10 Open Pit

La Universidad de la Región de Atacama MEX

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Métodos de Explotación Método Open Pit

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MINA RAJO ABIERTO

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.

recuperación masiva y acelerada de las reservas de un yacimiento. Si bien existen métodos de explotación subterráneos que logran una alta producción, como son los métodos por Hundimiento, nada se compara a la producción obtenida por un Open Pit

•

Open Pit (final) 1.4km x 1.2km x 510m deep Copper/Gold Strip ratio 6.25:1

RITMO DE PRODUCCIÓN

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. El ritmo de producción del método varía principalmente entre 5.000.000 y 130.000.000 ton de material al año. Lo cual seria sobre 20,000 – 80.000 toneladas por día.

RITMO DE PRODUCCIÓN Minera Chuquicamata 450.000 ton de material al día Y un movimiento de mineral de 150.000 ton/ día

TIPOS DE BLOQUES MINEROS

A los bloques se les asigna ley media, de acuerdo a los métodos designación de leyes utilizados en la industria minera: métodos tradicionales métodos analíticos geo estadísticos, etc Con el inventario mineralizado desarrollado, se puede asignar valor económico a los bloques, de acuerdo a: la ley media de los bloques (mineralogía, metalurgia, etc) profundidad del bloque

DESARROLLO GENERAL DEL PROCESO

DESARROLLO GENERAL DEL PROCESO DEFINICIÓN DE LAS LEYES DE LOS BLOQUES

La estimación de las leyes a asignar a cada bloque se puede llevar a cabo por cualquiera de los métodos de estimación de reservas, es decir, básicamente tres: (1) geo estadística utilizando el krigeage

(2) inverso de la distancia (3) polígonos, triángulos o similar.

DEFINICIÓN DEL VALOR ECONÓMICO DE LOS BLOQUES Así pues, el problema del diseño de la mina se convierte en encontrar aquel conjunto de bloques que den el máximo valor posible , conjunto

Desde el punto de vista económico, cada bloque se puede caracterizar por los siguientes parámetros: a)Valor de la mineralización presente en el bloque (I). b)Costos directos que pueden atribuirse directamente a cada bloque (CD): sondajes, arranque ,t transporte, tratamiento, etc. c) Costes indirectos que no se pueden asignar a los bloques individuales (CI) y que, además , son función del tiempo: salarios, amortización del valor de la maquinaria, etc.

METODO DEL CONO FLOTANTE

DESARROLLO GENERAL DEL PROCESO

ALGORITMO DEL CONO MOVIL OPTIMIZANTE

NOTA: EN EL CONO SE INCLUYEN TODOS LOS BLOQUES QUEPERMITE EL ANGULO DE TALUD

ALGORITMO DEL CONO MOVIL OPTIMIZANTE

ALGORITMO DEL CONO MOVIL OPTIMIZANTE

EJEMPLO DE APLICACIÓN

LERCH & GROSSMANN

PLAN MINERO

LERCH & GROSSMANN

RELACIÓN ESTÉRIL / MINERAL

La minería de superficie se caracteriza por los grandes volúmenes de materiales que se deben mover. La disposición del yacimiento y el recubrimiento e interrelaciones de material estéril determinan la relación estéril/mineral con que se debe extraer este ultimo. este parámetro, comúnmente denominado Ratio.

RELACIÓN ESTÉRIL / MINERAL

Métodos de Explotación Tipos de rajo

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TIPOS DE RAJO

Rajo parabólico

Rajo Circular

Rajo Ladera

FACTORES QUE AFECTAN LAS OPERACIONES MINERAS EN CIELO ABIERTO

Existen ciertos factores en el desarrollo y operación de un Open Pit que necesitan especial atención: •

Factores de Localización

•

Factores Naturales y Geológicos

•

Factores Sociales, Económicos, Políticos y Medioambientales

Métodos de Explotación Operaciones Unitarias asociadas al Open Pit

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El Open Pit se caracteriza por utilizar equipos de gran tamaño para realizar las operaciones unitarias de manera eficiente y económica. El ciclo de operaciones unitarias se aplica de igual forma en fases de material estéril y mineral, y el ciclo consiste en las siguientes etapas:

 Perforación  Tronadura  Carguío  Transporte

ETAPA PERFORACIÓN

En una operación a cielo abierto una perforadora de producción, con el sistema de rotación triturativa con una cabeza de perforación llamado tricono, se utiliza para perforar agujeros que son de gran diámetro 7 – 12 pulgadas y profundidades entre 10m – 30 metros.

