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RIESGOS DE LA MINERIA A CIELO ABIERTOMinera a Rajo Abierto I20151.1 INTRODUCCIN

La humanidad, en su bsqueda y obtencin de minerales, se enfrenta en el inicio del SigloXX a la siguiente realidad: al agotamiento progresivo de depsitos minerales superficiales, depsitos con minerales con leyes bajas y, por la aparicin de normativas con fuertes restricciones relacionadas con el cuidado del medio ambiente para la apertura de nuevas minas.MINERIA A CIELO ABIERTO De tal modo, las compaas explotadoras y productoras de minerales se ven obligadas a la bsqueda de nuevos yacimientos lo que ha trado aparejado las siguientes consecuencias para enfrentar sus proyectos: Yacimientos en profundidad con geologas ms complejas. Altas Relaciones Estril -Mineral. Mayor presencia de aguas subterrneas. Necesidad de rigurosos estudios Geomecnicos para la estabilidad de taludes de los rajos. Necesidad de grandes capitales de riesgo e inversin.

Necesidad de grandes reas superficiales para desarrollar el proyecto. Grandes riesgos de provocar desastres ambientalesNecesidad de grandes capitales de riesgo e inversin.Necesidad de grandes reas superficiales para desarrollar el proyecto. Grandes riesgos de provocar desastres ambientales. Comoconsecuenciadeloanterioryparaenfrentarexitosamenteestarealidad,lasempresasminerassehanapoyadoprincipalmenteeneldesarrollotecnolgico,aplicadoalasmaquinariasprincipalmente,paradesarrollarproyectosminerosdesuperficiedenominadosrajosabiertos,conlocualhanpodido:Garantizar la viabilidad econmica de los proyectos mineros. Lograr una economa de escala efectiva. Dar lugar al gigantismo de las mquinas o equipos mineros.

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. Como consecuencia de lo anterior y para enfrentar exitosamente esta realidad, las empresas mineras se han apoyado principalmente en el desarrollo tecnolgico, aplicado a las maquinarias principalmente, para desarrollar proyectos mineros de superficie denominados rajos abiertos, con lo cual han podido: Garantizar la viabilidad econmica de los proyectos mineros. Lograr una economa de escala efectiva Dar lugar al gigantismo de las mquinas o equipos mineros Explotacin de grandes depsitos en menor tiempo posible.Lograr relevantes indicadores de seguridad en personas y equipos. Minimizar impactos ambientales, inevitables.

De tal forma, una explotacin a cielo abierto se puede definir como una excavacin realizada en la superficie del terreno con el fin de extraer un material beneficiable de la corteza terrestre. Esta operacin implica, generalmente, mover cantidades variables de estril, segn la profundidad del depsito o espesor del recubrimiento. Camin con transmisin y frenado elctrico, sin duda signific la invencin de mayor importancia para la economa de escala en el transporte de materiales de las minas. Con respecto al gigantismo de las mquinas y equipos utilizados en minera a cielo abierto, su desarrollo se ha debido principalmente a: Alto costo del petrleo a nivel mundial, un camin gigante, para transportar 200 t o ms, puede consumir sobre 2 t de petrleo por da. Avances en electrnica que han permitido una mayor automatizacin de los sistemas de control de las mquinas. Mecanismos y sistemas modulares que facilitan su reemplazo. Mayor rendimiento (t/hr. Operacin), por mejor aprovechamiento de la energa. Mayor Disponibilidad Fsica de los equipos mineros por la calidad de sus componentes. Menor costo de operacin, consecuencia directa de la economa de escala.

Mayor seguridad para los operadores y entorno. Con respecto a la necesidad de grandes espacios para desarrollar este tipo de minera, se puede considerar que por cada unidad de rea de mina(rajo) propiamente tal, se necesitan entre 8 a 10 unidades de rea superficiales extra para instalaciones industriales, tratamiento de minerales y botaderos, verFigura1.1.rea ocupada por el rajo.

rea ocupada por el rajo. rea ocupada por instalaciones, pilas de tratamiento de minerales y botaderos. Figura 1.1 Relacin de necesidad de superficie entre el rajo y proyecto industrial minero total.

