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• Luis Carranza Alcalde

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA

FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA GEOLÓGICA

EXPLOTACIÓN Y TRATAMIENTO Curso

EVALUACIÓN E INVERSIONES MINERAS Docente

Ing. Geólogo María E. López Becerra Presentado por: CARRANZA ALCALDE, Luis CUEVA SÁNCHEZ, Richard HUARIPATA PEREZ, Eptali

MARÍN ROJAS, Senddy Tathiana TORRES LUCANO, Enma Rosmery

Cajamarca-Perú 2015

INDICE OBJETIVOS ..................................................................................................................................... 2 Objetivo general ............................................................................................................................ 2 Objetivos específicos ..................................................................................................................... 2 CAPÍTULO I .................................................................................................................................... 3 INTRODUCCION ............................................................................................................................. 3 CAPITULO II ................................................................................................................................... 4 LA EXPLORACION E INVESTIGACION DE LOS YACIMIENTOS ......................................................... 4 CAPITULO III ................................................................................................................................ 16 MODELIZACION DE LOS YACIMIENTOS ....................................................................................... 16 3.1 Modelo geológico o inventario mineral ................................................................................ 17 3.2

Clasificación de modelos ................................................................................................. 17

CONSTRUCCIÓN DEL MODELO GEOLÓGICO ............................................................................... 21 

MODELIZACION COMPUTARIZADA: ................................................................................ 23

CAPITULO IV ................................................................................................................................ 25 CLASIFICACION DE RESERVAS Y RECURSOS ................................................................................ 25 4.1.

SISTEMA DE CLASIFICACIÓN DEFINICIONES BÁSICAS ..................................................... 26

4.2.

LIMITACIONES Y AMBIGÜEDADES DE LOS SISTEMAS DE CLASIFICACIÓN....................... 34

CAPÍTULO V ................................................................................................................................. 36 SELECCIÓN DEL METODO DE EXPLOTACION Y SU DIMENSIONAMIENTO .................................. 36 5.1. DESCRIPCIÓN DE LOS MÉTODOS DE EXPLOTACION............................................................. 36 5.1.1. MÉTODOS A CIELO ABIERTO. ............................................................................................ 36 5.1.2. MÉTODOS SUBTERRÁNEOS ............................................................................................... 40 5.1.3. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA SELECCIÓN DEL MÉTODO DE EXPLOTACIÓN. ............... 44 5.2. DIMENSIONAMIENTO DEL TAMAÑO DE LA MINA. .............................................................. 45 CONCLUSIONES ........................................................................................................................... 46 Bibliografía .................................................................................................................................. 47

OBJETIVOS Objetivo general  Dar a entender en que consiste la explotación y tratamiento en la evaluación e inversión de proyectos mineros.

Objetivos específicos  Comparar los diferentes métodos de explotación en base a la clasificación de reservas y recursos  Explicar la modelización de algunos yacimientos.  Dar algunos alcances acerca de la selección del método de exploración y su dimensionamiento.

CAPÍTULO I

INTRODUCCION Antes de que un proyecto minero exista como tal y tenga vida propia, como en una explotación debe pasar por la fase de comprobación de su viabilidad, en esta fase se efectúan todos los estudios, investigaciones e informes necesarios para poder tomar decisiones en relación con la ejecución de un proyecto. La evaluación de proyectos mineros de inversión puede definirse como el conjunto de acciones que permiten juzgar cualitativamente y cuantitativamente las ventajas e inconvenientes que presenta la asignación de recursos económicos a una iniciativa. Se trata pues de llevar a cabo una valoración sistemática de la rentabilidad comparada de diversas opciones para llevar a cabo un proyecto. Proyecto que en el sector minero puede consistir en el desarrollo completo de la explotación, en la mina de una mina ya existente, en la compra o sustitución de nuevos equipos de producción, en la adquisición de una propiedad minera, etc. Las diversas alternativas posibles pueden presentar diferentes aspectos tales como: beneficios o ahorros de tiempo, vida útil, recursos económicos necesarios, riesgos de no alcanzar los resultados previos, etc. Se debe de emplear un procedimiento de análisis sistemático exento de toda intuición, que permita cuantificar con toda efectividad y coherencia los efectos económicos y financieros de los diversos factores que intervienen en un proyecto de inversión para valorar y seleccionar la alternativa más favorable. Los parámetros que determinan la rentabilidad de una inversión son tangibles y mesurables, pero, al tratarse de proyecciones a largo plazo la información que se dispone, en el momento de decisión resulta imperfecta y en cierto modo hasta subjetiva; ya que los datos de partida son estimaciones y previsiones. Por este motivo, los métodos de análisis, para que sean eficientes, deben considerarse también factores que suponen un riesgo para la obtención de rentabilidad impuesta para una inversión. El presente trabajo pretende dar a entender sobre la exploración e investigación de los yacimientos, su modelización, clasificación de reservas y recursos dando alcances sobre la selección del método de explotación y su dimensionamiento dentro del contexto en el que se desenvuelven.

Capítulo II

La exploración e investigación de los yacimientos

CAPITULO II LA EXPLORACION E INVESTIGACION DE LOS YACIMIENTOS La explotación de los yacimientos minerales, como veremos en el tema siguiente, es una actividad de alto riesgo económico, ya que supone unas inversiones a largo plazo que muchas veces se sustentan en precios del producto minero sujetos a altas oscilaciones. A su vez, la exploración supone también un elevado riesgo económico, derivado éste del hecho de que supone unos gastos que solamente se recuperan en caso de que la exploración tenga éxito y suponga una explotación minera fructífera. Sobre estas bases, es fácil comprender que la exploración supone la base de la industria minera, ya que debe permitir la localización de los recursos mineros explotar, al mínimo coste posible. Para ello, debe cumplir dos objetivos básicos: 

Identificar muy claramente los objetivos del trabajo a realizar



Minimizar los costes sin que ello suponga dejar lagunas

Para ello dispone de una serie de herramientas y técnicas básicas, que son las que vamos a sintetizar a continuación. 1. METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN MINERA La base de cualquier trabajo bien hecho es la planificación de las actividades a realizar. Esto es especialmente importante en la investigación minera, por las razones ya expuestas. Así, en Investigación Minera se suele subdividir el trabajo en tres etapas claramente diferenciadas, de forma que solamente se aborda la siguiente en caso de que la anterior haya cumplido satisfactoriamente los objetivos previstos. Aunque pueden recibir distintos nombres, en términos generales se trata de una fase de pre exploración, una de exploración propiamente dicha y otra de evaluación. Si incluso ésta última alcanza los resultados previstos se realiza un estudio de viabilidad económica. Como objetivos generales de cada una de estas etapas se pueden fijar los siguientes: 

Pre Exploración: Tiene por objeto determinar si una zona concreta, normalmente de gran extensión, presenta posibilidades de que exista un tipo determinado de yacimiento mineral. Esto se establece en función de la información de que disponemos sobre ese tipo de yacimiento y sobre la geología de la región de estudio. Suele ser un trabajo fundamentalmente de gabinete, en el que contaremos con el apoyo de información

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La exploración e investigación de los yacimientos

bibliográfica, mapas, fotos aéreas, imágenes de satélite, etc., aunque puede incluir alguna salida al campo para reconocer las zonas de mayor interés. 

Exploración: Una vez establecidas las posibilidades de la región estudiada, se pasa al estudio sobre el terreno. En esta fase aplicaremos las diversas técnicas disponibles para llevar a cabo de forma lo más completo posible el trabajo, dentro de las posibilidades presupuestarias del mismo. Su objeto final debe ser corroborar o descartar la hipótesis inicial de existencia de mineralizaciones del tipo prospectado.

