METODO DE EXPLOTACION DE

YACIMIENTOS NO METALICOS

En la explotacin de sustancias no metlicas

existen mtodos superficiales o a cielo abierto y

subterrneo. Como el valor comercial de los no

metlicos es bajo, siempre se busca un mtodo

que sea econmico y de alto rendimiento y esto

nicamente pueden darnos los mtodos

superficiales.

DISEO DE EXPLOTACIN CIELO ABIERTO

Los parmetros geomtricos principales que

configuran en el diseo de excavaciones son:

Banco.- Es el mdulo o escalon comprendido

entre dos niveles que constituyen la rebanada

que se explota de estril o mineral.

Altura de banco. Distancia vertical entre dos

niveles, es decir desde el pie de banco hasta la

parte ms alta.

Talud de banco. Es el ngulo delimitado entre

la horizontal y la lnea mxima pendiente de la

cara del banco.

Talud de trabajo. Es el ngulo determinado por

los pies de los bancos entre los cuales se

encuentra alguno de los tajos o plataformas de

trabajo

Lmites finales de la explotacin. Son aquellos

situaciones especiales hasta que se realicen las

excavaciones .

Talud final de explotacin. Es el ngulo del talud

estable delimitado por la horizontal y la lnea que

une el pie de banco inferior y la cabeza del

superior.

Bermas. Son aquellas plataformas horizontales

existentes en los lmites de la excavacin sobre los

taludes finales. Sirve para mejorar la estabilidad de

un talud.

Pistas. Son las estructuras varias dentro de una

explotacin a travs de los cuales se extraen los

materiales.

Angulo de reposo del material es el talud mximo

para el que es estable sin deslizar el material suelto

que lo constituye

CRITERIOS DE DISEO DE TALUDES.

Estabilidad de taludes: Los factores ms

importantes que afectan a la seguridad de las

operaciones son los siguientes.

Cada o deslizamiento de materiales sueltos

Colapso parcial de un banco y

colapso general de l talud de la excavacin

Altura de banco. Se establece, generalmente a

partir de las dimensiones de los equipos de

excavacin y carga, las caractersticas del macizo

y las exigencias de selectividad.

Anchura de tajo. Anchura mnima de banco de

trabajo es la suma de los espacios necesarios

para el movimiento de la maquinaria que trabaja

en ellos simultneamente.

Angulo de cara de banco. En cuanto al

ngulo de la cara del banco puede decirse

que es funcin del tipo de material y de

altura de banco , y que deber ser

determinado geomecnicamente.

Bermas. Se utilizan como plataforma de

acceso en el talud de una excavacin, y

tambin como reas de proteccin .

Los mtodos de explotacin de Canteras y

graveras pueden definirse como los

procedimientos utilizados y el orden espacial con el

que se llevan a cabo la extraccin de los materiales

de inters y estriles asociados, dependiendo

fundamentalmente de las caractersticas

MORFOLOGICAS del yacimiento y topografa del

terreno.

En el caso de los ridos se distinguen dos grandes

grupos de mtodos: graveras cuando se explotan

ridos naturales, y canteras cuando los materiales

beneficiables se extraen de un macizo rocoso

generalmente competente.

1.1. Canteras: Este trmino se utiliza

genricamente para referirse a las explotaciones

de rocas industriales y ornamentales. El mtodo a

cielo abierto consiste en una excavacin

tridimensional por banqueo, con uno o varios

niveles, segn la disposicin estructural del

yacimiento y la topografa del lugar.

Dentro de este grupo, las canteras pueden

clasificarse atendiendo al criterio del relieve del

terreno original, distinguindose as:

Canteras en terrenos horizontales

Cantera en ladera.

1.1.1Canteras en terrenos horizontales:

Se caracteriza por la necesidad de tener que

realizar unos trabajos de apertura ms

costosos con el fin de disponer del frente de

un banco para el arranque de los materiales.

Las labores se inician en forma de trinchera,

fig. 13, hasta alcanzar la profundidad del

primer nivel, ensanchndose a continuacin

el hueco creado.

La ampliacin del hueco en superficie puede

compaginarse con la profundizacin; de esta

forma se compensan las distancias de

acarreo, se concentran los tajos en los que

se trabaja y se afecta a una superficie de

terreno menor.

El principal inconveniente de estas canteras

estriba en la necesidad de efectuar todo el

transporte de materiales contra pendiente.

Por el contrario presenta la ventaja de que una

vez excavado un hueco con dimensiones

suficientes es posible instalar la planta de

tratamiento dentro del mismo. De esta manera se

evitan los problemas de impacto ambiental por

intrusin visual, polvo y ruido, y se produce una

menor ocupacin de terrenos.

En estas canteras es posible proyectar la pista

general en una posicin que no tenga que

moverse durante mucho tiempo y con un trazado

rectilneo o poligonal, facilitando la

implementacin del sistema de cintas

transportadoras.

1.1.2. Canteras de ladera: Estas explotaciones son las ms numerosas y se caracterizan por un gran nmero de bancos, aunque hasta hace pocos aos la tendencia era trabajar con pocos bancos muy altos.

Segn la direccin en la que se realizan los trabajos de excavacin, pueden distinguirse las siguientes alternativas. Avance frontal y frente de trabajo de altura creciente. Excavacin descendente y abandono del talud final en

bancos altos.

Avance lateral y abandono del talud final. Excavacin troncocnica con prdida de macizo de

proteccin.

La primera alternativa es la ms frecuente,

y de ello es debido, en general, a la

facilidad de apertura de las canteras y a la

mnima distancia de transporte inicial

hasta la planta de tratamiento.

El frente de trabajo es siempre activo,

salvo en alguna pequea zona, y

progresivamente ms alto, por lo que es

prcticamente inviable proceder a la

restauracin de los taludes hasta que no

finalice la explotacin.