El espacio superficial necesario para desarrollar un proyecto minero del tipo rajo abierto es ocupado principalmente por: 1.2 NECESIDAD DE ESPACIO Botaderos de estril Tranques de relaves. Pilas de tratamiento de minerales (lixiviacin). Plantas de tratamiento de minerales. Subestaciones elctricas.

Instalaciones de mantenimiento mecnico y elctrico. Estanques de abastecimiento de agua, petrleo Oficinas. Barrio cvico para el personal.

Etc. De la Fig.1.1, se puede concluir que la principal necesidad de espacio para desarrollar un rajo es para el depsito de material estril el que se considera como sobre carga y debe ser removido para dejar el cuerpo mineral a la vista y en condiciones de explotar.3FACTORESPARALADECISIONECONOMICADEPUESTAENMARCHALadecisineconmicaparainiciarunproyectotiporajoabierto,enunmarcodeSeguridad,Higiene,PrevencindeRiesgosypreocupacinporelMedioAmbiente,dependede:CalidaddelaInformacindelossondajesexploratoriosdelyacimientoysucontinuidadduranteeldesarrolloyexplotacindelamina.Ubicacindelyacimientoconrespectoalospuntosdeventaopuertosparaelembarque(exportacin)delosmineralesoconcentradosproducidos,latitudyaltitud.

.1.3 FACTORES PARA LA DECISION ECONOMICA DE PUESTA EN MARCHALa decisin econmica para iniciar un proyecto tipo rajo abierto, en un marco de Seguridad, Higiene, Prevencin de Riesgos y preocupacin por el Medio Ambiente, depende de: Calidad de la Informacin de los sondajes exploratorios del yacimiento y su continuidad durante el desarrollo y explotacin de la mina.

Ubicacin del yacimiento con respecto a los puntos de venta o puertos para el embarque (exportacin)de los minerales o concentrados producidos, latitud y altitudPrincipal indicador que puede decidir entre desarrollar un Proyecto superficial o en su defecto, Subterrneo. Esto puede resumirse en el indicador minero REM, Relacin Estril Mineral y que indica las unidades de material estril que se debe remover para remover una unidad de mineral. Se puede expresar en toneladas o metros cbicos. Profundidad del Cuerpo Mineral:

Aspecto relevante considerando las dificultades de desarrollar un proyecto minero en la alta cordillera comparado con el desarrollo de una mina en una zona plana(desierto, por ejemplo) , representando para el primer caso, enormes desafos en la prevencin de riesgos y la medicina de altura. Topografa Superficial: Condiciones climticas.

Geologa, forma, tamao y extensin del yacimiento.

Tipo de mineralizacin, calidad (ley media) del mineral y su distribucin en el yacimiento y la complejidad para recuperar la especie de valor en la planta y su valor real en el mercado a futuro. Proceso Fsico-Qumico para recuperar el mineral (o metal): Conminucin, flotacin, fundicin, aglomeracin, lixiviacin, electro obtencin, etc.

Estudio Geomecnico para determinar las caractersticas del Macizo Rocoso desde el punto de vista de su estabilidad Modelo Geolgico, Modelo de Bloques y Modelo de Costos generados. Nivel de Recursos y Reservas minerales. Leyes de Corte y Ley Media del yacimiento.

Planificacin Minera de largo plazo. Precio del Mineral. Geometra del rajo.

Nivel de recursos econmicos que disponga la empresa interesada en realizar dicha explotacin. Contabilidad y Finanzas. Administracin y Recursos Humanos calificados para operacin y mantencin de equipos, maquinarias e instalaciones. Equipos e instalaciones. Calidad y nivel de confianza en proveedores de maquinaria e insumos. Programa de adquisicin de equipos mineros y maquinaria. Depreciacin de los equipos e instalaciones.

Inversiones asociadas a la compra de maquinaria minera, costos, beneficio, inversiones, flujos de caja, etc. Demanda de Energa Elctrica, propia y comprada. Nivel de confianza en el suministro.

Venta del producto (transporte, seguros, impuestos, etc.). Poltica ambiental de la empresa frente a restricciones Medio Ambientales.

