largo de unrasgo topográfico ; se marcan en el plano base los rasgosgeológicos que se identifiquen en el terreno, la medida delos pasos debe ser aproximada a 1m, con una tolerancia paraagilizar el levantamiento .

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1

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1

1

d) Ubicación y orientación de una linea de rumbo y medición ápasos. Se identifica otro contacto cercano a un punto noidentificable en el plano base por medio de una visual,midiendo a pasos la distancia a dicho punto y se dirikge haciaatrás la visual para así confirmar la orientación.

e) Localización por intersección de lineas de rumbo . Este métodose hace cuando los puntos identificados son distantes y no sepueden medir a pasos . Se localizan tres puntos equidistantestomando una visual con la brújula a cada punto, en el planose trazan las lineas de rumbo obtenidas, por medio del trans-portador y se intersecan éstas en el punto donde esta elobservador, de preferencia el ángulo de intersección entrelas visuales debe ser mayor de 30 grados.

f) Localización por intersección de rumbos y curvas de nivel.Esto se hace únicamente cuando se puede tomar el rumbo a unsolo punto, si se puede determinar la elevación del puntodonde esta el observador, entonces la intersección de unalinea de rumbo y la curva de nivel dará la ubicación dellugar . (Compton 1970).

3. Geologia á Detalle.

La geología a detalle en la exploración minera se caracteriza pordefinir la extensión, profundidad, estructura, litología y mine-ralogía de un cuerpo, en particular de un yacimiento mineralexistente en una zona determinada y que ha sido seleccionada porsu interés en su potencialidad.

La razón de hacer un estudio geológico a detalle, es para laoptimización de la exploración, el subsecuente análisis económicoy para conocer el tipo de yacimiento.

En los levantamientos a detalle se analizan e interpretan todoslos datos observados : las características de la roca, alteracio-nes, si se encuentran fracturas, pliegues o cambios significati-vos como diferentes formaciones geológicas, fallas, dirección orumbo de las capas o cuerpos, echado o inclinación de las mismas,espesor de la formaciones, tipo de roca y posible génesis delyacimiento.

4. Prospección Geofísica.

Otro método de exploración es la prospección geofísica utilizadopara obtener información del comportamiento de la corteza terres-tre con una determinada propiedad física para un a área de inte-rés que comprende profundidades entre 0 y 500m aproximadamente;desde un punto de vista económico con relación a la exploración yexplotación de yacimientos minerales.

La prospección geofísica realiza mediciones en la superficie dela tierra y da resultados de acuerdo con las propiedades físicasde las rocas y de sus campos de fuerza ; así se tiene que, paralos estudios, se utiliza y se planea el trabajo por medio de

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111

111

observación de campo y preparación de datos obtenidos a partir deparámetros r4presentativos, dando una interpretación de losresultados del estudio con su correspondiente evaluación ; se debeobtener la información existente de antemano de las diferentesestructuras y condiciones geológicas del lugar a explorar.

Los principales métodos geofísicos de exploración usados en laminería son los magnéticos y eléctricos.

La gravimetria y los estudios sísmicos son usados principalmenteen la exploración de minerales radioactivos .En la tabla 111 .4 .1.se muestran las principales aplicaciones de los métodos geofísi-cos.

4 .1 . Método por gravedad.

En la prospección por gravedad se miden las pequeñísimas varia-ciones que en la atracción gravitatoria ejercen las rocas empla-zadas en los primeros kilómetros por debajo de la superficie delsuelo . Los diferentes tipos de rocas tienen densidades diferentesy las rocas más densas ejercen mayor atracción gravitacional . Silas rocas más densas están arqueadas hacia arriba, formando unaelevación estructural, tal como un anticlinal, el campo gravita-torio terrestre será mayor sobre el eje de la estructura que a lolargo de los flancos . Por otra parte, un domo salino que es menosdenso que las rocas en que está intruido puede ser descubiertogracias a los bajos valores de la gravedad que normalmente sonregistrados sobre el mismo . Las anomalías de la gravedad buscadasen la exploración petrolífera pueden representar tan sólo unamillonésima, y hasta una diezmillonésima, del campo terrestre.Por esta razón, los instrumentos han de ser extremadamente sensi-bles, los gravímetros modernos permiten descubrir variaciones dela gravedad hasta de una cienmillonésima del campo terrestre.

4 .2 . Prospección por radioactividad.

Se entiende por radiactividad la desintegración de un núcleoatómico con emisión de energía y de partículas materiales, proce-so que tiene lugar espontáneamente en algunas sustancias radiac -tivas naturales . Se observan tres tipos de radiación : rayos alfa,beta y gamma y la prospección geofísica de minerales está basadaen la detección de estas radiaciones por medios físicos.

La actual necesidad de encontrar primeras materias fisionablespara ser usadas en reactores nucleares ha determinado en laprospección de uranio un auge único en la historia de la explora-ción minera . La mayor parte de la actividad ha implicado elempleo de instrumentos geofísicos, es decir, de detectores deradiaciones como los contadores de Geiger o escintilómetros.

La presencia de sustancias radiactivas en las rocas puede serutilizada en la búsqueda de yacimientos minerales, y también paraobtener diagramas de pozos petrolíferos . La búsqueda de uranio hasido, naturalmente, el objeto principal de la gran cantidad deesfuerzos dedicados a la prospección radioactiva en el último

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1

1

TABLA 111 .4 .1 . APLICACION DE LOS METODOS

GEOFISICOS.

DEPOSITOIDENTIFICACION

DIRECTA

IDENTIFICACION

INDIRECTA

ESTUDIOS GEOLOGICOS

(ESTRUCTURAS)

SULFUROS

DISEMINADOSELECTRICOS

MAGNETICOSGRAVIMETRICOS

GRAVIMETRICOS.ESTUDIO DE CUENCAS Y

MONTAÑAS

MAGNETICO .

IDENTIFICACIONDE CUERPOS INTRUSIVOS

ELECTRICOS . ESTUDIO DEBASAMENTOS

SULFUROS

MASIVOS

ELECTRICOSGRAVIMETRICOS

MAGNETICOS

GRAVIMETRICOSMAGNETICOS

ELECTROMAGNETICOS

PLOMO-ZINCTIPO

MISSISIPI-VALLEY

ELECTRICOSELECTRO-

MAGNETICOS

GRAVIMETRICOSMAGNETICOS

GRAVIMETRICOS . TOPOGRAFIADEL BASAMENTO

MAGNETICO . TOPOGRAFIADEL BASAMENTO

CARBONMAGNETICOSSISMICOS

ELECTRICOS

AGUA ELECTRICOSSISMICOS (LOCALI-ZACION DE ACUIFE -

ROS)

MAGNETICOS

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1

decenio, puesto que el uranio es el combustible principal para laenergía atómica . El torio es un combustible nuclear potencial,pero en la actualidad no hay demanda del mismo para esta finali -dad.

Entre las sustancias que pueden ser descubiertas por asociacióncon el mineral de uranio, se hallan los minerales de circonio,itrio, berilio, columbio (llamado también niobio), tántalo y losmetales de tierras raras . Los elementos de tierra raras que seencuentran naturalmente son : cerio, lantano holmio, europio,praseodimio, erbio, neodimio . Estos minerales son en su mayoría,óxidos complejos que contienen cantidades variables de uranio ytorio, y que se encuentran muy diseminados en los granitos,pegmatitas y depósitos de metamorfismo de contacto como sucedecon los minerales de uranio y torio.

En México se estima que las reservas probadas de Uranio (U 3O8 )ascienden a 14 522 Ton . y 35 000 Ton . de reservas posibles endistintos Estados de la República . Entre 1969 y 1971 se lograronproducir 47 Ton . de U3 O8 en concentrados sucios y poco más de 150Ton . de Molibdeno . Las minas de Uranio de las cuales se obtuvoesta producción son: "Pena Blanca" en Chihuahua y "Albero Bara-jas" en Sonora . Actualmente estos proyectos minero metalúrgicosse encuentran suspendidos debido a que el costo de producción ysu depuración hacen inconsteables por el momento la explotaciónde Uranio . Las dos minas antes sefialadas se estima que su produc-ción total seria de 2, 060 Ton ., prácticamente la 7a . parte delas reservas probadas.

Por ésta razón, en el presente estudio, no se consideran losminerales radioactivos debido a que no se explotan actualmente ennuestro país.

4 .3 . Registro de pozos.

Esta técnica geofísica, muy empleada, implica la exploración delsuelo con instrumentos bajados a pozo cuyas lecturas son regis-tradas en la superficie . Entre las propiedades de las rocas queson registradas de ordinario, figuran la resistividad eléctrica,autopotencial, producción de rayos gama (naturales y en respuestade bombardeo con neutrones), densidad, susceptibilidad magnéticay velocidad acústica

4 .4 . Método magnético.

La prospección magnética determina las variaciones del campomagnético terrestre atribuibles a cambios de estructura, o desusceptibilidad magnética de algunas rocas próximas a la superfi-cie . Las rocas sedimentarias presentan, en general, una suscepti -bilidad muy pequeña en comparación con la ígneas y metamórficas,y la mayoría de las exploraciones magnéticas están encaminadas alevantar el mapa de la estructura sobre o dentro del basamento oa descubrir directamente minerales magnéticos.

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Los métodos magnéticos son empleados en la localización de yaci-mientos de óxidos de fierro principalmente cuando contienenmagnétita para que puedan ejercer acción sobre la aguja magnéti-ca . La pirrotita, en los cuerpos de sulfuros obra de maneraanáloga a la magnétita . También se utilizan estos métodos paraobtener información estructural que conduzca al descubrimiento denuevos yacimientos minerales.

4 .5 . Métodos eléctricos.

Existen varias técnicas geofísicas destinadas a detectar anoma-lías en las propiedades eléctricas de las rocas, tales como laconductibilidad, autopotencial y respuesta a la inducción.

A base de estas anomalías puede resultar posibles localizarminerales que ofrezcan características eléctricas distintivas olevantar el mapa de características estructurales asociadas ayacimientos de petróleo o de minerales . El método de resistividadse emplea para determinar variaciones laterales o verticales dela conductibilidad en el interior del suelo, y se utiliza confrecuencia para medir la profundidad a que se encuentra la rocafirme en conexión con proyectos de ingeniería civil, dado que,normalmente, existe un gran contraste entre la conductibilidad dela roca firme y los materiales no consolidados que la cubren . Elmétodo autopotencial se utiliza para detectar la presencia deciertos minerales que reaccionan con electrólitos del suelo,engendrando potenciales electroquímicos . Una masa de sulfuros queaparezca más oxidada a poca profundidad que a gran profundidadengendrará potenciales de este tipo que pueden ser registradospor electrodos situados en la superficie.

El método más utilizado en minería es el de polarización induci-da.

4 .6 .1 . Polarización inducida.

Cuando una corriente eléctrica que penetra en el suelo por elec-trodos es interrumpida repentinamente durante algún tiempo, des-pués de cesar la corriente aparece un potencial entre estoselectrodos u otros próximos, que puede ser medido y que decreceexponencialmente con el tiempo, después de la interrupción . Esteefecto fue observado por primera vez por Schlumberger en 1912,quien lo atribuyó a la polarización de los materiales del suelopor la corriente . Este efecto, denominado polarización inducida,ésta asociado a reacciones electroquimicas en el suelo . La natu-raleza de este fenómeno de polarización es objeto de controver-sia, por lo cual fueron efectuados diversos estudios teóricos yexperimentales con objeto de explicar las observaciones hechas enel campo . Bleil (1953), se interesó en aplicar ésta técnica a laprospección de minerales metálicos, haciendo un estudio detalladode la misma . Vacquier y colaboradores (1957), se han ocupadoprincipalmente de aguas freáticas empleando esta técnica, y hanrealizado numerosos experimentos con mezclas de arenas y arcillassaturadas con diferentes electrolitos.

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De éstos estudios se ha deducido que los efectos de polarizaciónpueden tener varios origenes en el interior del suelo . Cuandoexisten cuerpos metálicos conductores enterrados, tales como unbloque de pirrotina, Bleil ha demostrado que las superficies delconductor opuestas a los dos electrodos de corriente adquieren,respectivamente , polaridades positiva y negativa, que están enoposición a las polaridades de los electrodos más próximos . Alser interrumpida la corriente, estas superficies actúan como loselementos de una pila eléctrica, que dispara su energía enviandouna corriente al suelo que decrece con el tiempo y que engendraun potencial medible en la superficie.

4 .7 . Métodos electromagnéticos.

Detectan anomalías en las propiedades inductoras de la rocas delsubsuelo . Se introduce en el suelo una corriente alterna, por logeneral de alta frecuencia, y sobre la superficie o en el aire semiden la intensidad de los potenciales inducidos por las rocasenterradas . Muchas menas de metales comunes provocan corrientesinducidas de intensidad muy superior a las de las rocas circun-dantes . La mayor parte de la prospección electromagnética serealiza hoy en día desde el aire.

5 . Prospección geoquímica.c

Otro método en la exploración de yacimientos minerales es lageoquímica, que ayuda a determinar la distribución y migración detodos los elementos químicos en condiciones geológicas definidasy en la obtención' de una guía para la búsqueda y exploración deun yacimiento mineral . La geoquímica está enfocada a definirhacia dónde se encuentra el yacimiento ; el estudio define lasfuentes de las anomalías geoquímica de las rocas y su asociaciónmineralógica.

Una anomalía está definida como una área donde las propiedadesquímicas de un material indican la posible presencia de mineral.

Las anomalías primarias consisten en una distribución anormal deelementos en los materiales de la corteza terrestre que sonsusceptibles de conducir a un cuerpo mineralizado . Existe unadisminución progresiva del valor de los elementos al aumentar ladistancia al cuerpo ; la reducción llega hasta alcanzar el valorde los elementos . Estos halos de mineralización, su influencia ytamafio depende de las distintas soluciones mineralizantes que sedepositan en los diferentes tipos de rocas y es debido a laspropiedades químicas de los elementos, a la permeabilidad yporosidad de la roca encajonante, a las microfracturas, a lareacción de los fluidos mineralizantes con la roca encajonante ya la volatilidad de los elementos, así como a las condiciones depresión y temperatura en el momento de su depósito.

Las anomalías secundarias, son la distribución de elementos enzonas donde existen rocas que han sido afectadas por intenperismoy oxidación ; se tienen cuatro factores que intervienen en unaanomalía secundaria : Químicos, Biólogos, Mecánicos y el Medio.

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I '

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a) Ouímicos : Composición química de los elementos y su distribu-ción en un cuerpo mineralizado, migración de los elementos ycambios en su constitución.

b) Biológicos : Vegetación, microorganismos productores de humusy la resultante de oxidaciones y reducción, concentración yasimilación de minerales.

c) Mecánicos : La acción del gravedad, capilaridad de las aguassubterráneas, superficiales y la dispersión de elementos.

d) El medio : El clima, precipitaciones pluviales, topografía,geología ; el intemperismo y la formación de suelos.

En estos casos, las anomalías secundarias están dadas por elcontenido anómalo mínimo y varia para cada tipo de muestra y paracada área.

Los tipos de muestreo a realizar en la exploración geoquímicason : sedimentos de arroyos, suelos, rocas, plantas, aire y aguassubterráneas . La aplicación de un método especifico de explora-ción geoquímica varia para cada zona ; el objetivo de un estudioes determinar el área de trabajo, el sistema de muestreo aemplear y el análisis e interpretación de datos y concentraciónde elementos . A continuación se explicaran los diferentes métodosde prospección geoquímica:

a) Trazado metalométrico según las aureolas de dispersión . Taltrazado consiste en extraer muestras de peso muy reducido deuna fracción cualquiera (lo más a menudo es una capa de suelosuprayacente a depósitos aluvial - diluviales), a profundidadescalonada desde los primeros centímetros hasta un metro,teniendo en cuenta la forma de la red superficial de mues-treo . El análisis de las muestras tiene por objeto determinarlas trazas de los elementos que forman aureolas salinas dedispersión . los elementos que forman parte de los mineralesde las aureolas mecánicas se ponen de manifiesto mucho mejorque con la ayuda del método de lavado.

b) Método de investigaciones hidrogeoquimicas . Esta método deinvestigación de yacimientos metaliferos está basado en elestudio de las leyes de los cambios en la composición de lasaguas subterráneas bajo la influencia de las metalizaciones.Además de la gran profundidad de los agujeros o pozos que hayque horadar, este método se puede aplicar en regiones declima húmedo con manifestación activa de las aguas subterrá-neas y una red de cursos de aguas superficiales.

c) Método de emanación de gas . Este método está basado en lacapacidad de ciertas asociaciones minerales (minerales ra-diactivos y los de mercurio) de dispersarse de una maneraindependiente o en combinación con ciertos agentes superfi-ciales, desprendiendo al aire cercano al suelo productosgaseosos específicos . Las aureolas de gas que se forman

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alrededor de ciertos yacimientos, pertenecen a las aureolassecundarias de dispersión.

d) Método biogeoctuímico . Como muchos otros métodos, éste seapoya en gran medida en los conceptos de las aureolas secun-darias de dispersión. Está fundado en la existencia de unenlace entre las plantas y el suelo . Con aproximación, sepuede comprobar una elevación brusca en el contenido de unelemento cualquiera, al analizar las cenizas de las plantaslo cual puede representar un contenido elevado del mineral enel suelo y quizás en las rocas de las base . La convenienteinterpretación de estos hechos puede conducir al descubri-miento de un yacimiento mineral subyacente.

e) Método geobotánico . Actualmente se conoce de una maneraprecisa que ciertas especies de plantas y las bacterias sonverdaderos acumuladores específicos de elementos químicos,por ejemplo plantas acumuladoras de cobre, cinc, litio ymanganeso.

Por regla general, las plantas se adaptan más rápidamente a loselementos extendidos en grandes escalas (Na, Ca, K, Si, Fe, entreotros) que a los microelementos (Cu, Li, Hg, etc) . Estos últimosson generalmente causa de muchas enfermedades de las plantas, porejemplo, la disminución de su crecimiento, que pueden provocarincluso la esterilidad

total de los suelos(cuando el contenido de estos elementos es muy elevado) . Poresta razón las plantas que se desarrollan en condiciones especi-ficas de este género desempeñan un importante papel en la inves-tigación minera.

La investigación del método geobotánico consiste en descubrirsegún el aspecto y constitución de la flora las particularidadesde las plantas relacionadas con determinados tipos de mineralesútiles . (M . Kreiter 1978).

6 . Exploración directa.

Otro método de exploración es la barrenación para la obtención demuestra que permiten conocer y evaluar aspectos geológicos ymineralógicos buscados . Es el procedimiento final y decisivo enla exploración de yacimientos minerales.

6 .1 Barrenación.

Este aspecto constituye un sistema más directo de exploraciónminera que la geología, pues por medio de ella se logra saber concierta precisión y rapidez si existen cuerpos de mineral novisibles, así como su capacidad y calidad.

Los diferentes tipos de barrenación utilizados en la exploraciónse definen a continuación :

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a) Barrenación á diamante . Sistema utilizado en la minería paraexplorar o muestrear determinada zona de interés . Consisteprincipalmente en una máquina perforadora accionada por unmotor eléctrico o neumático cuando trabajan en el interior dela mina, de diesel y gasolina cuando trabajan en superficie.

Esta máquina tiene un empuje mecánico o hidráulico para elavance de una tubería que lleva en el extremo una broca condiamantes y que va cortando la roca a una alta rotación yrecuperando la muestra cortada dentro del tubo.

La ventaja de este sistema es que dicha muestra proporcionala información suficiente para saber el material que seencuentra a la distancia cortada . El uso de la barrenación dediamante se ha extendido ampliamente y es vital para laexploración y en la determinación de reservas.

b) Barrenación con barriles de acero . El procedimiento es análo-go al de barrenos de diamante, salvo que en lugar de utilizardiamante se usan balines de acero y las perforaciones son deun diámetro mayor . También se extrae un núcleo existiendo lanecesidad de recoger el lodo restante en un receptáculoespecial adaptado dentro de la pieza cortante.

6 .2 Perforación con cable . Cuando se perforan barrenos profundosdesde la superficie, cuesta mucho trabajo y mucha energía removerlas barras de barrenación al final de cada tanda de barrenación.Gran parte de este trabajo se puede evitar con el equipo de cableque permite que al final de cada tanda sólo se saque el barrillleno . Se baja el barril por el centro de los tubos de perfora-ción con un cable y se utilizan varias abrazaderas para fijar elbarril a la broca . Estas abrazaderas se sueltan una vez lleno elbarril y no se mueve el tren de barras mientras se recupera elnúcleo . La perforación con cables es ahora muy común en la explo-ración minera de calidad así como en las exploraciones y sonmuchos los contratistas que ya cuentan con el equipo necesariopara realizar este trabajo . (E . Hoek 1980).

6 .3 Muestreo.

El muestreo de los yacimientos y las acumulaciones artificialesde minerales útiles, efectuado durante la investigación y pros-pección, tiene por objeto fijar su calidad respecto de lasexigencias impuestas por la industria a todo tipo de materiaprima . Los resultados del muestreo se utilizan en los cálculos delas reservas industriales del yacimiento ; además determinan laelección del procedimiento y del esquema de tratamiento de mine-ral útil y permiten resolver ciertos problemas relacionados conel proyecto técnico y con la planeación ordinaria de la extra-cción . Todos los procedimientos de extracción de muestras puedensubdividirse, con objeto de facilitar su estudio, en tres grupos:

a) Extracciones puntuales (al azar por puntos o en sondeos).

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1 b) Extracciones lineales (en calicatas y sondeos).

c) Extraccionesvolúmicas (procedimientos a rastrillo y global).

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El procedimiento al azar es el más sencillo y consiste en des-prender varios trozos de roca de 0 .5 a 2 .0 Kg. Sólo se emplea conel fin de determinar la calidad de los minerales comerciales, oal menos obtener la característica más aproximada de su composi-ción mineralógica . Se utiliza generalmente con el fin de efectuarel estudio mineralográfico de las mineralizaciones.

La técnica por puntos consiste en extraer de la labor o de unapared de la obra minera, muestras reducidas según una malla pre-vista . Las muestras reducidas tomadas en el centro y en lasesquinas de cada cuadro forman una muestra inicial.

El procedimiento de sondeo consiste en extraer los residuos dela perforación o esquirlas en el transcurso de la misma . Paraello se utilizan los sondeos perforados durante la excavación delabores o bien se hacen perforaciones especiales con taladros através de la mineralización, que permitan el muestreo.

Las ventajas de la extracción por sondeo con relación a otrosprocedimientos de muestreo son las siguientes:

a) Posibilidad de hacer coincidir la perforación con el procesoextracción

b) La extracción de muestras no impide la extracción de lalabor;

c) El tratamiento de las muestras extraídas es el mínimo, puestoque el diámetro máximo de los residuos de perforación no es,generalmente superior a 2mm.

El procedimiento por rozas consiste en realizar sobre las super-ficies descarnadas de la mineralización, una roza cuya forma ydimensiones dependen de la potencia del cuerpo y del carácter dela distribución de los elementos útiles y de impurezas nocivas.La forma y las dimensiones del surco deben ser las mismas en todasu longitud.

La técnica a rastrillo consiste en desprender una capa de mineralde igual espesor a partir de toda la superficie del mineraldescubierto en el corte, en el techo o en las tablas de la labor.En las calcitas algunas veces conviene hacer la extracción sóloen las tablas.

El desprendimiento de las muestras es un proceso lento que exigemucha mano de obra y puede ejercer influencia negativa en lavelocidad de las excavaciones mineras.

El muestreo global se caracteriza por una lenta velocidad deejecución y un elevado costo .

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Por este motivo su acción está limitada a la determinación delcontenido en los minerales comerciales ; el procedimiento globalse utiliza muy poco, sólo en caso de que cualquier otro de losprocedimientos de muestreo descritos anteriormente no pueda darresultados seguros.

7 .Derechos de Explotación

Después de haber desarrollado los trabajos de explotación y haberdelimitado una área determinada en donde el depósito del yaci-miento mineral ha sido caracterizado como rentable, se procede ala denuncia del fondo minero, de acuerdo a la Ley minera.

El área delimitada como zona de proyecto debe quedar bien delimi-tada y considerar una zona de salvaguarda de acuerdo a las carac-terísticas del proyecto.

En esta etapa se deben considerar todas las leyes y reglamentosrelacionados con la protección del ambiente como Ecoplanes,Planes de Desarrollo, Ordenamientos Ecológicos, etc.

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IV . ETAPA PREOPERATIVA.

En todo proyecto minero, la etapa preoperativa juega un papel muyimportante para la futura vida de la unidad minera, debido a queen esta etapa se crea toda la infraestructura necesaria para quela unidad pueda trabajar durante el tiempo necesario para extraertodas las reservas minerales.

Los primeros trabajos que se efectúan en esta etapa son losservicios de la mina.

1 . Servicios.

Los servicios de la mina son los siguientes:

a) Elaboración de caminos de accesos . Generalmente la mayoría delos yacimientos minerales, se localizan en lugares muy aisla-dos, por lo cual es necesario conformar vías de acceso . Estasgeneralmente se deben realizar en lugares perfectamentedeterminados para que posteriormente no se tengan que des-arrollar nuevos caminos.

b) Lineas eléctricas y subestaciones . Un servicio fundamentalque se requiere es el suministro de energía eléctrica, comose mencionó anteriormente, por lo lejano del yacimiento conrespecto a las ciudades . Normalmente las empresas cuentan consus propias estaciones o subestaciones de energía eléctrica,además del tendido de las lineas . La energía es suministradapor la C .F .E.

c) Lineas de aqua . Otro servicio fundamental que se necesita esel suministro de agua . Cabe mencionar que en ciertas ocasio-nes se han comenzado a desarrollar proyectos pero que sin laexistencia de este liquido vital para el hombre o por lafalta del mismo, se han tenido que dejar en el abandono.

d) Vías férreas y funículos En ocasiones el aislamiento del áreaminera implica el desarrollo de obras que permitan el mate-rial a explotar, como es el caso de las vías férreas y funi-culos, las cuales sólo en caso muy especifico se implementandebido a su costo.