Para obviar este ltimo inconveniente se puede proceder a efectuar la excavacin de manera descendente, desde los bancos superiores hasta los de menor cota. Esto requiere una definicin previa del talud final y, consecuentemente, un proyecto a largo plazo. La principal desventaja que plantea es la necesidad de construir toda la infraestructura viaria para acceder a los niveles superiores, as como una mayor distancia de transporte en los primeros aos de la cantera, Fig. 14.

La tercera alternativa se puede llevar a

cabo cuando la cantera tiene un desarrollo

transversal reducido, es decir se profundiza

poco a poco en la ladera, pero el avance

lateral es amplio Fig. 15

Las principales ventajas que representa son la posibilidad de recuperar los taludes finales, una vez excavado el primer hueco en uno de los extremos de la propiedad, el poder efectuar un relleno parcial de dicho hueco con estriles o residuos inertes, y mantener de forma ms constante la distancia de transporte, siempre que la instalacin se encuentre en el centro de la corrida de la cantera.

En toda las variantes mencionados los sistemas mineros suelen ser discontinuos, ya que por su mayor flexibilidad se adaptan mejor a las condiciones cambiantes que se presentan a los largo de la vida de las canteras.

Canteras subterrneas.

En el momento de plantear el proyecto de una

cantera subterrnea se prestar especial

atencin a los siguientes apartados:

- Mtodos de explotacin.

- Accesos a la cantera.

- Tcnicas de sostenimiento.

- Ventilacin.

- Usos del espacio subterrneo.

a) Mtodos de Explotacin y Equipos Mineros

La eleccin del mtodo minero depende de

numerosos factores: morfologa, potencia e inclinacin

del depsito, caractersticas geomtricas de los

hastiales y masa explotable, costes de arranque,

infraestructura, etc.

Actualmente, la mayora de las canteras subterrneas

en produccin se encuentran en depsitos con

estratificacin horizontal o pequeos buzamientos. El

mtodo utilizado es el conocido por cmaras y

pilares, que consiste en la apertura de una serie de

galeras rectas y paralelas con espaciamiento regular,

que posteriormente se conectan entre s con

transversales perpendiculares

Las zonas sin explotar, entre los huecos

excavados, forman columnas verticales de roca

que se denominan pilares y que son dejados para

proporcionar un soporte permanente del

recubrimiento suprayacente. Las dimensiones de

estos pilares variarn en funcin de las

caractersticas resistentes del macizo rocoso y

espesor del material de recubrimientos, Fig. 21.

Con este mtodo minero se suele abandonar en

los pilares entre el 20 y el 50% de la roca

explotable.

Explotacin en dos niveles de cantera subterrnea por el

mtodo de cmaras y pilares

En lo referente a las tcnicas de

sostenimiento, lo ideal es no necesitar

ninguna de ellas una vez que los pilares estn

bien dimensionados. No obstante, en

ocasiones es preciso proceder a la colocacin

de bulones, cables de anclaje, pletinas

bulonados e incluso al gunitado. Todas ella

suponen un coste adicional que deber

tenerse en cuenta a la hora de estimar los

costes de produccin cuando los macizos

rocosos no son suficientemente competentes

La instalacin de ventilacin, en algunos

casos es natural, debe ser suficiente para

evacuar los gases generados por los

equipos mecnicos y los humos de las

voladoras. Parte de los problemas de

ventilacin pueden quedar solventados

mediante el empleo de cintas

transportadoras de accionamiento

elctrico.

Finalmente, el posible aprovechamientos del espacio subterrneo creado es uno de los aspectos que no deber olvidarse, pues puede ayudar a compensar los mayores gastos de produccin y completar los proyectos mineros con usos ms racionales.

Generalmente, las cavidades abiertas presentan las siguientes caractersticas: temperatura prcticamente constante a lo largo de todo el ao, localizacin prxima o baja reas densamente pobladas y con un valor del suelo alto, reducido caudal de aguas subterrneas cuando los macizos poseen discontinuidades, etc.

EXPLOTACIN DE GRAVERAS

Diseo de huecos en graveras

Grupos de criterios para el diseo:

Criterios estructurales (disposicin espacial de los recursos)

Criterios geotcnicos (estabilidad y geometra de los taludes)

Criterios operativos (espacio necesario para el trabajo de los

equipos)

Criterios ambientales (minimizacin del impacto)

Algunos criterios operativos Altura de banco: Limitada por normativa al alcance del cucharn de la pala, si es arranque directo. Si

se utiliza bulldozer para arranque y empuje, no se limita la altura pero s la pendiente mxima de

trabajo (25%)

Plataformas de trabajo: Deben permitir el movimiento sin riesgo de mquinas y personal. Suficientes

para giro de volquetes

Bermas: Si la altura del paquete es superior al talud mximo permitido. En operacin su altura ser

al menos la de la plataforma de trabajo. En situacin final debe permitir la estabilidad del talud.

Normalmente V=1/H=4

Pistas y rampas: 3 4 veces ms anchas que la anchura del mayor volquete. Pendiente

recomendable del 8%

El espacio de trabajo o mdulo va evolucionando a medida que avanza la gravera. La restauracin

debe ser simultnea con la explotacin.

Graveras

Los mtodos utilizados en la

explotacin de graveras se pueden

clasificar en tres grandes grupos,

depend iendo de la presencia o no

de agua y las cond iciones de

drenaje que se adopten.

1.2.1 Graveras Secas

Consisten en excavaciones tridimensionales hasta alcanzar el fondo previsto o lecho del depsito de arenas y gravas.

Dependiendo de la profundidad, el avance se realiza con un frente nico o escalonado, constituido en este caso por varios bancos. La maquinaria que se emplea es la tpica de cualquier mina a cielo abierto.

