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• Efren Quispe

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EXPLOTACIÓN DE MINAS

INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA

Saber, SaberSaber, hacer,Saber Saberhacer, ser Saber ser

Evaluación de Competencias

INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA (Explotación de minas)

Nombre del estudiante: _____________________________________________________________

El presente documento es una lista de conocimientos, habilidades y destrezas que representa el estándar de las competencias que debe adquirir un trabajador. Los niveles de competencia se clasifican de acuerdo al porcentaje de las competencias alcanzadas (según CETEMIN).

CRITERIOS DE CALIFICACIÓN: excelente

sobresaliente

bueno

malo

deficiente

90 - 100%

80 - 89%

70 - 79%

50 - 69%

0 - 49%

NOTA: A. Si es necesario, el evaluador puede hacer preguntas durante la evaluación para aclarar cualquier detalle en relación a los criterios de competencia. B. El evaluador debe explicar la metodología antes del examen, y recordarles que las acciones o explicaciones deben ser precisas.

Puntaje Final Total

VALORES Y ACTITUDES: Responsabilidad, Respeto, Perseverancia y Proactividad.

Saber, Saber hacer, Saber ser

Evaluación por competencia

1. Describe la historia de la Minería excelente

sobresaliente

bueno

malo

deficiente

»» Describir la minería en el antiguo Perú »» Describir la minería en la colonia. »» Describir la minería en la República .

Observaciones: .....................................................................................................................................

Puntaje

...............................................................................................................................................................

2. Analiza los indicadores económicos excelente

sobresaliente

bueno

malo

deficiente

»» Explicar el PBI »» Explicar las Reservas Internacionales Netas. »» Explicar las exportaciones mineras y producción minera »» Explicar los centros mineros en el Perú

Observaciones: .....................................................................................................................................

Puntaje

...............................................................................................................................................................

3. Describe los aportes de la industria minera. excelente

sobresaliente

bueno

malo

deficiente

»» Describir el canon minero, derecho de vigencia y regalías mineras »» Describir los aportes a comunidades aledañas. »» Explicar el aporte en la generación de fuentes productivas

Observaciones: .....................................................................................................................................

Puntaje

...............................................................................................................................................................

4. Describe las etapas del proceso productivo excelente

sobresaliente

bueno

malo

deficiente

»» Describir los métodos de exploración »» Describir los fundamentos de la prospección, exploración. »» Describir los conceptos de cateo, prospección, exploración.

Observaciones: ..................................................................................................................................... ...............................................................................................................................................................

Puntaje

Evaluación por competencia

5. Ciclos básicos de la operación minera excelente

sobresaliente

bueno

malo

deficiente

»» Describir los fundamentos de la perforación »» Describir los fundamentos de la voladura. »» Describir el acarreo de materiales,sostenimiento,ventilación

Observaciones: .....................................................................................................................................

Puntaje

...............................................................................................................................................................

6.

Describe los métodos de explotación excelente

sobresaliente

bueno

malo

deficiente

»» Describir los métodos de cámaras y pilares,sublevel stoping. »» Describir los métodos de shirinkage, corte y relleno. »» Describir los métodos de open stope, sublevel caving, square set.

Observaciones: ..................................................................................................................................... ...............................................................................................................................................................

Puntaje

TABLA DE

CONTENIDOS I.

HISTORIA DE LA MINERIA PERUANA .................................................................. 5

II.

INDICADORES ECONOMICOS ............................................................................ 9

III.

APORTES DE LA INDUSTRIA MINERA ................................................................. 19

IV.

CONCEPTOS BÁSICOS DE GEOLOGÍA ................................................................. 25

V.

GLOSARIO DE TERMINOS GEOLÓGICOS Y MINEROS............................................. 33

VI. ETAPAS DEL PROCESO PRODUCTIVO .................................................................. 41 VII. CICLOS BÁSICOS DE LAS OPERACIONES MINERAS ............................................... 47 VIII. LA PERFORACIÓN ........................................................................................... 49 IX.

VOLADURA...................................................................................................... 53

X.

ACARREO DE MATERIALES................................................................................. 57

XI.

CONTROL YSOSTENIMIENTO DE ROCAS.............................................................. 63

XII. VENTILACIÓN DE MINAS................................................................................... 67 XIII. MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN.............................................................................. 69

CAPÍTULO

I

HISTORIA DE LA MINERÍA PERUANA

1 LA MINERÍA EN EL ANTIGUO PERÚ En el Antiguo Perú; la Minería, no obstante ser incipiente y rudimentaria, alcanzó avances sorprendentes y notables con procesos de laminado y fusión de metales en algunos casos aun desconocidos. La explotación del oro y la plata ocuparon las preferencias de entonces para la confección de objetos de distinción de la nobleza, símbolos religiosos planchas ornamentales y vajillas de uso doméstico. Conocieron sistemas de aleaciones y obtuvieron el bronce, pero no se utilizaron el hierro como metal sino las cualidades colorantes que usaron en textilería y cerámica.

El hombre de Chuquicamata – Chile

Cuerpo momificado del «Hombre de Cobre». Chuquicamata, Chile

El primer minero en Latino América EL HOMBRE DE COBRE CHUQUICAMATA - CHILE

El estudio de las minas antiguas revela que la labor física de extracción del mineral se hizo básicamente con martillos y picos de piedra, lo que se puede deducir por las huellas de puntos en los muros que corresponden a marcas dejadas por instrumentos de piedra. Para conocer un poco más acerca de esta tarea es importante referirse al testimonio del Hombre de Cobre, hallado en el desierto de Atacama, al norte de Chile. En 1899, en Chuquicamata y más precisamente en la mina llamada Restauradora, se encontró en muy buen estado de conservación el cuerpo momificado y los instrumentos de un minero que murió mientras trabajaba una veta. Estos restos fueron fechados hacia 600 d.C. y actualmente se encuentran en el Museo de Historia Natural de Nueva York. El hallazgo es muy rico en información sobre las características y condiciones del trabajo minero. Revisemos con Carcedo algunos detalles del mismo: “Ocurrió un derrumbe mientras trabajaba en un socavón no muy alto, con espacio para arrastrarse y trabajar de costado. Debía aprovechar las grietas naturales para ubicar el mineral de cobre y obtener las concentraciones. Se encontraron todas sus herramientas consistentes en: cuatro martillos enmangados, un azadón con hoja de piedra y la manija quebrada, un azadón de madera o rastrillo (al cual le falta el mango), dos palitos de madera, una bolsa de cuero crudo de llama, cuatro cestos en espiral incompletos, fragmentos de cestería y una correa de cuero” En cuanto a la técnica de extracción, el Hombre de Cobre debió usar el martillo con ambas manos y a una distancia determinada. Para romper y seleccionar el mineral este minero debió usar martillos sin mango, percutores que pulverizarían aquellas porciones de roca que no le sirvieran. La diferencia de peso entre los martillos no enmangados sugiere que el minero los utilizaba dependiendo de la dureza de la roca y del tamaño al que él quería reducir el material. Todos los martillos eran de andesita, parcialmente pulidos y la forma de algunos de ellos ligeramente modificada mediante una tosca percusión. La pala, azadón o rastrillo de madera pudo servir para recoger el miSaber, Saber Hacer, Saber Ser

5

Manual del Estudiante

neral del suelo que una vez roto y seleccionado se metía en las canastas. El resto de los instrumentos en madera son unos palitos alargados que servirían como cuñas en los muros de la veta y poder así remover la roca. La bolsa de cuero y los cuatro cestos bien pudieron tener la función de transportar el material del interior del socavón al exterior; una técnica que parece haberse mantenido durante siglos fue la de transportar el mineral en el saco de cuero, a las espaldas, sostenido a la cabeza con una correa o cinta.” (Denominada “capacho”).

2 LA MINERÍA EN LA COLONIA Durante tres siglos de colonia la minería se concretó a la explotación del oro, la plata y el azogue, y en menor escala el cobre, el estaño y el plomo. Las minas constituían propiedad de la corona española, que otorgaba concesiones a los súbditos peninsulares a cambio de una parte de los minerales obtenidos y el comprom iso d e trab aj ar las ininterrumpidamente bajo pena de perder la concesión. El sistema de trabajo era inhumano porque se basaba en el uso abusivo de las mitas. En esta época, la principal producción minera en valor era de Plata, seguida del Oro. Las principales zonas de producción de plata, fueron en primer lugar Potosí (desde 1538) en la actual Bolivia, la cantidad de plata que se produjo en Potosí es inmensa. Seguían Caylloma (Arequipa), Castrovirreyna (Huancavelica) Laycacota (puno) Huarochirí (Unia) Canta (Lima), Huantajaya (cerca de Iquique ahora Chile). Cerro de Pasco se descubrir en 1612 e inmediatamente se conv irtió en la p rin c ip al productora de plata en lo que es hoy territorio peruano. Después se descubrió Hualgayoc (Cajamarca) en 1768. En todos estos lugares se encuentran ruinas de las antiguas plantas metalúrgicas.

A y D: Pozos

A y C: Galerias

E: Tunel

F: Boca de Túnel

La minería peruana en la colonia y el los principios de la república fue esencialmente de plata

Se explotó gran cantidad de mercurio, de la mina Santa Bárbara, cerca de Huancavelica, que era imprescindible para el método de amalgamación de la plata. El déficit de mercurio se importaba de Europa de Idria en Hungría y de Almaden en España. Durante la colonia se explotó muy poco cobre, el cobre necesario se traía de Chile, de la región de Copiapó para fabricar armas y herramientas de bronce. No se produjo hierro en la colonia. En el Perú se usaban molinos de piedra, se construía un muro circular de unos 2 mts de diámetro y se ponía una piedra circular en el piso y se hacían rotar sobre el piso dos ruedas de piedra de menor diámetro unidas por un eje horizontal que estaba a su vez unido a un eje vertical que pasaba a un segundo piso donde se le hacia dar vueltas con acémilas. A veces el eje vertical bajaba a un sótano donde se ponía una rueda hidráulica que era movida por una acequia que pasaba por este sótano.

6

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Perú contó, en su momento, con la mina de plata más grande del mundo “Potosí”

Introducción a la Minería 3 LA MINERÍA EN LA REPÚBLICA La emancipación paralizó gran parte de la actividad minera por falta de mano de obra, ya que la mayoría de los habitantes se encontraban formando parte del ejército libertador. Terminada la Guerra de la Independencia la minería fue recobrándose y pronto alcanzó nuevos impulsos que se plasmaron con la fundación de la Escuela de Ingenieros en 1876 (hoy UNI) y la promulgación, en 1877, de la Ley Reformatoria de las Ordenanzas de Minería.

El primer Código de Minería Republicano se dio en 1901. A fines del siglo IXX (1898) se descubrieron grandes depósitos de cobre en el mismo Cerro de Paseo y también cerca de allí en Colquijirca, y se inicio en esta la minería del cobre. El precio del cobre impulsó la minería de este metal en otras provincias, especialmente en lca. Solo se explotaban al comienzo los minerales de alta ley, que podían fundirse directamente. Y se establecieron muchas fundiciones, las más importantes en Tinyahuarco (Cerro de Pasco) lugar también conocido como Smelter donde hay enormes ruinas de estas instalaciones. En vista que en el Perú había cobre mezclado con zinc, y con plomo, y tenía alto contenido de plata La fundición también se amplía a estos minerales mixtos y se producían unas matas (mezcla de metales y sulfuros de metales) con Cobre, Plomo, Zinc y Plata. Esto duró hasta más o menos 1920. Ya desde 1914 se habían comenzado a usar los métodos de concentración por flotación, esto revoluciono la industria y gradualmente todas las minas adoptaron este sistema que se usa hasta hoy. Previa la molienda fina, la flotación permitió separar los minerales y concentrados por productos en minerales (sulfuros) concentrados de Plomo-Plata, Cobre y de Zinc. En 1922 se inauguró la fundición de la Oroya, al comienzo solo para minerales de cobre, ampliándose sucesivamente, pasando luego también a refinar los metales. En 1950 se dictó el Código de Minería, gran motor e impulsor de la minería y en 1992 con la nueva Ley de Promoción de las Inversiones en Minería, el crecimiento de este sector ha sido espectacular. Las refinerías de Cobre de Ilo y la de Zinc de Cajamarquilla (Lima) se inauguraron en la década de 1980.

3.1 CRONOLOGÍA MINERA EN EL PERÚ 1540 Los Hermanos Francisco, Gonzalo y Hernando Pizarro consiguen la ubicación de la mina de plata de Parco en el Alto Perú, por información de algunos indígenas en 1540. 1545 Se descubren minas oro y plata en varias regiones del Perú.

1545: EI indígena Huallpa descubre la mina de Potosí. 1566: El indígena Navincopa descubre la mina de mercurio de Santa Bárbara en Huancavelica. 1630: El indígena Santiago Huari-Capcha descubre la mina de Cerro de Pasco. 1820 - 1824: Se produce una declinación en la actividad minera derivada de las guerras de la independencia. 1840: El Perú ingresa al mercado internacional con la exportación del guano de las islas. El Salitre de Tarapacá,

descubierto a principios del siglo XIX y cuya producción en pequeña escala comienza en 1830, promueve el interés en la Guerra del Pacífico.

1871: Se inicia la era de los ferrocarriles, Arequipa - Moliendo; los primeros 76 Km. del Callao-La Oroya, y en 1875 llega hasta Chilca. En 1873 el Ilo Moquegua y en 1874 Arequipa - Puno. .