ETAPA PERFORACIÓN

PERFORACION EN RAJO

PERFORACION DE BANQUEO

POZOS DE PRODUCCION

POZOS BUFFER O AMORTIGUADORES

POZOS DE PRECORTE

ETAPA PERFORACIÓN

ETAPA DE TRONADURA

Los agujeros creados con los equipos de perforación son llenados con un explosivo llamado ANFO para de esta manera producir la fragmentación de una parte del macizo rocoso.

Cada uno de los agujeros tiene un sistema que le permite conectarse al resto de los pozos llamado

sistema de iniciación, y de esa manera desde un solo punto a una gran distancia poder iniciar la tronadura

ETAPA DE TRONADURA

ETAPA DE TRONADURA

ETAPA DE TRONADURA

ETAPA DE CARGUÍO

Consiste en cargar el material fragmentado en la zona de tronadura sobre equipos de acarreo de material. En la minería por Open Pit los equipos a utilizar no son tan grandes como los aplicados en los métodos de destape, en la minería del carbón. Se pueden mencionar los siguientes equipos: •

Pala de cable

•

Pala hidráulica

•

Cargador Frontal

PALA DE CABLE

Es un equipo eléctrico, y el movimiento del balde se logra mediante cables y poleas, Por ejemplo en Minera caserones, una pala de cable de 73 yd3, tiene un rendimiento de 5293 Ton/hora efectiva lo que genera un movimiento de 82.571 Tpd considerando 15,6 horas efectivas al día.

PALA HIDRÁULICA

Es un equipo hidráulico que puede ser de formato eléctrico o diesel, y el movimiento del balde se logra mediante un brazo hidráulico , existen en el mercado dos modelos: •

Frontales

•

Retroexcavadoras

CARGADOR FRONTAL

Se caracteriza por ser desplazado sobre neumáticos, el balde es de menor tamaño por lo que requiere mayor cantidad de pases para cargar un camión de alto tonelaje, cerca de 7 – 8

Por ejemplo en Minera Caserones, un Cargador Frontal de 50 yd3, tiene un rendimiento de 2896 Ton/hora efectiva lo que genera un movimiento de 40544 Tpd considerando 14 horas efectivas al día.

ETAPA DE TRANSPORTE

Consiste en retirar el material fragmentado de la zona de tronadura , generalmente en minería a cielo abierto se trabaja con camiones de alto tonelaje, aunque se esta proyectando utilizar a futuro correas transportadoras con chancadores móviles.

Los equipos de transporte al igual que los equipos de carguío, cumplen un rol fundamental en el proceso minero, ya que sus costos son determinantes para el balance económico global. Son los encargados de transportar el material, tanto estéril como mineral desde la mina hacia la planta, botaderos y stock.

El camión de alto Tonelaje es un equipo electrohidráulico, que alcanza tonelajes desde las 100 – 400 toneladas, su velocidad esta entre los 30 – 50 km / hr.

CICLO CAMION FUERA DE CARRETERA

EQUIPOS DE APOYO

Los equipos productivos requieren de ciertas condiciones de operación para cumplir con las exigencias de producción, en función de los rendimientos operacionales para los cuales han sido diseñados y seleccionados. Estas condiciones de operación no siempre se cumplen, por lo que se requiere contar con la asistencia de otros equipos de apoyo para que estas condiciones se materialicen. •

Bulldozer, Wheeldozer.

•

Motoniveladoras.

•

Camiones aljibes.

•

Camiones fabrica (enaex)

•

Camiones o camionetas explosivos

•

Camiones de gravilla

•

Camiones camas bajas / tiende cables / grúas

•

Buses de transporte de personal

•

Gatos de nieve

•

Ambulancias

EQUIPOS MINERA CANDELARIA

Métodos de Explotación Diseño de Open Pit

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DISEÑO DE OPEN PIT

ANCHO DE RAMPA

br ANGULO INTERRAMPA

ANCHO DE BERMA

ar

b

ALTURA GLOBAL (OVERALL)

ho

ALTURA DE BANCO

hb

ANGULO GLOBAL (OVERALL ANGLE) ANGULO INTERRAMPA

ANGULO CARA DE BANCO

ab

ar

ao

ALTURA INTERRAMPA

hr

ÁNGULOS DE TALUD

LOS ÁNGULOS DE TALUD CON QUE SE TRABAJA EN UNA EXPLOTACIÓN SON:

 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

ÁNGULOS DE TALUD

Cabe destacar que existen dos formas distintas de medir los ángulos de talud. Una de ellas es la descrita en los casos anteriores (de pata a cresta) y la otra es medir desde pata a pata dichos ángulos. En geo mecánica se utiliza la primera forma y en planificación se utiliza la segunda.