Imagen 1. Perforación diamantina para exploración minera



Evaluación: una vez que hemos detectado una mineralización de interés minero, es decir, en la que observamos caracteres que permiten suponer que pueda llegar a ser explotada, pasamos a llevar a cabo su evaluación o valoración económica. A pesar de lo que pueda parecer, los datos de ésta no son aún concluyentes, y debe ir seguida, en caso de que la valoración económica sea positiva, de un estudio de viabilidad, que contemple todos los

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factores geológicos, mineros, sociales, ambientales, etc., que pueden permitir (o no) que una explotación se lleve a cabo. Para cumplir con cada uno de estos objetivos disponemos de una serie de herramientas, unas para aplicar en campo y otras en gabinete. 2. HERRAMIENTAS Y TÉCNICAS DE EXPLORACIÓN MINERA La exploración minera se basa en una serie de técnicas, unas instrumentales y otras empíricas, de coste muy diverso. Por ello, normalmente se aplican de forma sucesiva, solo en caso de que el valor del producto sea suficiente para justificar su empleo, y solo si son necesarias para complementar las técnicas que ya se hayan utilizado hasta el momento. Las técnicas serían las siguientes: 2.1. Recopilación de información Es una de las técnicas preliminares, de bajo coste, que puede llevarse a cabo en la propia oficina, si bien en algunos casos supone ciertos desplazamientos, para localizar la información en fuentes externas (bibliotecas, bases de datos…). Consiste básicamente en recopilar toda la información disponible sobre el tipo de yacimiento prospectado (características geológicas, volúmenes de reservas esperables, características geométricas…), así como sobre la geología de la zona de estudio y de su historial minero (tipo de explotaciones mineras que han existido, volumen de producciones, causas del cierre de las explotaciones…). Toda esta información nos debe permitir establecer el modelo concreto de yacimiento a prospectar y las condiciones bajo las que debe llevarse a cabo el proceso de prospección. En esta fase resulta muy útil contar con el apoyo de mapas metalogenéticos que muestren no solo la localización (y tipología) de yacimientos, sino también las relaciones entre ellos y su entorno. En este sentido, resulta muy útil la representación gráfica en éstos de metalotectos o provincias metalogenéticas. 2.2. Teledetección La utilización de la información de los satélites artificiales que orbitan nuestro planeta puede ser de gran interés en investigación minera. Sigue siendo una técnica de relativamente bajo coste (condicionado por el precio de la información a recabar de los organismos que controlan este tipo de información) y que se aplica desde gabinete, aunque también a menudo complementada con salidas al campo.

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La información que ofrecen los satélites que resulta de utilidad geológico-minera se refiere a la reflectividad del terreno frente a la radiación solar: ésta incide sobre el terreno, en parte se absorbe, y en parte se refleja, en función de las características del terreno. Determinadas radiaciones producen las sensaciones apreciables por el ojo humano, pero hay otras zonas del espectro electromagnético, inapreciables para el ojo, que pueden ser recogidas y analizadas mediante sensores específicos. La Teledetección aprovecha precisamente estas bandas del espectro para identificar características del terreno que pueden reflejar datos de interés minero, como alteraciones, presencia de determinados minerales, variaciones de temperatura, humedad, etc.

Imagen2. Sistemas e imágenes de teledetección

2.3. Geología El estudio en mayor o menor detalle de las características de una región siempre es necesario en cualquier estudio de ámbito minero, ya que cada tipo de yacimiento suele presentar unos condicionantes específicos que hay que conocer para poder llevar a cabo con mayores garantías de éxito nuestra exploración, así como otras que puedan emprenderse en el futuro. Es un estudio que se lleva a cabo durante las fases de preexploración y exploración, ya que su coste aún suele ser bastante bajo. Tiene también un aspecto dual, en el sentido de que en parte puede hacerse en

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gabinete, a partir de los datos de la recopilación de información y de la teledetección, pero cuando necesita un cierto detalle, hay que complementarla con observaciones sobre el terreno. Dentro del término genérico de geología se engloban muchos apartados distintos del trabajo de reconocimiento geológico de un área. La cartografía geológica (o elaboración de un mapa geológico de la misma) incluye el levantamiento estratigráfico (conocer la sucesión de materiales estratigráficos presentes en la zona), el estudio tectónico (identificación de las estructuras tectónicas, como fallas, pliegues, que afectan a los materiales de la zona), el estudio petrológico (correcta identificación de los distintos tipos de rocas), hidrogeológico (identificación de acuíferos y de sus caracteres más relevantes), etcétera. En cada caso tendrán mayor o menos importancia unos u otros, en función del control concreto que presente la mineralización investigada.

Imagen 3. Exploración geológica de campo

2.4. Geoquímica La prospección geoquímica consiste en el análisis de muestras de sedimentos de arroyos o de suelos o de aguas, o incluso de plantas que puedan concentrar elementos químicos relacionados con una determinada mineralización. Tiene su base en que los elementos químicos que componen la corteza tienen una distribución general característica, que aunque puede ser distinta para cada área diferente, se caracteriza por presentar un rango de valores definido por un distribución unimodal log-normal, En otras palabras, la concentración "normal" de ese elemento en las muestras de una región aparece como una campana de gauss en un gráfico semilogarítmico. Sin embargo, cuando hay alguna concentración anómala de un determinado elemento en la zona (que puede estar producida por la presencia de un yacimiento mineral de ese elemento), esta distribución se altera, dando origen por lo general a una distribución bimodal, que permite

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diferenciar las poblaciones normal (la existente en el entorno de la mineralización) y anómala (que se situará precisamente sobre la mineralización). Así, las distintas variantes de esta técnica (geoquímica de suelos, de arroyos, biogeoquímica) analizan muestras de cada uno de estos tipos, siguiendo patrones ordenados, de forma que se consiga tener un análisis representativo de toda una región, con objeto de identificar la o las poblaciones anómalas que puedan existir en la misma, y diferenciarlas de posibles poblaciones anómalas que puedan ser una indicación de la existencia de mineralizaciones. El coste de estas técnicas suele ser superior al de las de carácter geológico, ya que implican un equipo de varias personas para la toma y preparación de las muestras, y el coste de los análisis correspondientes. Por ello, se aplican cuando la geología ofrece ya información que permite sospechar con fundamento la presencia de yacimientos.

Imagen 4. Análisis geoquímico, en laboratorio de muestras de campo

2.5. Geofísica Dentro de esta denominación genérica encontramos, como en el caso de la geología, toda una gama de técnicas muy diversas, tanto en coste como en aplicabilidad a cada caso concreto. La base es siempre la misma: intentar localizar rocas o minerales que presenten una propiedad física que contraste con la de los minerales o rocas englobantes. Igual que para localizar una aguja en un pajar un imán es una herramienta de gran utilidad, éste mismo imán no nos servirá de nada si lo que hemos perdido entre la paja es una mina de lapicero de 0.5 mm.

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Capítulo II

La exploración e investigación de los yacimientos

Imagen 5. Diversos métodos geofísicos desarrollados en campo

Así, las diversas técnicas aplicables y su campo de aplicación puede ser el siguiente: 2.5.1. Métodos eléctricos: Se basan en el estudio de la conductividad (o su inverso, la resistividad) del terreno, mediante dispositivos relativamente simples: un sistema de

introducción de

corriente

al

terreno,

y otro de

medida

de

la

resistividad/conductividad. Se utilizan para identificar materiales de diferentes conductividades: por ejemplo, los sulfuros suelen ser muy conductores, al igual que el grafito. También se utilizan mucho para la investigación de agua, debido a que las rocas que contienen agua se hacen algo más conductoras que las que no la contienen, siempre y cuando el agua tenga una cierta salinidad que la haga a su vez conductora.

Imagen 6. Diagrama de un dispositivo de tomografía eléctrica con la correspondiente distribución de las líneas de corriente y de potencial en el subsuelo. 10

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La exploración e investigación de los yacimientos

2.5.2. Métodos electromagnéticos: Tiene su base en el estudio de otras propiedades eléctricas o electromagnéticas del terreno. El más utilizado es el método de la Polarización Inducida, que consiste en mediar la cargabilidad del terreno: se introduce una corriente eléctrica de alto voltaje en el terreno y al interrumpirse ésta se estudia cómo queda cargado el terreno, y cómo se produce el proceso de descarga eléctrica. Muy utilizado para prospección de sulfuros, ya que son los que presentan mayores cargabilidades. Otras técnicas: polarización espontánea, métodos magnetotelúricos, etc. 2.5.3. Métodos magnéticos: Basados en la medida del campo magnético sobre el terreno. Este campo magnético como sabemos es función del campo magnético terrestre, pero puede verse afectado por las rocas existentes en un punto determinado, sobre todo si existen en la misma minerales ferromagnéticos, como la magnetita o la pirrotina. Estos minerales producen una alteración del campo magnético local que es detectable mediante los denominados magnetómetros.

