Explotación Minera a Cielo Abierto
La elección de un método de explotación de un yacimiento mineral se basa principalmente en una decisión económica la cual está relacionada con múltiples factores propios del yacimiento tales como ubicación, tamaño, topografía superficial, profundidad del cuerpo mineral, tipo de mineral, calidad y distribución de la mineralización y características de la roca. Toda esta información proviene de una exploración geológica desarrollada previamente.
La explotación de minas es el conjunto de actividades y operaciones necesarias para separar físicamente los minerales desde su ambiente natural y transportarlos hasta las instalaciones de procesamiento. En Chile, el 85% de la producción de cobre proviene de faenas que explotan el recurso a rajo abierto, mientras que sólo el 15% restante lo hace a través de métodos de explotación subterráneos .
La explotación a Cielo Abierto (u Open Pit) 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. Las ventajas de este sistema de extracción es que permite utilizar equipos de grandes dimensiones, ya que el espacio no está restringido como en el caso de las minas subterráneas, sin embargo 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.
Para organizar la explotación se divide la mina en elementos más pequeños denominados expansiones, que surgen de la necesidad de hacer avances buscando explotar sectores con buena ley de mineral. El rajo se va construyendo en avances sucesivos, lateralmente y en profundidad. A medida que se va profundizando en la mina, se requiere ir ensanchándola para mantener la estabilidad de sus paredes. De este modo, se genera un “anfiteatro escalonado” con caminos inclinados especialmente diseñados para el tránsito de los equipos, cuya morfología cambia a medida que progresa la explotación.
La estabilidad de los taludes de una mina es particularmente crítica, ya que de esto depende la seguridad de la operación siendo, además, parte importante de la rentabilidad del negocio. Para ello, se establecen los siguientes parámetros geométricos:
– Banco: en la explotación a rajo abierto se hacen cortes escalonados en el yacimiento. En los cortes se ven dos caras descubiertas: una cara superior horizontal y una vertical lateral.
– Berma: es la cara superior del banco. Se utiliza para el carguío y para la circulación de los camiones.
La explotación de una expansión se realiza por bancos en etapas sucesivas desde la superficie hacia el fondo del rajo. Los datos de la exploración geológica serán utilizados en la explotación a cielo abierto, procesados con el fin de obtener un “Modelo de Bloques”. Este modelo consiste en una matriz tridimensional de bloques de dimensiones definidas por su largo, ancho y alto, este último valor corresponderá a la altura de los bancos del futuro rajo. Dicha altura será definida principalmente en función de las características del yacimiento y la elección de los equipos de explotación. Además cada banco queda definido por:
– Tipo de Roca (características geomecánicas, estructuras y litología).
– Leyes de mineral (productos y subproductos).
– Datos económicos (costos de extracción, de proceso)
– Recuperaciones metalúrgicas.
Por su parte, el mineral de cobre se caracteriza, entre otras características litológicas, por tener una “Ley de Cobre” asociada, que representa el porcentaje de cobre que encierra un mineral 12 . En algunos yacimientos esta ley es de 1 a 1,8 por ciento pero con frecuencia resulta menor al 1%, lo que significa que la mayor parte del material explotado en las minas es desechado. La importancia de la ley de cobre es que define la Ley de Corte, correspondiente a la ley más baja aceptada de un mineral para ser procesado con beneficio económico. Todo el material que tiene un contenido de cobre sobre la ley de corte se clasifica como mineral y es enviado a la planta para ser procesado, en tanto que el resto, que tiene un contenido de cobre más bajo, se considera estéril o lastre y debe ser enviado a botaderos.
La explotación de minas queda definida por dos subprocesos fundamentales:
– Arranque
– Manejo de materiales.
Se denomina arranque al proceso de separar o arrancar el mineral de la corteza terrestre. Salvo algunas excepciones, esta operación se realiza en la mayoría de los casos haciendo detonar cargas explosivas emplazadas en huecos cilíndricos perforados en el macizo rocoso, por lo tanto implica la ejecución de los procesos de perforación y tronadura. El manejo de materiales implica a su vez la ejecución combinada, en varias instancias, de las suboperaciones de carguío y transporte. La Figura 3 muestra un esquema de la explotación de minas.
Las actividades identificadas en el proceso; perforación, tronadura, carguío y transporte, corresponden a actividades de producción pues se realizan directamente con el material a producir. Por otro lado se encuentran actividades auxiliares o de apoyo, que dan el respaldo necesario para el buen funcionamiento de las actividades principales pero que, por sí solas, no tienen razón de ser. En particular estas actividades están destinadas a administrar y controlar las actividades de producción, colaborar en la operación de los equipos mayores y mantenciones de la mina (caminos) y de los equipos para su buen funcionamiento en la operación.
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