2 . Obras de Desarrollo.

Una vez que se han implementado los servicios de la mina, seprocede ha elaborar las obras de desarrollo sobre el yacimientomineral.

Las obras de desarrollo son los trabajos necesarios que, pormedio de otras mineras, conducen a probar que un yacimientomineral es probable en su extracción, y de acuerdo a las obrascosteables definidas, prepararlo para la explotación minera.

El desarrollo de una mina requiere de un sistema de acceso a laszonas mineralizadas el cual se logra mediante el cuele de obras

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subterráneas tales como tiros, socavones, contratiros, niveles ycontrapozos ; las anteriores obras deben ser cuidadosamente pla-neadas de acuerdo a las características del yacimiento.

Los trabajos de desarrollo pueden ser divididos en dos partes conbase al proyecto : la primera parte se le conoce como desarrollogeneral y está relacionado con la determinación de la configura-ción del depósito, su buzamiento y el trazado principal de lamina ; la segunda etapa concierne al método de explotación poraplicar.

Las diferentes vías de acceso en la roca, pueden ser de cuatrotipos fundamentales:

a) Tiros . La finalidad fundamental de un tiro es de dar acceso ala mina y permitir la comunicación de los frentes de trabajoen el interior . El tiro también puede ser utilizado para elmanteo del mineral y del material estéril, para el transportede personal y materiales de la mina y como una via de venti-lación.

Los tiros modernos generalmente son verticales . La secciónpuede ser rectangular, circular y elíptica . Los tiros circu-lares han llegado a popularizarse hoy en día debido a quesoportan mejor el empuje horizontal de la roca y porque sonmás fáciles de recubrir con concreto.

La excavación de un tiro es una fase complicada en eldesarrollo de una mina, esto debido tanto al equipo que senecesita, como al trabajo mismo . La profundización de un tirorequiere de grúas especiales, plataformas, etc . y dependiendode los usos y funcionamiento a que se destinen, deberá equi-parse debidamente para el transporte vertical de materiales,equipo y personal, así como el manteo del mineral.

El ahonde del tiro se realiza generalmente con perforadorasmanuales, aunque también se pueden emplear equipos neumáticoscon brazos hidráulicos especialmente diseñados para mecanizarlas operaciones, tanto las de barrenación'y voladura, comolas maniobras del rezagado del material fraccionado por elefecto de los explosivos.

b) Frentes y niveles . Los frentes de una mina se emplean paradiversos fines, tales como : obras de acceso, obras dedesarrollo para el sistema de minado y para fines de explora-ción, de ventilación y acarreo horizontal, etc . En general lageometría de la obra es de tipo rectangular con cielo above-dado o sensiblemente circular cuando se requiere de unaresistencia a la compresión mayor y cuando se cuenta con elequipo de perforación adecuado.

c) Contrapozos . Son obras sensiblemente verticales que formancomunicaciones entre los diferentes niveles . Se u6an comopaso del mineral, como camino para el tránsito del personal,como duetos de ventilación y como parte integral de la obra

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de tumbe.

d) Rampas . Son inclinaciones aproximadamente de 12 % que sepresentan en las minas y se realizan por fuera del yacimientomineral y que tienen una utilidad similar a la de los contra-pozos.

3. Obras de Preparación.

Una vez que se han efectuado las obras de desarrollo, se procedea efectuar las obras de preparación, las cuales son las obrasmineras encaminadas a formar bloques en el cuerpo mineral . Entrelas obras de preparación tenemos a los Contrapozos, Subniveles,Chutes-Metaleras ; estas obras se explican en los métodos deexplotación.

4. Instalaciones.

En la superficie del terreno se tendrá que buscar o seleccionarel lugar más adecuado para construir las siguientes instalacio-nes : (Figura IV . 4 .1 .)

- Oficinas.

- Regaderas .(Duchas)

- Talleres.

- La colonia (casas, canchas deportivas, etc .).

- La Planta de Beneficio.

- La Presa de Jales.

- Almacenes

- Los polvorines.

Al seleccionar la localización de un polvorín, se debe considerarla seguridad pública y acceso al sitio de trabajo o áreas dondeva ha utilizarse el explosivo.

Los polvorines deberán localizarse lo más remotamente posible;Lugares montañosos o boscosos brindan buenas barricadas natura-les . Por seguridad el acceso a ello, deberá estar limitado yresguardado por rejas fuertes.

En cuanto a la construcción de polvorines, estos deben ser:

a) Resistentes al fuego y condiciones climatológicas, así como aprueba de robo.

b) Estar adecuadamente ventilados.

c) Resistentes a la penetración de una bala.

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Los requerimientos de ventilación dependen de las condiciones delclima y tipo de material que se va a almacenar . Las ventilasgeneralmente se encuentran en la cimentación o parte inferior delas paredes, y en el techo o parte superior de las paredes late-rales, deberán tener una rejilla para evitar la entrada de anima-les y completar la protección para inclemencias del tiempo.

El aire debe circular libremente a través del polvorin paraevitar que se ponga caliente y húmedo lo suficiente para deterio-rar los explosivos, agentes explosivos fulminantes y mechas.Además de tener la adecuada ventilación, se debe pintar el exte-rior con un color reflejante, lo cual ayuda a reducir las varia-ciones extremas de temperatura.

Las puertas de los polvorines deberán siempre tener un interiorque no provoque chispas y cuando sea necesario ser a prueba debalas . Toda la herrería de la puerta deberá estar soldada oatornillada de tal forma que no pueda ser removida del exterior.

Los cimientos de un polvorin permanente, no deberán tener abertu-ras excepto las necesarias para ventilación.

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V. ETAPA DE EXPLOTACION.

1 . Minería Subterránea y a Cielo Abierto.

Generalmente en la industria minera un factor de gran importanciapara tomar la decisión de si un proyecto es viable o no, recaefundamentalmente en el factor económico.

Por regla general se tiene que en proyecto de minería superficial(cielo abierto), el ritmo de producción es mucho mayor que en unamina subterránea ; esto se debe fundamentalmente a que en laprimera opción no se presenta restricción alguna en el tamaño ycapacidad de los equipos, en minería subterránea esta restricciónse presenta por las dimensiones de las obras las cuales tienenun tamaño máximo que dependerá de las condiciones mecánicas yestructurales del depósito mineral así como de la roca encajonan-te.

Normalmente los costos generales en minería a cielo abierto sonmucho más bajos que en la minería subterránea . La relación exactadependerá de factores como la cantidad de material estéril quedebe ser removido en una mina a cielo abierto, el método deexplotación seleccionado para Una operación subterránea, etc:

La alta productividad de los equipos empleados en la minería acielo abierto significa, en términos económicos, reducción decostos.

Los grandes volúmenes de mineral generados por la minería super-ficial han dado la oportunidad de producir cantidades considera-bles de equipo, con el consecuente abatimiento de los costos deoperación.

En las operaciones a cielo abierto, tanto el personal como elequipo resultan directamente afectadas por los cambios climato-lógicos . En las minas subterráneas existen problemas de ventila-ción, contaminación por emanaciones tóxicas de gases producidospor las detonaciones de materiales explosivos, diesel y polvo.

En cuanto a las afectaciones superficiales del terreno las opera-ciones a tajo abierto inciden más seriamente en el entorno ecoló-gico que rodea a la zona de explotación que las subterráneas,debido a que eliminan el suelo, y la vegetación, además decontaminar por lo general a las aguas superficiales.

Durante la etapa de decisión referente al tipo de minado que sedebe implementar, se toma en cuenta que las pérdidas en recupera-ción de mineral son mayores en el minado subterráneo que en elsuperficial, las cuales en su oportunidad, afectan la vida pro-ductiva de la mina.

Para decidir si un proyecto debe ser minado a tajo abierto o pormétodos subterráneos, se consideran cuatro tipos de depósitos:

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1

a) Depósitos que son adecuados para el minado a cielo abiertoexclusivamente . (Cuerpos diseminados de poca ley y relativa-mente cercanos a la superficie).

b) Depósitos que inicialmente son adecuados para el minadosuperficial y posteriormente para continuar con minado subte-rráneo.

c) Depósitos que claramente resultan muy profundos para serconsiderados con posibilidades de explotación a cielo abier-to.

d) Depósitos que previamente fueron trabajados por métodossubterráneos y que debido a cambios en la tecnología o enlas cotizaciones de los metales resultan adecuados paraconsiderar como una posible operación superficial.

Fácilmente un depósito mineral caerla dentro de la clasificaciónanterior, pero para seleccionar el sistema de explotación hay quehacer previamente un análisis de las características del yaci-miento mineral.

Equipos Utilizados eri los Métodos ,de Explotación Subterráneos.

os equipos utilizados . en 'cualquier' . sistema'-Fseñale

Métodos de Explotación én `la Minería Subterránea.

3 .1 . Introducción.

Los problemas involucrados en la estabilidad de las minas asícomo en la de otros tipos de trabajos relacionados con excavacio-nes, son idénticos desde el punto de vista de condiciones estáti-cas y muchos de los factores que contribuyen a dicha estabilidadson también susceptibles de contribuir a la resistencia de losmateriales bajo condiciones de carga dinámica.

En minería y desde el punto de vista económico, el mejo' métodode explotación deberá ser aquel que proporcione la mayor tasa deretorno en la inversión . Adicionalmente el método seleccionadodeberá satisfacer condiciones de máxima seguridad y permitir unritmo óptimo de extracción bajo las condiciones geológicas parti-culares del depósito . La clasificación de los métodos de explota-ción adoptados por la mayoría de las compañías mineras en elmundo, han sido elaborados con base en la geología estructural yen la mecánica de rocas, prevaleciendo el concepto imprescindiblede la estabilidad de las obras . El mejor método de minado depen-derá de las características geológicas del terreno mismas quedeterminarán el tamaño del área que se va ha explotar, con losrespaldos que presenten una mayor estabilidad durante la explota-ción .

eexplotación se

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TABLA V .2 .1 . Operaciones realizadas en cualquier

,explotación

FRACTURAMIENTO DE LA ROCA CONDUCCION EQUIPO COMUNMENTE UTILIZADO

BARRENACIONHORIZONTAL JUMBOS . PIERNAS NEUMATICAS

TRICICLOS . ROTARIAS

VERTICAL FAN-DRILL . TRAC-DRILL .

SIMBAPIERNAS NEUMATICAS

EN SECO ANFO, CANUDOS, ESTOPIN, BOMBI-SISTEMA NONEL, CORDON DETONANTE

VOLADURA

EN HUMEDO SLURRY (LODOS), DINAMITA, SIS-

TEMA NORMAL

VOLADURAS SECUNDARIAS(ROCA FRAGMENTADA MUY GRANDE)

PIERNAS NEUMATICAS, ANFO, CA-HUELAS, ESTOPIN, CORDON DETO -

NANTE

TRANSPORTE DEL MATERIAL

REZAGADO DENTRO SCOOP TRAM,WINCHES

ACARREO HORIZONTAL SCOOP TRAM, CAMIONES DE BAJOPERFIL, LOCOMOTORAS (DIESEL,

ELECTRICAS)

MANTEO VERTICAL INCLINADO JAULAS, CALESAS, SKIP

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Específicamente, la geología del sitio deberá ser estudiada endetalle, de tal forma que:

- las obras preliminares sean realizadas en los sitios donde seobtenga la mayor información del terreno.

- Las obras permanentes sean ubicadas y perforadas en rocasólida y estable.

- Los rebajes de producción sean planeados de tal manera queeviten los riesgos inherentes a las aguas subterráneas.

- Se obtengan las máximos factores de seguridad.

3 .2 Clasificación de los sistemas de explotación.

Los ramos y características de los depósitos minerales fueroncreados antes, durante o después de que la mineralización tuvolugar . Asi, las condiciones que determinan el sistema de explota-ción más adecuado dependerán de lo anterior.

En la selección de un sistema de explotación siempre se debenconsiderar varios factores de importancia, recomendandose nobuscar semejanzas con otra operación minera para seleccionarlo,ya que dichos factores varian generalmente de una mina a otra.

Los factores de mayor influencia en el diseño u selección delsistema de minado se pueden agrupar en varias categorías, queincluyen, los principios básicos de la ingeniería de minas,econo-mia y seguridad.

a) Factores geométricos y espaciales del depósito mineral, talescomo : forma, tamaño ; posición y profundidad.

b) Propiedades físicas o mecánicas y químicas del mineral y dela roca encajonante.

c) Factores económicos, incluyendo el valor absoluto del yaci -miento, costos comparativos de minado y rangos de produccióndeseados.

d) Factores económicos de la empresa.

e) Seguridad en las operaciones y factores ambientales, talescomo la conservación de la superficie de la mina, y preven-ción de contaminaciones ambientales.

f) Su influencia en las instalaciones de operación auxiliarespresentes y futuras de la mina.

Los primeros tres grupos son intrínsecos al depósito y su efectoes determinante en la selección de los sistemas que pueden serempleados para el minado del depósito por lo cual sirven comocriterios iniciales para eliminar aquellos métodos no aplicablesal caso especifico en estudio.

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El sistema de explotación seleccionado

deberá combinar lassiguientes características:

a) Alta recuperación del depósito mineral con un producto debuena calidad.

b) Adaptabilidad a las condiciones actuales y futuras de lamina.

c) Máxima producción por hombre y por equipo para tener unaproductividad considerable.

d) Mínimo costo por tonelada de mineral producida.

e) Optima seguridad e higiene para el personal y equipo.

Antes de explicar los diferentes métodos de explotación se men-cionarán algunas definiciones . (Ordoñez, 1988)

a) Tiros . Los tiros generalmente son construidos para extraccióndel mineral, transporte de personal o de materiales, o sim-plemente para ventilación o camino de emergencia.

b) Frentes . Se consideran frentes todas aquellas obras tendien-tes a desarrollarse sobré Una veta mineralizada en un séntidócasi horizontal y a todo lo largo dé ella, con él fin princi-pal de explorar inicialmente y posteriormente usarse como viade extracción del mineral.

Cruceros . Estas obras son completamente similares a lasfrentes, y se les denomina así porque se desarrollan fuera dela veta, generalmente para conectar una veta con otra.

d) Contrapozos . Se ha denominado así a todas aquellas obrasascendentes que tienden a comunicar un lugar inferior con unosuperior o a explorar una parte superior desconocida . Los máscomunes son los que se desarrollan de un nivel a otro, con elfin de explorar o ventilar.

e) Rampas . Se conoce de esta manera a aquellas obras de desarro-llo descendente o ascendente con un pequefio grado de inclina-ción, tendientes a alcanzar un lugar determinado a distintaelevación.

f) Metaleras . Estas obras son en sí un contrapozo vertical ocasi vertical con la diferencia de que su sección es mayor,un mínimo de 3 mts por 3 mts, y los cuales continúan de unnivel a otro, para transportar el mineral a la trituradora osimplemente a los cartuchos de manteo . Generalmente estasobras están cerca de los tiros de manteo.

g) Ventanilla . Ampliaciones que se hacen en la intersección deun nivel y un tiro, donde generalmente se tiene que bajarequipo, reunir personal para salir, etc.

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h) Socavón . Obra minera que comunica el interior de la mina conla superficie, dichas obras sirven como acceso del personal,para introducir equipo o simplemente para mantener una buenaventilación en el interior de la mina . En la figura V.3 .2 .1se pueden observar las obras anteriormente mencionadas.

Los sistemas de explotación se pueden clasificar de la siguienteforma :

Sistema de Rebajes Naturalmente Soportados:

- Método de rebajes abiertos.

+ Método de aberturas aisladas.+ Método de aberturas con pilares.

. Método de rebajes abiertos con pilares casua-les.

. Método de salones abiertos con pilares regu-larmente distribuidos

- Método de salones y pilares.- Método de tumbe por subniveles.

* Sistema de Rebajes Artificialmente Soportados.

- Método de tumbe sobre carga.- Método de corte y relleno.

+ Relleno con jales o relleno hidráulico.+ Relleno con arena de río.+ Relleno con tepetate.

- Método de minado por cuadros conjugados.- Método de rebanadas descendentes.

* Sistema por Hundimientos.

- Método de hundimiento por subniveles.- Método de minado por grandes bloques.

3 .3 . Rebajes naturalmente soportados.

Los rebajes naturalmente soportados, también conocidbs comoaberturas auto-soportables, son excavaciones subterráneas en lascuales las cargas dinámicas ejercidas por el macizo circundantesobre la abertura, son soportadas por las paredes de la obra opor pilares labrados sobre la misma roca o mineral . Estos rebajespueden ser excavados en cualquier tipo de roca de característicasestructurales adecuadas, con excepción de los depósitos de pla-cer . No obstante, las dimensiones de la abertura que podrá serexcavada, dependerá del tipo de material rocoso del que estánconstituidos las paredes y los pilares que se dejaran como ayudade soporte . Por ejemplo ; el claro (abertura minima de pared aared ; de pared-a : pilar o de : pilar` a , pilar) ?` que podrá permanecer

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Figura V.3.2.1

Secci6n longitudinal de una mina

mostrando diversas operaciones.

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sin soporte, varia virtualmente desde casi cero (para materialesmuy fracturados o materiales rocosos en estratos laminares muydelgados, en loscuales prácticamente no existen fuerzas cohesi-vas a través de las jüntás), hasta más de 35 metros (100 pies)en cuerpos de rocé masiva y competente : De esta manera y entérminos generales, las dimensiones de un rebaje auto-soportabledependerán del espaciamiento y de la resistencia a través de losdefectos mecánicos en el material rocoso y de la profundidad yorientación de la abertura.

3 .3 .1 Rebajes abiertos (Open Stopes)

Definiendo estrictamente, un rebaje abierto es una obra o abertu-ra subterránea de donde ha sido extraído el mineral valioso quese alojaba y en donde no se requiere hacer uso ni de madera ni deningún otro tipo de material de soporte para mantenerla abierta.Por costumbre también se suele clasificar como rebajes abiertos aaquellas obras en las que las paredes y/o techos pueden sersoportados con pilares naturales de mineral o de roca estéril in-situ, por trancas de madera, por pernos ancla o por otros mediossemejantes.

Aplicabilidad.

El sistema de explotación rebajes abiertos es aplicable a cual-quier tipo de depósito mineral, siempre y cuando las condicionesmecánicas y estructurales tanto de la roca encajonante asi comodel mineral sean muy compatibles, es decir que puedan soportarclaros durante toda la vida de la mina . El buzamiento de dichocuerpo preferentemente deberá ser horizontal o cercano a esta.

Obras de Preparación.

- Frentes de preparación . Se desarrollarán a todo lo largo delyacimiento.

- Cruceros . Sirven para ir delimitando el área que se tendráque minar; estos cruceros comunicarán con los contactos delyacimiento.

- Contrapozos . Servirán como accesos para el personal, asi comopara crear circuitos de ventilación y para chorrear el mine-ral.

- Chutes . , Para recibir el mineral proveniente de los rebajes.

Desarrollo del Método.'Una vez que se• tiene'perfectakente delimitado el block que sé vaa minar, se proceden a ' hacer'. ' cortes de costilla hasta' llegarlos conductos dé la roca encajonañte . Estos cortés se dan con unabarrenación horizontal o vertical, lo cual dependerá de la pla-neación previa qué se haya establecido:

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1

Variantes

a) Aberturas aisladas.

b) Aberturas con pilares.

* Rebajes abiertos con piolares casuales

* Rebajes abiertos con pilares regularmente distribuidos.

Las ventajas del sistema de Rebajes Abiertos son las siguientes:

- No se requiere de un soporte artificial

II

- Es un método selectivo

- Es factible de ser mecanizado

- Se tiene una buena ventilación

- Es aplicable a cualquier tipo de yacimiento

- No presenta problemas de subsidencia

- Disponibilidad inmediata del . material

Sus Desventajas son:

- La roca encajonante y mineral deberán ser compatibles.

- Alta inversión inicial en equipo

- Se dejan grandes claros en el interior de la mina

3 .3 .1 .1 . Aberturas aisladas.

Una abertura aislada o individual es un rebaje sin pilares y enotras circunstancias, es una obra subterránea sin soporte queesencialmente se localiza fuera de la zona de influencia de otrostrabajos subterráneos . Por medio de este método de explotación sepueden minar bolsas lentes y clavos de mineral que por su origen,se formaron aisladamente con relación al resto del cuerpo mineralprincipal.

En general el cuele de rebajes individuales puede realizarse encualquier tipo de roca, cuyas características estructurales ymecánicas lo permitan . El claro máximo que puede ser minado en unrebaje abierto individual, dependerá de la profundidad del depó-sito y de los parámetros fisicos y geológicos de la roca encajo-nante.

3 .3 .1 .2 . Aberturas con pilares.

Por lo general, en depósitos minerales o de áreas muy extensas,como es el caso de vetas, chimenea y mantos, no se pueden afectar

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111

rebajes abiertos individuales sin soporte . Para mantener laestabilidad de la roca se hace necesario el uso de alguna clasede soporte dentro de los limites del yacimiento ; el soporteconsiste en dejar áreas sin excavar en la propia abertura, deno-minándosele al sistema de explotación de rebajes abiertos conpilares.

Desde el punto de vista estructural, dicho tipo de rebajes co-rresponde al sistema de minado de aberturas múltiples, esto esaberturas que quedan tan cercanas unas de otras, que la distribu-ción de esfuerzos alrededor de una obra determinada, se ve afec-tada por la repartición de éstos en la vecindad de las obrasadyacentes, y viceversa.

El minado de rebajes abiertos se podrá efectuar de dos formas:con pilares casualmente distribuidos y dejando pilares regular-mente distribuidos.

3 .3 .1 .2 .1 . Rebajes abiertos , con pilares casuales.

Este tipo de rebajes irregularmente espaciados y/o con dimensio-nes aleatorias, es aplicable a los siguientes tipos de yacimien-tos :

- Grandes lentes mineralizados, especialmente si la ley delmineral y/o la potencia del yacimiento es variables : Cuandosea posible, los pilares deberán dejarse en mineral estéril.Si la ley del mineral es muy alta y la estabilidad de la obraobliga a dejar pilares en este mineral, usualmente los pila-res podrán ser recuperados en la etapa final de la vidaproductiva de la mina.

- En mantos y vetas que profundicen con cualquier ángulo debuzamiento menor de 45 grados, es decir, a un ángulo tal queel mineral fracturado no ruede por efecto de la gravedad.

En las obras con pilares casuales ; las dimensiones del clarodepeñderán de la calidad de la roca del techo ; si esta es masiva;podrá soportar claros hasta de 30 mts.

3 .3 .1 :2 :2 ; Rebajes abiertos con pilares regularmente distribui-dos.

Generalmente, el uso del sistema de pilares regularmente distri-buidos resulta ser el más aceptable para la explotación de mantosy vetas muy potentes y de gran extensión, en las cuales tanto laley como la potencia del cuerpo son relativamente uniformes . Esun sistema en el que tanto el contorno de la sección transversaly tamafio de los pilares como el espaciamiento entre ellos, sonuniformes.

El sistema de pilares regularmente distribuidos, también tienenun uso muy difundido en yacimientos masivos, en los cuales seemplean sistemas de minado de niveles múltiples . En estos, lospilares de un nivel se superponen con sus correspondientes en los

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niveles inferiores . Algunos yacimientos de sulfuros masivosemplean este procedimiento, como es el caso de la mina San Martinen el estado de Zacatecas, donde adicionalmente y como refuerzode los pilares, los rebajes se rellenen posteriormente con jales.

3 .3 .6 Método de explotación con salones y pilares (Room and Pi-llars).

Aplicabilidad.

Dicho sistema de explotación es aplicable a depositar los tabula-res con un ángulo de buzamiento casi horizontal ; las caracterís-ticas mecánicas y estructurales de la roca encajonante y mineraldeberán ser competibles.


Son similares a las desarrolladas en el método de Rebajes Abier-tos.

Desarrollo del Método.

El diseño para un arreglo de salones y pilares es fundamental-mente el mismo que para un sistema de rebajes abiertos con pila-res regulares, con la excepción de que el primero se encuentrorestringido a depósitos relativamente horizontales, en los cualesel mineral tiene leyes y potencia prácticamente uniformes, tal ycomo es el caso de los mantos de carbón o de minerales evaporiti-cos . Ocasionalmente algunas otras operaciones subterráneas conyacimientos minerales metálicos diferentes a los mantos tambiénutilizan dicho sistema de explotación.

La sección geométrica de los pilares se aproxima del circulo auna elipse, ensanchándose en las partes superior e inferior paraincrementar el área de contacto con el techo y el piso.

El sistema se desarrolla mediante el minado de una retícula defrentes y cruceros en la etapa preparatoria, para después conti-nuar con el tumbe y el ensanchamiento de los paneles formados porla retícula : El tumbe de ampliación continuará hasta dejar unazona sin minar, que pasará a constitúir los pilares ; con lasdimensiones, forma y Posiciones calculadas con anterioridad.

