Selección Del Método de Explotación y Dimensionamiento de La Mina y Planta de...

68
“Año de la Inversión para el Desarrollo Rural y la Seguridad Alimentaria” FACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS Y METALURGIA CURSO: «PROYECTOS E INFORMES» TEMA : SELECCIÓN DEL MÉTODO DE EXPLOTACIÓN Y DIMENSIONAMIENTO DE LA MINA Y PLANTA DE TRATAMIENTO DOCENTE: ING. MAYO HERRERA, VICTOR ALUMNOS: AVALOS NEGRILLO, RICARDO JESUS GUERRERO MUCHAYPIÑA, HELAM CICLO: IX AÑO-SEMESTRE: 2015-I

description

Selección Del Método de Explotación y Dimensionamiento de La Mina y Planta de Tratamiento_PROYECTOS de INVERSION MINEROS

Transcript of Selección Del Método de Explotación y Dimensionamiento de La Mina y Planta de...

  • Aode la Inversin para el Desarrollo Rural y la Seguridad AlimentariaFACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS Y METALURGIACURSO: PROYECTOS E INFORMESTEMA : SELECCIN DEL MTODO DE EXPLOTACIN Y DIMENSIONAMIENTO DE LA MINA Y PLANTA DE TRATAMIENTODOCENTE: ING. MAYO HERRERA, VICTOR

    ALUMNOS: AVALOS NEGRILLO, RICARDO JESUS GUERRERO MUCHAYPIA, HELAM

    CICLO: IX

    AO-SEMESTRE: 2015-I

  • INTRODUCCINEl diseo de una mina tiene mltiples facetas y objetivos, entre los que cabe destacar: la seleccin del mtodo de explotacin, el dimensionamiento geomtrico de la mina, la determinacin del ritmo anual de produccin y la ley de corte, la secuencia de extraccin etc.En el pasado, la seleccin de un mtodo minero para explotar un yacimiento nuevo se basaba en la revisin de las tcnicas aplicadas en otras minas y en las experiencias conseguidas sobre depsitos similares, dentro de un entorno prximo. Actualmente como las inversiones de capital que se precisan para una nueva mina y para cambiar el mtodo de explotacin existente son muy elevadas, y la influencia que estos tienen sobre los costes de extraccin son muy importante, es necesario que dicho proceso de seleccin responda a un anlisis sistemtico y global de todos los parmetros especficos del yacimiento: geometra del deposito y distribucin de leyes, propiedades geomecnica del mineral y rocas encajonantes, factores econmicos, limitaciones ambientales, condiciones sociales, etc.

  • DESCRIPCION DE LOS METODOS DE EXPLOTACIONNormalmente, se distinguen dos grandes grupos de mtodos: de superficie o cielo abierto, y de interior, o subterrneos. Es pues, la ubicacin de las labores principales el criterio bsico de clasificacin, pero existen algunos mtodos que por el citado criterio podran denominarse mixtos o combinados.La minera a cielo abierto se caracteriza por los grandes volmenes de materiales que se deben mover. La disposicin del yacimiento y el recubrimiento e intercalaciones de material estril determinan la relacin estril mineral con que se debe extraer este ltimo. Este parmetro, comnmente denominado "ratio", puede ser muy variable de unos depsitos a otros, pero en todos condiciona la viabilidad econmica de las explotaciones y consecuentemente, la profundidad que es posible alcanzar por minera de superficie.

  • DESCRIPCION DE LOS METODOS DE EXPLOTACIONEn minera subterrnea la extraccin de estril suele ser prcticamente insignificante a lo largo de la vida de la mina, pues slo proceder de las labores de acceso y preparacin. En este grupo de mtodos, el control del terreno o de los huecos, una vez extrado el mineral, es una de las consideraciones ms importantes que interviene en la forma de explotar un yacimiento. Los tipos de control o tratamiento de los huecos dentro de los macizos rocosos varan desde el mantenimiento rgido del terreno mediante pilares, pasando por diferentes grados de sostenimiento de los hastiales, con cierre y hundimiento controlado de estos, hasta el hundimiento completo del mineral o del recubrimiento de estril.

  • MTODOS A CIELO ABIERTOSeguidamente, se hace una breve descripcin de los principales mtodos que se aplican en minera de superficie, destacando las caractersticas que deben cumplir los yacimientos y algunos aspectos operativos de inters.

