METODICA PARA LA BUSQUEDA Y EXPLORACION DE YACIMIENTOS DE GRAVAS Y ARENAS AUTOR: Dr. (Ph-D) GALO HUMBERTO SOSA GONZALES

METDICA PARA LA BSQUEDA Y EXPLORACIN DE YACIMIENTOS DE GRAVAS Y ARENAS

El proyecto de bsqueda y exploracin de yacimientos de materiales grabo-arenosos debe establecerse en base a la tarea tcnica (necesidad de material de determinadas caractersticas) que plantea la industria, consultora u organizacin que pide dichos materiales. Dentro de las especificaciones tcnicas que se enuncian para la tarea y que sirven para programar el proyecto (alcance de la tarea) debe indicarse lo siguiente: 1) Regin para lo cual se pide esclarecer la presencia de

depsitos de arena y grava. 2) Las reservas indispensables (volmenes) de grava y arena

y las exigencias con respecto a ellas (condiciones tcnicas del material) en dependencia del campo en donde se emplearn. Posibilidades de empleo integral de materiales.

3) Contenido mnimo permitido de grava en la mezcla arena-

grava. 4) Se prev o n el empleo de cantos y molones en caso de

presencia de llos. 5) Condiciones minero-tcnicas de explotacin. Potencia

lmite permitida de rocas de recubrimiento y potencia mnima de material til. Se prevee o n la explotacin de yacimientos acuosos (en agua).

6) Distancia mxima permitida para el tipo de transporte a

emplearse, tipo de comunicacin (acceso) al sitio del yacimiento.

En el proyecto de acuerdo con la tarea planteada debe reflejarse lo siguiente: 1) Tarea y finalidad del trabajo, ubicacin de la regin de

los trabajos, orografa e hidrografa, exigencias tcnicas con respecto a la materia prima y condiciones de explotacin.

2) Estado del estudio de la regin, su estructura geolgica

y presencia de evidencias para establecer la existencia de fuentes de materia prima.

3) Presencia en la regin de trabajo de yacimientos

prospectados y explorados de material anlogo, sus caractersticas geolgicas, calidad, reservas y condiciones de explotacin.

4) Fundamentacin de los trabajos de bsqueda con

indicaciones de hacia qu depsitos y tipos de

yacimientos deben ser orientados los trabajos de bsqueda. 5) Plan, volumen y metdica de los trabajos de bsqueda y

exploracin. 6) Plan, volumen y metdica de los trabajos de muestreo. 7) Parte tcnica del proyecto. 8) Tipo de clculos. En dependencia de la tarea planteada pueden ser establecidos proyectos separados para la bsqueda y exploracin. En caso de necesidad en el proceso de formulacin del proyecto que se efecta salidas al campo, al sitio de los futuros trabajos para recoger los materiales que falten. . TRABAJOS DE PROSPECCION 1 La prospeccin consta de trabajo de prospeccin de reconocimiento y de dependencia de los resultados obtenidos de los trabajos de prospeccin-exploratoria. La finalidad de estos trabajos en definitiva es esclarecer los sectores (yacimientos) con perspectivas para en lo futuro estudiarlos con mayor detalle. Para efectuar los trabajos de prospeccin debe disponerse de cartas topogrficas de escala grande: 1:10.000; 1:25.000 y en caso de no existir stas a escala 1:50.000; 1:100.000. Mientras ms grande es la escala mejor se refleja en ella el carcter del relieve y mucho ms fcil es planificar y efectuar las marchas de prospeccin. A ms de la topografa debe emplearse los mapas geolgicos y especialmente el mapa geolgico-litlogico. Las marchas de exploracin debe planificarse, primeramente a los sectores dispuestos cercanos a las vas de comunicacin: vas frreas, carreteras (generalmente no ms 5-10 Km) y vas fluviales (no ms de 1,5 - 2 Km). 1.1 LOS TRABAJOS DE PROSPECCION DE RECONOCIMIENTO Cuando se efectan las prospecciones en los depsitos cuaternarios, debe ponerse atencin en la geomorfologa de la regin, esclarecer las formas de relieve positivo, estudiar la estructura geolgica-litolgica de los elementos geomorfolgicos (Lomas, terrazas, mesetas, etc.), como formas de posibles acumulaciones de material fraccionario.