Los salones generalmente se disefian tan grandes como las reglasde seguridad lo permitan ; su área estará limitada por las carac-terísticas y propiedades mecánicas de las rocas que conforman eltecho de la obra . Las dimensiones de la sección transversal delos pilares, en conjunción con el ancho de los salones, determi-narán los indices de extracción del mineral y a su vez, lasdimensiones de los pilares de soporte dependerá de la profundidaddel yacimiento, de la resistencia de la roca y de algunas otraspropiedades inherentes al material que forman dichos pilares . Enla figura V . 3 .3 .2 .1 ., se muestra un rebaje utilizando salones ypilares .

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Ventajas del Método de Salones y Pilares.

- Es un método selectivo.

- Recuperación del 90%.

- Altamente mecanizable.

- Disponibilidad inmediata del mineral.

- Altos ritmos de producción.

- Presenta buena seguridad.

Desventajas.

- Gran cantidad de obras de preparación.

- Fuerte inversión inicial en equipo.

- En ciertas ocasiones se tienen que dejar pilares sobre mine-ral rico.

- No se pude cambiar a otro sistema de explotación una vezrealizadas las obras de preparación.

3 .3 .3 . Método de explotación tumbe por subniveles (SublevelStopingl.

Aplicabilidad.

Para poder utilizar dicho sistema es necesario que la roca enca-jonante así como el mineral sean competentes, es decir, que laroca tenga una alta resistencia y no presente planos de fracturani planos de debilidad, logrando con estas caracteristicas,evitar al máximo los desprendimientos de roca que pondrian enpeligro la seguridad del trábajador en la mina.

Los depósitos minerales que se pueden minar bajo este sistema deexplotación, son los siguientes:

- Vetas . Las cuales tendrán una potencia variable pero depreferencia mayores de 3 mts.

- Mantos y Chimeneas . Este tipo de depósitos deberá presentaruna fuerte potencia e inclinación.

- El buzamiento . El buzamiento que deberán presentar dichoscuerpos, será mayor de 45 grados dado que el mineral que esminado bajo este sistema, será transportado por gravedad delrebaje hasta las tolvas de captación.

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Después de haber ubicado un cuerpo mineralizado con las obras deexploración que por regla general sirven también de acceso, seprocede a su preparación para el minado de acuerdo al proyecto deingeniería. Las obras de preparación requerida para este sistemade explotación son las siguientes (Figuras V .3 .3 .3 .1 yV .3 .3 .3 .2):

a) Rampas . Son aquellas obras utilizadas como vias de acceso alos rebajes de producción, asi como también como via decomunicación para el desaloja del material minado en laslabores de desarrollo en el cuele de los diferentes subnive-les

b) Subniveles . Son frentes que sirven de acceso a los depósitosminerales para la preparación de los mismos, incluyendo aquílos desbordes a todo lo ancho y largo del cuerpo hastadefinir sus limites económicos.

c) Contrapozos . Dichos obras están situadas dentro de los cuer-pos mineralizados que van desde los niveles principales hastalos subniveles, los cuales cumplen con un triple objetivo:sirven como chorreaderos durante la preparación de los subni-veles, para ventilación y como contrapozo cuña al iniciar elprimer corte del rebaje.

d) Cruceros de extracción . Es por donde se desaloja el mineralfragmentado por la voladura.

e) Tolvas o conos de captación . Obra indispensable debido a queen estas se depositará el mineral proveniente de las voladu-ras efectuâdas en los diferentes cortes.

Desarrollo del Método

El método de tumbe por subniveles presenta dos variantes que son;rebajes en forma longitudinal y transversal . En ambas variantesel mineral es tumbado a partir de los subniveles realizandocortes de piso en forma de banco, o por medio de abanicos debarrenación colados de abajo hacia arriba y de subnivel a subni-vel . En cualquiera de las dos formas el mineral deberá caer orodar por gravedad hasta las tolvas de captación y de ahí a loscruceros de extracción . En la Figura V .3 .3 .3 .3 . se muestra unrebaje tipico por el método de explotación tumbe por subniveles.

Variantes

a) Los rebajes longitudinales son comúnmente empleadas en laexplotación de vetas angostas con gran ángulo de buzamiento,en donde los subniveles se colarán en forma paralela al rumbodel depósito, con una longitud limitada por la propia exten-sión del cuerpo . El ancho del rebaje estará limitado por lapotencia de la veta . En este tipo de rebajes normalmente seutiliza una barrenación en abanico que facilitara el fractu-

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ramiento del mineral.

b) Los rebajes transversales generalmente se aplican a vetas muypotentes ; en esta variante al subnivel colado en la prepara-ción se harán cortes de costilla hasta llegar a los contactoscon la roca estéril una ves logrado esto se procederá aefectuar una barrenación larga donde los barrenos se dan enforma paralela.

El equipo que puede ser utilizado en este sistema es el siguien-te:

Para el acarreo:

- Cargadores frontales.

- Camiones da bajo perfil.

- Winches.

- Locomotoras.

Para la perforación:

- Wagon Drill.

- Simba.

- Trac Drill.

- Pierna neumática.

Ventajas Del Sistema:

- Altamente mecanizable desde las obras de preparación hastalos obras necesarias para realizar los cortes de producción.

- Buena seguridad de trabajo debido a que se trabajo sobre unpiso firme y un techo y respaldos seguros.


- No requiere de soporte artificial.

- Es un método que presenta una recuperación alta.

Desventajas Del Sistema:

- No es un sistema selectivo.

- Requiere de gran cantidad de obras de preparación.

- Si la roca llega a presentar planos de debilidad o fracturas,entonces pueden provocar caidos.

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3 .3 .4 . Sistema de explotación tumbe sobre carga (Shrinkage Sto-Ding).

Aplicabilidad

El sistema de tumbe sobre carga tiene como los otros métodos deexplotación subterránea múltiples características que deberán sercumplidas para el mejor aprovechamiento de dicho método.Específicamente, la geología del sitio deberá ser estudiada endetalle, de tal manera que:

- Se obtengan los factores de máxima seguridad.

- Las obras se localicen de tal manera que eviten los riesgosinherentes de las aguas subterráneas.

.: Las obras permanentes serán ubicadas y perforadas en rocaestable y sólida.

- Las obras excavadas se conserven abiertas a costos mínimos demantenimiento.

Estos factores geológicos se han tomado como punto de partidapara la selección de este sistema de minado.

El sistema requiere de que la roca encajonante así como elpropio mineral, sean competentes, es decir, que no tengan planosde fractura que lleguen a provocar caidos.

El tipo de roca deseable en cualquier mina es : resistencia y sinplanos de debilidad para evitar al máximo los desprendimientos deroca que pusieran en peligro la seguridad de trabajo dentro de lamina.

Los cuerpos susceptibles de ser explotados por dicho sistema deminado son :

a) Vetas . En donde la potencia podrá ser variable, pero depreferencia deberé ser angosta con un buzamiento no menor de60 grados . También se puede emplear en vetas anchas siempre ycuando la roca encajonante sea resistente para evitar caidosde las tablas.

b) Chimeneas . Debido a que son cuerpos tabulares, se aprovechasu longitud vertical ya que es mayor que su extension hori-zontal.

La dilución que se permite para este desarrollo debe estar pordebajo del 10%, cuyo rango general esta dentro del 5 -10%.

Obras De Desarrollo.

Son los trabajos necesarios que conducen a probar que un yaci-miento mineral es costeable en su extracción, y en función de laszonas costeables encontradas, prepararlo para la explotación

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1 minera.

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El desarrollo de una mina requiere de un sistema de acceso a laszonas mineralizadas, el cual para cualquier método subterráneoson : tiros, socavones, niveles y contrapozos, los cuáles debenser planeados con mucho cuidado.

Después de que se ha ubicado a un cuerpo mineralizado con lasobras de exploración y desarrollo que, como se mencionó, sirventambién de acceso, se procede a una preparación óptima para elminado de acuerdo con el proyecto de ingeniería tendientes autilizar el método en estudio.

Obras De Preparación.

Para este sistema, se considera una preparación para el tumbeque implica la implementación de las obras necesarias para formarpilares de costilla en los limites longitudinales del rebaje . Elblock que se forma esta delimitado por un nivel inferior y otrosuperior y un contrapozo de nivel a nivel situado al centro delblock; las tres obras anteriores son básicas para la exploracióny bloqueo del mineral . Además del contrapozo central que se da elbloque se tiene que colar dos contrapozos verticales a los extre-mos del contrapozo central con una separación de 100 mts decentro a centro.

Preparación para la Extracción.

Para dicha preparación existen tres variantes que se describirána continuación:

a) Chutes y Parrillas . La preparación se inicia en la forma quepreviamente ha sido coloda en veta ; es necesario colar prime-ramente un subnivel a 5 mts, arriba del nivel inferior alalto y a rumbo de veta . Posteriormente se cuelan pequeñoscontrapozos a distancia de 10 mts centro a centro, en loscuales se instalarán las parrillas.

b) Cruceros y contrapozos de Extracción . La posición que tendránestos será perpendicular al nivel general de acarreo y dedefinen de la siguiente forma:

El primer crucero se colocará a 10 .0 metros centro a centrode cualquiera de los caminos laterales . Los siguientes cruce-ros se coloran a 20 metros centro a centro del primer crucerohasta que se completen cinco en total.

El objeto de estar separados 20 metros es que el jalón de lacarga sea perfectamente definido y tenga una área grande deinfluencia al descargar el rebaje. A partir de cada crucerose cuelan contrapozos de 45 grados de inclinación hastacortar la veta y, posteriormente, se comunican entre sí, paraque a partir de esa altura se inicie el tumbe del mineral,dejando un pilar de protección al nivel inferior, En laFigura V .3 .4 .1 . se puede observar esta variante.

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c) Con tupido al Techo . En esta alternativa de preparación no secuela subnivel ni contrapozos, sino que se tumba un corte de3 .0 mts de alto en la cabeza de la frente y se instala eltupido que esta compuesto por madera calculada de acuerdo alas cargas (actualmente este sistema ya no se utiliza).

La secuencia de trabajo en esta alternativa de preparación es lasiguiente:

- Tumbar un corte de 3 .0 mts de alto por la potencia de laveta, el cual cae al piso del nivel.

- Dejar barrenando verticalmente otro corte de 2 .0 mts de altopor la potencia.

- Rezagar lo necesario para:

* Colocar un tupido de madera calculable de acuerdo a lascargas y anchos.

* Rezagar completamente.

* Colocar tolvas.

* Disparar el corte previamente barrenado.

* Ampliación del sill a todo lo ancho de la veta y.

* Continuación del rebaje.


Una vez que el rebaje ha sido preparado, comienza la etapa deltumbe, la cual tradicionalmente ha sido en la forma siguiente : seforman cortes que se barrenan horizontalmente ; esos cortes soniniciados a partir de un contrapozo de nivel a nivel que por logeneral está situado en la parte central del block o unidad deminado ; a medida que el rebaje va ascendiendo; ese contrapozo deacceso se va perdiendo y dos caminos extremos se van elevando;estos caminos se pueden ir formando con madera, con pilares o conuna combinación de ambos . Una vez que el rebaje ha sido minado ensu totalidad, este contará con dos accesos o caminos de nivel anivel en cada uno de sus extremos . Como los cortes se inician enel contrapozo central, la ventilación del rebaje se facilita yaque los gases producto de las disparadas tienden a subir encon-trando una salida natural o forzado por dicho contrapozo ; ademásal ir los cortes a diferente altura, generalmente más altos en elcentro del rebaje, se forma un arco o serie de arcos en sentidolongitudinal que le da estabilidad al rebaje.

El tumbe va avanzando sistemáticamente hasta 5 o 6 metros abajodel piso del nivel superior, altura a la cual se emparejan loscortes y se procede a colar una serie de contrapozos de comunica-ción al nivel superior que servirán de acceso y ventilación para

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el rebaje que posteriormente sera exclusivamente de producción.En la Figura V .3 .3 .4 .2 . se muestra un rebaje típico de tumbasobre carga.

El equipo utilizado es el siguiente:

- Para barrenación : Solamente se utilizan piernas neumáticas.

- Para Acarreo:

* Cargadores Frontales.

* Camiones de bajo perfil.

* Locomotoras.

* Palas cargadoras.

Ventajas Del Sistema Tumbe Sobre Carga.

- Se pueden explotar yacimientos minerales de cualquier tamaño.

- Se requiere de pocas obras de desarrollo por lo que estoscostos son bajos.

- No se requiere de madera dentro de los lugares de trabajo.

- La extracción de mineral se hace por gravedad, dentro de losrebajes no existe traspaleo del mismo.

- Los trabajos de tumbe se efectúan sobre un piso seguro.

- Pueden trabajar simultáneamente varios rebajes.

- Existe una buena ventilación dentro de los rebajes.

- Presenta una recuperación aproximadamente de un 90%.

- No requiere de soporte, ya que esta clasificado dentro de losrebajes naturalmente soportados.

Desventajas del Tumbe Sobre Carga.

- Aunque el rebaje puede ser llevado rápidamente a producción,solamente se dispone de un tercio del mineral quebrado.

- Se mantiene dos tercios del mineral quebrado dentro de lamina.

- Hay poca oportúnidád dé hacer una clasif icácibn entre mine-ral, mineral pobre y tepetate.

- Cuando se utilicen chutes es necesario tener carga no muygruesa para evitar el encampane de los mismos.

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- Si el lugar es húmedo, el mineral se oxida y posteriormentese vuelve rebelde a su beneficio.

- En minerales de pirita y azufre, estos se incendian si sedejan almacenados debido a la fricción entre las partículas.

- Posible conglomeración del mineral tumbado dentro de losrebajes.

- El sistema clásico deja pilares de piso que por lo generalrepresentan una cantidad considerable de mineral o sea dine-ro, ocioso durante un periodo largo de tiempo.

3 .4 . Rebajes artificialmente soportados.

Una abertura soportada se puede definir como aquella obra en lacual una parte significativa de la carga o del peso de la rocacircundante, es sostenida por algún sistema de soporte artificial(por ejemplo : puntales, marcos, relleno, arcos, trancas, posteshidráulicos, etc .) . Debido a que el peso del material rocoso enla vecindad de una abertura ejerce en promedio una carga gravita-cional de una libra por pulgada cuadrada, una obra subterráneaque se localice a 150 m de profundidad requerirá un sistema desoporte capaz de resistir una presión de 36 toneladas por piecuadrado, en caso de que la parte de la carga gravitacionaloriginalmente soportada por la roca en la abertura, no pueda sertransferida a la roca que rodea la obra después de realizada laexcavación.

Generalmente sistemas de soporte artificial con capacidad deresistencia a la compresión como en el caso mencionado, resultanimpracticos y antieconómicos, debido a la robustez y dimensionesque requerirían los elementos estructurales que lo formen, conexcepción de un sistema de explotación con relleno . Los pUntales,trancas, marcos de madera y otros tipos de soporte ligero,probablemente solo podrán soportar un porcentaje muy bajo de lacarga gravitacional, aunque su diseño y utilización sean emplea-dos al máximo . Postes acuñados en combinaciones con huacales omarcos conjugados rellenos y compactados con material estéril,soportan hasta el 50% de la carga en rebajes de grandes dimensio-nes .con claros muy amplios, si se colocan lo suficientementecerca unos de otros.

En rebajes de relleno, éste proporciona un efecto de sostenimien-to capaz de soportar el 100% del peso del material que sobreyacea la obra, después de que las capas superiores subsiden y compac-tan el material de relleno.

3 .4 .1 . Sistema de explotación de corte y relleno (Cut and Fill).

Aplicabilidad

Para poder aplicar dicho sistema el mineral deberá ser masivo, enalgunos casos parcialmente cementado pero lo suficientementeestable o competente, de forma tal que pueda soportar claros tan

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grandes como el cuerpo a minar y durante el periodo de rezagado.

En cuanto a la roca encajonante y en el caso especial de vetas,se necesita que sea un tipo de roca no autosoportable duranteperiodos largos de tiempo, en los cuales estas paredes puedendebilitarse y cegar la obra.

Se debe cuidar en particular el alto de la veta en el que lacalidad de la roca estará en una clasificación que varia de semi-competente a incompetente, y debido a la fuerza de gravedad queactúa sobre esta, la tabla del alto será más débil, en la mayoríade los casos.

Las leyes del mineral sobre el cuerpo puede ser homogéneas y/o nohomogéneas, pues en el caso de encontrar una porción de mineralestéril, se tiene la posibilidad de utilizarlo como mineral pararelleno.

Los cuerpos susceptibles de ser explotados bajo este sistema deexplotación son:

- Vetas anchas y angostas.

- Mantos y chimeneas.

- Cuerpos de reemplazamiento.

obras de Preparación.

Para la preparación de los rebajes, se delimitará la zona deexplotación por dos niveles principales uno superior y otroinferior (que se utilizará como nivel de acarreo) ; y dos contra-pozos que definirán el bloque del rebaje.

Las dimensiones del área a explotar dependerá fundamentalmente deciertos factores como:

- Tipo de yacimiento mineral.

- Consistencia de los respaldos así como del mineral.

- Calidad y ley del depósito.

- Del ángulo de buzamiento.

Se considera aproximadamente, y no como regla general, que ladistancia de nivel a nivel varíe de 50 a 100 metros.

Una vez que se tiene delimitado el block que se va a minar seprocede a colar un subnivel por encima del nivel de acarreo,dejando un pilar de piso en el cual variará de 3 a 5 metros,dependiendo de las características del material . Sobre dichopilar de piso se colarán contrapozos con una separación de centroa centro previamente establecida, en los cuales se construirántolvas de captación las que recibirán el mineral que se va

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1 tumbando.

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En el caso de que el block del rebaje necesite contrapozos inter-medios, estos se harán para crear un circuito de ventilación asicomo para acceso del personal.

Los contrapozos laterales tendrán una doble función, como caminospara el personal y como chorreaderos, o al mismo tiempo realiza-rán las dos funciones, para lo cual se construirá un partido odivisión entre ambos con madera a base de trancas y tablonesgruesos.

Las obras de explotación, comenzarán terminadas las obras preli-minares de desarrollo y preparación, que delimitarán al depósitomineral.


El tumbe del mineral comenzará partiendo de un contrapozo cen-tral, o alguno de los contrapozos laterales, iniciando con unabarrenación inclinada para crear dos caras libres, el siguientecorte se hará de cabeza y con una barrenación vertical u horizon-tal, de esta manera se llevarán los siguientes cortes sobre todala longitud del rebaje.

El rezagado del mineral se puede realizar con winches, cargadoresfrontales y camiones de bajo perfil, cualquiera de estos equipostendrá que depositar el mineral en un chorreadero, el cual setransportará por gravedad hasta el nivel de acarreo . El utilizaruno u otro equipo estará en función de la potencia del cuerpo asicomo de la producción que se desee obtener.

Una vez que se ha rezagado todo el mineral el rebaje deberá serrellenado por algún tipo de material, el cual deberá cumplir conciertas condiciones (LOPEZ, 1973):

a) Que se encuentre material disponible y en cantidad suficienteen una área cercana.

b) Se puede obtener rápidamente, preparar y colocar dentro delos rebajes a costo reducido.

c) Que el material posea una alta resistencia a la compresión,hasta de 71 .38 kg/cm.

d) Se pueda colocar dentro de los rebajes, sin entorpecer lasoperaciones de minado.

e) Se considere en todo el proceso que el material sea de bajocosto.

f) Produzca una superficie de trabajo nivelada, capaz de sopor-tar el peso y tránsito de equipos móviles.

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g) El material debe poseer ciertas propiedades cohesivas.

Las variantes de este Método son las que se describen a continua-ción.

3 .4 .1 .1 Relleno con jales o relleno hidráulico.

Las arenas clasificadas de las colas finales de procesos debeneficio metalúrgicos de minerales, es el material de rellenomás común ; en algunas ocasiones puede utilizarse combinado conalgún otro tipo de relleno como arenas aluviales, roca fragmenta-da, tepetate o gravas . En la Figura V.3 .4 .1 .1 .1 . se muestra unrebaje con corte y relleno hidráulico.

Los colas originadas de la planta de beneficio en superficie sonrepulpados en forma de lodos para ser introducido a la mina pormedio de tuberías primarias que corren de nivel a nivel.

En la preparación de las arenas que sérvirán para relleno, estasdeberán reunir características especificas en cuanto a tamafio serefiere . Para lograr esto las colas finales de la planta pasanpor una clasificación en la cual el material fino o lamas semandarán a la presa de jales mientras tanto el material grueso seutilizara como relleno.

Para que el relleno actúe como soporte las arenas deberán acen-tarse, compactarse por su propio peso y secarse, por la que seránecesario decantar o filtrar el agua.

Para hacer llegar el jal al rebaje se colarán barrenos a diamanteestratégicamente colados, con un diámetro que varia de 3 a 5metros . El tipo de roca en la cual se darán los barrenos deberáser consistente y compactada, para evitar fugas a través de laroca, en caso de que esta presente planos de debilidad el barrenose revestirá con cemento o algún otro material que sea impermea-ble.

Equipo y Preparación (Jal).

Se colocará una planta adecuada y diferente a la de beneficio enla cual se tendrá como equipo:

a) Ciclones de deslame . Aquí llegará la pulpa de desecho de laplanta de beneficio, dicha pulpa circulará a través de losciclones los cuales la clasificaran según su granulometria.Los finos pasan a la presa de jales y los gruesos a lostanques agitadores.

b) Tanques agitadores . Se recibirán los productos gruesos de losciclones, en estos tanques el material se mantendrá en movi-miento con el objeto de almacenarlo en cantidad suficiente yevitar que el material se asiente.

c) Equipo de bombeo . Este equipo por lo regular estará instaladoen el interior de la mina, consta principalmente de bombas

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especiales para el manejo de arenas (pulpas).

Preparación del Rebaje para recibir el Jai.

En la preparación se sellarán las posibles grietas en la roca,así como en caminos y anillados . En la preparación se utilizarátela de yute para controlar la cantidad de agua que lleva elflujo.

La tela de yute se coloca alrededor del anillado de madera,quedando el yute un poco floja debido a que este se encoje con elagua, en caso de que el anillado quede cerca de las tablas seusará cemento para las orillas sobre la tabla antes de comenzarel relleno.

Eliminación de aqua.

Para la eliminación de agua que contiene el jal al llegar alrebaje, se hará por medio de filtración y/o decantación.

a) Filtración . Consiste en ductos cuadrados de madera llamadosdecantadores con orificios de 1" a 2" de diámetro y separa-dos de 4" a 5", estos desembocaran en un tubo, en dondeviajará hacia el vertedero . Este tubo de drenaje tendrá unainclinación necesaria en dirección al desagüe general.

Los decantadores se cubrirán con tela de yute en todo sualrededor, y en algunas ocasiones se colocaran dos telasseparadas entre madera de una pulgada con el fin de retenermás jal.

Es importante cuidar que las torres no sean obstruidas poralgún error de la gente que trabaja porque esto entorpeceríalas funciones de filtración . El colector de estas torresllegará hasta un vertedero el cual derramará el agua hacialas acequias, mismas que llevarán el jal hasta las piletas dela mina ; como siempre se llegan a pasar partículas muy finas,es necesario limpiar con cierta continuidad las acequias delos niveles.

b) Decantación. En este método las partículas finas en suspen-sión se asentarán por su propio peso siendo arrastradas porel agua, la dual correrá hacia los canales de decantación.

3 .4 .1 .2 . Relleno con arenas de ríos.

Este tipo de relleno se usa cuando se tiene un río cercano a launidad minera, del río se podrá obtener material como aluvión.

El material que comprende tamaños no muy grandes es empleado enhúmedo y transportado por camiones y a través de contrapozos serállevado a la cercanía del rebaje . Se debe considerar que elmaterial se encuentra en gran cantidad sin causar estanques en élrío o los ríos que pasen por allí.

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3 .4 .1 .3 . Relleno con tepetate.

Para la obtención de este tipo relleno lo dividiremos en tresformas distintas (LOPEZ, 1973).

a) Tepetateras al alto . primero se élige el lugar más indicado,generalmente entre dos chorreaderos para facilitar el aplani-lle del tepetate . Después se colara un contrapozo sobre elalto y a 1 metro del piso, con una inclinación de 60 grados,para posteriormente continuar con cortes de cabeza a lo largodel contrapozo . Se colocara posteriormente una tarima a todolo largo de la obra para crear un piso artificial conformesube el relleno, el piso original de la tepetatera quedaabajo y se cubre el hueco inicial del contrapozo con rajas demadera . En la Figura V .3 .4 .1 .3 .1 se muestra el corte de unrebaje con tepetateras al alto.

b) Tepetateras al bajo . Se prefieren generalmente la primeraopción descrita anteriormente.

c) Tepetateras de nivel, á nivel . Consiste en colar dentro ofuera del rebaje un contrapozo que comunicara al nivel supe-rior, ahí llegarán corros cargados de tepetate el cual losdescargaran en dicho contrapozo, el tepetate cae dentro delrebaje o cerca de el y únicamente se procede a extenderlo . Eltepetate procede de frentes de desarrollo, de producción o dediversas obras . En la Figura V .3 .4 .1 .3 .2 se muestra un rebajecon tepetateras de nivel o nivel.

Ventajas del sistema.

- Es un sistema selectivo de minado.

- Tenemos una baja dilución.

- Proporciona pisos planos y nivelados (buena seguridad).

- No se deja mineral rico dentro del rebaje (alto porcentaje derecuperación 90 - 100%).

- Los rebajes son ventilados con gran facilidad.