  • MTODOS A CIELO ABIERTO: CORTASEn yacimientos masivos o de capas inclinadas la explotacin se lleva a cabo tridimensionalmente por banqueo descendente, con secciones transversales en forma troncocnica. Este mtodo es el tradicional de la minera metlica y se adapt en las ltimas dcadas a los depsitos de carbn, introduciendo algunas modificaciones.La extraccin, en cada nivel, se realiza en un banco con uno o varios tajos. Debe existir un desfase entre bancos a fin de disponer de unas plataformas de trabajo mnimas para que operen los equipos a su mximo rendimiento y en condiciones de seguridad. Las pistas de transporte se adaptan a los taludes finales, o en actividad, permitiendo el acceso a diferentes cotas.

  • MTODOS A CIELO ABIERTO: CORTASEl ataque al mineral se realiza de techo a muro, como en cualquier otro mtodo, pero ms particularmente en las minas de carbn. En estas explotaciones se suele disponer de bancos en estril de mayor altura que en el mineral, pues en estos ltimos tal dimensin est limitada por el alcance de los equipos de limpieza y por la necesidad de evitar los derrabes y, por ende, el ensuciamiento del carbn cuando se supera la altura crtica de los frentes descubiertos.En los depsitos donde se explote un filn, un estrato o una capa se pueden distinguir tres diseos geomtricos de ataque y extraccin:

  • MTODOS A CIELO ABIERTO: CORTASMETODO A CIELO ABIERTO: CORTASMETODO LONGITUDINAL METODO TRANSVERSAL DIAGONALMETODO TRANVERSAL NORMAL

  • MTODOS A CIELO ABIERTO: DESCUBIERTASSe aplica en yacimientos tumbados u horizontales, donde el recubrimiento de estril es inferior, por lo racional de un mdulo con un slo banco desde el que se efecta el arranque del estril y vertido de este al hueco de las fases anteriores; el mineral es entonces extrado desde el fondo de la explotacin que coincide con el muro del depsito.Una vez efectuada la excavacin del primer mdulo, o hueco inicial, el estril de los siguientes es vertido en el propio hueco de las fases anteriores, de ah que sea por naturaleza el ms representativo de los mtodos de transferencia.

  • MTODOS A CIELO ABIERTO: DESCUBIERTASPara el movimiento del estril los sistemas y equipos mineros utilizados son muy variados. Si las reservas a explotar son elevadas, est justificada la utilizacin de grandes dragalinas, excavadoras de desmonte o, incluso, rotopalas con brazo apilador que permiten arrancar de forma directa o con prevoladura el estril y verterlo en el hueco adyacente. Si, por el contrario, las reservas de mineral estn limitadas y el estril de recubrimiento no es muy importante, puede aplicarse el mismo mtodo, pero con equipos convencionales como son los tractores, las mototraillas, las palas cargadoras, etc., con la ventaja de una mayor flexibilidad del sistema frente a situaciones cambiantes de la geologa del yacimiento y una menor inversin inicial.

  • MTODOS A CIELO ABIERTO: DESCUBIERTASLa ltima mejora tecnolgica introducida en ese mtodo es la utilizacin de la energa del explosivo en la transferencia de los estriles. Esto se lleva a cabo con las denominadas "Voladuras de proyeccin", con las que se consigue desplazar ms del 50 por 100 del material y, consecuentemente, abaratar los costes de operacin.La extraccin del mineral se realiza con equipos convencionales, si bien aqu tambin existe una tendencia hacia las cintas de alta pendiente, ya que con su uso se evitan las rampas de acceso hasta el fondo, que con un carcter provisional deben disponerse en todo momento.Este grupo de mtodos se caracteriza por su simplicidad, por la concentracin de los trabajos y por la reducida distancia de transporte, tanto en horizontal como en vertical, permitiendo una fcil y econmica restauracin de los terrenos

  • MTODOS A CIELO ABIERTO: DESCUBIERTAS

  • MTODOS A CIELO ABIERTO: TERRAZAS

    Este mtodo se basa en una minera de banqueo con avance unidireccional. Se aplica a depsitos relativamente horizontales de una o varias capas o estratos de mineral, y con recubrimientos potentes que obligan a depositar el estril en el hueco creado transportndolo alrededor de la explotacin.Se utiliza en todos los tipos de mineral, aunque su desarrollo e importancia la ha adquirido en los yacimientos de combustibles slidos, como, por ejemplo, en las capas de hulla de Puertollano, pero sobre todo queda tipificado por las minas de lignito pardo de Alemania, Australia, etc. Las producciones individuales de algunas de estas minas llegan a los 45 Mt/ao de mineral, con profundidades de explotacin superiores a los 300 m.

