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• JC Juan

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1.MINERIA SUPERFICIAL La minería superficial, a cielo abierto o minas a tajo abierto, Son aquellas cuyo proceso extractivo se realiza en la superficie del terreno usando generalmente maquinarias de gran tamaño. La minería a cielo abierto es una actividad industrial de alto impacto ambiental, social y cultural. Es también una actividad industrial insostenible por definición, en la medida en que la explotación del recurso supone su agotamiento. Como ejemplos tenemos a Toquepala, Cuajone, Cerro Verde, Tintya Chaupiloma, Antamina, Pierina, Aruntani, Cerro de Pasco y Alto Chicama. La minería en superficie es un tipo de minería en la cual se explotan menas, muchas veces teniendo antes que eliminar el estéril que se encuentre sobre esta mena. (Paredes, 2012)

2. IMPORTANCIA DE LA SELECCIÓN DEL MÉTODO DE EXPLOTACIÓN

2.1 El diseño de una mina tiene múltiples facetas y objetivos, entre los que cabe destacar: la selección del método de explotación, el dimensionamiento geométrico de la mina, la determinación del ritmo anual de producción y la ley de corte, la secuencia de extracción, etc.

En el pasado, la selección de un método minero para explotar un yacimiento nuevo se basaba en la revisión de las técnicas aplicadas en otras minas y en

las experiencias conseguidas sobre depósitos similares, dentro de un entorno próximo.

Actualmente, como las inversiones de capital que se precisan para abrir una nueva mina o para cambiar el método de explotación existente son muy elevadas, y la influencia que estos tienen sobre los costes de extracción son muy importantes, es necesario que dicho proceso de selección responda a un análisis sistemático y global de todos los parámetros específicos del yacimiento: geometría del depósito y distribución de leyes ,propiedades geo mecánicas del mineral y rocas encajantes, factores económicos, limitaciones ambientales, condiciones sociales, etc (PEÑA, 2012).

3. MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN EN MINERÍA SUPERFICIAL 

La extracción en seco.- Es similar para minerales sueltos y consolidados, con la diferencia de que estos últimos deben ser arrancados primero de la roca. Luego, al igual que en la explotación de materiales sueltos, serán cargados, transportados y procesados mecánicamente. Las minas a cielo abierto que se explotan en seco deben ser desaguadas (Aburto, 2013).

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Explotación por vía húmeda.- Las materias primas sueltas se extraen mecánica o hidráulicamente y se transportan de la misma forma para su procesamiento. La mayoría de estas plantas de extracción se instalan directamente en el agua, y constan a menudo de plataformas flotantes en cauces de ríos o en lagos artificiales.

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Las explotaciones mineras ubicadas en la plataforma continental.- Aquí se extraen materiales sueltos de yacimientos aledaños a la costa, llamados placeres marinos. Al igual que en la explotación por vía húmeda, el material se extrae y transporta por vía mecánica o hidráulica.

La minería submarina de profundidad.- Se tiene por objetivo extraer materias primas del fondo marino. Puede cobrar importancia en el futuro, pero no se analizará en detalle en las páginas siguientes (PEÑA, 2012).

4. SUB MÉTODOS CLÁSICOS DE EXPLOTACIÓN DE LA MINERÍA SUPERFICIAL

4.1 Transferencia Strip Mine Es la explotación a cielo abierto que se realiza mediante labores bidimensionales con profundidad fija o casi fija, de capas de minerales horizontales con o sin recubrimiento de estéril. El arranque se hace normalmente en un solo frente, que se profundiza normalmente hasta el muro del estrato y en dos escalones: uno avanzando adelante el frente de recubrimiento de estéril y a continuación el frente del mineral. En este tipo de minería no suele emplearse explosivos en forma sistemática, a menos que se disponga de explosivos de seguridad. En este como en cualquier tipo de minería se deben hacer una serie de ensayos, hasta llegar a definir unas técnicas de fragmentación con explosivos idóneas a las características de dichas capas, para esto se deben realizar una serie de voladuras preliminares, estudiándose cada uno de los resultados obtenidos, ajustándose paulatinamente diversos parámetros de diseño hasta conseguir la mayor efectividad posible. Los resultados en este trabajo tienen una gran trascendencia sobre la viabilidad técnica-económica del aprovechamiento de los recursos de carbón, existentes en la cuenca carbonífera o en otras, con características similares, pues las ventajas económicas se pueden traducir en decisiones de explotación con razones de explotación altos, que hasta hace poco no eran rentables.

Secuencia de explotación en Minería de Transferencia

En la figura, se muestran las operaciones de descapote para iniciar la explotación de mantos de carbón. Este sistema de explotación se caracteriza por el empleo de grandes palas y dragalinas para mover el recubrimiento, y palas más pequeñas y frontales para el mineral. En este tipo de minas el transporte puede ser de todos los sistemas, pero debe diferenciarse entre los sistemas de acarreo dentro de la mina y los equipos para transportar el material a los sitios de consumo.