Lo importante es que de una u otra forma con que sean medidos dichos ángulos, la información manejada de un punto a otro sea coherente y no se cometan errores que puedan significar la ocurrencia de algún incidente perjudicial para la operación, planificación y/o seguridad de la explotación.

Debemos destacar que como el ángulo de talud restringe nuestra explotación, su variación (por pequeña que sea) generará dos efectos directos:  Cambios en la estabilidad del talud y la explotación.  Cambios en los beneficios económicos de la explotación.

ÁNGULOS DE TALUD

ÁNGULOS DE TALUD

ÁNGULOS DE TALUD

PROPÓSITO DE LOS BANCOS.  Recibir el material que se desliza desde los niveles superiores y evitar que el mismo se deslice hacia abajo. Evitar la caída de bolones hacia los niveles inferiores. Lograr la mayor rentabilidad

TIPOS DE ÁNGULOS.

Ángulo de Talud del Banco ( α ) : corresponde al ángulo formado por el borde de banco con un plano horizontal. Representa la inclinación con que queda la pared ( Talud ) del banco

Ángulo de talud total ( Overall) o Angulo de Talud del Rajo Final : corresponde al ángulo de inclinación con que queda la pared final del rajo respecto de un plano horizontal, incluyendo todas las singularidades geométricas existentes, formado por la línea imaginaria que une el tope o cresta del banco ubicado en el nivel superior más alto de la explotación con la pata del Banco ubicado en el nivel inferior del Rajo

ÁNGULO DE TALUD TOTAL CON RAMPA INCLUIDA

Ángulo de talud inter-rampas y/o plataformas: Representa la inclinación con que queda el conjunto de bancos que se sitúan entre una rampa (o plataforma) y la rampa (o plataforma)consecutiva. Este ángulo se mide desde la pata del banco donde se encuentra una rampa hasta la cresta del banco donde se encuentra la otra rampa o plataforma

AVANCE DE LAS PAREDES DEL PIT OPERACIONAL HACIA EL PIT FINA

ANGULO GLOBAL

Es el ángulo final de las paredes del rajo se pretende alcanzar una vez finalizada la explotación. Este

E 74,000

E 72,500

E 73,000

E 73,500

depende de las dimensiones de los bancos y las presencia de rampas.

1A 1B

N 57,000

3

N 57,000

1C

0A 0 N 56,500

N 56,500

4

Falla Lar N 56,000

N 56,000

Sector 1A

<50°

Sector 1B

<45°

Sector 1C

<50°

Sector 3

<52°

Sector Falla Lar

<48°

Sector 4

<54°

Sector 5

<57°

Sector 6

<49°

Sector 7

<54°

Sector 8

<47°

5

ANCHO DE RAMPA

N 55,500

br

8 6 N 55,000

ANGULO INTERRAMPA

ANCHO DE BERMA

7

ar

b

E 74,000

<50°

E 73,500

ISA <48°

E 73,000

Sector Sector 0 Sector 0A

ALTURA GLOBAL (OVERALL) h o

ALTURA DE BANCO

hb

ANGULO GLOBAL (OVERALL ANGLE) ANGULO INTERRAMPA

ANGULO CARA DE BANCO

ab

ar

ao

ALTURA h INTERRAMPA r

TRANSICIÓN DESDE TALUD DE TRABAJO A PIT FINAL

EFECTO DE LA VARIACIÓN DEL ÁNGULO DE TALUD EN EL PIT.

La variación (por pequeña que sea) del ángulo de talud en un Pit generará dos efectos directos:-

 Cambios en la estabilidad del talud y la explotación. Cambios en los beneficios económicos de la explotación. En ambos casos, los estudios geomecánicos son fundamentales para decidir la variación. Por otra parte, toda modificación en el talud va a significar un cambio en la REM del Pit. Se pueden presentar distintas posibilidades, entre ellas: a) Aumento del ángulo de talud del Pit: Significará una menor cantidad de estéril a remover para la extracción de la misma cantidad de mineral, e incluso se podría acceder a la extracción de otras reservas minerales las que antes no era posible extraer. Esto genera un aumento en los beneficios económicos de la explotación. Ahora bien, este incremento del ángulo de talud solamente será viable en el caso que las condiciones geomecánicas lo permitan.

AUMENTO DEL ÁNGULO DE TALUD DEL PIT

EFECTO DE LA VARIACIÓN DEL ÁNGULO DE TALUD EN EL PIT.