Imagen 7. Diagrama de un dispositivo de tomografía eléctrica con la correspondiente distribución de las líneas de corriente y de potencial en el subsuelo.

2.5.4. Métodos magnéticos: se basan en la medida del campo gravitatorio terrestre, que al igual que en el caso anterior, puede estar modificado de sus valores normales por la presencia de rocas específicas, en este caso de densidad distinta a la normal. El gravímetro es el instrumento que se emplea para detectar estas variaciones, que por su pequeña entidad y por la influencia que presentan las variaciones topográficas requieren correcciones muy detalladas, y por tanto, también muy costosas.

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La exploración e investigación de los yacimientos

Imagen 8. Principios de la magnetometría

2.5.5. Métodos radiométricos: se basan en la detección de radioactividad emitida por el terreno, y se utilizan fundamentalmente para la prospección de yacimientos de uranio, aunque excepcionalmente se pueden utilizar como método indirecto para otros elementos o rocas. Esta radioactividad emitida por el terreno se puede medir o bien sobre el propio terreno, o bien desde el aire, desde aviones o helicópteros. Los instrumentos de medida más usuales son básicamente de dos tipos: Escintilómetros (también llamados contadores de centelleo) o contadores Geiger. No obstante, estos instrumentos solo mide radioactividad total, sin discriminar la longitud de onda de la radiación emitida. Más útiles son los sensores capaces de 2.5.6. discriminar las distintas longitudes de onda, porque éstas son características de cada elemento, lo que permite discriminar el elemento causante de la radioactividad.

Imagen 9. Técnica radiométrica en campo de estudio

2.5.7. Sísmica: La transmisión de las ondas sísmicas por el terreno está sujeta a una serie de postulados en los que intervienen parámetros relacionados con la naturaleza de 12

Capítulo II

La exploración e investigación de los yacimientos las rocas que atraviesan. De esta forma, si causamos pequeños movimientos sísmicos, mediante explosiones o caída de objetos pesados y analizamos la distribución de las ondas sísmicas hasta puntos de medida estratégicamente situados, al igual que se hace con las ondas sonoras en las ecografías, podemos establecer conclusiones sobre la naturaleza de las rocas del subsuelo. Se diferencian dos grandes técnicas diferentes: la sísmica de reflexión y la de refracción, que analizan cada uno de estos aspectos de la transmisión de las ondas sísmicas. Es una de las técnicas más caras, por lo que solo se utiliza para investigación de recursos de alto coste, como el petróleo.

Imagen 10. Esquema de adquisición de datos sísmicos y de los principales tipos de ondas según sus características de propagación

En definitiva, la geofísica dispone de toda una gama de herramientas distintas de gran utilidad, pero que hay que saber aplicar a cada caso concreto en función de dos parámetros: su coste, que debe ser proporcional al valor del objeto de la exploración, y la viabilidad técnica, que debe considerarse a la luz del análisis preliminar de las características físicas de este mismo objeto. 2.6. Calicatas A menudo, tras la aplicación de las técnicas anteriores seguimos teniendo dudas razonadas sobre si lo que estamos investigando es o no algo con interés minero. Por ejemplo, podemos tener una anomalía geoquímica de plomo y una anomalía de geofísica eléctrica, pero ¿será una mineralización de galena o una tubería antigua enterrada? En estos casos, para verificar a bajo coste nuestras interpretaciones sobre alineaciones de posible interés minero se pueden hacer zanjas en el terreno mediante pala retroexcavadora, que permitan visualizar las rocas situadas justo debajo del suelo analizado o reconocido. Además, estas calicatas permitirán obtener muestras más representativas de lo que exista en el subsuelo, aunque no hay que olvidar que por su pequeña profundidad de trabajo (1-3 metros, a lo sumo) siguen sin ser comparables a lo que 13

Capítulo II

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pueda existir por debajo del nivel de alteración meteórica, dado que, como vimos en el apartado correspondiente, precisamente las mineralizaciones suelen favorecer la alteración supergénica.

Imagen 11. Las calicatas son una técnica de verificación a bajo coste

2.7. Sondeos mecánicos Los sondeos son una herramienta vital la investigación minera, que nos permite confirmar o desmentir nuestras interpretaciones, ya que esta técnica permite obtener muestras del subsuelo a profundidades variables. Su principal problema deriva de su representatividad, pues no hay que olvidar que estas muestras constituyen, en el mejor de los casos (sondeos con recuperación de testigo continuo) un cilindro de roca de algunos centímetros de diámetro, que puede no haberse recuperado completamente (ha podido haber pérdidas durante la perforación o la extracción), y que puede haber cortado la mineralización en un punto excepcionalmente pobre o excepcionalmente rico. No obstante, son la información más valiosa de que se dispone sobre la mineralización mientras no se llegue hasta ella mediante labores mineras. Los sondeos mecánicos son un mundo muy complejo, en el que existe toda una gama de posibilidades, tanto en cuanto al método de perforación (percusión, rotación, rotopercusión), como en lo que se refiere al diámetro de trabajo (desde diámetros métricos a milimétricos), en cuanto al rango de profundidades alcanzables (que puede llegar a ser de miles de metros en los sondeos petrolíferos), en cuanto al sistema de extracción del material cortado (recuperación de testigo continuo, arrastre por el agua de perforación, o por aire comprimido). Todo ello hace que la realización de sondeos mecánicos sea una etapa especialmente importante dentro del proceso de investigación minera, y requiera la toma de decisiones más detallada y problemática.

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Capítulo II

La exploración e investigación de los yacimientos

Imagen 12. Operación de maquinaria de sondeos por rotación

2.8. Interpretación de resultados A la vista de los hasta ahora expuesto, el proceso de exploración minera consiste en una toma de datos continua que hay que ir interpretando sobre la marcha, de forma que cada decisión que se tome de seguir o no con las etapas siguientes esté fundamentada en unos datos que apoyan o no a nuestra interpretación preliminar. De esta forma, cada etapa de la investigación que desarrollamos debe ir encaminada precisamente a apoyar o desmentir las interpretaciones preliminares, mediante nuevos datos que supongan una mejora de la interpretación, pero sin buscar sistemáticamente la confirmación a toda costa de nuestra idea: la cabezonería puede ser muy costosa para la compañía, aunque sin ella a menudo no habría investigación minera. En definitiva, la interpretación de los resultados debe ser muy detallada, y debe buscar las coincidencias que supongan un apoyo a nuestras ideas, pero también las no coincidencias, que debe analizarse de forma especialmente cuidadosa, buscando la o las explicaciones alternativas que puedan suponer la confirmación o el desmentido de nuestras interpretaciones,

Figura 13. Análisis de datos tomados en campo

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Capítulo III

Modelización de los yacimientos

CAPITULO III MODELIZACION DE LOS YACIMIENTOS Consiste en dos etapas: 1.

Definir la morfología de las mineralizaciones y de los contenidos de cada una de ellas.

2.

Evaluación con criterios técnico- económicos, la cantidad de reservas recuperables, su valor actual y futuro con vista a estudiar su rentabilidad de su extracción y comercialización.

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Capítulo III

Modelización de los yacimientos

3.1 Modelo geológico o inventario mineral El objetivo del modelo geológico es recoger la información básica de un yacimiento y reflejar una realidad geológica del mismo. Limitando al máximo el rango de error. Los datos se obtienen a través de diversas técnicas como, calicatas, sondeos mecánicos, galerías o geofísica.

3.2 Clasificación de modelos a) Modelo geométrico del yacimiento: Se aproxima a la forma del yacimiento a través de formas geométricas. A la vez se subdivide en:  Modelos clásicos: entre ellos tenemos los modelos de secciones, modelo por triangulación, modelo por polígono.

1. Modelos de secciones: Se emplea cuando los sondeos atraviesan de forma irregular el yacimiento  Se divide el yacimiento en varios bloques.  Se calcula el área de cada sección.  Se calcula la ley media para cada sección.  La ley media se obtiene ponderando las leyes de los testigos por su longitud.

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Capítulo III

Modelización de los yacimientos

 Se calcula el volumen y tonelaje de cada bloque.

2. Modelo por triangulación Se basa en unir los sondeos por líneas rectas formando un mallado triangular. Cada triangulo es la base de un prisma imaginario son potencia determinada. La ley de cada prisma se calcula como la media aritmética de las leyes medias en los tres sondeos de los vértices, o ponderar por medio de las potencias de cada una de las tres muestras. Este procedimiento puede generar considerables errores.