En cuanto al arranque y cargue del mineral, uno de los equipos que mayor preferencia presentan para estas explotaciones son las palas, las cuales se pueden calcular para evitar errores en el dimensionamiento, con relación a la capacidad productiva esperada dentro de un proyecto minero. Para calcular la pala se debe conocer el material que se excava, el plan de mina y la producción por pala (PEÑA, 2012).

4.2. Descubiertas

Estos métodos se aplican en yacimientos tumbados u horizontales, con unos recubrimientos de estéril inferiores, por lo general, a los 50 m. Consiste en el avance unidireccional de un módulo con un solo banco desde el que se efectúa el arranque del estéril y vertido de éste al hueco de las fases anteriores. El mineral es entonces extraído desde el fondo de la explotación, que coincide con el muro del depósito.

Después de realizar la excavación del primer módulo o hueco inicial, el estéril de los siguientes es vertido en el propio hueco de las fases anteriores, de ahí quesea, por naturaleza, el más representativo de los métodos de transferencia.

La maquinaria que se utiliza depende del volumen de reservas extraíbles, siendo en las grandes minas de frecuente aplicación las dragaminas y, en las pequeñas, si no se justifican las fuertes inversiones en maquinaria, los equipos convencionales como los tractores de orugas, las excavadoras hidráulicas, las palas cargadoras, etc.

Las descubiertas son básicamente, labores bidimensionales que se utilizan en yacimientos horizontales o casi horizontales. De esta manera la explotación se realiza a una cota más o menos constante.

4.2.1 La secuencia típica de una explotación por descubierta es:

1.

Retirada de la cubierta vegetal

2.

Arranque del recubrimiento

3.

Explotación de la capa

4.

Restauración

En algunos casos es posible realizar lo que se conoce como minería de transferencia. Consiste en utilizar los materiales arrancados del recubrimiento para realizar la restauración, sin necesidad de un apilamiento intermedio (PEÑA, 2012).

4.3 Terrazas

Este método se basa en una minería de banque o con avance unidireccional. Se aplica en yacimientos relativamente horizontales, de uno o varios niveles mineralizados y con recubrimientos potentes, pero que permiten depositar el estéril en el hueco creado, transportándolo alrededor de la explotación. Las profundidades que se alcanzan son importantes, existiendo casi exclusivamente una limitación de tipo económico en la determinación de cuál es el último nivel mineralizado que se explotará. Al igual que sucede con los métodos de descubierta y tal como se ha indicado, se efectúa un auto relleno del hueco creado, por lo que, desde el punto de vista de la restauración de los terrenos, las posibilidades de actuación son grandes. Los equipos y sistemas mineros que se utilizan son muy variados, desde los totalmente discontinuos con equipos convencionales de carga y transporte, hasta los continuos, con transporte con cintas y trituración dentro de las propias explotaciones, que poseen un alto grado de electrificación La altura de la terraza depende de la dureza de la roca y del equipo a utilizar en la perforación y el cargue. El ancho de la terraza tendrá la medida necesaria para realizar el cargue y transporte del mineral arrancado. Este método se utiliza en todos los tipos de mineral, aunque su desarrollo e importancia la ha adquirido en los yacimientos de combustibles sólidos, como, por ejemplo, en las capas de hulla de Puerto llano, pero sobre todo queda tipificado por las minas del ignito pardo de Alemania, Austria etc. Las producciones mundiales de algunas de estas minas llegan a los 45 millones de toneladas de mineral al año, con profundidades de explotación superiores a los 300 m. La mayoría de estas operaciones se caracterizan por el bajo valor de los minerales, por ello es esencial las economías de escala, en aras a conseguir la viabilidad económica de esos proyectos. Otros factores que determinan la aplicación de este método son: la existencia de un gran volumen de reservas y, en el caso de utilizar rotopalas (Aburto, 2013)

