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7/27/2019 Planificacion_Minera_Corto_Plazo_Rajo.pdf

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UNIVERSIDAD DE LA SERENAFACULTAD DE INGENIERA

DEPARTAMENTO INGENIERA DE MINAS

PLANIFICACIN MINERA CORTO PLAZOEN MINERIA A CIELO ABIERTO

Trabajo de titulacin presentado en conformidad a los requisitos para obtener elttulo de Ingeniero Ejecucin en Minas.

Profesor GuaBelisario Gallardo Alcayaga.

Alberto Cortes Alvarez.

RICARDO GIANONNI CONTRERAS PALTA

La Serena, 2004


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Planificacin de Corto Plazo para una Mina a Cielo Abierto

INDICE

Resumen................. 01

Cap. 01 Minera a Cielo Abierto 02

1.1.-Introduccin.......... 02

1.2.-Minera a cielo abierto........ 02

1.3.-Eleccin del mtodo de explotacin.. 05

1.3.1.-Consideraciones en la eleccin...05

1.3.2.-Consideraciones econmicas..... 06

1.3.3.-Tamao de la operacin..............06

1.3.4.-Lmite final y secuencia minera... 07

1.3.5.-La secuencia en minera a cielo abierto.... 08

1.3.6.-Determinacin del pit final econmico10

Cap. 02 Aspectos conceptuales y geomtricos que influyen en el

diseo y planificacin de minas a cielo abierto 11

2.1.-Introduccin............................................................. 11

2.2.-Consideraciones bsicas de diseo............................... 12

2.2.1.-Banco.......................................... 14

2.2.2.-La altura de Bancos.................... 16

2.2.3.-Bermas........................................ 17

2.2.4.-Rampa......................................... 19

2.2.5.-Angulo de talud final.................... 22

2.2.6.-Diseo del lmite final...................... 25

2.2.7.-Frente de extraccin o expansin ..25

2.3.-Parmetros de diseo tcnico econmico....28

2.3.1.-Costos......................................... 28

2.3.2.-Leyes de Corte............................ 29


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2.3.1.-Razn lastre mineral................... 30

Cap. 03 Operaciones unitarias en mina cielo abierto 31

3.1.-Perforacin..............................31

3.1.1.-Perforacin rotopercutiva............ 31

3.1.2.-Perforacin de rotacin............... 34

3.1.2.1.-Perforacin rotativa por triconos.. 34

3.2.-Tronadura............................... 37

3.2.1.-Impacto de la tronadura.............. 39

3.2.1.1.-En mineral.................................... 39

3.2.1.2.-En Estril......................................... 39

3.2.1.3.-En la seguridad y viabilidad del proyecto... 403.3.-Carguo y transporte............... 45

3.3.1.-Camiones de transporte.............. 48

3.3.2.-Unidad de carguo....................... 48

3.3.3.-Tcnicas operativas.................... 48

3.3.4.-Tcnicas de carguo.................... 49

3.3.5.-Estimacin de la productividad....50

Cap. 04 Conceptos de planificacin 53

4.1.-Conceptos de Planificacin. 53

4.1.1.-Etapas del proceso tradicional de planificacin....53

4.1.1.1.-Diagnostico...................................... 55

4.1.1.2.-Objetivos y metas............................ 55

4.1.1.3.-Estrategia........................................ 56

4.1.1.4.-Polticas........................................... 56

4.1.1.5.-Control............................................. 56

4.2.-Planificacin minera..... 57

4.2.1.-Etapas de planificacin minera.............................57

4.2.1.1.-Optimizacin del rajo....................... 57


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4.2.1.2.-Diseo de expansin....................... 58

4.2.1.3.-Planificacin de la produccin......... 58

4.2.1.4.-Secuencia de vaciado...................... 58

4.2.1.5.-Determinacin de la flota de transporte..... 58

4.2.1.6.-Calendario de inversiones............... 58

4.2.1.7.-Evaluacin econmica.....................58

4.2.2.-Objetivos de la planificacin minera.........................59

4.2.2.1.-Determinacin de reservas mineras....... 59

4.2.2.2.-Determinacin secuencias de explotacin.... 59

4.2.2.3.-Definicin de programas de produccin........ 594.2.2.4.-Definicin de planes y proyectos asociados..59

4.2.3.-Horizontes de la planificacin minera...........................61

4.2.3.1.-Planificacin estratgica..........................62

4.2.3.2.-Planificacin de largo plazo............................63

4.2.3.3.-Planificacin de mediano y corto plazo.......... 64

Cap. 05 Planificacin minera de corto plazo 67

5.1.-Introduccin............................ 67

5.2.-Planificacin minera de corto plazo................................ 67

5.3.-Objetivos de la Planificacin minera de corto plazo.......... 68

5.4.-Factores que influyen en la Planificacin de corto plazo...... 68

5.5.-Interaccin del Planificador de corto plazo........................ 70

5.5.1.-Con planificacin de largo plazo.......................... 70

5.5.2.-Con geologa de minas......................................... 71

5.5.3.-Con operaciones mina.......................................... 72

5.5.4.-Con operaciones plantas...................................... 73

5.6.-Control de produccin y plan de corto plazo...................... 73


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Cap. 06 Desarrollo del programa de produccin para una

empresa minera 75

6.1.-Introduccin............................ 75

6.2.-Informacin preliminar....................... 75

6.2.1.-Programa de mantencin mina............................ 75

6.2.2.-Programa de mantencin planta.............................. 76

6.2.3.-Requerimiento de alimentacin y extraccin....... 77

6.2.4.-Modelo de bloques corto plazo......................... 79

6.2.5.-Proyeccin de topografa a fin de mes.................... 82

6.3.-Confeccin del programa de produccin....................... 826.3.1.-Lineamiento del Programa mensual..................... 83

6.3.2.-Determinacin de tonelajes por periodo............... 83

6.3.3.-Determinacin de tonelaje a plantas.................... 88

6.3.4.-Desarrollo y confeccin del plan...................... 91

6.3.5.-Programa del consumo de reservas........................ 94

6.3.6.-Distancia de transporte del programa...................... 100

6.3.7.-Requerimiento de perforacin.................................. 104

Cap. 07 Control de operaciones mina, del programa establecido

y anlisis de resultados 110

7.1.-Introduccin............................ 110

7.2.-Que controlar..................................................................... 111

7.2.1.-Movimiento real v/s programa.............................. 111

7.2.2.-Rendimiento de equipos mina, disponibilidades...... 111

7.2.3.-Cumplimiento de lneas programadas semanales....... 116

7.2.4.-Control de ley y tonelaje alimentado a buzn.......... 116

7.2.5.-Conciliacin de modelos de bloques.................... 117

7.3.-Anlisis de resultados obtenidos al trmino del periodo........ 122


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Conclusiones.......... 123

Bibliografa

Anexos

Anexo N 1, Informe mensual mina rajo abierto.

Anexo N 2, Criterio de Kenneth F. Lane, ley de corte.

Anexo N 3, ndices operacionales equipos mina


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Resumen

El Trabajo que a continuacin se presenta, tiene como objetivo revisar los

conceptos para mejorar y optimizar la planificacin de corto plazo en minera acielo abierto y adems sirva a las futuras generaciones de ingenieros, que pronto

ingresaran al mundo minero.

Por lo anterior se expone un resumen de que es la Planificacin dentro del mbito

administrativo empresarial, la cual es la base para entrar en lo que nos interesa

La Planificacin Minera y muy en especial la Planificacin Minera de Corto

Plazo.

Plantificacin Minera de Corto Plazo, en este tema, se entrega una definicin,

objetivos y factores. Pero lo mas importante de esto, y pensando en una

planificacin Operativa, se entrega en que forma interacta la planificacin de

corto plazo con las dems reas que esta compuesta una empresa minera.

Como planificador se debe conocer la forma como funciona y opera una mina a

rajo abierto, por lo cual se debe tener el conocimiento de diseo y cual son los

factores que estn involucrados en el, para tomar en cuenta sus restricciones.

Adems se debe saber cuales son las principales operaciones unitarias que

abarca la operacin minera.

Por ltimo se presenta la forma en la que se construye un programa de corto

plazo, los datos o informacin necesarias para iniciar una programacin, conocer

sobre modelo de bloques y rendimiento de equipos todo, para conjugar ydeterminar los movimientos mina que se deben desarrollar, y con ello determinar

los diferentes requerimientos operativos. Adems se establecen algunas formas

de control, lo cual ayudara a tomar la mejor decisin que permite a la empresa ser

ms rentable.


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Capitulo 1

Minera a Cielo Abierto.

1.1. Introduccin.

La minera a cielo abierto, es el mtodo minero que se encuentra ms difundido en

la explotacin masiva de recursos minerales, cercanos al nivel de la superficie

terrestre. A este mtodo se le asocia el movimiento y desarrollo de grandes

cantidades de materiales ricos en minerales de carcter altamente econmicos

como tambin de materiales inertes o lastre, que deben ser removidos para

obtener la materia prima a explotar. Como el crecimiento de esta operacin ha idoen aumento a travs de los ltimos aos, es que la tecnologa ha debido avanzar

en paralelo con esta explotacin, logrando para ello el desarrollo de nuevos

equipos para la explotacin minera en forma segura y limpia.

