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MINADO A

CIELO ABIERTO

 

PERIODO 2015-2

YEZICA JAZMÍN SOLÍS

HERNÁNDEZ

RAMÓN SALAZAR 

25 OCTUBRE DEL 2015

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Introducción

  Al hablar de minado a cielo abierto nos podemos referir también a mina a tajo

abierto, la cual se refiere a la explotación minera que se desarrolla en la superficie

del terreno,

 

Para la explotación de una mina a cielo abierto, a veces, es necesario

excavar, con medios mecánicos o con explosivos, los terrenos que recubren o

rodean la formación geológica que forma el yacimiento. stos materiales se

denominan, genéricamente, estéril, mientras que a la formación a explotar se le

llama mineral. l estéril excavado es necesario apilarlo en escombreras fuera delárea final que ocupará la explotación, con vistas a su utili!ación en la restauración

de la mina una ve! terminada su explotación.

  "as minas a cielo abierto son económicamente rentables cuando los

yacimientos afloran en superficie, se encuentran cerca de la superficie, con un

recubrimiento peque#o o la competencia del terreno no es estructuralmente

adecuada para trabajos subterráneos $como ocurre con la arena o la grava%.

&uando la profundidad del yacimiento aumenta, la ventaja económica del cieloabierto disminuye en favor de la explotación mediante miner'a subterránea.

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Minado a cielo abierto

  n el minado a cielo abierto, cualquier material sobreyacente es descapotado

y transportado hacia el vaciadero para que el depósito mineral quede descubierto.

 Ambos, descapote y minado son conducidos en una secuencia de bancos.

  (n depósito de minerales metálicos de magnitud considerable requiere de

muchos bancos, para después asemejarse a una pirámide circular invertida en la

tierra) cada banco sucesivo es cortado a un radio más peque#o, impuesto por el

ángulo de talud para las consideraciones de seguridad. (n banco sencillo es

suficiente, si el depósito y el capote son relativamente delgados $*+-*+ ft ó -**

m%, como se muestra en el esquema de una mina de carbón o no metálica.

 

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 Al tener bancos m/ltiples para el minado, se asegura suficiente longitud de

cara expuesta para no permitir interrupciones en la producción. 0espués que el

avance del descapote muestra el depósito, existe una coordinación entre el

minado y el descapote, de tal manera que los ingresos por mineral reembolsaránlos costos de remoción del material estéril, mientras se alcan!a al mismo tiempo

los objetivos a largo pla!o con respecto a los l'mites del tajo.

  "os bancos individuales son dise#ados para acomodar el equipo de manejo

de materiales utili!ado. "a altura de los bancos es limitada por el alcance de la

excavadora) una pala puede cortar un banco más alto que un cargador frontal o la

excavadora hidráulica.

  l ancho debe ser suficiente para contener gran parte de la roca en vuelo de la

voladura de un banco y proveer suficiente espacio de maniobrabilidad para la

excavadora y las unidades de acarreo. n el cap'tulo del libro 12pen Pit 3ine

Planning 4 0esign5 se describe en detalle las consideraciones geométricas de los

bancos de producción y taludes del tajo, tomando en cuenta el tipo de maquinaria.

  l talud es la máxima preocupación en mecánica de suelos y de roca. "a

práctica com/n es la siguiente, asumiendo roca consolidada $Pfleider, -678a%.

l minado a cielo abierto es un método a largo pla!o en términos de

porcentaje de producción, responsable del 9+: de toda la extracción de

superficie. sto permite utili!ar equipos de producción altamente mecani!ado

$3art'n et al., -6;<%.

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Secuencia de desarrollo

 

l minado a cielo abierto por su naturale!a implica el acarreo hacia fuera del

tajo de cantidades moderadas a grandes de ganga y mineral con distancias

relativamente largas e inclinaciones muy empinadas.

  stos requerimientos afectan el dise#o del tajo, la selección del equipo y la

ra!ón de producción requerida. Al ser normalmente baja la ley del mineral, la

producción del equipo debe ser alta y las relaciones de descapote deben

mantenerse a niveles moderados $normalmente -* yd8=tc ó +.; m8=t%. Por lo

anterior, los l'mites inferiores $profundidad% de los tajos son relativamente

moderados $generalmente >-+++ft, o >8++ m% $&ra?ford y @ustrulid, -676)

 Atinson, -6;8%.