1901: Un sindicato financiero de Nueva York compra el 80% de las minas de Cerro de Pasco, formando la Cerro de Paseo Copper Corporation

El siglo XX se caracteriza por mejorar los procedimientos mineros y la intensificación de los trabajos de prospección y exploración de grandes yacimientos.

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

7

NOTAS:

8

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

CAPÍTULO

II

INDICADORES ECONOMICOS

1 PRODUCTO BRUTO INTERNO El valor total de la producción corriente de bienes y servicios finales dentro del territorio nacional durante un período de tiempo que generalmente es un trimestre o un año. Ya que una economía produce gran número de bienes, el PIB es la suma de tales elementos en una sola estadística de la producción global de los bienes y servicios mencionados

Producto bruto interno: 2002 A 2015

2 RESERVAS INTERNACIONALES NETAS Las reservas internacionales netas están formadas por los activos externos que están bajo control del Banco Central de Reserva. Estos activos son de disponibilidad inmediata y pueden ser usados para financiar pagos al exterior, por ejemplo, los pagos por importaciones. Las reservas internacionales también pueden ser utilizadas por el Banco Central de Reserva para intervenir en el mercado cambiario y defender la tasa de cambio cuando ello sea necesario. La acumulación de reservas internacionales es el resultado de las transacciones que un país realiza con el exterior. Las transacciones que producen ingresos de divisas entre otras son, las exportaciones, los créditos de bancos extranjeros, las transferencias hechas por peruanos en el exterior, y la inversión extranjera en el país. Las que generan egresos de divisas son las importaciones, los pagos de intereses de las deudas contraídas en el exterior, y los giros de peruanos desde el interior hacia el exterior, entre otras. Cuando los ingresos son mayores que los egresos se acumulan reservas internacionales. 2.1 RESERVAS INTERNACIONALES NETAS (MILLONES DE DÓLARES AMERICANOS)

Las RIN están compuestas por: tenencias en oro y plata, billetes y monedas extranjeros, depósitos y certificados de depósito de divisas por períodos no mayores a 90 días, títulos emitidos por organismos internacionales, aceptaciones bancarias especiales no mayores a 90 días, entre otros. Las RIN contribuyen a la estabilización económica y financiera del país de forma que garantizan una reserva disponible de divisas para enfrentar posibles shocks externos temporales o un eventual retiro masivo de depósitos en moneda extranjera del sistema financiero. Saber, Saber Hacer, Saber Ser

9

Manual del Estudiante

El BCR, por medio de las RIN, tiene como objetivo primordial garantizar la liquidez de divisas internacionales; y, luego, maximizar el rendimiento de las mismas.

Reservas internacionales

Perú: Reservas internacionales Netas

INFLACIÓN ANUAL Es la pérdida del poder adquisitivo del dinero en un determinado periodo. Decimos que hay inflación cuando suben los precios en general. La inflación se mide generalmente por la tasa de aumento del índice de precios de consumo, que es un índice del costo de la cesta de bienes que compra el consumidor típico.

10

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Introducción a la Minería

Inflación 1980 - 2015 variación en %

Instituto Nacional de Estadística e Informática (INEI).

Evolución de las exportaciones mineras metálicas / US$ millones

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

11

Manual del Estudiante

Producción de Cobre

12

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Introducción a la Minería

Producción de Oro

Producción de Plomo

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

13

Manual del Estudiante

Producción de Plata

14

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Introducción a la Minería

Producción de Zinc

Cotizaciones, por principales metales

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

15

Manual del Estudiante

1 CENTROS MINEROS EN EL PERÚ

Horizonte Marsa Poderosa Yanacocha

Huarón

Pan American

El Brocal Milpo y Atacocha Volcán (Cerro de Pasco) San Ignacio de Morococha

Antamina Barrick (Pierina)

Doe Run (Refinery of Oroya) Vocán (Andaychagua)

Santa Luisa

Corona

Raura Buenaventura (Uchucchacua) Iscaycruz

Doe Run (Cobriza) Antapite Buenaventura (Julcanl)

Refinery of Cajamarquilla Pativilca and Condestable Yauliyacu Refineria de Funsur Shougang

Minsur BHP Billiton (Tintaya)

Inversiones Mineras del Sur Arcata

SPCC (Cuajone)

Buenaventura ( Orcopampa) Cerro Verde SPCC ( Refinery of Ilo)

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Saber, Saber Hacer, Saber Ser

SPCC (Toquepala)

Introducción a la Minería

PRINCIPALES PROYECTOS MINEROS PERÚ

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

17

Manual del Estudiante

Fuente: Dirección de Promoción Minera - Ministerio de Energía y Minas. Declaraciones Mensuales ESTAMIN

Millones

Evolución de las inversiones mineras / US$ millones

10.000

8503 (17%)

9.000

9719 (14%)

8654 (-11%)

7243 (78%)

8.000

6777 (-14.0%)

7.000 6.000 5.000

4.069 (44%)

4.000 3.000 2.000

1.086

1.618 (48%)

1.249 (-22%)

2005

2006

2007

1.708 (37%)

2.822 (65%)

1.000 0 2008

2009

2010

2011

2012

Inversión Minera (Millones de US$)

18

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

2013

2014

2015

CAPÍTULO

III

REPORTES DE LA INDUSTRIA MINERA

CONCESIONES MINERAS: Las concesiones mineras son una figura mediante la cual el Estado le da el derecho a un tercero para realizar actividades de exploración y explotación que permitan el aprovechamiento de los minerales que se encuentran en el subsuelo del territorio nacional. En este contexto, hay que subrayar que las concesiones no otorgan la propiedad del suelo, sino que esta deberá obtenerse de sus respectivos dueños, a través de la compra, contrato de alquiler o cualquier otra forma establecida por nuestra legislación.

1 DERECHO DE VIGENCIA, CANON MINERO Y REGALIAS MINERAS La Ley General de Minería establece obligaciones a los titulares de concesiones mineras al pago del Derecho de Vigencia que es equivalente en moneda nacional a U.S. $ 3.00 por año y por hectárea otorgada o solicitada. Para los pequeños mineros y para titulares de concesiones mineras no metálicas el Derecho de Vigencia a pagar es U.S.$ 1.00 por año y por hectárea otorgada o solicitada. El pago por Derecho de Vigencia por año desde (1993 – 2005) ascendió a aproximadamente 28 millones de dólares. El monto total del Derecho de Vigencia se distribuye de la siguiente manera Registro de Mineria

15%

Ministerio de Energia y MInas

15%

Ingemmet

30%

Gobiernos Locales, Provinciales y distritales

40%

CANON MINERO Todas las empresas mineras que obtienen utilidades durante un año pagan al Estado el impuesto a la renta (25% de las utilidades). De este monto recaudado, el 50% se distribuye en los gobiernos regionales y locales y se denomina CANON MINERO

REGALÍAS MINERAS: En este escenario, durante el año 2004 se aprobaron la Ley 28258 de Regalías Mineras y su reglamento (DS 154-2004EF). De acuerdo a dichas normas las empresas mineras deben pagar regalías de entre 1% y 3% del valor de sus ventas de los concentrados o sus equivalentes, de acuerdo al volumen de las mismas. Es un gravamen que afecta porcentualmente al valor bruto de los minerales extraídos, es un impuesto a la producción y no sobre las utilidades. Como aplicación de los aportes de la industria minera a la economía nacional, resolver el siguiente problema: Una mina tiene 20,000 Ha de concesiones, teniendo una producción de 4,000TM/día, con una ley de 8gr.Au/TM, con un costo de producción de 220$/TM, con precio internacional del oro de 1,219$/Onza. Recuperación metalúrgica es de 88%.

Calcular: a. Canon Minero b. Regalías c.

Derecho de Vigencia

d. Ley Mínima de explotación

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

19

Manual del Estudiante

En consecuencia, los rangos establecidos en el artículo 5º de la Ley Nº 28258, Ley de Regalía Minera, convertidos a moneda nacional son los siguientes:

Primer rango Segundo rango Tercer rango

RANGO PORCENTAJE DE REGALÍA Hasta S/. 162’720,000.00 1% Por el exceso de S/. 162’720,000.00 hasta S/. 325’440,000.00 2% Por el exceso de S/. 325’440,000.00 3%

Debe tenerse presente que el tipo de cambio de referencia y los rangos podrán ser actualizados durante el presente ejercicio, en los meses de abril, julio y octubre, si la variación del tipo de cambio promedio ponderado del trimestre anterior sea igual o superior al 5%, según el artículo 6º del Reglamento de la Ley de Regalía Minera.

20

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Introducción a la Minería

Transferencia a las regiones por canon minero (en Nuevos soles) Regiones

2011

2012

2013

2014

2015

Var% 2015 / 2054

Ancsh

756.045,884

1,003,300,366,247

1.003.366.247

731.620.443

415.256.251

-43.2%

Arequipa

662.649.337

781.587.277

445.771.507

383.204.568

356.823.876

-6.9%

Moquegua

392.507.455

325.421.342

297.492.037

249.401.909

233.544.865

-6.4%

Cajamarca

417.671.620

538.824.016

528.459.119

351.470.203

209.812.694

-40.3%

Tacna

350.101.603

355.547.419

251.918.680

226.801.556

205.679.752

-9.3%

Cusco

170.082.899

357.199.503

34.983.511

100.854.913

137.066.946

35.9%

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

21

Manual del Estudiante

Puno

307.169.985

304.315.338

218.491.749

177.457.561

136.941.189

-22.8%

Ica

201.987.827

347.0645.086

185.986.109

234.651.200

126.136.075

-46.2%

Lima

106.530.075

161.777.753

103.733.678

53.900.589

75.878.391

40.8%

Pasco

181.704.860

197.004.848

90.142.507

64.108.015

45.275.011

-29.4%

Junin

78.663.595

108.067.125

63.627.363

32.192.362

15.536.481

-51.7%

Ayacucho

57.453.333

83.545.775

16.803.540

3.308.871

9.649.464

191.6%

8.535.205

18.430.940

9.866.149

3.403.180

1.919.373

-43.6%

622.210

960.724

554.779

853.012

806.841

-5.4%

4.322.957

4.139.210

1.098.255

125.514

805.950

542.1%

120.121

710.522

1.670.990

789.063

99.562

-87.4%

Huancavelica San Martin Huanuco Madre de Dios Callao Piura Lambayeque Apurimac Amazonas TOTAL

55

1.112

478

2.637

15.469

486.6%

128.028

182.006

6.206.029

4.140.436

1.852

-100.0%

501.829

444.451

95.383

1.079

1.429

2.003.182

7.035.997

11.641.851

2.259.338

659

-100.0% 1151.7%

126.051

93

12

7

89

4.157.369.625

5.124.235.050

3.817.165.283

2.978.748.572

2.260.054.867

32.5%

-24.1%

2 APORTES A LAS COMUNIDADES ALEDAÑAS APORTES EN INFRAESTRUCTURA

Cuando una empresa encuentra un yacimiento mineral que es económicamente explotable, necesita principalmente agua, energía eléctrica y vías de comunicación para el acceso a las zonas de operación. Cuando estas no existen hay que traerlas, generarlas o construirlas respectivamente. ENERGÍA ELÉCTRICA Del 100% de la energía eléctrica que consume la minería el 82% es energía auto producida y el 27% restante es energía que algunas empresas’, ‘compran al sistemas interconectado nacional. Como se aprecia la mayoría de las minas se ubican en zonas donde no existe infraestructura para subsanar en eI caso de la electricidad tiene que generarla por su cuenta, beneficiándose muchas veces comunidades muy cercanas a las operaciones mineras con este servicio. Esta energía puede ser generada mediante centrales hidroeléctricas usando la energía que produce la caída del agua, o también mediante grupos electrógenos usando petróleo como combustible.

3 IMPORTANCIA DEL SECTOR MINERO Vías de comunicación • Carreteras asfaltadas 130 Km. • Carreteras afirmadas 1600 Km. • Trochas 950 Km. • Vías férreas 428 Km. • Puertos 3 • Antenas parabólicas y estaciones Repetidoras. 50

22

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Sistema de transmisión eléctrica en Unidad Minera

Introducción a la Minería 4 APORTE EN LA GENERACIÓN DE FUENTES PRODUCTIVAS Y DE SERVICIOS La industria minera es una gran compradora de bienes y servicios de encadenamientos productivos hacia atrás, la mayoría de ellos en el mercado local (US$ 800 millones/año) y el resto importados (US$ 570 millones/año), por esta razón la minería es de manera indirecta un gran generador de empresas de este tipo en todos los sectores económicos del país y por ende de empleo, se calcula que por cada puesto que se genera en minería se crean 5 puestos en otros sectores productivos, por este motivo.