  • MTODOS A CIELO ABIERTO: TERRAZAS

    La mayora de estas operaciones se caracterizan por el bajo valor de los minerales, por ello es esencial las economas de escala, en aras a conseguir la viabilidad econmica de esos proyectos.Otros factores que determinan la aplicacin de este mtodo son: la existencia de un gran volumen de reservas y, en el caso de utilizar rotopalas, la baja resistencia al corte y consolidacin de las rocas para poder efectuar su arranque directo.Son muchos los sistemas mineros empleados, desde los convencionales de excavadoras de cables y volquetes, como es el caso actual de Puertollano, hasta el constituido por rotopalas, cintas y apiladoras. Entre ambos sistemas existe un gran nmero de variantes y combinaciones. Los esquemas bsicos de explotacin para estos equipos son dos: Explotacin con avance paralelo. Explotacin con rotacin.

  • MTODOS A CIELO ABIERTO: TERRAZAS

  • MTODOS A CIELO ABIERTO: CONTORNO

    En yacimientos semihorizontales y con reducida potencia, donde la orografa del terreno hace que el espesor del recubrimiento aumente de forma considerable a partir del afloramiento del mineral, se realiza una minera conocida como de contorno.Consiste en la excavacin del estril y mineral en sentido transversal hasta alcanzar el lmite econmico, dejando un talud de banco nico, y progresin longitudinal siguiendo el citado afloramiento, Dado el gran desarrollo de estas explotaciones y la escasa profundidad de los huecos, es posible realizar una transferencia de los estriles para la posterior recuperacin de los terrenos.Dentro de este grupo existen diversas variantes, en funcin de la secuencia de avance planteada y equipos mineros empleados. Entre estos ltimos, los ms utilizados son los tractores de orugas, las palas cargadoras, las excavadoras hidrulicas y los volquetes.

  • MTODOS A CIELO ABIERTO: CANTERASCantera es el termino genrico que se utiliza para referirse a las explotaciones de rocas industriales y ornamentales. Se trata, por lo general, de pequeas explotaciones prximas a los centros de consumo, debido al valor relativamente pequeo que poseen los minerales extrados, que pueden operarse mediante los mtodos de banco nico de gran altura o bancos mltiples. Este ultimo es el mas adecuado, ya que permite realizar los trabajos con mayores condiciones de seguridad y posibilita la recuperacin mas fcil de terrenos afectados.Las canteras pueden subdividirse en dos grandes grupos: el primero, donde se desea obtener un todo-uno fragmentado y apto para alimentar a la planta de tratamiento y obtener un producto destinado a la construccin, en forma de ridos a la fabricacin de cemento, etc; y el segundo, dedicado a la explotacin de rocas ornamentales, que se basa en la extraccin cuidadosa de grandes bloques paralepipdicos que posteriormente se cortarn y elaborarn. Estas ltimas canteras se caracterizan por el gran nmero de escalones o bancos que se abren para arrancar los bloques y la maquinaria especial de arranque, especfica de cada subsector, con la que se obtienen planos de corte limpios. En el granito se utilizan diferentes tcnicas: explosivos, cuas, lanza trmica, etc., mientras que en los mrmoles se han implantado las rozadoras, las cortadoras de disco y el hilo helicoidal.

  • MTODOS A CIELO ABIERTO: CANTERAS

  • MTODOS A CIELO ABIERTO: GRAVERASLos materiales de aluvin, situados en las terrazas de los cauces, y constituidos por arenas y cantos rodados poco cohesionados se extraen en estas explotaciones en forma de gravas o zahorras naturales.Generalmente, se lleva un solo banco, dependiendo de la potencia del depsito, y la maquinaria empleada puede ser convencional, si se trabaja en condiciones secas, o constituida por dragalinas, dragas y cuchara de arrastre si la extraccin se realiza por debajo del nivel fretico.