Cuando existe la presencia de buenos afloramientos de rocas en la regin, especial atencin debe ponerse en el estudio de los afloramientos que en forma ms completa esclarecen la estructura litolgica de los depsitos con perspectivas. En la carta topogrfica se seala las rutas de marcha y posicin de los afloramientos. Los afloramientos se documentan en la forma establecida. Para el estudio de los afloramientos con la finalidad de obtener cortes frescos en las rocas y definir los contactos entre capas se realizan limpiezas (trincheras de limpieza). La limpieza se efecta de arriba a bajo. Cuando la potencia es grande y las rocas grabo-arenosas no son estables la limpieza se efecta por bancos en escalera. En los casos con recubrimiento, para el destape, en dependencia de la potencia de recubrimiento, se excavan calicatas y zanjas, cuando no es potente el recubrimiento, de lo contrario se franquean pozos o realizan sondeos. Los sondeos en las marchas prospectivas, son hechos a mano o de golpe y rotacin. En las marchas prospectivas el equipo de perforacin debe efectuar sondeos con dimetro mnimo de 90 mm. para arenas y 152 (6") y 203 (8") mm para grabas. Posteriormente, los sectores de mejores perspectivas se los somete a exploracin-prospectiva. .2 EXPLORACION PROSPECTIVA 1 Con la exploracin prospectiva se establece en una primera aproximacin el valor industrial del sector y la ventaja de efectuar los trabajos de exploracin. La exploracin prospectiva debe, a manera de orientacin, establecer las reservas y calidad del material areno-gravoso, as como tambin las condiciones de orientacin del sector. El rea del sector debe levantarse con topografa a escala 1:5.000 o 1:10.000. En el plano topogrfico levantado se ubica los afloramientos y canteras activas o abandonadas existentes. En dependencia del carcter de la depositacin, con el cual est ligado el yacimiento encontrado, en su forma se resuelve la tarea de la metdica de exploracin. La distancia entre las lneas de exploracin se toma entre 400 y 800 m. y la distancia entre galeras en las lneas, desde 50 hasta 200 m. en dependencia de la configuracin del cuerpo,

su ancho y pendiente del talud. Con los resultados de las galeras por las lneas de exploracin, sus descripciones y anlisis de muestreo del material til se levanta el corte litolgico del cuerpo, se determina la potencia del cuerpo, su estructura y tambin la calidad del material fraccionario, la composicin granulomtrica y mineralgica - petrogrfica. La interpretacin litolgica de los datos obtenidos en las galeras exploratorias, para unir las capas en las diferentes galeras, deben basarse en el anlisis de las condiciones que acompaaron la acumulacin del material fraccionario, la concentracin de partculas gruesas o finas y su intertransicin, etc. Cuando la exploracin se realiza en yacimientos con gran extensin, la cantidad indispensable de lneas de exploracin se establece partiendo de las reservas que se necesitan. Cuando la potencia del macizo til es grande, las galeras deben franquearse hasta determinada profundidad elegida (nivel), de tal manera que la potencia destapada con las correspondientes dimensiones en superficie, asegure las reservas indispensables exigidas. Las galeras que destapan el cuerpo a toda su potencia (o potencia necesaria), se llaman de apoyo o bsicas. Las galeras que determinan la potencia de las rocas de recubrimiento se denominan secundarias. En los sectores con perspectivas de los yacimientos, cuando los resultados de la exploracin prospectiva son positivos, se recomienda efectuar trabajos de mayor detalle. Partiendo de la tarea tcnica para la exploracin, se elige un sector, el que mejor responde de acuerdo con los resultados de la exploracin prospectiva a las exigencias de la tarea y que tiene mejores ndices minero-tcnicos para la exploracin. El resto de sectores constituyen sectores de reserva. Cuando se elige el sector para la exploracin detallada es necesario dirigirse por los siguientes puntos: a) Cercana de los yacimientos a las vas de comunicacin

existentes. b) Calidad (en particular, porcentaje de contenido de grava

y carcter de su distribucin en la mezcla arena-grava) y reservas del material til que permitan la posibilidad de organizacin de una cantera que d la cantidad indispensable de produccin exigida.

c) Carcter y potencia (o volumen) de rocas de

recubrimiento. d) Presencia de agua y fuentes de energa, cercana de las

mismas al yacimiento, posibilidad de ser empleadas para la industria proyectada (cantera); cercana de sitios poblados.