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Capítulo III

Modelización de los yacimientos

3. Modelo de polígonos Cada polígono queda definido pos las mediatrices trazadas sobre los segmentos que unen los sondeos. Tanto el espesor como la ley del mineral se consideran constantes a cada polígono. Esta hipótesis es poco realista y puede generar errores. El modelo de Thiessen es un modelo plano, y es adecuado para yacimientos tabulares con unos contactos claros entre estéril y mineral, sin grandes accidentes tectónicos.

 Función de extensiones: Se utilizan funciones matemáticas para estimar valores de puntos adyacentes de una muestra. Entre ellos tenemos los modelos actuales:

1. Modelo de bloques: Se utilizan en yacimientos metálicos de tipo masivo, se distinguen con paralelepípedos de iguales lados. Cada bloque debe contener toda la información necesaria en las fases de desarrollo de un proyecto, litología, mineralogía, leyes, calidad contenido de contaminantes, parámetros geomecánicos datos hidrogeológicos, etc. Las dimensiones de cada bloque depende de: -Variabilidad de la ley -Continuidad geológica de la mineralización

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Capítulo III

Modelización de los yacimientos

-Tamaño de las muestras y espaciamiento entre ellas -Capacidad de los equipos mineros -Taludes de diseño de la explotación -Limites propios del ordenador. Para mojar el rendimiento de los ordenadores en la actualidad de realizan bloques de diferentes tamaños para acelerar los procesos de cálculo.

2. Modelo de capas:

Se los conoce también como de mallas, o bloques de altura variable, permiten representar o modelizar paquetes de estratos guardando las condiciones de interrelación de una forma rápida y flexible. Para yacimientos relativamente planos como pueden ser los yacimientos estratiformes y tabulares, es preferible para estimar las reservas en 2D. Solo requieren información precisa para cada coordenada (x,y). Cada uno de estos putos almacena la información de profundidad, espesores, calidades estéril, etc. También se puede trabajar en 3D y emplear un modelo de capa o de lámina, el cual es muy similar al modelo de bloque pero la Z de los bloques es variable y depende de la altura ente el piso y el techo del cuerpo.

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Capítulo III

Modelización de los yacimientos

3. Geoestadístico: Este es el mejor método para estimar las leyes, porque su base teórica toma en cuenta conceptos geológicos como el área de influencia de una muestra, la continuidad de la mineralización y los cambios laterales de la misma. Da la estimación de la ley de un bloque y el error cometido.

CONSTRUCCIÓN DEL MODELO GEOLÓGICO Las fases de construcción de un modelo geológico son las que se describen a continuación: 1. Inicialización del modelo: este es un punto crucial de todo proyecto, ya que a partir de los datos geológicos, de la complejidad del yacimiento, etc. incluso en algún caso anticipado de que forma va a ser explotada esa masa de mineral, deberán tomarse una serie de decisiones sobre:  El tipo de modelo, lo que implicara escoger estructuras distintas del fichero que va a ser el soporte informático del modelo.  Las variables que deberá contener, que permitirá reservar espacio suficiente en el fichero.  Los valores máximos, mínimos y por defecto de las variables, ello posibilitara optimizar el espacio en el fichero del modelo.  Las dimensiones del yacimiento, se debe tener en cuenta no solo la zona mineralizada, sino que también es preciso incluir otras áreas afectadas por los taludes, si es que la explotación se realiza a cielo abierto. En cuanto a la profundidad máxima se suele tomar la profundidad del sondeo más largo o estimar un valor máximo de explotabilidad. 2. Carga topográfica: la topografía, así como toda superficie de interés para la modelización, puede incorporarse de dos formas: digitalizando planos topográficos o interpolando los valores de cota de emboquille de los sondeos.

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Capítulo III

Modelización de los yacimientos En ambos casos se dispondrá de una serie de valores de coordenadas y de cotas de puntos que se deben reducir a una malla regular, centrada en el bloque en el caso de modelo de bloques o en el nudo de malla en el caso de modelos de capas. Una vez obtenido el fichero de la malla de la topografía se debe pasar esa información al modelo. En el caso de un modelo de capas la topografía será más de potencia cero y presente en todos los puntos del modelo. Mientras que en el modelo de bloques para cada columna habrá que localizar que bloque intercepta y asigna un código a la variable que indica que este bloque está por debajo de la superficie del terreno y proyectar este valor a todos los bloques que estén situados por debajo de él.

3. Modelización de los limites geológicos: Esta fase del proceso de modelización difiere sensiblemente para cada tipo de modelo. En el modelo de bloques existen dos formas de introducción de los límites geológicos:  Si se tiene plantas del yacimiento ya interpretadas por el departamento de geología, se digitalizan los polígonos de cada tipo de mineralización y se calculan los bloques que están dentro de estos, asignando a la variable”tipo de mineralización “un código definitivo.  Si solo se dispone de la información original el proceso es más complicado ya que hay que extraer un fichero de cotas para cada tipo de roca e interpolar una malla para el techo y muro de cada mineralización. Se verifican las mallas para evitar incongruencias en las zonas extrapoladas y por último se introducen las superficies empezando por las más profundas, ya que se proyectan las superficies desde arriba hacia abajo.

4. PREPARACIÓN DE LOS DATOS DE LOS SONDEOS: en el momento de realizar el desmuestre de los sondeos de investigación es difícil disponer de los mismos criterios que luego se consideran necesarios para las fases de diseño y evaluación. Ello obliga a un proceso previo de tratamientos de los datos que depende del tipo de yacimiento.  Yacimientos metálicos. Modelos de bloques: en este caso se pretende llegar a definir un nivel de referencia general para todos los tramos(horizonte cero) y un desmuestre de longitud constante partiendo desde ese horizonte. Previamente a la elección de la altura de banco definitiva del modelo y en consecuencia, de la longitud del nuevo desmuetre se deberá determinar aquella mediante un programa que variando el horizonte de referencia y la 22

Capítulo III

Modelización de los yacimientos altura de banco proporcione un parámetro de selección que tenga en cuenta la dilución minera.  Yacimientos de carbón. Modelos de capas: el programa de tratamiento de datos debe permitir la reasignación de tramos de carbón dentro de las distintas capas, la transformación de estéril intercepta en dos nuevos valores, uno de estéril total separable por capa y otro de estéril no separable, y por último, obtener un valor medio ponderado de las calidades a partir de los distintos tramos de las capas.

5. MODELOS ECONOMICO. Una vez construido el modelo geológico se procede a su conversión en modelo económico, Para su realización es preciso aplicar una amplia serie de criterios técnicos y económicos basados en disciplinas de la ingeniería y con el único objetivo de responder a: ¿Cuál es la cantidad de reservas recuperables, el valor contenido de los minerales y el coste de extracción de los mismos en el momento actual o en el futuro con los datos previstos? Después de estimar el contenido de mineral de cada unidad volumétrica que interviene en la modelización geológica se incorporan distintos factores, entre los que cabe destacar los siguientes: -

Dilución

-

Recuperación minera

-

Coste de explotación

-

Costes de tratamientos y recuperación mineralurgicos

-

Valor del mineral contenido

-

Ley de corte

 MODELIZACION COMPUTARIZADA: Un proyecto típico de modelización computarizada de cuerpos mineralizados en SGS Geostat comienza habitualmente por un examen exhaustivo de la base de datos disponibles referentes a los agujeros de perforación y de las muestras recogidas en superficie o en profundidad; además se examinan los mapas y planos en base a las más recientes interpretaciones y conocimientos de geológia. Se constituye una base de datos a partir de los datos de agujeros de perforación y muestras disponibles a fin de acercarse lo más estrechamente posible con la información de natura cuantitativa y cualitativa

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Capítulo III

Modelización de los yacimientos

El modelado de yacimientos es la base geológica de su planificación minera. Requerida para crear un modelo de recursos. Una vez esta etapa concluida, estamos en condiciones de ofrecerle los siguientes servicios: • Modelización computarizada en 3-D des cuerpos mineralizados • Modelización de secciones, longitudinales en 3-D y multicapas • Análisis geostadístico, análisis de la continuidad espacial • Estimación de recursos con la ayuda de métodos conformes a las normas industriales, que se trate de interpolación por métodos de inverso de distancia o por técnicas de kriging (establecimiento de la ley a puntos no sujeto a observación) • Clasificación de recursos en función del código del instituto de minas, de metalurgia y petróleo (ICM)En regla general, la primera etapa de todo proyecto de modelización consiste en establecer una serie de secciones de los agujeros de perforación a partir de la información disponible en la base de datos correspondiente. Estas secciones sirven para corroborar los datos del archivo y para trazar por interpretación, los límites geológicos de los distintos tipos de rocas o minerales. A continuación se trata de crear bloques a partir de las zonas geológicas establecidas y de estimar el (o las) ley de cada bloque, al igual que los tonelajes que contienen. La forma de los bloques y el método utilizado para proceder en la estimación pueden variar en función del tipo de yacimiento que es examinado en la modelización.