Cabe destacar, que la limitancia de este mtodo esta en llegar a un lmite final

ptimo, que logre la rentabilidad de la empresa minera. Pero en muchas

ocasiones, bajo y alrededor de este lmite, quedan recursos disponibles que con

este mtodo no son econmicamente rentable su explotacin. En este punto se

debe analizar la posibilidad de pasar de un mtodo de explotacin a cielo abierto a

uno de carcter subterrneo.

1.2. Minera a Cielo Abierto.

La minera a cielo abierto, es aquella que abarca la extraccin de materias primas

minerales, de los yacimientos cercanos a la superficie. Para ello se debe realizar

el retiro completo del recubrimiento estril para recuperar el mineral.

El material insitu debe ser tronado primero, para luego ser cargado, transportado y

procesado, para la obtencin de la materia til.


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Las dimensiones de las explotaciones a cielo abierto varan segn las

caractersticas de los yacimientos y las tcnicas utilizadas, esta pueden ser desde

que la operatoria la realice un simple trabajador o en aquellos casos que sus

longitudes llegan a medirse en kilmetros. Ahora esta dimensin debe ser

equilibrada (mnima / mxima), para que el negocio minero sea lo ms econmico

y rentable posible.

La minera esta ligada siempre a la ubicacin del yacimiento, lo cual puede

implicar un conflicto de inters en lo que respecta del uso del terreno (uso de el

terreno para otros fines), Adems, puede darse la necesidad de construir primero

la infraestructura requerida para las actividades mineras.

Las actividades mineras a cielo abierto, difcilmente pueden separarse del

procesamiento de las materias extradas, el cual suele realizarse en las

inmediaciones de la extraccin.

Las explotaciones a cielo abierto, llegan a abarcar superficies extensas, adems

de la mina en s, las explotaciones incluyen botaderos que llegan a tener grandes

dimensiones, a lo anterior se deben sumar los botaderos de residuos del

procesamiento (ripios, relaves), que en caso de menas de bajo contenido metlico

requieren para su depositacin de una gran superficie, adems hay que agregar

las superficies que deben ocupar las infraestructuras, plantas de tratamiento,

oficinas administrativas, talleres, vas de transporte, suministros de energa,

campamento, entre otras.

En vista que las actividades mineras se realizan necesariamente en el propio

yacimiento, su ubicacin y dimensiones son el resultado de las caractersticas

geolgicas del depsito y del tipo de roca que acompaa al yacimiento.


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Dado que la explotacin a cielo abierto con lleva una alteracin significativa de la

corteza terrestre, debe evaluarse a fondo, desde un comienzo si la explotacin es

rentable en las condiciones dadas.

Figura 1.1.

La figura 1.1. Muestra la explotacin de un yacimiento, el cual en su inicio fue

explotado en forma superficial y luego por medio de un mtodo subterrneo.


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1.3. Eleccin del mtodo de explotacin minero.

La eleccin del mtodo de explotacin depende de la forma, emplazamiento y

propiedades del yacimiento y su roca encajadora. Por sobre condiciones tcnicas,

esta es una decisin de carcter econmico.

En general hay dos tipos de mtodos.

Minera de superficie (cielo abierto, canteras)

Minera subterrnea (block caving, cut & fill, etc.)

Sin embargo, en funcin del emplazamiento del yacimiento, hay casos en que esposible emplear ambos mtodos, una minera a cielo abierto que luego da paso a

una minera subterrnea, cuando el anlisis econmico lo justifique. Siendo tpicos

en el caso de cuerpos mineralizados subverticales y en prfidos cuprferos.

1.3.1. Consideraciones en la eleccin de Cielo abierto o Subterrnea.

-

Forma y emplazamiento.- Topografa y accesibilidad.

- Condiciones climticas.

- Aspectos medio ambientales.

- Selectividad y dilucin.

- Costos de capital y operacin.

- Productividad y tiempos de desarrollo.

- Plan minero.

- Flujo de caja y rentabilidad.

En resumen, consideraciones tcnicas y financieras.


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1.3.2. Consideraciones Econmicas.

Muchas decisiones concernientes a la eleccin del mtodo de explotacin, estn

relacionadas con el costo de oportunidad.

Por ejemplo,

- En depsitos diseminados masivos, la minera de superficie es ms

productiva que una subterrnea.

- La minera subterrnea por lo general requiere de ms trabajos en

desarrollo y preparacin.

1.3.3. Tamao de la operacin.

El tamao de la operacin se refiere a la escala con que operan las instalaciones

de la mina y proceso. El tamao esta directamente relacionado con las inversiones

requeridas y con la produccin final que ser colocada en el mercado.

A mayor tamao, mayor inversin, mayor produccin.

Desde el punto de vista de un proyecto minero, el tamao de la operacin, es el

factor dominante para establecer la vida de la mina y el valor del negocio.

Existe un compromiso, entonces, entre el VAN de un proyecto y su tamao de

operacin, este optimo existe, pues si el tamao se incrementa demasiado, se

acorta la vida de la mina y no se alcanzan a amortizar las inversiones marginales.


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1.3.4. Limite final y secuencia minera.

Se refiere a la forma de conducir la explotacin minera desde una situacin inicial

hasta agotar el yacimiento y lograr los lmites finales.

La secuencia minera por lo general se define a partir de la priorizacin de

sectores, en que se fracciona la explotacin. Estos sectores pueden ser fases o

expansiones, como usualmente se les llama en minera cielo abierto o bien

bloques, paneles o caserones, como se les denomina en minera subterrnea.

Cabe destacar que este fraccionamiento de la explotacin minera tiene sentido

precisamente por el efecto del valor del dinero en el tiempo.

En efecto, el propsito de dividir la explotacin en sectores ms reducidos esjustamente para posponer inversiones y adelantar cuanto sea posible los ingresos

por ventas de produccin.

Figura 1.2.

Mineral

Z Valor del Mineralmenos los costos deminera y proceso

LastreZ Costos de minera yacopio

Lmite final en minera a cielo abierto(Va algortmica: cono flotante, etc.)

Modelo deBloquesZ


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1.3.5. La secuencia en minera a cielo abierto.

Si se utiliza un algoritmo para diseo de lmite final, este puede ser adaptado para

obtener un set de pits anidados que sirven de gua para definir la secuencia.

La forma corriente de crear estos pits anidados es reevaluando los bloques

cambiando:

Precio del metal.

La ley critica del diseo.

Figura 1.3.

Cambio en el precio del metal

Fase I

Precio = P1P4

IIIIIIV

P3 P2

P1 < P2 < P3 < P4 P4 = Precio de largo plazo


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Figura 1.4.

Problemas de estos procedimientos.

Cambio del precio del metal.

- La secuencia es nica para cualquier condicin de mercado

- La lgica del algoritmo es buscar progresivamente mineral de bajo costo

no respetando el objetivo de maximizar el beneficio.

- No considera el efecto de la tasa de descuento en el anlisis de la

secuencia.

Cambio ley crtica de diseo

Fase I

Ley = g1

g4

II III IV

g3g2

g1 > g2 > g3 > g4


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Cambio en La ley critica del diseo

- La secuencia es nica para cualquier condicin de mercado

- La lgica del algoritmo es buscar progresivamente mineral de alta ley,

no respetando de nuevo el objetivo de maximizar el beneficio.

- No considera el efecto de la tasa de descuento en el anlisis de la

secuencia.

1.3.6. Determinacin del pit final econmico.

Prcticamente todos los algoritmos o rutinas, que determinan el lmite final de unaexplotacin a cielo abierto no toman en cuenta:

- El valor del dinero en el tiempo.

- Restricciones de capacidad en la mina y/o planta.

- La posibilidad de una explotacin subterrnea a futuro.


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Capitulo 2

Aspectos Conceptuales y Geomtricos que influyen en el diseo y

Planificacin de Minas a Cielo Abierto

2.1. Introduccin

Una mina a rajo abierto es una excavacin superficial, cuyo objetivo es la

extraccin de mineral. Para alcanzar este mineral, usualmente es necesario

excavar grandes cantidades de roca estril, seleccionar de los parmetros fsicos

de diseo, tales como los taludes, y planificar el programa de extraccin de

mineral y estril, lo cual constituye una labor de ingeniera desafiante y de gran

importancia econmica.

La ubicacin y tamao de las instalaciones son extremadamente importantes para

el proceso de diseo final. Por ejemplo, el tamao de la planta procesadora y de la

chancadora, determinarn la capacidad de produccin mxima de la mina. La

capacidad de produccin, juega un rol importante en la determinacin del flujo de

caja, el que puede afectar toda la estrategia econmica de la empresa minera. La

ubicacin de la chancadora y los botaderos, tendr un mayor efecto en los

requerimientos de los sistemas de carguo y transporte, y los costos

operacionales.

La etapa de diseo en si es un proceso iterativo. Inicialmente, se deber llevar a

cabo una optimizacin de los lmites econmicos del pit basados en la

maximizacin del ingreso. La ubicacin de los lmites econmicos del pit dependen

de alguna forma de los aspectos del flujo de caja y, por lo tanto, podra resultarnecesario evaluar otros lmites econmicos, distintos de aquellos inicialmente

estimados para incluir el flujo de caja en la determinacin de la ubicacin de los

lmites del pit.