4.4 Canteras Una cantera es una explotación minera, generalmente a cielo abierto, en la que se obtienen rocas industriales, ornamentales o áridos. Las canteras suelen ser explotaciones de pequeño tamaño, aunque el conjunto de ellas representa, probablemente, el mayor volumen de la minería mundial. Los productos obtenidos en las canteras, a diferencia del resto de las explotaciones mineras, no son sometidos a concentración. Las principales rocas obtenidas en las canteras son: mármoles, granitos, calizas y pizarras. Toda cantera tiene una vida útil, y una vez agotada, el abandono de la actividad puede originar problemas de carácter ambiental, principalmente relacionados con la destrucción del paisaje. Hoy día la situación es muy diferente. En líneas generales, el método de explotación aplicado suele ser el de banqueo, con uno o varios niveles, situándose un gran número de canteras a media ladera. Las canteras pueden subdividirse en dos grupos (Aburto, 2013): 4.4.1 En Roca Fracturada El primer grupo, donde se desea obtener un mineral fragmentado y apto para alimentar a la planta de tratamiento y obtener un producto destinado a la construcción, en forma de áridos, a la fabricación de cementos, etc. En este tipo de minería se destacan explotaciones de gravas, gravilla, calizas para cemento y arenas, entre otras. En este caso, se destacan los grandes volúmenes de producción, las altas inversiones y un deterioro paisajístico y del ambiente en el área de incidencia del proyecto. En cuanto al grado de mecanización, se requieren grandes equipos de perforación, remoción, cargue, transporte y beneficio de los minerales extraídos, lo cual implica un costo alto y por lo tanto, se requiere un capital de trabajo considerable y una capacidad de gestión acorde a la magnitud del proyecto

4.4.2 En Roca Ornamental El segundo grupo, dedicado a la explotación cuidadosa de grandes bloques paralepipédicos, que posteriormente se cortan y elaboran. Estas explotaciones se

caracterizan por el gran número de bancos que se abren para arrancar los bloques y la maquinaria especial con la que se obtienen planos de corte limpios.

4.5 Graveras La gravera es un yacimiento natural de grava. El depósito de este material en estos yacimientos se debe a un transporte en suspensión en un medio acuoso, posterior depósito y consolidación Los materiales detríticos, como son las arenas y las gravas, albergados en los depósitos de valle y terrazas de los ríos, son objeto de una explotación intensa debido a la demanda de dichos materiales por el sector de la construcción. Las arenas y los cantos rodados se encuentran poco cohesionados, por lo que las labores de arranque se efectúan directamente por equipos mecánicos. Las explotaciones suelen llevarse a cabo en un solo banco, con una profundidad inferior, por lo general, a los 20 m (Aburto, 2013). Cuando las formaciones se encuentran en niveles altos, se utilizan equipos convencionales, como son las palas cargadoras de ruedas y los volquetes. Sin embargo, es frecuente que los materiales se presenten en contacto con el subalveo o los acuíferos sin frayacentes, empleándose entonces otros equipos mineros como son las dragas, las dragalinas o las raspas, dando lugar a la posterior formación de lagunas. En las graveras, donde el material tiene menos espesor, puede extraerse mecá- nicamente con palas cargadoras o excavadoras, sin necesidad de explosivos.

En la planta de tratamiento, además de triturar y cribar para obtener los diferentes tamaños finales, normalmente es necesario lavar el material para retirar la arcilla. La restauración de las áreas ya explotadas puede realizarse de forma simultánea, por lo que la ocupación del terreno suele ser menor. 4.6 Minería hidráulica En mineralizaciones especiales, como son las metálicas de oro, casiterita, etc., contenidas en aluviones, resulta interesante la aplicación del método del dragado, inundando previamente la zona de explotación. Este método es económico cuando la propia agua de inundación se utiliza en el proceso de concentración, como ocurre con la separación gravimétrica.

Las dragas, además del sistema de extracción que utilicen (cangilones, cabezas de corte, etc.), pueden llegar a incorporar la propia planta de tratamiento sobre la plataforma (cribas, ciclones, jigs, etc.), con capacidad para tratar grandes volúmenes de material, y un sistema de evacuación de estériles a la zona ya explotada .No obstante, hoy día es más frecuente observar que draga y planta son flotantes pero están separadas entre sí y conectadas por una tubería por medio de la cual la draga bombea el material extraído a la planta (J.CLEMENTE). La minería hidráulica es una técnica de minería que emplea la presión del agua para desincrustar material rocoso, o mover sedimentos. Esta técnica fue utilizada en los Estados Unidos, en Nevada y California, para explotar el terreno durante la fiebre del oro de California de la segunda mitad del siglo XIX. La minería hidráulica había sido previamente desarrollada por los romanos. Llamada ruina montium, la técnica ayudaba a detectar oro gracias a chorros de alta presión, dirigidos desde un tanque situado hasta 250 m por encima del yacimiento.

4.6 MAQUINARIA UTILIZADA DRAGALINA

PALA ESCAVADORA

ROTOPALA

MOTOTRAILLA

BULLDOZER

Bibliografía Aburto, L. (2013). Diseño de Operaciones Mineras a Cielo Abierto. México: Universidad Nacional Autónoma de México. Paredes, M. M. (2012). MINERIA.¿DEL EXTRACTIVISMO. Bogotá: Espacio Creativo Impresores E.U. PEÑA, C. R. (2012). metodos de explotacion supericial. Piura: universidad de trujillo.