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Capítulo IV

Clasificación de reservas y Recursos

CAPITULO IV CLASIFICACION DE RESERVAS Y RECURSOS En el proceso de estimación de recursos y las reservas existen dos factores de incertidumbre. El primer factor tiene como origen las extrapolaciones e interpolaciones necesarias para inferir de unos pocos datos la realidad de todo un conjunto, y el segundo lo introducen las condiciones económicas del mercado y el nivel tecnológico de la industria, La clasificación del mineral dentro de un yacimiento significa recopilar, procesar y corregir la información bruta procedente del mismo para llegar a una presentación condensada y sintetizada, base de partida para otros estudios. El procedimiento de clasificación de un mineral dentro de un depósito se fundamenta en tres criterios básicos: viabilidad económica, certidumbre geológica y aprovechamiento o recuperación del mineral la relación entre dichos criterios se refleja en la siguiente ilustración (RODRÍGUEZ, 1993)

4.1. Principios de clasificación de reservas

25

Capítulo IV

4.1.

Clasificación de reservas y Recursos

SISTEMA DE CLASIFICACIÓN DEFINICIONES BÁSICAS

A grandes rasgos existen dos esquemas básicos de clasificación: el esquema de reservas de mineral y el esquema de recursos de mineral. Se define como recurso a aquellas masas de mineral que se conocen o simplemente se cree que existen, de forma tal que su extracción es económicamente viable o lo es potencialmente en el futuro. Como reservas, se entiende a aquella parte de los recursos identificados que se pueden explotar económicamente con la tecnología y condiciones económicas actuales o a muy corto plazo.

4.1.1.

SISTEMAS DE CLASIFICACIÓN DE RESERVAS

Entre los sistemas de clasificación de las reservas destacan como más importantes los siguientes: A.

El primero es el propuesto en 1943 por el U.S.Bureau of Mines y el U.S. Geological Service de Estados Unidos. En él se diferencian tres tipos de reservas.

a.

reservas medidas. Estas reservas son de aquel mineral cuyo tonelaje se ha calculado mediante medidas hechas en afloramientos, calicatas, labores mineras y10 sondeos, y para los cuales la ley se ha calculado a partir de los resultados de un muestreo adecuado. Los puntos de investigación, muestreo y medida están espaciados de tal manera y el carácter geológico está tan bien definido que el tamaño, forma y contenido del mineral pueden ser muy bien fijados. El tonelaje calculado y la ley se pueden juzgar correctos dentro de los límites establecidos, siendo el error de la estimación menor del 20%.Debe indicarse si los tonelajes o la ley son de las reservas in situ o de las recuperables.

b.

reservas indicadas. Estas están formuladas por aquel mineral cuyo tonelaje y ley se han calculado parcialmente a partir de medidas específicas, muestras o datos de producción, y parcialmente de la proyección a una distancia razonable en áreas de evidencia geológica. Los puntos disponibles para la investigación, medida y muestreo son demasiado amplios o muy espaciados para delimitar completamente el mineral o para establecer todas sus leyes.

c.

reservas inferidas. Es aquel mineral para el cual la estimación cuantitativa está basada fundamentalmente en el conocimiento geológico del yacimiento con pocas medidas o muestras.

26

Capítulo IV Clasificación de reservas y Recursos B. Un segundo sistema de clasificación es el adoptado por diversos países europeos. En este sistema se clasifican las reservas en función del margen creciente de error en la estimación. Los sistemas de cada uno de los países se diferencian entre sí en los márgenes de error. Uno de esos sistemas es el siguiente:

a.

Reservas A: Los contornos de las reservas son conocidos aunque existen ciertas lagunas, o bien su conexión está establecida gracias a una densa red de trabajos de prospección. Margen de error inferior al 30 por 100.

b.

Reservas B: Los contornos de las reservas son conocidos, con algunas lagunas y la conexión con las reservas probadas está establecida por los sondeos de prospección a intervalos adecuados. Margen de error del 30 por 100 al 40 por 100.

c.

Reservas C1: Las reservas son conocidas por prospecciones realizadas a grandes intervalos (o bien se han delimitado por medio de indicaciones geofísicas adecuadas). El margen de error es del 50 por 100 al 80 por 100).

d.

Reservas C2: Las reservas se han explorado por prospecciones aisladas, o bien se ha supuesto su existencia basándose en su posición geológica. Margen de error superior al 80 por 100.

Según el tamaño del yacimiento, se fija la proporción mínima aceptable de cada clase de mineral. Los grandes yacimientos tienen mayores porcentajes de las clases A y B. Otros sistemas se diferencian de este en los errores máximos admitidos de cada una de las categorías, tal es el caso de algunos países del Este (sistema propuesto por el grupo de la GDMB en 1959)

4.1.2.

SISTEMAS DE CLASIFICACIÓN DE RECURSOS

A.

El sistema propuesto por el U.S. Geological Survey la U.S. Bureau of Mines, Energy Administration y la Securities Exchange Comission, que fue publicado bajo el título de "Principles of A ResourceI Reserve Classification for Minerals" (1976). En este sistema se definen los siguientes conceptos: a.

Recurso: Concentración de materiales sólidos, líquidos o gaseosos que existen de forma natural en la corteza terrestre en forma y cantidad tales que su extracción económica es actual y potencialmente posible. 27

Capítulo IV b. c.

Clasificación de reservas y Recursos Recurso original: Cantidad de un recurso antes de su explotación. Recurso identificado: Recursos cuyo emplazamiento, ley, calidad y cantidad se conocen o se han estimado por pruebas geológicas específicas. Los recursos identificados incluyen los componentes económicos, económicos marginales y subeconómicos. Al objeto de reflejar diferentes grados de certeza geológica, según estas divisiones económicas pue en subdividirse en medidos, indicados e inferidos.

d.

Recurso demostrado: Se utiliza para designar la suma de recursos medidos e indicados

e.

Recurso medido: La cantidad se calcula por las dimensiones reveladas en afloramientos, calicatas, labores mineras y sondeos. La ley y la calidad se calculan a partir de los resultados de un muestreo detallado. La inspección, toma de muestras y medida se han realizado a distancias tan cercanas y el carácter geológico está tan bien definido que el tamaño, forma, profundidad y contenido mineral del recurso están claramente establecidos.

f.

Recurso indicado: La cantidad, la ley y la calidad se calculan a partir de información similar a la utilizada para los recursos medidos, pero los lugares para inspección, toma de muestras y medidas están a mayor distancia o distribuidos de forma menos adecuada. El grado de seguridad, aunque inferior al de recursos medidos, es lo suficientemente alto como para suponer que existe una continuidad entre los puntos de observación.

g.

Recurso inferido: Las estimaciones se basan en una supuesta continuidad más allá de los recursos medidos e indicados, para los cuales existen pruebas geológicas. Los recursos inferidos pueden o no estar corroborados por muestras o mediciones.

h.

Base de reserva: Aquella parte de un recurso identificado que cumple determinados criterios mínimos, tanto físicos como químicos, relacionados con las prácticas actuales de extracción y producción, incluyendo los criterios exigidos en cuanto a ley, calidad, potencia y profundidad. La base de reserva es el recurso demostrado " in situ" (medido más indicado) del que se estiman las reservas. Puede incluir aquella parte de los recursos que tengan un potencial razonable de disponibilidad económica dentro de unos horizontes de planificación más amplios que aquéllos que se basan en la tecnología conocida y condiciones económicas actuales. La base de reserva incluye los recursos actualmente económicos (reservas), marginalmente económicos (reservas marginales) y algunos de los actualmente subeconómicos (recursos subeconómicos). El término reserva geológica ha sido aplicado por otros 28

Capítulo IV

Clasificación de reservas y Recursos autores generalmente a la categoría base de reserva, pero también puede incluir la categoría base de reserva inferida. No forma parte del presente sistema de clasificación

i.

