EXPLOTACION A TAJO ABIERTO ( OPEN PIT )
EXPLOTACION EN 2 TAJOS
MINA CUAJONE
Tajo
El mineral se extrae del yacimiento a tajo abierto con una ley de cobre promedio de 0.7 a 0.8%, minando aproximadamente 83 millones de toneladas de material este año.
Desmontes
Definiciones importantes Un yacimiento m inera l
es la concentración de una o más sustancias útiles, rodeada de materiales no aprovechables y que se encuentra distribuida de forma escasa en la corteza terrestre. El término metalogenia ha sido utilizado por geólogos franceses e ingleses (geología económica) para designar el conjunto de conocimientos que estudian a los yacimientos minerales. Desde el punto de vista práctico, es costumbre clasificar las sustancias minerales como metales y no metales, dado que existe considerable diferencia en la constitución de ambos. Un metal es aquel elemento que físicamente posee, en un grado más o menos perfecto, las siguientes características: maleabilidad, ductibilidad, lustre metálico y buena conductibilidad de calor y electricidad; químicamente desempeña por lo general la parte positiva o básica de un compuesto simple. Los no metale s son aquellos elementos que no poseen las propiedades físicas aludidas, y que en sus compuestos desempeñan el papel negativo o ácido.
Los metales se encuentran con frecuencia unidos químicamente a otros materiales formando las menas . Éstas a su vez, suelen aparecer entremezcladas con minerales no metálicos o materia rocosa no aprovechable que constituyen la ganga . Comúnmente se clasifica a los metales como ferrosos y no ferrosos. Los ferrosos comprenden el fierro, manganeso, cromo, molibdeno, níquel, y vanadio. Los nocobalto, ferrosostungsteno se clasifican a su vez en: metales básicos (cobre, plomo, zinc y estaño), ligeros (aluminio, magnesio y titanio), preciosos (oro, plata y platino), y radiactivos (uranio y torio).
Factores que controlan la explotabilidad de los yacimientos Entre el material in situ y el producto listo para su utilización, tiene lugar una serie de operaciones que incluyen su extracción, concentración y refinación, entre otras, las cuales deben ser costeables, es decir, su costo tiene que ser inferior al valor del material. En consecuencia, la noción de yacimiento no puede ser comprendida cabalmente si no se examinan los factores que controlan su explotabilidad, los cuales pueden ser fijos , cuando dependen de la naturaleza misma del material; y variables , que comprenden a su vez factores técnicos, económicos y sociales. Ambos grupos de factores están muy ligados entre sí en todo momento.
¿Que es el costo de Stripping? Es el costo asociado a la remoción de material estéril necesaria para acceder al cuerpo mineralizado. Una vez iniciada la producción de mina, el costo de stripping se considera como costo de la producción y por lo tanto como un costo de los inventarios.
¿Cuando comienza la fase de producción? La fase de producción comienza cuando el mineral vendible es extraído, esto aunque el nivel optimo de producción no haya sido logrado.
¿Qué es un recurso?
¿Qué es una reserva?
RAZONES POR LAS QUE TODAS LAS RESERVAS GEOLÓGICAS NO SON EXPLOTABLE Y/O RENTABLES: - coeficientes altos de destape - bajo contenido mineral o metal útil - pocas toneladas de mineral - costos muy altos de minado - razones de seguridad - restricciones ambientales
DIMENSIONES EXACTAS DEL DEPÓSITO MINERAL
PREPARACION Y CONSTRUCCION
PREPARACION Y CONSTRUCCION
EXPLOTACION Y EXTRACCION
PROCESAMIENTO
FUNDICION Y REFINAMIENTO
Blíster de Cu
99.99% de pureza
Densidad de algunas rocas TM/m3 ROCA Eruptivas Granito Gabro Andesita Basalto
2.56 - 2.74 2.89 - 3.09 2.44 - 2.80 2.74 - 3.21
Sedimentarias Areniscas Calizas Esquistos arcillosos Arcillas
2.59 - 2.72 2.68 - 2.84 2.51 - 2.72 2.35 - 2.64
Metamórficas Gneiss Esquisto micáceo
2.59 - 3.00 2.54 - 2.97
¿Cu ál es el o b jetiv o d el TA ? Este tipo de extracción se utiliza cuando los yacimientos presentan una forma regular y están ubicados en la superficie o cerca de ésta, de manera que el material estéril que lo cubre pueda ser retirado a un costo tal que pueda ser absorbido por la explotación de la porción mineralizada. Este sistema de extracción permite utilizar equipos de grandes dimensiones, ya que el espacio no está restringido como en el caso de las minas subterráneas, aunque su operación puede estar limitada por el clima, como es el caso de las minas ubicadas en la alta cordillera o la zona central del país.