Generalmente, este tipo de explotaciones se localizan en las terrazas de los depsitos fluviales, presentando la ventaja de una mayor accesibilidad visual de los materiales que se extraen y una mejores condiciones de trabajo de los equipos mineros.

2.2 Graveras con Explotacin bajo

Lmina de agua

Las graveras en las que el nivel fretico se

encuentra muy prximo a la superficie, o a

una cierta profundidad cuando el paquete

productivo es de gran potencia, suelen

explorarse total o parcialmente bajo una

lmina de agua.

El mtodo aplicado es similar al del

grupo anterior, con la diferencia de

que en la mayora de los casos se

lleva un solo banco, con una altura

igual a la de la profundidad del hueco

inundado. Slo cuando la parte alta

del depsito se encuentra seca la

extraccin se hace con un mtodo

mixto, pudiendo emplearse equipos

diferentes en cada zona.

Habitualmente, se precisan equipos distintos a

cuando se opera en condiciones secas, siendo los

ms comunes: dragaminas, cucharas de arrastre y

retroexcavadoras.

El principal inconveniente estriba en la falta de

visin sobre los materiales que se extraen y,

consecuentemente, las prdidas o contaminacin

de dicho materiales por arcillas o limos.

Con este mtodo se presupone que prcticamente

todos los terrenos afectados van a abandonarse

como lagunas, llegndose a rellenar parcialmente

algunas zonas.

Graveras con Rebajamiento del Nivel

Fretico

Este mtodo se basa en la depresin del

nivel fretico mediante una de las siguientes

variantes, conjunto de pozos de bombeo

perimetrales al rea de explotacin, red de

zanjas excavadas por debajo del nivel de

extraccin o pantallas de impermeabilizacin.

El cualquiera de las alternativas es preciso

disponer de un equipo de bombas para

mantener el nivel del agua a la altura

deseada.

El sistemas ms empleado, consiste en la excavacin de una red de zanjas rodeando la

explotacin. En una primera etapa se profundiza

hasta el alcance mximo de equipo utilizado,

comnmente una retroexcavadora. A

continuacin, desde el punto ms bajo de la red

de zanjas perimetrales, se bombea el agua

recogida, extrayndose en seco el material

granular drenado hasta alcanzar el nivel de la

zanja.

En fases posteriores se efecta una nueva

profundizacin de las zanjas y la consiguiente

extraccin, hasta llegar al lecho en el que se apoyan

las gravas, que en la mayora de los casos es

impermeable, Fig. 23.

La cantidad de agua que es preciso bombear puede

llegar a ser notable, ya que la conductividad hidrulica

es alta a los radios de influencia de varios cientos o

miles de metros. En la prctica se ha comprobado la

variabilidad de permeabilidades, dentro de una misma

terraza, pues en su formacin se identifican antiguos

cauces mezclados y superpuestos que hacen que se

modifiquen las condiciones de transmisin del agua

en el terreno, surgiendo veneros localizados dentro

del rea de explotacin.

Las principales ventajas que presenta este

mtodo son:

- Mejores condiciones de trabajo de los equipos

convencionales de extraccin al estar el

material drenado.

- Mayor precisin en la extraccin al poderse

ver el contacto entre materiales de diferentes

caractersticas.

- Mejor aprovechamiento del depsito al

poderse observar el fondo del yacimiento.

Por el contrario, los inconvenientes ms

destacables que conlleva son:

-Inversin en equipos de bombeo y red de

captacin del agua, zanjas o pozos.

-Coste de extraccin del agua durante la

operacin.

- Problemas de vertido y control de un gran

caudal de agua a un cauce prximo o a

huecos excavados anteriormente, con el

riesgo de retorno del agua hacia el rea de

trabajo por filtracin a travs del propio

acufero.

Paralelamente, con la planificacin de la

explotacin se debe realizar la planificacin de

la restauracin de las reas degradadas.

Segn el uso previsto para los terrenos y

condiciones del lugar se podrn simultanear

los trabajos de extraccin y restauracin,

reducindose los costes de esta ltima

operacin y evitando, en la medida de lo

posible aumentar el grado de afeccin o el

impacto sobre el medio natural, Fig. 24

METODO DE MINADO A APLICARSE EN LA

EXPLOTACIN DE ARCILLAS.

De acuerdo a las caractersticas de los depsitos de

arcilla estudiadas los mtodos que pueden emplearse

son:

Mtodo de fosas: En yacimiento de arcilla que

afloran de gran extensin y buzamiento entre

horizontal y subhorizontal y tenga poco recubrimiento

de material estril.

Consiste en extraer el mineral y/o sustancia no

metlica, realizando corte en forma descendente, a

manera de hoyo, empleando equipos como:

perforadoras, tractor buldzer, cargado y camiones.

Aplicabilidad:

- El depsito debe ser de gran potencia y extensin

- El yacimiento puede presentarse en mantos subhorizontales a horizontales y en cuerpos.

- En depsitos que se hallan encima de la napa fretica.

Ventajas:

Permite extraer grandes volmenes de mineral a bajo costo.

Alto grado de mecanizacin

Desventaja:

Su aplicacin en climas donde existe abundante precipitacin de lluvia y nieve es dificultoso.

Mtodo de canteras:

Este mtodo consiste, en realizar corte del mineral

por bancos desde la capa superior hacia abajo. El

tamao de los bancos es variable segn el equipo

empleado y el volumen de mineral a extraerse.

Aplicabilidad:

El depsito debe ser de extensin considerable

con poco recubrimiento.

El Yacimiento debe presentar flancos que permitan

efectuar el corte de los bancos.

Los mantos pueden ser horizontales y hasta

verticales.