- El mineral explotado puede ser aprovechado de inmediatoevitando el estancamiento del capital.

- Se puede efectuar fracturamiento secundario de la roca dentrodel rebaje ( moneo y plasteo ).

- Proporciona áreas adecuadas para materiales de desecho deplanta y mina que tendrían que ser evacuados a superficie.

Desventajas del sistema.

- Gran consumo de madera .

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- El costo de minado generalmente es mayor que el de tumbesobre carga.

3 .4 .2 Sistema de minado cuadros conjugados -Fuera de uso-(Square-Set).

Aplicabilidad

A pesar de que este método se emplea para el minado de casicualquier tipo de depósito y en cualquier tipo de roca, por logeneral se usa en la explotación de depósitos estructuralmentemuy débiles, donde las fallas y fracturas de la roca encajonantey del mineral son particularmente notables, haciendo que todo elconjunto sea poco inestable al momento de su explotación.

El método es adaptable a depósitos irregulares, resultando extre-madamente flexible en cuerpos donde todos los demás sistémas hanresultado ser ineficientes, asegurando recuperaciones de minadocercanas al 100% . Sin embargo, la desventaja más grande delsistema resulta ser su elevado costo, tanto en mano de obra comode materiales, por la que su aplicación solo se justifica enyacimientos que presentan leyes muy altas y valores comercialesatractivos.


a) Chutes . La finalidad de los chutes es la de proporcionar unacceso al mineral tumbado y conducirlo al nivel inferior o deacarreo.

b) Contrapozos. Se utilizan unos chorreaderos del mineral, paraacceso del personal y para servicios de mina.

c) Subnivel . Es en donde se iniciará la explotación.


El método de minado consiste básicamente en minar secuencialmentedel respaldo del alto hacia el respaldo del bajo en cortes ascen-dentes, abriendo espacios lo suficientemente grandes como paracolocar uno o más conjuntos de cuadros conjugados con dimensionesaproximadas entre 2 .0 y 3 .0 metros por cara . La operación decolocar y rellenar cada cuadro, forma parte integral del ciclo deminado.

A medida que la operación avanza, todos los conjuntos de cuadroso cubos conjugados son rellenados con tepetate o cualquier otrotipo de material estéril, con la finalidad de proporcionar unamayor estabilidad y resistencia a la estructura formada (FiguraV .3 .4 .2 .1 .)

En su calidad de método selectivo, la operación de separación sepuede realizar dentro del rebaje, dejando el material estéril enel rebaje como parte constitutiva del relleno . La estructura

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formada por el conjuntó de cubos conjugados soporta eficientemen-te por si sola, únicamente la porción posterior del rebaje y lazona inmediata alrededor del alto y del bajo, por lo que elrelleno, cuando se hace necesario, soporta una parte proporcionaldel total de la carga sobrepuesta y puede, eventualmente, sopor-tar el 100% como hundimiento o como fenómeno de subsidencia.


- Es un sistema de minado muy selectivo.

- No presenta dilución

- Disposición inmediata del mineral.

- Recuperaciones del orden del 95 - 100.

- Es aplicable a cualquier tipo de yacimiento.


- Presenta baja productividad.

- No es posible mecanizarlo.

- Mala ventilación.

- Solo es aplicable a yacimientos con leyes muy altas.

- Gran consumo de madera . *

- Puede haber peligra de un incendio por la presencia de maderaen el interior de los rebajes.

3 .4 .4 Sistema de explotación rebanadas descendentes _(TopSlicing).

Aplicabilidad

El método de rebanadas descendentes puede ser utilizado paracualquier tipo de depósito mineral como chimeneas, mantos, vetasanchas y angostas y cuerpos irregulares ; por lo que se refiere acuerpos tabulares, es preferente que tengan una inclinaciónarriba de los 45 grados, con el fin de tener un hundimientocontinuo.

Las características de la roca encajonante así como del mineral,es que deben ser de poco consistentes a consistentes.

Dicho método pude ser aplicable siempre y cuando el yacimientomineral tenga leyes muy altas .

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En este método son de gran importancia los contrapozos, loscuales se cuelan a lo largo del crucero de acarreo y la separa-ción estará en función de las dimensiones que tenga el panel.

Los contrapozos cumplirán con dos funciones a la vez:

Se utilizará como metaleras donde se chorreará el mineral de lospaneles hasta el crucero de acarreo.

También se utilizarán como acceso del personal y del equiporequerido.


Al realizar la explotación de los rebajes, algunas de las limita-ciones que se encontrarán, son : la longitud de la madera disponi-ble, la presión que ejerza en el techo debido al encape y elequipo con que se va a contar.

Se debe tomar en cuenta que entre más altas sean las tajadas máseconómico resultara el método.

El tumbe del mineral se realiza haciendo cortes casi horizonta-les o tendiendo a la horizontal, posteriormente se procede aademar.

Después de haber tumbado y rezagado el mineral, se realiza unmarco, para lo cual se necesitan tres piezas de madera ; las quese instalarán a lo largo de donde se haya tumbado el mineral,recubriendose de madera por los cuatro lados de la rebanada(respaldos, piso, techo), de esta forma se va realizando unaespecie de huacal a lo largo de dicha rebanada.

Tanto el piso de madera como el techo servirán para controlar elencape del mineral evitando la dilución . Al termino de la opera-ción (tumbe, rezagado y ademado , en la rebanada se queda sólo elhuacal, procediendo a derrumbarlo provocando el hundimiento delencape . El procedimiento consiste en colocar un bombillo en laparte media de los postes para que se truenen y con el peso delencape se realiza en hundimiento.

Importancia de la Ventilación.

La ventilación que se tenga en las obras de explotación es degran importancia porque si se llega a descuidar las condicionesde trabajo podrán ocurrir una serie de accidentes.

El rebaje cuenta con un ambiente perjudicial para las condicioneslaborales, gracias a que en las rebanadas se trabaja en frentesciegas y también debido a que la cantidad de madera utilizadaocasiona la elevación de la temperatura . La única forma de venti-larlas es por medio de una ventilación forzada.

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La ventilación forzada se divide de dos formas:

a) Ventilación Soplante.

b) Ventilación Aspirante.

La ventilación soplante es cuando se tiene un ventilador en unlugar determinado de forma tal que no sea estorboso para laexplotación y por medio de ductos de aire se transporta éstehasta el rebaje sacando el aire viciado.

La ventilación aspirante es cuando se cuenta con un extractor yasea en el interior del rebaje o en la superficie, dicho extractordesaloja el aire viciado dejando el lugar de trabajo con airelimpio.

Con este tipo de ventilación, se tiene en las obras aire frescopero no se quitan las malas condiciones de operación, porque latemperatura tenderá siempre a elevarse y al considerar el hundi-miento, se genera un mayor acarreo de madera provocando unadescomposición de la misma y desprendiendo malos olores.



- Es casi nula la dilución

- Es un sistema de minado selectivo.

- Poco consuma de explosivo.

- Es aplicable a cualquier tipo de yacimiento.


- Baja productividad.

- Existe una mala ventilación.

- Se necesita mano de obra calificada.

- No se puede mecanizar.

- Existe la posibilidad de que ocurran incendios.

- Altos costos de producción.

- Es un sistema muy inseguro para la gente que labora ahi.

- Gran consumo de madera.

- Solo es aplicable a yacimientos que tengan leyes muy altas.

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- Se requiere que cercano al lugar donde se localiza la unidad,exista la suficiente madera que se necesita para la explota-ción del yacimiento.

3 .5 . Métodos por hundimiento.

Generalmente se reconocen dos métodos por hundimiento : hundimien-to por subniveles y hundimiento de grandes bloques, aunque algu-nos autores llegan a clasificar el método de rebanadas de cenden-tes (Top Slicing) como en método de hundimiento . Los métodos dehundimiento son aplicables a depósitos minerales de tipo masivocon grandes desarrollos horizontales, tal y como es el caso delos mantos muy potentes, chimeneas y vetas muy potentes . Para laaplicación de estos sistemas de minado, la consistencia debe serdébil, pero si se presentan muy consistentes, deberá ser perfec-tamente fracturado y separado de sus contactos con la roca enca-jonante mediante el uso de cargas explosivas . El encape se pre-senta desde roca muy firme hasta roca muy deleznable, pero encualquier caso, debe ser susceptible de colapsarse para seguir elhundimiento del mineral conforme sea removido y extraído a travésde las tolvas, las cuales son previamente construidas en la basedel bloque.

El material rocoso en el yacimiento mineral asi como el encape,deberán ser competentes pero altamente afallados o fracturados yvirtualmente sin material cementante entre los planos de fracturay/o falla . Estos materiales rocosos, debido a su patrón de frac-tura, se deben hundir cuando el soporte de un área suficientemen-te grande sea removido . En algunos tipos de roca se requeriráasistencia para iniciar el hundimiento.

3 .5 .1 . Sistema de hundimiento por subniveles (Sublevel caving).

Aplicabilidad.

El método de hundimiento por subniveles, es aplicable a grandesdepósitos de baja ley, lo suficientemente profundos como pararesultar imprácticos asi como incosteables bajo una operación acielo abierto.

El hundimiento por subniveles se emplea para el minado masivo degrandes bolsas mineralizadas, vetas muy anchas que tengan ángulosde buzamiento muy pronunciados, o chimeneas de dimensiones consi-derablemente grandes.


Lo primero que se hace es delimitar en bloque por medio de dosniveles y se cuela un contrapozo de dos compartimientos, que nosservirá de chorreadero y como camino para el personal . El cho-rreadero estará conectado a un sistema de cruceros de extracción.

La distancia entre niveles será aproximadamente de 50mts centro acentro . Se colarán subniveles en la parte superior del cuerpomineral, y la distancia vertical entre subniveles será de 6 a

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1 12m . En algunas ocasiones se han desarrollado distancias mayoresde 18 metros con buenos resultados.

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La distancia vertical entre los subniveles es afectada por dife-rentes factores, como por ejemplo:

- Una distancia óptima de barrenación.

- Una óptima área en la cual se espere una buena fragmentación.

La altura óptima después de la cual la dilución excesiva internade la columna de mineral llega a ser inevitable.

La distancia óptima para la extracción del mineral, deberá sertal que el ancho del pilar quebrado entre los subniveles seaigual al ancho del subnivel . Esto no será posible por razoneseconómicas y, estructurales del depósito, en la actualidad lasdistancias verticales entre subniveles son del orden de 9 a 15metros.

El método de explotación es en forma descendente ya que al colarlos subniveles en forma descendente, también se está explotandoel yacimiento, esto se debe a que los subniveles van coladossobre el cuerpo mineral.

Las caracteristicas estructurales que deben tenerse en cuentapara aplicar este método de explotación, es que los respaldos yel yacimiento mineral sean medianamente consistentes.


La secuencia de minado es la siguiente : Se cuela el subnivelhasta llegar al contacto con la roca encajonante y allí se co-mienza una ranura para tener una cara libre a la hora de detonarlos barrenos, después se dan a todo lo largo del subnivel barre-naciones en abanico . Cada serie de barrenaciones en abanico sehace con una separación dependiendo del volumen y fragmentaciónque se desea tener . Dicha barrenación en abanico se observa enla Figura V .3 .5 .1 .1.

Una vez que se tiene barrenado el subnivel, comienza su éxplota-ción, el tumbe se hace en retirada y en forma descendente y,conforme se va tumbando se pierde el subnivel superior y se siguela secuencia descendente hasta llegar al último subnivel.

Al iniciar la explotación de los subniveles, se forma una bóvedaque conforme se va agrandando no resiste la carga del techo,provocando el hundimiento del subnivel.

Después de que se hunde el techo, al ir sacando el mineral de lossubniveles, el espacio que ocupaba el mineral es sustituido porel material hundido o tepetate que trae arriba el mineral ; siendoel del nivel superior el rebaje más adelantado en la explotación,para tener en los niveles inferiores piso de apoyo y arriba decada una de estos se cuenta con material del encape, como se

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muestra en la Figura V . 3 .5 .1 .2.

La barrenación es en forma de abanico y con una inclinación de 60a 120 grados con respecto a la horizontal, la distancia entre unabanico y otro debe ser aproximadamente de 2, 3 a 9 metros . Conestas distancias se logra una mejor fragmentación asi como unamenor dilución del mineral.

El rezagado se lleva acabo tanto en el cuele de los subniveles yen su explotación y consiste en el levantamiento del mineral . Elrezagado se efectúa con escrepas o más eficientemente con carga-dores frontales.

La ventilación de los subniveles representa un serio problema enlas frentes, debido a que son obras ciegas que impiden la circu-lación del aire . La ventilación es llevada por ductos y debe sertal que no solamente tome en cuenta el tamaño de la frente y dela cantidad de personas que trabajan en ella, si no también de lamaquinaria diesel con que se cuenta.

Una solución es la construcción de contrapozos en los cruceros,para que asi el aire pueda fluir y tener un circuito de ventila-ción . Otra es la utilización de cortinas y extractores.


- Flexibilidad en cuanta a zonas de ataque.

- Poca mano de obra.


- Alto ritmo dé producción.

- Es un sistema muy seguro.

- Recuperación alta del yacimiento entre 85 a 90%.

- Costos globales bajos en el tumbe del mineral.


- Mala ventilación en las obras de desarrollo.

- No es un método de minado selectivo.

- Se requiere mano de obra calificada.

- Se cuenta con altas diluciones que van del 15 a 20%.

- Se requiere de muchas obras de preparación.

- Altos costos de inversión .

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- Se presentan problemas de subsidencia.

- Se necesitan muchos controles operativos.

3 .5 .2 . Sistema de minado por grandes bloques (Block Caving).

Aplicabilidad.

El hundimiento de bloques es aplicable a:

- Vetas muy anchas, inclinadas y profundas (inclinación de 70 a90 grados).

- Depósitos de minerales diseminados, de alta ley para pagarsus costos de explotación (pórfidos de cobre y molibdeno).

El mineral deberá ser de una naturaleza tal que pueda ser hundidoal darse el corte inferior del bloque (undercut) y se fragmenteen pequeñas partes mejor que en lajas largas, caso en el cual elcosto y las dificultades en el manejo del mineral se incrementan.Es deseable que el cuerpo mineralizado presente fracturas oplanos de debilidad para un mejor aprovechamiento del método.

Las características mecánicas de la roca encajonante deberán serde las mismas condiciones que las del mineral.

El hundimiento de bloques puede ser usado donde el macizo rocosotiene suficientes fracturas o estratos de tierra vegetal o arci-lla como es el caso de algunos tipos de hematita, de tal maneraque la masa se pueda romper si el soporte de un área de suficien-te tamaño es removida de la inferior del bloque por algún métodode corte inferior (undercutting) . El material se hunde a partirdel fondo del bloque, y el material fragmentado se retira y elhundimiento de la masa continúa en forma ascendente a través delbloque mineral.

Si el mineral fracturado en la parte inferior del bloque serezagó más rápidamente de lo que se produce el hundimiento delbloque restante, es posible que se forme un hueco sobre el mate-rial fragmentado por efecto del hundimiento y pueda crear unasituación peligrosa en extremo.

La porción sin hundir o una gran parte de ella podrá caer repen-tinamente en el hueco creado por el arco, ocasionando un golpe deaire muy destructivo ; también es posible que se forme un arcoestable si el macizo rocoso posee suficiente resistencia de talmanera que resulte dificil seguir con el hundido . En este caso elbloque deberá ser agrandado hasta que el hundimiento comiencenuevamente.

Obras de Preparación:

Las obras de preparación que se requieren para el hundimiento porbloques consiste de :

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- Niveles de arrastre con un patrón regular debajo del bloque.

- Cuele de cruceros espaciados regularmente a partir de la obraantes mencionada ; estos serán los cruceros de extracción.

- Cuele de contrapozos rama a partir de los anteriores.

- Contrapozos de transferencia.

- Un nivel de cribas para el control del mineral y para ladetonación secundaria, arriba del nivel de acarreo.

- Cuele de niveles o galerías para debilitar y/o delimitar losbloques por explotar, cada uno de los cuales constituirá unrebaje, además de que ayudara a separar el mineral de la rocaencajonante.

Todas estas obras dependiendo del tamaño del bloque, son coloca-das por lo regular en material estéril o en ocasiones, como semencionó anteriormente, en mineral en la parte inferior delbloque por explotar.

Toda excavación arriba del bloque está sujeta a las presionesejercidas por la roca, por ello la sección de cruce de las gale-rías deben estar perfectamente delimitadas y dependiendo del tipode roca es necesario un reforzamiento de ellas frecuentemente.

Algo que cabe hacer notar es que la preparación es muy completa ymuy tardada por lo que es necesario una fuerte inversión paraello.

Una vez incluidas las obras de preparación se procede a dar elcorte inferior que marca el inicio de la explotación.


El nivel de corte inferior cae directamente y a alguna distanciaarriba del nivel de producción . El nivel inferior del corteconsiste de una serie de niveles paralelos a dicho nivel, apartir de los cuales se cuelan varias series da barrenos largos.Cuando estos barrenos son cargados y detonados, se remueve unadelgada capa horizontal en la base del bloque, de tal manera quecuando esto sucede, se empieza a desarrollar el movimiento verti-cal del bloque que se esta minando . A medida que la roca fractu-rada pása a través de los contrapozos de extracción, la columnasuperior de mineral se empieza a colapsar por gravedad . t1 reza-gado del mineral fracturado en la base del bloque trae comoconsecuencia el fracturamiento del mineral (Figura V.3 .5 .2 .1)

En general la mina que se trabaja por hundimiento requerirá de unnivel de acarreo o producción o si es posible ambos . Del nivel deproducción el mineral, en la mayoría de los casos es transportadopor medio de locomotoras eléctricas hasta la quebradora princi-pal .

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El hundimiento, por lo general, se extiende hasta la superficienatural del terreno con los consecuentes problemas de subsidenciaque se producen a medida que el mineral es removido.

Los limites horizontales del hundimiento están determinados ini-cialmente por el tamaño del bloque que ha sido cortado en subase . El mineral débil, la expresión superficial, puede caerdirectamente sobre las fronteras del corte inferior inicial . Enminerales resistentes, debido a la tendencia a formar arcos deresistencia la expresión inicial puede ser significativamente máspequeña en dimensiones que en el área de un corte inferior.

Eventualmente el hundimiento trabajará fuera de las fronteras delcorte inferior . El área total de la distribución caerá dentro deuna área comprendida dentro de un cono de aproximadamente 45grados medidos a partir de la elevación del corte inferior hastala superficie.

Debido a lo anterior no deberán colocarse instalaciones, estruc-turas permanentes o tiros dentro de la linea de subsidencia, dadoque estos eventualmente podrán ser dañados o perdidos.

En lo que se refiere a la ventilación, el aire limpio deberá serintroducido a las áreas de trabajo a través de los niveles yobras destinadas para el acarreo, o por medio de un sistemacompletamente independiente de los niveles y cruceros de extra-cción . El volumen de aire deberá ser el adecuado para asegurarlas condiciones de trabajo adecuadas, o en casos de que se utili-cen equipos eléctricos o de aire comprimido, se requerirá de unacantidad adicional de aire . Por el contrario, donde se operenequipos de diesel, la cantidad adicional de aire deberá ser mayorde forma tal que el aire siempre se encuentre fresco.


- Bajo costo de explotación.

- Alto ritmo de producción.

- Buena seguridad.

- Recuperación del 80 a 85%.



- Mucho tiempo requerido para la preparación del bloque.

- Constante mantenimiento de los niveles de acarreo interfi-riendo con el ritmo de producción.

- Inflexibilidad del método.

- Constante supervisión en el vaciado del mineral y en el aca-

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rreo.

- Se presentan problemas de subsidencia en la superficie.

4 . Métodos, empleados en la minería del carbón.

Debido a las características particulares de la minería delcarbón los métodos de explotación se describen por separado delos otros métodos de explotación . Los métodos se subdividen en:

- Método de frentes largas.- Método de frentes cortas.

Estos métodos se describen a continuación.

4 .1 . Frentes largas.

Aplicabilidad.

El minado por frentes largas, en su conceptualización original seemplea fundamentalmente para la explotación de mantos de carbón.Sin embargo, este proceso con algunas modificaciones ha sidoempleado con bastante éxito en el minado de minerales metálicos.

El método es aplicable al minado de depósitos tabulares conpotencias variables de 0 .90 a 2 .40 m ., con ángulos de buzamientode hasta 12 grados y localizados a profundidades de 900 m o más,siempre y cuando el material del techo de la obra se presente enestratos delgados horizontales y que sean relativamente incompe-tentes y que se hundan (o subsiden) libre y totalmente por detrásde la linea de ademado o soporte.

Debido a que el método requiere del empleo de un sistema masivode ademes para soportar el tubo sobre el frente y las áreas detrabajo, el sistema de frentes largas está clasificado como unmétodo de explotación artificialmente soportado, a pesar de quese debe inducir el hundimiento en las áreas previamente minadas.


- Frentes coladas sobre el manto con dimensiones que variaránsegún la potencia y comportamiento del cuerpo.

- Cruceros . Servirán para ir formando una especie de retícula ala que se le denominará paneles.

- Niveles de acarreo . Por donde se transportará el material.

- Contrapozos . Para crear circuitos de ventilación.


En una frente larga en operación, el material se fragmenta y searranca con máquinas cortaduras ruppers, mineros continuos o conherramientas similares aprovechando las características de deles-

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nabilidad del material, para inmediatamente ser extraído de lafrente mediante el uso de transportadores de oruga, transportado-res blindados y/o bandas de hule.

Una vez que la máquina cortadora avanzó a lo largo de toda lafrente en un sentido, ahora lo cambia para regresar y seguircortando ; una vez que se han realizado varios cortes, se procedea acercar los ademes caminantes a la frente de ataque con el finde mantener la estabilidad de la misma, provocando el hundimientoa espaldas de los ademes (Figura V .4 .1 .1 .).

Habitualmente es posible alcanzar ritmos de extracción cercanosal 100% siempre y cuando la continuidad y regularidad del mantolo permitan.

Debido a la casi total extracción del manto mineralizado, la rocaencajonante del techo se debe hundir para ocupar el hueco dejadopor el material minado (la subsidencia en la superficie es rela-tivamente completa y uniforme).

Ventajas del sistema frentes largas.

- Altamente mecanizable

- Recuperación casi del 100%

- Disponibilidad casi inmediata

- Casi no presenta dilución (5%)

- Altamente productivo


- Se presenta subsidencia en la superficie

- Altos costos de inversión

- Se necesitan trabajadores calificados

- Se genera una gran cantidad de polvo

- Requiere muchas obras encaminadas a crear una buena ventila-ción.

4 .2 Método de Explotación Frentes Cortas

El método de frentes cortas se utiliza en los mismos tipos dedepósitos y en los materiales rocosos a los cuales es aplicableel de frentes largas.

La diferencia fundamental entre estos dos métodos es la longitudde la frente o cara de trabajo . En el minado de frentes cortas,la cara de ataque normalmente tiene una longitud de 40 a 60 mts .,mientras que en las de frentes largas dichas dimensiones son las

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del orden de 200 m . en adelante.

La modalidad de las frentes cortas se debió fundamentalmente arazones de seguridad, particularmente en áreas con cielos extre-madamente flojos y estructuralmente inestables aún por periodosmuy cortos de tiempo . El grupo utilizado y los resultados obteni-dos con el uso de este método, son muy similares a los menciona-dos para el minado por frentes largas.

5. Comparación de los distintos métodos.

Haciendo una comparación entre los distintos métodos,en la TablaV. 5 .1 . se muestran las características que debe poseer un depó-sito para la aplicación de un método especifico.

En la Tabla V .5 .2 . se observan las comparaciones

entre lasventajas y desventajas del empleo de los distintos métodos.

6. Otros aspectos de la minería subterránea.

6 .1 . Atmósfera de la mina.

La atmósfera en el interior de la mina es sensiblemente diferenteal exterior con un 21 a 20 % de oxigeno (exterior 21%), siendoesto molesto para el personal . Los tipos de gases presentes, semencionan a continuación (Vidal, 1966).

Gas carbónico (CO2 Se produce por:

a) La respiración de 1 personal.

b) Por la combustión del gas-oil.

c) Por la oxidación lenta de los maderos de entibación y delcarbón.

d) Ciertas minas llegan a tener desprendimiento de gas carbóni-co.

El CO2 no es tóxico pero ocasiona molestias respiratorias ydespués asfixia por falta de oxigeno.

Gases tóxicos . En el aire de la mina se pueden encontrar lossiguientes gases tóxicos:

a) Hidrógeno sulfurado. Resulta de la descomposición de laspiritas por el agua ; es un gas muy tóxico.

b) Oxidos de nitrógeno . Resultan de la combustión de ciertassubstancias de ciertas sustancias explosivas.

c) Aldehidos . Son producidos por la combustión del gas-oil enlos motores diesel.

d) Radón. Gas radioactivo especial de las minas de Uranio.

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e) Oxido de carbono (CO) . Es una gas muy tóxico, procede de loscalentamientos e incendios . Los explosivos también producencantidades notables, asimismo se encuentra en los gases deescape de locomotoras diesel.

