¿Razón estéril mineral y sus criterios de definición?
Razón existente entre la cantidad de material estéril que se retira de una mina a cielo abierto con respecto a la cantidad de mineral útil aprovechable que puede alcanzarse. La razón lastre-mineral puede ser determinada por diversos criterios, uno de estos corresponde a un criterio de estabilidad y seguridad, en el cual la relación lastre-mineral se encuentra en función del ángulo de talud. Otro criterio corresponde a un criterio económico a través del cual se determina una razón límite económica, dada por la siguiente relación: RDE = (A –B)/C
A = ingreso por tonelada de mineral. B = costo de producción por tonelada de mineral (incluidos todos los costos hasta el punto
de venta, excluido el despeje). C = costo de stripping o despeje por tonelada de lastre. Valores críticos para la razón lastre-mineral: (2:1 o 3:1), puede estimarse como un valor razonable. (5:1 a 7:1), puede estimarse como un valor crítico, el cual puede determinar el cierre del yacimiento o el cambio del método de explotación. ¿Explique detalladamente que son los ángulos de talud, cuales son las variables de las que depende y como se evalúa desde el punto de vista de la seguridad del pit?
El ángulo de talud corresponde al ángulo que forman las paredes del yacimiento con respecto aun eje horizontal imaginario este ángulo varia entre 35 y 50 grados dependiendo de la profundidad que se alcance en la explotación. El talud del rajo ayuda a determinar la cantidad de lastre que se debe mover con el objeto de explotar el mineral. El ángulo de talud se clasifica en dos tipos: • Angulo de Trabajo o cara del banco: Angulo que tienen los bancos en producción, determinado por las labores de tronadura y el ritmo de explotación diario, con el objeto de mantener la seguridad y rentabilidad del método. • Angulo Final : Se pretende alcanzar una vez finalizada la explotación. Variables de las cuales depende el ángulo de talud: Factores geológicos ( diaclasas, clivajes, fallas). Factores geotécnicos ( cohesión, ángulo de fricción, resistencia a la compresión y tracción, densidad, etc) Factores relacionadas con las aguas subterráneas ( porosidad, índice de huecos, presión de poros ,etc) Factores geométricos ( altura y ancho de los bancos, etc) Factores de tronadura ( quebradura, precorte, efecto sismo, etc) Uno de los métodos utilizados utilizados para la determinación del factor de seguridad seguridad corresponde al método de las cuñas, donde este factor se puede representar en la siguiente ecuación:
Fs = C + σn * tagφ W * senθ
C: cohesión. σn: esfuerzo normal a la cuña. W: peso de la cuña. φ: ángulo de fricción
La determinación del ángulo de talud busca encontrar un número que represente la estabilidad del talud, lo cual se conoce como factor de seguridad y que tiene los siguientes valores críticos:
Factor de seguridad igual a 1.0, indica indiferencia. Factor de seguridad menor que 1.0, indica problemas de estabilidad y posibles colapsos. Factor de seguridad mayor que 1.0, correspond c orrespondee a un valor óptimo de seguridad.
Ángulo de Talud de la pared del Banco: Representa la inclinación con que queda la pared del banco. Este ángulo se mide desde la pata del banco a su propia cresta. Ángulo de Talud Inter rampas: Representa la inclinación con que queda el conjunto de bancos que se sitúan entre una rampa y la rampa consecutiva. Este ángulo se mide desde la pata del banco superior donde se encuentra una rampa hasta la cresta del banco donde se encuentra la otra rampa. Ángulo de Talud de un conjunto de bancos: Representa la inclinación con que queda un grupo de bancos sin existir entre ellos alguna diferencia geométrica importante. Este ángulo se mide desde la pata del banco más profundo hasta la cresta del banco de cota mayor. Ángulo de Talud Overall: Representa el ángulo de inclinación con que queda la pared final del rajo, incluyendo todas las singularidades geométricas existentes. Este ángulo se mide desde la pata del banco más profundo hasta la cresta del banco más alto de la explotación. Altura de banco: La altura de banco es la distancia vertical entre cada uno de los niveles horizontales del rajo. A menos que las condiciones geológicas especifiquen lo contrario, todos los bancos deben tener la misma altura. Ésta dependerá de las características físicas del depósito; el grado de selectividad requerida en la separación de mineral y lastre con el equipo de carguío; el índice de producción; el tamaño y el tipo de equipamiento para lograr los requerimientos requerimientos de producción; y las condiciones climáticas. La altura de banco debe fijarse lo más alto que sea posible, dentro de los límites del tamaño y tipo de equipamiento seleccionado para la producción deseada. La selección de alturas de banco grandes, presenta las siguientes ventajas: Mayor rendimiento de la perforación, al reducirse los tiempos muertos de cambio de posición. • Mejora de los rendimientos de los equipos de carga, al reducirse los tiempos muertos por cambio de tajo, así como por desplazamientos del equipo dentro del mismo. • Menor número de bancos y, por tanto, mayor concentración y eficiencia de la maquinaria. • Infraestructura Infraestructura de accesos más económica por menor número de bancos. •
