FACULTAD DE INGENIERÍAS CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE MINAS
TRABAJO FINAL DE: SECUENCIA DE EXPLOTACION MINAS SUPERFICIAL PRESENTADO POR:
OVIEDO COAGUILA JULIO CESAR MAYTA NOLASCO OSCAR MAYTA NOLASCO OMAR ATAMARI VILLALBA DAVID
DOCENTE:
ING. CARLOS YUNGO SUERO.
CICLO:
V
DEDICATORIA
La
presente
labor
investigativa,
va
en
agradecimiento
a
las
enseñanzas de lng. Raúl Arango Crisóstomo, el cuál va orientado, a la parte introductoria de métodos de explotación a cielo abierto, los cuáles se aplicarán in situ a posteriori.
INDICE
Pág.
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INTRODUCCIÓN…………………………………………………………………………..…..4 OBJETIVO……………………………………………………………………………….….…..6 MARCO TEORICO……………………………………………………………….….…….…..7 FACTORES QUE INCIDEN EN LA SELECCIÓN DEL MÉTODO DE EXPLOTACIÓN…………………………………………………………………..……10
CAMPOS DE ACCIÓN…………………………………………………...………….12 ALTERNATIVAS DE MINADO……………………………………………………...15 CRITERIOS ECONOMICOS PARA EL DISEÑO………………………………...16 CONSIDERACIONES ESPECIALES……………………………………………...16 FLUJO GENERALIZADO DEL ESTUDIO DE UN YACIMIENTO………………19 PARÁMETROS PARA EL DISEÑO…………………………………………….….20 CONCLUSIONES…………………………………………………………………….21 BIBLIOGRAFÍA…………………………………………………………….…………22
INTRODUCCIÓN
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El presente trabajo, va orientado al capítulo I, relacionado a la Introducción a los Métodos de Explotación Superficial, en la cual se tratarán puntos como los siguientes: campo de acción, alternativas de minado, consideraciones especiales. El planeamiento de minado a cielo abierto está dirigido a un diseño de la forma final del tajo considerado como un todo, la cual puede y debe graficarse en una sola ecuación, que coordine toda una serie de factores limitantes tales como:
a) Mercado. b) Leyes de mineral, capacidad de planta, etc. c) Volúmenes de mineral y desmonte a extraer en función del tiempo. d) Clase de transporte.
En el primer término se tratarán las tendencias
al mercado mundial, las
condiciones económicas en un país, lo necesario para delimitar un cuerpo mineralizado. La importancia de la cubicación mineral, en que influye el sistema de explotación e importancia de las reservas. En el Segundo Término, veremos la importancia de los avances tecnológicos, la diferencia en función de términos tecnológicos de minería subterránea y cielo abierto alternativas para adoptar un método de explotación. En el Tercer Término, trataremos sobre la incidencia de los trabajos de planeamiento de minado en minería superficial, el tamaño y forma del yacimiento, al programa de inversiones, características físicas del depósito, fases de explotación. COMO EXPLOTACIÓN, PAUTAS DE EVALUACION DE MINADO, DISEÑO Y EVALUACIÓN ECONÓMICA. El diseño de una mina tiene múltiples facetas y objetivos, entre los que cabe destacar: la selección del método de explotación, el dimensionamiento
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geométrico de la mina, la determinación del ritmo anual de producción y la ley de corte, la secuencia de extracción. En el pasado, la selección de un método minero para explotar un yacimiento nuevo se basaba en la revisión de las técnicas aplicadas en otras minas y en las experiencias conseguidas sobre depósitos similares, dentro de un entorno próximo.
La variabilidad de esos parámetros y las dificultades de cuantificación total de los mismos han impedido el desarrollo de reglas rígidas y esquemas precisos de explotación, aplicables a cada yacimiento particular. No obstante, los avances logrados en las diferentes ramas de la ciencia y la tecnología, durante las últimas décadas, han permitido establecer unos métodos generales e explotación y unos procesos numéricos de selección, validos durante la etapa e estudio de viabilidad de un proyecto.
OBJETIVO GENERAL 5
Determinar las principales ventajas de la secuencia de Explotación a Cielo Abierto. Verificar las consideraciones especiales en la minería superficial.
OBJETIVO ESPECIFICO
Identificar los elementos necesarios para las constantes exploraciones, desarrollos y futuras exploraciones de minas que puedan abarcar todo tipo de minerales.
MARCO TEORICO
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1.1.