En relacin a todos esto puntos, en el informe sobre los trabajos de exploracin (en particular de la valoracin industrial de los sectores con perspectivas) deben darse las correspondientes respuestas y recomendaciones. 2. EXPLORACION DE YACIMIENTOS Cuando se entra a la exploracin del yacimiento (o sector del yacimiento) con perspectivas es indispensable comprobar y revisar el proyecto de trabajos, si el mismo fue establecido durante los trabajos de bsqueda y exploracin prospectiva o establecer un proyecto particular de acuerdo con el programa indicado ms arriba, tomando en cuenta los resultados de la exploracin prospectiva. La eleccin del sector, por las condiciones de exploracin y minero-tcnicas, debe ser convenida con las organizaciones interesadas. La exploracin del sector con perspectivas, esclarecida con los trabajos de prospeccin, se efecta en dos etapas: Preliminar y detallada, una a continuacin de otra (en caso de resultados positivos en la exploracin preliminar). Los trabajos de exploracin tienen como finalidad: 1) Esclarecer las reservas de material arena-grava, exigidas

en la tarea con la correspondiente calidad. 2) Determinar la estructura litolgica del material til,

rocas de recubrimiento y rocas subyacentes, as como tambin las condiciones hidrogeolgicas del yacimiento.

3) Establecer las condiciones minero-tcnicas de explotacin

del yacimiento. La diferencia entre las etapas preliminar de detalle de los trabajos de exploracin es la siguiente: En la etapa preliminar de exploracin el franqueo de galeras de exploracin realizada en red no densa (baja densidad de galeras), debe establecer: 1) El tipo de yacimiento, su estructura y acuosidad. 2) Presencia de las reservas exigidas (aproximadamente) y

calidad del material til. Contenido de grava en la mezcla

arena-grava. 3) Profundidad indispensable de las galeras de exploracin y

metdica de muestreo del componente til. 4) Los sectores del yacimiento, a someterse a exploracin

detallada y aumento de la densidad de la red de galeras de exploracin con la finalidad de fundamentar el clculo de reservas, en estos sectores de yacimiento, de las categoras A y B.

En la etapa de exploracin detallada con la finalidad de relacionar las reservas de los sectores elegidos, a reservas de alta categora debe realizarse lo siguiente: 1) Estudio detallado de las condiciones de orientacin y

estructura del cuerpo mineral y sus variaciones litolgicas componentes. Cuando se presenta estratificacin, se efecta la divisin del macizo en mantos diferentes por su composicin granulomtrica.

2) La calidad del componente til (composicin granulomtrica

y petrogrfica, presencia de substancias orgnicas, etc.) debe estudiarse detalladamente.

3) Establecer la variacin de la potencia de las rocas de

recubrimiento su composicin y propiedades. 4) Estudiarse las condiciones hidrogeolgicas del yacimiento. 5) Los sectores para el clculo de reservas deben encontrarse

en el contorno de las galeras que cortan el cuerpo mineral. El componente til debe ser, en lo posible, subdividido en calidades: industrial y variedades.

La clasificacin de las reservas de materiales grabo-arenosas en categoras se especifican en instrucciones especiales (MOP, DGGM, u otros organismos). De acuerdo con las instrucciones se preveen diferentes redes de galeras de exploracin con la finalidad de fundamentar reservas de alta categora. En la exploracin de yacimientos aluviales y de origen glacial o la hartico para las reservas de categora A, la distancia entre las lneas de exploracin se toman de 50 a 200 m. y la distancia entre galeras en las lneas, de 25 a 100 m.; correspondientemente para las reservas de categora B, de 100 a 400 y de 50 a 200 m. Cuando existe una red no densa, con distancias mayores a 400 m. entre las lneas de exploracin y las galeras en las lneas, las reservas se califican como de categora C1. Como reservas de la misma categora C1 se evalan las reservas calculadas de acuerdo con los resultados de la exploracin-