Por el contrario. las ventajas de alturas pequeñas son las siguientes: Mejores condiciones de seguridad para el personal y maquinaria pues el alcance de las maquinas de carga permiten un mejor saneo y limpieza de los frentes cuando es necesario • El control de las desviaciones de los barrenos es más efectivo para de martillo en cabeza. • Mayor control sobre la fragmentación de la roca en la tronadura. • Mayor rapidez en la ejecución de rampas de acceso entre bancos. • Menores niveles de vibraciones y onda aérea, al ser las cargas operantes más pequeñas. • Mejores condiciones para la restauración y tratamiento de los taludes finales. •
Quebradura: Zona de inestabilidad que produce la tronadura de la última corrida de tiros sobre la futura cara libre de un banco que va entrar en explotación. La Quebradura condiciona las operaciones de carguío y transporte debido a la variación que se produce en el ancho del banco. Q = Hb*Fq Q = Quebradura metros. Hb = Altura del banco. Fq = Factor de quebradura ( tanto es a uno ).
Ancho de los bancos: Toda mina a cielo abierto requiere vías de acceso y de salida para camiones, transito de palas a distintos frentes de extracción en general para el desplazamiento de vehículos menores. El ancho de Banco queda definido por los siguientes factores: Comportamiento del parámetro quebradura, Técnicas de tronadura amortiguada empleadas y normas de seguridad impuestas impuestas en la mina mi na ( vías de doble transito y ancho de berma y derrame). Se define como anchura mínima de banco de trabajo la suma de los espacios necesarios para el movimiento de la maquinaria que trabaja en ellos simultáneamente. Siempre es necesario considerar una distancia de seguridad del orden de los 5 mts hasta el borde del banco. Rampas y accesos: Las pistas son los caminos por los cuales se realiza el transporte habitual habitual de materiales de la explotación, es decir, por los que circulan las unidades de acarreo. También existen rampas que se utilizan exclusivamente como acceso a los rajos de los equipos que realizan el arranque y su servicio esporádico. Ambas tienen distinto tratamiento y diseño, pues mientras que por las primeras la circulación puede ser continua en los dos sentidos y a marcha rápida, la utilización de las segundas es mínima y a velocidad mucho más lenta. En éstas últimas, la pendiente debe recomendarse por razones de seguridad pues, aunque la lubricación de los mecanismos de las máquinas que van a circular por ellas permita fuertes inclinaciones, en ningún caso debe sobrepasarse el 20%, sobre todo teniendo en cuenta que, en ocasiones, también circularán por ellas vehículos de mantenimiento y reparación. Con relación a su anchura, ésta debe superar, por lo menos, en dos metros el ancho de vía de la unidad más ancha que vaya a circular por ellas. Respecto a las pistas y rampas de transporte, en su diseño hay que considerar, en relación con las unidades de transporte que se utilicen, una sede de parámetros que, sin perder el
ritmo de operación, las hagan seguras. Las bermas, se utilizan como áreas de protección, al detener y almacenar los materiales que puedan desprenderse de los frentes de los bancos superiores, y también como plataformas plataformas de acceso o, incluso transporte, en el talud de una excavación. La altura o separación entre bermas, así como su anchura son función de las características geotécnicas del macizo de explotación que conjuntamente con el resto de los parámetros que intervienen en el diseño de la mina conducen a la obtención de un factor de seguridad que garantice la estabilidad del, talud general y seguridad de los trabajos. En el caso que una berma se utilice para la circulación de su anchura debe cumplir con lo establecido para las pistas. Para el diseño de una rampa debemos considerar los siguientes datos, tomando en cuenta que una rampa se compone de varios tramos que no necesariamente tendrán las mismas características: Pi = Pendiente del tramo i (%). Ci+1 - Ci = Diferencia de Cota del tramo i (metros). Ai = Ancho del tramo i (metros). Ri = Radios de Curvatura en el tramo i (metros). Lri = Longitud real del tramo i (metros), es la que deben recorrer los equipos. Lai = Longitud aparente del tramo i (metros), es la que se ve en el plano.