Ventajas:

-El rendimiento es alto.

-El costo de explotacin es relativamente bajo.

- El mtodo es selectivo.

- La explotacin puede realizarse en forma manual y mecanizada.

Desventajas:

-Es necesario la preparacin y mantenimiento de los bancos de explotacin

- Si la superficie del terreno tiene un talud pronunciado, la altura del banco resulta grande y peligroso para su estabilidad.

Preparacin:

La preparacin comprende la limpieza del rea a explotarse a fin de sacar el material de recubrimiento, lo cual se realizar mediante el empleo de un tractor buldzer sobre oruga modelo D4 luego se preparan bancos de explotacin. El tamao de los bancos, se determina a fin de dar la estabilidad adecuada.

Extraccin:

Esta etapa corresponde al corte y excavacin de arcillas en forma manual o mecanizada.

Disposicin empleada parea las explotaciones a cielo abierto.

EXPLOTACIN A CIELO ABIERTO POR TRANSFERENCIA: (DIATOMITA)

El mtodo de minado por transferencia, consiste en la remocin del material estril que subrayace al mineral econmico por explotarse, y la transferencia a la zona contigua ya explotada, mientras que el mineral es extrado y transportado para su beneficio, quedando de esta manera una nueva zona lista para ser utilizado como depsitos de material estril de la siguiente franja a explotarse.

La naturaleza de la sobrecarga y del mineral a explotarse ambos deben ser fcilmente disgregables mediante perforacin y voladura, utilizando maquinarias y equipos de baja potencia (motoperforadoras), para el carguo y acarreo pueden ser utilizados por medios mecnicos empleando mototrallias, tractores, cargadores frontales, retroexcavadoras, palas mecnicas, etc.

Desbroce: La labor de desbroce. Mtodo de explotacin a cielo abierto por transferencia, es muy sencilla y prctica a comparacin del desbroce en los mtodo de explotacin a tajo abierto de yacimientos metlicos. La forma de presentacin del depsito, (mantos de poca cobertura, etc.), facilitan este mtodo que consiste en dividir el yacimiento en bloques de 17 x 15 metros ( paos, equivalente a bancos en union metlica). Para hacer el desbroce del primer pao, el material estril se evaca a un lugar prximo para luego rellenar con este material al espacio dejado por la explotacin del material valioso. Mayores detalles se pueden observar en las lminas de los ciclo del minado.

La relacin de desbroce total representa el nmero

de unidades de desmonte que tiene que ser

removidos para explotar una unidad de mineral.

Minado. Para ello se realiza a) El diseo de la

perforacin y voladura, para el cual se deber

disponer de la siguiente informacin bsica:

Materiales: Diatomita, arcillas, etc.

Estructuras: Mantos del mineral planos de

estratificacin o de deposicin

Densidad del material: de baja densidad de 1.8

TM/m3.

Densidad de sobrecarga: 1.5 TM/m3

Resistencia a la compresin del mineral: 9000 p.s.i.

Mdulo de rotura: 700 p.s.i.

Altura del banco de sobrecarga: 3 metros.

Altura del banco del mineral: 2 m.

Profundidad del taladro en sobrecarga : 10 pies

Profundidad de taladro en mineral: 7 pies.

Inclinacin del talud de banco: 80

Para mantener el talud del banco de 80 en la voladura anterior (taladro N 8) se hace el control de carga para dar la inclinacin requerida. El control de carga se refiere que en los taladros (N8), se intercala explosivo y material inerte o taco (ver lminaN 5).

Diseo del disparo: Los parmetros que se

deben calcular en el diseo de un disparo

son: el espesor o cresta, el espaciamiento, la

sub-base o sobre perforacin, el collar o

cuello, la longitud de carga y el factor de

potencia, profundidad del taladro, iniciador;

sub perforacin, espaciamiento

APLICACIN DEL METODO DE EXPLOTACIN

SHRINKAGE STOPING

GENERALIDADES.-

La mina Hermanos Jaime, se ubica en la cordillera occidental de

los andes , en el distrito de Matacasha, ubicado en el distrito

de

Chinche, Provincia de Huancayo y departamento de Junn.

Toda la zona est formada por rocas calizas cuyas fisuras han

sido rellenadas por arcillas.

El yacimiento se presenta en forma de vetas de 1.5 m de

potencia

en promedio, y con buzamiento de 87 grados con reserva

mineral

probado de 42,472 TM; probable 32,123 TM y prospectivo

62,884 TM.

Mineral se considera consistente dentro de los rangos de

explotabilidad

Los boque de explotacin no requieren de preparacin

especial.

PREPARACIN

La preparacin es similar que para el mtodo de corte y relleno ascendente, Se levantarn chimeneas simple de 1.5 mts. X 1.5 mts., cada 30 mts. Las cuales servirn para la ventilacin y como camino.

Entre stas chimeneas, dejando un puente de 2 mts. se correr un subnivel que unir ambas chimeneas. A continuacin, en la galera inferior se levantarn pequeas chimeneas espaciadas cada 5 mts., las cuales una vez comunicadas al subnivel, se ensancharn hacia dicho subnivel. Los chutes (tolvas), en las pequeas chimeneas sern armados con buzn de madera tipo americano. Luego a lo largo de la chimenea, se construyen las ventanas de acceso de 2.0 x 1.5 mts.

EXPLOTACIN

Una vez concluida la preparacin se comenzar a tajear el mineral, mediante cortes verticales con taladro de 1.5 m.; como longitud de avance real.

La propiedad carcter de este mtodo, es que en determinados sectores de explotacin que se conocen con el nombre de cmaras o cmaras - almacn. El mineral se arranca en sentido ascendente con almacenamiento en el espacio ya explotado.