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Luego, se deber desarrollar una secuencia de extraccin para los diversos

sistemas de carguo y transporte, y tasas de produccin, etc. Se desarrollarn los

requerimientos de equipos para cada una de las alternativas y se crear un

anlisis de flujo de caja para todo el plan.

Para cada sistema de carguo y transporte, capacidad de produccin, etc. a ser

considerados, se debe crear un diseo completo, incluyendo el programa de

produccin, la seleccin de equipos y flujos de caja, con el objeto de seleccionar la

mejor alternativa. Para llegar a lo anterior hay que considerar los parmetros

geomtricos y aquellos que se refieren a la estabilidad de las paredes.

En el momento de proyectar una mina a cielo abierto, se debe tener en cuenta losiguiente.

- Geometra: en funcin de la estructura y morfologa del yacimiento,

pendiente del terreno, lmite de propiedades, etc.

- Geotecnia: dependiente de los ngulos mximos estables de los taludes, en

cada uno de los dominios estructurales, en que se haya dividido el

yacimiento.

- Operativos: dimensiones necesarias para que la maquinaria empleada,

trabaje en condiciones adecuadas de eficiencia y seguridad (ej. Altura de

banco, ancho bermas, rampas, etc.).

2.2. Consideraciones bsicas de diseo

La seleccin de los parmetros de diseo bsicos, es extremadamente importante.

A continuacin explicaremos algunos de estos parmetros, para comprender

mejor la importancia de cada uno.


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Planificacin de C

Figura 2.1 Parmetros geomtricos de una mina a cielo Ab

Berma

Ban

Camino yAncho Ram

AlB

Angulo deTalud FinalAngulo entreBermas

AnguCara d

Altura entreBermas


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2.2.1. Banco.

Es el tramo comprendido entre dos niveles, que constituye el volumen a explotar

(estril o mineral) dentro de los lmites del rajo. A este se le asigna un valor

representativo, generalmente la cota del nivel de extraccin (cota de piso), y a este

valor se le asignan diferentes datos, como; cubicacin (tonelaje de estril y mineral

a remover), asignacin de disparos (2530-05), sector al que se asigna una flota de

extraccin (Cargador/camin), es el valor de referencia para conciliaciones de

modelo bloques v/s real, etc.

En la figura 2.2, se tiene una seccin transversal del banco, en la cual aparecen

identificados los parmetros propios de este.

Cresta y pata: son los lmites superiores e inferiores del banco, estos son los

niveles entre los cuales se realiza la extraccin, adems estos se utilizan como

referencia para lograr los lmites extractivos que establece el diseo. El

sobrepasar estos lmites, implica realizar una mayor extraccin del banco que

podra afectar el aumento en el costo de la explotacin, y el no llegar a los lmites

implica dejar cautivo mineral que esta considerado en la produccin de la mina.

Cara del banco: es el tramo de pared final o de avance de la extraccin (frente de

extraccin).

Angulo de la cara del banco: es el ngulo formado entre la cara del banco y la

horizontal, este ngulo puede variar considerablemente con las caractersticas de

la roca, orientacin de las fases y los procesos de perforacin y tronadura. Por lo

tanto es funcin de dos factores; tipo de material y altura del banco. Cuando, ms

coherente y ms bajo sea el banco, ms vertical puede ser la cara del mismo y por

lo contrario, cuanto ms suelto y alto, ms tendido ser el banco, depende de las

caractersticas estructurales y resistencia de materiales y deber ser determinado

por geomecnica.


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Planificacin de C

Figura 2.2 Parmetros geomtricos de un Banco

Anc

Ban

Altura del

Banco (H)

Cara delBanco

A

PataCresta

Cresta


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2.2.2. La altura de Bancos.

La seleccin se rige por el tamao del equipamiento de perforacin y de carga a

emplear y, en algunas ocasiones, por condiciones referidas a la mezcla de

minerales. La dimensin de altura mxima de carga, es la pauta primordial para

determinar la altura de los bancos. Por ejemplo, la pala puede controlar el material

en la superficie hasta el rea superior de la polea de punto ascendente, lo cual se

deber considerar como la altura mxima segura del banco. Esta dimensin es en

funcin de la capacidad de la pala, la cual a su vez, est relacionada con la tasa

de produccin estimada.

Como regla general, se espera un aumento en la altura de bancos. Las razones

para esto son las siguientes:

- Mayor rendimiento de la perforacin, al reducirse los tiempos muertos de

cambio de posicin.

- Mejora de los rendimientos de los equipos de carga, al reducirse los

tiempos muertos, por cambio de rajo, as como desplazamientos del equipo

dentro del mismo.

- Menor nmero de bancos y, por lo tanto, mayor concentracin y eficiencia

de la maquinaria.

- Infraestructura de accesos ms econmica por menor nmero de bancos.

Por el contrario, las razones de alturas pequeas son las siguientes:

- mejores condiciones de seguridad para el personal y maquinaria, pues el

alcance de las maquinas de carga permite un mejor saneo y limpieza de los

frentes cuando es necesario.

- El control de las desviaciones de los barrenos es ms efectivo para las

perforadoras de martillo en cabeza.

- Mayor control sobre la fragmentacin de la roca en la tronadura.

- Mayor rigidez en la ejecucin de rampas de acceso entre bancos.


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- Menores niveles de vibraciones, al ser cargadas columnas de explosivo

ms pequeas.

- Mejores condiciones para la restauracin y tratamiento de taludes finales.

La seleccin de la altura ptima es, el resultado de un anlisis tcnico econmico

apoyado en estudios geolgicos y geotcnicos que incluyen el aspecto de

seguridad de las operaciones.

2.2.3. Bermas.

Son aquellas plataformas horizontales existentes en los lmites de la explotacin,

en la pared o talud del rajo, que ayudan a mejorar la estabilidad de un talud y lascondiciones de seguridad. El intervalo de las bermas y su anchura, as como el

ngulo de talud, se establecen por condiciones de geotcnicas y de seguridad y,

en algunas ocasiones, por consideraciones operativas si se utiliza como caminos o

accesos.

Entonces las bermas son utilizadas como reas de proteccin, al detener y

almacenar los materiales que puedan desprenderse de las frentes de los bancos

superiores, y tambin como plataformas de acceso o incluso transporte. La

separacin entre bermas, as como su anchura, son funcin de las caractersticas

geotcnicas del macizo en explotacin, que conjuntamente con el resto de los

parmetros que intervienen en el diseo de la mina, conducen a la obtencin de

un factor de seguridad que garantice la estabilidad del talud general y seguridad

de los trabajos. En el caso de que una berma sea utilizada para la circulacin de

vehculos, su ancho debe cumplir lo requerido como pista.


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Figura 2.3 Esquema de una Berma con detalles

Area

ReceptoraCordn de

Seguridad

Ancho de

Berma

Altura del

Banco

Cordn de Seguridad: sirve para evitar que algn

desprendimiento continu su recorrido a niveles

inferiores de trabajo en el rajo.

Area receptora: sector en el cual se acumulara el

material que se puede desprender.


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2.2.4. Rampa.

Son los trazados de transporte y acceso al rajo, a travs de las cuales se extrae el

mineral o estril, adems sirve para el transito de todos aquellos equipos de

servicio. Se caracteriza principalmente por su anchura y pendiente, dentro de una

disposicin espacial determinada.

Estas se pueden categorizar en :

- segn su duracin: provisorias o permanentes, dependiendo del uso que se

les de.

- Segn el trazado en planta, espiral, mixtas, etc. El trazado de la rampa,

esta condicionado bsicamente por la geometra del yacimiento y mtodode explotacin aplicado.

Aspectos importantes de la planificacin minera, son la determinacin del camino

de transporte dentro del pit, para maximizar la recuperacin econmica de la

reserva mineral, minimizar los costos de transporte y asegurar las condiciones

operativas.

La incorporacin de rampas se puede realizar utilizando tres criterios distintos:

- Trazar la rampa al interior de la envolvente del banco, lo que implica extraer

menos mineral, ya que las rampas utilizaran los sectores mineralizados en

su trazado, producto de su ubicacin al interior de la envolvente econmica.

- Trazar la rampa fuera de la envolvente del banco, esto produce la

extraccin de mayor cantidad de lastre, ya que el diseo del rajo final debe

expandirse.

- Trazar la rampa en el punto medio de la envolvente del banco, lo cual,

permite extraer ms mineral que la primera alternativa y menos lastre que la

segunda, pudiendo encontrar un equilibrio entre las dos opciones.


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Ancho de rampas: el ancho esta en funcin de las dimensiones de los equipos de

transporte (camin), esta debe ser lo suficiente para que la operacin de

transporte se lleve a cabo con continuidad y en condiciones seguras, en cuanto al

nmero de carriles en que ha de subdividirse la anchura total. Las rampas mineras

son diseadas, generalmente, con solo dos carriles, debido, a la baja intensidad

de trfico y, por otra parte, a la escasa disponibilidad de espacio. En el caso de

rutas fuera del rajo (hacia botaderos o chancado) suelen disearse con ms de un

carril en el mismo sentido.