Fuentes productivas, la minería necesita entre otros de: • Industria química, petróleo y derivados • Industria siderúrgica. • Alimentos (agricultura, pesca y ganadería) • Industria en general. • Industria forestal Fuentes de servicios, la minería necesita entre otros de: • Mantenimiento de maquinarias y equipos • Seguridad y vigilancia, limpieza, alimentación, administración de hoteles, etc. • Consultoras en ingeniería, informática, administración, contabilidad, etc. • Transporte de personal, materiales, metales, concentrados, etc. • Construcción y montaje • Bancos, seguros, agentes de aduanas • Comercio exterior. • Instituciones de capacitación. Pero la minería tiene también encadenamientos productivos hacia delante, es decir sus productos los vende a industrias que necesitan de estos, así se generan fuentes productiva porque necesitan productos de la minería: Concentrados: son vendidos a fundiciones y refinerías locales, de lo contrario a empresas de exportación que son compradoras locales o extranjeras de estos productos. Refinados: son vendidos empresas industriales de transformación que necesitan de metales para producir, cables, planchas, baterías, etc.

mineria como generador de industrias Saber, Saber Hacer, Saber Ser

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NOTAS:

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Saber, Saber Hacer, Saber Ser

CAPÍTULO

IV

CONCEPTOS BÁSICOS DE GEOLOGÍA

Geología: Proviene de dos palabras griegas; geo = tierra y logos = tratado La geología es la ciencia del planeta tierra y como tal estudia su composición, su estructura y los fenómenos que se producen y se han producido en ella desde la hora cero de los tiempos geológicos hasta nuestros días. La tierra no es una cosa estable o muerta, sino que sometida a fuerzas internas y externas, en razón a su energía endógena y a su posición en el universo, presenta una continua evolución, un presente y un pasado que la geología reconstruye en forma asombrosa. El destacado papel alcanzado por la geología en la vida moderna se comprende teniendo en cuenta que minerales, metales y combustibles son materias fundamentales sobre los cuales se apoya el desarrollo industrial y son los geólogos los encargados de localizar estas materias que guarda el subsuelo.

1 LA GEOLOGIA Y SU RELACIÓN CON LAS DEMAS CIENCIAS Con la geografía: Su ubicación respecto a los rasgos geográficos del Perú. Con la química: Aplicación de la química a la geología se llama geoquímica, se emplea en la búsqueda de yacimientos. Con la física: Aplicación de la física con la geología se llama geofísica, estudia las propiedades físicas de la tierra aplicadas en la geología para ingeniería civil, en la búsqueda de petróleo y de yacimientos. Con la biología: Aplicación de la biología a la geología, en el estudio de los fósiles (restos de animales del pasado) para determinar la edad de la roca sedimentaria. Geología en Ingeniería: Geología aplicada a la ingeniería civil o geotecnia, son los rasgos geológicos a utilizarse en obras de ingeniería civil. Asimismo en la búsqueda de petróleo se le conoce como geología del Petróleo y en la aplicación en la búsqueda de yacimientos mineros conocida como geología de minas o minera.

2 ORIGEN DE LA TIERRA La tierra es uno de los nueve planetas, que junto con aproximadamente una docena de lunas y numerosos cuerpos más pequeños, gira alrededor del sol. Por la naturaleza ordenada de nuestro sistema solar, se deduce que todos sus componentes se formaron esencialmente al mismo tiempo y de la misma materia primordial que el sol. Este material formó, al inicio del sistema solar, una gran nube de polvo y gases denominada nebulosa primordial. LA TIERRA COMO UN SISTEMA: EL CICLO DE LAS ROCAS La tierra es un sistema.- esto significa que nuestro planeta está formado por muchas partes interactuantes que forman un todo complejo – se ilustra mejor esta idea al examinar el ciclo de las rocas. Saber, Saber Hacer, Saber Ser

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Manual del Estudiante

Metamorfica ignea

Sedimentaria

ROCA ÍGNEA Las rocas ígneas son aquellas rocas que se forman por la solidificación del magma ante una reducción de temperatura, sea dentro de la corteza terrestre, con lo que se producen rocas plutónicas, o al brotar a la superficie, produciendo rocas volcánicas. Diorita

ROCA METAMÓRFICA Las rocas metamórficas son rocas que han sido alteradas por procesos de presión o temperatura, capaces de cambiar sus propiedades físicas o químicas. Cualquier roca, independientemente de su origen ígneo, sedimentario e incluso metamórfico, puede volver a metamorfizarse. Cuarcita

ROCA SEDIMENTARIA Las rocas sedimentarias son rocas que se forman por acumulación de sedimentos que, sometidos a procesos físicos y químicos, resultan en un material de cierta consistencia. Pueden formarse a las orillas de los ríos, en el fondo de barrancos, valles, lagos y mares, y en las desembocaduras de los ríos. Se hallan dispuestas formando capas o estratos. Representan más del 75 % de las rocas que se encuentran en la corteza terrestre, y muchas están formadas a partir de pequeños trozos de otras rocas. Se caracterizan por contener fósiles.

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Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Arcilla

Introducción a la Minería 3 COMPONENTES BÁSICOS DE LAS ROCAS ¿QUÉ ES UN MINERAL? Es un compuesto inorgánico metálico y no metálico formado por un solo elemento o varios elementos.

Ejemplo: Minerales metálicos………………………………S2 Fe Pirita (varios elementos) Minerales no metálicos…………………………SiO2 cuarzo (varios elementos) Mineral metálico ………………………………….Au oro (un elemento)

COMPUESTOS ELEMENTOS ORGÁNICOS

INORGÁNICOS

MINERALES

ELEMENTOS

ELEMENTOS + OXIGENO

ELEMENTOS + AZUFRE

ELEMENTOS + ION CO3

ELEMENTOS + ION SO4

ELEMENTOS + ION SIO44

ELEMENTOS

OXIDOS

SULFUROS

CARBONATOS

SULFATOS

SILICATOS

Cobre Diamante Oro Grafito Hieroo Platino Plata Azufre

Casiterita Corindón Hematina Hielo Magnetita

Calcosita Galena Pirita Escalerita

Calcita Dolomita Magnesita

Anhidrita Yeso

No ferromagnesianos Cuarzo Feldespato Ortoclasa Plagioclasa Albita Anortita Muscovita Ferromagnesianos Biotita Homblenda Augita Olivino

Los geólogos definen a los minerales como cualquier sólido inorgánico natural que posea una estructura interna ordenada y una composición química definida. Para que se considere mineral cualquier material terrestre, debe presentar las siguientes características: 1.

Debe aparecer de forma natural

2. Debe ser inorgánico 3. Debe ser sólido 4. Debe poseer una estructura interna ordenada, es decir, sus átomos deben estar dispuestos según un modelo

definido.

5. Debe tener una composición química definida que puede variar dentro de unos límites.

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

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Manual del Estudiante

RECURSOS GEOLÓGICOS DE MATERIALES Y ENERGÍA Nuestra sociedad tecnológica moderna, es totalmente dependiente para su existencia de una amplia variedad de recursos minerales derivadas de la litósfera. El carbón, más que cualquier otra sustancia mineral aislada, simboliza la Revolución Industrial. Pronto una amplia variedad de otros metales se convirtieron en necesidades, entre ellos el cobre, el plomo, el cinc y el estaño y los numerosos metales para aleaciones necesarias para imprimir resistencia al acero. Para bien o para mal la civilización occidental fue empujada a una carrera que exigía la búsqueda incesante de nuevos yacimientos minerales. RECURSOS NO RENOVABLES DE LA TIERRA Son no renovables porque los procesos geológicos que los formaron requieren millones de años de funcionamiento.

• • • • •

Depósitos metalíferos (ejemplos: minerales de hierro, cobre, estaño) Depósitos no metálicos, incluyendo: materiales de construcción (ejemplos: piedras de construcción grava y arena) Materiales utilizados químicamente (ejemplo: azufre, sales) Combustibles fósiles (carbón, petróleo, pizarra, bituminosa, gas natural) Combustibles nucleares (uranio, torio)

Los recursos no renovables que proceden de la corteza terrestre son tema de estudio de la geología económica.

4 METALES EN LA CORTEZA TERRESTRE Hay metales que se presentan en concentraciones suficientes para ser explotadas llamadas menas. Una MENA es una acumulación mineral que puede extraerse de manera provechosa para ser refinada y utilizada en la industria. Algunos metales como el oro, la plata, el platino y el cobre se presentan como elementos (metales nativos), la mayoría se presenta como compuestos, los óxidos y sulfuros son las formas más comunes, pero en muchas menas existen formas más complejas.

Galena: sulfuro de plomo (es la mena del plomo)

Oro

CUERPOS MINERALIZADOS Son conocidos también con el nombre de “ore bodies”, son depósitos irregulares, es decir que no tienen forma ni tamaño definidos, Son derivados por reemplazamiento de sulfuros económicos. Las balsonadas, como también se les llama, cuerpos o pequeños cuerpos, pueden estar aislados o constituir un rosario varios depósitos de forma y de dimensiones diversas

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Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Introducción a la Minería

ROCA SEDIMENTADA

CUERPO

Sección de un cuerpo mineralizado

5 YACIMIENTO DE MINERALES Es un término económico que considera a las acumulaciones de determinadas sustancias con fines de explotación para su aprovechamiento en la industria. Estos se han formado por diferentes procesos geológicos que han determinado las características que la identifican. Menas Metalíferas Una clase importante de yacimientos minerales es la de los formados en magmas por segregación magmática, en que granos minerales de densidad mayor se hunden en el magma fluido mientras todavía prosigue la cristalización. De esta manera se acumulan masas o capas de un solo mineral. El proceso de metamorfismo de contacto, es una fuente de yacimientos minerales de importancia. Soluciones hidrotermales de dentro del magma impregnan la roca encajonante que lo rodea, introduciendo minerales mena en un intercambio con los componentes de la roca. De esta manera se han producido menas de cobre, cinc y plomo, así como depósitos valiosos de minerales no metálicos

Mena de niquel

Gabro (norita)

Granito

Un tercer tipo de yacimiento mineral lo produce la deposición directa de minerales a partir de Las soluciones hidrotermales producen también otro tipo importante de acumulación mineral, el yacimiento diseminado, en el cual la mina está distribuida en masas minúsculas por toda una masa muy grande de roca. Algunos de los grandes yacimientos de cobre tipo diseminado se denominan depósitos de cobre porfídico. Aquí la mena ha penetrado en un gran cuerpo de roca ígnea de textura porfídica, que de alguna manera se fragmentó en bloques pequeños que permitieron la penetración de soluciones. Una cuarta clase de yacimientos minerales incluye los debidos a los efectos de soluciones descendentes en la zona no saturada y la zona de agua subterránea. El enriquecimiento de yacimientos minerales mediante este mecanismo produce las menas secundarias Una quinta clase de yacimiento mineral es una concentración mineral generada por agentes de transporte fluidos: ríos. Algunos de los minerales pesados insolubles derivados de la meteorización de las rocas son barridos como pequeños fragmentos en cauces fluviales y arrastrados valle abajo con la arena y la grava como carga de fondo. Debido a su mayor densidad, estos mí perales quedan concentrados en capas y lentejones de grava, formando depósitos de placer. Saber, Saber Hacer, Saber Ser

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Manual del Estudiante

Un sexto grupo de yacimientos minerales de la clase hidrogénica de sedimentos, si bien la inmensa mayoría de los depósitos sedimentarios constituyen la fuente principal de yacimientos minerales no metálicas, algunos yacimientos metalíferos importantes tienen también este origen (ejemplo: el manganeso).

A. Las vetas y mantos: También conocidos como yacimientos filonianos, son acumulaciones de minerales (galena, calcopirita, escalerita, etc.) en cuerpos tabulares. Estas se forman por relleno de fisuras o fracturas pre-existentes en las rocas, con el mineral, constituyéndose este en una mena. Ejm: Casapalca, Morococha

Vetas

Mantos

B. Los pórfidos de cobre: Son diseminaciones de minerales de cobre en grandes volúmenes de roca (millones de toneladas). Son yacimientos generados por fenómenos magmáticos.

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Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Introducción a la Minería

Porfido de cobre

MINERAL DISEMINADO

300

C. Las evaporitas:

5 10

110

5 11

12

12

5

0

Se presentan como resultado de la evaporación del agua de mar concentrada en sales, estas precipitan y se acumulan (halita, anhidrita y yeso). En la formación de este tipo de yacimiento predominan los procesos sedimentarios

L SA YESO

CALIZA EVAPORITA

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NOTAS:

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Saber, Saber Hacer, Saber Ser

CAPÍTULO

V

GLOSARIO DE TERMINOS GEOLÓGICOS Y MINEROS

1 GENERALIDADES Mina: Excavación hecha en la corteza terrestre con la finalidad de extraer minerales que produzcan un aprovechamiento económico. Minería: Actividad, ocupación o industria que se ocupa de la extracción de minerales de la corteza terrestre.

Ingeniería de Minas: Es la aplicación de la ciencia y el arte a los procesos de minado, operación de minas y actividades conexas.

Mineral: Sustancia inorgánica de ocurrencia natural que tiene una composición química definida y características físicas distintivas.

Roca: Un conjunto de minerales que se pre¬sentan de manera cohesionada. Mena: Minerales que tienen valor económico y utilidad suficientes para justificar su extracción. Desmonte o Ganga: Minerales que no tienen valor económico. Yacimiento o Depósito Mineral: Ocurrencia geológica de minerales en forma relativamente concentrada. Veta: Yacimiento mineral de forma tabular con inclinación vertical o cercana a la vertical. Manto: Yacimiento mineral de forma tabular con inclinación horizontal o cercana a la horizontal. Cuerpo diseminado: Yacimiento en el que los minerales de mena aparecen esparcidos en concentraciones relativamente bajas.

Rumbo: Dirección con respecto al plano horizontal que siguen las vetas o los mantos. Buzamiento: Inclinación con respecto al plano vertical que siguen las vetas o los mantos. Ley de Cabeza: Concentración de una sustancia o elemento en un yacimiento mineral. Ley de Corte: Ley mínima requerida para que la explotación sea rentable. Minería Metálica: Extracción de minerales con contenido de metales de la corteza terrestre. Minería no Metálica: Extracción de minerales sin contenido metálico de la corteza terrestre. Galería: Nombre que se da a una excavación subterránea horizontal que corre para-lelo o casi paralelo al rumbo de la veta o manto.