El mineral arrancado, constituye la plataforma de trabajo que proporciona un apoyo relativamente resistente, al mismo tiempo que se apuntalan los hastiales del espacio ya explotado, sustituyndose as el relleno propiamente dicho.

A los costados, o sea hacia las chimeneas laterales, se deja puentes de 3.0 mts. x 2.0 mts. a fin de proteger el camino.

El exceso del mineral, como consecuencia del esponjamiento sufrido (25%) se extraer mediante los buzones inferiores, mantenindose la altura necesaria para la perforacin.

En el caso de encontrarse estriles, se dejarn a manera de puntos pequeos y que no obstaculicen el paso del mineral.

CICLOS DE EXPLOTACIN

Los ciclos de explotacin para este mtodo, sern:

Perforacin.

Voladura.

Ventilacin.

Limpieza de material.

1. PERFORACIN

En la perforacin, se utilizarn taladores verticales

con longitudes entre 3y 4, empleando para ello perforadoras Stoper y Jackleds, marca TOYO.

El trazo de perforacin ser el corte en V. La longitud de avance real es de 1.20 m. trabajndose

con una presin de aire comprimido entre 50 y 60

libras/pulgadas cuadradas.

La velocidad de perforacin es entre 0.14 y 0.30

m./minuto.

Para los trabajos de ventilacin y perforacin, se cuenta con una compresora para cuatro martillos, lo que se considera suficiente hacindose la perforacin en forma alternada para evitar la alta contaminacin.

En la mina Hermanos Jaime, se ha determinado la vida til de los barrenos, considerndose los siguientes valores:

a.- Barrenos nuevos: 1,556 pies-perforados/juego.

b.- Barreno reconstruidos: 750 pies-perforados/juego.

En los trabajos de perforacin, se utilizan barrenos integrales SECOROC, compuestos de 02 piezas: una de 3 y otra de 5.

2. VOLADURA

En las voladuras, se utiliza dinamita comn

SEMEXA 65%, de 7/8 x 7 de composicin semigelatina.

Tambin tiene aplicacin el fulminante comn

No 6 FAMESA, gua Nacional de MESUR S.A. y

en algunos casos conectores y gua rpida; con

fines de lograr eficiencia en la voladura, as

como la seguridad para el personal

4.5 VENTAJAS DEL METODO DE EXPLOTACIN

a. Ausencia de sostenimiento, debido a la naturaleza de las cajas (cajas resistentes). Esto implica un mnimo empleo de madera u otro elemento de sostenimiento. Como es lgico suponer, ello se refleja favorablemente en los costos.

b. Rendimiento de extraccin elevado, debido al mineral almacenado (arcilla).

c. Tajeado sencillo y fcil, pues se limita a operaciones bien definidas y de completo conocimientos por parte de los trabajadores.

d. El arranque del mineral (arcillas), esta favorecido por la accin de gravedad. Asimismo el proceso de extraccin.

e. Se cuenta con reservas de mineral (arcilla) dentro de la mina.

f. El mineral almacenado dentro del tajeo, sirve como relleno provisional, a la vez sirve como piso para los trabajadores.

g. Este mtodo permite una alta recuperacin del mineral (arcilla).

h. Arranque de mineral en forma rpida y contina.

i. Buena ventilacin.

4.4 DESVENTAJAS DEL METODO DE EXPLOTACIN

a. Dilucin de las leyes debido a la poca potencia de las vetas, en comparacin con el ancho del tajeo. Tambin debido al desprendimiento de las cajas en las zonas donde el terreno es fracturado o fallado.

b. Este mtodo no es aplicable cuando la veta presenta ramificaciones, ya que esto implicara un ensanchamiento de los tajeos; lo cual producira una mayor dilucin del mineral (arcilla).

c. Desprendimiento de grandes bloques de la roca encajonante; lo que ocasiona muchas veces el campaneo de los chutes.

d. Requiere de una gran inversin inicial, debido a las labores de preparacin que son necesarias de ejecutar antes de iniciar la explotacin

e. Se tiene un gran capital inmovilizado en el

mineral (arcillas) almacenado en los tajeos,

debido a que la mayor parte del mineral (arcilla),

arrancado permanece en lo tajeos.

f. Este mtodo se torna peligroso cuando se

encuentra con zonas falladas, o cuando la roca

encajonante es muy fracturada ya que se

producen desprendimientos de grandes

bloques, o que tambin las cajas revienten

debido a la presin que soporta.

h. Requiere de una extraccin cuidadosa y

sistemtica

EXPLOTACIN A CIELO ABIERTO POR EL METODO DE STRIP PING (DESENCAPADO) DEL YACIMIENTO DE YESO.

Una vez que se haya elegido la cantera y conocido su geologa, geometra y volumen del yeso disponible se procedern a determinar los parmetros para una explotacin racional o sistemtica y que sean econmicamente rentables.

Dada la importancia y el objetivo que tiene ste mtodo es necesario sealar algunas caractersticas:

La altura de los bancos va a variar dependiendo del equipo a emplearse, de la estructura geolgica del yacimiento, espesor total del yacimiento, el carcter fsico qumico de la roca, las condiciones climatolgicas, los mtodos utilizados en la voladura y del producto mineral.

La pendiente de las rampas vara de 1% a 5% y en algunos casos llega hasta 10

Diseo de Canteras

Se proceder a calcular los principales parmetros que determinan la geometra de un banco.

Altura del banco (K)

La explotacin de la cantera ser en forma artesanal, en la prctica se ha demostrado un pen puede mover en trabajos de cantera aproximadamente 1.3 m3 de material de arranque por da, incluyendo fracturamiento, acumulacin del mismo, por lo tanto si pensamos explotar ms volumen se tendra que tomar en el banco las siguientes medidas:

Ancho : 1.00 mts

Largo : 2.00 mts.