Una sencilla formula aplicada con frecuencia, para dimensionar el ancho de

rampas es la siguiente:

A = AC x (0,5 + 1,5 x N)

Donde: A : El ancho de la rampa

AC : Ancho del camino

N : Nmero de carriles

Lo anterior significa que, a ambos lados del camin, se debe dejar una separacin

de seguridad, que equivale a la mitad del camin.

En relacin al sobre ancho en las curvas, hay que considerar que los camiones

necesitan un ancho mayor que en las rectas, pues sus ruedas traseras no siguen

exactamente la trayectoria de sus ruedas delanteras, debido a la rigidez del

chasis. Es necesario, por lo tanto, disponer de un sobre ancho, que este es en

funcin del radio de la curva y longitud del camin.

Una expresin utilizada corrientemente para calcular el sobre ancho necesario de

la rampa es la expresin de Voshell.


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Planificacin de C

Figura 2.4 Perfil transversal de una rampa

A: Ancho de RampaCS: Cordn de Seguridad (0,5 Radio neumtico camin)

AC: Ancho del CaminEC: Espacio libre entre camiones

ZD: Zona de Derrames

Donde:

A = AC x (0,5 + 1,5 x N)

CS AC

A

EC AC


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F = 2 x [ R (R2 L2) 1/2 ] x 5,8 / ( R )1/2

Donde: F : Sobre ancho de la rampa

R : Radio de la curva (m)

L : Distancia entre ejes del camin (m)

2.2.5. Angulo de talud final.

En la mayora de las excavaciones a cielo abierto, las profundidades de los

trabajos aumentan con el proceso de la explotacin. Esto implica la extraccin de

una cantidad creciente de material estril por unidad de mineral a descubrir, lo quefrecuentemente se designa por razn lastre mineral. Esta razn depende

principalmente de la forma, dimensiones y caractersticas mecnicas del

yacimiento, la topografa del sector, la geometra de la excavacin y el ngulo de

talud en el cual reposaran los bancos.

El ngulo de talud final es de vital importancia para obtener una extraccin segura

y econmica; en cuerpos profundos se hace necesario disminuir dicho ngulo para

trabajar con seguridad. Lo que se traduce en trabajar con razones estril mineral

altas y por otra parte este ngulo debe ser lo suficientemente alto para asegurar

una extraccin econmica. Lo expuesto anteriormente supone la existencia de un

ngulo de talud final ptimo y este depende de los siguientes factores:

- Propiedades fsico-qumicas de las rocas que constituyen los bordes.

- Grado de homogeneidad de las rocas.

- Dimensiones y formas de la excavacin.

- Caractersticas de la superficie de contacto y presencia de defectos

geolgicos (fallas, fracturas, diaclasas, etc).

- Presencia de agua en el yacimiento.

- Permeabilidad de la roca.


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- Direccin de las discontinuidades y planos de esquistocidad en relacin

al borde de la excavacin.

No existen mtodos exactos para predecir cuando una masa de material se ver

afectada por un deslizamiento. Sin embargo, si se detecta una zona de riesgo con

posible desprendimiento, existen unos mtodos de control mediante prismas o

extensometros, lo cuales se van midiendo con una determinada frecuencia para

poder determinar una variacin que indique un aceleramiento de la masa rocosa,

antes que se produzca su cada. A este respecto se han realizado numerosas y

muy variadas investigaciones cuyos anlisis estn basados fundamentalmente en

los principios de mecnica de rocas.

A continuacin, mencionaremos algunos datos importantes sobre los criterios de

diseo de taludes en minera a cielo abierto.

La estabilidad de los taludes tiene una importancia fundamental en lo que se

refiere a seguridad y rentabilidad de la misma, debindose considerar en las

etapas iniciales de cada proyecto. Los factores ms importantes que afectan a la

seguridad de las operaciones son los siguientes:

- Cada y deslizamiento de materiales sueltos

- Colapso parcial del banco

- Colapso general del talud de la excavacin.

Las recomendaciones, con relacin al control y eliminacin de tales riesgos,

implican la adopcin de las siguientes medidas:

- Diseo adecuado de los bancos y plataformas para retener los

desprendimientos de materiales.

- Determinacin y mantenimiento adecuado de taludes generales.


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- Control en la tronadura de contorno, con el objeto de reducir los daos

en el macizo rocoso.

- Aplicacin de sistemas de drenaje de los macizos para poder reducir los

esfuerzos originados por el agua.

- Limpieza y eliminacin de materiales colgados en los taludes.

En el cuadro siguiente se muestra algunos factores que influyen sobre la

estabilidad de los taludes.

FACTOR INFLUENCIA

Diaclasas y otras discontinuidades

estructurales.

Reducen la resistencia al corte.

Aumentan la permeabilidad.Actan como superficies de drenaje y

planos potenciales de rotura.

Fallas geolgicas. Actan como vas de entrada de aguas

subterrneas.

Constituyen probables planos de rotura.

Propiedades de la roca. Determinan las fuerzas resistentes que

se oponen a la rotura del talud.Hidrogeologa. Modifican los parmetros de cohesin y

friccin.

Reducen la resistencia al corte y los

esfuerzos efectivos normales.

Aceleracin ssmica de las tronaduras y

detonaciones de carga.

Movimientos de terreno.

Agrietamiento de las rocas.

Tensiones regionales. Tensiones de campo en los macizos

prximos a los taludes.

Tiempo. Condicionan el periodo de estabilidad de

los taludes.


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2.2.6. Diseo del lmite final.

El lmite final de una operacin a rajo abierto, que se conoce como pit final,

corresponde a la envolvente que encierra el material que es econmicamente

conveniente extraer. Tradicionalmente el criterio utilizado para obtener dicha

pared, es extraer material hasta el punto en que los ingresos marginales de sacar

mineral se equilibran con los costos marginales de remocin de lastre. El criterio

anterior ha sido utilizado tanto en la metodologa manual, como en las tcnicas

computacionales, que requieren de un modelo de bloques conjuntamente con

rutinas optimizantes (conos flotantes, Lerchs y Grossman y otras).

A pesar que los criterios de igualar los ingresos marginales con los costos

marginales es universalmente aceptado para problemas de esta naturaleza, enminera a rajo abierto el concepto de costo marginal tiene una connotacin distinta.

En efecto, el hecho de que el recurso minero o yacimiento pueda ser explotado a

futuro mediante un mtodo subterrneo, necesariamente involucra introducir al

clculo, un costo alternativo por una eventual explotacin subterrnea, as se

asegura que la envolvente final obtenida, efectivamente es la frontera entre un

open pit y un mtodo subterrneo.

Por otra parte, el hecho de que sea necesario remover primeramente lastre para

despejar mineral, significa considerar un costo de oportunidad adicional, que

implica inmovilizar el dinero invertido en el escarpe. En algunos casos, tambin es

necesario adicionar otro costo alternativo por concepto de activos que puede tener

un uso diferente. Como se aprecia, la valorizacin del modelo de bloques tiene

una gran significacin en la definicin del lmite final, dejando en un segundo plano

el algoritmo a utilizar para encontrar los lmites.

2.2.7. Frentes de extraccin o expansiones.

La frente de extraccin es aquella en la cual se esta efectuando la operacin de

carguo, en los diferentes puntos de desarrollo y produccin (Lastre y mineral) que


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se realizan en la mina, este frente de operacin debe cumplir algunas

consideraciones mnimas para poder realizar la operacin en forma segura y

altamente productiva, teniendo con ello un circuito expedito de transporte y una

operacin de carguo altamente econmica y rentable al negocio minero.

Frente de extraccin y ancho mnimo de expansin: se refiere al ancho mnimo

requerido para realizar la operacin de carguo, por lo cual debe cumplir con

algunos estndares, en cuanto a los lmites necesarios, ahora estas distancias

estn ligadas a las dimensiones de los equipos de carguo, ya sea pala o cargador

frontal, y adems al sistema de combinacin pala camin, en cuanto a la forma u

operatoria que se opta para la accin de carguo.

Tambin se debe considerar las condiciones de seguridad que se deben adoptarpara que la extraccin sea segura al realizar la operatoria de carguo, estas

consideraciones estn referidas a lo que es el cordn de seguridad, el cual sus

dimensiones estn relacionadas con las dimensiones del equipo de transporte.

Adems se debe considerar una zona de seguridad receptora de

desprendimientos o derrames que se puedan producir al momento de la

operacin.

A continuacin se entrega una formula sencilla que se utiliza para calcular los

anchos mnimos de operacin o de las expansiones a realizar en el desarrollo del

rajo.

FE=ZD + EO + AC + CS

Donde: FE : Ancho de extraccin

AC : Ancho del camino

EO : Espacio operacional (1,5 x Radio de giro cargador)

CS : Cordn de seguridad (0.5 Radio neumtico camin)

ZD: Zona de seguridad derrames


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Planificacin de C

Figura 2.5 Ancho de carguo en avance longitudinal al banco

FE: Ancho de ExtraccinAC: Ancho del CaminEO: Espacio Operacional (1,5 x Radio giro cargador)CS: Cordn de Seguridad (0,5 Radio neumtico camin)

ZD: Zona de Derrames

FE Ancho

FE = ZD +

AEOZD

FE


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2.3. Parmetro de diseo tcnico econmicos.

