“CONCEPTO SISTÉMICO EN LA ELECCIÓN DE MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN MINERA EN LOS

ANDES PERUANOS”

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTÓBAL DE HUAMANGA

ANDES PERUANOS”

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PRESENTADO POR: MsC. ING. EDMUNDO CAMPOS ARZAPALO

PERÚ - 2011

La elección de un método de explotación de minería asume unligero conocimiento superficial de los mismos métodos.

En el procedimiento formal de diseño de una mina, la elecciónde los métodos de minería continúa luego de los estudiosgeológicos, geotécnicos y reciben información directamente deldiagrama crucial de los hitos de las regiones.

INTRODUCCIÓN

diagrama crucial de los hitos de las regiones.

Para elaborar el sistema de clasificación propuesto adoptado enel presente trabajo, fueron examinados e incorporados endiversos grados, cuyo resultado se considera más sistemático,incluyente y comprensible a sus predecesores.

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El propósito de este sistema de elección de losmétodos de minería es proporcionar una Matriz,(herramienta) complementada por un algoritmo deprogramación lineal para la valoración de un método ométodos adecuados de explotación.

OBJETIVO

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DEFINICIÓN. Una declaración comprensiva ha sido desarrollado paraproveer una lista rápida de los parámetros importantes de entrada. Lastres principales áreas son: (1) Las condiciones naturales, (2) Lacapacidad de la empresa, y (3) La política pública.

DESARROLLO Y COLECCIÓN DE DATOS

Categorías primarias(Dependencia) Categorías secundarias

Condiciones Naturales(Invariantes)

� Geografía� Geología

Ingeniería económica

Tabla 1: Parámetros de selección

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(Invariantes)� Ingeniería económica

Capacidades de la compañía(Variante)

� Administración de negocios� Aspectos monetarios� Aspectos de Gerencia

Política Publica(Semivariante)

� Regulaciones� Impuestos� Contratos� Incentivos

Situación de la técnica(Ingeniería de Minas)

� Distinciones sobresalientes� Sistemas totales(Diseño/Control)� Espacios Forzados (y regulado)� Practicas de Administración y Evaluación)� Profesionalismo

La mayoría de los depósitos minerales han sido geométricamentecaracterizados por su forma, inclinación, tamaño y profundidad idealizada. Loscuerpos regulares (Mina Cerro Lindo, Mina Condestable) e irregulares (MinaYauricocha, Mina Cerro de Pasco) están compuestos por estos elementos.

Clases Inclinación Uso de Herramientas Resistencia de la Roca

Descripción Especial.

Tabla 2: Depósitos tabulares clasificados por la Inclinación y relacionado a la utilización de Equipos y a la resistencia de la roca.

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Horizontal < 20º Uso de equipos móviles (Transporte)

Roca Débil (Superficie)

Inclinado 20 – 45ºUso de Barras Oblicuas(cilindros de metal pueden vibrar)

Roca Promedio

Parado > 45 Flujo por Gravedad o en grandes masas

Roca Fuerte (en profundidad)

RocaMáxima Pendiente en Superficie

A corto plazo A largo plazo

Fuerte 41º - 45º (-70º)* 18º - 20º

Regular 30º - 40º 15º - 18º

Débil (incluye suelos) 15º - 30º 10º - 15º

Tabla 3: Clasificación de superficies inclinadas relacionados con la dureza de la roca y el tiempo

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*Raras veces ángulos mayores de 70º

Clases Potencia de los depósitosCarbón Mineral Misceláneas

Tabular

Delgado 0.9 – 1.2 m (3 -4 ft)

0.9 – 1.8 m(3 -6 ft)

Bajo perfil o Equipos mineros limitados

Medio 1.2 – 2.4 m(4 - 8 ft)

1.8 – 4.6 m(6- 15 ft)

Postes y Puntales< 3.1 m (10 ft)

Ancho

2.4 – 4.6 m(8 - 15 ft) Problemas con pilares

4.6 – 15.3 m(15 – 50 ft ) Equipos pequeños de superficie,

Problemas en los pilares o pobre

Tabla 4: Clasificación de depósitos subterráneos por su potencia

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Masivo > 4.6 m(15 ft)

> 15.3 m(50 ft)

Problemas en los pilares o pobre recuperación, sostenimiento necesario

Tabular - Delgado Tabular - AnchoMasivo

Tabla 5: Clasificación de depósitos por su profundidad

Clases

Profundidad del deposito

Subterráneo(a medida que baja, la presión aumenta) superficie

Carbón Mineral

Superficial < 61 m (200 ft) 305 m (1000 ft) < 61 m (200 ft)

122 – 244 m

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Moderada

122 – 244 m (400 – 800 ft)

Problemas con los pilares

305 – 457 m(1000 – 1500 ft)

61 – 305 m(200 – 1000 ft)

Profundo> 915 m

(3000 ft), Sacudidas, estallidos, cierre.