EFECTO DE LA VARIACIÓN DEL ÁNGULO DE TALUD EN EL PIT.

VARIABLES DE LAS CUALES DEPENDE EL ANGULO DE TALUD • Factores Geológicos ( diaclasas, fallas, etc.) • Factores Geotécnicos ( cohesión, ángulo de fricción, resistencia a la tracción, etc.) • Factores relacionados con las aguas subterráneas ( porosidad, presión de poros, etc.) • Factores geométricos ( altura y ancho de los bancos) • Factores de tronadura (quebradura, recorte, efecto sismo)

SECTORIZACIÓN DEL PIT Y SUS ÁNGULOS

Ángulos en su extensión horizontal:

GEOMETRÍA EN LA OPERACIÓN DEL PIT

El movimiento de los equipos mineros, de todos los tamaños, al interior de un Pit, requieren de espacios físicos en ancho y largo suficientes como para su desempeño y movilización con seguridad, de tal forma que puedan cumplir sus funciones de diseño, evitando accidentes con otros equipos y/o a las personas, optimizando así la producción conjunta de la mina. La visualización en el tiempo de estos espacios, es responsabilidad del trabajo conjunto entre los ingenieros de planificación (largo plazo) y los ingenieros de operación (en el corto plazo), para los distintos trabajos planificados para el Pit.

En el caso de los ingenieros operadores de la mina, sus responsabilidades abarcan todos los equipos e implementos que contribuyen a la producción de la mina (perforación, carguío, transporte, servicios, supervisión, abastecimiento de energía eléctrica, etc.), en su totalidad, tamaño, espacios de seguridad que van a necesitar para su trabajo, la secuencia de trabajo de los equipos, condiciones geomecánicas del sector donde se trabajará o pasarán los mismo, etc

GEOMETRÍA EN LA OPERACIÓN DEL PIT

Accesos

Bermas

Cunetas

Pendientes

Cruce de camiones o doble vías

Ancho máximo de expansión

Desfase entre palas

Ancho mínimo de operación

Métodos de Explotación Pistas, Bermas, Zanjas y Cunetas

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RAMPAS

TIPOS DE RAMPAS SEGÚN SU FUNCIÓN RAMPA DE PRODUCCIÓN

Las rampas de producción, generalmente se consideran como “rampas operacionales” y se construyen para ser usadas en cortos periodos de tiempo (semanas, meses o un par de años). La extracción de material de un nivel puede significar la construcción de varias de estas rampas hasta que sólo queda la correspondiente al camino o rampa del rajo final. Pueden llegar a tener hasta un 12% de pendiente para períodos muy cortos de tiempo. Períodos más largos deben tener entre 8 – 10%

RAMPA TRANSPORTE Estas rampas se planifican para ser utilizadas por largos períodos de tiempo, se caracterizan por: -pendiente pareja en toda su extensión. -Ancho adecuado al doble tránsito de los equipos de mayor tamaño de la mina. -Tienen zanjas de desagüe y cunetas.

-Mantención diaria. -Atención preferente de la supervisión mina así como de los equipos de servicio a la operación: motoniveladoras, pechadores y camión regador

RAMPAS

RAMPA DEL PIT FINAL La materialización de la rampa en el diseño de un rajo puede realizarse desde abajo hacia arriba, es decir tomando como punto de partida la pata del banco más profundo, lo que generaría una extracción extra de material al ampliarse el rajo o ensancharse más los bancos superiores ( Corte ).

RAMPAS

RAMPAS

LIMITES DEL PIT FINAL

Son los limites económicos de extracción del mineral, no siempre se extrae todo el mineral sino todo aquel que es capaz de pagar la extracción del estéril que esta sobre el

PISTAS, BERMAS, ZANJAS Y CUNETAS

LA ZANJA se construye con el fin de canalizar las aguas de drenaje. Al no canalizar dichas aguas se corre el riesgo de que estas dañen y corten los caminos. Las zanjas por lo general tienen un ancho de 1 metro por una profundidad de 50 centímetros, lo cual dependerá de las condiciones de drenaje de la zona (lluvias, escurrimientos superficiales o subterráneos).

LAS CUNETAS tienen por objetivo detener o contener a los vehículos en caso de emergencia, por ello la cuneta que está hacia el rajo tendrá que ser más alta de modo que pueda detener efectivamente a cualquier vehículo en una emergencia sin que caiga. Comúnmente se utiliza como altura de cuneta hacia el rajo la mitad del diámetro de las ruedas en los equipos que transitan en el camino (camiones). Lo ideal es definir la altura considerando la pendiente del tramo, la resistencia a la rodadura, el tamaño de los equipos y en lo posible tener de referencia una prueba empírica de la situación.