Existen numerosas y complejas tcnicas para evaluar a priori estos parmetros, se

puede decir que son fuertemente dependiente de las condiciones especficas de

cada proyecto y yacimiento propiamente tal.

- Costos

- Precio del metal.

- Ley de corte.

- Razn estril mineral.

2.3.1. Costos.

Generalmente en toda excavacin a cielo abierto, la posibilidad de introducir

equipos de gran capacidad, esta permanentemente latente, lo que depende

esencialmente de la cantidad de reservas involucradas, de los objetivos y

disponibilidad financiera de la empresa. Esto se debe a que equipos de gran

capacidad involucran una fuerte inversin inicial, pero simultneamente un menor

costo directo de operacin, por el contrario, equipos de menor capacidad implican

inversiones iniciales ms bajas, pero con un costo directo de operacin

relativamente ms alto.

Para un proyecto en particular, el uso de un equipo esta sujeto al ritmo de

explotacin que se fije (ej. La produccin de Cu Fino) o en su defecto a la

capacidad de tratamiento en planta.

Podemos subdividir los costos en:

- Costos de extraccin.

- Costos de proceso.

El primero se refiere a todos aquellos costos que necesariamente deben

efectuarse para colocar el material en la planta (mineral) o en botaderos (lastre o

Stock-pile)


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El segundo, son todos aquellos costos que incurren en el resto del circuito

(procesamiento en planta, refinacin y comercializacin).

2.3.2. Leyes de corte.

Se define como ley de corte, aquella que discrimina entre el mineral que debe ser

enviado a planta (Mineral) y el que se enva a botaderos, ya sea a stock de baja

ley o lastre , bajo expectativas de beneficio nula o alguna funcin de utilidad

predeterminada.

La ley de corte, as definida, supone una estimacin previa de los ingresos quepotencialmente se obtienen al vender una unidad de mineral y de los costos que

se incurren en extraer, procesar y vender dicha unidad de mineral.

Un concepto ms moderno incorpora un costo de oportunidad que, en algunas

circunstancias, se produce cuando la planta de proceso esta saturada. En este

caso el hecho de enviar un material a planta, posterga el resto del yacimiento en

una fraccin de tiempo que toma tratar dicho material. En tal situacin, el costo de

oportunidad esta dado por el valor presente remanente, afectado por la tasa de

descuento atingente del periodo en que se posterga el resto del deposito. El

algoritmo de Kenneth F. Lane (ver anexo n 2), se basa en estos conceptos para

determinar la estrategia de leyes de corte ptima y es la herramienta que se utiliza

para tal efecto.

Ley de corte critica: se define como aquel mnimo contenido de metal en una

unidad de mineral que paga el costo de extraccin, proceso (concentracin,

fundicin y refinacin) y comercializacin, generando utilidad nula.


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2.3.3. Razn lastre mineral.

Se define como las unidades de material estril que se hace necesario remover,

para descubrir una unidad de mineral, podemos distinguir los siguientes;

- Razn estril mineral mxima admisible o econmica; corresponde a los

mximas unidades de material estril que se remueven para descubrir

una unidad de mineral y obtener beneficios nulos.

- Razn estril mineral de traspaso; se define como la unidad de lastre a

partir de la cual se obtiene un mayor retorno por tonelada de mineral,

efectuando la extraccin mediante mtodos subterrneos. Se calcula

igualando el costo de extraccin a rajo abierto con el de extraccinsubterrneo.

- Razn estril mineral global; es el cuociente entre el tonelaje total de

estril y el total de mineral, incluidos dentro del pit econmico.

- Razn estril mineral instantnea; es el cuociente entre el tonelaje de

estril y el de mineral, en un instante o periodo determinado de tiempo,

durante la explotacin.


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Captulo 3

Operaciones Unitarias en Una Mina a Cielo Abierto.

El ciclo de explotacin minera, se puede definir como una sucesin deoperaciones unitarias bsicas, aplicadas con el fin de extraer todo el mineral,

como al estril existente, dentro de los lmites establecidos. En general podemos

decir que las operaciones unitarias bsicas que siempre estn presentes en una

faena minera son:

Perforacin

Tronadura

Carguo

Transporte

3.1. Perforacin.

El objetivo bsico es abrir unos pozos con la geometra adecuada, dentro del

macizo rocoso. Para tal efecto se disean mallas de perforacin que se definen

segn las caractersticas que presenta el macizo rocoso (litologa, contactos

geolgicos, densidad de roca, etc.), geometra del banco y forma de explotacin,

adems de la forma y secuencia con la cual se desea quemar dicho disparo, (por

lo anterior la perforacin esta muy ligada con la tronadura).

Existen dos tipos principales de perforadoras de produccin, las de Rotopercusin

y las de Rotacin.

3.1.1. Perforacin Rotopercutiva

EL principio de la perforacin de estos equipos se basa en el impacto de una pieza

de acero (pistn) que golpea a una herramienta que a su vez trasmite la energa al

fondo del barreno en forma de una onda de choque por medio de una cabeza o

bit, estos equipos se clasifican en dos grandes grupos:


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Operaciones Unitarias en Minera a Cielo Abierto


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- Martillo de Cabeza: en estas perforadoras, dos de las acciones bsicas,

rotacin y percusin, se producen fuera del barreno, transmitindose a

travs del ensamblaje de barras de perforacin hasta el bit de perforacin.

Los martillos pueden ser accionados por un sistema hidrulico o neumtico.

- Martillo de Fondo: la percusin se realiza directamente sobre el bit de

perforacin, mientras que la rotacin se realiza en el exterior del barreno. El

accionamiento del pistn se lleva a cabo neumticamente, mientras que la

rotacin puede ser hidrulica o neumtica.

El fundamento de la perforacin rotopercutiva, se basa en la combinacin de las

siguientes acciones:

- Percusin: los impactos producidos por el golpe del pistn originan unas

ondas de choque que se transmiten al bit a travs del acople de la barra o

directamente sobre el bit.

- Rotacin: con este movimiento se hace girar el bit para que los impactos se

produzcan sobre la roca en distintas posiciones, evitando que el bit se

atasque.

- Empuje: para mantener el contacto del bit de perforacin con la roca.

- Barrido: el fluido de barrido, permite extraer el detritus desde el fondo del

pozo.

Las principales ventajas que ofrece la perforacin rotopercutiva son:

- Es aplicable a todos los tipos de roca, desde blandas a duras.

- La gama de dimetros de perforacin es amplia.

- Los equipos son verstiles, pues se adaptan bien a diferentes trabajos y

tienen una gran movilidad.

- Para su operacin y manejo se requieren de un solo hombre.

- De fcil y rpido mantenimiento.


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3.1.2. Perforacin de Rotacin.

Se subdividen en dos grupos, dependiendo del principio de penetracin de la roca.

Por trituracin, gracias al empleo de triconos, o por corte, utilizando bits

especiales. El primer sistema se aplica en rocas de dureza media a alta y el

segundo en rocas blandas.

- Perforacin rotativa por triconos: el principio de penetracin, consiste en la

aplicacin de un empuje conjuntamente con la rotacin de un tricono. Este

empuje y rotacin genera un torque o par que permite penetrar el macizo.

Este sistema es ampliamente utilizado, comparado con la perforacin

rotativa por corte.- Perforacin rotativa por corte: este sistema tuvo su mximo desarrollo en

las minas americanas de carbn. Se utiliz para el barrenado de

sobrecarga y en algunos casos en mineral, la perforacin por corte, en los

barrenos de produccin, se realiza con bits cuyos elementos de carburo de

tungsteno y otros metales duros que rompen la roca por; deformacin

elstica, producida por deflexin del bit, que genera una torsin en la roca y

tambin, por liberacin de tensiones de deformacin que produce

conminucin en la roca.

3.1.2.1. Perforacin rotativa por triconos.

El sistema de perforacin rotativa por triconos, es dentro de la perforacin rotativa,

que ms se utiliza en Chile. Este sistema de perforacin es muy verstil, pues

abarca prcticamente todos los tipos de rocas, desde blandas a muy duras. Los

dimetros de perforacin pueden variar entre 2 y 17 . Sin embargo, lo ms

utilizado en minera a cielo abierto, corresponde a dimetros que varan entre 6

y 12 . Existen dos sistemas de montaje para las perforadoras rotativas; sobre

orugas o sobre neumticos. Los factores que definen la eleccin, del sistema de

montaje son la topografa y el grado de movilidad deseado o requerido.


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Perforacin en Minera a Cielo Abierto


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Las perforadoras rotativas ests compuestas por los siguientes elementos:

- Fuente de energa.

- Sistema de empuje.

- Cabezal de rotacin.

- Ensamblaje de barras que transmiten peso, rotacin y barrido.

- Cabeza o tricono de perforacin.

Fuentes de energa: las fuente primarias de energa, pueden ser por motor diesel

o elctricos. En general si el dimetro de perforacin supera las 9, se utiliza

energa elctrica a media tensin, alimentando la perforadora con corriente alterna

a travs de un cable de cuatro conductores. Las perforadoras medias y pequeassuelen estar montadas sobre camin, siendo alimentadas por uno o dos motores

diesel. Tambin existen perforadoras diesel-elctricas, en aquellas faenas de gran

produccin que no poseen de un gran abastecimiento elctrico. Como

antecedente, las perforadoras elctricas tiene un costo de mantencin de un 10

aun 15% menor que las diesel.