Profundidad : 1.00 mts.

Berma de Banco (L)

La berma de banco ser aproximadamente igual al talud vertical, tal como la altura.

La explotacin de los bancos se efectuar en sentido descendente; es decir, primeramente se arrancar en el banco superior para arrojar el material al banco inferior, el clculo del ancho del banco debe considerarse los siguientes parmetros:

a). Ancho de arranque de la roca (Y)

Se considera en un metro (1.00) por las consideraciones precisadas anteriormente, de ser mayor se crear el problema de tener que empujar el material hacia la cresta con las consecuencias que es de suponer.

b). Ancho de equipo para limpieza (T)

Considerando 0.70 mts., por cuanto se usar la carretilla como medio de transporte hacia el echadero.

c). Distancia de esparcimiento (Z)

El material al ser arrancado, se apila segn su ngulo de reposo implicando una distancia de espaciamiento horizontal, se puede estimar la distancia de la siguiente forma:

d) Ancho de Seguridad (S)

Margen de seguridad que se prev frente a la posibilidad de la cada de bolones fuera de ngulo de reposo y otras eventualidades. Se tomar un valor de 0.40 mts.

Resumiendo se tiene:

a). Ancho de arranque (Y) : 1.00 mts.

b). Ancho de limpieza (T) : 0.70 mts.

c). Esparcimiento (Z) : 0.11 mts.

d). Seguridad (S) : 0.40 mts.

Berma del banco a+b+c+d (L) : 2.21 mts

Finalmente en conclusin se tiene los siguientes parmetros:

Altura de banco (K) : 2.32 mts

Ancho de banco (L) : 2.64 mts.

Talud de banco : 90

Talud de operacin : 40

Talud final : 75

EXPLOTACION DE LOS FOSFATOS

Mtodo de Explotacin: Por presentar la capa c

relativa pocas brecarga de naturaleza suelta, que para

su remocin no requiere de perforacin y voladura, sino

solamente un desgarramiento, la disposicin

aproximadamente horizontal de la capa de mineral y

siendo la relacin de estril a mineral de 4.81 a 1, la

explotacin se realizar a cielo abierto(cantera), en la

que se emplear el mtodo de Desmonte y transporte por un equipo principal donde se utilizar equipo altamente mecanizado.

Este mtodo elegido para la explotacin del fosfato,

pertenece a una clasificacin, en la que se toma en

cuenta el tipo de equipo a utilizarse en la explotacin a

cielo abierto.

Justificaciones Tcnicas para la aplicacin

del mtodo:

La capa c de fosfato en el rea I presenta un

espesor uniforme promedio de 1.45 metros, con

leyes que proporcionan confianza.

El buzamiento de la capa de fosfatos es

aproximadamente de 2 en las zonas de mayor

inclinacin, facilita el desplazamiento del equipo

durante la explotacin en el tajo.

Las caractersticas estructurales de las capas de

sobrecarga ( arena no consolidada, arena

cementada, diatomita poco consolidado), la

capa del mineral (diatomita con fosfato); ambas

sobrecarga y capa de mineral de naturaleza

disgregable.

Secuencia del mtodo de explotacin elegido: Esquemticamente la cantera comprender un frente

con un escaln y una terraza suficientemente amplia

para permitir el empleo de las mquinas seleccionadas,

donde se realizarn cortes longitudinales en la capa de

mineral libre de sobrecarga.

La capa de mineral es desgarrada por un tractor con

riper, con el objeto de facilitar el carguo de las moto

trallas, esta operacin est coordinada para dejar

siempre un rea de paso de moto trallas.

El mineral desgarrado es cargado por las mototraillas para luego ser transportado a la planta de tratamiento.

El desgarramiento se realizar por un desgarrador el

cual penetra y desgarra el terreno aproximadamente 2

pies de material desgarrado, esta operacin se realiza

en dos direcciones perpendiculares si el caso lo

requiera. Los cortes longitudinales se efectuarn en un

rea de 250 metros X 250 meros. Los mototraillas

trabajan en circuito, una vez cargado llevan el material

(mineral) hacia la planta y el material estril al botadero.

El desgarramiento o disgregado, lo cual es efectuado

por un tractor con riper, el carguo y transporte es

efectuado por las mototraillas.

El ciclo de explotacin: Disgregado, carguo ,transporte.

Seleccin de equipo y maquinaria.

Se tomaron los siguientes datos:

Volumen de mineral en banco: 2000,000 m3 y suelto 2500,000 m3

Volumen de material estril en banco: 9150, 000 m3 y suelto 11890,000 m3

Produccin de mina 695 m3 hmedos sueltos

por da

Produccin requerida por ao de 217,000 m3

sueltos de mineral

Movimiento de material estril por ao

1043,600 m3.

Porcentaje de esponjamiento 30%

Peso de los materiales:

Roca fosftica: 1,700 Kg/m3 en banco, 1,308 Kg/m3

suelto

Material estril: 1,520 Kg/m3 banco, 1,169 Kg/m3

suelto.

Distancia de acarreo de mineral de mina a planta

concentradora: 1,050 metros

Distancia de acarreo de estril botadero 960 mts.

Terreno con gradiente aproximado de 2%

Coeficiente de traccin 0.55 en camino de acarreo y

0.40 en el rea de mina

Factor de resistencia de rodado: 130 Kg/ton en rea de

mina y 35 Kg/ton fuera de la mina.

Para elegir el tipo de equipo para el

acarreo de mineral y estril se tom en

cuenta los datos mencionados y en

especial las distancia de acarreo.

Existe una variedad de mtodos para

transportar el mineral y el estril de los

tajos, entre ellos tenemos: el transporte

por volquetes, por fajas transportadoras,

tractores, mototraillas, etc.