Base de reserva indicada: Corresponde a la parte "in situ" de un recurso identificado del que se estiman las reservas inferidas. Las estimaciones cuantitativas se basan en gran parte en el conocimiento del carácter geológico de un depósito, no siendo necesario que se hayan practicado muestras o mediciones. Las estimaciones se basan en una supuesta continuidad más allá de la base de reserva, para la cual si existe evidencia geológica.

j.

Reservas: Se designa de esta manera a la parte de la base de reserva que podría extraerse o producirse económicamente en el momento de la determinación. El término reserva no significa necesariamente que existan medios de extracción y estén funcionando. Las reservas incluyen únicamente los materiales recuperables. Por tanto, los términos tales como reservas extraíbles y reservas recuperables son superfluos y no forman parte del presente sistema de clasificación.

k.

Reservas marginales: Comprende aquella parte de la base de reserva que en el momento de la determinación está en el límite de ser económicamente explotable. Su característica esencial es la inseguridad económica. Están incluidos los recursos que podrían extraerse si se produjeran determinados cambios en los factores económicos o tecnológicos.

l.

Recursos económicos: Este término implica que la extracción o producción rentable bajo determinadas suposiciones de inversión ha sido establecida, demostrada analíticamente o supuesta en un grado de certeza razonable.

m.

Recursos subeconómicos: Se incluyen aquí aquellos recursos identificados que no cumplen los criterios económicos de las reservas ni de las reservas marginales.

n.

Recursos no descubiertos: Son los recursos cuya existencia sólo está postulada. Comprende aquellos yacimientos que se encuentran separados de los recursos identificados. Los recursos no descubiertos pueden ser postulados en depósitos de tal ley y emplazamiento físico como para ser económicas, económicos marginales o subeconómicos. Al objeto de reflejar diferentes grados de certeza geológica, los recursos no descubiertos pueden dividirse en dos partes: 29

Capítulo IV 

Clasificación de reservas y Recursos Recursos hipotéticos: Recursos no descubiertos, que son similares a los cuerpos mineralizados conocidos y cuya existencia puede esperarse razonablemente en el mismo distrito o región minera, bajo condiciones análogas. Si mediante exploración se confirma su existencia y se revela información sobre su calidad, ley y cantidad, serán reclasificados como recursos identificados



Recursos especulativos: Recursos no descubiertos que pueden existir, bien en tipos de yacimientos conocidos en un entorno geológico favorable, donde no se han producido descubrimientos de minerales, o bien, en tipos de yacimientos cuyo potencial económico no ha sido aún reconocido. Si mediante exploración se confirma su existencia y se revela información suficiente sobre su calidad, ley y cantidad, serán reclasificados como recursos identificados

o.

Recursos/Reservas restringidas: Se incluye en este concepto la parte de cualquier categoría de recursos/reservas cuya extracción está condicionada por disposiciones legales. Por ejemplo, las reservas restringidas cumplen todos los requisitos de las reservas, a excepción de que su extracción está restringida por leyes o regulaciones

En el año 1980 se revisó este sistema de clasificación quedando tal y como se refleja en la figura 4.2. La Administración española recomienda la utilización del mismo y lo utiliza al estimar las reservas oficialmente. (JIMENO, 1983)

4.2. Sistema de clasificacion de la U.S.B.M/U.S.G.S (1980)

B.

En el año 1975, el Canadian Department of Energy, Mines and Resources desarrolló el esquema de clasificación representado en la figura 4.3. En líneas generales, la principal diferencia entre este esquema y el del U.S.G.S.1U.S.B.M. es que los canadienses representan reservas en la parte inferior izquierda del diagrama en lugar de hacerlo en la parte izquierda superior.

30

Capítulo IV Clasificación de reservas y Recursos El esquema, con sus líneas de trazos en la parte superior del diagrama, incluye la "base de recursos", pero no incluye la categoría inferida en sus reservas. La base de recursos se extiende indefinidamente a continuación del concepto de reserva. Sus reservas supuestas incluyen las categorías inferidas e hipotéticas de la clasificación americana. La clasificación canadiense de recursos subeconómicos parece representar una mejora de la clasificación U.S.G.S./U.S.B.M., al estar basada en la posibilidad de explotación en el espacio de 25 años. Sin embargo, el que un depósito particular pueda ser explotado en el espacio de 25 años, es un juicio subjetivo que requiere previsiones sobre factores económicos, tecnológicos y políticos que no están claramente especificados

4.3Sistema de clasificación de recursos canadienses (1975).

C.

Los sistemas de clasificación oficiales en la URSS, Países del Este y Alemania Occidental siguen básicamente el esquema de matriz, con la viabilidad económica y la

31

Capítulo IV Clasificación de reservas y Recursos certidumbre geológica como ejes, pero difieren al introducir combinaciones de letras y números para definir las distintas categorías. D.

En el año 1979 se reunió un grupo de expertos bajo los auspicios del Centro de Recursos Naturales, Energía y Transporte de la UNESCO para poner a punto un sistema ambicioso de aplicación internacional. Este grupo de trabajo decidió suprimir el término de "reservas" y utilizar únicamente el de recursos. El sistema de clasificación es también de doble entrada y se diferencian las categorías R1, R2 y R3, según orden decreciente de certidumbre geológica. a.

Categoría R-1: es la que comprende los recursos "in situ" en yacimientos que han sido examinados con suficiente detalle para establecer la forma del yacimiento, tamaño y calidades esenciales dentro de los cuerpos mineralizados individuales. Las principales características con mayor relevancia para la minería y tratamiento, tales como la distribución de la ley mineral, las propiedades físicas que afectan a la minería, la mineralogía y los constituyentes nocivos, son conocidas principalmente por sondeos y medidas del cuerpo mineralizado combinadas con extrapolaciones limitadas de los datos geológicos, geofísicos y geoquímicos. Las cantidades deberían ser estimadas con, relativamente, un alto nivel seguridad, aunque en algunos depósitos el error estimado puede ser tan alto como el 50 por 100. El principal uso de tales estimaciones se encuentra en la planificación de las actividades mineras. b. Categoría R-2: Es la categoría que tiene en cuenta las estimaciones de recursos "in situ" que están directamente asociadas con yacimientos minerales descubiertos pero, que a diferencia de los recursos incluidos en la categoría R-1, las estimaciones son preliminares y en gran parte basadas en amplios conocimientos geológicos apoyados por medidas en algunos puntos. El tipo de yacimiento, tamaño y forma son deducidas por analogía con yacimientos cercanos incluidos en el R-1 por geología general, consideraciones estructurales y por análisis de indicaciones directas de la deposición mineral. Menos confianza debe ponerse en las estimaciones de cantidades en esta categoría, que en las comprendidas en la R-l. Los errores estimados pueden ser superiores al 50 por 100. Las estimaciones en R-2 son utilizables principalmente para clasificar nuevas exploraciones con la esperanza de reclasificarlas en la categoría R-l. c. Categoría R-3: Recursos que están por describir, pero existen yacimientos de tipología similar. Las Estimaciones son efectuadas a partir de extrapolaciones geológicas, de indicaciones geofísicas o geoquímicas, o de analogías estadísticas. Su existencia y tamaño es especulativa y pueden ser o no descubiertos en las 32

Capítulo IV

Clasificación de reservas y Recursos próximas décadas. Las estimaciones de R-3 sugieren la ampliación de las oportunidades de exploración y de alguna manera unas mayores posibilidades de oferta de materias primas. Su bajo grado de fiabilidad debería reflejarse expresándole mediante intervalos. Cada una de las categorías puede ser dividida de acuerdo con su economicidad en las siguientes categorías: 

E: Son aquellos recursos "in situ" que se consideran explotables en una determinada región o país bajo las actuales condiciones socioeconómicas y con la tecnología disponible.



S: Es la cantidad de recursos "in situ" que no son interesantes actualmente y que podrían explotarse si se producen los cambios económicos o tecnológicos.