  • MTODOS A CIELO ABIERTO: DRAGADOEn mineralizaciones especiales, como son las metlicas de oro, casiterita, etc. contenidas en aluviones, resulta interesante la aplicacin del mtodo de dragado, inundando previamente la zona de explotacin. Este mtodo es econmico cuando la propia agua de inundacin se utiliza en el proceso de concentracin, como ocurre con la separacin gravimtrica. Las dragas, adems del sistema de extraccin que utilicen, cangilones, cabeza de corte, etc., incorporan la propia planta de tratamiento sobre la plataforma, cribas, ciclones, jigs, etc., capaces de tratar grandes volmenes de material, y de un sistema de vacuacin de los estriles a la zona ya explotada.

  • MTODOS SUBTERRNEOSLa variedad de mtodos de minera subterrnea es tan grande como lo son los tipos de yacimientos donde se aplican.Antes de poner en explotacin una mina de interior es preciso llevar a cabo un amplio conjunto de labores previas, como accesos, preparaciones, intercomunicaciones, ventilacin, etc., que en la mayora de los casos suponen un importante desembolso de capital.La forma de extraccin del mineral y el tratamiento del hueco creado, son los factores que definen, de alguna manera, el mtodo de explotacin, pudiendo distinguirse tres grandes grupos:Sostenimiento de los huecos con macizoRelleno o fortificacin de los huecosHundimiento controlado de los huecos

  • CMARA Y PILARESSe trata de un mtodo donde se van dejando secciones de mineral, como pilares, para soportar los huecos creados. Las dimensiones de las cmara y la seccin de los pilares dependen de las caractersticas del mineral y de la estabilidad de los hastiales, del espesor de recubrimiento y de las tensiones sobre la roca. El grado de aprovechamiento del depsito es funcin de las dimensiones de los macizos abandonados.

  • CMARA Y PILARES

  • CMARAS LMACENLa explotacin se realiza por rebanadas horizontales ascendentes desde el fondo de una galera. El mineral fragmentado se extrae de forma continua desde las tolvas inferiores o piqueras, de tal manera que el material una vez volado constituye la plataforma de trabajo, por lo que debe quedar un espacio adecuado entre el cielo de la cmara y el mineral volado, y adems soportar los hastiales de la excavacin.Dependiendo del yacimiento, se abrirn diversas camaras entre las que se dejaran pilares de separacin para el sostenimiento de los hastiales, que podrn recuperarse al finalizar la explotacin principal.

  • CORTE Y RELLENOEl mineral se arranca por rebanadas horizontales, en sentido ascendente, desde la galera de fondoUna vez volado se extrae completamente de la cmara, a travs de unos coladeros, efectundose a continuacin el relleno del hueco creado con estriles, con lo que se consigue crear una plataforma de trabajo estable y el sostenimiento de los hastiales.El material de relleno puede ser el escombro procedente de las labores de preparacin de la mina, el cual se extender con medios mecnicos, o el que con esa finalidad se extrae en superficie de alguna cantera prxima y, una vez triturado, se mezcla con agua para transportarlo hidrulicamente por tubera.

  • CORTE Y RELLENOEse material se drena para separar el agua, quedando as un relleno compacto. La consolidacin puede aumentarse mediante la adicin de una cierta cantidad de cemento. La mayora de las operaciones se han mecanizado casi totalmente, con lo que este mtodo ha llegado a sustituir a otros hasta ahora muy utilizados.Las principales ventajas que presenta son: la alta selectividad, la buena recuperacin del mineral, la facilidad de aplicacin y las condiciones de seguridad alcanzadas cuando los macizos rocosos de los hastiales no son competentes.Los inconvenientes que presenta son: el coste del material de relleno, el tamao limitado de las voladuras y las interrupciones en la produccin que son necesarias para distribuir el material de relleno dentro de las cmaras.Los yacimientos deben tener un buzamiento superior a los 50" y leyes altas para compensar los elevados costes de explotacin.

  • CMARAS POR SUBNIVELESActualmente, el conjunto de mtodos de explotacin denominado de cmaras por subniveles agrupa a una gran variedad de sistemas que se aplican a yacimientos verticales o con fuerte pendiente y que, genricamente, podran clasificarse a su vez en tres grupos: crteres invertidos, barrenos largos y barrenos en abanico.Todos esos mtodos tienen en comn realizar la explotacin desde los subniveles y niveles horizontales a intervalos verticales fijos, abriendo los subniveles dentro del yacimiento entre los niveles principales.A continuacin, se describen los dos primeros grupos de mtodos que son los que se utilizan ms hoy en da.