PISTAS, BERMAS, ZANJAS Y CUNETAS

PARÁMETROS DE DISEÑO DE CAMINOS

ANCHO DE CAMINO Para definir el ancho total de un camino se deben considerar tres componentes: ancho de la vía de transporte, el pretil de seguridad y la berma central si se requiere. Se recomienda que cada pista de transporte debe proveer espacio libre tanto a la izquierda como a la derecha igual a la mitad del ancho del equipo mayor que transitará por ella. Además se recomienda que para el tráfico en dos pistas el ancho del camino no debe ser menor que 3.5 a 4 veces el ancho del camión.

RAMPA Y CAMINOS INTERIORES MINA

En estas pistas se considera el criterio del espacio libre a cada lado del camión igual a la mitad del ancho del mismo. Y da como resultado que el ancho total del camino debe ser 3,5 veces el ancho del camión más el pretil

EJEMPLO DE APLICACIÓN

CALCULO DE RAMPA:

EN SECCIONES CON CURVATURA

El ancho de camino requerido en las curvas toma en cuenta el efecto saliente que ocurre en el equipo en su parte frontal y trasera cuando toma una curva. El procedimiento para determinar el ancho de camino en curvas que considera el efecto recién mencionado, el espacio libre lateral entre las pistas de transporte y el extra ancho que permite acomodarse a las condiciones difíciles en la conducción en las curvas se muestra en la Figura

EN SECCIONES CON CURVATURA

Donde:

U = ancho de la pista del equipo (desde centro a centro de neumáticos) FA = ancho frontal saliente del equipo FB = ancho trasero saliente del equipo C = espacio libre lateral total Z = ancho extra asignado debido a las dificultades de conducción en curvas

EJEMPLO MINERA ESCONDIDA

PENDIENTES

CÁLCULO DE LA PENDIENTE DE UN CAMINO

Para calcular la pendiente que posee un camino se utiliza la fórmula de la Figura:

RAMPAS

CRITERIO PARA CURVAS HORIZONTALES Y VERTICALES

La habilidad del operador del equipo para ver delante de él a una distancia a la cual él pueda detener el equipo es la primera consideración. La distancia de frenado del equipo es un componente que debe ser evaluado para cada tipo de equipo en la flota de transporte para permitir al diseñador establecer el alineamiento horizontal y vertical del camino. Asociado con la distancia de frenado del equipo está la distancia de visibilidad del operador. Es imperativo que en todas partes a lo largo del camino la distancia de visibilidad sea suficiente que permita al equipo viajar a una velocidad tal que se pueda detener antes de alcanzar un obstáculo o situación de peligro adelante del camino La distancia medida desde el ojo del conductor hasta el peligro delante de él (distancia de visibilidad) debe SIEMPRE ser igual o mayor que la distancia requerida para detener de manera segura el equipo (distancia de frenado), es decir

CRITERIO PARA CURVAS HORIZONTALES Y VERTICALES

Distancia de frenado → Debe ser calculada para cada equipo y el alineamiento del camino ajustado a los equipos con la mayor distancia de frenado. Distancia de visibilidad → Debe ser mayor o igual a la distancia de frenado del equipo. Este criterio debe ser considerado tanto en curvas verticales como horizontales.

CURVAS HORIZONTALES

CURVAS VERTICALES

DISTANCIA DE FRENADO

Los parámetros de cálculo involucrados en este ítem deben considerar el vehículo de menor dimensión (camionetas) en cuanto a distancia de visibilidad y la longitud mayor de distancia de frenado en los equipos mayores (camiones), luego la que sea mayor debe prevalecer para conservar las mejores condiciones de seguridad en el tráfico

CURVAS VERTICALES

Las curvas verticales son usadas para proveer una transición suave desde una pendiente a otra. La longitud de estas curvas debe ser adecuada para la confortable conducción y además entregar amplias distancias de visibilidad en el diseño. Generalmente la longitud de las curvas verticales es mayor que lo deseable y resulta en grandes distancias de visibilidad. Sin embargo, excesivas longitudes en ellas pueden resultar en largas secciones planas que impiden un buen drenaje y frecuentemente conducen a puntos blandos y baches

CURVAS VERTICALES

Donde: L = Longitud de la curva vertical (metros) S = Distancia de frenado alcanzable del equipo (metros) A = Diferencia algebraica entre las pendientes (%) h1 = altura del ojo del conductor arriba del terreno (metros) h2 = altura del objeto sobre la superficie del camino (metros)

CURVAS VERTICALES

CURVAS VERTICALES

PERALTES

A continuación se describen varias fórmulas que permitirán obtener cada uno de los puntos de la curva a la que se aplicará el peralte, donde es fundamental conocer las distancias de transición de éste. (Estas fórmulas provienen del Manual de Carreteras Vol.3).