Limites peligrosos correspondientes á los gases de la mina.

a) CO 2 : es peligroso entre el 4 y 5% y mortal por encima del 6%(enrarecimiento de oxigeno).

b) CH4 : entre el 6 y 16 %, es explosivo . Por reglamento se pres-cribe un limite de 1% en el retorno de aire de la mina y enlos tajos.

c) Oxidos de nitrógeno : provocan la irritación de las viasrespiratorias a partir del 0 .01% . Pueden ocasionar la muerteen una media hora, en un 0 .03 ó 0 .05%.

d) SH2 : provoca la muerte instantánea entre 0 .08 y 0 .2%.

e) Para el CO : El limite reglamentario francés es 5/10,000e esun limite elevado, puesto que realmente el CO es nocivo encantidades inferiores.

- A 0 .02% provoca dolores de cabeza.

- A 0 .1% provoca el sincope en algunas horas.

- A 0 .2% es mortal en 2 o 3 horas.

- A 1.8 % la muerte instantánea.

f) Radón : principalmente los obreros que trabajan en minas deUranio llevan un contador que permite seguir su grado deirradiación y limitarlo, cuando es preciso se cambia elobrero.

Polvos . Existen diferentes tipos de polvos:

a) Polvos combustibles.

b) Polvos tóxicos : como los de los minerales de mercurio, anti-monio, plomo y cobre.

c) Silicatos y sobre todo la sílice : estos dan origen a enferme-dades profesionales llamadas silicatosis o silicosis, laúltima puede llegar a ser grave y mortal.

6 .2 Tipos de Explosivos.

6 .2 .1 . Clase de explosivos usados y accesorios.

Los tipos de explosivos más comúnmente utilizados son los si-guientes (Saenz, 1965) :

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a) Para la época de secas el uso de Mexamón y Nitrato de Amonio-Diesel con mecha Primacord y Retardadores para mejor controlde la explosión y fragmentación.

Este producto se vende comercialmente en sacos de 80 libras o36 kilos.

Se usó como cebo para explotarlo un 20% en peso de la cargacon gelatina extra de 60% de potencia.

b) Durante el periodo de lluvias se utiliza dinamita, gelatinaextra o cualquier otro tipo de este explosivo por su granresistencia a la humedad.

Las dinamitas gelatinas usadas para voladuras son de 40% depotencia por su rendimiento en velocidad.

La gelatina extra de 60% sólo se usa para cebo de cargas deMexamón y Nitrato de Amonio Diesel.

Mexamón : Es un agente explosivo que se°caracteriza por su bajocosto, además su velocidad de propagación aunque es menor, ennuestro caso se ha obtenido un magnifico resultado por su econo-mía y rendimiento en la época de secas.

Otra propiedad de éste explosivo es su mayor seguridad en cuantoa su manejo ya que no es sensible a los fulminantes, y necesitapara su ignición un 15 a 20% de gelatina extra de 60% como cebo.

Las dinamitas gelatinas extras : Son suministradas en cajas decartón de 50 libras y vienen dosificadas en cartuchos de 2 tama-ños cada uno de 5 .715 X 41 .64 cm para barrenación primaria y otroen cartuchos de 2 .85 X 20 .32 cm para barrenación secundaria.

Nitrato de Amonio-Diesel : El Nitrato de Amonio es una sustanciano explosiva, pero si lo es al mezclarse en una determinadaproporción con algún hidrocarburo como el Diesel.

La mezcla más recomendada por nuestras experiencias es de un 6%en peso de Diesel sobre la carga total de Nitrato de Amonio.Aunque a veces éste indice varia un poco de acuerdo con el granode Nitrato de Amonio.

La mezcla de Nitrato de Amonio-Diesel de cargas debe dejarse enreposo por lo menos unas dos horas para conseguir una correctaimpregnación.

Tanto éste Nitrato de Amonio como el Mexamón requiere para suiniciación de un cebo de 20% en peso de la carga total de dinami -ta gelatina extra de 60% de potencia.

Accesorios:

Los accesorios empleados, son los siguientes:

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a) Mechas para minas . Tiene una velocidad de combustión de 131segundos por metro . Es adquirido en el comercio en carretesde 1000 m de longitud y para su encendido se usa un encende-dor de varilla candente de 9" de longitud.

b) Fulminantes . Su función es detonar, son conectados a tramosde mecha de 1 .25 m de longitud cuando se usa fulminante No . 6fabricado por Duppont.

c) Estopin eléctrico . Viene en diferentes tiempos de retardo enmilésimas de segundo, ó instantáneo, los hay de 25 M .S ., 50M .S . y 75 M .S . con terminales de alambre de cobre aislado de8 a 10 pies de longitud . El alambre de conexión para éstetipo de estopines es del calibre No . 14.

d) Mecha detonante Primacord . Este producto es un cordón quetiene dos componentes, un núcleo central formado con materiaexplosiva y una cubierta de varias capas impermeables queprotegen el centro. Su función principal es la de hacerestallar la materia explosiva que entra en contacto conella, si ésta es detonada por fulminante o estopin, el cualse sujeta a la mecha Primacord con un pedazo de tela adhesi-va.

El Primacord tiene una velocidad de detonación de 21 000 pies porsegundo y una gran resistencia al agua . Su manejo es muy seguropues es poco sensible a los golpes y no es detonada por corrien-tes eléctricas extrañas.

Existen varios tipos de esta mecha, según su uso, el Primacordsimple y el reforzado con cubierta de plástico o con cubierta dealambre, etc.

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VI . ETAPA DE BENEFICIO DE MINERALES.

1 . Trituración.

La trituración es la primera etapa en el proceso de la conminu-ción, en la cual el principal objetivo es la liberación de losminerales valiosos de la ganga.

Generalmente la trituración es una operación en seco y normalmen-te se realiza en dos o tres etapas.

Las trituradoras primarias comúnmente están diseñadas para operarel 75% del tiempo disponible, principalmente debido a las inte-rrupciones causadas por la alimentación insuficiente a la tritu-radora y por demoras mecánicas de la misma.

La trituración secundaria incluye todas las operaciones paraaprovechar el producto de la trituradora primaria desde el alma-cenamiento hasta la disposición del producto final de la tritura-dora, el cual usualmente está entre 0 .5 a 2 .0 cm de diámetro . Elproducto de la trituradora primaria en la mayor parte de lasmenas metaliferas puede ser triturado y cribado satisfactoriamen-te y la planta de beneficio secundaria generalmente consiste deuna o dos etapas de reducción de tamaño con trituradoras y cribasapropiadas . Algunas ocasiones las cribas vibratorias son coloca-das adelante de las trituradoras secundarias para remover elmaterial fino o limpiar la alimentación y aumentar así la capaci-dad de las trituradoras secundarias y terciarias.

1 .1 . Trituración primaria.

Las trituradoras primarias son máquinas de trabajo pesado, usadaspara reducir la mena tal y como sale de la mina hasta un tamañoapropiado para su transporte y alimentación de las trituradorassecundarias . Estas generalmente son operadas en circuitos abier-tos con o sin cribas limpiadoras de trabajo pesado (parrillas).Existen dos principales tipos de trituradoras primarias : Tritura-doras de quijada y las giratorias.

1 .1 .1 . Trituración de quijada.

La forma caracteristica de está clase de trituradoras con dosplacas, que se abren y se cierran como quijada de un animal.(Lowrison 1974) . Las quijadas están colocadas en un ángulo entreambas, y una de las quijadas esta apoyada de modo que oscile enrelación a la otra quijada . El material alimentado dentro de lasquijadas es alternativamente mordido y liberado para descendercontinuamente dentro de la cámara de trituración, cayendo final-mente por la abertura de descarga.

Las trituradoras de quijada se clasifican por el método de apoyarla quijada móvil . En la trituradora Blake la quijada está apoyadaen la parte superior y de ese modo tienen una área recibidorafija y una área de descarga variable . En la trituradora Dogge, la

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quijada móvil esta apoyada en la base, dándole una área de ali-mentación variable, pero área de entrega fija ; la aplicación deesta es solamente para trabajos de laboratorio . La quijada móvilde la trituradora Universal está apoyada en una posición interme-dia y asi tiene una área recibidora y de entrega variable.

La trituradora Blake fue patentada por W .E Blake en 1858 y en lamayor parte de las distribuidoras de quijadas usadas hoy en díase encuentran solamente algunas variaciones de detalles de laforma básica.

Las características importantes de estas máquinas son:

- Puesto que la quijada esta apoyada desde arriba, esta semueve a una distancia minima en el punto de entrega y unadistancia máxima en el punto de descarga . Esta distanciamáxima se llama carrera de la trituradora.

- El desplazamiento horizontal de la quijada móvil es mayor enla parte más baja del ciclo de la biela motriz y disminuyeconstantemente a través de la mitad ascendente del ciclo, amedida que el ángulo entre la biela motriz y la polea de labisagra trasera llega a ser menos agudo.

- La fuerza de trituración es minima en el comienzo del ciclocuando el ángulo entre articulaciones es más agudo, es másenérgica en la parte superior cuando toda la potencia seentrega en un recorrido reducido de la quijada.

1 .1 .2 . Trituradoras giratorias.

las trituradoras giratorias se usan principalmente en las plantasde superficie, aunque algunas operan comúnmente en el interiorde las minas . La trituradora giratoria consiste principalmente deuna gran flecha o árbol con un elementó de molienda cónico deacero duro, la cabeza asentada en un casquillo excéntrico . Elárbol o flecha está suspendido de una arafia y a medida que gira ,se mueve siguiendo una trayectoria cónica dentro de la cámara detrituración fija, o coraza debido a la acción giratoria delexcéntrico . Al igual que la trituradora de quijada el movimientomáximo de la cabeza ocurre cerca de la descarga . Esto tiende amitigar el ahogamiento debido al amontonamiento de mineral enesta zona, siendo asi una buena máquina de trituración por captu-ra.

1 .1 .3 . Cribas vibratorias.

Una criba que vibra por medios mecánicos se emplea para separarlas partículas finas que llevan el mineral antes de ser pasadopor la trituradora secundaria . Esencialmente consiste de unacriba colocada en posición inclinada dentro de su correspondientebastidor, conectada por medio de resortes a una base estacionariay hecha vibrar por una flecha excéntrica giratoria o por algunaforma de mecanismo no balanceado diseñado para producir un movi-miento similar . Las cubiertas de las cribas se inclinan hacia

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abajo con un ángulo que varia entre 10 a 30 grados con respecto ala horizontal dependiendo de las condiciones imperantes.

Las cribas que toman los productos de una trituradora primariausualmente están provistas de dos cubiertas arregladas . La cu-bierta superior consiste de una pantalla formada por alambresgruesos que se cruzan o bien por una lámina perforada con aber-turas relativamente . En el Diagrama VI . 1 .1 .3 .1 . se observan losprincipales tipos de cribas así como su clasificación.

1 .2 . Trituración secundaria y primaria.

Las trituradoras secundarias son mucho más ligeras que las máqui-nas descritas anteriormente, puesto que toman como alimentaciónla mena ya triturada ; el tamaño de alimentación generalmente esmenor de 15cm de diámetro y son más fáciles de manejar debido aque la mayor parte de los constituyentes dañinos en la mena,tales como restos de metal, madera, arcilla y lamas ya se extra-jeron . Las trituradoras secundarias también son de alimentaciónseca y su propósito es reducir la mena hasta un tamaño apropiadopara la molienda.

Las trituradoras secundarias son del mismo diseño que las tritu-radoras secundarias con excepción de que su descarga es másreducida.

Las trituradoras de cono se ocupan en la mayor parte de la tritu-ración secundaria y terciaria.

1 .2 .1 Trituradoras de cono Symons.

Este tipo de trituradoras es el que más se encuentra en opera-ción . Se fabrica en dos formas : La estándar para trituraciónsecundaria y las de cabeza corta para trituración terciaria.Difieren principalmente en la forma de las cámaras de tritura-ción . La de cono de cabeza estándar tiene revestimientos escalo-nados que permiten una alimentación más gruesa que en la decabeza corta ; entregan un producto que varia de 0 .5 a 6 .0 cm . Latrituradora de cabeza corta tiene un ángulo de cabeza con mayorpendiente que la estándar, lo cual ayuda a evitar el ahogamientodel material mucho más fino que se maneja . También tiene unaabertura de alimentación más estrecha y de una sección paralelamás grande en la descarga, y entrega un producto de 0 .3 a 2 .0cm.

1 .2 .2 . Alimentadores.

los alimentadores que generalmente se tienen en las plantas debeneficio son los alimentadores de banda.

El alimentador de banda esencialmente está constituido por unabanda transportadora corta propulsada por una transmisión develocidad variable . Se coloca debajo del extremo de un canalóninclinado (chute) que sale del fondo de la tolva, la que tieneuna compuerta que se abre para regular la profundidad (espesor)de la capa mineral que cae a la banda . La compuerta se ajusta de

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tal modo que produzca aproximadamente el tonelaje deseado y unrégimen correcto puede alcanzarse por medio del ajuste que hacevariar la velocidad . Para impedir que el mineral se estrangule enla abertura de la compuerta, el claro deberá ser por lo menos deldoble del fragmento más largo susceptible de presentarse . Labanda no deberá estar colocada directamente debajo de una abertu-ra en el fondo de la tolva, ya que no puede ser la suficientemen-te resistente para aceptar el peso de la columna de mineral.

2 . Molienda.

La molienda es la última etapa del proceso de conminución de laspartículas minerales ; en esta etapa se reduce el tamaño de laspartículas por una combinación de mecanismos de quebrado deimpacto y de abrasión, ya sea en seco o en suspensión en agua.Esto se realiza en recipientes cilíndrico rotatorios de acero quese conocen como molinos de rodamiento de carga, los que contienenuna carga suelta de cuerpos de trituración, el medio de molienda,libre para moverse dentro del molino y pulverizar así las partí-culas de la mena . El medio de molienda puede ser de bolas, barrasde acero o roca dura.

Aunque el grado correcto de liberación es el principal propósitode la molienda en el procesamiento de minerales, este tratamientotambién se usa para aumentar el área superficial de los mineralesvaliosos aunque estos ya puedan estar esencialmente liberados dela ganga.

La molienda generalmente se realiza en húmedo, aunque en ciertasaplicaciones se utiliza la molienda en seco.

Existen varios factores que influyen en la decisión de efectuarla molienda en seco o en húmedo:

a) En que el proceso subsecuente sea húmedo o seco.

b) Disponibilidad de agua.

c) La molienda en medio húmedo procesa menos energía por tonela-da de material.

d) La clasificación en media húmedo requiere menos espacio quela clasificación en medio seco.

e) La molienda en medio húmedo no necesita de equipo de controlde polvos.

f) Para efectuar la molienda en seco, es esencial un bajo conte-nido de humedad, y en consecuencia puede necesitarse de unaoperación de secado.

g) La molienda en medio húmedo utiliza más medios de molienda deacero y de material de blindaje del molino por tonelada deproducto, debido a la corrosión.

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h) La molienda en seco elimina la necesidad de eliminación delagua del producto.

i) El hecho de que el material reacciones con el agua.

Cuando el procesamiento subsecuente ha de ser realizado por mediohúmedo (flotación el cual se describirá posteriormente), lamolienda en medio húmedo es la elección lógica.

2 .1 . Movimiento de la carga de un molino de rodamiento.

La característica distintiva de un molino de rodamiento de cargaes el uso de cuerpos de trituración sueltos que son grandes,duros y pesados en relación a las partículas de mena, pero peque-ños en relación al volumen del molino.

La fuerza impulsora del molino se trasmite por el revestimiento ala carga . A velocidades relativamente bajas o con revestimientosfijos ; las formas del medio tienden a rodar hacia bajo hasta elpie del molino y la pulverización que experimentan ocurre porabrasión . Este efecto de cascada conduce a una molienda más finacon producción creciente de lamas y mayor desgaste de hundimien-to . A mayores velocidades, las formas del medio son proyectadasduramente de la carga para describir una serie de parábolas antesde descansar alrededor del pie de la carga.

Este efecto de catarata produce una conmunición por impacto y unproducto final más grueso con menor desgaste del revestimiento . Ala velocidad critica del molino, la trayectoria teórica del mediode molienda es tal que caería contra la armadura ; en la prácticase presenta la centrifugación, y el medio es llevado alrededor deuna posición más bien fija sobre la coraza.

El viaje al interior del molino, el medio y los trozos grandes demena siguen un recorrido que consta de 2 partes . La secciónascendente próxima al revestimiento de la coraza es circular,mientras que la sección hacia el pie de la carga del molino esparabólica.

2 .2 . Revestimiento de los molinos (blindaje).

El blindaje del casco o tambor tiene dos finalidades : protegerlodel desgaste y reducir el deslizamiento entre él y los medios demolienda . Debido a que las piezas del blindaje se desgastan, sonintercambiables, y aunque su rapidez del desgaste es menor que elde los medios, su efecto en el costo de operación es relativamen-te elevado porque la producción tiene que detenerse para hacer lareposición del blindaje . Aún así los molinos trabajan el 99 % deltiempo de operación.

Los blindajes pueden seleccionarse en función del material, delperfil y del método de montaje . Ocasionalmente se utiliza cerámi-ca, pero los materiales de uso más común con gran ventaja, son elacero fundido y el caucho .

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2 .3 . Alimentadores de molinos.

Para los molinos de molienda en húmedo, se utilizan tres tipos demolienda:

a) Alimentador de tubo . Es un ducto cilíndrico o elíptico incli-nado soportado independientemente del molino y que se prolon-ga directamente hacia el interior del muñón. El material caepor gravedad a través del conducto para alimentar los moli-nos.

b) Alimentadores de tambor . Se usan en lugar de un alimentadorde tubo cuando el espacio es limitado . Toda la alimentacióndel molino entra en el tambor por un canal y una espiralinterna la lleva hacia el interior del mufión . El alimentadorde tambor también ofrece un método conveniente para agregarbolas al molino.

La combinación de alimentadores de tambor-cucharón, normal-mente se usa para molienda en húmedo en circuito cerrado conun clasificador de rastrillos o de espiral . El material nuevose alimenta directamente al tambor, mientras el cucharónlevanta las arenas.

2 .4 . Molino de bolas.

Las etapas de la disminución del tamaño se efectúan en los moli-nos de rodamiento de carga usando bolas de acero como medio demolienda y por esa razón se conocen como molinos de bolas, ya quelas bolas tienen mayor área superficial por unidad de peso quelas barras y son más apropiadas para el acabado fino.

La eficiencia de la molienda depende del área superficial delmedio de molienda, así las bolas deben ser tan pequeñas como seaposible, su carga se gradua de manera que las bolas grandes seanjusto lo bastante pesadas para moler las partículas más grandes ymás duras de la alimentación.

Las bolas de molienda generalmente están hechas de acero al altocarbono forjado o acero aleado o moldeado y el consumo variaentre 0 .1 kg hasta 1 kg por tonelada de alimentación nueva.

El volumen de carga es alrededor del 40-50% del volumen delinterior del molino, o sea alrededor del 40 % de este espacionuevo . La energía que consume un molino aumenta con la carga debolas y alcanza un máximo a un volumen de carga aproximadamentede 50%.

2 .5 . Circuitos de molienda.

Los circuitos se dividen en dos grandes clasificaciones : abiertoy cerrado.

En el circuito abierto, el material se alimenta hacia el exteriordel molino a una velocidad calculada para generar el producto

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correcto en un paso . Un clasificador saca el mineral con eltamafio necesario, a la vez que regresan los gruesos al molino.

La operación en el circuito cerrado no realiza gran esfuerzo paraefectuar la reducción de todos los tamaños en un solo paso, perose dificulta extraer el material del circuito tan pronto comoalcance el tamaño necesario . Cuando se mude hasta un tamañoespecifico se obtiene un aumento hasta el 35% en la capacidadgracias a la operación en circuito cerrado.

El material que regresa al molino por el clasificador se conocecomo carga circulante y su peso se expresa como un porcentaje delpeso de la nueva alimentación.

La molienda en circuito cerrado reduce el tiempo de residencia delas particulas en cada paso y reduce asi la proporción de lostamaños terminados dentro del molino, comparada con la moliendaen circuito abierto.

Los circuitos cerrados se pueden clasificar en : molienda en unaetapa, molienda en dos etapas, molienda múltiple.

a) Molienda o circuito en un etapa . Consiste de un molino debolas que trabaja en un circuito cerrado con un clasificador.Aqui la descarga del ciclón pasa directamente a la sección dela flotación en lugar de una molienda o remolienda en dosetapas . La molienda de una etapa presenta la desventaja deque si se produce una relación de reducción demasiado alta,entonces se necesitan bolas relativamente grandes para laalimentación gruesa, las cuales no pueden moler eficientemen-te las particulas más finas.

b) Molienda circuito en dos etapas . La molienda en dos etapases utilizada para una molienda fina, donde la descarga delmolino primario pasa a una clasificador donde el producto deeste se distribuirá ; los finos van directamente a flotación ylos gruesos a una remolienda donde nuevamente la descarga delmolino secundario pasa a otro clasificador, los finos aflotación y los gruesos se introducen al molino secundario.

c) Molienda múltiple . Se presenta un circuito con varias molien-das para llegar a obtener un producto fino.

2 .6 . Clasificadores.

La acción de todos los clasificadores en los circuitos de molien-da depende de las velocidades del asentamiento diferenciales dela particula en un fluido, lo cual significa que las particulasno solamente se clasifican por tamafio, sino también por su grave-dad especifica . Una pequeña particula densa puede, por lo tañto,comportarse de manera similar a una particula grande de bajadensidad .

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2 .6 .1 . Tipos de clasificadores.

2 .6 .1 .1 . Clasificadores mecánicos.

a) Clasificador de rastrillo . Utiliza rastrillos impulsados porun movimiento excéntrico, lo que hace que estos se hundandentro del material asentado y lo muevan por una cortadistancia hacia arriba de la pileta inclinada . Después desacar los rastrillos y regresarlos al punto de partida, dondeel ciclo se repite, el material asentado se empuja lentamentehacia arriba de la pendiente hasta la descarga.

b) Clasificador de espiral . Utiliza una espiral continua revol-vente para mover las arenas hacia arriba de la pendiente.Trabajan con pendientes que las del clasificador de rastri-llos, en el cual la arena tiende a deslizarse hacia atráscuando se quitan los rastrillos.

2 .6 .1 .2 . Hidrociclón.

Es un aparato de clasificación de operación continua que utilizalas fuerzas centrifugas para acelerar la velocidad de asentamien-to de las partículas.

Un hidrociclón típico consiste de un recipiente de forma cónica,abierto en su ápice o descarga que está unido a una seccióncilíndrica, la cual tiene una entrada de alimentación tangencial.

La parte superior de la sección cilíndrica está cubierta de unaplaca a través d la cual pasa a un tubo de derrame axialmentemontada . El tubo se extiende hacia el interior del cuerpo delciclón por medio de una sección curva, conocida como buscador deremolino, el cual evita que la alimentación entre directamentehacia el derrame.

Los hidrociclones han desplazado a los clasificadores mecánicosen muchas plantas modernas de molienda porque resultan más efica-ces para los tamafios más finos . Además, estos ciclones requierenmenos espacios y consumen menos energía, debido al tiempo deresidencia relativamente corto de las partículas dentro delciclón.

3 . Flotación.

La flotación es la técnica de procesamiento de minerales másimportante y versátil, la cual se usa cada vez más en el trata-miento de una mayor cantidad de toneladas y para abrir nuevasáreas de producción.

La flotación es un proceso selectivo que se usa para llevar acabo separaciones especificas de minerales complejos tales Pb-Zn, Cu-Zn, etc . Inicialmente se desarrolló para tratar los sulfu-ros de Cu-Pb-Zn ; el campo de la flotación se ha extendido paraincluir los minerales oxidados y los no metálicos, incluyendo elcarbón fino .

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La flotación aprovecha las diferencias en las propiedades fisico-químicas de la superficie en las partículas minerales.

En la concentración por flotación, el mineral normalmente estransferido a la espuma o fracción flotante dejando la ganga enla pulpa o colas . Esta es la flotación directa, opuesta a laflotación inversa, en la cual la ganga se separa en la fracciónflotada.

Las burbujas del aire solamente se pegan a las partículas minera-les si éstas desplazan agua de la superficie mineral, lo cualúnicamente ocurre si el mineral es hidrofóbico . Una vez que lasburbujas del aire alcanzan la superficie, únicamente puedencontinuar sosteniendo la partícula si se forma una espuma esta-ble, de otro modo revientan y cae la partícula mineral . Paraalcanzar estas condiciones, es necesario usar los numerososreactivos químicos conocidos como reactivos de flotación.

3 .1 . Reactivos de flotación.

La mayoría de los minerales son naturalmente hidrofóbicos . Paralograr una separación por flotación las superficies del mineraltienen que volverse selectivamente hidrofóbicas ; esto puedelograrse mediante la química de la solución, seguida por laadición de un colector que selectivamente se absorba y proporcio-ne la superficie hidrofóbica requerida . Solamente un pequeñonúmero de minerales son hidrofóbicos por naturaleza; el carbón yel molibdeno es posible flotarlos sin ningún colector, aunquesuele utilizarse la adición de un colector suplementario.

La regulación química de la solución puede abarcar la adición dereactivos, ya sean activadores que aumentan la selectividadintensificando la adsorción del colector, o depresores que retar-dan o evitan la adsorción del colector . También puede incluir laadición de un dispersor para asegurar que las superficies mine-rales estén libres de partículas finas, o el uso de carbón acti-vado para remover de la solución los iones o moléculas indesea-bles . Por último, la regulación de la química de la soluciónpuede incluir el control del pH para asegurar que permanezca elcolector en la solución en la forma deseada.

Otro grupo de reactivos que intervienen en la flotación son losespumantes. Estos tienen dos funciones : mejorar la dispersión delas burbujas finas en la pulpa y controlar las características dela espuma.