  • CMARAS POR SUBNIVELES: CRTERES INVERTIDOSEste mtodo ha sido desarrollado recientemente y consiste en el arranque del mineral por rebanadas ascendentes mediante el empleo de voladuras en crter. El mineral fragmentado puede permanecer dentro del hueco creado, al igual que en el mtodo de cmaras almacn, de forma que se evite el hundimiento de los hastiales. Se extrae tambin desde el fondo de la galera de base a travs de un sistema de tolvas. Las principales ventajas del mtodo son: buena recuperacin, dilucin moderada, buena seguridad, costes unitarios bajos, moderada flexibilidad, buena ventilacin y grado de mecanizacin. Las desventajas ms importantes son: coste de las labores de preparacin, dilucin cuando los hastiales son poco competentes y posibles atascos en conos tolva por sobre tamaos. Los yacimientos deben tener una potencia mnima de 3m, una inclinacin superior a los 50 y contactos claros entre el estril y el mineral.

  • CMARAS POR SUBNIVELES: BARRENOS LARGOSEl principio de explotacin es el mismo que en el de cmaras por subniveles convencional. El mtodo afecta principalmente a la operacin de arranque y, en cierta medida, a la preparacin de las cmaras, puesto que, en general, slo se trabaja en dos subniveles, uno de perforacin y otro de extraccin, y las voladuras que se realizan son una aplicacin de las voladuras en banco a cielo abierto a las explotaciones subterrneas.En este mtodo, las cmaras se dividen en tres sectores: el de corte inferior, que cumple las misiones de ser la zona receptora del mineral fragmentado y de crear la cara libre en el fondo de los barrenos, el sector de barrenos largos, donde se perforan los taladros de gran dimetro y representa entre el 85 y el 90 por 100 del tonelaje de la cmara, y el corte lateral, que sirve como primera cara libre vertical para la voladura, tanto del corte inferior como de la zona de barrenos largos.

  • CMARAS POR SUBNIVELES: BARRENOS LARGOSEl corte lateral, o principio de seccin, se constituye a partir de una chimenea o pocillo que puede excavarse mecnicamente o con voladuras.Las voladuras en banco que se disparan no precisan rotura del pie y, por tanto, slo es necesaria la carga de columna, que normalmente se secciona en cargas elementales y se inicia secuencialmente para no producir daos a los hastiales.

  • CMARAS POR SUBNIVELES: BARRENOS LARGOSLas principales ventajas de este mtodo son: la gran seguridad en los trabajos y regularidad en la produccin, altas productividades y rendimientos de arranque, menores daos a la roca remanente, posibilidad de cargar un gran volumen de mineral sin control remoto, menores costes de perforacin y voladura, y buen control de leyes y baja dilucin.Por el contrario, el principal inconveniente que presenta es que se produce un apelmazamiento del material despus de la voladura por la cada del mismo desde gran altura.En cuanto a las caractersticas de los yacimientos donde se aplica este mtodo, pueden considerarse las mismas que para el procedimiento de crteres invertidos

  • HUNDIMIENTO POR SUBNIVELESConsiste en la divisin del yacimiento en niveles y estos, a su vez, en subniveles que se van extrayendo en sentido descendente. La distancia entre subniveles oscila entre los 8 y los 15 m y cada uno de ellos se desarrolla segn un conjunto de galeras que cubren la seccin completa del mineral.Desde las galeras de nivel se perforan barrenos en abanico en sentido ascendente. Las secciones perforadas en las galeras adyacentes se vuelan de techo a muro constituyendo un frente recto. En los subniveles inferiores y superiores se trabaja de la misma manera, pero manteniendo un desfase entre los frentes.El mineral fragmentado cae por gravedad dentro de las galeras desde las cuales se carga y transporta hasta una piquera o coladero que descarga sobre una galera principal. El estril de techo se va fragmentando y hundiendo de forma gradual dentro de los huecos dejados por el mineral.

  • HUNDIMIENTO POR SUBNIVELESEste mtodo se aplica en depsitos masivos y potentes, donde tanto el estril de techo como el mineral se fragmentan y hunden bien.Los principales inconvenientes del mtodo son: la dilucin del mineral con el estril, que suele estar entre el 10 y el 35 por 100, las recuperaciones, que oscilan entre el 20 y el 90 por 100, y las alteraciones en superficie

  • HUNDIMIENTO POR BLOQUESConsiste en dividir el yacimiento en grandes bloques de seccin cuadrangular, de varios miles de metros cuadrados. Cada bloque se socava practicando una excavacin horizontal con explosivos en la base del mismo. El mineral queda sin apoyo y se fractura gracias a las tensiones internas y efectos de la gravedad que actan progresivamente afectando a todo el bloque. El mineral se extrae a travs de los conos tolva y piqueras practicadas, cargndose y transportndose mediante palas de neumticos a lo largo de las galeras de transporte inferiores.