PERALTES

PT = Principio de transición FT = Final de transición PC = Principio de la curva FC = Final de la curva Pmáx = Peralte máximo (se aplica solo en la parte curva) 1/3L = un tercio del largo de transición (se ubica en la parte curva de la curva) 2/3L = dos tercios del largo de transición (se ubica en la parte recta de la curva) T = puntos intermedios definidos por la tasa de giro.

PERALTES

BOMBEO (Cross slope)

El bombeo o cross slope es la diferencia en elevación entre la cresta y el borde del camino, y debe ser considerado durante el diseño y construcción de un camino. Uno de lo objetivos es reducir el esfuerzo en la dirección por parte del conductor a un nivel más beneficioso, pero si el objetivo es además un adecuado drenaje entonces este parámetro debe ser considerado. Para combinar drenaje y direccionalidad un balance debe ser establecido entre ambos, es decir, debemos buscar la razón de bombeo que permitirá el rápido escurrimiento del agua de la superficie sin afectar negativamente el control vehicular.

BOMBEO (Cross slope)

BERMAS DE CONTENCION

ANCHO DE BERMA: es la distancia horizontal entre la pata del banco y la cresta del banco inferior. El ancho de la berma (A) está diseñado para contener cualquier caída de material provenientes de los bancos superiores Para determinar el ancho de berma se debe sumar, el ancho mínimo (Am) que se obtiene a través de criterios de seguridad, y la estimación del descreste (dB) asociado a los potenciales mecanismos de inestabilidad que pueden afectar la cresta del banco

DESCRESTE (dB): Pérdida de berma, producto del fallamiento por discontinuidades. Esta perdida se estima a partir de un análisis de fallamiento considerando los sistemas de diaclasas, esta perdida es independiente a la técnicas de tronadura

ANCHO MINIMO DE BERMA:

ancho mínimo requerido por seguridad, un criterio para calculo de ancho de berma mínimo es la ecuación de Ritchie

Am= 4,5+0,2*H

QUEBRADURA

Es una zona de inestabilidad que produce la tronadura de la ultima corrida de tiros sobre la futura cara libre de un banco que va a entrar en explotación. La quebradura condiciona las operaciones de carguío y transporte debido a la variación que produce en el ancho del banco.

Q = Hb * Fq Donde: Q= quebradura en metros Hb= Altura del banco Fq= Factor de quebradura ( tanto es uno)

FACTOR DE SEGURIDAD

La determinación del angulo de talu busca encontrar un numero que represente la estabilidad del talud, lo cual se conoce como factore de Seguridad y tiene los siguientes valores críticos:

Fs = 1, Indica indiferencia Fs < 1, Indica problemas de estabilidad y posibles colapsos Fs > 1, Corresponde a valores óptimos de seguridad

MONITOREO DE BANCOS

MONITOREO DE BANCOS

SANEAMIENTO DE TALUDES : Esta operación consiste en limpiar el material fracturado en la cara del banco hasta lograr la seguridad necesaria para la extracción del material, esta operación se desarrolla para:    

Proteger a los equipos de desarrollo y producción Evitar alarmas geo mecánicas Proteger personal Llegar a la líneas de diseño programadas

BERMAS DE SEGURIDAD O CONTENCION

Las bermas de seguridad o para la contención de derrames, se diseñan en función de la probabilidad de que

ocurra algún siniestro geomecánico, como el desplazamiento de una cuña o volcamiento de roca (según sea el caso o la situación geomecánica), por lo que será de mucha importancia realizar un buen estudio de dicha probabilidad, ya que el ángulo de talud final de la zona estudiada depende de la longitud de berma recomendada. Debemos recordar que el ancho de bermas no necesariamente será uno en todo el rajo, sino que dependerá

de las condiciones y características geomecánicas de cada sector.