> 1830 m(6000 ft)

>305 – 915 m(1000 – 3000 ft)

Tabla 6: Clasificación de Depósitos por su tipo y Geometría

Condición geométrica Tipo de deposito Comentarios

Tabular

Plano e inclinado

Aluvial (Placeres)Carboníferos (Plegados)

Cerca de la superficieRoca Terrosa Frágil, superficieerosionada.

Por Evaporación (Domos)SedimentarioMetamórfico

Roca Terrosa apta, alta densidad

Parado Vetas, FilonesPuede estar debilitado o fracturada (panizo y alteraciones)

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alteraciones)

Macizo Ígnea (Magmática)Yacimiento diseminado

Roca fuerte y firme peropuede estar debilitado

Tabla 7: Clasificación de las rocas por su resistencia a la compresión

Clases Resistencia a la compresión ejemplos

Mala < 41.3 MPa (6000 psi) Carbón, rocas fracturadas, aluviones

Regular 41.3 – 137.9 MPa(6000 – 20000 Psi)

Pizarra, arenisca, caliza, esquistos

Buena 137.9 – 206.8 MPa(20000 – 30000 Psi)

Rocas ígneas y metamórficas,filones mármol pizarra

Muy buena >206.8 MPa Cuarcita, basalto, Diorita

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Muy buena >206.8 MPa(30000 Psi) Cuarcita, basalto, Diorita

Sistema de clasificación de minería a cielo abierto

La explotación de canteras parece ser anómala debido a (1)relativamente pendientes más pronunciadas (pozo), (2) mediosespecializados de excavación y manipulación, y (3) menorcantidad crítica de la sobrecarga. La minería "Glory Hole" haceuna reaparición en minas a cielo abierto muy profundas conelevación inclinada.Tabla 8:

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Tabla 8:

Tabla 8: Clasificación de depósitos considerando geometría, génesis y resistencia (en orden de endurecimiento)

Tipos de yacimientos Geometría Génesis Resistencia y dureza

Yacimiento/Muestra Ejemplos

Aluviales(Placeres) Tabular – Plano

El material fue arrastrado por un rio y depositado (deltas, meandros, diseminaciones)

Pobre/pobreArenas y grava, metales y piedras preciosos

Superficiales(Pantanosos)

Tabular – plano y de poca potencia(posible plegamiento)

Pantanoso(posible metamorfismo dinámico)

Pobre / pobre a buena Carbón

Yacimientos

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Diseminados MasivoCambios subterráneos y avances multifacéticos

Pobre/pobre

Yacimientos hidrotermales (pórfidos de cobre y sulfatos)

Vetas y filones Tabular – inclinado(chimeneas)

Cambios subterráneos (fisuras), gouge, Alteración

Pobre a buena / buena

Yacimientos hidrotermales (epitermal)

Evaporados Tabular – plano –poca potencia Desecación interior Buena/buena Sales, fosfatos

Sedimentarios(estratos)

Tabular – plano –poca potencia Fondo marino Buena/buena Caliza, arenisca

Metamórficos Tabular – plano –poca potencia Dinámico y/o termal Buena/buena Mármol, pizarra

Ígneos(Magnaticos) Masivo Emplazamiento

plutónico Buena/buena Granito, basalto, Diorita

Tabla 9: clasificación de los métodos de minería superficial.