  "os principales pasos en el desarrollo, son los siguientesB 0espués del

denuncio y cambio de uso de suelo, se ubica y construye la planta de superficie. Algo particularmente importante en el desarrollo de una mina a cielo abierto, es la

ubicación de los terrenos, el aprovechamiento de la superficie y pilas de lixiviación.

  "as instalaciones de almacenaje, procesamiento y transporte se ubican en

las proximidades del dise#o propuesto del tajo final, pero con ra!onable acceso

hacia el exterior. Ce selecciona el equipo y se adquiere a medida que sea

necesario.

  ntonces comien!a el avance del descapote en la capa superior para iniciar 

la explotación y proceder con el programa, as' el descapote y minado contin/an de

manera conjunta, manteniendo los planes de minado a corto y largo pla!o.

  A pesar del alto grado de mecani!ación y movilidad requerida, el dise#o y

mantenimiento de los caminos de acarreo es particularmente importante en los

tajos, proporcionando acceso a bancos de producción, instalaciones de manejo de

mineral, terrenos y áreas de servicio.

  l establecimiento del primer banco y cada banco subsecuente de mineral es

una operación cr'tica. "a entrada inicial se conoce como la apertura de banco. Ce

trata de un prisma de roca en forma de cu#a, que debe ser removido para

establecer una nueva cara de banco.

  "os barrenos son ubicados en filas paralelas, en orden descendente de

profundidad, as' cuando son detonados se puede formar una rampa con

inclinación adecuada, del banco mayor al menor. l consumo de explosivos es

mayor que el normal, ya que solo existe una cara libre $Donya, -66+, Donya y

 Albarrán, -66;%) el manejo de materiales es obstruido por la inclinación y limitada

maniobrabilidad.

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Ciclo de Operaciones

Eamos a examinar por separado la producción y operaciones auxiliares, ciclos de

descapote y minado.

DescapoteCe aplica para remover la capa superior estéril del depósito mineral y remover 

ganga dentro de los l'mites del tajo. "a naturale!a del capote o estéril, determinan

el ciclo de operaciónB si es material no consolidado $suelo ó roca quebrada% el

rompimiento no es requerido) si es consolidado $roca in situ%, se requiere

rompimiento.

ntonces el equipo de manejo de materiales es seleccionado para satisfacer las

condiciones de operación, asumiendo que el tepetate debe ser transportado a

cierta distancia para su vaciado y no puede tirarse en el tajo o en un banco

adyacente de roca estéril. $Atinson -6;8) Caxos, -6;a) Anon, -6;*e%. l ciclo de

operaciones de descapote y el equipo com/nmente utili!ado consiste en lo

siguienteB

• Burrenación: perforadora $roca débil%, sistema rotativo $roca promedio%,sistema percusivo $roca muy dura%.

•

• Voladura: anfo o emulsión $alternativaB rasgadoripeado, si es suelo o rocadébil%, cargado con máquina $cierto volumen% y a mano $bolsas%) encendidoeléctrico o cordón detonante.

•

• Excavación: pala mecánica, cargador frontal, do!er, escrepa $suelo%,draga, cucharón $suelo%.

•

• Acarreo: camión, banda transportadora, do!er, escrepa $suelo%.

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 Minado de mineral, carbón y roca

n una mina a cielo abierto, el descapote, minado y el ciclo de operacionespueden tener con frecuencia cierto parecido, esto lo determina la diferencia o

similitud del mineral y el tepetate.

Ci estos métodos tienen semejan!a, entonces el operador de mina tiene ventaja

para emplear el mismo equipo y el mismo ciclo. "a ra!ón de esto, es que el equipo

puede ser intercambiado cuando surjan desarreglos o demanda inesperada de

producción. l ciclo de operaciones de minado y equipo, usualmente consiste en

lo siguienteB

•

Perforación: sistema rotativo $roca promedio%, sistema percusivo $rocadura%, jet piercing $roca dura silicosa%.