prospectiva. Las reservas calculadas en los trabajos de prospeccin de reconocimiento, as como las establecidas de acuerdo con las apreciaciones geolgicas generales se las valora como de categora C2. La gran variacin de distancia entre las lneas de exploracin y las galeras en las lneas est condicionada por la diferente configuracin geomorfolgica de los elementos de la acumulacin del material clstico. Cuando se detalla la forma y estructura del cuerpo, la indispensabilidad de aumentar la densidad de la red de galeras de exploracin y disminuir la distancia entre llas, est condicionada por el carcter del relieve del sector explorado. El rea de los trabajos de exploracin debe ser levantada con topografa instrumental a escala 1:1.000 y 1:2.000 para sectores con reservas de categora A y B ; para sectores con reservas de categora C1, si llas ocupan grandes superficies, la escala puede disminuirse hasta 1:5.000 y 1:10.000. La ubicacin de las galeras, destinadas para el franqueo, debe ser establecida directamente en el campo con instrumento. En la etapa de exploracin preliminar, partiendo de la estructura geolgica del macizo til, es indispensable en forma terminante elaborar la metdica de muestreo y ligarla con el posible mtodo de explotacin del yacimiento. El establecimiento de la profundidad de las galeras tiene un significado importante en los trabajos de exploracin, para esclarecer las reservas indispensables de material, cuando se establece el proyecto de explotacin para determinar la altura de los niveles de trabajo y en general para el sistema de explotacin, que en mucho depende de la potencia del cuerpo til. Partiendo de las condiciones de explotacin y de la altura mxima permitida del banco, es necesario conjuntamente con el interesado determinar la profundidad de las galeras de exploracin. El franqueo de galeras aisladas hasta las rocas subyacentes es indispensable para determinar la potencia total del cuerpo til y por consiguiente la perspectivas de una posible ampliacin de reservas en profundidad, as como tambin por otras consideraciones. Si el yacimiento parcialmente est con agua (inundado y la materia prima necesita de "enriquecimiento", entonces de comn acuerdo con la organizacin industrial interesada, es conveniente efectuar la exploracin no solo de la parte inundada sino tambin de la no inundada). La explotacin por el mtodo de hidromecanizacin (bombas especiales) permiten extraer las partes inundadas y no inundadas simultneamente.

Si la parte no inundada (superior) de material til no exige "enriquecimiento" y su reservas aseguran el volumen indispensable, entonces la exploracin, de acuerdo con la organizacin interesada, puede ser realizada solamente hasta el nivel de agua y las reservas yacentes por debajo de este nivel estudiadas mediante galeras aisladas y tomadas como de baja categora. Cuando la potencia de la parte inundada (arenosa) es grande o todo el macizo til est inundado, es necesario tomar en cuenta que existen mtodos hidromecnicos que permiten explotar yacimientos hasta la profundidad de 15-20 m. desde la superficie del agua y ltimamente hasta 50 m. En estos casos profundizar todas las galeras de exploracin a gran profundidad no conviene. En vista de la gran variedad de condiciones de yacer (presentarse) los cuerpos minerales no hay posibilidad de estudiar todos los casos que pueden presentarse en la exploracin de yacimientos. Por esto en la exploracin hay que tomar en cuenta, que el problema sobre la profundidad de las galeras de exploracin debe combinarse con el posible mtodo de explotacin del yacimiento y ponerse de acuerdo con las organizaciones correspondientes. Este problema debe ser objeto de estudio desde el momento que se inicia la exploracin prospectiva, despus de establecer la presencia del yacimiento. Por ltimo, la profundidad de las galeras de exploracin determina su construccin, de cuya eleccin correcta depende se alcance o no la profundidad planteada y la obtencin, en la cantidad exigida, de material para muestras, as como tambin el cumplimiento de los trabajos de exploracin con los gastos mnimos en medios y tiempo para su elaboracin. La exploracin preliminar (bajo resultados positivos) debe designar los sectores del yacimiento que tienen que someterse a exploracin detallada. Estos sectores deben marcarse tomando en cuenta las condiciones minero-tcnicas de explotacin del yacimiento; sus dimensiones determinadas por la tarea planteada y las indicaciones (normas) existentes sobre las relaciones de reservas balanceadas. De acuerdo con estas indicaciones para los yacimientos de grava y arena las reservas de categora A se recomienda explorar en un volumen de 10-15%, y de la categora B, de 35 hasta 40 % de las reservas totales establecidas. Conociendo los volmenes de reservas que tienen que ser esclarecidos para las categoras A y B y conociendo tambin la potencia del cuerpo til, no es difcil determinar las dimensiones exigidas del rea para la explotacin de reservas de esa categora. El destape y explotacin del yacimiento por lo general se efecta en el sector donde estn exploradas las reservas calificadas como la ms alta categora, A. En el rea aledaa a este sector es ventajoso tener reservas exploradas hasta la categora B y en el resto de la superficie hasta la categora

C1. Cuando en el yacimiento existe alguna cantera en actividad, la explotacin de reservas de categora A, debe realizarse en el rea directamente pegada a la cantera, tomando en cuenta el plan de desarrollo futuro de la misma. El rea fuera de los lmites del contorno de reservas calculadas, con la finalidad de esclarecer la presencia o ausencia de material til, debe ser explorada con pocas galeras. Es importante, especialmente establecer la presencia o ausencia de reservas en aquellos sitios de la superficie explorada, donde se plantea la ubicacin de las escombreras, instalaciones de enriquecimiento y sorteamiento (clasificacin), campamentos y construcciones complementaras, para en caso de presencia de material til no convertirlos en botaderos y no construir en estas reas, sino conservarlas a llas como reservas.