• Consideraciones: – – – – –
Modelo de Bloques a utilizar (calidad de los recursos minerales). Modelo de costos (mejor estimación de los costos de largo plazo). Precio de Largo plazo de los minerales que serán explotados. Parámetros de diseño (ángulo de talud, recuperación metalúrgica, etc). Restricciones Medio Ambientales.
Ciclo de Producción en Tajo Abierto
Mineral roto
carguío cargador
voladura transporte camiòn perforaciòn perforación
Perforación, Voladura, Carguío y Transporte
•
Banco: cada banco corresponde a uno de los horizontes mediante los cuales se
•
Berma: es la franja de la cara horizontal de un banco, por donde transitan los
•
extrae el mineral. El banco se va cortando por el horizonte inferior, es decir hacia abajo, generando una superficie escalonada o pared del rajo. El espesor de estos horizontes es la altura de banco, la que generalmente mide de 10 a 13 m.
camiones de transporte de mineral. Su ancho varía entre 8 y 12 m. Berma de Seguridad: como un borde, que se deja especialmente para detener los derrames de material que se puedan producir al interior del tajo. Su ancho varía entre 8 y 12 m.
•
Angulo de talud: el talud o pared de la mina es el plano inclinado que se forma por la sucesión de las caras verticales de los bancos y las bermas respectivas. Este plano presenta una inclinación de 45 a °
°
58 con respecto la horizontal, dependiendo de la acalidad geotécnica (dureza, fracturamiento, alteración, presencia de agua) de las rocas que conforman el talud. Los ángulos de talud se definen de acuerdo con la estructura y resistencia de la roca, consideraciones hidrológicas y con estudios sísmicos, Mientras más alterada, fracturada y blanda sea la roca, menor será el ángulo de talud.
•
Rampa: es el camino en pendiente que permite el tránsito de equipos desde la superficie a los diferentes bancos en extracción. Tiene un ancho útil de 25 m, de manera de permitir la circulación segura de camiones de gran tonelaje en ambos sentidos.
Limite final operativo
Modelo Digital del Terreno
Diseño Final y estabilización de taludes
El agujero más grande del mundo es una mina de diamantes en Mirna (Siberia, Rusia). Tiene 525m de profundidad y 1025m de ancho. Para transportar el mineral, se usan los camiones (dúmperes) más grandes del mundo, que pueden transportar 400 Toneladas de una vez, a 64 Km/h.
(Siberia, Rusia).
(Siberia, Rusia).
Camión de 400 ton
¿Cóm o s e realiza la e x tracc ió n en el ta jo abierto? a)
Perforación
Las perforaciones en el banco deben realizarse a distancias regulares entre si, generalmente entre 5 y 7 m (malla de perforación), de manera que atraviesen toda la alturalos delexplosivos, banco paralaque, al i introducirse detonación permita fragmentar la roca. Para realizar las perforaciones, se utilizan grandes equipos eléctricos de perforación rotatoria, equipados con barrenos de carburo de tungsteno de 9 - 13 ¾ pulgadas de diámetro, los que permiten perforar un hoyo de 10 - 15 m de longitud en solo 15 a 20 minutos.