3 .1 .2 . Colectores.

Los colectores son compuestos orgánicos que convierten a losminerales seleccionados en repelentes al agua por la adsorción delas moléculas o iones sobre la superficie mineral, reduciendo laestabilidad de la capa hidratada, que separa la superficie delmineral de la burbuja de aire, hasta un nivel tal que la adhesiónde la partícula a la burbuja puede hacerse por contacto.

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Las moléculas del colector pueden ser compuestos ionizados, loscuales se disocian en iones dentro delagua, o compuestos noionizados que son prácticamente insolubles y vuelven al mineralrepelente al agua cubriendo su superficie con una delgada capa.

Los colectores ionizados se clasifican de acuerdo con el tipo deion, anión, catión que produce, el efecto de repulsión del aguadentro de ella . En la Tabla VI . 3 .1 .2 .1 . se muestran los colecto-res más comunes para flotación.

3 .1 .2 .1 . Colectores aniónicos.

Son los colectores que más se utilizan en flotación de mineralesy se pueden clasificar en 2 tipos de acuerdo a la estructura delgrupo polar . Los colectores oxhidrilo tienen como grupos polaresaniones orgánicos y sodo-ácidos, donde el catión no interviene demanera importante en la relación reactivo-mineral.

Los colectores oxhidrilo en general son ácidos orgánicos o jabo-nes.

Los carboxilatos se conocen como ácidos grasos y se encuentrannaturalmente en los aceites vegetales y grasas animales de loscuales se extrae por destilación y cristalización . En los colec-tores fónicos mientras mayor sea la cadena de hidrocarburo, tantomás poderosa será la repulsión del agua que produzca . Los carbo-xilatos son fuertes colectores pero tienen una selectividad rela-tivamente baja.

Los sulfuros y sulfonatos rara vez se usan y tienen propiedadessimilares a los ácidos grasos, pero con un poder colector másbajo.

Los colectores que más se utilizan son los de tipo sulfhídrico,en los que el grupo polar contiene azufre bivalente . Estos sonmuy poderosos y selectivos en la flotación de minerales de sulfu-ro . Los más usados de estos colectores amónicos son los xantóge-nos (xantatos) y los ditiofosfados (colectores aerofloat) . Losxantatos son los más importantes para la flotación de los minera-les sulfurados y se preparan haciendo reaccionar un hidróxidoalcalino, un alcohol y un disulfato de carbono:

R-OH + CS 2 + KOH = R-O•CS•SK + H2

donde R es el grupo hidrocarburo que normalmente contiene de unohasta 6 átomos de carbono ; los xantatos que más ampliamente seusan son el etílico, isopropílico, isobutilico, amílico y hexili-co.

El xantato etílico de sodio es típico y tiene la estructurasiguiente:

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I

//SH--C--C--O--C

\

H H

S No

{ Anión }{--catión--}

El anión consiste de un radical no polar de hidrocarburo y ungrupo polar conectado . Los ditiofosfatos tienen un fósforo penta-valente en el grupo polar más bien que el carbón tetravalente.

R-O

S\ //P

/

\R-O

S==Na(K)

Los colectores catiónicos tienen un grupo polar con carga positi-va asociado con la cadena o grupo de hidrocarburos hidrofóbicos.Generalmente son aminas, aunque también hay en uso éter-aminas.Se han utilizado aminas primarias y cuaternarias, pero son lasprimarias y secundarias las que se utilizan comúnmente . Estoscolectores se derivan a menudo de grasas naturales y se comercia-lizan con frecuencia bajo el mismo nombre de la fuente de grasasnaturales . Se emplean ambos grupos de hidrocarburos, los dealquil y los de arol, quedando limitada la longitud de cadena delgrupo por la solubilidad de la amina.

3 .1 .3 . Espumantes.

Los espumantes son reactivos orgánicos solubles en agua que seadsorben en la interfase aire-agua . Son moléculas heteropolares,con un grupo polar que da la solubilidad en agua y un grupohidrocarbonado no polar.

El espumante es necesario para formar una espuma arriba de lapulpa, que sea lo suficientemente estable para evitar la desinte-gración de la misma y el retorno subsecuente de las partículas ala pulpa antes de que ella sea removida . Es importante, sinembargo, que la espuma se desintegre rápidamente una vez que seremueve, ya que de no ser asi, se tienen problemas en el bombeode la pulpa y en los subsecuentes pasos del proceso.

Otro requisito importante de un espumante, es que no se adsorbasobre las partículas minerales ; si un espumante actuara comocolector, se reducirla la capacidad del colector en uso . Algunoscolectores, como los ácidos grasos, exhiben ciertas propiedadesespumantes . Sin embargo, para lograr un buen control de la plan-ta, debe minimizarse la interacción del agente espumante con elcolector.

Los alcoholes y compuestos afines, tales como éteres de glicol,tienen gran utilidad como espumantes, debido en gran parte a suincapacidad para adsorberse sobre las partículas minerales por lo

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que actúan como colectores . Los alcoholes aromáticos procedentesde fuentes naturales, como el aceite de pino y el ácido cresili-co, se han utilizado extensamente . Los espumantes sintéticos seemplean en la actualidad ; tienen la ventaja de poseer una compo-sición estrechamente controlada, lo que ayuda a mantener laestabilidad de la operación de la planta . El metil-insobutili-carbinol y los éteres están en esa categoría.

3 .1 .4 . Reguladores.

Los reguladores o modificadores se usan mucho en flotación paramodificar la acción del colector, ya sea intensificando o redu-ciendo el efecto repelente al agua sobre la superficie mineral yde esa forma hacen más selectiva la acción del colector haciaciertos minerales . Los reguladores se pueden clasificar cotoactivantes y depresores.

a) Activadores . Estos reactivos alteran la naturaleza química delas superficies del mineral de tal modo que se convierten enhidrofóbicos debido a la acción futura del colector . Losactivadores son generalmente sales solubles que se ionizan ensolución y los iones reaccionan entonces con la superficiedel mineral.

b) Depresores . La depresión se usa para incrementar la selecti-vidad de la flotación volviendo hidrofóbicos a ciertos mine-rales y evitando asi su flotación.

3 .1 .5 . Floculantes.

Existen diferentes tipos de floculantes los cuales se describen acontinuación.

a) Floculantes aniónicos . Los floculantes aniónicos tienen unaamplia aplicación en la industria minera . Son usados princi-palmente para el espesamiento de pulpas de minerales y con-centrados, tales como colas de carbón, concentrados y colasde cobre, plomo y zinc, y lamas de fosfatos y lodos rojos debauxita . Las dosificaciones normales para estas aplicacionesson del orden de 2 .5 a 5 .0 g/ton.

b) Floculantes no iónicos . Los floculantes no iónicos se usanprincipalmente en el espesamiento de pulpas y mineralesconcentrados especialmente en lamas de mineral de hierro ycolas de flotación de oro . Los floculantes no iónicos se usancomo ayudas de drenado o filtrantes en la filtración en vasoy a presión y en la centrifugación, generalmente con dosdosificaciones de 5 a 250 g/ton.

c) Floculantes catiónicos . Los floculantes catiónicos se utili-zan en el espesamiento de desperdicios de carbón, lamas demineral de hierro y concentrados de minerales . Las dosifica-ciones para estas aplicaciones generalmente son del orden de25 a 250 g/ton . Los floculantes catiónicos son excelentesagentes clarificadores de agua extraída de mina . En este caso

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las dosificaciones típicas son del orden de 5 a 50 g/ton.

3 .1 .6 . Cianuración.

Cuando se utliza Cianuro de Sodio o de Potasio, o en cualquierotra forma química que permita el servir como colectores o depre-sores de los minerales de los minerales de mena en el proceso deflotación, se le denomina Cianuración.

La Cianuración es un proceso de flotación que implica las mismasetapas que las descritas para trituración y molienda, pero quecomo reactivo fundamental en el proceso se emplea Cianuro.

Por lo general, la Cianuración se emplea para Plata y Oro em-pleando Cianuro de Sodio o de Potasio de acuerdo a las siguientesreacciones químicas:

4Ag + 8NaCN + 02 + 2H2 O = 4Na[Ag(CN) 2 ] + 4NaOH

4Au + 8NaCN + 02 + 2H2 O = 4Na[Au(CN) 2 ] + 4NaOH

Por lo general el Cianuro se emplea en una dilución al .05%(Burroughs, 1989) . También el Cianuro es utilizado como agenteregulador, reprimiendo la flotación de los minerales, haciéndoloshidrofóbicos (Errol, 1990).

3 .2 . Eciuipo de flotación.

Aunque actualmente se fabrican muchas máquinas diferentes ymuchas máquinas se han desarrollado y descartado con anteriori-dad, es razonable establecer que han surgido dos grupos:

a) Las máquinas de flotación mecánica, que han sido las de mayoruso desde que se construyó la primera hasta la actualidad.

b) Las máquinas de flotación neumáticas, las cuales han tenidoéxito desde un principio en la forma de celda de flotaciónneumática de Callow.

La concentración por flotación puede considerarse en términos dedos grupos variables . Primero las condiciones químicas : la inte-racción de los reactivpos químicos con las partículas minerales.Segundo las condiciones fisicoquímicas : las cuales determinan lascaracterísticas de las máquinas de flotación.

Todas las máquinas de flotación tienen como finalidad hacer quelas partículas que se han convertido en hidrofóbicas entren encontacto y se adhieran a las burbujas de aire, permitiendo asíque dichas partículas se eleven a la superficie y formen unaespuma, la cual puede ser removida. Para lograr esta función, unamáquina de flotación debe:

a) Mantener todas las partículas en suspensión ; esto requiereque las velocidades ascendentes de la pulpa, sobrepasen a lavelocidad de asentamiento de todas las partículas presentes.

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b) Asegurar que todas las partículas que entren en la máquinatengan la oportunidad de ser flotadas.

c) Dispersar burbujas de aire en el seno de la pulpa . tl gradode aireación necesario depende del sistema del mineral enparticular y de la fracción de masa que ha de flotarse.

d) Promover el contacto con la partícula-burbuja de manera quelas particulas hidrofóbicas puedan adherirse a las burbujas yelevarse a la espuma . Esto se logra mediante agitación vigo-rosa y flujo a contracorriente.

e) Proporcionar una región de pulpa en quietud inmediatamenteabajo de la espuma para minimizar el arrastre de pulpa haciala espuma y la disolución turbulenta de capa de espuma.

f) Proporcionar suficiente espesor de espuma para permitir queocurra el drenaje de las partículas arrastradas.

Los factores principales a considerar al calificar el rendimientode la máquina son:

a) Rendimiento metalúrgico representado por la ley y recupera-ción.

b) Capacidad de toneladas tratadas/unidad de volumen.

c) Consumo de energia/ton.

d) La económica, por ejemplo, los costos iniciales de operacióny mantenimiento.

3 .2 .1 . Las máquinas de flotación mecánicas.

Las máquinas de flotación mecánicas de tipo celda son las de usomás común en la flotación de los minerales metálicos . Cada máqui-na (una celda de flotación individual) tiene un impulsor que giradentro de las mamparas . Se introduce aire a través del impulsorpara proporcionar buena dispersión y suficiente mezclado para darorigen a las colisiones entre partículas y burbujas que son elprerrequisito inicial para la adherencia de las partículas a lasburbujas . El aire puede suministrarse a través de la flecha delimpulsor o de un tubo vertical situado en torno a la flecha porla sucesión creada en el impulsor, en cuyo caso el régimen deaireación está limitado por el diseño y velocidad del impulsor, obien puede introducirse a presión . Este último procedimiento seha utilizado durante muchos años en las máquinas Agitair paraseparaciones por flotación en las que se requieren espumado másintenso . También se ha visto favorecido más recientemente porquepermite utilizar el régimen de aireación como una variable en elcontrol automático de las operaciones de flotación.

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3 .2 .2 . Máquinas de flotación neumáticas.

En las máquinas de flotación neumáticas, tanto el tipo de celdascomo tanque, el mezclado del aire y la pulpa se efectúa en boqui-llas de inyección . En las columnas de flotación se estableceflujo a contracorriente en la sección inferior de la columna . Sise utilizan rociadores de agua en la parte superior de la columnade espuma, puede esperarse un mayor drenaje de partículas atrapa-das de la espuma . Aunque se ha probado en forma extensa, lascolumnas de flotación no han encontrado todavía aceptación indus-trial.

3 .3 . Eliminación del agua del concentrado pupal.

Con pocas excepciones, la mayor parte de los procesos de separa-ción de minerales implican el uso de cantidades sustanciales deagua y el concentrado final se separa de la pulpa, la relaciónagua/sólidos puede ser alta.

La separación sólido/liquido, produce un concentrado relativamen-te seco para el embarque . Tal separación parcial también seefectúa en varias etapas del tratamiento, para preparar la ali-mentación de los procesos subsecuentes.

Los métodos de eliminación de agua se clasifican en tres grupos:sedimentación, filtración y secado térmico.

3 .3 .1 . Sedimentación.

El asentamiento rápido de partículas sólidas dentro de un liquidoproduce un líquido clarificado que se puede decantar, dejando unlodo espeso que en ocasiones requiere un separación sólido-líquido adicional por filtración.

Las velocidades de asentamiento de las partículas dentro de unfluido están gobernadas por las leyes de Stokes o de Newton,dependiendo del tamaño de la partícula . Las partículas muy finas,de sólo unas micras de diámetro, se asientan con extremada lenti-tud sólo por gravedad y conviene efectuar una sedimentacióncentrifuga . Alternativamente, las partículas pueden ser aglomera-das o floculadas en masas relativamente grandes, llamadas flócu-los que se asientan con mayor rapidez.

3 .3 .1 .1 . Sedimentación por gravedad.

La sedimentación por gravedad o espesamiento es la técnica deeliminación de aguas que más se aplica en el procesamiento deminerales, ya que es un proceso de alta capacidad relativamentebarato, que implica fuerzas de corte muy bajas proporcionando deese modo buenas condiciones para la floculación de las partícu-las.

El espesador se usa para aumentar la concentración de la suspen-sión por sedimentación, acompañada de la formación de un liquidoclaro . Los espesadores pueden ser unidades intermitentes o conti-

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nuas, y consisten de tanques de relativamente poca profundidaddesde los cuales se separa el liquido de su parte superior y lasuspensión espesa queda en el fondo . El clarificador es similaren diseño, pero más robusto.

El espesador continuo consiste en un tanque cilíndrico (el diáme-tro varia de 2-200 m y la profundidad de 1 a 7 m), la pulpa sealimenta en el centro por un pozo de alimentación colocado hastaun metro de la superficie . El liquido clarificado derrama por uncanal periférico, mientras que los sólidos que se asientan sobreel fondo entero del tanque se sacan como un pulpa espesa a travésde una salida central.

a) Espesadores de cable . Tiene' un brazo de rastrillo con goznesy sujeto al fondo de la jaula impulsora o flecha central . Elgozne se diseña para proporcionar un movimiento vertical uhorizontal simultáneo del brazo del rastrillo . El brazo delrastrillo es estirado por cables conectados a una estructurade brazo o impulsor o momento de torsión Torquel, rígidamenteconectado a la flecha central en un punto justo abajo delnivel del liquido. El rastrillo está diseñado para elevarseautomáticamente cuando el momento de torsión desarrolladoaumente debido a su movimiento a través de lodo.

b) Espesador de cono profundo . El espesador de cono utilizaniveles de floculante relativamente altos (200g/ton) . Estojunto con la compresión hacia el fondo del cono permite quehaya una descarga inferior de naturaleza plástica, que puedemanejarse por medio de un transportador.

3 .3 .1 .2 . Sedimentación centrifuga.

La separación centrifuga se considera como una extensión de laseparación por gravedad, ya que las velocidades de asentamientode las partículas aumenta bajo la influencia de la fuerza centri-fuga . Sin embargo, ésta se puede usar para separar emulsiones quenormalmente son estables en un campo gravitacional.

La separación centrifuga se puede efectuar ya sea por hidrociclo-nes o centrifugas.

La simplicidad y bajo costo del hidrociclón lo hacen muy atracti-vo, aunque tienen limitaciones respecto a la concentración desólidos que se puede lograr y las proporciones relativas dederrame y descarga en las que se divide la alimentación . General-mente la eficiencia de un ciclón hasta de un pequeño diámetrodecae rápidamente con tamaños de partícula muy fina y las partí-culas menores a 10 micras de diámetro inicialmente aparecen en elderrame, a menos que sean muy pesadas . La floculación de laspartículas no es posible, puesto que las altas fuerzas de cortedentro de un ciclón destruyen rápidamente cualquier aglomerado,por consiguiente el ciclón por su naturaleza es más apropiadopara la clasificación que para el espesamiento.

Por comparación, las centrifugas son mucho más costosas y comple-

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jas, pero tienen mayor poder de clarificación y generalmente sonmás flexibles . Se pueden obtener concentraciones de sólidos muchomás grandes que con ciclón.

3 .3 .2 . Filtración.

La filtración es el proceso que separa sólidos de líquidos usandoun medio poroso que retiene el sólido pero permite pasar alliquido.

Las condiciones bajo las cuales se lleva a cabo la filtración sonmuchas y muy variadas y la selección del equipo más apropiadodepende de un gran número de factores . En cualquier tipo deequipo que se use se forma gradualmente un torta de filtro sobreel medio poroso, la resistencia al flujo aumenta progresivamentea través de toda la operación . Los factores que afectan la velo-cidad de filtración incluyen:

a) La calda de presión desde la alimentación hasta la caraposterior del medio filtrante . En los filtros de presión seconsigue aplicando una presión positiva en el extremo de laalimentación y en los filtros de vacio aplicando un vacio enla cara posterior del medio filtrante, el lodo de alimenta-ción debe estar a la presión atmosférica.

b) El área de la superficie de la filtración.

c) la viscosidad del filtrado.

d) La resistencia de la torta del filtro.

e) La resistencia de la capa filtrante y las capas iniciales dela torta.

En las aplicaciones en el procesamiento de minerales, la filtra-ción generalmente sigue al espesamiento . La pulpa espesada sealimenta a los agitadores de almacenamiento desde donde se saca auna velocidad uniforme a los filtros . Algunas veces se les agre-gan floculantes a los agitadores para ayudar a la filtración . Laslamas tienen un efecto adverso sobre la filtración, ya que tien-den a tapar el medio filtrante ; esto se reduce por la floculacióny se aumentan los vacíos entre las partículas haciendo más fácilel flujo del filtrado . En la filtración se utilizan con frecuen-cia los floculantes de peso molecular más bajo, debido a que losflóculos que forman los productos de alto peso molecular sonrelativamente grandes y arrastran agua dentro de la estructuraaumentando el contenido de humedad de la torta . Con los floculan-tes de peso molecular más bajo se forman flóculos más pequeñosque tienen mayor resistencia al corte y a la torta del filtroresultante tiene una estructura porosa uniforme lo que le permiteuna fácil eliminación de agua.

Los tipos de filtros son de diferentes clases, sin embargo, losde torta son los que se emplean más frecuentemente en el procesa-

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miento de minerales, donde la recuperación de grandes cantidadesde sólidos de lodos medianamente concentrados sea el principalobjetivo . Cuando el principal requerimiento es la extracción depequefias cantidades de sólidos de suspensiones relativamentediluidos, se conocen como filtros de criba o de clarificación.

Los filtros de torta pueden ser de presión, de vacio de tipocontinuo o intermitentes.

3 .3 .2 .1 . Los filtros de presión.

Los filtros de presión para operación intermitente, tales comolos filtros prensa, se utilizan mucho en la industria químicapero raras veces se han adaptado para el procesamiento de minera-les, debido a que la operación intermitente, utiliza demasiadamano de obra . Por otra parte, los filtros prensa ofrecen lassiguientes ventajas:

- Mayores volúmenes de procesamiento.

- Bajo costo de inversión.

- Necesidades mínimas de espacio y piso.

- Mayor flexibilidad de operación.

3 .3 .2 .2 . Los filtros de vacío.

Existen muchos tipos diferentes de filtros de vacío pero todosello incorporan un medio filtrante conveniente soportado sobre unsistema de drenaje, debajo del cual la presión se reduce alconectar a un sistema de vacio . Los filtros de vacio pueden serintermitentes o continuos.

Filtros de vacío de tipo continuo son los que más se utilizan enlas aplicaciones del procesamiento de minerales, no utilizándoselos de tipo intermitente . Existen tres clases de filtros de vaciocontinuo, los cuales se describen a continuación.

a) Filtros de tambor . Los filtros de tambor rotatorio es el quecomúnmente se utiliza en la industria . El tambor se montahorizontalmente y está parcialmente sumergido en la caja oartesa del filtro a la que se alimenta el lodo y los agitado-res lo mantienen en suspensión . La periferia del tambor sedivide en dos compartimientos, cada unos de los cuales tienevarias lineas de desagüe que pasan a través de la parteinterna del tambor y terminan en un extremo como anillo desalidas, cubierto por una válvula rotatoria a la que seaplica el vacio . El medio filtrante está envuelto hermética-mente alrededor de la superficie de tambor, que gira a bajavelocidad entre 0 .1 a 0 .3 revoluciones por minuto, pero paramateriales de libre filtración.

A medida que gira el tambor, cada compartimento efectúa elmismo ciclo de operaciones y la duración de cada uno se

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determina por la velocidad del tambor, la profundidad dehundimiento del tambor y la colocación de la válvula . Elciclo normal de operación consiste de filtración secado, ydescarga, pero es posible introducir otras operaciones dentrodel ciclo básico, tales como lavado de la torta y limpieza dela tela.

La forma más común de descargar los sólidos de tambor eshacer uso de un soplo inverso de aire que eleva la torta demanera que se pueda sacar con un cuchillo, sin que ésta hagacontacto real con el medio filtrante.

b) Filtros de disco . El filtro de discos es similar a los de losfiltros de tambor rotatorio . La torta de sólidos se formasobre ambos lados de los discos circulares, los cuales estánconectados a una flecha horizontal de la máquina . Los discosgiran y elevan la torta por arriba del lodo dentro de lacaja, después de lo cual la torta se seca por succión y luegose saca mediante un soplo de aire pulsatorio con ayuda de unraspador . Los discos están localizados a lo largo de laflecha o centros de 30 cm y consecuentemente en un pequeñoespacio se acomoda una gran área de filtración . De esta formael costo por unidad de área es más bajo que para los filtrosde tambor, pero es casi imposible levantar la torta y elfiltro del disco no es tan adaptable como un filtro de tam-bor.

c) Filtros horizontales . Se componen esencialmente de una super-ficie horizontal de filtración dispuesta en forma de banda ocharolas circulares . A pesar de sus formas variadas, tienesus ventajas y desventajas comunes . Las ventajas son laselección independientemente de los tiempos de formación dela torta, lavado y secado, la filtración eficaz de sólidosdensos pesados y de lodos, la capacidad de lavado inundante ysu adaptabilidad para lavado o lixiviación a contracorriente.Sin embargo, los filtros horizontales continuos a vacío sonmás costosos de instalar y de operar que los filtros detambor, y requieren de áreas de piso relativamente grandespara una area de filtración dada . En general, esto restringela aplicación de estos filtros a las operaciones hidrometa-lúrgicas, en las cuales su capacidad de lavado justifica sumayor costo.

3 .3 .2 .3 . Medio filtrante.

La selección del medio filtrante es una parte esencial de laoperación eficiente de los filtros . Aunque el objetivo primariodel medio es detener los sólidos, hay otros factores que sonimportantes . Un buen medio filtrante debe:

- Tener la capacidad para puntear los sólidos sobre los poros.

- Tener baja resistencia al paso del producto que se filtra.

- Evitar que se acuñen las partículas en los poros, lo cual

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incrementarla significativamente la resistencia al flujo.

- Resistir al ataque químico.

- Tener suficiente resistencia mecánica para soportar la pre-sión de filtración y de desgaste mecánico.

- Permitir la descarga eficiente de la torta.

Los medios filtrantes se clasifican en algodón, lana, lino, yute,nylon, seda, fibra de vidrio, carbón poroso, metales, rayón (sedaartificial) y otros materiales sintéticos y variados como el huleporoso . Las telas de algodón son el tipo más común del mediofiltrante principalmente por su bajo costo inicial y la existen-cia de una amplia variedad de tejidos . Dichas telas se usan parafiltrar sólidos tan finos como 10 micras.

3 .3 .3 . Secado.

El secado de los concentrados antes del embarque, es la últimaoperación que se realiza en la planta de beneficio de minerales.Esto reduce el costo del transporte y normalmente tiene porobjeto reducir el contenido de humedad hasta un 5% en peso.Muchas veces las pérdidas de polvo son un problema si el conteni-do de humedad es menor.

Los secadores térmicos rotatorios se usan con frecuencia . Consis-ten de una coraza cilíndrica, relativamente larga montado sobrerodillos, e impulsa a una velocidad de hasta 25 revoluciones porminuto . La coraza tiene una ligera inclinación, de manera que elmaterial se mueve por gravedad desde el extremo de descarga . Laalimentación ya sea en el extremo de la alimentación para dar unflujo paralelo o en la descarga para dar un flujo a contraco-rriente, consiste de gases o de aire caliente.

El método de calentamiento puede ser directo, en cuyo caso losgases calientes en el secador pasan a través del material oindirecto, cuando el material está en una coraza interior, calen-tada externamente por los gases calientes ..

El producto de los secadores frecuentemente se almacenan endepósitos, antes de cargarlo para su transporte . Los depósitospueden ser cerrados o se puede rociar la superficie del contenidocon una solución formadora de cáscara, para eliminar las pérdidasdel polvo.