Sistema de rotacin: el sistema de rotacin directo puede estar constituido por un

motor elctrico hidrulico. El primero, es el ms utilizado en las maquinas grandes,

pues aprovecha la gran facilidad de regulacin de los motores de corriente

continua, en un intervalo de 0 a 100 rpm. El sistema hidrulico consiste en un

circuito cerrado con una bomba de presin constante y un convertidor de torque,

con el que se logra variar la velocidad de rotacin del motor hidrulico, situado en

la cabeza de la sarta de perforacin. Este tipo est muy extendido en las

perforadoras medianas y pequeas.

Sistema de empuje y elevacin: para obtener una buena velocidad de penetracin

en la roca, es preciso un determinado empuje que es funcin de la dureza de la

roca y el dimetro del barreno. Como el peso de las barras no es el suficiente para

lograr la carga precisa, se hace necesario aplicar fuerzas adicionales que se


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transmiten generalmente a travs de energa hidrulica. Existen tres tipos de

sistemas de empuje; cremallera y pin directo, cadena directa y cremallera y

pin con cadena.

3.2. Tronadura.

La misin especfica de la tronadura de roca es la de preacondicionar la roca, sea

mineral o estril, para su posterior tratamiento, de la forma ms econmica para el

negocio. La tronadura es la primera etapa del proceso de conminucin. Esto no

significa otra cosa que aplicar una energa externa para reducir el tamao del

material. La tarea ser por lo tanto transferir la energa del explosivo en la forma

ms eficiente para iniciar este proceso, pretendiendo a que las etapas siguientesse vean favorecidas de un modo tal de hacer un todo ptimo en lo econmico.

En este contexto, la tronadura compite con las otras etapas de este proceso de

conminucin: chancado y molienda.

Cuando hablamos de preacondicionar el material para su posterior tratamiento, no

solo consideramos los procesos fsicos, como extraccin, transporte, chancado y

molienda, por disminucin en su work index, como en el aumento de la eficiencia

de la lixiviacin, por el aumento de la superficie especfica.

El Objetivo principal de la tronadura, es la fragmentacin, segn requerimientos

del proceso global.

Si consideramos la tronadura como una etapa de la cadena de valor, debe

definirse los requerimientos de los productos generados por ella (acordarse entre

los diferentes clientes y proveedores del proceso), como tambin definir las

caractersticas de los insumos, especialmente lneas de programa, informacin

geotcnica, una malla de perforacin de acuerdo a diseo y condiciones del

terreno adecuadas y acordes con lo planificado.

Primordialmente, el objetivo es fragmentar. Pero no buscando la tonelada

quebrada ms barata (perforacin y explosivo justo para quebrar la roca), sino la

ms econmica (Perforacin y explosivo necesario, que deje una operacin


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Tronadura en Minera a Cielo Abierto


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3.2.1.2. En Estril.

En la mayora de las faenas mineras movemos ms estril que mineral.

Debemos optimizar el rendimiento tcnico econmico de la extraccin y transporte

de material (pala/camin o cargador/camin).

Hay tambin ciertos efectos sicolgicos: un operador de la pala demorar ms en

cargar un camin si la granulometra del material le sugiere que puede daar el

camin si lo carga muy rpido, dejando caer el material sin mayor cuidado sobre la

tolva.

En general, la granulometra ms fina no es necesariamente la que permite una

optima eficiencia econmica de las palas o cargadores.

3.2.1.3. En la Seguridad y Viabilidad del Proyecto Minero.

Con tcnicas especiales de tronadura es posible obtener paredes seguras para

personas y equipos.

Del mismo modo, puede ser posible aumentar los ngulos de los taludes,

reduciendo la relacin lastre / mineral efectiva, mejorando as los parmetros

econmicos de la inversin (o al menos garantizar la viabilidad del proyecto).

La reduccin se puede lograr mediante la utilizacin de explosivos industriales, el

tipo y cantidad de explosivo a utilizar depende del destino del material, es decir, si

el material a quebrar corresponde a mineral, la granulometra a obtener debe ser

tal que pueda ser recibida en su mayor porcentaje por la planta de proceso,

especficamente el Chancado Primario. En cambio el estril depende directamente

de la capacidad y rendimiento del equipo de carguo.


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Los explosivos industriales ms comunes son:

Anfo: corresponde a una mezcla de nitrato de amonio y petrleo, sus principales

caractersticas son:

Bajo costo.

Baja resistencia al agua.

Hidrogeles: son agentes explosivos constituidos por soluciones acuosos saturadas

de nitrato de amonio, a menudo con otros agentes oxidantes, como el nitrato de

sodio y/o el de calcio, en los que se encuentran dispersos los combustibles,

sencibilizantes, agentes espesantes y gelatinantes que evitan la segregacin delos productos slidos, sus caractersticas principales son:

Alto costo.

Alta resistencia al agua.

Emulsiones: son los explosivos desarrollados, que mantienen las caractersticas

de composicin de los hidrogeles, pero, mejoran la potencia y resistencia al agua.

Anfo Pesado: es el explosivo industrial bsico. Este es una mezcla de emulsin

base de anfo, presenta huecos intersticiales que pueden ser ocupados por un

explosivo lquido que acta como matriz energtica, por lo cual, el anfo pesado

tiene:

Mayor energa.

Gran resistencia al agua.

Costo moderado.


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Planificacin de C

Figura 3.1 Parmetros de la Geometra de un Tiro

H

P

T

Lc

B

Lh

B: Burden (

T: Taco (m

Lc: Longitud

Lh: Largo de

P: Pasadur

H: Altura de

De: Dimetrocarga (p

La figura siguiente, muestra un perfil tpico de un pozo de produccin a rajo abierto

De


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Figura 3.2. Esquemas de Diagrama de Disparos.

12 3

2

23

3 3

3

4

4

4

45 5

11

2

11

2 2

33

B

BS

b

s

B

B

S

Cara del Banco

Cara del Banco


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Figura 3.3. Esquemas de Diagramas de Disparos

34 1

3

25

4 2

3

5

4

1

25 1

11

2

11

2 2

33

B

S

B

B

S

B

2

3 3

Cara del Banco

Cara del Banco


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3.3. Carguo y Transporte.

Una unidad de carguo (pala de cable, pala hidrulica, cargador frontal) y su

asociacin con la flota de transporte constituyen un sistema. Para una ptima

planificacin y operacin de minas se consideran todos los factores que afectan

los costos y productividad de estos sistemas. Los camiones y el carguo no

pueden trabajar solos como una herramienta efectiva de movimiento de tierra.

En las faenas de gran movimiento de tierra es crucial un diseo eficiente donde la

operacin de carguo trabaje en forma integrada con los camiones, que en la

mayora de las aplicaciones constituyen un elemento de alto costo en el conjunto

del sistema de carguo y transporte.

Los grandes camiones son los equipos ms ampliamente usados como

herramienta de movimiento de material en explotaciones a rajo abierto. Son, en su

mayora, las mquinas ms flexibles para grandes movimientos de tierra.

No hay un tipo de carguo ideal para todas las aplicaciones. Las palas de cable

han dominado el movimiento de tierra de grandes volmenes debido a su robustez

y efectividad de costo, pero las grandes excavadoras hidrulicas han venido

ganando cada vez ms terreno.

Para volmenes pequeos predominan las excavadoras hidrulicas y los

cargadores frontales, porque en estas aplicaciones el bajo costo de capital y la

movilidad son a menudo un criterio relevante en la optimizacin del sistema de

carguo.

De todos modos, cualquiera sea el tipo de carguo seleccionado, la decisin de

usar camiones como la herramienta de transporte es el criterio que determina el

esquema global y la economa de la mina.


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Operaciones de Carguo en Minera a Cielo Abierto


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Transporte en Minera a Cielo Abierto


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3.3.1.Camiones de Transporte

Los grandes camiones de transporte usados en aplicaciones mineras se clasifican

en dos categoras:

i) carga y descarga en la parte trasera, usados para roca -mineral y lastre-

de alta densidad, como por ejemplo el cobre.

ii) para grandes volmenes ligeros, usados para materiales menos densos,

como por ejemplo el carbn.

El rango comn de tamao de camiones va desde menos de 50 toneladas

mtricas de capacidad hasta ms de 300 toneladas mtricas, llegando a alcanzar

las 400 tm, en algunos casos.

3.3.2. Unidades de Carguo

Para mayor escala de movimiento de material existen tres tipos de cargadores, de

uso muy amplio: pala de cable, pala hidrulica y cargador frontal.

Para grandes tasas de produccin la pala de cable es extensamente usada como

herramienta de carguo. Las palas tienen una capacidad de excavacin hasta 56

m

3

(73 y

3

) y de carga hasta 130 toneladas mtricas por pase.Para aplicaciones de pequea escala de carguo el cargador frontal es

extensamente usado. Son de uso comn las unidades con capacidad del balde

hasta 90 toneladas por pase.

La excavadora hidrulica est siendo la herramienta de carguo en muchas minas

que requieren alta produccin, selectividad y movilidad. Estas unidades estn

disponibles en configuraciones de pala frontal, con capacidad de balde hasta de

100 toneladas por pase.