DEFINICIÓN: El desarrollo de los métodos de planificación en la
técnica de minería a cielo abierto ha sido y continua siendo muy intensa en los últimos años. A causa de la naturaleza teórica que hasta ahora tenía esta labor de desarrollo, en la práctica estos métodos se veían con cierto escepticismo, que han resultado infundadas, sobrepasando largamente las metas. Por muchos años la industria minera ha estado apoyando grandemente en su desarrollo o intuición de alguna persona que lidera parte o un total de la industria minera, aun todavía, basados en conocimientos prácticos de complejidades de muchas industrias, es todavía de una gran importancia en el planeamiento de nuevos proyectos. Debemos puntualizar que no solamente las herramientas y medios de explotación han cambiado, sino también la política minera o la forma como se encuadra nuestras leyes con nuestros esfuerzos de prospección y con qué incentivos o facilidades podríamos contar.
1.2.
DEFINICIÓN DE MÉTODO MINERO: Se denomina método a un
proceso iterativo tanto desde el punto de vista temporal como espacial, que permite llevar a cabo la explotación minera de un yacimiento por medio de un conjunto de sistemas, procesos y máquinas que operan de una forma ordenada, repetitiva y rutinaria. La minería a cielo abierto se caracteriza a los grandes volúmenes de materiales que se deben mover.
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1.3. OPERACIÓN MINERA A CIELO ABIERTO: Una operación minera a cielo abierto, además de ser una operación sumamente compleja, que puede extraerse durante muchos años, conlleva también a una fuerte inversión y un gran riesgo; antes de decidir su operatividad, es necesario conocer el tipo de mineral, leyes, volumen, etc. Y sobre todo cuando de este depósito puede ser explotado para que la operación sea rentable. El planeamiento de minado a cielo abierto está dirigido a un diseño de la forma final del tajo considerado como un todo, la cual puede y debe graficarse en una sola ecuación, que coordine toda una serie de factores limitantes tales como: a) Mercado.( en función de precios de los metales y de la calidad del yacimiento) b) Leyes de mineral, capacidad de planta, etc. c) Volúmenes de mineral y desmonte a extraer en función del tiempo. d) Clase de transporte.
Tan importante o más que el método minero, y en ocasiones ligado con el mismo, se encuentran la determinación del ritmo de producción anual y la ley de corte. Su incidencia sobre la economía del proyecto es muy grande, por ejemplo, la ley de corte afecta directamente al volumen total de reservas explotables, a la ley media del mineral y en las minas a cielo abierto al rato estéril/mineral; y por otro lado, el segundo parámetro de diseño, que es la capacidad de producción, si es muy pequeña no permite las economías de escala y da lugar a que los ingresos se consigan de forma muy lenta, y si el ritmo de explotación es intenso conlleva a una inversión inicial muy alta, que puede llegar a no recuperarse durante la reducida vida de la mina. Los objetivos de la forma final del tajo serian, determinar la extensión y localización de las reservas de mineral, la remoción del desmonte para descubrir el mineral, la intersección entre el limite final del tajo con el limite topográfico, contenidos metálicos, tanto el mineral como el desmonte, todos estos objetivos dirigidos a la consecución de utilidades, futuras inversiones en la mina, retorno de la inversión, alternativas de inversión, etc.
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Debemos tener presente que algunas cifras en el desarrollo están relacionadas al tiempo en que se efectuaron las operaciones mineras, las cuales podrían actualizarse
y
se
efectuaran
correcciones
utilizándose
factores
de
convertibilidad.
1.4. FACTORES QUE INCIDEN EN LA SELECCIÓN DEL MÉTODO DE EXPLOTACIÓN: 1.4.1.
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Factores Geológicos Factores técnicos del equipo Factores económicos Factores locales o regionales Factores ambientales. FACTORES GEOLÓGICOS: Tamaño Forma
Inclinación Limites de mineralización Contenido de mineral útil Estabilidad de rocas
FACTORES TÉCNICOS DEL EQUIPO: Perforación de rocas Carga de explosivos y voladura Carguío y transporte Trituración
FACTORES ECONÓMICOS: Reservas de Minerales. Costos de Explotación. Pérdidas de Mineral. Dilución del Contenido útil. Financiamiento de la Operación. Personal Calificado. Disponibilidad de equipos.
1.4.2.
1.4.3.
1.4.4.
FACTORES LOCALES O REGIONALES: Situación geográfica. Condiciones climatológicas.