Cercana del proyecto a zonas habitadas, ver Figura 1.2. Poltica de Control y Aseguramiento de la Calidad, en todos sus procesos y actividades.Figura 1.2. Gran mina a rajo abierto asociada a centros poblacionales

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1.4 CRITERIOS TECNICOS PARA EL DISEO DEL RAJO DE EXPLOTACION Desde el punto de vista de la ingeniera de minas, se deben desarrollar, tcnicamente, estudios de: Investigacin geolgica Campaas de sondajes exploratorios y de prospeccin.

Modelamiento geolgico del yacimiento. Evaluacin de reservas.

Caractersticas litolgicas y estructurales del estril y mineral. Pruebas metalrgicas en plantas piloto.

Optimizar la geometra del rajo final.

Planificacin de los trabajos a mediano y largo plazo. Control y previsin de la calidad de los minerales.

Definicin de equipos mina y planta.Necesidades de recursos humanos.Rentabilidad del negocio. 1.5 RESUMEN DE ELEMENTOS TCNICOS PARA PROYECTOS A RAJO ABIERTO En un resumen, un Proyecto de una mina a cielo abierto debe considerar cuatro grupos de parmetros:

- Geomtricos

Funcin de la estructura y morfologa del yacimiento, pendiente del terreno, lmites de propiedad, etc. -Geotcnicos.Dependientes de los ngulos mximos estables de los taludes en cada uno de los dominios estructurales en que se haya dividido el yacimiento. - Operativos.Dimensiones necesarias de los equipos mina para que la maquinaria empleada trabaje en condiciones adecuadas de eficiencia v seguridad: alturas de banco, anchuras de berma y pistas, anchura del fondo de la mina, etc. - Ambientales. Aquellos que permiten la restauracin de los terrenos afectados, la reduccin de ciertos impactos ambientales y la no interferencia con la calidad del aire y aguas subterrneas y superficiales. .Segn las condiciones del proyecto que se est llevando a cabo podrn existir otras operaciones auxiliares o de apoyo , cuya misin es hacer que se cumplan con la mayor eficiencia y seguridad posible las operaciones bsicas pertinentes.1.6 OPERACIONES BSICAS EN MINERA A CIELO ABIERTO.La explotacin minera de un rajo es una sucesin de operaciones unitarias aplicadas al material estril y al mineralLas operaciones unitarias del ciclo minero son: Perforacin. Tronadura. Carguo. Transporte.Servicios. Administracin.

Las cuatro primeras estn encadenadas en su accionar, conformando el ciclo econmico operativo vital de los trabajos mineros.Es la primera operacin unitaria, desarrollada por equipos, elctricos o diesel, llamados perforadoras y su funcin es realizar perforaciones en la roca virgen con un dimetro y longitud calculadas, destinados a recibir en su interior los explosivos necesarios para fragmentar la roca circundante

Perforacin :

Tronadura:

Accin de fragmentacin de la roca debido a la energa liberada por los explosivos colocados dentro de las perforaciones. El tamao de los fragmentos de roca es fundamental para realizar su posterior carguo en forma segura y expedita

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31Accin de recoger el material ya fragmentado por la tronadura para depositarlo seguidamente, en la mayora de los casos, sobre tolvas de equipos de transporte, como camiones.

Carguo:

Accin de traslado de los materiales fuera de la mina, por parte de los camiones mineros, hasta una planta de tratamiento de minerales o hasta los botaderos de estril, segn sea el material que se est extrayendo.

Transporte: Corresponde a todas las acciones necesarias para mantener la continuidad de las operaciones anteriores, entre otras se tiene: mantener expedito el acceso de los diferentes equipos mineros a sus frentes de trabajo, riego y mantencin de caminos, instalacin de postes para abastecer elctricamente los equipos al interior de la mina, etc.