Este método de secado, raramente se utiliza en una planta deflotación.

4 . Lixiviación.

Los procesos de lixiviación en hidrometalurgia están relacionadoscon la disolución química de las materias primas que se estántratando para formar soluciones que contengan los metales que hande recuperarse . Tal lixiviación de los elementos es de forma

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selectiva.

Además del agua, se conocen muchos reactivos que forman solucio-nes acuosas capaces de disolver metales contenidos en concentra-dos y minerales entre los que se cuentan ácidos, bases y sales.

El ácido sulfúrico es el disolvente que más se usa, ya que suagresividad, precio y disponibilidad general, compensan su faltade selectividad . También los ácidos nítricos y clorhídrico sonbuenos disolventes, pero su aplicación es limitada, debido alintenso ataque que tienen en el equipo, así como a su falta deselectividad y mayor costo . Otro compuesto que se utiliza en elproceso de lixiviación como depresor, es el Cianuro de Sodio o dePotasio, denominándosele al proceso Cianuración por Lixiviación.

Desde el punto de vista económico, es importante establecercondiciones de lixiviación en las que se disuelvan los elementosdeseados tan rápidamente como sea posible, y la concentración delreactivo, la temperatura y la agitación son las principalesvariables controlables que influyen en el régimen de la lixivia-ción . Los minerales deben molerse a la suficiente finura paralograr la exposición óptima y un buen contacto con la soluciónlixiviante . En la Figura VI .4 .1, se muestra un proceso de lixi-viación típico.

4 .1 . Tipos. de lixiviación.

4 .1 .1 . Lixiviación subterránea (in situ).

Se aplica a áreas circundadas por roca impermeable para disolverlos valores que contienen los yacimientos minerales de baja ley ylos rebajes ya minados.

En los dos casos, el mineral debe estar fragmentado a un tamañolos suficientemente fino como para que los valores mineralesqueden expuestos a la solución lixiviante . El costo de tratamien-to de ésta lixiviación, es el más bajo que cualquier otro métodode extracción y permite obtener beneficio de baja ley . La opera-ción es relativamente lenta y en ciertas ocasiones se realizadurante años, pero el costo de capital y equipo son mínimos.

Las soluciones cargadas producidas por la lixiviación subterráneadurante un periodo de contacto de 5 a 6 meses, se bombean luego atanques de almacenamiento constituidos en superficie.

4 .1 .2 . Lixiviación en pilas o terrenos.

Para este tipo de lixiviación se construyen losas impermeables,con pendientes para el escurrimiento y recolección de licor delixiviación; se utilizan concreto, arcilla compactada o lámina deplástico y se apila el mineral sobre estas . Primero se tiende unacapa de material grueso de 4 a 8 pulgadas, para favorecer eldrenaje de la pila . Para facilitar la recolección del licorlixiviante, se construyen alcantarillas bajo las pilas las cualesse conducen a un canal principal que va hasta un estanque de

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almacenamiento situado abajo del terreno.

Las soluciones lixiviantes que se bombean hasta las pilas pararociarse sobre ellas de manera que fluyen a través del mineral ysalgan hasta el estanque de almacenamiento . La solución preñadase bombea desde el tanque de almacenamiento al proceso de preci-pitación.

4 .1 .3 . Lixiviación en tanques.

Se hace de dos formas:

a) Lixiviación por percolación . Es esencialmente una operaciónde lote debido a que tiene que cargarse el mineral y remover-se el residuo mientras que está el tanque fuera de servicio.El principio de lixiviación es un flujo de la solución acontracorriente ; en la primera lixiviación del mineral fres-co, se aplica una solución débil que ya ha estado en contactocon el mineral durante un periodo prolongado de tiempo y queva a secarse enseguida como solución cargada final del cir-cuito de lixiviación para bombearse al circuito de precipita-ción.

b) Lixiviación mediante precipitación . La operación de lixivia-ción del tipo agitación, puede ser tanto continua a contraco-rriente, como intermitente, utilizando varios tanques simila-res al sistema usado en la lixiviación por percolación ylavando enseguida los lodos no disueltos . Estos lodos selavan con frecuencia con espesadores y luego se filtran ytransporta al circuito de precipitación.

4 .2 . Precipitación.

La solución cargada que contiene los valores del metal disueltoprocedente del proceso de lixiviación, se trata de diversasformas para precipitar el metal disuelto y recuperarlo en formasólida.

Existen dos métodos generales de precipitación : por electrobene-ficio utilizando ánodos insolubles y por precipitación química.

4 .2 .1 . Electrobeneficio.

Da un depósito muy puro que requiere sólo un mínimo de refinaciónposterior y regenera el disolvente para que pueda usarse de nuevoen el circuito de lixiviación posteriormente a que se ha separadola mayor parte del metal disuelto . Es también un método selectivode reducción en algunos casos.

Los disolventes son aquellos en la que la posición de los metalesen la serie electromotriz es tal que el voltaje en un nivel no eslo suficiente para descomponer al compuesto del metal valioso queestá en solución y hacer que éste se deposite en el cátodo, peroteniendo un voltaje en un nivel no tan alto como para reducir losotros compuestos metálicos contaminantes que están en solución.

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4 .2 .2 . La precipitación química.

Consiste en la formación de un compuesto sólido insoluble quepuede lograrse de varias maneras . Algunos de estos procesosrequieren también la eliminación previa de los compuestos demetal contaminante que hay en la solución, antes de que puedaaplicarse la precipitación química para recuperar el compuestodel metal valioso, mientras que en otros tratamientos es posiblelograr la precipitación selectiva sin purificación previa.

La mayoría de la precipitación química se realiza a la presiónatmosférica, pero hay casos en que es necesario utilizar tempera-tura y presiones altas como las que se obtienen en las auto-claves, para que ocurran las reacciones de precipitación.

La cementación de un metal valioso a partir de una solución delixiviación cargada, depende de una reacción de desplazamiento enla cual un metal más activo reduce a los iones del metal porprecipitar, al estado metálico puro ; entonces, éste sale de lasolución y los iones del metal más activo entran a la soluciónpara sustituirlos.

Por cementación puede tratarse soluciones tanto de alto como debajo contenido de valores metálicos, y si bien se han probadomuchos métodos opcionales, éste método antiguo de precipitaciónse aplica extensamente en numerosas situaciones extractivas,desde la recuperación de valores metálicos de soluciones muydiluidas hasta la separación de valores de soluciones de altaley, realizando la eliminación de contaminantes antes de laprecipitación por algún método.

Un nuevo método se está desarrollando rápidamente, es una combi-nación de extracción por disolventes seguido de la reducciónelectrolitica . La extracción por disolventes funciona como proce-so altamente versátil para purificar las soluciones lixiviantes yconcentrar los valores metálicos en volúmenes muy pequeños ymanejables de solución por reducción . Otro método nuevo, encierta forma similar a la extracción por disolventes, utiliza uncircuito de adsorción con carbón activado para agotar la soluciónpreñada, seguida de reducción electrolitica.

4 .3 . Refinación.

La refinación es la última etapa de tratamiento de los metalesque han sido extraídos por un proceso de lixiviación para llevar-los a solución, precipitarlos de la misma y recolectarlos enforma de precipitado . Finalmente el precipitado se purifica paraobtener el metal puro.

No todos los precipitados requieren de precipitación . Algunos sellevan al mercado en la forma de compuestos químicos precipita-dos . Otros se obtienen en tal condición de pureza, que puedenutilizarse sin tratamiento posterior . El único tratamiento que serequiere en estos dos casos, es secar los compuestos químicos

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antes de embarcarlos y fundir y vaciar o bien, conformar enbriquetas y sintetizar el metal en forma industrial.

Los precipitados metálicos son de muy alto contenido metálico quesus contrapartes de compuestos químicos en los que algunos preci-pitan, y por ello se requieren a menudo procesos de refinaciónmenos elaborados.

5 . Concentración por Gravedad.

Los métodos de separación por gravedad se usan para tratar unagran variedad de materiales que varian desde los sulfuros metáli-cos pesados como galena (densidad de 7 .5), hasta el carbón(densidad 1 .3) ; en algunas ocasiones con tamaños de particulasmenores a 5 micras.

Los metales de concentración gravimétrica, separan minerales dediferente densidad relativa a partir de su movimiento relativo,respondiendo a la gravedad y a algunas fuerzas . Frecuentementeson la última resistencia al movimiento que ofrece un fluidoviscoso como el agua o el aire.

Para una separación efectiva es indispensable que exista unamarcada diferencia de densidad entre el mineral y la ganga . Apartir del criterio de concentración, se puede conocer el tipo deseparación posible .

Ds - Df

D1 - Df

donde :

Ds = Densidad relativa del mineral pesadoD1 = Densidad relativa del mineral ligeroDf = Densidad relativa del medio del fluido

En términos muy generales, cuando el coeficiente es mayor de 2 .5,ya sea positivo o negativo, entonces la separación gravimétricaes relativamente fácil . A medida que el valor del coeficientedisminuye, la eficiencia de la separación también disminuye.

El movimiento de una partícula dentro de un fluido depende nosolamente de la densidad relativa, sino también de su tamaño ylas particulas grandes serán más afectadas que las más pequeñas.

Por lo tanto, la eficiencia de los procesos gravimétricos aumentacon el tamaño de las particulas y deben ser suficientementegruesas para moverse de acuerdo a la ley de Newton.

Es una característica de todos los dispositivos de concentraciónpor gravedad, que las particulas se mantengan ligeramente atrapa-das de manera que puedan moverse unas con relación a las otras,para que así puedan separarse idealmente en capas de minerales

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densos y ligeros . La forma que se logra esta separación entrepartículas proporciona un medio conveniente para clasificar losconcentradores por gravedad.

Existen tres grupos de concentradores:

a) En el primer grupo, representado por los concentradores deimpulso, se aplica un movimiento oscilatorio escencialmentevertical a la corriente de sólidos y fluido.

b) Los concentradores por sacudimiento forman un segundo grupo;éstos aplican una fuerza cortante horizontal .a la corrientede sólidos y fluidos, haciendo vibrar la superficie quesustenta la corriente . Se incluyen en este grupo la mesaconcentradora, el separador vibratorio, el concentrador deBartles-Mozley y la artesa de minero.

c) Los concentradores de flujo por gravedad, forman el tercergrupo en donde el espacio hueco se mantiene básicamente porla acción de una capa de pulpa que fluye en forma descenden-te, bajo la influencia de la gravedad, sobre una superficieinclinada.

6 . La Separación Magnética.

Los separadores magnéticos aprovechan la diferencia en las pro-piedades magnéticas de la mena y se usan para separar los minera-les valiosos de la ganga no magnética.

Todos los materiales se alteran en cierta forma al colocarlos enun campo magnético, aunque en la mayor parte de las sustancias elefecto es demasiado pequeño para detectarlo . Los materiales seclasifican en dos amplios grupos, según los atraiga o repela unmagneto:

a) Los diamagnéticos se repelen a todo lo largo de las lineas defuerza magnética hasta el punto donde la intensidad de campoya es muy pequeña . Aquí las fuerzas que actúan son muy peque-ñas y las sustancias diamagnéticas no se pueden concentrarmagnéticamente.

b) Los paramagnéticos son atraídos a lo largo de las lineas defuerza magnética hasta los puntos de mayor intensidad delcampo.

c) El ferromagnetismo se considera como un caso especial deparamagnetismo, que requiere de fuerzas muy altas . Los mine-rales ferromagnéticos tienen muy alta susceptibilidad paralas fuerzas magnéticas y retienen algún magnetismo cuando sealejan del campo (remanencia).

La separación magnética, es una separación física de partículasque se basa en una competencia triple entre:

a) fuerzas magnéticas

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b) fuerzas gravitacionales

c) fuerzas de atracción o de repulsión interparticular.

Estas fuerzas magnéticas en competencia, determinan el rendimien-to del espesador ; dependen tanto de la naturaleza de la alimenta-ción, como del carácter . La naturaleza de la alimentación abarcasu distribución en tamaños la susceptibilidad magnética y otraspropiedades físicas y químicas que pueden afectar las diversasfuerzas que intervienen.

Equipo y Aplicación.

Los separadores magnéticos se clasifican en máquinas de alta ybaja densidad y además se subdividen en separadores de alimenta-ción en seco y alimentación en húmedo.

Los separadores de baja intensidad se usan para tratar materialesferromagnéticos y algunos minerales altamente paramagnéticos.

7 . Separación en Medio Denso.

El principio de separación es el más simple de todos los procesosgravimétricos y ha sido un gran método estándar de laboratoriopara separar minerales de diferente densidad relativa . Se usanlíquidos pesados con una densidad apropiada, de forma tal que losminerales más ligeros que el liquido tienda a flotar, mientrasque los más densos se asientan.

La separación en medio denso es aplicable en cualquier mena en lacual, después de un grado de liberación apropiada por molienda,la diferencia entre la densidad relativa de las partículas quecompensan y el costo de un tratamiento adicional de las que nocompensan, es suficiente.

El equipo y aplicación del método de separación por medio denso,es el siguiente:

a) En los separadores de gravedad en medio denso, la alimenta-ción y el medio se introducen a la superficie del medio enestado de reposo de un tanque grande . El material que flotase derrama o se recoje de la superficie del estanque . Elmaterial que se hunde o deprime desciende al fondo del reci-piente y se extrae mediante mecanismos diseñados para minimi-zar el flujo vertical del medio.

b) En los casos de tamaños de partícula más finos, debe aplicar-se una mayor aceleración para producir suficiente fuerza yasí lograr la separación . Por ello se utilizan los separado-res centrífugos que funcionan a alrededor de 20 veces lafuerza de gravedad.

8 . Presa de Jales.

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Los métodos que se usan para eliminar las colas se han desarro-llado debido a las presiones ambientales, cambiando la prácticade la molienda y realizando aplicaciones provechosas . Los métodosincluían las descargas en ríos y corrientes . La forma más satis-factoria de tratar las colas es hacer un uso positivo de éstas.

En las minas subterráneas, en las que el ciclo de trabajo requie-re el relleno de las áreas minadas, es una práctica común regre-sar bajo tierra la fracción más gruesa de las colas del molino.

El diseño, construcción y operación de las presas de jales o decolas, se está convirtiendo en un aspecto importante para lamayor parte de los desarrollos mineros, así como también paramuchas operaciones existentes.

Las presas de jales se construyen a través de los valles de losríos o con muros de presa ya sea curvos o de lados múltiples enlos limites de los valles, ya que este método facilita el drena-je. Sobre los terrenos planos o ligeramente inclinados se cons-truyen lagunas con paredes en todo el contorno de la presa.

8 .1 . Métodos de construcción de presas de dales.

Los métodos de construcción de presa de jales se describen acontinuación:

a) Métodó aguas arriba . Una pequeña presa iniciadora se ubica enel punto extremo de aguas abajo y el muro de la presa se dejaprogresivamente sobre el lodo de aguas arriba . Las colas sedescargan desde la parte superior del dique iniciador ycuando el estanque inicial está casi lleno, se eleva el diquey se repite el ciclo . Para elevar el muro de la presa seutilizan varios métodos ; el material se toma de la superficieseca de las colas previamente depositadas y el ciclo serepite con más frecuencia, el muro se construye de la frac-ción gruesa de las colas . Las principales ventajas de laconstrucción aguas arriba son el bajo costo y la velocidadcon que es posible elevar la presa incrementando sucesivamen-te la altura del dique . El método tiene la desventaja de queel muro de la presa se construye sobre la parte superior delas lamas sin consolidar previamente (Figura VI .8 .l .a).

b) MétodQ de aguas abajo. Este método es básicamente inverso alanterior, debido a que en la medida en que el muro de lapresa se eleva, la linea central se traslada aguas abajo y lapresa permanece cimentada sobre las colas gruesas . La mayorparte de los procedimientos requieren del uso de ciclonespara producir la arena que se use en la construcción de lapresa . La mayor parte de la desventaja de este sistema es lagran cantidad de arena que se necesita para elevar el muro dela presa . En las primeras etapas de la operación tal vez nosea posible producir volúmenes suficientes de arena de relle-no hasta elevar la cresta hasta cualquier altura en particu-lar (Figura VI .8 .1 .b) .

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c) Método de linea central . Es una variación del que se usa paracpnstruir la presa de aguas abajo y la cresta permanece en lamisma posición horizontal en la medida que se eleva el murode la presa . Este método tiene la ventaja de requerir volúme-nes más pequeños de arena de relleno para elevar la crestahasta cualquier altura en particular.

Aún cuando, por lo general, se utilizan los anteriores métodosutilizando arcilla para generar una capa impermeabilizante,actualmente se emplea en otros paises (por ejemplo en EstadosUnidos) una capa de lainer en el fondo y las paredes de la presa,para a asegurar que las aguas residuales no se lixivien al mantofreático.

8 .2 . Efectos ocasionados al medio ambiente.

El problema más serio que se asocia con la disposición de losjales es la liberación del agua contaminada . Los principalesefectos se deben al pH del derrame, el cual puede provocar cam-bios ecológicos . Los metales pesados disueltos tales como el Cu,Pb, Zn entre otros, pueden ser letales para la vida de los pecessi se mezclan con las corrientes de agua de la localidad . Asímismo, se presenta la contaminación de los mantos freáticos, locual puede provocar daños serios a la salud humana.

Con excepción de la precipitación y evaporación, las velocidadesy volúmenes del agua se pueden controlar en gran medida . Es mássatisfactorio tratar de impedir la contaminación de las aguasnaturales, en vez de purificarlas después y si el escurrimientosuperficial hacia la presa es muy abundante, entonces se deben deinstalar diques de intercepción . Es dificil cuantificar la canti-dad de agua que se pierde hacia las corrientes subterráneas, peroésta se puede reducir al mínimo seleccionando un lugar de fondoimpermeable o sellado con una capa artificial de arcilla.

A menudo las colas son tratadas con cal para neutralizar losácidos y bombearlos a la presa . Estas colas tratadas se puedenespesar y el derrame, libre de los metales pesados, se regresa ala planta de beneficio, reduciendo así la entrada de agua y decontaminantes a las presas de jales.

Los complejos de metales de cianuro y amoniaco son especialmentepropensas a la estabilización y solubilización en solución cáus-tica y requieren un tratamiento especial, en lugar de la concen-tración directa con cal . El ozono se usa para extraer los reacti-vos de flotación incluyendo el cianuro, sales sulfúricas y aminasen los derrames.

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VII . MANTENIMIENTO.

En cada una de la etapas de un proyecto, se desarrollan diferen-tes actividades de mantenimiento de tipo preventivo o correctivo,que incluyen desde aspectos de limpieza y reparación de maquina-ria y equipo, hasta la implementación de programas de manteni-miento más complicados . El monitoreo ambiental, es una actividadque permite conocer la eficiencia del proceso y a la vez, prote-ger al ambiente en relación a los posibles impactos ambientales.

La actividades de mantenimiento que cualquier proyecto minerodebe incluir para su buen funcionamiento, son las siguientes:

a) Monitoreo ambiental . Incluye muestreos a nivel geológico, enel suelo, medición de emisiones a la atmósfera, de descargasa sistemas acuáticos como pueden ser los monitoreos en losmantos freáticos y en las aguas superficiales como ríos yarroyos . El monitoreo ambiental en ocasiones también incluyelos efectos en la vegetación circundante o de las poblacionescercanas que se pueden ver afectadas por la disposición deresiduos o de aguas de desecho.

b) Mantenimiento de Servicios . Incluye el mantenimiento de laslineas de agua, gas natural y de electricidad, asi como elmantenimiento de las instalaciones como almacenes, polvori-nes, etc.

c) Mantenimiento de vías de comunicación . El mantenimiento delas vías de comunicación se refiere principalmente a lareparación de los caminos de acceso y de las vías férreas ofuniculares.

d) Mantenimiento de la Presa de Jales . Además de los monitoreosseñalados en el primer inciso, se efectúan revisiones yreparaciones periódicas en el fondo y las paredes de la Presade Jales . El monitoreo ambiental permite conocer si existenprocesos de lixiviación hacia el subsuelo, y si es necesarioaplicar una medida correctiva drástica como puede ser laconstrucción de otra Presa de Jales con mayores medidas deseguridad (por ejemplo, el recubrimiento de la presa con unmaterial impermeable del tipo Lainer).

e) Mantenimiento del sistema de ventilación . La deficientecalidad del aire dentro de la mina, requiere que el equipo deventilación se encuentre en buenas condiciones, para lo cualse aplica un programa de mantenimiento que puede incluir elempleo de un sistema complementario que permita tener siemprebien ventilado los subniveles y frentes.

f) Mantenimiento del, alumbrado subterráneo . Incluye todas laslíneas que se tienden hacia el interior de la mina.

Mantenimiento de niveles principales . Las cuales pueden serdesde el mantenimiento de las estructuras de soporte, hasta

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el incluir monitoreo en la roca que permitan prevenir derrum-bes en la mina, utilizando instrumentos muy sensibles quedetecten las deformaciones del material.

h) Mantenimiento del desagüe . Las condiciones de humedad en lamina, provocadas por las corrientes internas del subsuelo,generan diversas enfermedades en los mineros, además de quedificultan las . labores de extracción del mineral . Para ellose requiere que las bombas e instalaciones relacionadas conel desagüe se encuentren en buenas condiciones, aplicándoseun programa de mantenimiento de tipo preventivo y correctivo.

i) Limpieza de maquinaria, equipo e instalaciones . Como medidapreventiva de toda la maquinaria, equipo e instalaciones dela mina, se efectúa su limpieza periódica para evitar dañosposteriormente.

j) Reparación de maquinaria y equipo . Esta actividad es tipocorrectivo y se aplica a la maquinaria o equipo dañado.

Las actividades de mantenimiento son uno de los aspectos básicospara proteger al ambiente y hasta ahora no se le ha dado laimportancia que representa para evitar la degradación ambiental ylos posibles daños a la salud humana.

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VIII . ABANDONO.

La etapa de abandono se efectúa al concluir la vida útil de lamina . La vida útil se determina al inicio de un proyecto, conbase en los estudios exploratorios del yacimiento mineral, defi-niendo la magnitud del yacimiento y el periodo en el cual esfactible aprovecharlo.

Entre las actividades que se implementan en la etapa de abandono,se encuentran las siguientes:

a) Monitoreo ambiental . Al concluir la vida útil de un proyecto,no termina la valoración del flujo de las descargas efectua-das por las labores de la mina en su operación . Es necesarioimplementar monitoreos que permitan conocer la calidad am-biental relacionada con las obras creadas para la explotacióndel fundo minero.

b) Desmantelamiento de infraestructura de apoyo . Este puntoimplica:

- Dejar cerradas las áreas de tiros y presas de jales.

- Tanto los edificios como la planta de beneficio y equipo deextracción se remueven.

- Se desmantelan los servicios de mina.

- Se remueve la superficie del terreno y los caminos.

g) Uso del área al concluir la vida útil . Después de haberconcluido las actividades de operación de la mina, y haberdesmantelado la infraestructura del complejo minero, sedestina por lo general el área como zona de restauraciónecológica, ayudando para ésta labor con la repoblación vege-tal.

h) Repoblación vegetal . Entre las actividades de clausura de unamina, se encuentra la repoblación de las zonas más impactadaspor las actividades mineras como son las áreas de disposiciónde residuos o los lugares en donde se ubicaban las instala-ciones mineras.

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IX . EJEMPLOS DE EXPLOTACION Y BENEFICIO EN MINAS SUBTERRANEAS.

1 . Concentración de Minerales por Flotación (Rabone, Philip,1975).

Concentración de minerales.

Los minerales que tienen un valor económico se denominan minera-les valiosos, el resto de la mena constituye lo que se llama laganga ; en el proceso de extracción se desea reunir los mineralesvaliosos en forma de un concentrado.

La parte de la mena que no entra a formar parte del concentrado yque al final se desecha, constituye lo que se conoce con elnombre de colas.

La clase más abundante de menas tratadas por flotación son aque-llas que tienen minerales de cobre formados por sulfuros, estosalgunas veces contienen cobre nativo y también oro y plata, loscuales son usualmente flotados con los sulfuros formando unconcentrado.

Planta de flotación.

El proceso de concentrar los minerales valiosos por flotacióncomprende cinco pasos a saber : trituración, molienda, flotación,filtración del concentrado y disposición de colas.

1 .1 . Trituración.

En el proceso de trituración el mineral llega de la mina y esquebrantado en condición seca, haciéndolo tomar un tamafio apro-piado para ser llevado a las máquinas que trabajan en moliendahúmeda (aceptan de 3/4" excelente 1/2" ó menos) . La trituraciónse lleva a cabo en dos etapas de acuerdo con el tamaño del mine-ral que se mina . En minas grandes en las cuales los fragmentosson muy grandes de 10", se requieren tres etapas en la tritura-ción . La quebradora primaria casi siempre es de quijada o de tipogiratorio.

El mineral procedente de la mina se vació en la tolva de gruesos,de la que lo entrega a un alimentador automático a una quebradoraprimaria con paso previo sobre una parrilla.

La quebradora deberá estar instalada en el tiro de la mina, porel que el mineral es manteado, especialmente si el tamaño de losfragmentos son grandes . Los finos que pasan la parrilla se unencon el producto que sale de la quebradora primaria, llevando elconjunto por una banda transportadora a una tolva intermedia, quesirve como alimentadora de la quebradora secundaria.