1.4.5.
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FACTORES AMBIENTALES: Espesor suelo vegetal. Ubicación de Escombreras. Protección/afectación del entorno. Participación comunitaria.
Las consideraciones que tienen que ser tomadas por un grupo directriz de una empresa minera, son estatal, privada o ambas reforzadas, para decidir si se desarrolla o no una nueva propiedad minera son similares a la decisión que debe tomar un industrial de planificar la instalación de una nueva fábrica. Toma realmente un promedio de 5 años para construir y poner en producción una mina (tajo abierto de cobre u otro mineral) siempre y cuando tenga su financiación completa, entonces deben tomarse importantes consideraciones: como andará el mercado cuando comience la producción y aunque variaciones tendría , cuando ingreses al mercado o que han hecho otras empresas para entonces. Hoy en día, la industria minera
tiene excelentes profesionales, tanto
economistas, analistas, programadores, planificadores, operadores, etc. que han y siguen laborando en la industria minera y que hacen posible, la unión de todos los factores concordando para que un grupo de directores pueda tomar la decisión apropiada, esto algunas veces en ayudas de equipos sofisticados tales como las computadoras. 1.5.
CAMPOS DE ACCIÓN: Muchas de las minas grandes del mundo y
sobre todo el Perú, han sido o han comenzado como un pequeño proyecto, que de acuerdo a programas estructurados y planificados, para cubicar un volumen mucho mayor, que sirva para llenar las expectativas de desarrollo del país en los cuales bien se han estudiado las tendencias del mercado mundial, no siguen planes estructurados por países desarrollados, ya que estos “congelan” proyectos para mantener un equilibrio de oferta – demanda y así evitar una sobreproducción mundial; sin embargo son nuestros países( de este lado del hemisferio), no consideran estos puntos ya que tenemos urgencia de desarrollar proyectos para aumentar nuestras exportaciones y equilibrar las balanzas de pago que generalmente están en lados que pueden abarcar todo tipo de minerales, sobre todo aquellos que no están sujetos a lo negativo. Para continuar exploraciones, desarrollos, 11
futuras explotaciones de mina a restricciones (maquinas, transportes, etc.) tales como, oro, plata, etc. Es necesario condiciones tales como: Gobierno estable, moneda” dura” y leyes favorables a la inversión (incentivos). Supongamos que después de una ardua exploración y desarrollo de una mina encontramos una zona mineralizada muy buena, esto que podría ser la solución a la búsqueda, es en realidad solo el comienzo, ya que para que se haga un estudio de factibilidad, necesitamos delimitar el “brebody” o cuerpo mineralizado, ya que por definición, la mena (oro) es una roca que contiene metales que pueden ser explotados en forma económica, es decir que pueda proporcionar utilidades y este no puede determinarse hasta que un buen reporte lo demuestre. En este punto las exploraciones deben intensificarse, hasta que los cálculos preliminares determinen cómo y cuando los desarrollos a indicarse deben ser seriamente considerados. Por supuesto
que ha tenido que
cubicarse mineral como para asegurar la vida de la mina (inversión) que en conjunto con otras consideraciones asegurara que la empresa a formarse será rentable. Más reservas serán cubicadas a medida que la empresa esté produciendo, (siempre que se encuentre mineral) y ésta se expande tanto, horizontal, vertical, o en ambas direcciones. Sin embargo a pesar de tener, leyes tonelaje, estudios de ingeniería de posición. Forma, buzamiento, etc.
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De los cuerpos, todavía no se ha delineado el mejor método de minería a aplicarse, por ejemplo, el depósito ¿es realmente apto para ser desarrollado como un método de tajo abierto? o tal vez para minería subterránea? ¿Trackless? o hacia combinaciones de varios sistemas. El sistema de explotación que el ingeniero recomienda, influirá en el costo de capital para establecer la mina y por supuesto dará indicaciones del costo de operación una vez que comience a producir. Gradualmente entonces veremos cómo el proyecto comienza a crecer, mientras los ingenieros y geólogos no paren de aumentar las reservas e investigaciones subterráneas otro grupo estará viendo el potencial para la mano de obra fuentes de suministro de agua, fuerza eléctrica, transporte y comunicaciones, viviendas, o que otra infraestructura es necesaria para el soporte de esta industria. Los economistas y financistas estarán estudiando las fuentes principales de obtención de préstamos del capital, calculando las tasas de interés de retorno, amortizaciones, etc. Estableciendo flujos que determinaran los volúmenes de mineral a producir basados en imponderables tales como el precio, mercado. Por otro lado con toda esta información, la empresa (directorio) decidirá entonces, de acuerdo ya a pautas económicas, mercado, o a análisis de los factores políticos-sociales si el proyecto procederá o no.