BERMAS DE SEGURIDAD O CONTENCION

BERMAS DE SEGURIDAD O CONTENCION

Berma de seguridad, cada 4 -5 bancos normales, con un ancho 3 a 5 veces la berma normal de un banco explotado, C. Berm evita la caída hacia niveles inferiores de materiales rocosos que se desprenden de los niveles superiores o un evento. Geomecánico imprevisto (cuñas o C. Berm volcamiento de bancos. No se usan como pistas de transporte

BERMA DE SEGURIDAD

Berma de seguridad se construye cada 4 o 5 bancos, con un ancho e 3 a 4 veces la berma normal de un banco explotado, tiene como objetivo evitar la caída hacia niveles inferiores de materiales rocosos que se desprenden de los niveles superiores o un evento geo mecánicamente imprevisto ( cuñas o volcamiento de bancos

CUNETAS DE SEGURIDAD ( CAMELLÓN)

Cuando en las explotaciones se produzcan con frecuencia, desprendimientos de los taludes y sea necesario trabajar en los niveles inferiores, o cuando se vayan a abandonar las minas, pueden

construirse banquetas de material suelto -a modo de cordones o muros- para la protección en las propias bermas y para que retengan el material caído desde una cierta altura.

Altura de banco (mts)

Zona de Impacto (mts)

Altura de banqueta (mts)

Anchura de banqueta (mts)

Anchura mínima de berma (mts)

15

3,5

1,5

4

7,5

30

4,5

2

5,5

10

45

5

3

8

13

ALTURA DE BANCO

Distancia vertical entre el punto mas alto del banco (cresta) y el punto mas bajo del banco (pata). La altura de banco depende del tamaño de los equipos, selectividad, legislación y la seguridad.

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 minera y lastre con el equipo de carguío; el índice de producción; el tamaño y el tipo de equipamiento para lograr los requerimientos de producción; y las condiciones climáticas.

HB= (60 A 80)* D

DONDE:

HB: ALTURA DE BANCO D: DIAMETRO DE PERFORACION

VENTAJAS ASOCIADAS A LA ELECCION DE LA ALTURA DE BANCO

 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 de accesos más económica por menor número de bancos.

ALTURA DE BANCO

Ventajas y desventajas asociadas a la altura del banco VENTAJAS PARA ALTURAS GRANDES

Mayor rendimiento de la perforación, al reducirse los tiempos muertos de cambio de posición Mejora los rendimientos de los equipos de carga, al reducirse los tiempos muertos por cambio de rajo, así como por desplazamiento s de los equipos dentro del mismo Menor numero de bancos y por tanto mayor concentración de eficiencia y maquinaria , infraestructura de accesos mas económico por menor numero de bancos

VENTAJAS PARA ALTURAS PEQUEÑAS

Mayor rapidez en la ejecución de rampas de accesos entre bancos *

* Menores niveles de vibraciones y onda aérea * Mejores condiciones para la restauración y tratamiento de los taludes finales * Mejores condiciones de seguridad para el personal y la maquinaria pues se permite una mejor limpieza de las frentes * Control de desviaciones de los barrenos y de la fragmentación de la roca

PRETIL DE SEGURIDAD

El estándar de Pretiles en Caminos Interior Mina indica que con tránsito de camión de alto tonelaje, El pretil de seguridad será construido a los costados externos de los caminos, para demarcar el borde la rampa o del banco y servir de referencia para que los camiones transiten en una zona segura. La altura del pretil es equivalente a la altura media de una rueda de camión

EJEMPLO DE CONSTRUCCION PRETIL MINA ESCONDIDA

Este pretil tiene una resistencia que podría ser sobrepasada con un camión sin control, por lo que se refuerza que en esos casos los operadores deben dirigir el vehículo hacia la “caja” o pared del banco.

La construcción del núcleo del pretil deberá ser con material grueso, de la extracción normal de la mina. Nunca se deberá usar “chusca”, grava, o ripio para construir el núcleo. El ancho del pretil, en la parte superior será de 50 cm. en la parte central. La base del pretil será de 5,2 metros y una altura mínima de 1,80 metros. La forma trapezoidal de este se construirá con retroexcavadora, siguiendo los procedimientos operacionales establecidos. Para evitar daños en los neumáticos y permitir instalar los cables eléctricos a una altura segura, se cubrirá el pretil de material grueso con otro de material fino, hacia el interior del camino, con un ancho de aproximadamente 50 cm. y una altura máxima de 1,5 metros, el que se compactará con retroexcavadora