Minería Superficial: Explotación minera no subterránea, denominada también “minería a cielo abierto”. Se llama “cantera” si la ex¬plotación corresponde a sustancias no metálicas y “tajo abierto” si se trata de sustancias metálicas.

Minería Subterránea: Explotación minera que se realiza por debajo de la superficie terrestre requiriendo de la excavación de túneles y pozos.

Crucero: Nombre que se da a una excavación subterránea horizontal que corre perpendicular o casi perpendicular al rumbo de la veta o manto.

Rampa: Excavación superficial o subterránea que tiene una pendiente pronunciada (6 a 20% por lo general). Pique: Excavación vertical o casi vertical que se hace en forma descendente para dar acceso a una mina subterránea.

Chimenea: Excavación vertical o casi vertical subterránea que se hace en forma ascendente, para fines de acceso, ventilación o servicio en una mina.

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

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Manual del Estudiante

Nivel: Zona en una mina subterránea que se encuentra en una misma cota. Tajeo: Área misma de extracción en una mina subterránea. Roca encajonante: Roca sin valor económico que rodea al cuerpo mineralizado. Caja Techo: Roca encajonante por encima del cuerpo mineralizado. Caja Piso: Roca encajonante por debajo del cuerpo mineralizado. Recubrimiento: Material que cubre en la superficie a un cuerpo mineralizado. Afloramiento: Parte de un cuerpo mineralizado que aparece a la vista en superficie. Encampane: Longitud vertical de un cuerpo mineralizado en superficie. Dilución: Empobrecimiento de la ley de cabeza como consecuencia de la mezcla de mineral estéril con mena en el proceso de minado.

Concentrado: Resultado del tratamiento de la mena extraída por el cual se obtienen los minerales con valor económico.

Relave: Resultado del tratamiento de la mena extraída por el cual se obtienen los minerales de ganga. Maquila: Costo de tratamiento del concentrado en una fundición a fin de obtener el metal.

A Almacenamiento Provisional Método de minado que consiste en que el mineral roto, sirve de relleno temporal. La mina trabaja sobre este relleno. Después de que termina el minado, se saca el todo el mineral.

Ancho mínimo de Minado Es el ancho mínimo horizontal, que permite explotar una veta, de acuerdo al equipo que se utiliza. En este caso, el ancho de la veta es menor que el ancho mínimo de minado, por lo que durante la explotación el tajo correspondiente tiene que ampliarse a este ancho, entonces necesariamente tiene que haber una dilución.

B Bocamina Entrada a una mina.

Bullion Oro o plata refinados y presentados en forma de lingotes o barras.

C Celda de flotación Equipo en donde se efectúa el proceso de flotación de mi¬nerales y que consta de un tanque y un agitador especial. El agitador está montado en un eje hueco para permitir el ingreso del aire.

Celdas de Electro-Deposición Equipo compuesto de un tanque y dos electrodos (ánodo y cátodo) utilizado en la recuperación electrolítica de mentales disueltos en una solución (electrolito). Esto se logra mediante el paso de un flujo de corriente entre los electrodos, causando que los metales se precipiten y depositen en el cátodo.

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Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Introducción a la Minería Chancado

Proceso por el cual el mineral es triturado entre ½ a 1/6 de su tamaño original, en preparación a la siguiente etapa de reducción (segunda o tercera etapa de chancado o circuito de molienda).

Cianuración Método para extraer oro y plata contenidos en minerales o concentrados, disolviéndolos en una solución débil de cianuro de sodio o potasio. En Orcopampa se realiza la cianuración de concentrados gravimétricos altos en oro y plata producidos en la planta concentradora. La cianuración se lleva a cabo en dos maneras: 1.

El concentrado gravimétrico es remolido con agua alcalina y cianuro para luego ser bombeado a los tanques de agitación. Una vez terminada la etapa de cianuración, la pulpa es filtrada y la solución es introducida a las celdas de electro-deposición en donde ambos elementos son recuperados en el cátodo en forma de precipitado. La solución es posteriormente bombea¬da a través de cinco columnas de carbón activado y luego es almacenada en tanques para su posterior reutilización.

2. El concentrado gravimétrico sin remoler se deposita dentro de unas tinas construidas en concreto for-

mando rumas. Cada tina tiene de 60 a 80 toneladas de capacidad. La solución de cianuro es bombeada a la parte superior de la ruma, y percola a través de ella disolviendo a su paso el oro y la plata contenidos en el concentrado. La solución rica es posteriormente bombeado al circuito de electro-deposición y carbón activado para luego ser recirculado de vuelta a la ruma.

Circado Método de explotación donde la veta es muy angosta y se explota selectivamente, de modo que en una primera voladura se extrae el material estéril y luego en una segunda voladura la veta. Generalmente se emplea en el caso de vetas muy delgadas y de alta ley. Se obtiene mineral más limpio (menos diluido) que cuando el mineral y la roca son rotos a un ancho mínimo en la misma voladura.

Cobertura Mecanismo de mercado que permite fijar un precio de venta para determinada cantidad de un producto.

Concentración Proceso mediante el cual las especies mineralógicas con valor económico que se encuentran contenidas en un mineral, son separadas del material no valioso o de desecho, utilizando para tal efecto operaciones unitarias tales como chancado, molienda, flotación, etc.

Concentración gravimétrica Proceso que permite separar partículas de diferentes tamaños, formas y pesos específicos, mediante el uso de la fuerza de gravedad o fuerzas centrífugas. Por ejemplo, un grano de oro se hunde en agua mucho más rápido que un grano de sílice del mismo tamaño debido a que el primero tiene un mayor peso específico.

Concentrado Producto rico en metales obtenido mediante la aplicación de procesos de separación y concentración tales como la flotación. Los metales son «concentrados» a partir del mineral que los contiene y el resto es desechado como relave neutralizado. Posteriormente estos metales son extraídos de los concentrados mediante procesos pirometalúrgicos e hidrometalúrgicos en las fundiciones y refinerías.

Concentrado Bulk Concentrado que contiene más de un metal con valor comer¬cial.

Concentradora Planta industrial en donde se lleva a cabo la concentración de minerales.

Cut-and-Fill Stoping (Corte y Relleno) Método de explotación que involucra extraer un mineral de tajo y luego rellenarlo con material de desecho para proporcionar soporte de las cajas y piso de trabajo. Saber, Saber Hacer, Saber Ser

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Manual del Estudiante Cut-off (Ley Mínima) Contenido mínimo del metal en el mineral para que pueda ser considerado como reservas.

D Depósito de pórfidos de Cobre Depósito de baja ley y gran tonelaje de cobre diseminado en el que los minerales cupríferos se presentan como partículas o venas dentro de un gran volumen de roca.

Doré Mezcla impura y sin refinar de oro metálico y plata. Se produce mediante la fundición de concentrados de oro y plata, arenas o precipitados. Las impurezas típicas incluyen metales no nobles. El doré se refina hasta obtener oro casi puro en una fundición o refinería.

E Ensaye Análisis químico de un mineral, concentrado o metal para deter¬minar la cantidad de especies valiosas. Normalmente las leyes de metales preciosos se dan en onzas por Tonelada Corta o gramos por Tonelada Métrica, mientras que las leyes de metales no preciosos se expresan en porcentaje.

Epitermal Es un término aplicado a depósitos hidrotermales formados a poca profundidad por soluciones ascendentes a temperaturas relativamente bajas.

Escoria Masa vítrea que queda como residuo al fundir un concentrado metálico.

F

Flotación Proceso metalúrgico que permite la separación de las especies valiosas contenidas en un mineral, del material estéril. Para lograr una buena separación, es necesario que estas especies valiosas sean liberadas del material estéril. Esto se logra moliendo el mineral en circuitos de molienda. La separación se realiza en agua formándose una pulpa y en donde las partículas sólidas se mantienen en suspensión por medio de unos agitadores especialmente diseñados para este caso. A la pulpa se agrega una serie de reactivos químicos especiales que causan una condición de hidrofobicidad sobre las partículas valiosas de tal manera que, al introducir aire al sistema, se produce un conjunto de burbujas sobre las cuales se adhieren estas partículas. Las burbujas, a medida que van ascendiendo, se van enriqueciendo de estas partículas hasta que se alcanza la superficie y en donde son posteriormente retiradas. Mientras tanto, las partículas de material estéril no han sido afectadas por los reactivos químicos y permanecerán suspendidas dentro de la pulpa. La flotación se realiza generalmente para la recuperación de metales que se encuentran en el mineral como sulfuros, aunque existen casos donde se usa para la recuperación de especies oxidadas o de nometálicos.

Flotación Bulk Recuperación de todas las especies valiosas (oro, plomo, plata, zinc, cobre, etc.) en un solo producto llamado Concentrado Bulk. En Julcani, se obtiene un concentrado de plata-plomo-oro-cobre, mientras que en Uchucchacua se producen dos tipos de concentrado: un concentrado de plata-plomo (bulk) y otro de zinc.

Flotación diferencial Es el proceso por el que dos o más especies valiosas son recuperadas en concentrados separados. En el caso de

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Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Introducción a la Minería mineral de Plomo-Zinc, el plomo se flota en un concentrado de plomo inhibiendo la flotación de Zinc. Después de que la flotación del plomo ha terminado, el zinc es activado y recuperado en un concentrado separado.

Fundición Proceso piro-metalúrgico para eliminación de las impurezas con las que el metal puede estar químicamente combinado o físicamente mezclado.

G Galería Un túnel subterráneo horizontal hecho junto a, o a lo largo de una estructura mineralizada que permite el acceso tanto para explorarla como para desarrollarla.

Ganga Roca u otro material sin valor dentro del cual se encuentran incluidos los minerales valiosos.

L Lixiviación en Rumas Método por el cual un mineral o concentrado es puesto en rumas y luego es regado, en el caso de cobre, con una solución ácida o, en el caso de oro o plata, con una solución de cianuro. La solución percola a través de la ruma disolviendo las especies valiosas, para luego ser recogida al fondo de la ruma y enviada al circuito de recuperación del metal. El mineral puede ser chancado, si es necesario, para acelerar el proceso.

Membrana de Lixiviación Membrana de material impermeable sobre la cual se coloca la ruma de mineral o concentrado que será lixiviado. La membrana evita que la solución de cianuro escape fuera del proceso.

Ley Cantidad de metal valioso en cada tonelada de mineral. Se expresa en onzas troy por tonelada para los metales preciosos y como porcentaje para otros metales o no metales. En algunas ocasiones, cuando las cantidades son muy pequeñas, la ley se expresa en partes por millón (ppm) o partes por billón (ppb).

Lixiviación Proceso en que un compuesto metálico soluble se extrae del mineral o concentrado disolviéndolo en un solvente. Ver definiciones de Lixiviación Acida, Cianuración y Lixiviación en rumas.

Lixiviación ácida Lixiviación de un mineral o concentrado de mineral con una solución ácida. En el caso de Uchucchacua, Buenaventura lixivia los concentrados de flotación con una solución de ácido sulfúrico para eliminar el sulfuro del manganeso (MnS, también conocido como alabandita). El ion del manganeso reacciona con el ácido para formar sulfato de manganeso que es soluble en agua. La solución que contiene el sulfato del manganeso se trata con cal (óxido de calcio) para formar hidróxido de manganeso, un compuesto insoluble el cual es eventualmente elimidado de la solución resultante. El ion de azufre (S) reacciona con el ácido para formar gas de ácido sulfhídrico, el cual es mezclado con soda cáustica producir sulfuro de sodio, un producto comercial que es vendido por la Compañía.

Lixiviación en Tina Ver definición de Cianuración.

M Material Estéril Material sin valor económico que cubre o es adyacente a un depósito de mineral y que debe ser removido antes de extraer el mineral. Saber, Saber Hacer, Saber Ser

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Manual del Estudiante

Mina de tajo abierto Depósito mineral en que su explotación se hace mediante una excavación en superficie. La geometría de dicha excavación puede variar con las características del depósito.

Mineral económico Material que contiene uno o más minerales o metales, cuyo valor es mayor que todos los costos necesarios para su extracción y tratamiento.

Mineralización Roca o ganga que contiene unas cantidades indeterminadas de minerales o metales.

Molienda Etapa del proceso de concentración que consiste en reducir el mineral a un tamaño comparable al polvo. La molienda ayuda a liberar las especies minerales valiosas de la ganga, previo a la etapa de flotación.

Molino Máquina usada en la molienda de minerales.

Molino de Bolas Un cilindro que usa bolas de acero como medio molienda. El molino es usado para moler el mineral tan fino como sea posible, para lograr la liberación de las especies valiosas.

O Onza Onzas troy de una calidad de 999.9 partes por 1,000. Equivale a 31.1034 gramos.

P Precipitado Producto sólido formado dentro de una solución como resultado de una reacción química y que posteriormente es separado de la solución. En el caso de Orcopampa, se le conoce con el nombre de precipitado electrolítico al producto de oro y plata que se obtiene en las celdas de electrodeposición.

Proceso Merrill-Crowe Proceso de recuperación del oro que se encuentra disuelto en la solución rica. El proceso comprende tres etapas: La primera una etapa de clarificación para eliminar cualquier partícula sólida que se encuentre suspendida en la solución. La segunda etapa consiste en desoxigenación de la solución mediante el uso de bombas de vacío. Finalmente la tercera etapa consiste en la precipitación del oro con polvo de zinc metálico en donde el zinc reemplaza al oro que se encuentra en solución. El proceso finaliza con el filtrado de la solución para la obtención de un concentrado rico en oro.