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1.6.
ALTERNATIVAS DE MINADO: Los grandes avances tecnológicos
aplicados en los métodos de explotación a tajo abierto, han hecho que esta sea considerada con gran preferencia para explotaciones de ciertos minerales. Sin embargo otros mismos adelantos tecnológicos aplicados en minería subterránea han hecho que la diferencia entre ambas sea muy estrecha, de tal manera que hay casos de sistemas de explotación por block caving por ejemplo han reemplazado al tajo abierto, simplemente porque evita un desbroce inicial lo mismo que el tiempo de explotación. Esta diferencia es aún más pequeña si factores externos tales como las
leyes de
conservación de terrenos de cultivos o medidas contra la polución (contaminación ambiental) etc., son aplicados en los estudios de planeamiento y factibilidad de un estudio. La única alternativa que procede para adoptar un sistema de explotación sea superficial o subterránea es comparando directamente los distintos medios o factores técnicos, económicos, etc. Entre ellas podríamos señalar: Mayor o menor movimiento de material estéril en el pre minado. Mayor o menor movimiento de material estéril en la operación. Mayor o menor dilución del mineral Mayor o menor relación del desmonte de mineral Mayor flexibilidad y menos preparación para el tiempo de explotación. Mayor o menor inversión para equipos en el pre minado. Mayor o menor inversión en la reposición de equipos. Mayor o menor costo de explotación durante la vida del proyecto, que en los primeros años de mayores ingresos, y en los últimos años de menores ingresos favorecen a un mayor presente, etc.
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Después de todas estas consideraciones, se pensará a la alternativa del volumen a producir mineral es decir encontrar
el óptimo de producción
debido a la inversión inicial.
1.7. CRITERIOS ECONOMICOS PARA EL DISEÑO: Contenido de mineral Cantidad de reservas explotables, dilución, pérdidas Costos operativos: minados, procesamiento, etc. Costo de inversión Precios de los minerales comercializados Utilidad de la operación
1.8.
CONSIDERACIONES ESPECIALES: Generalmente se considera
que los trabajos de planeamiento de minería superficial son métodos de explotación más económicos que aquellos de minería subterránea, lográndose una alta selectividad con leyes de mineral por lo tanto un mayor control de minado; mayor seguridad de laboreo lo mismo que flexibilidad en la operación, otras ventajas adicionales serían de fácil mecanización, recuperación de mineral más alta. Hay sin embargo, muchos depósitos que son pequeños o muy irregulares que hacen anti economía la extracción por métodos superficiales pero que se podría considerar desde el punto de vista técnico económico una combinación con minería subterránea (cuerpos o vetas muy parados) que en
cierta forma disminuye la relación
haciendo que el sistema de
explotación sea más atractivo. Es conveniente puntualizar que muchos depósitos en el país pertenecientes a la pequeña y media minería pueden y deben ser planificados, bajo este concepto: se ha producido, en distintos lugares, vetas cuyas cajas sin 15
demasiado débiles o que ejercen presiones similares a las hidro estáticas, resulta ser su explotación más económica por medio de la minería superficial, aún con costo de operación iguales o ligeramente mayor al subterráneo. La decisión para adoptar este sistema debe estar bien enfocada al programa de inversiones y retorno del capital que si bien podríamos hablar de un periodo determinado para que la tasa interna de retorno cumpla con los requisitos de inversión minera, en la que el tiempo no está involucrado como factor preponderante del desarrollo de un cuerpo o veta mineralizado. Cuando la mineralización se extiende a grandes profundidades en tajos abiertos, el incremento del material a remover (desmonte) es tan alto que llega a límites económicos tales que su explotación
debe
ser
abandonada
o
convertida
a
explotaciones
subterráneas. Estas conclusiones aunque válidas son algunas veces balanceadas por un nuevo sistema de factores los cuales podrían ser las diferencias en sus características físicas del propio depósito del mineral disponible para futuras generaciones explotaciones, cambios en tecnología, mercado o aún el simple cambio de política.