  • HUNDIMIENTO POR BLOQUESLos yacimientos donde se aplica deben ser de gran potencia y extensin, con pocas intercalaciones de estril y ramificaciones. Por lo general, se trata de minera izaciones de baja ley con unas propiedades geomecnicas adecuadas para el hundimiento.Las principales ventajas de este mtodo son: es barato de explotacin, pues los costes de arranque y sostenimiento son bajos, requiere poca mano de obra, etc.Por el contrario, los inconvenientes ms destacables son: las recuperaciones suelen estar prximas al 80 por 100, ya que si stas aumentan tambin lo hacen las diluciones, la existencia de agua y materiales plsticos dificultan la explotacin, las alteraciones en la superficie son importantes y las inversiones iniciales en labores de preparacin son elevadas.

  • FORTIFICACIN DE MADERATambin llamado de entibacin con marcos, consiste en el sostenimiento con madera, disponiendo sta en forma de paraleppedos rectos donde los elementos verticales o estemples soportan las presiones verticales, los horizontales o codales las presiones de los hastiales y los cuatro elementos de unin restantes rigidizan el conjunto.Esta tcnica de fortificacin se emplea preferentemente en yacimientos de rocas dbiles e intensamente fracturadas, cuando el mineral se presenta con formas irregulares, con ramificaciones y contactos ms de definidos.Este mtodo consume una gran cantidad de madera y requiere mucha mano de obra, por lo que actualmente casi est en desuso y slo se justifica cuando el mineral es muy rico.

  • TAJOS LARGOSEste mtodo puede utilizarse en la explotacin de yacimientos estratificados, delgados, de espesores uniformes e inclinaciones preferentemente de pequeas a moderadas. Inicialmente se aplic en carbn y, posteriormente, se ha extendido a las potasas y a otros minerales duros, como las vetas aurferas, donde el arranque se efecta por perforacin y voladura.El mineral se extrae a lo largo de un frente de trabajo recto y largo con medios mecnicos: rozadora, cepillo, etc. o con explosivos en el caso de las rocas ms duras. En el sostenimiento del hueco creado se suele utilizar entibacin hidrulica marchante o autodesplazable, mientras que el tratamiento que se da al hueco abandonado puede consistir en el relleno del mismo o, ms comnmente, en el hundimiento del techo.

  • TAJOS LARGOSEl mineral arrancado se extrae del tajo por medio de transportadores de cadenas o panceres que descargan en cintas transportadoras que discurren por las galeras en direccin. El mtodo se aplica en dos modalidades: en avance y en retirada. En el primer caso las galeras en direccin, tanto de base como de cabeza de tajo, sufren mayores tensiones que obligan a realizar labores de mantenimiento, mientras que en el segundo caso esa infraestructura se mantiene en el terreno sin explotar. Cuando las capas son muy potentes la extraccin se realiza en diversas pasadas por franjas descendentes.El arranque del mineral en el frente puede combinarse con un hundimiento controlado por detrs de la entibacin, llamado tambin sutiraje, con lo que se consigue reducir el nmero de pasadas y recuperar parte del mineral existente en bolsadas y pequeas ramificaciones.Entre las ventajas que presenta este mtodo se encuentran el alto grado de mecanizacin y la elevada recuperacin del mineral.

  • FACTORES QUE INFLUYEN EN LA SELECCIN DEL MTODO DE EXPLOTACIN. APROXIMACIN NUMRICA

  • Son los factores que tienen mayor inters en el primer proceso de la seleccin del mtodo minero que vendran a ser la geometra y distribucin de las leyes del deposito mineralizado, y a las propiedades geomecnica del mineral y estril adyacentes, lo cual nos permitir determinar el mtodo de explotacin mas adecuado.En el segundo proceso se determinara si el mtodo de explotacin es optimo y rentable, teniendo en cuenta la evaluacin econmica, lo cual esta basado en un esquema general de explotacin, as como el estudio del ritmo de produccin , la ley de corte ,necesidades del personal, impactos ambientales ,etc.