Forma

(inclinación)

Características del

yacimiento

relación de

desmonte

ExcavaciónMétodo de

minadoManejo de

residuosexcavación

Tab

ula

r

Plano

superficial Bajo In-situHidráulica,

scoop, túneles

Placeres –

sluices – Dragas

de succión -

profundización

En Superficie Moderado echaderoScoop, túneles,

altos explosivos

Contorno en la

cumbre de una

montaña

Moderado

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Tab

ula

r

Inclinado

Moderado

Moderado

(eliminar

colgando)

Necesita

muro altoTaladro Barreno

Profundo

Alto (quite

pared

colgante y

pie las

paredes)

Arrastre

(Para

transportar

mineral)

explosivos cielo abierto

Masivo Rangos

Depende de

la

profundidad

Arrastre

(Para

transportar

mineral)

------cielo abierto

Tabla 10: Los componentes estructurales localizados y descritos para la minería subterránea.

Componente (dependiente del tiempo)

Ubicación (materia) Cargado por con el apoyo

de Comentarios

Techo (se puede deteriorar, cambiar disgregar-seca y se desmoronan

Hacia atrás y colgando de la pared (sobre)

Cuerpo de techo-todos, especialmente a sobrecargar (roca de cubierta)Techo inmediato de

Pilares y relleno, también se arqueó (1/5)Apoyo Artificial se puede quitar

Se extiende - (10 ft) de carbón de (100 ft) por el rockAbarca (10 ft) (stand-up)

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desmoronan inmediato de cuerpo

puede quitar

Pilares y las paredes se puede deteriorar-ciénaga, saciar)

Lados, depósito y desechos (principalmente caballos)

Todos, especialmente sobrecargada

Piso

Crítica:1. Rigidez: esbeltez:

aproximadamente 10/1 (carbón) a 1 / 3 (roca)

2. La fuerza (material)3. Porcentaje de recuperación

Componente (dependiente del tiempo)

Ubicación (materia) Cargado por con el apoyo

de Comentarios

Planta baja (puede establecerse y levantar)

Muro inferior (sobre)

Todo a través del agua pilar de seguimiento

La roca en el Campo puede ser compactado, eliminado, escurrido

Crítico:l. Rigidez2. Resistencia (capacidad de carga, especialmente si el agua)3. tracción (profundo)

Relleno (para la estabilidad

Residuos triturada, arena,

Todos, en especial como pilares se

Muro inferior y el suelo

Bueno, principalmente para apoyar a colgar de la pared Requiere mayor que el

… Continua

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la estabilidad permanente)

triturada, arena, agua pilares se

eliminanel suelo Requiere mayor que el

ángulo de la diapositiva y el confinamiento

Apoyo artificial (tiempo limitado)

Externo: Maderas zarandas de hormigón (malla)

Interior: Pernos (encabezados) armaduras, los cables, la lechada.Cementación

Principalmente techo inmediata

Principalmente techo inmediata

Piso Anclaje en el techo, otros

El deterioro (químicos y tensión)Anclaje una preocupación

Normalmente, dos importantes parámetros independientes se consideraráque formen una matriz, a diferencia de métodos de explotación. Estos dosparámetros son: (1) la geometría de depósito básica, como para métodossuperficiales, y (2) necesidad de soporte necesario para estabilizar la mina,o para realizar la explotación, un problema de control de tierra (Boshkov yWright 1973; Hamrin 1980; Hartman 1987; Lewis y Clark 1964; Thomas1973). Se clasifican en los siguientes:

1.- Geometría del depósito.

CLASIFICACIÓN DE LOS MÉTODOS EN MINERÍA SUBTERRÁNEA

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1.- Geometría del depósito.2.- Control de tierras.3.- Caja techo.4.- Pilares.5.- Relleno.6.- Sistema de clasificación de la minería subterránea.7.- Otros factores.

TABLA 11: DEPÓSITO Y SUS COMPONENTES ESTRUCTURALES RELACIONADAS CON LOS MÉTODOS DE MINERÍA SUBTERRÁNEA

Geometría

Estructura

principal del

techo o piso

Componentes

(pilares, paredes)*

Métodos de minería

subterráneaTipo

Tab

ula

r

Plano

e inclinado

Buena BuenaCámaras y pilares

Cámaras y pilaresAuto soporte

Buena MalaCámaras y pilares; bancos y

pillaresSoportado

Mala (el techo

puede colapsar

entre los pilares)