Pulpa Un fluido que contiene sólidos finos suspendidos en un líquido (generalmente agua).

R Rampa Túnel subterráneo inclinado que permite el acceso, ya sea por exploración o para conectar entre los niveles de una mina.

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Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Introducción a la Minería

Refinación Es la etapa final de purificación de productos metálicos y en donde las impurezas son removidas del metal fundido introduciendo aire y fundentes. Las impurezas son eliminadas como parte de los gases o de la escoria. Por ejemplo, el refinamiento concentrados de plomo-plata, produce plata y plomo de más de 99.9 % de pureza.

Relave Material de desecho de una planta concentradora después de que los metales valiosos han sido recuperados.

Relleno Material estéril que sirve para rellenar las excavaciones de explotación.

Reservas Parte de un depósito mineral que puede ser económica y legalmente extraído o producido en el momento de la determinación de su estimación como tal.

Reservas Probables Reservas en los que existe algún riesgo de discontinuidad de la mineralización pero que tienen suficientes indicaciones para asumir la continuidad del mineral. El tonelaje y ley estimados se obtienen a partir de la información similar a la usada para calcular reservas probadas, con la diferencia de que los lugares de inspección y muestreo están alejados. El grado de certeza, aunque menor que para las reservas probadas, es suficiente¬mente alto para asumir la continuidad del mineral.

Reservas probadas Son aquellas en las que virtualmente no hay riesgo de discon¬tinuidad del mineral. En estas (1) el tonelaje se computa en base a informaciones reveladas en las labores subterráneas, afloramientos, trincheras o el taladros exploratorios, y sus leyes son calculadas a partir del muestreo detallado, y (2) los lugares de la inspección, muestreo y medida están cerca uno de otro y carácter geológico está tan bien definido que el tamaño, forma, profundidad y volumen de las reservas de mineral pueden ser bien establecidos.

S Solución Rica Solución de cianuro cargada con plata y oro producto de la cianuración de concentrados o minerales con plata y oro. La solución rica es luego enviada al circuito de precipitación de plata y oro.

Stoping El acto de minar o explotar una mina subterránea, sobre o debajo de un nivel, en una serie de pasos.

Sub-level stoping Método de minado en que el mineral se explota desde diferentes niveles de trabajo (tajos), desde un extremo del tajo hacia el otro.

T Tajo Area activa en una mina subterránea y a cielo abierto del que se extrae el mineral económico.

TC Iniciales de Tonelada Corta y equivalente a 2,000 libras.

TCS Tonelada Corta Seca. Cuando se usa con respecto a concentrados, excluye el agua contenida en el concentrado. Saber, Saber Hacer, Saber Ser

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Manual del Estudiante TM Iniciales de Tonelada Métrica, equivalente a 1.10231 toneladas cortas.

TMH Tonelada Métrica Húmeda, cuando está referida a concentrados, no excluye el contenido de agua en el concentrado.

TMS Tonelada Métrica Seca. Cuando se usa con respecto a con¬centrados, excluye el agua contenida en el concentrado.

V Veta Estructura tabular mineralizada, de bordes claramente defini¬dos que lo separan de la roca estéril llamada roca de caja.

Voladura El procedimiento usado para romper el mineral, que consiste en perforar taladros para introducir la carga explosiva y el detonador que activa al explosivo el cual origina la voladura de la roca.

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Saber, Saber Hacer, Saber Ser

CAPÍTULO

VI

ETAPAS DEL PROCESO PRODUCTIVO

1 FUNDAMENTOS DE PROSPECCIÓN Y EXPLORACIÓN Los rasgos en la superficie de un depósito mineral son generalmente muy diferentes a los rasgos que pueda presentar a distintas profundidades. En superficie encontramos guías, rara vez el depósito se presenta en la superficie con las mismas características que tiene en profundidad. Generalmente en superficie ven los remanentes alterados del yacimiento (depósito), pero al menos los vemos, debajo de la superficie no vemos nada.

2 DEFINICIOPNES DE CATEO, PROSPECCIÓN Y EXPLORACIÓN 2.1 DEFINICIONES LEGALES:

Ley General de Minería – Título Preliminar Son actividades de la industria minera, las siguientes: cateo, prospección, exploración, explotación, labor general, beneficio, comercialización y transporte minero. La calificación de las actividades mineras corresponde al Estado. El Estado o los particulares para ejercer las actividades antes señaladas deberán dar cumplimiento a las disposiciones establecidas en la presente Ley. El ejercicio de las actividades mineras, excepto el cateo, la prospección y la comercialización, se realiza exclusivamente bajo el sistema de concesiones, al que se accede bajo procedimientos que son de orden público. Las concesiones se otorgan tanto para la acción empresarial del Estado, cuanto de los particulares, sin distinción ni privilegio alguno. Cateo y prospección

Artículo 1ro. El cateo es la acción conducente a poner en evidencia indicios de mineralización por medio de labores mineras elementales. La prospección es la investigación conducente a determinar áreas de posible mineralización, por medio de indicaciones químicas y físicas, medidas con instrumentos y técnicas de precisión. Artículo 2do. El cateo y la prospección son libres en todo el territorio nacional. Estas actividades no podrán efectuarse por terceros en áreas donde existan concesiones mineras, áreas de no admisión de denuncios y terrenos cercados o cultivados, salvo previo permiso escrito de su titular o propietario, según sea el caso. Es prohibido el cateo y la prospección en zonas urbanas o de expansión urbana, en zonas reservadas para la defensa nacional, en zonas arqueológicas y sobre bienes de uso público; salvo autorización previa de la entidad competente.

Concesiones Mineras Artículo 8vo. La exploración es la actividad minera tendiente a demostrar las dimensiones, posición, características mineralógicas, reservas y valores de los yacimiento minerales. La explotación es la actividad de extracción de los minerales contenidos en un yacimiento.Desarrollo es la operación que se realiza para hacer posible la explotación del mineral contenido en un yacimiento. Saber, Saber Hacer, Saber Ser

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Definiciones Técnicas. Exploración, según el Dictionary of Geological Terms, (BATES &. JACKSON, 1984) es la búsqueda de depósitos de minerales útiles o de combustibles fósiles. Este diccionario no distingue entre exploración y prospección. El término ‘minerales útiles’ se refiere a minerales económicamente valiosos. En general se diferencia la exploración de la prospección, en su objetivo. La prospección es el reconocimiento general de un yacimiento mineral, la exploración está enfocada en un reconocimiento detallado del depósito mineral. La Ley de Corte, (Cuttoff grade) para un elemento es el límite inferior en Ley, bajo el cual su explotación arrojaría valor negativo, mejor dicho debajo esa Ley no es económica su explotación, en consecuencia no es mena. (mena es el mineral que se puede explotar económicamente)

Clasificación minerales económicos En la prospección, una clasificación de los depósitos minerales es indispensable. Existen varios criterios para clasificarlos. La siguiente clasificación se basa en aspectos genéticos (su origen o formación) y en criterios económicos, suponiendo un origen magmático de los minerales. Se distinguen: • Depósitos de minerales primarios, generados directamente por el magma. • Depósitos minerales secundarios, formados por procesos de: alteración, meteorización química y mecánica. • Depósitos minerales metamórficos, que se deben a un proceso de metamorfismo. Menas metálicas incluyen

• • • •

Menas de metales ferrosos como hierro, manganeso, molibdeno, wolframio. Metales básicos como cobre, plomo, cinc, estaño. Metales preciosos como oro, plata, platino, rodio. Metales radioactivos como uranio, torio, radio.

La prospección y la exploración como fases en la vida de una mina Se puede comparar las etat1as de trabajo en una mina con las fases en la vida de una mina. Se distingue cuatro fases: Prospección 2. Exploración 3. Desarrollo 1.

4. Explotación

La exploración y la prospección son fases estrechamente ligadas y a veces se las combinan, a menudo los geólogos se ocupan de ellas. El desarrollo y la explotación Son las fases, que en general los ingenieros de minas realizan. OBJETIVOS DE PROSPECCIÓN Y EXPLORACIÓN El primer objetivo de la prospección es localizar una anomalía geológica que sugiera la existencia de un depósito mineral. El objetivo de la exploración es definir, delimitar y establecer el tipo de yacimiento y el volumen de sus recursos. La prospección delimita un blanco para la exploración. Reduciéndose el área original a una mucho más pequeña. Comúnmente las áreas se disminuyen de 2500 - 250.000 km2 en la primera fase a 2,5 - 125km2 en la segunda fase y la tercera fase (concluida la exploración) a 0,25 - 50km2 en la última fase (BAILL Y, 1966). La anomalía sugiere ya un determinado tipo de yacimiento. Para esto: es indispensable una gran experiencia de los diferentes tipos de mineralización para cada uno de los metales importantes.

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Introducción a la Minería

3 METODOS DE EXPLORACIÓN 3.1 EL MÉTODO GEOLÓGICO.- (RECONOCIMIENTO GEOLÓGICO) Es un método directo de prospección o reconocimiento del terreno, en base a la observación directa, de un geólogo o de un cateador. El cateo o Prospección Geológica o Reconocimiento Geológico, depende entonces de la observación directa, de mareo geológico preliminar del terreno. Este reconocimiento o prospección Geológica detecta anomalías, (como se dijo antes) y trata de interpretar sus posibilidades. Se efectúan mapeo geológico preliminar, y se toman muestras para análisis geoquímicos, se estudian las rocas y su alteración, para lo cual se hacen trincheras o catas. También se correlacionan estos datos con los yacimientos conocidos de la región y de otras partes, y los datos estructurales obtenidos en terreno. 3.2 EXPLORACIÓN GEOLÓGICA La Exploración Geológica, en cambio comprende estudios geológicos detallados y muestreos sistemáticos de toda la zona, la interpretación avanzada de la geología y mineralización regional. Se aplican los métodos geofísicos para inferir las características del yacimiento en profundidad. Verificada la anomalía exhaustivamente, se inician trabajos de perforación diamantina y/o labores subterráneas para conocer en vivo el yacimiento en profundidad. Las perforaciones, en número y profundidad son suficientes para delimitar claramente el ya c i m i e n t o y establecer las leyes y el volumen del mismo. En el caso de Antamina se perforaron 120,000 metros. (a $ 90/metro). 3.3 SENSORES REMOTOS (REMOTE SENSING) A través de sensores remotos se obtiene, percibe o se observa desde un gran distancia el terreno. Desde un avión o un satélite. El avión lleva cámaras fotográficas y antenas de Radar, y sensores de todo tipo. El satélite igualmente, lleva cámaras y/o radar. Saber, Saber Hacer, Saber Ser

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Las fotografías de avión o satélite, captan la luz reflejada, en las longitudes de onda del espectro desde la ultravioleta del espectro electromagnético hasta la región extrema opuesta. Y producen Fotos e Imágenes. Obviamente las cámaras pueden ser con rollo fotográfico o digitales (sin rollo) que almacenan cada foto en una computadora. Los satélites toman las fotos digitales o las imágenes de radar y las transmiten a la estación de tierra. Los aviones hacen lo mismo pero todavía usan fotos con rollo (papel fotográfico), pues tienen que bajar de todas maneras, mientras los satélites se quedan en órbita muchos años. La aerofotografía se desarrolló mucho con la II Guerra Mundial, Para levantar planos de áreas remotas, desconocidas. Se comenzaron a aplicar en el Perú en la década del 50, por el Instituto Geográfico del Perú y el Servicio Aerofotográfico de la Fuerza Aérea. Para lo mismo Levantar Planos.

3.4 MÉTODO GEOQUÍMICO El método geoquímico es un método indirecto de prospección y se ocupa de la determinación de la distribución y de la abundancia de ciertos elementos como los elementos indicadores y los elementos exploradores relacionados con un depósito mineral. Una anomalía geoquímica se refiere a una variación en la abundancia de un elemento en comparación a su abundancia normal en un área definida. Una anomalía geoquímica puede ser relacionada o no con un depósito mineral. Para un reconocimiento geoquímico general se toman las muestras a través de una red de muestreo irregular o de espaciamiento grande y analizan muestras de sedimentos de ríos, de suelos y de rocas, en casos especiales se trabajan con muestras de vapor, vegetación y agua.

Elemento indicador o trazador, elemento explorador Elemento indicador, indicador directo o elemento blanco (“target element”) se refiere a uno de los elementos principales del depósito mineral, que se espera encontrar. Elemento explorador o elemento trazador (“pathfinder element”) se refiere a un elemento asociado con el depósito mineral, pero que puede ser detectado más fácilmente en comparación al elemento blanco, que puede ser dispersado ‘en un área más extendida y que no está acompañado por tanto ruido de fondo en comparación al elemento blanco. La selección de un elemento explorador requiere un modelo del depósito mineral, que se espera descubrir. Arsénico (As) por ejemplo puede presentar un elemento explorador para la búsqueda de cobre (Cu) en: un depósito macizo de sulfuros, pero no es un elemento explorador para cada tipo de depósito de cobre. La Geoquímica es una ciencia joven que sencillamente se encarga del estudio del comportamiento en la tierra de los elementos constutuyentes de la naturaleza que nos rodea.