  • Geologa La investigacin geolgica realizada a cabo debe permitir, la correcta evaluacin de los recursos y reservas que contiene el deposito mineralizado, la adecuada informacin acerca de los principales tipos de rocas , lugares de alteracin, estructuras principales, accidentes tectnicos. Todo lo mencionado debe ser graficado sobre planos y secciones a la escala adecuada para que el yacimiento pueda ser visualizado y entendido fcilmente .La adecuada ubicacin de las escombreras, las presas de residuos, las instalaciones auxiliares y la infraestructura minera, depender de la prolongacin del estudio en el sentido horizontal, para ello se recomienda que tenga unas relaciones de profundidad

  • Del yacimiento/limite del entorno de 1/2, si se va a explotar por mtodos subterrneos, y de 1/3 a 1/4 ,si se va a realizar a cielo abierto.Geometra del yacimiento y distribucin de las leyes La geometra del yacimiento se determina a travs de su forma general, potencia, inclinacin y profundidad. La distribucin de las leyes se definir como uniforme, gradual o diseminada y errtica.

  • Geometra del yacimiento y distribucin de leyes 1. FORMA Equidimensional o masivo: Todas las dimensiones son similares en cualquier direccin. Tabular: Dos de las dimensiones son mucho mayores que la tercera. Irregular: Las dimensiones varan a distancias muy pequeas. 2. POTENCIA DEL MINERAL Estrecho (< 10 m). lntermedio (1 0 - 30 m). Potente (30 - 100 m). Muy potente (> 100 m). 3. INCLINACION Tumbado (< 20"). lntermedio (20 - 55"). Inclinado (> 55").

  • 4. PROFUNDIDAD DESDE LA SUPERFICIE 5. DlSTRlBUClON DE LEYES Uniforme: La ley media del yacimiento se mantiene prcticamente constante en cualquier punto de este. Gradual o diseminado: Las leyes tienen una distribucin zonal, identificndose cambios graduales de unos puntos a otros. Errtico: No existe una relacin espacial entre las leyes, ya que stas cambian radicalmente de unos puntos a otros en distancias muy pequeas.

  • Caractersticas geomecnicas del estril y del mineral El comportamiento geotcnico de los diferentes materiales se valera de la resistencia de las rocas, el grado de fracturacin de los macizos rocosos y la resistencia de las discontinuidades. Existen sistemas de clasificacin geomecnica muy completos, pero los tres parmetros indicados son suficientes para una primera aproximacin al comportamiento de los macizos rocosos.La relacin dada por la resistencia a la comprensin simple y la presin ejercida por el peso de un recubrimiento puede calcularse a partir de la profundidad, determinando que la resistencia a la comprensin se calcula mediante el ensayo de carga puntual.

  • Procedimiento numrico de seleccin El procedimiento numrico de seleccin del mtodo de explotacin consiste en asignar a cada uno de estos unas calificaciones individuales en funcin de las caractersticas y parmetros que presentan los yacimientos.Las puntuaciones que se dan a los mtodos de minado, dependen la geometra del deposito y la distribucin espacial de las leyes.Otro factor de que dependen son las masas de mineral, y de las rocas adyacentes del techo y del muro.

  • Otro Factores a Considerar Entre los que deben ser estudiados en etapas de estudio mas avanzadas se encuentran: el ritmo de produccin, la disponibilidad de mano de obra de obra especializada, las limitaciones ambientales, la hidrogeologa, y otros aspectos de ndole econmica.

  • Caractersticas geomecnicas 1. Resistencia de la matriz rocosa. (Resistencia a compresin simple (MPa)/Presin del recubrimiento (MPa). Pequea (< 8). Media (8 - 15). Alta (> 1 5). 2. Espaciamiento entre fracturas Fracturas/m RQD (%) Muy pequeo> 16 O - 20 Pequeo 10 16 20 - 40 Grande 3 - 10 40 - 70 Muy grande 3 70 - 100 3. Resistencia de las discontinuidades Pequea: Discontinuidades limpias con una superficie suave o con material de relleno blando. Media: Discontinuidades limpias con una superficie rugosa. Grande: Discontinuidades rellenas con un material de resistencia igual o mayor que la roca intacta.