Buena Paredes extensas, pilares Excavado

Mala Mala ------------ Excavado

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Tab

ula

r

Mala Mala ------------ Excavado

Empinada

buena BuenaSublevel stoping

Amplia sección del túnel

Auto soportado

después de ser

rellenado

Buena Mala Shrinkage

Auto soportado

después de ser

rellenado

Mala Buena Corte y relleno --------

mala Mala Sublevel caving y top slice Excavado

Masivo

Buena Buena Vertical slices Auto soportado

Buena MalaSoportado después

del relleno

Mala (estratos) mala Bloques de exploración ---------

Tabla 12: Clasificación de los métodos de minería subterránea basada en la geometría y soporte del yacimiento

Forma del yacimiento, (inclinación)

Grado de soporteSin soporte soportado excavado

Tabular

Plano(uso de móviles para transportar mineral)

Cámaras y pilares; relaves y pilares

Dragas o soportes artificiales para “cámaras y pilares”

Paredes amplias (paredes cortas); pilares (cámaras y pilares)

Inclinado (uso de móviles y gravedad para transportar mineral)

Sobre los camionesAmplia sección de túneles

Arriba con raspadores, Amplia sección de túneles con soporte artificial

Paredes amplias (con dificultad)

Carbón hidráulicoShrinkage stoping; Corte y relleno ascendente.

Sublevel caving

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Tabular

Empinado (vertical)(traslado del mineral por gravedad)

ascendente.

Sublevel stoping Enmaderado estático (cuadros de Madera,)

Corte superior (control de dilución y recuperación)

Retiro del cráter vertical Necesita relleno

Shrinkage stopingEs necesario Relleno por gravedad

MasivoRelleno por gravedadPara remover los pilares, se puede explotar y después rellenar horizontalmente

Rellenar de inmediato horizontalmenteExploración de cuevas (bulk mining)

Software Para la Selección del Método de Explotación

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DESARROLLO DE LA PRESENTACIÓN

MATRIZ DE VALIDACIÓN DEL MÉTODO DE EXPLOTACIÓN

Condiciones Naturales

(Invariantes)

Capacidades de laCompañía(Variantes)

Política Publica(Semivariante)

Situación de la Técnica(Ingeniería de minas) Valores

PARÁMETROS SECUNDARIOS

PARÁMETROS PRIMARIOS

Geo

grafía

Geo

logía

Ing. Económ

ica

Administración

de

Neg

ocios

Aspectos

Mon

etarios

Aspectos de

Geren

cia

Reg

ulacion

es

Impuestos

Con

tratos

Incentivo

s

Distincion

es sob

re

salariales

Sistemas totales

(Diseñ

o/Con

trol)

Espacios Forzados

Practicas de

evaluación

y

administración

profesion

alismo

Positivo

Neg

ativo

Total

FORMA

Equidimencional o MasivoTabularIrregular

POTENCIA DEL MINERAL (m)

Estrecho < a 1.8Intermedio 1.8 a 4.6Potente 4.6 a 5.3

Muy Potente > a 5.3Horizontal < a 20o

MATRIZ DE VALIDACIÓN DEL MÉTODO DE EXPLOTACIÓN

20

INCLINACIÓNHorizontal < a 20o

Inclinado 20o a 45o

Parado > a 45o

DISTRIBUCIÓN DE LEYES

UniformeDiseminadoErrático

PROFUNDIDAD DESDE LA SUPERFICIE (m)

Pequeña < a 60Intermedia 60 a 300

Alta > a 300

ASPECTO ECONÓMICO

Recup. Miner. Productividad

Dilución

SelectividadCosto de ExplotaciónRitmo de explotación

ASPECTO SOCIO -AMBIENTAL

seguridadImpacto ambientalImpacto Social

SÍMBOLO: POSITIVO (+) INTENSIDAD: MUY ALTO: 700 GRADO DE ALTERACIÓN: NULA: 0 FUERTE: 3NEGATIVO (-) ALTO: 500-700 LIGERA: 1 MUY FUERTE: 4

MEDIO: 250-500 MODERADA: 2 EXTREMOS: 5BAJO : 100-250

CONCLUSIONES

La matriz de validación propuesta para elegir un método deexplotación es la primera en su género a nivel nacional.

La matriz pondera 05 parámetros primarios y 04 parámetrossecundarios para la elección del método.

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secundarios para la elección del método.

Proponer al empresario minero el procedimiento correcto para laelección del método en los andes peruanos.

GRACIAS

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