3.3.3. Tcnicas Operativas

Altura de Banco: En el diseo de rajo abierto, empleando camiones y

cargadores/palas, uno de los factores que el planificador tiene bajo su control son


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la seleccin del espaciamiento y la altura de banco. La alternativa es maximizar la

productividad de los equipos, y adecuar la programacin y las restricciones para la

mezcla. Los principales factores considerados son:

Productividad de la Pala

Productividad del Cargador Frontal

Productividad de la Pala Hidrulica

Soporte de Requerimiento de Equipos

Facilidad de Mezcla

Facilidad de Programacin

Tronadura o Voladura

Mineral o Lastre

Diseo de la ruta de transporte: Los ms importantes criterios de diseo son la

distancia de detencin, seales de distancia y velocidad. Estos criterios son

particularmente importantes cuando se incorporan intersecciones, curvas y

ubicaciones de descargas (botaderos de lastre, stockpiles, etc.).

Construccin y mantencin de la ruta de transporte: Seguridad y productividad

se aumentan con caminos duros, lisos y con buena traccin. Las rutas pueden ser

construidas con material de sub-base y materiales de pavimento de adecuada

calidad y espesor.

3.3.4. Tcnicas de Carguo:

Se distinguen por:

La ubicacin de la pala en relacin al avance de la fase.

La posicin de los camiones cuando estn siendo cargados

La rutas de transporte de camiones desde las palas


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Las tcnicas de carguo ms apropiadas estn en funcin de:

Forma del banco y disponibilidad del rea de trabajo

Requerimientos de control de la ley de mineral

Tipo de carguo y camin

Experiencia y capacitacin de operadores

Descarga de camin: generalmente se le asigna menor importancia, pero si no

se considera puede causar efectos significativos en la productividad. Los factores

claves son:

1. Tiempo de descarga Camin2. Camiones con descarga trasera - descarga nocturna

3. Camiones descarga en el fondo

3.3.5. Estimacin de Productividad

Dependiendo del nivel de detalle del estudio emprendido, la estimacin de la

productividad de camiones y cargadores/palas puede ser simple o muy sofisticada.

Una rpida estimacin es apropiada para la planificacin de largo plazo, y se

lograrn los costos y productividades estimadas dentro de un 10% del ptimo.

Existen tcnicas ms sofisticadas para seleccionar equipos y optimizar la

operacin dentro del ambiente de una operacin minera.

En todas las estimaciones la productividad es expresada en tasas por Horas

Operativas, entendiendo como Hora Operativa el tiempo que el motor del equipo

est operando y un operador est en la mquina.

Factores a considerar

Los sistemas de camiones y carguo son el ms flexible mtodo de gran escala de

movimiento de material usado en el mundo. Los sistemas de transporte y carguo


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estn sujetos a un nmero mnimo de restricciones, pero ello no significa que sean

los ms econmicos para toda clase de operaciones mineras. La eficiencia y el

costo de efectividad de camiones es sensible a diversos elementos, pero cada uno

de ellos afecta los costos en un menor grado. La inadecuada combinacin de

varios factores, aunque ello parezca insignificante, puede resultar costoso en un

sistema de transporte y carguo.

Factores claves son:

Capacidad del balde del cargador/pala

Seleccin de baldes para productividad de carguo

Compatibilidad de baldes del cargador/pala con la capacidad del caminReglas de Operacin

Filosofa de carguo

Compatibilidad camin/carguo

Impacto de tiempo de viaje

Programacin de la operacin de turnos

Pendiente de la rampa de la ruta

Resistencia a la rodadura


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Planificacin de C


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Captulo 4

4.1. Conceptos de Planificacin

Como se sabe, la planificacin ha sido y es un instrumento utilizado, para

aumentar el nivel de certidumbre, precisin y pertinencia de las acciones a

desarrollar en un determinado lugar y tiempo.

Siendo la planificacin uno de los procesos que se deben considerar dentro del

proceso administrativo (fig. 4.1), para el real logro de los objetivos de una

empresa, la podramos definir como el mtodo por el cual podemos establecer los

objetivos y los caminos o rutas a seguir, los plazos y recursos necesarios paralograr el cumplimiento de la meta empresarial.

La planificacin es una metodologa que permite seleccionar alternativas que se

caracterizan por permitir:

Analizar la prioridad, factibilidad y compatibilidad de los objetivos que se

persiguen.

Seleccionar los instrumentos ms eficientes para alcanzar estos objetivos.

Poner en ejecucin estos instrumentos y verificar el grado en que se estn

alcanzando los objetivos inicialmente propuestos, as como la identificacin

de los obstculos.

4.1.1. Etapas del proceso tradicional de planificacin.

En primera instancia, se debe sealar que cada una de estas etapas y fases del

proceso de planificacin deben ser consideradas como subprocesos integrantes

de un proceso sistemtico. Los procesos y subprocesos constituyentes del

sistema requieren insumos y generan productos que se retroalimentan

permanentemente.


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Planificacin de C

PROCESO ADMINISTRATIVO

PLANIFICAR ORGANIZAR DIRIGIR COORDINAR

Planificar: Pensar antes de actuar.

Organizar: Los recursos para lograr los objetivos.

Dirigir: Motivar al personal.

Coordinar: Los esfuerzos para lograr los objetivos.

Controlar: Mantener los esfuerzos ara lo rar los ob etivos.

Figura 4.1 Esquema Funcional del Proceso Administrativo


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4.1.1.1. Diagnstico.

Esta etapa recibe principalmente tres aportes generales; Informacin, teoras y

tcnicas de anlisis. Estos elementos que contribuyen a la elaboracin del

diagnostico, estn influidos por la ideologa, significa que desde el diagnstico ya

se comienza a moldear el futuro desde una perspectiva ideolgica. Los productos

de esta etapa son:

Descripcin de las unidades bsicas de informacin, a objeto de

variarlas y ver su representatividad.

Descripcin e interpretacin de todos los antecedentes recopilados, fase

esencial para el proceso en su conjunto que permite explicar la realidadanalizada.

Prognosis que proyecta la situacin actual sin incorporar ningn factor

modificador.

Identificacin de problemas y potencialidades, fase clave de esta etapa,

que individualiza y dimensiona los obstculos y las oportunidades que

existen en la realidad sujeta a anlisis.

4.1.1.2. Objetivos y metas.

Esta etapa consiste en formular la situacin que se desea alcanzar en los

diferentes niveles en un horizonte temporal dado, por lo cual tenemos; Objetivos

superiores, generales y especficos. La formulacin de estos tres niveles de

objetivos es la Imagen Objetivo, que representa lo que desea alcanzar como

situacin terminal, producto de la solucin de los problemas y el aprovechamiento

de las oportunidades y potencialidades. En la medida que estos objetivos se

expresen cuantitativamente y se asocie su logro a un determinado plazo o periodo

de tiempo, se est en presencia de las metas.


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4.1.1.3. Estrategia.

Es una forma de hacer algo y, por lo tanto, no se refiere a que hacer sino a como

hacerlo. Es un procedimiento que implica un anlisis de alternativas, de carcter

comprensivo y permanente, realizado con el propsito de identificar y establecer

las acciones fundamentales o estratgicas que debern ser introducidas durante el

proceso de planificacin. Esta accin se realiza segn una secuencia temporal

determinada en el marco de viabilidad general y factibilidad tcnica para que de

esta manera se configure una trayectoria que conduzca al cumplimiento de los

objetivos y metas establecidas. En este sentido, es preciso que en un diseo se

definan prioridades y se plantean escenarios tendenciales y normativos para el

anlisis de la trayectoria de las principales variables consideradas.

4.1.1.4. Polticas.

Las lneas de accin estratgicas establecen el marco bsico para definir las

medidas fundamentales de polticas y para elaborar los proyectos de inversin de

carcter estratgico. Las polticas son los principios por medio de los cuales se

usa la autoridad para orientar el comportamiento de los actores y para ordenar los

organismos y responsables que deben realizar las acciones planteadas en los

objetivos, las metas y la estrategia. En esta etapa tambin se alcanza la mxima

concrecin a travs del proceso de formular y evaluar programas y proyectos.

4.1.1.5. Control.

La planificacin debe ser objeto de control y evaluacin para analizar en que

medida se estn cumpliendo los objetivos y eventualmente modificar las polticas,

los programas y proyectos de inversin que se estn implementando. Los

instrumentos de control y evaluacin dependern del tipo de acciones

implementadas, de la participacin asociada a los procesos de planificacin y de


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los horizontes temporales involucrados. De acuerdo a la tradicin, estos horizontes

temporales se denominan de largo, mediano y corto plazo.

4.2. Planificacin Minera.

La planificacin minera se podra definir como el proceso que provee las

orientaciones y requerimientos para obtener la mejor rentabilidad de la explotacin

de los recursos minerales, tomando en cuenta el eficiente aprovechamiento de

estos a los mnimos costos de produccin en un ambiente de trabajo seguro.

En este contexto, la cobertura de la planificacin minera se inicia en la evaluacin

de los recursos mineros, por la necesidad de estimar de manera confiable l o los

elementos con valor econmico y otros parmetros que influyen en los procesosmetalrgicos y calidad de los productos, hasta la programacin y anlisis de los

resultados de las operaciones, para hacer estas ltimas efectivas en la

recuperacin del recurso.

