UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE

FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECURA

GONZALES YANA ROBERTO

Ingeniero Geólogo

INGENIERIA DE MINAS

MINERÍA SUBTERRANEA

INTRODUCCION, DEFINICIONES Y

CONCEPTOS

INTRODUCCION, DEFINICIONES Y

CONCEPTOS

INTRODUCCION La minería en el Perú se caracteriza por la explotación y beneficio de los minerales polimetálicos destacando como metales principales de exportación al oro, cobre, plata, zinc, plomo y estaño. La producción de estos metales permite que el Perú esté colocado entre los principales productores mineros del mundo.

Los métodos de minería se dividen en 2 tipos básicos. En primer lugar, los materiales se pueden obtener en minas de superficie, explotaciones a cielo abierto u otras excavaciones abiertas. Este grupo incluye la inmensa mayoría de las minas de todo el mundo. En segundo lugar, están las minas subterráneas, a las que se accede a través de galerías o túneles.

DEFINICIÓN

El método de explotación es la estrategia global que permite la excavación y extracción de un cuerpo mineralizado del modo técnico y económico más eficiente: • Define los principios generales según los que se ejecutan las operaciones unitarias. • Define criterios con respecto al tratamiento de las cavidades que deja la extracción.

TERMINOLOGIA Ganga

Minerales que no presentan interés económico en un yacimiento, aquella parte de una mena que no es económicamente deseable, pero que no puede ser desechada en minería.

MenaMineral de base del que es posible extraer otro mineral de mayor pureza e importancia económica.

ReservasCantidad (masa o volumen) de mineral susceptible de ser explotado.

Ley mediaEs la concentración que presenta el elemento químico de interés minero en el yacimiento.

Ley de corte o cut-off Es la concentración mínima que debe tener un elemento en un yacimiento para ser explotable.

EstérilCorresponde a las rocas que no contienen mineral o lo contienen en cantidades muy por debajo de la ley de corte.

Explotación minera Es el proceso o conjunto de procesos por el cual o cuales extraemos un material natural terrestre del que podemos obtener un beneficio económico.

Yacimiento mineralEs una acumulación natural de una sustancia mineral o fósil, cuya concentración excede el contenido normal de una sustancia en la corteza terrestre.

Recurso mineralUn recurso mineral es una concentración o una ocurrencia de material natural, sólido o líquido, inorgánico u orgánico fosilizado en o sobre la corteza terrestre en forma y calidad tal, y en tal grado y calidad, que tiene posibilidades razonables para una extracción económica de un producto por medios mecánicos o mineralúrgicos.

MineríaCiencia, técnicas y actividades que tienen que ver con el descubrimiento y la explotación de yacimientos minerales.

OBJETIVOSPreexploración: Tiene por objeto determinar si

una zona concreta, normalmente de gran extensión, presenta posibilidades de que exista un tipo determinado de yacimiento mineral. Esto se establece en función de la información de que disponemos sobre ese tipo de yacimiento y sobre la geología de la región de estudio. Suele ser un trabajo fundamentalmente de gabinete, en el que contaremos con el apoyo de información bibliográfica, mapas, fotos aéreas, imágenes de satélite, etc., aunque puede incluir alguna salida al campo para reconocer las zonas de mayor

Exploración: Una vez establecidas las posibilidades de la región estudiada, se pasa al estudio sobre el terreno. En esta fase aplicaremos las diversas técnicas disponibles para llevar a cabo de forma lo más completo posible el trabajo, dentro de las posibilidades presupuestarias del mismo. Su objeto final debe ser corroborar o descartar la hipótesis inicial de existencia de mineralizaciones del tipo prospectado.

Evaluación: Una vez que hemos detectado una mineralización de interés minero, es decir, en la que observamos caracteres que permiten suponer que pueda llegar a ser explotada, pasamos a llevar a cabo su evaluación o valoración económica. A pesar de lo que pueda parecer, los datos de ésta no son aún concluyentes, y debe ir seguida, en caso de que la valoración económica sea positiva, de un estudio de viabilidad, que contemple todos los factores geológicos, mineros, sociales, ambientales, etc., que pueden permitir (o no) que una explotación se lleve a cabo.

CLASIFICACIÓN DE MÉTODOS

Una primera clasificación de los métodos se refiere a si la explotación se realiza siempre expuesta a la superficie o si se desarrolla a través de labores subterráneas.

- MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN A CIELO ABIERTO

- MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN SUBTERRÁNEA

CRITERIOS DE SELECCIÓN DEL MÉTODO

Tamaño (alto, ancho o espesor) Forma (tabular, lenticular, masivo, irregular) Disposición (inclinado, manteo) Profundidad (media, extremos, razón de sobrecarga)

Condiciones geológicas e hidrológicas Tanto de mineral como de roca de caja (o huésped) afecta la decisión de usar métodos selectivos o no selectivos.• Requerimiento de drenaje, bombeo, tanto en rajo como en subterránea • Mineralogía es importante para procesos • Mineralogía y petrografía (óxidos vs. Sulfuros) • Composición química

Consideraciones Geotécnicas

Selección del método (soporte necesario)• Propiedades elásticas • Comportamiento plástico o viscoelástico • Estado de los esfuerzos (originales, modificados por la excavación) • Consolidación, compactación, competencia • Otras propiedades físicas (gravedad específica, poros, porosidad, permeabilidad)

Consideraciones Económicas Determinan el éxito del proyecto afectan inversión, flujos de caja, periodo de retorno, beneficio.• Reservas (tonelaje y ley) • Tasa de producción • Vida de la mina (desarrollo y explotación) • Productividad • Costo de mina de métodos posibles de aplicar.

Factores Tecnológicos

Se busca la mejor combinación entre las condiciones naturales y el método. • Porcentaje de recuperación. • Flexibilidad a cambios en la interpretación o condiciones.• Selectividad • Concentración o dispersión de frentes de trabajo. • Capital, mano de obra, mecanización.

Factores Medioambientales

No sólo físico, sino que también económico-político, social.

Control de excavaciones para mantener integridad de las mismas (seguridad)

Subsidencia y efectos en superficie Control atmosférico (ventilación, control

de calidad de aire, calor, humedad) Fuerza laboral (contratos, capacitación,

salud y seguridad, calidad de vida, condiciones de comunidad)

CARACTERISTICAS FUNDAMENTALES DEL LABOREO DE MINAS

Se entiende como desarrollo, a todo el conjunto de labores e permiten, preparar y dividir el yacimiento mineral, para su explotación. Las labores mineras se dividen en:

a. Labores Mineras de Acceso.b. Labores Mineras de Preparación.c. Labores Mineras de Explotación.d. Labores Mineras Auxiliares.

CARÁCTER INTERDISCIPLINARIO

Una labor minera es cualquier hueco excavado para explotar un yacimiento. Una mina es el conjunto de todas esas labores, especialmente cuando es subterránea. La técnica de aprovechar un yacimiento mediante minería se conoce como Laboreo de Minas.

LABOR

GALERÍA

Es una excavación horizontal, o poco inclinada, en que una de las dimensiones es mucho mayor que las otras dos. Es similar a un túnel de carretera o ferrocarril. Las galerías reciben distintos nombres según su función o su posición respecto a la roca a explotar.

Esquema de una mina de carbón de capas inclinadas: A-Pozo B-Transversales C-Estériles D-Recorte E-Guías

Las labores se dividen en: de acceso, preparación, arranque o explotación, auxiliares y reconocimiento.

ACCESO

•Pozos•Socavones•Transversales•Estériles•Recortes

PREPARACIÓN

•Guías (o galerías en dirección)•Sobreguías•Chimeneas•Coladeros

ARRANQUE O EXPLOTACIÓ

N

•Talleres

AUXILIARES

•Cubos

RECONOCIMIENTO

•Calicatas•Sondeos

Es el tipo de trabajo científico que requiere la colaboración de diversas disciplinas diferentes y, en general, la colaboración de especialistas procedentes de diversas áreas. Otros autores han definido el carácter interdisciplinario como un conjunto de disciplinas conexas entre sí y con relaciones definidas, a fin de que sus actividades no se produzcan en forma aislada, dispersa y fraccionada.

CARÁCTER INTERDISCIPLINARIO

Los trabajos de la industria minera se dividen en tres grandes grupos o secciones principales.

1. LOCALIZACIÓN DE SUSTANCIAS DE VALOR DE COMERCIOMineralogía. Geognosis.Geología. Docimaria.

2. EXTRAER DEL SENO DE LA TIERRA ESTOS MINERALES.

3. SEPARAR DE LOS MINERALES LAS SUSTANCIAS VENDIBLES SEAN O NO METÁLICOS Mineralurgia. Metalurgia.

Ciencia que estudia los minerales. Estructuras internas de los minerales, composición química, forma, propiedades, clasificación, etc.

MINERALOGÍA

GEOLOGÍA

Ciencia que trata de la forma exterior e interior del globo terrestre; de la naturaleza de las materias que lo componen y de su formación; de los cambios o alteraciones que estas han experimentado desde su origen, y de la colocación que tienen en su actual estado.

Parte de la geología, que estudia la física terrestre (propiedades físicas de la tierra, el mar, la envoltura gaseosa, la ionosfera y la exosfera), así como las influencias de los otros astros sobre la tierra (geofísica, hidrología y meteorología telúricas).