Rocas ornamentales

GRANITOS MARMOLES PIZARRAS OTRAS

EXPLOTACION DE ROCAS ORNAMENTALES

EL PROCESO PRODUCTIVO

EXPLOTACIN DE ROCAS ORNAMENTALES

PIZARRAS

EXPLOTACION DE MARMOL

EXPLOTACIN

Mrmoles Mayoritariamente a Cielo Abierto - Explotaciones tradicionales. Italia -- Presin medioambiental -- Explotacin de un nivel concreto con recubrimientos

estriles importantes.

METODOLOGA DE EXPLOTACIN Eliminacin de montera estril/ material alterado. -- Con maquinaria y metodologa distinta de la capa explotable. -- Con maquinaria y metodologa similar a la capa explotable. Apertura de Banco. -- Aprovechando material fracturado o defectuoso -- Mediante apertura de roza. Separacin de la gran Masa. -- Cortes de levante -- Cortes horizontales

TECNICA DE EXPLOTACION

Corte mecnico

Perforacin mas explosivos (Para desmontes. NO aconsejable para mrmol, solo en operaciones complementarias)

Corte con hilo helicoidal ( Totalmente en desuso )

Corte con chorro de agua ( No logra implantarse )

Corte mediante cemento expansivo (En periodo de pruebas)

MAQUINARIA DE EXPLOTACIN

MAQUINARIA PRINCIPAL

Rozadora de Hilo Diamantado

Rozadora de Cadenas. ( Fantini )

Martillos perforadores

Pala cargadora

MAQUINARIA SECUNDARIA

Carros perforadores

Sierras circulares

Monolamas

Equipos para la explotacin de mrmoles

EXPLOTACIN

Granitos Siempre a Cielo Abierto

No presentan materiales de recubrimiento. Solo arenas o el propio granito alterado

METODOLOGA DE EXPLOTACIN

Eliminacin de material estril/ material alterado. -- Arenas: con pala cargadora.

-- Granito alterado: Con maquinaria y metodologa similar a la capa explotable.

Apertura de Banco. -- Aprovechando material fracturado, o defectuoso zona de diques

-- Mediante apertura de roza.

Separacin de la gran Masa. -- Cortes de levante

-- Cortes horizontales

Separacin del Bloque. -- Desdobles horizontales

Recuadre del bloque en plaza de cantera. -- Dimensionamiento comercial del bloque

EQUIPOS MINEROS

Equipos para la explotacin de granitos

TECNICA DE EXPLOTACION Perforacin. Mtodo Finlands.

Corte mecnico

Corte (En periodo de pruebas

MAQUINARIA DE EXPLOTACIN

MAQUINARIA PRINCIPAL

Rozadora de Hilo Diamantado Rozadora de Cadenas. ( antini )

Martillos perforadores Pala cargadora

Carros perforadores

Sierras circulares Monolamas

Retroexcavadora

EL PROCESO PRODUCTIVO: EXTRACCIN

Explotaciones a cielo abierto (CANTERAS

Forma de extraccin: BLOQUES

(3-6 m3) , sin fracturas ni

discontinuidades mediante

cuas, explosivos dbiles

sierras hilo helicoidal

hilo de diamantes,... - maquinaria especfica

GRANITO

EL PROCESO PRODUCTIVO: EXTRACCIN

Eliminacin de la montera estril (material

alterado

Apertura de banco

Separacin del bloque

EL PROCESO PRODUCTIVO: EXTRACCIN

Eliminacin de la montera estril (material alterado

Eliminacin de

Separacin del bloque

EL PROCESO PRODUCTIVO

EL PROCESO PRODUCTIVO: EXTRACCIN

EXPLOTACIN MEDIANTE ROZADORAS:

Despus de la primera fase en que los bancos han quedado preparados, se procede de la siguiente manera:

a. Se ejecuta con la Rozadora un corte horizontal, al ras del suelo y en toda la longitud del banco.

b. A continuacin se realiza otro corte paralelo al primero a unos 30 40 cm. por encima de l.

c. La masa de piedra comprendida entre estos dos cortes, es destruido con martillos de aire comprimido y evacuada, dejando de esta manera un espacio libre, debajo de la piedra, para el apoyo provisional del bloque es necesario colocar algunos soportes de la propia piedra. (Lamina).

d. Luego se cambia la posicin de la sierra a posicin vertical, para efectuar cortes verticales, que determinarn el nmero de bloques que van a extraer, deslizando la mquina sobre unos rieles en posicin horizontal.

Todos estos cortes practicados a una misma profundidad, deja en el bloque, cinco caras libres sujetadas por la cara posterior, sostenidos por los apoyos dejados debajo de cada uno de ellos.

e. Luego se comienza a aserrar las caras posteriores, quedando de esta manera las seis caras libres, solamente sostenidas por el apoyo .

f. Se quita el apoyo, obtenindose de esta manera los bloques de mrmol.

Estos ltimos cortes se van efectuando sucesivamente, a medida que van desprendindose los bloques; el aserrado se interrumpe cada vez, antes de llegar a la parte libre de cada bloque, la parte inferior, dejando una pequea porcin de tierra para evitar que el bloque se deslice hacia atrs.

EXPLOTACIN MEDIANTE HILO

HELICOIDAL:

Es otra forma de explotar Canteras, que se

podra aplicar en Hualla en etapas de

ampliacin, cuando el mercado est bien

determinado y se cuente con mayores

facilidades econmicas; este mtodo es para

explotar bloques de mayores dimensiones; los

bancos son tambin de dimensiones grandes y

slo se utiliza en mtodos de explotacin a

Cielo Abierto.