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Introducción a la Minería

3.5 MÉTODOS GEOFÍSICOS: Los métodos geofísicos son métodos indirectos de prospección o exploración respectivamente. Con estos métodos se identifica una anomalía geofísica. El término anomalía geofísica se refiere a una propiedad física de la tierra, que en un lugar definido difiere apreciadamente con respecto a su valor común o normal. En un caso favorable una anomalía geofísica corresponde a un depósito mineral.

Sismología El termino se deriva del griego ‘seismos’ significa terremoto. La sismología se ocupa del estudio de terremotos, sismos, temblores y de otras vibraciones producidas natural o artificialmente en la Tierra. en la luna y en otras planetas. En nuestro caso, que es la geología de exploración, la sismología se encarga del estudio de las capas de rocas que forman la estructura interna superior de la Tierra. 3.6 MÉTODO MAGNÉTICO:

Historia La ciencia del magnetismo se inició en el año 1600. WilIiam Gilbert nacido en 1544 (fallecido en 1603) publicó el libro ‘De Magnete’, que es una compilación de todos los conocimientos existentes en el siglo 16 acerca del magnetismo. Gilbert estableció el concepto de un campo geomagnético general con una orientación definida en cada lugar de la superficie terrestre. A fines del siglo 16 la observación de anomalías locales en la orientación del campo geomagnético fue empleada en la prospección de minerales férricos. En 1870 Thalen y Tiberg construyeron un magnetómetro para determinaciones relativas, rápidas y exactas de las intensidades horizontal y vertical de la declinación por medio de los métodos del seno y de la tangente.

Aplicaciones El método magnético es el método geofísico de prospección más antiguo aplicable en la prospección petrolífera, en las exploraciones mineras y de artefacto arqueológicos. Aún no siempre con éxito se lo aplica en el levantamiento de la topografía del basamento, que puede influir la estructura de los sedimentos superpuestos. En las exploraciones mineras se aplica el método magnético en la búsqueda directa de minerales magnéticos y en la búsqueda de minerales no magnéticos asociados con los minerales, que ejercen un efecto magnético mensurable en la superficie terrestre.

Gravimetría El método gravimétrico hace uso de campos de potencial natural igual al método magnético y a algunos métodos eléctricos, El campo de potencial natural observado se compone de los contribuyentes de las formaciones geológicas, que construyen la corteza terrestre hasta cierta

Sector de mayor gravitación

profundidad determinada por el alcance del método gravimétrico (o magnético respectivamente). Generalmente no se puede distinguir con el método una formación o una estructura geológica, de otras formaciones o estructuras geológicas, solo en casos especiales se puede lograr una separación de los efectos causados por una formación o estructura geológica individual.

Estratos normales

Prospección y gravimetría Saber, Saber Hacer, Saber Ser

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NOTAS:

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VII

CAPÍTULO

CICLOS BÁSICOS DE LAS OPERACIONES MINERAS

1 GENERALIDADES a. Planeamiento b. Perforación c.

carguío de explosivos y voladura

d. ventilación e. acondicionar techo, frente y lados

carga y transporte de material volado g. sostenimiento y acondicionar instalaciones h. colocar puntos de dirección y gradiente f.

i.

muestro geológico.

El Perú es un país eminentemente minero, da trabajo a muchos miles de peruanos y deriva ocupación a otros miles que se dedican a la industria, al comercio y al transporte. En el antiguo Perú la minería, no obstante ser incipiente y rudimentaria, alcanzó sorprendentes y aún desconocidos procedimientos de fusión y laminados de metales. La explotación del oro y la plata ocuparon las preferencias de entonces. En la colonia la minería se concretó a la explotación del oro, la plata y el azogue y en escala menor el cobre, el estaño y el plomo. En la república la minería fue recobrándose y pronto alcanzó nuevos impulsos que revisten particular trascendencia con la fundación de la escuela de ingenieros en 1876. Tras muchos años de esfuerzo es la fuente que genera más del 50% de exportaciones y ofrece ocupación a miles de peruanos.

Minería Subterranea

Minería Superficial

1.

Planeamiento: Trabajo del Departamento de Proyectos en Coordinación con los Departamentos de Ingenie-

2.

Perforación: De acuerdo a los trabajos determinados y ubicados por el Departamento de Ingeniería.

ría y Geología.

3. Voladura: Después de haber realizado el carguío de los explosivos en cada taladro y haber cumplido con las

instrucciones de volumen de carga por taladro y secuencia de disparo.

4.

Ventilación: Periodo de tiempo determinado para garantiza la evacuación de gases tóxicos producto de la detonación de los explosivos, en túneles y labores subterráneas con mayor énfasis que en canteras y open pit. Saber, Saber Hacer, Saber Ser

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Manual del Estudiante 5.

Acondicionar techo, frente y lados: En las labores subterráneas, regar el techo, frente y lados con el fin

de descubrir planchones, tiros cortados, así como la carga de material volado para evitar el polvo. Desatar con la barretilla todos los planchones. Recoger los restos de explosivos y retirarlos fuera del lugar de trabajo. Disparar los tiros cortados, siguiendo los procedimientos establecidos por el departamento de seguridad. Acondicionar el piso, colocar y asegurar los andamios y cuadros con puntales en el caso de chimeneas, así como colocar las instalaciones de agua. Aire y líneas de trole y carril para el caso de galerías y frontones.

6.

Carga y transporte del material volado: Con el uso combinado de cargadores y vagones de transporte

7.

Sostenimiento y acondicionamiento de las instalaciones: Una vez que se ha terminado con la ope-

8.

Colocar puntos de dirección y gradiente: Para el caso de labores subterráneas es necesario que el de-

camiones de perfil bajo o camiones especiales para el caso de open pit se limpia todo el material volado.

ración de limpieza se determina la necesidad de poner sostenimiento con pernos de anclaje, arcos de acero o shortcrete; en el caso de operaciones de open pit se deberá asegurar el talud del banco, así como el piso del banco inferior.

partamento de Ingeniería coloque los puntos de dirección y la gradiente respectiva; para el caso de las operaciones de open pit se realizarán los trazos de los taladros a perforar.

Punto de dirección y punto gradiente 9.

Muestreo geológico: El departamento de geología realizará el muestreo por canales de las aberturas re-

cientemente realizadas; para el caso de las operaciones de open pit este muestreo se realiza en dos fases; 1. Colectando el material producto de cada taladro y después el muestreo de la carga producto de la voladura para indicar de que se trata, o es mineral de baja ley o es mineral de alta ley o es desmonte. Métodos de Muestreo

Muestreo por canales.- Este método consiste en cortar una ranura rectangular a traves de toda la estructura mineralizada, para obtener una muestra de un determinado peso de acuerdo a la longitud del canal. Se aplica comunmente en el muestreo de vetas, mantos y cuerpos mineralizados controlados estructuralmente, principalmente en labores mineras subterráneas. También se usa en el muestreo superficial, para los bancos de los tajos abiertos (cuerpos mineralizados), placeres auriferos y en alforamientos de estructuras laborales.

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CAPÍTULO

VIII

LA PERFORACIÓN

1 GENERALIDADES La perforación es la primera operación en la preparación de una voladura. Su propósito es el de abrir en la roca huecos cilíndricos destinados a alojar al explosivo y sus accesorios iniciadores, denominados taladros, barrenos, hoyos o blast holes. Se basa en principios mecánicos de percusión y rotación, cuyos efectos de golpe y fricción producen el astillamiento y trituración de la roca en un área equivalente al diámetro de la broca y hasta una profundidad dada por la longitud del barreno utilizado. La eficiencia en perforación consiste en lograr la máxima penetración al menor costo. La perforación es la acción de agujerear una roca. Ya sea que se realice a mano o con una máquina, se basa en el mismo principio, que consiste en el uso de un barreno con punta cortante que al ser golpeado en el otro extremo y girado en forma alternativa entre cada golpe, originaría cortes en la roca en diferentes posiciones . el resultado será la perforación de un taladro con diámetro igual al diámetro máximo de la punta cortante. El detritus proveniente de la trituración de la roca deberá ser removido gradualmente del fondo del taladro, para evitar la remolienda que dificultará la rotación del barreno y originará el atascamiento del barreno dentro del taladro (barreno plantado) En la perforación a mano, la remoción de los detritus SE REALIZA MEDIANTE UNA “CUCHARA”. Como el avance la perforación es lenta, no significa problema alguno como es el caso cuando se perfora con máquinas perforadoras, las que usan agua para este fin y en ciertos tipos de rocas es necesario complementarlo con el aire (“soplado”). En perforaciones subterráneas, el uso de agua es obligatorio, para eliminar el polvo que se origina en la perforación y que puede contener sílice que es altamente perjudicial para la salud, produciendo la silicosis (enfermedad incurable).

2 LA PERFORACIÓN SE EFECTUA POR LOS SIGUIENTES MEDIOS

• • •

Percusión, con efecto de golpe y corte como el de un cincel y martillo. Ejemplo, el proporcionado por los martillos neumáticos y rompe pavimentos. Percusión/rotación, con efecto de golpe, corte y giro, como el producido por las perforadoras neumáticas comunes, trackdrills, jumbos hidráulicos. Rotación con efecto de corte por fricción y rayado con material muy duro (desgaste de la roca, sin golpe), como el producido por las perforadoras diamantinas para exploración.

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

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Manual del Estudiante

•

Fusión (jet piercing) mediante un dardo de llama que funde roca y mineral extremadamente duro como la taconita (hierro), método aplicado en algunos yacimientos de hierro de Norteamérica.

3 EVOLUCIÓN DE LA TÉCNICA DE PERFORACIÓN Desde la Edad de Piedra, el hombre buscó la forma de realizar trabajos de excavación usando guijarros como barrenos y martillos. Cuando el hombre dominó el hierro, preparó barrenos con punta forjada y martillos o combos para hacer la “perforación a pulso” y que aún hoy se usa en minas informales. Con este sistema se requiere de mucho esfuerzo humano para perforar pocos metros.

Se empezó a perforar con herramientas muy primitivas

Se siguió después con la perforación a pulso.

Luego con aire comprimido

4 EQUIPOS DE PERFORACIÓN En la actualidad se emplean tres ripos de máquinas perforadoras: 1.

MANUALES: De percusión con aire comprimido, para huevos pequeños (25 a 50 mm de diámetro), para trabajo horizontal o al piso (pick hammer) o para huecos verticales al techo (stopers).

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Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Introducción a la Minería 2. MECANIZADAS:

De percusión y de rotopercusión, montadas en chasis sobre ruedas y orugas. Para huevos hasta 150 mm (6” de diámetro) y 20 m de profundidad. Ejemplo: los wagondrill, track drill y jumbos neumáticos o hidráulicos, que emplean barrenos acoplables con brocas intercambiables. 3. MECANIZADA ROTATORIA:

Generalmente de grandes dimensiones para uso en tajos abiertos, montadas sobre camión o sobre orugas con traslación propia. Un equipo normal de perforación está compuesto por: –– Perforadora o martillo –– Soporte y carro portador –– Compresora y bombas hidráulicas. –– Brocas y barrenos. –– Accesorios (mangueras, aceitadoras, etc)

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NOTAS:

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CAPÍTULO

IX

VOLADURA

1 GENERALIDADES De acuerdo a los criterios de la mecánica de rotura, la voladura es un proceso tridimensional, en el cual las presiones generadas por explosivos confinados dentro de taladros perforados en la roca, originan una zona de alta concentración de energía que produce dos efectos dinámicos: fragmentación y desplazamiento. El primero se refiere al tamaño de los fragmentos producidos, a su distribución y porcentajes por tamaños, mientras que el segundo se refiere al movimiento de la masa de roca triturada. Una adecuada fragmentación es importante para facilitar la remoción y transporte del material volado y está en relación directa con el uso al que se destinará este material, lo que calificará a la “mejor” fragmentación. Así, en la explotación de minerales se busca preferentemente fragmentación menuda, que facilita los procesos posteriores de reducción de tamaño en las plantas metalúrgicas. Existe una serie de factores o variables que intervienen directa o indirectamente en la voladura, que son mutuamente dependientes o que están relacionados uno u otro; unos son controlables y otros no. son controlables, por ejemplo, las variables de diseño, de perforación o del explosivo a emplear, mientras que no podemos modificar la geología o las características de la roca.

2 CAMPOS DE APLICACIÓN DE LA VOLADURA Los explosivos industriales se emplean en dos tipos de voladuras subterráneas y de superficie:

Los trabajos subterráneos comprenden: túneles viales e hidráulicos, excavaciones para hidroeléctricas y de almacenamiento, galerías y desarrollos de explotación minera, piques, chimeneas, rampas y tajeos de producción. Son efectuados con el empleo mayoritario de dinamitas y emulsiones encartuchadas de diferentes grados de fuerza y resistencia al agua, con agentes de voladura granulares, secos como ANFO y Examon cargados neumáticamente y eventualmente emulsiones puras sensibles a granel, cargadas por bombeo.

LOS TRABAJOS DE SUPERFICIE COMPRENDEN: apertura de carreteras, canales, canteras de material para la construcción, cimentaciones, demoliciones y minas a tajo abierto, los que son efectuados con dinamitas y emulsiones de pequeño a mediano diámetro, en los tajos abiertos tienen empleo mayoritario el ANFO a granel, ANFO pesado, Slurries emulsiones.

3 ALGUNOS CONCEPTOS IMPORTANTES TRAZO: Por trazo se entiende a un conjunto de taladros que se perforan en un frente y que tienen una ubicación, dirección, inclinación y profundidad determinadas. El trazo se hace con el objeto de: Reducir los gastos de perforación y cantidad de explosivos 2. Obtener un buen avance 3. Mantener al tamaño o sección de la labor uniforme. 1.