M: Aquella parte de los recursos subeconómicos (S) que se consideran marginales, es decir, explotables en un futuro inmediato como resultado de cambios, normales o anticipados en las condiciones técnicas o económicas.

El resumen del sistema puede verse en la figura 4.4. Cuando se indican los tonelajes recuperables las "R" se transforman en "r".

4.4 Sistema propuesto por el Centro de Recursos Naturales, Energía y Transporte de la UNESCO (1979).

33

Capítulo IV

Clasificación de reservas y Recursos Otra diferencia observada en los sistemas de clasificación es que algunos como el americano se refieren a tonelajes recuperables, el alemán occidental, el canadiense y el de la UNESCO incluye ambas, las reservas in situ y las recuperables y, por último, los de los países del Este y la Unión Soviética se refieren normalmente a recursos "in situ".

4.5 Comparación entre los sistemas de clasificación de recursos

4.2.

LIMITACIONES Y AMBIGÜEDADES DE LOS SISTEMAS DE CLASIFICACIÓN

Aunque los principios de clasificación de los distintos sistemas parecen sencillos y simples, en la práctica aparecen grandes dificultades para asignar una determinada cantidad de mineral a una clase o categoría específica. Toda estimación de las cantidades y calidades de los recursos minerales lleva implícito una serie de extrapolaciones e interpolaciones a partir de un determinado número de datos puntuales situados sobre el área mineralizada. El tamaño de estas muestras es normalmente muy pequeño comparado con las dimensiones del yacimiento y suelen estar constituidas por testigos de sondeos, muestras de calicatas, galerías, etc.

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Capítulo IV Clasificación de reservas y Recursos La magnitud de los errores de estimación dependerán de: el tipo y tamaño de la información disponible, el reparto de las muestras y datos obtenidos, el volumen de mineral a estimar y la calidad del método de estimación aplicado. Los términos como certidumbre geológica, margen de error, límite de confianza, factores de riesgo, etc., son complejos y difícilmente cuantificables. En la mayoría de los sistemas de clasificación analizados no se indica cómo se calcula el error cometido en las estimaciones. Esto ha dado lugar a que los ingenieros-geólogos apliquen criterios cualitativos de clasificación que son subjetivos y se basan, por ejemplo, en el área de influencia alrededor de un dato. A ello hay que añadir, que para paliar la incertidumbre del nivel de precisión de las reservas evaluadas, algunos geólogos tienden a ser conservadores aumentando así el riesgo de inviabilidad del proyecto. Tanta es la cuantificación exigida por las decisiones económicas, que los trabajos de evaluación no pueden sustraerse a tal enfoque, y el desconocimiento sobre un yacimiento mineral debe cifrarse para que los inversores ponderen y sean conscientes de una parte del riesgo del negocio. Otros aspectos de los sistemas de clasificación en los que se observan ambigüedades son los siguientes: 

No se indica cuál debe ser el parámetro de referencia, tonelaje o leyes, para el que debe calcularse la precisión de corte entre las clases.



No se sabe si debe determinarse el error de los recursos geológicos estimados o el error de las reservas recuperables después de aplicar la ley de corte y una selectividad minera.



Tampoco se sabe si es necesario conocer el error de todas las reservas presentes en el yacimiento, o de las reservas localizadas en una zona determinada.



Los límites entre clases, en términos de error, no parece lógico que sean los mismos para todos los minerales.

Los yacimientos sedimentarios grandes (hierro, potasas, etc.) presentan una mayor continuidad geológica que los depósitos diseminados (oro, wolframio, etc.) por lo que la ley será un parámetro más restrictivo en los segundos que en los primeros, figura 4.6. (CARLOS, 1997)

35

Capítulo V

Selección del método de explotación y su dimensionamiento

CAPÍTULO V SELECCIÓN DEL METODO DE EXPLOTACION Y SU DIMENSIONAMIENTO 5.1. DESCRIPCIÓN DE LOS MÉTODOS DE EXPLOTACION El método de explotación es la estrategia global que permite la excavación y extracción de un cuerpo mineralizado del modo técnico y económico más eficiente: •Define los principios generales según los que se ejecutan las operaciones unitarias •Define criterios con respecto al tratamiento de las cavidades que deja la extracción

5.1.1. MÉTODOS A CIELO ABIERTO. Se hace una breve descripción de los principales métodos que se aplican en una minería de superficie, destacando las características que deben cumplir los yacimientos y algunos aspectos operativos de interés. CORTAS. En yacimientos masivos o de capas inclinadas la explotación se lleva a cabo tridimensionalmente por banqueo descendente, con secciones transversales. Este método es el tradicional de la minería metálica y se adaptó en las últimas décadas a los depósitos introduciendo algunas modificaciones. La extracción en cada nivel se realiza en bancos con uno o varios tajos, debe existir un desfase entre bancos a fin de disponer de unas plataformas de trabajo mínimas para que operen los equipos a su máximo rendimiento y en condiciones de seguridad. El ataque al mineral se realiza de techo a muro, como en cualquier otro método, pero más particularmente en las minas de carbón, donde se precisa limpiar los hastiales de las capas.

Ilustración 6: corta de carbón. 36

Capítulo V 

Selección del método de explotación y su dimensionamiento

DESCUBIERTAS. Se aplican en yacimientos tumbados u horizontales donde el recubrimiento estéril es inferior, por lo general, a los 50 m. consiste en el avance unidireccional de un módulo con un solo banco desde el que se efectúa el arranque del estéril y vertido de este al hueco de las fases anteriores, el mineral es entonces extraído desde el fondo de la explotación que coincide con el muro. Una vez efectuada la excavación del módulo o hueco inicial, el estéril de los siguientes es vertido en propio hueco de las fases anteriores, por esta naturaleza es el método de transferencia más representativo. La extracción del mineral se realiza casi siempre con equipos convencionales. Este grupo de métodos se caracteriza por su simplicidad, por la concentración de los trabajos y por la reducida distancia de transporte, tanto horizontal como en vertical, permitiendo una fácil y económica restauración de los terrenos.

Ilustración 7: método de descubierta. 

TERRAZAS. Este método se basa en minería de banqueo con avance unidireccional. Se aplica a depósitos relativamente horizontales de una o varias capas o estratos de mineral y con recubrimientos potentes que obligan a depositar el estéril en el hueco creado transportándolo alrededor de la exploración.



Se utiliza en todos los tipos de mineral, aunque su desarrollo e importancia ha adquirido en yacimientos de combustibles sólidos. Otro factor que determina la utilización de este

37

Capítulo V

Selección del método de explotación y su dimensionamiento

método es la existencia de un gran volumen de reservas y en el caso de usar rotopalas la baja resistencia del corte y consolidación de las rocas para poder efectuar su arranque directo. Son muchos los sistemas mineros empleados desde convencionales, de excavadoras de cables y volquetes, hasta el constituido rotopalas, cintas y apiladoras. Por ellos los esquemas básicos de explotación para estos equipos son dos: explotación con avance paralelo y explotación con rotación.

Ilustración 8: método de terrazas.



CONTORNO. En yacimientos semi horizontales y con reducida potencia, donde la orografía del terreno hace que es espesor del recubrimiento aumente de forma considerable a partir del afloramiento del mineral, acá encontramos algunos equipos mineros usados como: tractores de orugas, las palas cargadoras, las excavadoras hidráulicas y los volquetes.

Ilustración 9: método de contorno 38

Capítulo V



Selección del método de explotación y su dimensionamiento

ESPECIALES. Este grupo de métodos se aplica en aquellos depósitos en que, por sus características se llega muy rápidamente al límite de la explotación por minería a cielo abierto. Son métodos que consisten en minar o taladrar desde el exterior de la capa de carbón, siguiendo los frentes descubiertos de este.

Ilustración 10: método especial



CANTERAS. Canteras es el término genérico que se utiliza para referirse a las explotaciones de rocas industriales y ornamentales. Se trata, por lo general, de pequeñas explotaciones próximas a los centros de consumo debido al valor relativamente escaso que poseen los minerales extraídos.

Ilustración 11: método canteras 

GRAVERAS. Los materiales de aluvión, situadas en las terrazas de los cauces y constituidos por arenas y cantos rodados poco cohesionados se extraen en estas explotaciones en forma de gravas. La maquinaria utilizada puede ser convencional, si se trabaja en condiciones secas o dragas y scraper si la extracción se realiza por debajo del nivel freático.