Los factores a considerar son muchos y deben reflejar las caractersticas y

condiciones de un depsito minero en particular. Esto involucra determinar los

cursos de accin a seguir en determinados periodos en aspectos importantes de

todo el proyecto a cielo abierto, tales como: determinacin de leyes, fino

producido, recuperaciones, calendario de inversiones, reemplazo de equipos,

inventario de mineral, etc. Adems de pronosticar sucesos y entregar un valor

econmico a la alternativa que s este desarrollando.

4.2.1. Las etapas de la planificacin minera son:

4.2.1.1. Optimizacin de rajo.

El objetivo principal en esta etapa es determinar el tamao y geometra del rajo,

definiendo la cantidad y calidad de reserva recuperable de la totalidad del recurso,

adems de determinar la secuencia de extraccin y tendencia global de

crecimiento ptimo del rajo.


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4.2.1.2. Diseo de expansin.

Definicin de las tajadas de material a extraer sucesivamente a partir de un rajo

inicial de manera de ampliar el permetro del rajo basado en una secuencia de

extraccin ptima.

4.2.1.3. Planificacin de la produccin.

Su objetivo es crear un programa de produccin gradual y armnico en el tiempo

hasta llegar al rajo final. Sus herramientas son el grfico de agotamiento de

mineral y la planilla de plan minero.

4.2.1.4. Secuencia de vaciado.

Consiste en la localizacin, diseo, evaluacin y programacin de la depositacin

de materiales que se consideran estriles y/o materiales de stock.

4.2.1.5. Determinacin de la flota de transporte.

Su propsito es estimar la cantidad de equipos necesarios para transportar los

materiales por las rutas de la mina (pala, chancador, desmontes, etc.).

4.2.1.6. Calendario de inversiones.

Consiste en la determinacin de los requerimientos y reemplazos de equipos

durante la vida til de la mina.

4.2.1.7. Evaluacin econmica.

Finalmente se desea evaluar la rentabilidad del plan determinado basndose en

los indicadores econmicos.


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4.2.2. Objetivos de la Planificacin Minera.

Los objetivos fundamentales de la planificacin minera son:

4.2.2.1. Determinacin de las reservas mineras.

Define la parte del recurso que es tcnica y econmicamente factible de ser

extrada y procesada, para un conjunto dado de condiciones de explotacin y

ventas.

4.2.2.2. Determinacin de las secuencias de explotacin.

Delimitacin de envolventes parciales que representen secuencias de

explotaciones tcnicamente factibles y cuyos aportes econmicos se encuentren

ordenadas segn algn criterio de optimizacin econmica (beneficios

decrecientes).

Como cada lmite intermedio estar definido por valores especficos de precios y

costos, se generar una poltica de valores de corte asociados a cada periodo.

4.2.2.3. Definicin de programas de produccin.

Determinacin de los tonelajes y leyes de los materiales que se extraern de la

mina y se procesarn en cada perodo de tiempo. Estimacin de los principales

parmetros tcnicos y econmicos asociados y de los valores de corte asociados

a cada perodo.

4.2.2.4. Definicin de los planes y proyectos asociados.

Determinacin de las actividades y recursos directamente asociados con los

puntos anteriores. Comprenden actividades como: planes de desarrollo y


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construccin, planes de exploracin, proyectos de manejos de materiales,

requerimientos de equipos, recursos e insumos, etc.

Como parte del trabajo de la planificacin, los planes y proyectos elaborados

debern someterse a anlisis de riesgos cuyos resultados permitirn elaborar

planes de contingencia asociados a las actividades o eventos ms crticos.

Para desarrollar las etapas anteriores es necesario contar con la informacin y

antecedentes indicados a continuacin:

a) Interpretacin geolgica del yacimiento. Identificacin de sus

caractersticas estructurales, geotcnicas, morfolgicas, unidadescaractersticas, alteraciones, mineralizacin, niveles de esfuerzo, etc.

b) Modelos de largo y corto plazo de las reservas geolgicas.

Categorizadas de acuerdo a los niveles de precisin logrados en la

estimacin de sus valores. La reservas involucradas en la primera parte

de los planes deben poseer bajos errores de estimacin, tanto globales

como locales.

c) Parmetros de diseo minero y de los factores tcnicos para la

planificacin. Estimacin de estndares de productividades y

rendimientos.

d) Parmetros de los procesos a los que ser sometido el mineral.

e) Definicin de las condiciones de mercado bajo las cuales se

desarrollarn los escenarios de planificacin.

f) Modelos de costos apropiados a las necesidades de la planificacin y

con un desglose adecuado. Distintos niveles y estructuras de costos dan

origen a distintos planes.

Siendo el yacimiento la principal fuente de ventajas comparativas y la mina la

unidad generadora de los beneficios, los planes mineros se constituyen en la base

fundamental para la definicin de los planes de desarrollo, la justificacin de las


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inversiones y el proceso de toma de decisiones. Las etapas siguientes introducen

valor agregado y permiten el acceso de los productos a los mercados. An cuando

la calidad de un recurso minero es de suma importancia, debe ser desarrollado por

una administracin altamente competente e innovadora.

La funcin primaria de la ingeniera de minas es el apoyo directo a todas las

facetas de las operaciones mineras mediante la evaluacin de mltiples

alternativas y estrategias. Para lograr lo anterior, es necesario contar con criterios

y parmetros claros de optimizacin que permita una evaluacin global y armnica

de las operaciones, obtener el mximo provecho de las instalaciones existentes y

lograr un ptimo uso de las reservas disponibles. Por las elevadas inversiones

involucradas, las evaluaciones deben considerar todas las alternativas tcnicas yeconmicas factibles que sean relevantes. Adems hay que considerar que las

condiciones econmicas cambian y nuevos proyectos son identificados. Estos

eventos tienen impacto en los planes que deben ser reevaluados. Por lo tanto, el

proceso de planificacin debe ser flexible y capaz de acomodar cambios en los

parmetros bsicos.

4.2.3. Horizontes de la planificacin minera.

La definicin de los distintos horizontes de la planificacin minera, est asociada

normalmente al establecimiento de los programas de produccin y desarrollo, y a

las estimaciones de inversiones y costos necesarios para alcanzar las metas

establecidas.

Las definiciones adoptadas pueden ser muy distintas, segn sean los criterios o

normas que aplique cada grupo de trabajo. Sin embargo los siguientes conceptos

son fundamentales:

a) Objetivos que se persiguen en cada etapa.

b) Decisiones que derivan de ella.


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c) Horizonte de tiempo que involucra.

d) Informacin que se requiere para cumplir los objetivos de la etapa con la

confiabilidad necesaria.

Segn estos aspectos se pueden definir las siguientes etapas en la planificacin

minera:

4.2.3.1. Planificacin Estratgica.

Esta etapa se ha definido habitualmente como planificacin a largo plazo, teniendo

como principal objetivo la determinacin del lmite final de las reservas

explotables, a partir de las reservas geolgicas conocidas. Esta determinacin noslo se refiere a los tonelajes y leyes correspondientes, sino tambin a las

extensiones fsicas de la explotacin y de sus reas de influencia. En ella se

debern compatibilizar las situaciones tcnicas que son restricciones propias del

tipo de yacimiento con los objetivos econmicos de la empresa.

Las principales decisiones que pueden fundamentarse en esta etapa de la

planificacin seran:

Ubicacin de las instalaciones principales con relacin a los lmites

fsicos de la mina (botaderos, edificios, tranques, etc.)

Necesidades de obras de saneamiento y adecuacin del entorno

afectado por la explotacin (drenajes, protecciones de avalanchas,

accesos, etc.).

Ritmo de explotacin y vida del yacimiento o sector en estudio,

estableciendo una relacin equilibrada entre el tonelaje total disponible

de reservas mineras, las producciones anuales y los valores de corte

adoptados.


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Planes de exploracin en funcin de las curvas de agotamiento de las

reservas mineras que se definan y del nivel de reconocimiento de las

reservas que puedan ser incorporadas al plan.

El horizonte de anlisis queda determinado en funcin del volumen de las reservas

mineras resultantes y del ritmo de produccin definido.

La informacin que necesariamente debe estar disponible para el desarrollo de

esta etapa incluye:

Reservas geolgicas con su correspondiente clasificacin segn

intervalos de confianza o criterios similares. Estimacin de rendimientos y otros parmetros del proceso.

Estimacin de costos para las distintas etapas del proceso. Esta

estimacin debe considerar una situacin media de largo plazo y no la

realidad puntual que vive la faena en el momento en que se planifica.

Criterios y parmetros adecuados para la generacin y evaluacin de

planes alternativos.

4.2.3.2. Planificacin de Largo Plazo.

Esta etapa debe desarrollarse dentro del marco definido por la planificacin para la

vida de la mina. Su objetivo primordial es establecer una estrategia de uso de

reservas mineras, junto con optimizar el retorno de las inversiones principales en

infraestructura y equipamiento.

Las decisiones ms importantes que deben tomarse son:

Definir una secuencia de explotacin tcnicamente factible y

econmicamente factible y aceptable.


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Elaborar planes de produccin a largo plazo, las que no solo deben

contener las cifras

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