CORTE: Es la abertura que se forma primero en un frente mediante algunos taladros que ocupan generalmente la parte central del trazo, que tienen una disposición especial y son lo que hacen explosión primero. El objetivo de hacerse en primer lugar el corte, es formar una segunda cara libre, a fin de que la acción del resto de los taladros del trazo sea sobre más de una cara libre, con lo que se conseguirá una gran economía en el número de taladros perforados y en la cantidad de explosivos. Saber, Saber Hacer, Saber Ser

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Manual del Estudiante EXPLOSIVOS: Los materiales explosivos son compuestos o mezclas de sustancias en estado sólido, líquido o que por medio de reacciones químicas de óxido - reducción, son capaces de transformarse en un tiempo muy breve, del orden de una fracción de microsegundo, en productos gaseosos y condensados, cuyo volumen inicial se convierte en una masa gaseosa que llega a alcanzar muy altas temperaturas y en consecuencia muy elevadas presiones. Estos fenómenos son aprovechados para realizar trabajo mecánico aplicado para el rompimiento de materiales pétreos, en lo que constituye la técnica de voladura de rocas. Los explosivos constituyen una herramienta básica para la explotación minera y para obras de ingeniería civil.

EXPLOSIÓN: La explosión, por su parte, es un fenómeno de naturaleza física, resultado de una liberación de energía tan rápida que se considera instantánea. La explosión es un efecto y no una causa.

Fallas en la explosión .Las fallas que se producen en la explosión de los taladros originan una pérdida de dinero y de tiempo y aumentan los riesgos de accidentes: por estos motivos es necesario evitarlos en lo posible.

TIROS SOPLADOS: Son aquellos que, aún cuando han explosionado, no han producido los efectos de voladura deseados, produciéndose en el mejor de los casos un “bombeo” del taladro.

TIROS CORTADOS: Son aquellos en los que la carga explosiva del taladro no ha llegado a explosionar, no obstante que la guía haya llegado a consumirse e inclusive que haya explotado el fulminante.

TIROS PREMATUROS: Se llaman tiros prematuros a aquellos taladros donde la explosión ocurre mucho antes de lo indicado por la longitud de la guía. Se pueden producir al arder la dinamita por las chispas que salen de una guía deteriorada o por la explosión del cebo al rozar el fulminante mal colocado contra las paredes del taladro; en este caso el tiro prematuro dará lugar, sin duda, a un accidente fatal.

TIROS RETARDADOS: Son aquellos en que la explosión ocurre mucho después de lo indicado por la longitud de la guía. Se producen al quemarse la dinamita y los gases de la combustión se acumulan dentro del taladro, por el tacto de arcilla que nos deja escapar. También puede ser que el fulminante llegue a estallar, al último, cuando el calor de la combustión de la dinamita lo alcanza.

TIROS QUEMADOS: Son aquellos en que la dinamita ha ardido pudiendo luego explosionar los restos o la parte que no ha ardido. La causa del incendio de la dinamita puede ser por el chisporroteo de la guía que se ha doblado, o también por haberse salido la guía cebada del cartucho cebo y hacer explosión sin producir la detonación del resto de la dinamita, pero sí, el incendio. SEGURIDAD EN EL MANEJO DE EXPLOSIVOS: Es muy importante evitar tiros prematuros, pues estos no avisan ni dan tiempo a escapar. No correr riesgos innecesarios ni permitir que otros los corran por ignorancia, desconocimiento del disparo o incluso machismo, razón por la que es de primera importancia montar un eficiente sistema de vigilancia para alertar a las personas ajenas y evitar que se acerquen al área de voladura en el momento del disparo.

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Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Introducción a la Minería

La malla del fondo debe de ser igual a la malla del frente Saber, Saber Hacer, Saber Ser

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Manual del Estudiante

Denominación de los taladros

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Saber, Saber Hacer, Saber Ser

CAPÍTULO

X

ACARREO DE MATERIALES

1 EL TRANSPORTE Es el manipuleo de los materiales volados o disparados desde los frentes de trabajo a los depósitos respectivos (canchas de desmonte, rellano de tajeos, tolvas de gruesos de las plantas procesadoras, canchas de lixiviación, etc.)

2 WINCHE Y RASTRILLO En los tajeos de explotación para transportar el mineral a los echaderos o chutes de extracción.

3 PALAS ELÉCTRICAS O NEUMÁTICAS También llamados cargadores de bajo perfil que pueden reemplazar a los winches y rastrillos como también pueden trabajar en combinación con locomotoras y carros o camiones de bajo perfil.

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

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Manual del Estudiante 4 TRANSPORTE MASIVO Que puede realizarse con locomotoras y vagones o carros mineros (a través de rieles y con línea de troley o a batería), camiones de bajo perfil y finalmente por fajas transportadoras. Últimamente también se usan tuberías como mineroductos. En Open Pit, con cargadores o palas y camiones de gran capacidad.

5 CARGA Y TRANSPORTE La carga de mineral volado en una mina siempre conectada con algún medio de sac-arlo del punto de recogida. La carga y el transporte se pueden integrar en una unidad mecánica o ser separada en una unidad clara de carga y un sistema de transporte independiente.

6 TRANSPORTE SOBRE CARRILES El sistema separado “cargadora - transporte”, es común para transportes más largos en minas. Muchas minas tienen un sistema de acarreo sobre carriles para llevar el mineral al pozo de elevación, con locomotoras que tiran vagonetas. Las vagonetas pueden ser cargadas por gravedad, por extracción o de pasos instalados a lo largo de las galerías. Las vagonetas pueden ser llenadas también por palas cargadoras de cabeza, que funcionan sobre carriles. La pala cargadora de cabeza se usa principalmente para desembocar en galerías de preparación, pero es también una máquina eficaz para la carga transversal de pozos de evacuación. La cargadora funciona en galerías transversales en perpendicular a la galería de acarreo. La cargadora se desliza hacia delante y hacia atrás recogiendo mineral en pozo de evacuación y cargando vagonetas por el lado. Cuando se ha llenado una vagoneta, la locomotora tira el tren hacia delante para que se coloque la próxima vagoneta vacía detrás de la cargadora. Los carriles son buenos para el transporte de mineral a largas distancias, pero poco flexibles y de poca compatibilidad con el transporte de materiales con máquinas sobre ruedas de goma. Los carriles son por esto, un obstáculo más que un servicio para las minas que están cambiando a equipos de ruedas de goma. Al igual que los sistemas de transporte urbano en las grandes ciudades, que dependían antes de tranvías, podemos predecir que las minas subterráneas abandonaran sus carriles y usarán un sistema más flexible con vehículos móviles. Hoy se usan camiones pesados para el transporte subterráneo de minerales en un número de operaciones de minería. El transporte sobre carriles es común en minas de explotación desde antes de los años 1970.

7 TRANSPORTE CARGA - ACARREO - DESCARGA La cargadora LHD sirve de mejor ejemplo de la integración de la carga y el transporte. La cargadora LHD está diseñada para recoger una caga completa y llevarla a punto de descarga a una distancia de unos cientos de metros. El rendimiento de la cargadora LHD es directamente proporcional al volumen de su cuchara, y en proporción inversa a la distancia de desplazamiento. Los parámetros relacionados son flexibles para el ingeniero, por ejemplo cuando se decide el espaciamiento de coladeros de mineral. El volumen más grande de cuchara compensará una distancia de transporte más larga manteniendo al mismo tiempo la productividad a un nivel fijado.

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Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Introducción a la Minería

Los sistemas de transporte “carga-acarreo-descarga”, muestran una gama de equipos, desde pequeños a grandes.

8 POZO DE MINAS (PIQUE PRINCIPAL) Es una excavación minera vertical o inclinada que desemboca directamente en la superficie y está destinada a la extracción al descenso y ascenso del personal y los materiales. En el pique van canalizados los cables eléctricos, las tuberías de agua y aire comprimido a través de los piques se efectúa la ventilación de todas las labores subterráneas.

9 CHIMENEAS DE USO ESPECIAL (POZO)

Pique interceptado la veta

Pique fuera de veta

Es la operación de subir por el pique mediante el skip, el mineral transportado de los frentes de trabajo por las galerías a la tolva de mineral. Para trasladarlo a la tolva de gruesos de la Planta Concentradora. Saber, Saber Hacer, Saber Ser

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Manual del Estudiante

10 EXTRACCIÓN POR EL PIQUE DE MINA El pique es equipado con instalaciones de extracción destinadas al destino y subida de personal, equipos y materiales a la extracción del mineral y desmonte Consta de una máquina de extracción con tambores 1 instalada en un edificio 2, dos cables de extracción 3 que enlazan las poleas guías 4, un castillo 5 cm un edificio de superficie 6, y dos jaulas 7 y 8. La instalación de extracción por skip lleva, en lugar de jaulas, baldes de extracción o skips; además se construyen dispositivos para la carga (junto al pique) y descarga (en el castillo)

SOMBREROS TUBERIA DE AGUA Y AIRE

LINEA DE TROLLEY

POSTES DE CUADRO

ECEADERO

ETA

N CU

IA

R LE

LOCOMOTORA

GA

11 DESARROLLO Y EXPLOTACIÓN DE MINA La minería subterránea es la técnica utilizada para recuperar minerales de los yacimientos situados por debajo de la superficie terrestre. Para tal fin, la minería subterránea necesita un sistema de excavaciones que permita llegar a las zonas de minerales contenidos en la roca. Tal tipo de minería exige una planificación cuidadosa y extensiva de tales excavaciones, al objeto de que la misma funcione adecuadamente. Tales excavaciones reciben el nombre de trabajos de desarrollo, que incluyen el pozo que comunica los trabajo subterráneos con la superficie; las galerías que se extienden desde el pozo al yacimiento, y las chimeneas que van a las cámaras. Todas las minas necesitan algunas excavaciones de desarrollo básicas, que incluyen el pozo, la galería de transporte al yacimiento, una estación o sala de bombeo, un tanque de agua, etc. Este desarrollo básico es necesario para facilitar los medios auxiliares que se requieren, con independencia de los que se precisan para la extracción del mineral. La disposición de este desarrollo básico depende del yacimiento, condiciones del terreno y sistema de extracción utilizados. Tales factores, evidentemente, varían de unas minas a otras.

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Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Introducción a la Minería

Producción a ciclo abierto

Terreno de recubrimiento

ventilador

exploración a suelo abierto

pozo de ventilación

coronamiento

nivel auxiliar producción subterranea

subnivel I

pozo principal

camara subnivel II coladero nivel principal

en preparación para producción

coladero chimenea para transporte de personal

deposito de agua

nivel principal muro

techo perforación con testigo

machacadura subterranea buzamiento

galeria de investigación

pozo interior

sala de bombeo aula estación de llenado de a jaula

investigación

yacimiento

coladero para estéril

sumidero

Todos los métodos de minería, requieren esquemas específicos de excavaciones de desarrollo, que se establecen en una fase independiente antes de iniciar la explotación. Saber, Saber Hacer, Saber Ser

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NOTAS:

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Saber, Saber Hacer, Saber Ser

CAPÍTULO

XI

CONTROL Y SOSTENIMIENTO DE ROCAS

1 DESATADO DE ROCAS INTRODUCCIÓN: Las operaciones más peligrosas y que requiere de un trabajo especializado en la minería y excavaciones subterráneas de obras civiles, han sido desde hace mucho tiempo el desatado y el sostenimiento, como modelos de refuerzo para lograr una mayor seguridad en las operaciones unitarias propias de la explotación de minas. El trabajo subterráneo es una de las actividades más riesgosas, debido a las condiciones adversas que existen dentro del subsuelo. La caída de rocas sueltas representa aproximadamente más del 30% de los accidentes incapacitantes y fatales que se vienen registrando año tras año a nivel nacional. Este porcentaje lo consideramos elevado si consideramos que los trabajos en la mina encierran muchas otras posibilidades de accidentes. OBJETIVOS:

•

Debido a que la caída de roca es el tipo de accidentes que está generando mayores pérdidas humanas, debemos centrar nuestra atención en reducir los riesgos asociados a través de la capacitación del personal, supervisores de mando medio, jefes de zona y asistentes.

•

La columna vertebral en el dictado del curso son los conocimientos básicos de la mecánica de rocas.

2 CAUSAS PRINCIPALES DE LOS ACCIDENTES POR CAÍDA DE ROCAS 1.

No conocer o reconocer la consistencia de la roca recientemente se descubrió en el techo y cajas.

2. Falta de inspección o inspección deficiente de las condiciones del techo y las “cajas” lo que no permite detec-

tar a tiempo las rocas sueltas. 3. Deficiente supervisión para controlar este tipo de riesgos. 4. Falta de barretillas y/o falta de instrucción. 5. Falta de sostenimiento o sostenimiento deficiente de las rocas fracturadas, sueltas o alteradas. 6. Espacio abierto dejado un tiempo prolongado sin el soporte necesario o relleno, que amortigüe.

–– Falta de inspección o una inspección deficiente del lugar de trabajo por parte del trabajador, lo que no permite detectar rocas sueltas o cajas muy fracturadas faltos de asegurar. –– Supervisión incompleta, muy a la ligera y rápida que pone el supervisor minero durante la visita a labor, para identificar condiciones y actos inseguros. –– Falta de instrucción deficiente de la labor, debido a que las lámparas mineras se descargan antes de completar la jornada de trabajo, y la labor misma carece de iluminación permanente. –– Falta de sostenimiento y desate de rocas sueltas. –– Incumplimiento de las reglas de seguridad. –– Prolongado tiempo sin sostenimiento necesario de la labor adecuada, en buen estado y de preferencia que sean livianas. –– Orden y Limpieza en la zona de trabajo. –– Antes de efectuar la operación de desate de rocas se deberá colocar debajo un techo seguro y piso firme, observando también las cajas.