La pendientes, el ancho y los radios de curvatura de cada tramo deben ser tal que los equipos que circulen por la rampa puedan alcanzar sus rendimientos productivos sin sufrir deterioros en su funcionamiento o estructura ni riesgos en la operación. La diferencia de cota de cada tramo por lo general resulta de la diferencia de cota de un banco y el siguiente, es decir la altura de bancos, a menos que se trate de un banco sin pendiente en el cual la diferencia de cota es cero. Tramo i
Cota Cota i+ 1
Altur a de de
L ongitud r eal
Pi = (Ci+1 - Ci) x 100 Lai Cota i
L on on i tu tu d
= arctg (Ci+1 - Ci) = arctg (Pi /100) Lai
Longitud real = Longitud aparente * Lri = Lai * i)
La longitud final de la rampa resultará de la suma de las longitudes reales de todos los tramos. LrTOTAL
i
PROGRAMA DE EXTRACCION METODO DE RAZON ESTERIL MINERAL DECLINANTE: A medida que cada banco de mineral es extraído, todo el material estéril en dicho banco es extraído hasta el límite del pit. Ventajas : la disponibilidad del espacio de trabajo operativo. el acceso del mineral al banco subsiguiente. los equipos operan a un solo nivel. no existe algún tipo de contaminación proveniente de tronaduras de estéril que puedan afectar al mineral. Desventajas: los costos operativos son máximos durante los primeros años de operación debido a la alta tasa de volúmenes de estéril sobre mineral, la cual tiene como resultado un bajo flujo de caja. En caso que las condiciones se vayan deteriorando en el tiempo, y ya esté definido el limite del pit, parte del material estéril se habría extraído de manera innecesaria. METODO DE RAZON ESTERIL MINERAL ASCENDENTE: Requiere que la extracción de estéril, se realice de manera tal hasta alcanzar el mineral. Las pendientes de las superficies de material estéril son totalmente paralelas al ángulo de material estéril son totalmente paralelas al ángulo de la pendiente del pit. Ventajas: permite un beneficio máximo en los primeros años de operación. Reduce considerablemente considerablemente el riesgo de inversión en la extracción de estéril para el mineral a ser extraído a futuro. Desventajas: lo poco práctica que resulta operar en forma simultánea con una gran cantidad de bancos estrechos y apilados. Esta situación resulta en operaciones muy ineficientes entre palas y camiones, dilución de mineral y problemas de seguridad. METODO DE PENDIENTES DE TRABAJO: En las superficies de estéril son inicialmente muy bajas, pero aumenta a medida que se incrementa la profundidad de la excavación hasta alcanzar un valor equivalente a la pendiente total y el pit llega a su término. Es un sistema de extracción para minas a rajo abierto en el cual se dispone de acceso para todos los bancos existentes en la mina. La capacidad de producción de la mina, depende del número y tamaño de las excavadoras disponibles en todo momento. METODO DE EXTRACCION EN FASES: La mejor secuencia de extracción de estéril de un gran yacimiento, es aquella en la cual el volumen de extracción de estéril es inicialmente bajo, y se mantiene de esta es ta forma hasta el término de la vida de la mina. Ventajas: Las razones estéril mineral, son más bajas en los primeros años, lo que resulta en un considerable ventaja en flujo de caja.
No existe ninguna restricción respecto del límite final del pit, se conserva la flexibilidad del diseño. Si las condiciones económicas cambian, el diseño deberá ajustarse. Las flotas de equipos y laboral pueden alcanzar una capacidad máxima durante un período de tiempo. Los requerimientos en equipamientos y laborales disminuyen de forma gradual hacia el término de la vida de la mina, permitiendo así retiros ya programados. Es posible operar en diferentes áreas para la extracción de estéril y de mineral, permitiendo una flexibilidad en la planificación. El número requerido de áreas para la extracción de estéril y de mineral, no es excesivamente grande. Para los grandes yacimientos, las fases de extracción de estéril y de mineral, resultan ser lo suficientemente amplias como para proporcionar operaciones de extracción eficientes.