El estudio de las características físicas de la Tierra por medio de instrumentos, y métodos para determinar las condiciones del sustrato por el análisis de dichas propiedades físicas, tales como peso específico, conductividad eléctrica, susceptibilidad magnética, radioactividad, propagación de las ondas sísmicas, flujo calorífica, etc. La parte de las ciencias de la Tierra que estudia todos los fenómenos físicos relevantes relacionados con la estructura, condiciones físicas y la historia evolutiva de la Tierra.

GEOFÍSICA

Rama de la geología que estudia la composición química y las reacciones que tienen o que han tenido lugar en la Tierra. Ciencia de la constitución química de la Tierra. Estudia entre otras cuestiones, los elementos que la constituyen (su clase y su porcentaje) y los procesos químicos en la formación y en la transformación de las rocas.

GEOQUÍMICA

UNIDADES DE PRODUCCIÓN Y PROYECTOS DE INVERSIÓN

EQUIPOS Y EFICIENCIA EN LA EXPLOTACION MINERA

Productividad y Mecanización MAQUINARIA MODERNA

• Alta sofisticación, versatilidad y flexibilidad.

• Mayor capacidad, perfil adecuado alta seguridad.

• Aplicación en todas las operaciones.

PRODUCCION

• Mayor producción a menor costo unitario, o sea alta productividad.

• Ciclo de minado sincronizado y mayor utilización del equipo

• Introducción de equipos para voladura de taladros de mayor diámetro.

• Alto rendimiento de los medios de producción

• Mejor seguridad y ambiente en el trabajo.

La Explotación Minera a Tajo Abierto - Cielo Abierto El minado (explotación) a

Tajo Abierto o cielo abierto se realiza cuando los yacimientos son de gran tamaño, presentan una forma regular, y están ubicados en la superficie o cerca de ésta.

Este es un proceso eficiente en la medida en la que el costo de extraer el mineral (incluyendo la movilización de material no comercial que los cubre), sea menor que el precio de comercialización del mineral a extraer .

La Explotación Minera de Socavón o Subterránea La explotación de minerales de

forma subterránea es la extracción a través de diversos métodos de ingeniería debajo de la superficie del terreno.

Este tipo de extracción se realiza cuando la cubierta de rocas (o material sin presencia de mineral) es de un espesor tal que el costo de removerlo para hacer un tajo abierto no es económico (como, por ejemplo, del interior de un cerro). Este tipo de explotación se usa cuando las zonas mineralizadas (comúnmente llamadas vetas) son angostas y profundas, por lo que es preferible hacer perforaciones en la roca para acceder a las mismas.

MINERÍA SUBTERRÁNEA

Principales métodos de explotación y características de los yacimientos donde se aplican

TIPOS DE EXPLOTACIONES A CIELO ABIERTO

TIPOS DE EXPLOTACIONES SUBTERRÁNEAS

CORTE Y RELLENO HUNDIMIENTO POR SUBNIVELES

ENTIBACIÓN

La Tecnología de Extracción de Minerales por Lixiviación con Cianuro (Cyanide Heap Leach Mining)

Las operaciones mineras que utilizan la tecnología de extracción por lixiviación con cianuro (cyanide heap leach mining) en minas a cielo abierto se componen de seis elementos principales, que son:

• La fuente del mineral (an ore source)• La plataforma (the pad) y el cúmulo (the heap).• La solución de cianuro.• Un sistema de aplicación y recolección.• Los embalses de almacenamiento de solución (solution storage ponds).• Una planta para la recuperación de metales.

BiolixiviaciónEs el nombre que se le entrega al conjunto de reacciones químicas que tienen como resultado la disolución de minerales por parte de bacterias, las cuales lixivian, es decir, disuelven las rocas o minerales, los solubiliza (por eso el proceso se llama Biolixiviación o Lixiviación Biológica) para obtener la energía que necesitan a expensas de sustancias inorgánicas, liberando de paso cobre en mayor cantidad que con métodos convencionales.

Relleno hidráulico

El Relleno Hidráulico es una alternativa para rellenar los tajos explotados por el método de Corte y Relleno.

El Relleno Hidráulico, así como cualquier método de relleno tiene dos fines primordiales: El primero es servir como piso de trabajo para efectuar la perforación, el disparo y el acarreo de mineral, y el segundo es servir de sostenimiento para que la mina no colapse debido al incremento de áreas abiertas.

Esquema del Método de Explotación de Corte y Relleno Ascendente que emplea Relleno Hidraúlico

GRACIAS…

Un maestro sólo puede enseñarte los caminos al éxito. Eres tu quien debe explorarlo.