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Manual del Estudiante 3 SUGERENCIAS PARA DISMINUIR ACCIDENTES POR CAÍDA DE ROCAS 1.

Reconocimiento geotécnico de la mina y diseño de sostenimiento:

• • • • • •

Clasificar los tipos de macizo rocoso. Definir los soportes recomendados. Diseñar y controlar la voladura de rocas. Establecer estándares específicos a cada mina. Establecer auditorías internas. Actualización y entrenamiento continúo a todo el personal.

2. El desquinchamiento de terrenos suelto se debe cumplir con las siguientes pautas:

• • • • •

Barretillas deben estar al lado del trabajador. Mantener una base limpia y pareja. Mantener una vía de escape despejada. Sondear el terreno meticulosamente. Adelantar desde el terreno bueno al malo.

4 BARRETILLA DE ALUMINIO Hecho de un tubo aluminio cuadrado o redondo con puntas de acero, longitudes típicas de 3 metros (10’) 3,6 metros (12’) y 4,5 metros (15’). La barra de aluminio es más liviana y fácil de manejar que las de acero octagonal. Todos las barretillas deben tener una guarda de seguro, este desvía cualquier material que se deslice hacia el trabajador, evitando que golpee la mano de quien está realizando la operación.

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Introducción a la Minería 5 BARRETILLA DE ACERO Hecho de acero hexagonal u octagonal de 3/4 y 7/8 longitudes típicas de 1.8 metros (6’) y 2 metros (8’). Las barretillas de acero tienen una punta de cincel plano.

EL SOSTENIMIENTO EN LAS MINAS: OBJETIVO

• •

La seguridad de las personas que permanecen en la cavidad Asegurar que la cavidad pueda cumplir la función para la cual fue excavada

El elemento estructural básico es el macizo rocoso perforado.

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NOTAS:

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CAPÍTULO

XII

VENTILACIÓN DE MINAS

1 INTRODUCCIÓN A LA VENTILACIÓN La ventilación en una mina es el proceso continuo de proveer aire fresco a todas las partes de una mina donde hay gente que puede ser requerida para trabajar. Hay cuatro razones principales por las que se debe proveer ventilación en socavones o minas subterráneas: Proveer oxígeno para propósitos de respiración. 2. Para diluir y remover polvo. 3. Para diluir y remover gases nocivos y pestilentes. 1.

La ventilación e una mina tiene el mismo propósito que el del torrente sanguíneo de una persona. El torrente sanguíneo transporta oxígeno a todas las partes del cuerpo y remueve productos de desecho. Igualmente regula la temperatura del cuerpo. La ventilación provee un ambiente laboral seguro y confortable para todas las áreas de la mina en donde hay gente que pueda ser requerida para trabajar.

2 CONCETOS BÁSICOS

• • • • •

Para que el aire fluya debe de haber una diferencia de presión entre dos puntos.

• • •

Se usa energía eléctrica (o energía diesel) para hacer funcionar los ventiladores.

El aire siempre fluye de un punto de alta presión a un punto de baja presión. El aire entra a la mina vía una galería de ventilación y sale de lamina a través de la chimenea de ventilación. Se usan ventiladores para crear una diferencia de presión. El aire fluye a través de túneles creados en el interior hacia zonas abiertas. Se usan estructuras de ventilación para dirigir y controlar el flujo de aire a través de la misma. Cualquier obstáculo en los túneles de ventilación destruye la energía del aire. Aire fresco sin contaminar es llamado aire de admisión y aire caliente contaminado es llamado aire de retorno.

Los sistemas de ventilación son divididos en tres categorías llamadas: 1. Aire viciado

Este el sistema principal desde la chimenea principal de admisión hacia el punto de cierre de una área específica, al igual que el retorno principal desde una área específica hacia e incluyendo la chimenea de ventilación.

Aire fresco

• Puertas Planta

VENTILACIÓN PRIMARIA:

• •

El aire caliente se eleva y por lo tanto es más apropiado introducir aire fresco y frío al punto más bajo de las labores. La ventilación siempre tomará la ruta más corta de resistencia. El volumen del aire circulante es expresado como la cantidad de flujo de aire y esta es medida en metros cúbicos por segundo (m3/seg) o pies cúbicos.

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Manual del Estudiante

2. VENTILACIÓN SECUNDARIA:

AIRE VICIADO

Este el sistema de admisión y retorno de ventilación entre el sistema principal y el presente trabajo.

VENTILACIÓN SECUNDARIA

AIRE LIMPIO

MÉTODOS DE VENTILACIÓN

Superficie

3.

VENTILACIÓN TERCIARIA:

Este es el sistema para ventilar los túneles/labores verticales siendo explotadas (llamadas algunas veces cabeceras). NOTAS IMPORTANTES:

Chimenea de admisión

Por segundo(ft 3/min). La velocidad del flujo de aire es expresada como la velocidad del aire circulante y es medida en metros por segundo (mls) o pies por segundo (ft/s).

(MINAS METALÍFERAS) VENTILACIÓN PRIMARIA: Un ventilador principal en la superficie crea la diferencia de presiones para que el aire fluya a través de la mina. Aire fresco sin contaminar entra a la mina a través de la chimenea de admisión. Este aire pasa a través de la mina y el aire contaminado sale de la mina hacia la atmósfera a través de la chimenea de ventilación

VENTILACIÓN SECUNDARIA: No hay un método específico para la ventilación secundaria. Los métodos difieren de acuerdo al tipo de método de explotación empleado.

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CAPÍTULO

XIII

METODOS DE EXPLOTACIÓN

1 EXPLOTACIÓN POR CÁMARAS Y PILARES

DESCRIPCIÓN: En este tipo de explotaciones el mineral se excava todo cuanto se puede, dejando secciones de mineral como pilares para soportar los hastiales. Las dimensiones de las cámaras y pilares dependerán de la estabilidad del hastial y del mineral en sí mismo, espesor del yacimiento y empuje de la roca. En general, esta técnica ayuda a extraer el mineral de forma exhaustiva y sin establecer peligrosas condiciones de trabajo. Los pilares son generalmente de sección circular, cuadrada, o en forma de largos muros que separan las galerías. El mineral que queda en los pilares puede extraerse en algunas ocasiones mediante el procedimiento de «robado» y como una operación final dentro de la mina, pero en general se considera como no recuperable.

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Manual del Estudiante

2 SUBLEVEL STOPING DESCRIPCIÓN: El realce por subniveles, al igual que la explotación por cámaras y pilares, es un método en el que las cámaras quedan permanentemente vacías una Vez que se ha extraído el mineral. Tales cámaras tienen con frecuencia grandes dimensiones especialmente en altura. El método en sí mismo sólo se utiliza en yacimientos verticales o de fuertes pendientes.

GALERIA DE PERFORACIÓN

SUBNIVEL

TALADRO EN ANILLOS MINERAL

CAMINO

TAJEO

SUBNIVEL

MINERAL DISPARADO

PUNTO DE CARGIO

GALERIA DE TRANSPORTE

VENTANAS DE CARGUIO

3 SHIRINKAJE DESCRIPCIÓN: Con este sistema el mineral se excava en subniveles horizontales, comenzando desde el fondo de la galería y avanzando en sentido ascendente. Parte del mineral fracturado se deja en la cámara, donde se utiliza tanto como plataforma para continuar los trabajos de minería siguientes como para soportar los hastiales.

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Introducción a la Minería

Nivel Superior

venta

Chimenea

Chimenea

Mineral en-Situ

Mineral roto almacenado

Nivel inferior Tolvas Ciclo de preparación y voladura Shrikage Convencional

4 CORTE Y RELLENO DESCRIPCIÓN:

CONVOY DE RELLENO COMPARTIMIENTO DE RELLENO

COMPARTIMIENTO DE ACCESO

PERFORACIÓN

TRONADURA

SCRAPER CHIMENEAS DE EVALUACIÓN Y SERVICIOS

PLATAFORMA EVITAR LA DILUSIÓN

RELLENO

PILARES DE CONCRETO

PILAR NATURAL CARGIO Y TRANSPORTE

Con este sistema el mineral se excava en subniveles horizontales, comenzando desde el fondo de la galería y avanzando en sentido ascendente. El mineral volado se extrae completamente de la cámara. Cuando se ha ex cavado todo el subnivel, se cubre el volumen correspondiente con material de relleno, que sirve tanto para soportar los hastiales como de plataforma para continuar los trabajos de minería siguientes. El material de relleno puede ser el escombro producido en los trabajos de preparación de la mina, que se extiende por medios mecánicos sobre la galería. El relleno que más predomina sin embargo, es el relleno hidráulico, donde el material es un estéril finamente molido, procedente de la planta de relleno de mineral, que se mezcla con agua, que se transporta al interior de la mina y que se distribuye por medio de tuberías.

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Manual del Estudiante

5 OPEN STOPE DESCRIPCIÓN: En la explotación por el método Open Stope, el mineral se arranca por franjas horizontales, empezando desde la parte inferior del cuerpo y avanzando hacia arriba. Todo el mineral disparado se recupera por los Box-Hole, para ser transportados en convoy hacia los ore pass, previamente al jale, se hace una plataforma de madera que servirá de trabajo con la distancia apropiada para continuar con el próximo corte. Y así sucesivamente hasta llegar a explotar todo el tajeo.

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Introducción a la Minería 6 SUBLEVEL CAVING

GENERALIDADES: Todos los métodos de explotación por hundimiento, se basan en el principio de que, tanto la roca mineralizada como la roca circundante, está fracturada bajo condiciones más o menos controladas. La extracción del mineral crea una zona de hundimiento sobre la superficie por encima del yacimiento. En consecuencia es muy importante el establecer un proceso de facturación continuo y completo, ya que las cavidades subterráneas no soportadas, presentan un riesgo elevado de desplomes repentinos que originan graves efectos a posteriori en el funcionamiento de la explotación.

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Manual del Estudiante DESCRIPCIÓN: En la explotación o arranque de subniveles por socavación ascendente, se divide el yacimiento en subniveles con espacia miento vertical comparativamente próximo, normalmente entre 8 y 15 metros. Cada subnivel se desarrolla con una red regular de galerías que cubren la sección completa de mineral. En los grandes yacimientos las galerías se extienden atravesando éstos, hasta una galería transversal y principal dispuesta a lo largo del muro; en los yacimientos estrechos las galerías corren paralelas al descubrimiento.

7 SQUARE SET

ENTABLADO

AVANCE

SOMBRERO

POSTE

PARTES DE UN CUADRO

DESCRIPCIÓN: Denominado también “square set”, en el tajeo se extraen y entiban pequeños bloques de mineral, antes de proseguir a la siguiente sección. Un “square set” consiste en dos maderas verticales y dos horizontales ubicados en ángulo recto. Las maderas horizontales generalmente son llamados sombreros, se dominan a veces cuando se ubican en forma perpendicular al frente; la maderas verticales son denominados postes. En los extremos de la madera se hacen muescas al fin agarrar las maderas adyacentes. Se instalan cuadros sucesivos de madera a fin de completar una estructura celular de soporte. El entibado adyacente es encuadrado de tal manera que soporte el piso conforme una estructura continua de pisos horizontales de cuadros rectangulares sostenidos en sus esquinas por medio de los postes. En general, la aplicación del «square set» está declinando debido a los altos costos de labor y materiales, así como también a la escases de yacimientos minerales con la ley lo suficientemente alta como para equilibrar estos costos de explotación. Se han desarrollado métodos de explotación más efectivos para ser utilizados en este tipo de terrenos poco competentes. La aplicación del método tradicional «square set» en nuestro medio es limitada. La ventaja principal es que puede ser aplicado a cualquier forma de cuerpo mineralizado; sin embargo requiere de una mano de obra intensiva y grandes suministros de madera para la estabilidad.

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Introducción a la Minería

El método se basa sobre sistema de cuadros, el espacio entre los cuadros es rellenado; se dejan ciertas secciones que sirven como galería, acceso y «orepass». La extracción es completamente manual; y las vigas son armadas manualmente para el soporte en las operaciones de la labor. El minado de «square set» es adecuado para cuerpos pequeños de alta ley, donde la recuperación sea alta (100%) Y en donde la ley justifique el alto costo de la operación)

CONDICIONES DE APLICACIÓN: El método de «square set» es aplicable en muchas circunstancias, comúnmente bajo las siguientes condiciones: 1.

Recuperación de pilares de alta ley entre los tajeos de corte y relleno, así como también por encima y debajo de las galerías de acceso.

2. Explotación de cuerpos mineralizados en terreno incompetente, el cual es demasiado estrecho, demasiado plano

o demasiado irregular para ser minado por «block caving» u otros métodos 3. Explotación de cuerpos mineralizados de alta ley en donde las pérdidas por dilución de los métodos de socavación sean inaceptables.

3. Explotación de grandes cuerpos mineralizados en donde se hace necesario un soporte inmediato y cerra-

do, y en donde los métodos de socavación sean inaceptables debido a posibles inflamaciones espontáneas por presencia de sulfuroso.

4. En yacimientos con una potencia mínima de 3 a 3,5m.

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