diseño de minas

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Tópicos de Ingeniería de Minas a Rajo Abierto, Capítulo 1___________ P. N. Calder

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CAPITULO 1 CONCEPTOS BÁSICOS DE DISEÑO DE MINAS A RAJO ABIERTO 1.1 INTRODUCCION Una mina a rajo abierto es una excavación superficial, cuyo objetivo es la extracción de mineral. Para alcanzar este mineral, usualmente es necesario excavar grandes cantidades de roca estéril. La Figura 1.1, muestra un dibujo tridimensional realizado en computador de una mina a rajo abierto. Se indica el límite final del pit, incluyendo el camino de transporte, el yacimiento, con diferentes leyes de mineral y áreas de estéril. La Figura 1.2 es una vista de plano convencional del mismo pit Eagle Canyon, una mina de oro a rajo abierto ficticia pero realista, la cual se utilizará para este texto como modelo demostrativo. Para dar a conocer las dimensiones y cantidades involucradas en una gran mina a rajo abierto típica, podemos observar en la Tabla 1.1 un listado de reservas de la Mina Eagle Canyon. Este pit tiene una longitud de 1.5 km. aproximadamente y una
















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sistema de correas transportadoras y el de la chancadora in-pit, los cuales se deberán trasladar hacia diferentes puntos cada cierto tiempo. En Figura 1.4B, se puede ver la correa transportadora entrando a un túnel por donde se transporta el mineral hacia la superficie. El número de camiones requerido en el pit, dependerá del tipo de transporte que se seleccione. Existen siempre muchas alternativas para crear una mina a rajo abierto y cada una de éstas resultará en un plan de extracción y flujo de caja distintos. La ubicación y el tamaño de las instalaciones son extremadamente importantes para el proceso de diseño final subsiguiente. Por ejemplo, el tamaño de la planta procesadora y de la chancadora, determinarán la capacidad de producción máxima de la mina. La capacidad de producción, juega un rol primordial en la determinación del flujo de caja, el que puede afectar toda la estrategia económica de la propiedad minera. La ubicación de la chancadora y los botaderos, tendrán un mayor efecto en los requerimientos de los sistemas de transporte y los costos operacionales. La etapa de diseño en sí es un proceso iterativo. Inicialmente, se deberá llevar a cabo una optimización de los límites económicos del pit basados en la maximización del ingreso. Los métodos de diseño de los límites del pit se describen en el Capítulo 2. La ubicación
















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1.2.1. Palas Existen dos tipos principales de palas, las mecánicas y las hidráulicas. Ambos tipos pueden tener la misma capacidad desde el punto de vista eléctrico, utilizando un cable alimentador o mediante un motor diesel. Las unidades operadas mediante motores diesel, tienen costos operacionales y de mantención considerablemente más altos, pero tienen la ventaja de no requerir de un elaborado sistema de distribución de energía eléctrica para alimentarlos. Se utilizan principalmente en áreas distantes en donde la energía no se encuentra disponible a un costo razonable, o en aquéllas áreas cuyas condiciones climáticas y/o topográficas son severas y, por lo tanto, resulta difícil o imposible mantener un sistema de distribución de energía. La Figura Figura 1.5A, muestra una pala pala mecánica típica cargando un enorme camión camión de transporte. La flecha vertical indica la altura de la polea de punto ascendente, dimensión a menudo utilizada para definir la altura máxima y segura del banco operativo, lo que constituye un parámetro de diseño básico e importante y que se discutirá posteriormente. La Figura 1.5B, es un ejemplo de un banco, el cual es demasiado alto para la pala que se utilizó para extraerlo. Se pueden distinguir las marcas de los dientes de la pala. La pala es incapaz de alcanzar el nivel superior del banco. El área de la cresta no puede ser controlada por la pala, lo que resulta
















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TABLA 1.2 DATOS DE LA PALA TIPO

CAPACIDAD MTS. 3

COSTO CAPITAL US$

TONS. POR HORA OPERATIVA (*)

$2,250,000.00 $3,500,000.00 $6,750,000.00 $7,000,000.00

COSTO OPERATIVO US$/HR. $ 80.00 $140.00 $230.00 $275.00

MECÁNICA MECÁNICA MECÁNICA MECÁNICA

9.2 15.3 26.0 42.0

HIDRÁULICA HIDRÁULICA GENERACIÓN POTENCIADA

8.4 26.0 35.0

$1,500,000.00 $5,000,000.00 $7,250,000.00

$100.00 $275.00 $450.00

10 5 0 32 5 0 437 0

11 50 19 1 0 32 5 0 52 5 0
















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Figura 1.11, es una vista de una gran pala hidráulica, realizando una operación de carga en un camión de 320 tons.