  • Un parmetro econmico de inters, que es la base de la eleccin entre los mtodos de cielo abierto y los de interior, es el denominado Imite o umbral de rentabilidad entre ambas tcnicas de laboreo, que puede calcularse a partir de la siguiente expresin:

    Limite E/M = Coste de interior(PTa/t) Coste de cielo abierto(PTA/t) Coste de desmonte de estril a cielo abierto(PTA/m3)

  • Ejemplo En un yacimiento de sulfuros complejos, tras realizar algunos estudios preliminares, se han estimado los costes de explotacin por minera de interior, que ascienden a 5.000 PTA/t de mineral, y a cielo abierto, con unos valores de 260 PTA/m3 de estril y 675 PTA/t de mineral. Este ltimo coste es elevado, debido al arranque selectivo que es preciso realizar. Determinar la relacin lmite de desmonte entre ambo mtodos...

    Limite E/M = 5000 675 = 16,63 m3/t 260

  • Cuando el mtodo de explotacin elegido es de cielo abierto, se manejan dos parmetros de diseo importantes para la evaluacin de las reservas recuperables: -Ratio limite econmico (RLE).- Nos determina el mximo volumen de desmonte que individualmente una tonelada de mineral puede soportar con su extraccin y tratamiento produciendo un beneficio no rentable.-Ratio medio econmico (RME).- Expresa la relacin media de estril a mineral para el conjunto de las operaciones, con la que se consigue un beneficio medio por tonelada.

  • Dimensionamiento del tamao de la mina y planta de tratamiento

  • Aqu influyen dos parmetros que tiene una gran importancia sobre la rentabilidad econmica de un proyecto minero, que serian el ritmo de produccin y la ley de corte ,teniendo en cuenta los datos como la inversin total del capital, los costes de explotacin, los beneficios unitarios, los cuales sern calculados en la etapa de viabilidad con varios modelos de optimizacin.Sin embargo en los primeros procesos del estudio de un proyecto, cuando no se dispone de mucha informacin es posible encarar el problema del tamao de un proyecto utilizando reglas empricas como los que se recogen en un epgrafe.La tecnologa minera utilizada es otro adicional del tamao del proyecto que a su vez viene limitada ,por la demanda insatisfecha a cubrir y por la unidad mnima de produccin rentable.

  • Curvas tonelajes-leyes Las empresas mineras realizan la explotacin de minerales pobres y por ello a operaciones de mayor envergadura. Las dos decisiones mas criticas y relacionadas que deben tomas los tcnicos encargados esta en la distincin entre mineral y estril y la determinacin del ritmo de produccin mas adecuadosLa ley media, el ratio estril/mineral as como la cantidad de mineral recuperable, depender de la eleccin de la ley de corte en un yacimiento

  • Depsitos con distribucin de ley normal Los yacimientos que presentan este tipo de distribucin son generalmente los de tipo sedimentario: hierro, fosfato, bauxita, carbn, etc.Una unidad de selectividad minera es el menor volumen que puede clasificarse como estril o mineral.La forma de las distribuciones en el rea de inters geolgico-minero de estos depsitos que suelen encontrarse por debajo de la ley media global estar dado por la separacin entre la ley media de las reservas y la ley de corte.

  • Otro aspecto es el de la variabilidad de la rentabilidad potencial provocada por los cambios en las cotizaciones de los metales. Una pequea baja en el precio (que tiene el mismo efecto que una reduccin de la ley media) elimina el beneficio de una explotacin pequea con alta ley de corte, no ocurre lo mismo en operaciones a gran escala con leyes de corte bajas.

  • Depsitos con distribucin de ley iognormal Muchos depsitos mineralizados contienen grandes reservas con leyes relativamente bajas y pocas con leyes altas. Depsitos de este tipo tenemos a los prfidos cuprferos, los de molibdeno, las areniscas uranferas, los depsitos filonianos de oro y plata y los de sulfuros masivos.Los depsitos con distribucin iognormales se caracterizan por la relacin de diferencia entre la ley media y de la de corte en las reservas.

  • En los yacimientos con distribucin lognormal, se producen proporcionalmente grandes aumentos de las reservas para pequeas disminuciones de la ley de corte. Esto hace que la ley media de las reservas tienda hacia la ley de corte conforme sta disminuya. Esta tendencia es an ms llamativa en los depsitos de metales preciosos, donde la variabilidad a travs de los mismos es muy acusada. En este tipo de yacimientos, no est claro que el incremento de las operaciones y la disminucin de las leyes de corte incrementen automticamente la rentabilidad de las minas.