Perforación Perforando un banco
b)
Voladura
En cada hoyo cargado con explosivo, se introduce un detonante de encendido no eléctrico o eléctrico, se establece una secuencia de detonaciones entre los distintos hoyos de una voladura, de manera que la roca sea fragmentada en del banco etapas partiendo hacia adentro, de la cara conexpuesta diferencias de tiempo de fracciones de segundo entre cada detonación. El producto obtenido es la roca mineralizada fragmentada de un tamaño suficientemente pequeño (en general menor que 1 m de diámetro) como para ser cargada y transportada por los equipos mineros y alimentar a la Chancadora primaria, en donde se inicia el proceso de reducción de tamaño en un sistema en línea hasta llegar a la planta de tratamiento.
Los taladros son rellenados con explosivos usualmente Anfo (nitrato de amonio + petróleo diesel), Anfo Aluminizado, Emulsion, los cuales remueven grandes volúmenes de material, resultando rocas de diferentes tamaños. Si éstas fueran tan grandes que dificulten el carguío o tienen la dimensión inadecuada para el chancado primario, se ejecutaría un segundo disparo que tuviera por finalidad fragmentar las rocas grandes en rocas mas chicas para facilitar su carguío y chancado posterior (ello incrementa el costo).
Iniciación: Se utiliza Booster de ½ a 1 libra con líneas descendentes, no eléctricos con amarre troncal con cordón detonante o eléctricos. Carguío de Taladros: Se realizará mediante un “Camión fábrica” que realiza las mezclas de Anfo y Emulsión, según las consideraciones del material a fragmentar y el porcentaje de contenido de agua.
Palabras claves para entender la operación
c)
Carguío
El material roto es cargado en camiones de gran tonelaje mediante gigantescas palas eléctricas o cargadores frontales. Estos equipos llenan los camiones en una operación continuada desde que queda disponible el banco después de la voladura. Las palas eléctricas tienen capacidad para cargar 70 o 150 toneladas de material de una vez, por lo que realizan dos o tres movimientos o pases para cargar un camión. Los cargadores tienen menor capacidad y en minas de gran tamaño son utilizados sólo para trabajos especiales. Una pala necesita un frente de carguío mínimo de 65 m de ancho y carga camiones que se van colocando alternativamente a cada lado de ella
•EXCAVADORAS DE CABLES: •Son los equipos mineros mas antiguos en operaciones de carga y
arranque de materiales poco consolidados. Como características generales de diseño y operación destacan: •Montaje sobre orugas. •Giro completo de la superestructura •Elevación de la cuba por cables y empuje por cable o cremallera y piñón. •Potencia instalada de hasta 4500 Kw, como accionamiento fundamentalmente eléctrico.
MINA CUAJONE
Palas Las palas modelo P&H 4,100 (del tamaño de un edificio de cuatro pisos) cargan 80 TC en una sola maniobra.
•PALAS / EXACAVADORAS HIDRAULICAS Son equipos que han alcanzado un rápido desarrollo en los últimos diez años aplicados inicialmente en la obra publica como retroexcavadoras, introduciéndose luego en minería como sistemas de carga frontales y tamaños en progresivo aumento. Sus características básicas son: - Accionamiento diesel o electro hidráulico, con potencias de hasta 1800 Kw - Sistemas de arranque y carga, frontal o retro. - Montaje sobre orugas. - Superestructura con giro completo y diseño compacto.
EXACAVADORAS HIDRAULICAS
EXCAVADORA KOMATSU
PC1800-6
Motor 2x Komatsu SAA6D140E-3 908 HP Diesel Potencia (hp) Peso en Operaciones (lb) 396,830 – 405,910
•PALAS CARGADORAS •Las palas cargadoras son unidades sobre llantas dotadas de un
cucharón en la parte delantera. Son equipos muy versátiles, utilizados en funciones de carga de mineral y desmonte.
Ca rgado r Fron tal Gigante
Este cargador frontal marca Letourneau 1800, tiene una capacidad de carga de 50 TC. Por maniobra.
d)
Transporte
Para el transporte del material mineralizado y el material estéril, se utilizan camiones de gran tonelaje, por ejemplo 240 o 300 toneladas. Éstosel transportan el material desde frente de carguío a sus diferentes destinos: - El mineral con ley al chancado primario, - El material estéril a botaderos y - El mineral de baja ley a botaderos especiales.