39

Capítulo V

Selección del método de explotación y su dimensionamiento

Ilustración 12: método de las graveras



DISOLUCIÓN Y LIXIVIACIÓN. Algunos yacimientos de sales como la glauberita, la thenardita se explotan procediendo primero a la descubierta del estéril superficial, para luego fragmentar el mineral mediante voladuras y seguidamente efectuar su disolución mediante la circulación de agua, que es recuperada mediante un sistema de tuberías y bombas para luego obtener el producto final.



DRAGADO. En mineralizaciones especiales, como son las metálicas de oro, casiterita. Contenidas en aplicación del método de dragado, inundando previamente la zona de explotación.

5.1.2. MÉTODOS SUBTERRÁNEOS La variedad de métodos de minería subterránea es tan grande como lo son los tipos de yacimientos donde se aplican. Antes de poner en explotación una mina de interior es preciso llevar a cabo un amplio conjunto de labores previas, como accesos, preparaciones, intercomunicaciones, etc. Que suponen un importante desembolso de capital. La forma de extracción de mineral y el tratamiento del hueco creado, son los factores que definen de alguna manera, el método de explotación, pudiendo distinguirse tres grandes grupos: Sostenimiento de los huecos con macizo.

40

Capítulo V

Selección del método de explotación y su dimensionamiento

Relleno o fortificaciones de los huecos. Hundimiento controlado de los huecos. Seguidamente, se describen los principales métodos utilizados en minería subterránea.

5.1.2.1. Cámaras y pilares. Se trata de un método donde se van dejando secciones de mineral, como pilares para mantener los huecos creados. Las dimensiones de las cámaras y la sección de los pilares dependen de las características del mineral y la estabilidad de los hastiales, del espesor de recubrimiento y de las tensiones sobre la roca. E grado de aprovechamiento del depósito es función de las dimensiones de los macizos abandonados. La geometría de los pilares suele ser con sección circular, cuadrada o en forma de largos muros paralelos. En general este método se aplica en yacimientos de origen sedimentario tales como potasa, sales, carbón, con unas inclinaciones que no excedan a los 40° y con rocas competentes. Las ventajas que presenta son: baja dilución, alta selectividad, relativa flexibilidad, buen sostenimiento del terreno, buena mecanización poca labores de preparación y relativa seguridad.

Ilustración 13: explotación por cámaras y pilares en un yacimiento horizontal.

5.1.2.2. Cámaras almacén. La explotación se realiza por rebanadas horizontales ascendentes desde el fondo de una galería. 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. Los inconvenientes de este tipo de método es que precisa de mucha mano de obra, las condiciones de trabajo son peligrosas y difíciles, la productividad es baja y la mayor parte del mineral permanece en la cámara durante mucho tiempo.

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Capítulo V

Selección del método de explotación y su dimensionamiento

Los criterios básicos para que se aplique este método son: yacimiento tenga una inclinación mayor a 50° y las rocas de los hastiales sean competentes.

Ilustración 14: cámaras de almacén en un yacimiento de grandes dimensiones.

5.1.2.3. Corte y relleno. El mineral se arranca por rebanadas horizontales, en sentido ascendente, desde la galería de fondo. Una vez volado se extrae completamente de la cámara a través de unos coladeros, efectuándose a continuación el relleno de hueco creado con estériles, con lo que se consigue crear una plataforma de trabajo estable y el sostenimiento de los hastiales. Las principales ventajas de este método es la alta selectividad, la buena recuperación del mineral, la facilidad de aplicación y las condiciones de seguridad alcanzadas cuando los macizos rocosos de hastiales no son competentes. Además los yacimientos deben tener un buzamiento superior a 50° y leyes altas para compensar los elevados costes de explotación.

Ilustración 15: Explotación por corte y relleno 42

Capítulo V

Selección del método de explotación y su dimensionamiento

5.1.2.4. Método por hundimiento por subniveles. Consiste en la división 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 15 m y cada uno de ellos se desarrollan según un conjunto de galerías que cubren la sección completa del mineral. Este método se aplica en depósitos masivos y competentes, donde tanto el estéril de techo como el mineral se fragmentan y hunden bien. Los principales inconvenientes son: dilución del mineral con el estéril, que suele estar entre el 10 y 35%, las recuperaciones que oscilan entre el 20 y 90 % y las alteraciones en superficie.

Ilustración 16: método por hundimiento de subniveles

5.1.2.5. Método por hundimiento de bloques. Consiste en dividir el yacimiento en grandes bloques de sección cuadrangular de varios miles de metros cuadrados. Cada bloque se socava practicando una excavación horizontal con explosivos en la base del mismo. Las ventajas es que es barato de explotación, pues los costes de arranque y sostenimiento son bajos, requiere poca mano de obra.

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Capítulo V

Selección del método de explotación y su dimensionamiento

Ilustración 17: explotación por hundimiento de bloques

5.1.3. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA SELECCIÓN DEL MÉTODO DE EXPLOTACIÓN. Los factores que tienen un mayor peso en la primera etapa de selección del método minero son los relativos a la geometría y distribución de leyes del depósito y a las propiedades geomecánicas del mineral y estériles adyacentes. En la segunda etapa se procederá a la evolución económica, basada sobre un esquema general de explotación, así como el estudio complementario del ritmo de producción y de la ley de corte, necesidades personales, impactos ambientales y procedimiento de restauración. Con todo ello se determinara el método de explotación óptimo y la rentabilidad económica del mismo.



GEOLOGÍA. La investigación geológica llevada a cabo debe permitir la correcta evaluación de los recursos y reservas que alberga el depósito, pero además debe facilitar información relativa a los principales tipos de rocas, zonas de alteración, estructuras principales, accidentes tectónicos. Todo ello debe plasmarse sobre planos y secciones a la escala adecuada para que pueda ser visualizado o interpretado fácilmente el yacimiento.



GEOMETRÍA DEL YACIMIENTO Y DISTRIBUCIÓN DE LEYES. La geometría del yacimiento se define a través de su forma general, potencia, inclinación, y profundidad

44

Capítulo V 

Selección del método de explotación y su dimensionamiento

CARACTERÍSTICAS GEOMECÁNICAS DEL ESTÉRIL Y MINERAL. El comportamiento geotécnico de los diferentes materiales depende básicamente de la resistencia de las rocas, el grado de fracturación de los macizos rocosos y la resistencia de las discontinuidades.



PROCEDIMIENTO NUMÉRICO DE SELECCIÓN. Consiste en asignar a cada a cada uno de estos unas calificaciones individuales en función de las características y parámetros que presentan los yacimientos.

5.2. DIMENSIONAMIENTO DEL TAMAÑO DE LA MINA. Dos parámetros que tienen una gran influencia sobre la rentabilidad económica de un proyecto minero son el ritmo de producción y la ley de corte, cuyos valores teóricos pueden ser calculados en la etapa de viabilidad con diversos modelos de optimización. Sin embargo en las primeras fases de estudio de un proyecto utilizando sencillas reglas empíricas. En la dimensión del tamaño del proyecto juega también un papel muy importante la demanda del producto prevista en el estudio de mercado. Otro condicionante del tamaño del proyecto es lo que se conoce como unidad mínima de producción rentable, a su vez íntimamente ligada a la tecnología minera utilizada. Así pues, la elección del tamaño viene limitada, por arriba por la demanda insatisfecha a cubrir y por debajo, por la unidad mínima de producción rentable.

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CONCLUSIONES  La exploración e investigación minera es muy importante para identificar las zonas por donde se ubican los yacimientos de minerales que luego dependiendo de su dimensión y composición serán explotados en un proyecto minero.  En la mayoría de los sistemas de clasificación analizados no se indica cómo se calcula el error cometido en las estimaciones. Esto ha dado lugar a que los ingenieros geólogos apliquen criterios cualitativos de clasificación que son subjetivos y se basan por ejemplo, en el área de influencia alrededor de un dato.  La finalidad de una modelización geológica es recoger la información básica de un yacimiento y reflejar la realidad geológica de la misma.  Dentro de los métodos de explotación podemos encontrar dos grandes grupos, en superficie o subterráneo, y para determinar cuál de ellos se utiliza, se debe de tener en cuenta diferentes factores.

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