EJEMPLO DE CONSTRUCCION PRETIL MINA ESCONDIDA

PRETILES DE CONTENCIÓN INTERMEDIOS

La principal funcionalidad de los pretiles intermedios es en algunos sectores de la mina proporcionar a los camiones que transitan en las pistas la posibilidad de reducir la velocidad y lograr detenerse cuando han perdido el control, por falla de sus frenos o han tenido algún tipo de emergencia. Estas construcciones son necesarias en tramos largos donde los camiones transitan cargados o vacíos bajando por rampas La altura de estos pretiles es diseñada para detener (agarrar) el chasis del camión en su parte inferior y así impedir que el vehículo sufra grandes daños en su estructura y pueda reducir la velocidad. No es necesario construir una gran barrera que en definitiva proveerá solo otro riesgo de colisión. Estos pretiles deben ser construidos con material granulado de mediano tamaño y en su exterior preferiblemente material fino y parcialmente suelto

PRETILES DE CONTENCIÓN INTERMEDIOS

El procedimiento para construir estos pretiles es el siguiente: la posición será en el eje y centro de cada porción de 150 mts de rampa a 10% con una longitud máxima de 60 mts., dejando 45 mts. libres de obstáculos hacia arriba y hacia abajo con el fin de permitir el acceso libre a los bancos

PRETILES DE CONTENCIÓN INTERMEDIOS

Ejemplo de altura

EJEMPLOS DE PRETILES DE CONTENCIÓN INTERMEDIOS SEGÚN EL ESCONDIDA

Métodos de Explotación Bancos de Trabajo ( Fases o Expansiones)

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FASE O BANCOS DE TRABAJO

Son expansiones descendentes que se realizan desde la superficie topográfica. En la parte superior de estos bancos de un gran ancho se realizan las operaciones de perforación y tronadura y en la parte inferior se realizan las operaciones de carguío y transporte.

ANCHO MÍNIMO DE OPERACIÓN DE UNA FASE O EXPANSIÓN

En el caso que se deba realizar una expansión de un banco paralelamente con la expansión de un banco inferior. Se define como la 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.

Para ello debemos determinar el largo de la tronadura (LT). A esta dimensión se le debe sumar la distancia de posicionamiento del equipo de carguío (palas o cargadores) del banco superior y las distancias de operación de los equipos complementarios (si así fuese necesario). Caso de explotación a Banco Cerrado Material a tronar

Avance de la explotación

Material a tronar

ANCHO MÍNIMO DE OPERACIÓN DE UNA FASE O EXPANSIÓN

ANCHO MÍNIMO DE OPERACIÓN (PERFORACIÓN)

Para la perforación podemos notar que el ancho mínimo de operación está dado por el área sometida a la perforación más un ancho necesario para el tránsito de los equipos ligados a la tarea de perforación y tronadura. Por lo general esta área es cubierta o satisfecha por los otros parámetros geométricos (por ejemplo el ancho mínimo de carguío).

ANCHO MÍNIMO DE OPERACIÓN (CARGUIO)

ANCHO MÍNIMO DE OPERACIÓN (CARGUIO)

ANCHO MÍNIMO DE CARGUÍO:

ANCHO MÍNIMO DE OPERACIÓN (CARGUIO)

ANCHO MÍNIMO DE OPERACIÓN (CARGUIO)

ANCHO DE FRENTES DE CARGUÍO EN MINERA LOS

PELAMBRES

Para que un equipo de carguío de mayor envergadura como una pala eléctrica P&H 4100 A, 4100XPB o 4100 XPC, pueda lograr su tiempo de carguío requerido para un camión 930 E (2.4 minutos) debe contar con un ancho mínimo de 50 metros los cuales les permitirá cargar por ambos lodos lo que

permite movimientos más rápidos para las maniobras tanto de carguío como de aculatamiento.

DESFASE ENTRE PALAS O LARGO MÍNIMO DE EXPANSIÓN:

En el caso que se deba realizar la operación de carguío en un banco paralelamente con la de un banco inferior, se debe considerar que los equipos puedan efectivamente operar después de la tronadura, por lo que se debe definir una distancia.

Para ello debemos determinar el largo de la tronadura (LT). A esta dimensión se le debe sumar la distancia de posicionamiento del equipo de carguío (palas o cargadores) del banco superior y las distancias de operación de los equipos complementarios (si así fuese necesario) Caso de explotación a Banco Abierto Material a Tronar Material a Tronar

Desfase entre Palas

Avance de la explotación

ACCESO A NIVELES

En la explotación de un rajo abierto los accesos (rampas o accesos específicos) se visualizan de la siguiente manera: EN VISTA DE PLANTA

ACCESO A PISOS O NIVELES VÍRGENES

EXPANSION

EJERCICIOS

EJERCICIOS