Transporte de desmonte en la gran Minería
ACARREO O TRANSPORTE: Corresponde a esta actividad, el acarreo o transporte del material que se encuentra en los bancos, hacia los diferentes destinos: 1. El Mineral, con contenido metálico económicamente explotable, se trasladara a la chancadora del tajo abierto. 2. El mineral de baja ley se almacena en botaderos especiales para más tarde, aplicando nuevas tecnologías, ser lixiviado para recuperar su contenido metálico. 1. El Desmonte (material estéril y sin valor económico) que se enviara a los botaderos. El transporte se realiza a través de los siguientes medios: •En camiones volquetes, desde los bancos hasta los botaderos. •En vagones de ferrocarril de los bancos a la chancadora o botaderos de baja ley. •Transporte con fajas transportadoras.
Cinta transportadora de mineral
• Camiones
Isibonello/ SouthAfrica
El camión Komatsu 930E fue el primer camión, desde el efímero Titán de 20 años antes, en romper la barrera de las 300 toneladas de capacidad.
camión Komatsu 930E
Bauma 2007: Nuevo dúmper de gran tamaño
El dúmper T 282 B diesel-eléctrico Fijaros en el tamaño del hombre
Nuevos Camiones Características actuales: • Necesidad de reducción de costos en operaciones mineras. • Demanda de las faenas actuales por equipos de mayor capacidad
de carga. • Limites estructurales de los equipos actuales. • Adaptación a superficies irregulares minimizando las tensiones
adicionales al chasis. •Velocidades de desplazamiento similares o superiores a las actuales. •Seguridad y confiabilidad operacional igual o mejor que los equipos
actuales. •Fácil transporte y armado.
•Emplear componentes mecánicos y eléctricos actualmente en
operación y ya probados. •Costo operacional por tonelada desplazada inferior a los actuales.
Kits de Tolvas Livianas - ThyssenKrupp Aceros Servicios S.A. El concepto de la tolva liviana se caracteriza por una estructura muy flexible y a la vez resistente gracias al empleo de una geometría innovadora y a la utilización de aceros especiales de gran resistencia mecánica a la tracción, impacto y desgaste, lo que en conjunto hace posible una tolva menos pesada que la tradicional.
•Resistencia estructural dada por efecto cupular.• Puntos de concentración de esfuerzos controlados.• Optima distribución de pesos por eje.• Alta durabilidad en condiciones extremas.• Tolva en aceros de alta resistencia.
Características Tolva Liviana: •Mayor cantidad de toneladas
desplazadas por ciclo. •Mejor aprovechamiento del combustible
por tonelada desplazada. •Bajo porcentaje de material derramado
sobre el camino. •Ahorro en tiempo de descarga cercano a
un 30%.
Costos de Operación Mas Bajos.
Proyecto Camión Alta Capacidad DT 900 : Camión
Capacidad de descarga •Estabilidad Durante el
Proceso de Descarga
•Desplazamiento del
Centro de Gravedad.
Reducción de Peso E.V.W. DT 600
2 x 300 Ton
Componentes
E.V.W.: 211 mt x 2
1 x 600 Ton E.V.W.: 180 mt
Total E.V.W.: 422 mt 12
2 8 2 2 2
Neumáticos
8
Motor eléctrico
2 4 1 2 1
Suspensión Estructura Módulos Potencia Tolva Tolva
Reducción Total de Peso ≈≈42.6%*
Características Tolva Liviana
Máquinas auxiliares
MOTONIVELADORAS Para el extendido de materiales de aportaciones y reperfilado de las superficies de rodadura.
TRACTORES DE ORUGAS Y RUEDAS Para la excavación y relleno de zonas muy deterioradas, construcción de nuevas trazados y retirada de grandes piedras. Muy utilizada en los echaderos de desmonte.
Camión de riego Para eliminar el polvo de las pistas manteniendo el grado de humedad y/o cohesión de los materiales superficiales.