Sabemos que la minería a cielo abierto es realmente la historia de la explotación del carbón (mantos), cobre, depósitos porfiríticos, hierro, calizas, fosfatos, arcillas, gravas, etc. Todas estas consideraciones deberían ser tomadas en cuenta para un desarrollo futuro para nuestro país en la explotación de placeres auríferos los cuales abundan a lo largo y ancho de nuestra selva.
En el cuadro adjunto se puede observar un flujo generalizado del estudio de un yacimiento en la que después de ubicarlo se ha estimado a las fases siguientes:
1. Una exploración, que conlleva a un muestreo generalizado, análisis químicos y pruebas metalúrgicas, de los resultados de esta prueba
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tendríamos dos repuesta, una positiva, la que pasaría a una evaluación preliminar y si son negativos tendríamos. Para definir el yacimiento tanto en extensión lateral como longitudinal y en profundidad, es necesario un programa de sondajes sistemáticos Prospección es la actividad consistente en ubicar las anomalías geológicas en la corteza terrestre, en donde posiblemente puedan existir depósitos o yacimientos minerales. También se realizan operaciones de perforación diamantina, que consiste en realizar perforaciones en el subsuelo a fin de analizar el contenido mineral, así como algunas labores subterráneas (galerías, cruceros y chimeneas de exploración). Muchas veces las exploraciones determinan si es económicamente explotable un yacimiento o no, de acuerdo al contenido y calidad del mineral encontrado. Que tomar dos alternativas o profundizar un poco más nuestras exploraciones o de lo contrario eliminarlo. 2. Después de la evaluación preliminar se establecerían pautas de velocidad de minado en las que se determinan en las que se determinen volúmenes de mineral/desmonte, capacidad tanto de tratamiento del mineral como posible utilización del desmonte, de terminado proceso se pasará al siguiente: 3. Diseño, en la que se conjugará una serie de factores tales como tonelaje
a
explotarse
(velocidad
de
minado
con
el
tiempo),
determinándose cuál sería más económico de mayor rentabilidad y de menor costo de inversión; esto se relacionará directamente al diseño propio de la planta de beneficio, fundición y servicios auxiliares (potencia eléctrico, hidráulico, instalaciones industriales, viviendas, etc.). Luego de haber determinado el óptimo de producción, pasaríamos a.
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4. Evaluación económica final, en las cuales los cálculos señalarán si la tasa de interés de retorno es muy baja, o si los costos son demasiados elevados, o que el mercado es muy estrecho, el proyecto terminará ahí, de lo contrario pasaríamos a un programa integral de construcciones para comenzar a financiar el proyecto.
FLUJO GENERALIZADO DEL ESTUDIO DE UN YACIMIENTO
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PARÁMETROS PARA EL DISEÑO: Para el correcto diseño de la mina, durante la investigación geológica, se definirá el yacimiento con todas sus características litológicas y estructurales para optimar la geometría del yacimiento, planificar las labores, control de la ley de mineral y la RENTABILIDAD. 19
PARÁMETROS: Geométricos: estructura, morfología del yacimiento, límites de la propiedad, etc. Geotécnicos: Ángulos máximos de la estabilidad de taludes, bancos, bermas, etc. Operativos: área segura y necesaria para operación de máquinas, dimensiones de caminos, etc. Medio ambientales: Reducción de Impacto Negativo.
CONCLUSIONES:
Se determino que las principales ventajas de los Métodos de Explotación a Cielo abierto son las siguientes:
Alta productividad.
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Mayor concentración de operaciones y gestión más sencilla de recursos humanos y materiales. Mayor producción por explotación. Menor inversión por tonelada producida. Menos costos de operación por tonelada producida. Posibilidad de explotar con relaciones de destape de altos y yacimientos de baja ley. Menos limitación en el tamaño y peso de los equipos. Mayor recuperación mineral y menor dilución. Mayor volumen de reservas mineras para explotación.
Se verificó que generalmente se considera que los trabajos en minería superficial son métodos de explotación superficial son métodos de explotación más económicos que aquellos de minería subterránea, porque se logra una alta selectividad con leyes de mineral, por lo tanto vamos a tener un mayor control de minado.
Se confirmó que deben existir elementos como: un gobierno estable, el cual influye en el aporte de inversión constante en la minería peruana, el equilibrio en el precio de los metales ya que de esto depende el éxito o pérdida de nuestra empresa y las leyes favorables a la inversión, es decir los incentivos.
BIBLIOGRAFÍA:
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