Hilo Helicoidal:

Consiste esencialmente en un cable formado

por 3 hilos de acero, enrollados en espiral,

de un grosor de 5 mm. que recorre el forma

continua, en circuito cerrado guiado por una

serie de poleas, dispuestas adecuadamente;

el corte puede ser de 10 a 100 metros

lineales, en el corte con este Hilo Helicoidal,

se utiliza como abrasivo arena fina; la

resistencia a la traccin es de 145 150

Kgs./cm2

El hilo, al entrar en contacto con la roca produce en ella una incisin longitudinal y va penetrando a la masa, hasta provocar un seccionamiento; el trabajo del hilo viene ayudando por la adicin de una mezcla de agua y arena silcea, que es vertida en el punto de ataque del hilo, este con su enrollamiento helicoidal va transportndola a lo largo de la hendidura producida en la piedra; el agua tiene la funcin de refrigerante, adems evita se levante el polvo fino del mrmol.

Tcnica: (procedimiento)

En la figura 1 , la cara Z se encuentra libre en los puntos NN, se escavan pozos verticales de 1 m. de dimetro, hasta alcanzar los puntos YY, situados en el plano T.

En estos pozos se introduce dos montantes y se pone

en funcionamiento el hilo helicoidal, segn la lnea NN, practicando el

corte de arriba hacia abajo en el plano W .

En los puntos BB, se practican dos galeras hasta alcanzar los puntos YY en estas galera se introducen de nuevo los montantes para trabajar con el hilo

helicoidal, cortando horizontalmente en la lnea AA, llegando a separar de esta manera el plano T de igual forma en posicin paralela practicamos el corte en la

lnea BB separando el plano T.

Realizando esta operacin obtenemos dos

bloques de mrmol ; el bloque formado por los

planos WZT y el bloque Q cada uno con cuatro caras libres; el bloque Q se destruye por medios mecnicos o explosivos, estos residuos

van a servir de colchn de apoyo al bloque ms

grande que est sobre l.

Cada una nueva disposicin de montaje, segn

la fig. 2, se practican dos cortes en forma

simultnea de arriba hacia abajo, siguiendo la

lnea VN y VN separando los planos RR, cayendo de esta manera el bloque grande por

gravedad sobre los residuos del bloque A.

EL PROCESO PRODUCTIVO: TRANSPORTE

EL PROCESO PRODUCTIVO: SELECCIN

EL PROCESO PRODUCTIVO: SELECCIN

PROCESO DE EXPLOTACIN DE ROCAS

ORNAMENTALES.

Cantera.- Es el trmino genrico que se utiliza

para referirse a los depsitos de rocas

industriales y ornamentales.

ACTIVIDADES PRODUCTIVAS BSICAS.

Extraccin y procesamiento.- Para un

adecuado proceso de extraccin de la roca es

fundamental conocer las condiciones

geolgicas de las canteras : reservas

dimensiones, fracturamientos, calidades, tipos y

colores, con el objeto de justificar la inversin.

El uso irracional de los explosivos en la

extraccin de la roca daa el yacimiento propio

y los aledaos , mientras con la utilizacin de

tcnicas adecuadas (hilo diamantado,

barrenacin , etc.) puede obtenerse mayores

rendimientos

Esta etapa del proceso es la que determina en

gran parte el precio y calidad de los productos.

En la fase de corte, laminado y pulido tambin

es necesario utilizar tecnologa de punta para

reducir costos (tiempo, desperdicios,

uniformidad en el terminado, etc.).

Con la introduccin de modernas tcnicas de

extraccin (hilo diamantado, rozadoras,

perforadoras) se ha conseguido un aumento

de rendimiento en m3

Proceso de extraccin de la cantera por el mtodo

tradicional. Tanto en granitos, como en mrmoles,

calizas, serpentinas y otras rocas masivas el arranque

se produce en varias etapas: La primera, denominada

arranque primario, se extrae por diversos

procedimientos , bloques de formas o menos

paraleleppeda de dimensiones variables , pero en todo

caso de varios metros de arista. Estos bloques

generalmente volcados sobare una de sus caras

mayores , se fragmentan en bloques menores a veces

llamados pastillones , mediante el uso de cuas manuales o mecnicas , o bien mediante el uso de

explosivos rompedores o plvoras. A esta operacin se

llama corte secundario o fragmentacin secundara

Por ltimo estos pastillones se parten en fragmentos prismticos menores, de

tamao apto para el transporte por

carretera, que se conoce en la industria

con el nombre genrico de bloques cuyo

proceso podemos ver en las siguientes

figuras.

TRANSFORMACION.

El producto terminado a partir del bloque del

mrmol o travertino, procesndolo para

convertilrlo en lminas y balsosas de diferentes

acabados, hasta que est en condiciones de ser

utilizado en la construccin, para el uso

requerido y con las caractersticas deseadas.

Corte tallado y acabado de la roca.-

Actualmente la tecnologa en corte , pulido y

dimensionado en la elaboracin y

transformacin de rocas ornamentales , permite

la fabricacin de una gran gama de productos

como plaquetas, tablas , losas, bordillos

baldosas, adoquines, bancos , columnas,

balcones, cornisas dinteles, sillares, arcos,

esquinas, molduras, escudos ,

sanitarios, utensilios domsticos , capiteles,

escudos, etc. De una rigurosa y estricto

homogeniedad, capaz de atender cualquier

exigencia del mercado.

El desarrollo de moderna tecnologa en este

campo en los ltimos aos , ha permitido la

existencia de maquinaria de corte cada vez ms

apropiada, rpida y precisa . As tenemos , los

discos puente guiado guiados por lser y de

dimetro de disco de hasta 3 m. que permiten

cortar rocas en base a sucesivas pasadas que

desgastan el material.

Ejemplo de algunas mquinas para corte del

bloque en diferentes tipos y formas , se pueden

apreciar en las siguientes lminas de fotos.