TABLA 1.3 DATOS DEL CAMIÓN DE TRANSPORTE TIPO MECÁNICO MECÁNICO ELÉCTRICO MECÁNICO ELÉCTRICO

CAPACIDAD TONELADAS (M) 77 17 7 177 21 8 218

COSTO CAPITAL US$ $ 900,000.00 $2,000,000.00 $2,000,000.00 $2,500,000.00 $2,500,000.00

COSTO OPERATIVO US$/HR. $ 60.00 $120.00 $120.00 $140.00 $150.00


















TABLA 1.4 DATOS DEL CARGADOR FRONTAL CAPACIDAD METROS 3 8.4

COSTO CAPITAL US$ $1,000,000.00

COSTO OPERATIVO - US$/HR. $ 80.00

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TABLA 1.5 DATOS DE LA PERFORADORA TIPO

DIÁMETRO DEL POZO – CM.

COSTO CAPITAL US$

COSTO OPERATIVO US$/HR.


















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1.3 IMPORTANCIA DE LA DETERMINACIÓN FÍSICA Los yacimientos se dan bajo una gran variedad de determinaciones geológicas estructurales y topográficas como se indica en las Figuras 1.15 y 1.16. Estas condiciones, tienen una gran influencia en la planificación minera. Los costos de transporte resultan ser un componente importantísimo entre los costos de extracción totales de una mina a rajo abierto. Por lo general, tanto el mineral como el

















Tópicos de Ingeniería de Minas a Rajo Abierto, Capítulo 1___________ P. N. Calder 10 posible que surjan algunas dificultades teniendo acceso a las áreas de extracción, dependiendo de la topografía, y el comenzar los bancos iniciales, resulta a veces difícil. A medida que la mina procede su excavación, el pit se torna convencional. Es posible obtener un buen retorno del capital invertido en el primer período debido al hecho de que gran parte de la extracción de material estéril podría postergarse. La Figura 1.15B, ilustra una situación topográfica muy distinta, en la cual el yacimiento es cubierto por una montaña de estéril. Esto podría requerir de una gran cantidad de extracción de estéril de pre-producción, y como resultado, los aspectos de flujo de caja

















Tópicos de Ingeniería de Minas a Rajo Abierto, Capítulo 1___________ P. N. Calder 11

1.4 CONSIDERACIONES BÁSICAS DE DISEÑO En Figuras 1.2 y 1.18, se representa un plano y una sección transversal de una mina a rajo abierto típica típica convencional, respectivamente. Se interrumpe un camino en la última pared hasta alcanzar una profundidad en una pendiente determinada. Las bermas son interrumpidas de igual forma en las paredes finales en intervalos regulares. Las pendientes de superficie entre los caminos y las bermas se inclinan hasta alcanzar un ángulo que se ajusta a las condiciones actuales.






























































































































































































































































































































































Tópicos de Ingeniería de Minas a Rajo Abierto, Capítulo 1___________________ P. N. Calder

MICRO-PROCESADOR




















Planetario

Transmisión

Convertidor de Torsión





















































































































Levantar

Pila de





















































Tópicos de Ingeniería de Minas a Rajo Abierto, Capítulo 1___________________ 1___________________ P. N. Calder













































































Figura 1.18 - Sección transversal de un pit típico,








































































































































































































































































Figura 1.26 - Sección Transversal Geológica

LÍMITE DEL PIT SUPERFICIE




















Figura 1.27 - Plano Geológico para Banco 4650

10,000 E

11,000 N

Falla




















Figura 1.28 - Modelo de bloque geológico









































CAMINO CON PENDIENTE DE 10% ENTRANDO -10 MTS. DE ALTURA BERMA DE 15 MTS. DE ANCHO EN 30 MTS. DE ALTURA

CAMINO DE 40 MTS.




















CORTE

CAMINO 100% DENTRO DE LA


































































































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