• Voladura: anfo o emulsión $alternativaB ripeado) si es carbón o roca débil%) el

cargado y encendido son similares al descapote.• Excavación: pala, cargador frontal, draga, escrepa $arcilla%.•  Acarreo: camión, banda transportadora, riel

Extracción (tajos muy inclinados): banda transportadora de alta inclinación,

extracción por botes de manteo, transportador hidráulico.

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Operaciones auxiliares

"as operaciones aqu' son muy similares, sea el descapote del manto o el minado

del mineral) durante la etapa de explotación usualmente consisten en lo siguienteB

1. e!uridad y salud: control de polvo $bancos de producción, caminos de acarreo,

vaciaderos%, disminución de ruidos, prevención de combustión espontánea $s' es

carbón subbituminoso o lignito%.

". #ontrol am$iental: protección del aire y agua, manejo de desperdicios sólidos.

%. #ontrol del suelo: estabilidad del talud $suelo o roca%, control de la erosión

$suelo%.

&. A$astecimiento y distri$ución de ener!'a: subestación eléctrica.

. #ontrol de a!ua e inundación: bombeo y drenaje.

. *is+osición de desec,os: almacenaje y vaciado.-. A$astecimiento de material: almacenaje, entrega de abastos.

. /antenimiento y re+aración: surtido de herramientas.

0. luminación: reflectores portátiles $para operación nocturna%.

12. #omunicación: radio, teléfono $asistido por computadora%.

11. #onstrucción: caminos de acarreo.

1". 3rans+orte de +ersonal: camiones, autobuses.

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Variaciones

*e+endiendo de los factores tecnoló!icos4 !eoló!icos y naturales4 existen al!unas

 +osi$les variaciones del minado a cielo a$ierto (5i!ura 1). 6a diferencia esta

 +rinci+almente en el dise7o y e8ui+o del tajo9 la ecuencia $sica del desarrollo y 

ciclo de o+eraciones es muy similar.

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Estimación del costo

  Fomando en cuenta el primer método de minado, sabemos que es de gran

utilidad aprender y aproximar procedimientos para la estimación de costos, que es

aplicable para algunos métodos de explotación.

  Guestra aproximación se basa en ciertas relaciones emp'ricas que

prevalecen en operaciones altamente mecani!adas de minado superficial, las

cuales pueden ser modificadas para aplicarse también al minado subterráneo

mecani!ado. "a terminolog'a del costo, es la siguienteB

 A H productividad promedio en tc $t%=empleadoturno.

I H relación estimada del costo de labor para costos de operación.

& H relación estimada del costo de propiedad a costos de operación.

CJ+H relación total de descapote en tc=tc $t=t%) convertir de yd8=tc a $m8=t%.

Entonces:&osto unitario de trabajo=fc $t% H &PF por turno, incluyendo prestaciones=A

0onde &PF es el costo promedio de trabajo estimado

&osto de operación=te $t% B costo unitario de trabajo por tc $t%=I

&osto de explotación=tc $t% H costo de operación K $- L &%

xplotación directa L costo del descapote=tc $t% H costo de explotación K $- L

CJo%

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 Tiempo de carga y acarreo

Fiempo de ciclo de transporte $F&t.%B

&orresponde a la suma de los tiempos de las maniobras que reali!a la

máquina de transporte para completar un ciclo.

Fiempo de carga $Fc.%B l tiempo de carga depende del n/mero de paladas

necesarias para llenar la capacidad del camión $o unidad de transporte%. Ce puede

calcular mediante los siguientes pasosB

-. &alcular el n/mero de paladasB esto mediante la siguiente formula y su

resultado se redondea al entero superiorB

GM de paladas H &tt=N&c x O"b x Oe x 03is

0óndeB &ttB &apacidad nominal del equipo de transporte $ton%.

&cB &apacidad de la pala del equipo de cargu'o $m8%.

O"bB Oactor de llenado del balde $:%,

03isB 0ensidad del material in situ $ton=m8%.

<. &alcular el Fiempo de carga $Fc%B corresponde al tiempo de cargu'o del

equipo y se calcula seg/n la fórmulaB

Fc H GM de paladas x F&c

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Bibliografía

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