De la tolva intermedia, un alimentador automático entrega elmineral a una banda transportadora elevadora que lo descarga enuna criba vibratoria . El material lo suficientemente fino para

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entrar en la sección de molienda, pasa a través de la cribasiendo llevado por una banda transportadora a la tolva de mineraltriturado colocada a la cabeza de la sección de molienda . Elmaterial grueso es entregado a la quebradora secundaria quedescarga un producto que se junta con los finos de la criba.

La quebradora secundaria siempre debe estar protegida en contradel daño causado por acero entrampado por medio de un electro-imán colocado en un lugar conveniente sobre la banda transporta-dora que alimenta las cribas vibratorias.

Si existen finos con humedad o pegajosos en el mineral, se elimi-nan por medio de lavado antes que lleguen a la segunda etapa(quebradora secundaria) . El lavado se lleva a cabo entre laquebradora primaria y la quebradora secundaria en una cribavibratoria.

El producto grueso ya limpio se envía a la tolva que alimenta laquebradora secundaria . El producto fino, conteniendo el materialpegajoso, cae en un clasificador de rastrillos del que sale comoderrame (rebalse) un producto fino para seguir la via de un espe-sador, si fuera necesario a los clasificadores de rastrillos ycircuitos de molienda . El material grueso es rastrillado a lolargo de la pendiente del clasificador, desprendiéndose el excesode agua, uniéndose a la descarga de la quebradora secundaria.

El espesador no siempre se incluye en el circuito, pero siemprees preferible tenerlo, puesto que puede ser regulado para descar-gar un flujo uniforme de sólidos espesados cualquiera que sea larelación agua/sólidos de la pulpa que entra a el.

La tercera etapa de molienda.

La tercera etapa se inicia inmediatamente a la segunda : el mine-ral es vertido por un alimentador automático de la tolva delmineral quebrado al final de la segunda etapa y pasado a unabanda transportadora que lo eleva a una criba vibratoria . Elproducto fino de la criba constituye el producto terminado elcual se transporta por una banda a la tolva de finos, que seconvierte en la tolva de alimentación en la sección de molienda.Los gruesos son transportados a una quebradora de cono de cabezacorta donde se quiebra al tamaño requerido. Alli se tamizan oclasifican de nuevo los gruesos, pasando alrededor del circuitode esta forma, hasta que finalmente se quiebran del fino deseadopara que pasen la criba.

Las posiciones de las máquinas, tolvas y la dirección y número delas bandas transportadoras dependen de la naturaleza del terrenoy del espacio disponible.

1 .2 . Molienda.

El mineral procedente de la sección de trituración es llevado aun molino para obtener finos, colocada a la cabeza de la secciónde molienda .

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El mineral se alimenta junto con agua a los molinos de bolas quetrabajan en circuitos con clasificadores mecánicos . El mineralpenetra a través de un muñón y sale por otro . El molino se con-serva lleno de bolas hasta la mitad (bolas de acero) . La accióndistintiva de caída en cascada rompe el mineral por impacto y elrodamiento que sufren las bolas hace que estas desintegren laspartículas a base de un desgaste por fricción.

La pulpa del molino contiene normalmente de 25 a 30% de agua.

La pulpa molida que sale del molino se pasa a un clarificadordonde es diluida todavia más con agua . El clarificador se ajustade tal modo que el mineral cuyas partículas han sido reducidas altamaño requerido o a un tamaño menor se descargue por derrame(rebalse) con el agua en su extremo inferior, en tanto que laspartículas gruesas se hunden por su peso siendo trasladadas haciaatrás al extremo por donde se alimenta el molino, eliminándose elexceso de agua en el proceso.

De esta manera se obtiene una carga circulante en el circuito, entanto que las partículas del mineral que son demasiado gruesaspara salir por el derrame del clasificador continúan circulandohasta que son molidos a un tamaño pequeño para que puedan serdescargados.

Circuitos de molienda.

La molienda puede desarrollarse en una, dos o tres etapas . Elcircuito más simple consiste de un molino de bolas que trabaja encircuito cerrado con un clasificador. Un circuito para una solaetapa se emplea para una molienda llevada hasta cerca de la malla100, pero puede adaptarse a una molienda más fina.

Sin embargo, la molienda fina se lleva a efecto empleando dosetapas con sus correspondientes molinos de bolas . Es notable quela descarga de la primera etapa pasa al clasificador y no almolino de bolas empleado en la segunda etapa.

La molienda en dos etapas tiene ciertas ventajas:

a) La acción de molienda en los molinos es susceptible de sermás eficiente, ya que el molino primario puede ser provistocon bolas de un tamaño adecuado para quebrar la alimentaciónprimaria comparativamente gruesa y la carga del molino secun-dario puede estar formada por bolas pequeñas eficiente parala alimentación constituida por partículas más finas.

b) El mineral que ha sido molido lo suficientemente fino en elmolino primario es removido más pronto del circuito y portanto deja éste último con menos molienda.

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1 .3 . Flotación.

Las operaciones de trituración y molienda están encaminadas aliberar de la ganga las partículas minerales valiosas . La libera-ción no necesita ser completa, pero la gran masa o proporción delas partículas minerales valiosas deberá presentarse constituidapor partículas libres.

Reactivos para la flotación . De la sección de molienda la pulpapasa a la sección de flotación . Allí es agitada con reactivosapropiados, cuya acción es hacer que las partículas minerales seconviertan en hidrófobas (repelentes al agua y grasosas) en cuyacondición las partículas son flotables . Las partículas que compo-nen la ganga deberán tener superficies atraídas por el agua, esdecir hidrófitas en cuya condición no flotan.

La operación que consiste en preparar las superficies de laspartículas minerales de este modo se conoce con el nombre deacondicionamiento.

Después del acondicionamiento la pulpa pasa a la máquina deflotación, entonces se introduce aire ,en la pulpa junto con unreactivo denominado espumante, cuya función es la de hacer que lacorriente entrante de aire desbarate o rompa formando burbujaspequeñas (algunas veces se agrega el espumante en la sección deacondicionamiento).

Las partículas minerales que son repelentes al agua se adhieren alas burbujas en cuanto establecen contacto con ellas . Las burbu-jas cargadas con las partículas minerales se colectan y formanuna espuma que continuamente se derrama o se rastrilla descargán-dola sobre el vertedor de la celda.

Los minerales de ganga tienen poca o ninguna tendencia parapegarse a las burbujas por lo que salen de la máquina de flota-ción como colas.

El Alcohol Amilico CH 3 -(CH 2 ) 4 -OH y el Hexilico CH3 -(CH2 ) 5-OH, sonpoco solubles, ellos poseen una marcada actividad en la superfi-cie y son buenos espumantes.

Reactivos espumantes . Los espumantes más comúnmente utilizadosson : el aceite de pino y el ácido cresilico (Xilenoles y creso-les).

Floculación. Las partículas cubiertas por el colector no necesa-riamente se adhieren a las burbujas en una máquina de flotación,llegan a estar en contacto entre sí en la pulpa lo mismo que conlas burbujas, cuando chocan tienden a pegarse, denominándoselesflóculos, los que se adhieren a las burbujas de la máquina deflotación, formando una espuma "blindada".

Con los colectores comunes tales como los xantatos y los aero-floats, la persistencia de adhesión puede ser suficiente paraconservar un Floc más o menos intacto durante la flotación, donde

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1 las burbujas al elevarse colectan la mayoría de su carga departículas minerales.

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El uso de la cal para incitar la floculación para incrementar lavelocidad de asentamiento . El alumbre, las sales ferrosas yférricas, etc ., se emplean.

Una tercera clase de agentes floculantes consisten en gomaspolimerizadas, resinas y polímeros sintéticos de composiciónsimilar.

Colectores : Cuando se utiliza flotación, los minerales que seflotan se les provee de un colector que forma una película ocubierta en sus superficies empleándose aceite constituido porhidrocarburos (petróleo crudo, brea de madera -alquitránvegetal-, brea cresotada).

Activación y depresión : La recuperación de un mineral por flota-ción no consiste sólo en revestir el mineral valioso con una capacolectora que sea capaz de adherirse por sí sola a una burbuja,separándose así los minerales de la roca que forman la ganga . Enel caso de minerales que no forman una película colectora puedenser revestidos si su superficie es cambiada a través de unareacción con un reactivo activante (activación).

El proceso de impedir que una película colectora se forme sobrepartículas minerales que no se desean flotar se llama depresión.

Activantes : Sulfato de cobre, Nitrato de plomo, Acetato de Plomo,Na 2 S, NaHS y CaS 2 .

Depresores : Cal [Ca(OH) 2 ], NaCN.

Dispersantes ó reactivos de floculantes : Se usan la Dextrina,Almidón y Quebracho.

Dispersantes alcalinos : Carbonato de sodio, Sosa caustica ySilicato de Sodio.

Preparación de la pulpa para la flotación : para someter la pulpaa flotación se requieren ciertas condiciones, primeramente lamena debe estar lo suficientemente húmeda y densa para conservarla potencia y consumir reactivos al mínimo.

Acondicionamiento : Los espumantes y los reactivos de acciónrápida pueden introducirse por lo común en el circuito de cabezade la máquina.

Los reactivos que requieren de un tiempo de agitación pueden serañadidos a la entrada de la bomba que traslada la pulpa delcircuito de molienda al de flotación.

Si requiere un tiempo mayor de contacto puede ser agregado en elcircuito de molienda, se agrega usualmente en la entrada dealimentación del molino de bolas .

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Métodos de flotación.

Flotación de minerales de cobre : Los sulfuros más comunes quecontienen cobre son la calcopirita, la bornita y la calcocita,los menos comunes son la tenantita y la enorgita y el sulfuroantimonial . La calcopirita y la bornita pueden ser flotados porun xantato etilico, isopropílico ó butilico . El xantato amílico yel xantato pentasol se requiere para sulfuros arseniales y anti-moniales.

Los aerofloats son buenos colectores para los minerales de cobrey la combinación para el reactivo con estos colectores puedeintegrarse asi:

Combinación de Aerofloat 0 .05-0 .2 libras por ton.Acido cresilico 0 .05-0 .2 libras por ton.Aceite de pino 0 .02-0 .05 libras por ton.Cal 2 .0-6 .0 libras por ton.

El carbonato de sodio puede ser usado en la flotación de sulfurosde cobre para controlar el pH del circuito en lugar de cal.

Para minerales que contienen de 6 a 7% cobre, puede obtenerse unconcentrado de 25 a 80% con una recuperación entre 80 y 85% ; elconsumo de reactivos es:

Carbonato de sodio 1 .2-1 .6 libras por ton.Silicato de sodio 0 .6-1 .0 libras por ton.Aceite de palma como colector 1 .8-2 .2 libras por ton.

Para minerales de cobre que contienen carbonato de calcio y demagnesio se usa el aceite de pino como espumante y una combina-ción de los siguientes reactivos:

Silicato de sodio 0 .3-0 .4 libras por ton.Hidrosulfuro de sodio 3 .0-5 .0 libras por ton.Xantato amílico 0 .08-0 .10 libras por ton.AceiteAceite

derivado de petroleo (gas-oil)de palma o bien tall-oil

0 .15-0 .20 libras porton .

ton.0 .02 libras por

La combinación de reactivos para minerales que llevan Galena es:

Xantato colector 0 .05-0 .10 libras por ton.Aerofloat colector 0 .05-0 .15 libras por ton.Acido cresílico 0 .05-0 .20 libras por ton.Brea de carbón creoseta de maderadura (con Xantatos) 0 .05-0 .20 libras por ton.Carbonato de sodio (si se requiere) 0 .50-2 .50 libras por ton.Cianuro de sodio (si se requiere) : 0 .02-0 .10 libras por ton.Sulfuro de sodio ó hidrosulfuro(si se requiere) 0 .02-0 .10 libras por ton.

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Flotación de minerales que contienen plomo y zinc.

Los minerales más comunes en la mena que llevan sulfuros de plomoy zinc son : la galena, esfalerita, (blenda de zinc), la pirita yocasionalmente la pirrotita.

La práctica usual es la de conducir la producción en dos etapascon la producción de concentrado de plomo y zinc y con el rechazode la pirita a las colas cuando es mínimo y si no se emplea otraetapa.

Flotación de minerales auríferos y argentíferos.

Desde el punto de vista de flotación los minerales de oro y platapueden dividirse en:

a) Minerales en los que los valores metálicos corresponden a losde metales básicos.

b) Minerales en los que el oro y la plata son de importanciaprimordial, con cantidades pequeñas o ínfimas de metalesbásicos.

En el primer caso se tienen las menas de cobre, de plomo, deplomo-zinc y de cobre-plomo-zinc con o sin sulfuros de fierro yantimonita.

En la segunda clase se tienen, menas que contienen oro nativo yocasionalmente teluros de oro diseminado en la matriz cuarzosa yen los silicatos minerales . El oro se encuentra aleado usualmentecon una proporción de plata.

Los minerales que contienen oro son flotados dándoles un trata-miento especial . Las menas pueden contener oro en forma de partí-culas más gruesas diseminadas en los minerales que forman laganga, por lo que es necesario cianurar las colas de flotación.

Los reactivos empleados son:

Xantato butílico.Aerofloat 208 (pH=10), 0 .2-0 .5 libras (si hay oro libre) por ton.Carbonato de sodio (dispersar la ganga).Silicato de sodio (tiende a deprimir el oro).Almidón, 0 .05-0 .2 libras por ton.Aceite de pino (espumante).Aerofloat 25 (pH=alto).Acido cresilico.

2 . Explotación de Minerales de Oro y Plata (Ortega, 1967).

Para elegir el método de explotación de acuerdo a sus condicionesse toma en cuenta lo siguiente:

a) Forma del criadero .

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b) Consistencia de la roca encajonante.

c) Consistencia .de la mena.

d) Echado de la veta.

e) Potencia de la veta.

f) Capacidad de explotación.

g) Seguridad.

h) Economía.

i) Porcentaje de recuperación.

Métodos posibles:

a) Tumbes sobre la carga.

b) Corte y relleno.

- El programa de explotación, debe llevarse a cabo simultánea-mente a otro de exploración y desarrollo.

Generalmente los trabajos de una mina se calculan para unaduración de 5 años, tomando en cuenta factores como la amor-tización y depreciación del equipo.

En el Diagrama IX .2 .1 se muestra el proceso de explotación ybeneficio para las minas ubicadas en el Distrito del Parral,Chihuahua.

3 . Explotación y Concentración de minerales de Cobre, Plomo y

Zinc (López, 1972).

3 .1 Explotación.

3 .1 .1 . Obras de desarrollo:

Contrapozos laterales a partir del cañón, con el objeto de deli-mitar el bloque e ir muestreando para obtener la ley media delmismo. Dichos contrapozos son de dos secciones, para camino ychorreadero . Previo a los contrapozos, el bloque sirve como viade acarreo y lleva la tubería principal y las instalacioneseléctricas.

El bloque resultante es de 50 m de largo, con un promedio deancho de 10 m y una separación entre niveles de 30 m.

3 .1 .2 . Obras de separación:

a) Contrapozos de chute que servirán como chorreaderos de metaly cuyo número se determinará en función del equipo de rezaga-da .

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b) Fuentes de preparación ó subnivel, que se comunicará con loscontrapozos laterales y los de chute, dejando entre este y elcañón un pilar de 2 m para protección.

c) Tepetatera, que se llevará hasta el nivel superior y seráalimentada principalmente por una tepetatera general situadaen el exterior.

3 .1 .3 . Obras de explotación o tumbe.

La explotación se efectúa en sentido ascendente con el siguienteorden.

A partir del nivel que une los contrapozos, perpendicularmente ael se efectúan cortes (cruceros iniciales hasta los límites delcuerpo mineralizado), los cuales subsecuentemente se van adecuan-do a medida que avanzan los mismos ; generalmente se va explotandoen una sola plantó, pero se puede llevar al mismo tiempo en dos otres . Un ciclo normal de operación comprende los siguientespasos : barrenar, pegar, rezagar, recibir con los cuadros demadera, ver que las condiciones de seguridad estén en forma, yfinalmente rellenar con tepetate.

3 .2 . Obras de beneficio.

Los minerales empleados son : esfalterita, galena argentífera,calcopirita, mormatita y pirita ; como ganga se tienen calcita ypequeñas cantidades de pórfido de granito.

En el Diagrama VII .3 .4 .1 se muestra el proceso de beneficio delmineral.

4 . Explotación de minerales de Plata, Plomo, Cobre y Zinc (Villa-lobos, 1967).

4 .1 . Explotación.

4 .1 .1 . Profundización del tiro.

Las fases principales para profundizar el tiro son : cementación,profundización, construcción y desagüe.

Cementación o impermeabilización . Es una técnica que permitecontrolar el flujo de agua en el interior, debido a que se lograimpermeabilizar todo el tiro, esto es mediante la cementación delos conductos donde fluye el agua.

Inyección . El material cementante se introduce a través de barre-nos o poros existentes lo que se denomina inyección . El materialcementante empleado es una mezcla de agua, cemento, aditivo defraguado rápido, aserrín . La inyección se ejecuta por medio debombas activadas por medio de aire o presión.

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Cuele ó barrenación . Es el proceso mediante el cual se profundi-za ; las operaciones efectuadas son : barrenar, cargar y dispararcon máquinas neumáticas.

4 .1 .2 . Construcción del tiro . La construcción se hace en tresetapas:

a) Colocación de las series del tiro y del camino de emergencia.La series del tiro consisten en tres madrinas de viguetas quevan empotradas en las tablas del tiro normalmente al eje demayor dimensión, dividiendo la sección del tiro en 3 claros:uno para el manteo, otro para la Calesa y el otro para elcamino y tuberías . Para completar la serie van tres viguetasen la sección de manteo.

b) Prolongación de las quias y forros de madera.

c) Colocación de las tuberías.

Bombeo . El desagüe de la mina tiene una importancia primordialsobre la explotación ya sea por el aumento del desagüe causadopor la interacción de nuevas corrientes de agua como por elaumento gradual de la temperatura de la mina . El desagüe se llevamediante un sistema de bombeo.

Tipo de Explotación utilizados.

a) Recuperación de pilares.b) Rebajes sobre la carga.c) Rebajes abiertos.d) Corte y relleno.

4 .1 .3 . Recuperación de pilares . Esta es la fase final del métodode cuartos y pilares . Al mismo tiempo que se van sacando lospilares, se va limpiando el mineral quedando tanto el bajo comoel alto del manto (se emplea relleno de Jal, los cuales sonlos jales de tipo sólido).

4 .1 .4 . Rebajes sobre la carga . Este se emplea indistintamentetanto en el manto como en las chimeneas.

a) Preparación . La obra se ejecuta por medio del método de Jora.Se construye un contrapozo que sirve tanto para ventilación,tanto ' como para camino, además de otros dos o tres contrapo-zos más ; todos los contrapozos se encuentran comunicados . Loscontrapozos adquieren forma cónica, para servir posteriormen-te como chorreaderos o "draw holes".

Los chorros o "draw holes" se utilizan para la extracción delmineral tumbado en el rebaje ; consta de un crucero que comu-nica con la frente de acarreo y un contrapozo inclinado quecomunica con el rebaje.

b) Tumbe ._ Listo el rebaje se inicia el tumbe, se abre una ranuraen el alto del cuerpo para empezar de allí el tumbe del

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mineral.

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c) Extracción ., Comprende dos fases : la primera incluye desde quese está tumbando el mineral ; la segunda o principal cuando elrebaje ha llegado a su fin.

4 .1 .5 . Rebajes abiertos . Se emplea éste método cuando el mantovaria de inclinación.

a) Preparación . En este método se dan frentes, uno inclinado al9 % de nivel a nivel, en este inclinado se van dando frenteshorizontales, a lo largo de los frentes se van dando contra-pozos que sirven fundamentalmente de ventilación, quedando elrebaje bloqueado y listo para la tumba.

b) Tumbe. En estos casos se tiene una cara libre para que de ahímismo se empiecen los cortes de barrenación . La rezaga obte-nida sirve de piso para seguir dando los cortes hasta quecomuniquen con el subnivel superior.

c) Extracción . Se rezaga en estos rebajes con un Transloader, sila carga queda embancada se utiliza una escrepa o se hacemanualmente . Los huecos que quedan pueden llenarse posterior-mente con Jai

4 .1 .6 . Corte y relleno. Se emplea comúnmente en chimeneas, éstemétodo cubre los siguientes pasos:

a) Selección del cuerpo mineralizado para explotar.

b) Planeación de dicha explotación, se consideran los siguientespuntos:

- Conveniencia de explotar el cuerpo entre dos o tres nivelesconsecutivos.

- Determinación de si la explotación se inicia en el piso delnivel o en un intermedio 3 m arriba del cielo de los cruce-ros.

- Diseño de contrapozos y ubicación de anillados de madera paracaminos de acceso.

- Diseño de contrapozos y ubicación de anillados de acero parachorreaderos de mineral.

- Formular la ejecución de los ciclos de explotación del mine-ral.

c) Calado de contrapozos para chorreaderos de mineral y caminos.Se utiliza el método Jora que consiste de un satélite o jaulasuspendida de un cable de 3/4" de diámetro que se desliza porun barreno de diamante de 35/8" de diámetro, se instala en elnivel superior un malacate . Por otro barreno se hace pasar elcable para llamados. Este método permite colar desde la

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vertical hasta 55° de inclinación . El sistema de contrapozosvaria según las caracteristicas del cuerpo . Uno de los siste-mas es centralizar las rezagas o contrapozos principalescolados en tepetate al bajo del cuerpo . Del contrapozo prin-cipal parten ramales, hasta llegar al contacto con el mine-ral.

Para caminos de acceso al rebaje, se hace de preferencia elcolado de dos contrapozos atendiendo a razones de seguridad.Generalmente se ubican en el cuerpo e irán desapareciendo conforme suba el minado . Por éstos contrapozos se dará el servi-cio al rebaje en cuanto a Jal para relleno, aire comprimido,agua para barrenar y materiales necesarios ; por consiguienteal terminar el cuele se instalan el camino, las tuberías y uncanalón de madera para deslizar los materiales.

d) Fase inicial de rebaje . Cuando existen cruceros de acarreo yque atraviesan el cuerpo y van a seguir usándose, la eleva-ción para iniciar la explotación será en el piso de un inter-medio o subnivel . La rezagada se inicia con escrepa y malaca-te de dos tambores.

Si los cruceros principales están fuera del cuerpo, la.explo-tación puede empezar en el piso del nivel . La última opera-ción de la fase inicial del rebaje es el colado de una losade concreto reforzado, apoyado en el piso donde se inicio laexplotación.

e) Ciclos de explotación . Para esto se divide el rebaje en dossecciones : en una sección se lleva el arranque y el rezagadodel mineral, mientras que en la otra se efectúan trabajos depreparación como prolongar anillados, relleno con jal ycolados de pisos cemento-jal para la rezaga.

El tumbe del mineral se hace en orden ascendente con corteshorizontales hecho con máquina perforadora.

4 .1 .7 . Relleno de los rebajes con ¡al ., El hueco dejado por elmineral extraído es rellenado horizontalmente con las colas de laplanta de concentración . Para ésto se efectúa lo siguiente en laparte superior del relleno de jal : se limpia la capa de Lamas delúltimo relleno de jal, se nivela el piso de éste, se hacen formasde madera formando cuadros.

La descarga inicial es un mezcla de agua-jal que se vacía en unanillo chorreadero, posteriormente se envía la mezcla de jal-cemento . El cemento se agrega en el nivel cero sobre el embudoque recibe el jal deslamado de la carga del ciclón . Se llenacuadro por cuadro empezando por el más alejado del rebaje.

4 .2 . Proceso de Beneficio.

4 .2 .1 . Separación de cobre en concentrado de plomo . Las especiesmineralógicas empleadas son : galena argentifera, esfalerita,pirita, calcopirita y pequeñas cantidades de argentita y oro

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libre, en matrices de caliza y silicatos.

Son obtenidos dos productos principales : concentrado de plomo yconcentrado de zinc con la siguiente composición:

- En concentrado de plomo : oro, plata, plomo y cobre.

- En concentrado de zinc : zinc y plata (subproducto cadmio).

- Concentrado al final oro, plata, plomo, cobre y zinc.

En el Diagrama VII .4 .2 .1 .1 se muestra el proceso de beneficio.

4 .2 .2 Reactivos Usados.

a) Circuito de plomo:

- Acido cresilico (espumante aplicado en la molienda).

- NaCN (depresor de Fe y Zn aplicado en la molienda y cabezasde plomo).

- ZnSO 4 (depresor de zinc aplicado en las cabezas de plomo).

- Xantato 343 (colector aplicado en las cabezas de plomo).- Aerofroth 70 (dosis complementaria de espumante aplicada en

las cabezas de plomo).

b) Limpiadores de plomo : NaCN, ZnSO 4 para deprimir el Fe y Zn.

c) Circuito de Zinc:

- CaSO4 (activador de Zn aplicado a los tanques acondicionado-res).

- Cal hidratada (depresor de pirita aplicada en los tanquesacondicionadores hasta un pH de 8 .6.

- Xantato 343 (colector, aplicado a los tanques acondiciona-dores, concentración intermedia y Scanvanger).

- Aerofroth 70 (espumante aplicado en la concentración prima-ria y Scanvanger).

Para deprimir el plomo del concentrado final del plomo y activarla calcopirita (mineral de cobre), se seleccionan los siguientesprocesos:

a) Acidificando la pulpa con anhidro sulfuroso y agregando almi -dón.

b) Dicromato de potasio y almidón.

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