Servicios :Proporciona el apoyo en manejo de recursos humanos, adquisiciones, contratos, etc. Tambin se asegura que participen estamentos asesores en materias de seguridad, medio ambiente y calidad, para lograr el cumplimiento de las normas y orientaciones correspondientes a un trabajo seguro, limpio y de calidad.Administracin:A partir del hecho que se trata de una minera de materiales rocosos, se necesitan por lo tanto las Operaciones Unitarias Productivas Principales . Se debe consignar que las operaciones ms importantes corresponden a las de carguo y transporte, responsables del 70% de los costos mineros.1.7 SISTEMAS DE EXPLOTACIN EN MINERA A CIELO ABIERTORajo abierto, Cielo abierto u Open Pit: Se aplica preferentemente a la minera metlica. Pueden superar los 300 m de profundidad. Tiempo de explotacin superior a los 15 o 20 aos.

De acuerdo a lo anterior, se pueden considerar los siguientes mtodos principales:Pala electro mecnica. Operacin de Carguo: pala-camin Camin de alto tonelaje.

Principales equipos mineros utilizados

Se aplica en yacimientos tumbados u horizontales de carbn con recubrimiento superficial de estril de menos de 50 m. Tienen una fuerte componente ambiental, de forma tal que se va cubriendo inmediatamente la zona explotada con el mismo material de la sobrecarga para su restauracin ambiental.Descubierta:Principal equipo utilizado: Dragalina

Principal equipo utilizado: Rotopala

Se aplica a : Yacimientos horizontales, 1 o ms niveles mineralizados. Sobrecarga potenteTerrazas:

Se aplica a: Yacimientos de carbn principalmente en zonas de montaa. Topografa desfavorable, Poca potencia. Talud econmico. Contorno:

Principales equipos utilizados: Cargadores frontales, Sistema Auger.

Sistema Auger.

Se aplica para la extraccin de: Rocas industriales y/o Rocas ornamentales. Pequeo tamao. Material para la construccin (granel). Material para ornamentacin: gran cantidad de bancos.

Cantera: Principales equipos utilizados: cortadoras de diamante, cargador frontal y montacargas

Se aplica para la extraccin de: - ridos desde lechos de ros.

Graveras: Principales equipos utilizados: dragas, cargador frontal y plantas de chancado y seleccin.

1.8 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA MINERA A CIELO ABIERTO Ventajas: Alta productividad, mayor produccin por explotacin.

Favorece la incorporacin de sistemas automticos en las operaciones minas. El gigantismo de las mquinas permite alcanzar un alto rendimiento y a su vez variarlo con mayor facilidad. Puede arrancarse casi todo el contenido del yacimiento, siendo mnimas las prdidas de mineral que puede quedar en las cajas. Puede operar yacimientos masivos y controlar los avances de expansiones para arrancar el mineral segn los requerimientos de tonelajes y calidad de la Produccin.

La extraccin puede adaptarse fcilmente a las condiciones de mercado e incluso pueden suspenderse en algunos casos y volverse a reanudar, caso de minas en USA.Se puede obtener una visin ms general de las reservas de mineral y de las condiciones geolgicas del cuerpo o de los cuerpos de mineral y de las rocas circundantes. La perforacin, el carguo de tiros con explosivos y las tronaduras son ms seguras, efectivas y con menor consumo de explosivos por tonelada de material tronado. La clasificacin del material tronado segn calidad y tamao, es posible realizarla con cierta facilidad en la operacin de carguo para satisfacer las necesidades de la Planta.La supervisin y vigilancia de las operaciones resulta ms efectiva. Los rendimientos por hombre son ms elevados necesitndose, por consiguiente, menos personal y menos capital para construcciones o campamentos. Mayor concentracin de operaciones y gestin ms sencilla de recursos humanos y materiales. Existen menos riesgos de accidentes y con mejores condiciones higinicas ya que no existe la necesidad de alumbrado y ventilacin adecuada permanente. Si puede darse el fenmeno de la inversin trmica.

5. Se generan importantes impactos en el entorno que deben ser corregidos por medio de una restauracin, en muchos casos, cara.Desventajas:1. Las inversiones en equipos son cuantiosas, as como las cargas financieras2. El equipo es ms sofisticado y necesita de una mano de obra ms sofisticada.3. Los agentes atmosfricos naturales tienen un fuerte impacto en el desarrollo del trabajo.4. Los frentes de trabajo necesitan de una buena organizacin.