Fundamentos de la Minería de Superficie: Operaciones y Desarrollo

Fundamentos de la Minería de Superficie

La minería de superficie se enfoca principalmente en la extracción de mineral donde todas las operaciones se relacionan con el diseño de la fosa. Dependiendo del sitio, las labores de minería de superficie incluyen:

• Remoción del estéril: Arranque, carga, transporte y deposición en botaderos.
• Extracción del mineral: Arranque, carga, transporte y alimentación a la planta de concentración.
• Desarrollo de la fosa: Vía de acceso, ángulo de inclinación, dimensiones de los bancos, límite de explotación, frentes de explotación y áreas de trabajo.

Estas labores deben estar acompañadas de una secuencia minera interrelacionada que asegure la disponibilidad de frentes de explotación de mineral y estéril, con una alta producción, operaciones seguras, aprovechamiento total del mineral y armonización con el medio ambiente.

La minería de superficie incluye: extracción, transporte o acarreo, almacenamiento de mineral y deposición del estéril. El trabajo minero se puede subdividir en unidades de operaciones técnicas principales interrelacionadas:

• Arranque
• Carga
• Transporte
• Concentración
• Almacenaje
• Transporte final al sitio de consumo

Las operaciones auxiliares asociadas con cada unidad principal (mantenimiento, control de calidad, servicios generales, planificación corporativa, etc.) facilitan la ejecución de la producción minera. La energía eléctrica, drenaje, muestreo de minerales y reparaciones de equipos, entre otras, son operaciones auxiliares que contribuyen a la eficiencia minera.

Operaciones Unitarias de Minería

Durante el desarrollo minero y la explotación, se utilizan operaciones unitarias similares. Estas son los pasos básicos para producir mineral, junto con los pasos secundarios. Los pasos que contribuyen directamente a la extracción son operaciones de producción, que comprenden el ciclo de producción. Los pasos auxiliares que ayudan a los ciclos de producción se denominan operaciones auxiliares.

Actividades para el Desarrollo del Yacimiento

El desarrollo del yacimiento consiste en los procedimientos necesarios para determinar las características geométricas, petrológicas, mineralógicas y químicas del yacimiento. Este estudio, que puede durar varios años, es la base para las actividades del desarrollo minero, como la selección de maquinaria, equipos, personal y la producción estimada. Los pasos incluyen:

• Exploración geológica
• Perforación para información
• Perforación del contorno
• Cálculo de reserva

Perforaciones para Información y de Contorno

Ambas perforaciones buscan determinar la presencia de mineral, pero se desarrollan de manera distinta:

Perforaciones para Información

• Generalmente no siguen un patrón establecido.
• Están distanciadas unas de otras.
• Son en menor número.
• El objetivo es determinar el sentido de la mineralización para dirigir las perforaciones de contorno.

Perforaciones de Contorno

• Generalmente siguen un patrón establecido, en sentido de la mineralización.
• Están separadas por pequeñas distancias.
• Se realizan en mayor cantidad.
• Su objetivo es determinar la forma geométrica del yacimiento.

Estas perforaciones se pueden realizar mediante calicatas (generalmente de 1m³) o perforaciones para obtener testigos (normalmente entre 90 y 200 m de profundidad). A ambas muestras se les realizan análisis de laboratorio para determinar sus propiedades. Estos datos se utilizan junto con mapas geológicos y topográficos para realizar el cálculo de reserva de mineral.

El factor económico es determinante al elegir el sistema de perforación. Generalmente, para determinar la geometría del yacimiento se utilizan estudios de prospección geofísica, ya que son más rápidos y económicos. También es necesaria la toma de muestras de superficie. La determinación de los sitios para perforaciones profundas debe ser precisa, ya que esta actividad es costosa. Para completar el estudio, se realiza una correlación entre las informaciones obtenidas a través de distintas operaciones.

Pasos para el Cálculo de Reserva

Existen tres métodos clásicos para el cálculo de reserva:

Método Poligonal

• Trazar sobre el plano geológico líneas que formen polígonos alrededor de cada perforación, asignándole su área de influencia.
• Determinar el valor del área de influencia de cada perforación en m² (A₁, A₂, …, A_n).
• Calcular el volumen de cada perforación: Volumen (V_n) = A_n x L_n (L_n es la profundidad).
• Calcular el área total del yacimiento (A_y): A_y = A₁ + A₂ + … + A_n.
• Calcular el volumen total del yacimiento (V_y): V_y = V₁ + V₂ + … + V_n.
• Calcular el tenor promedio del yacimiento (Cp_y) mediante un promedio ponderado de las perforaciones.
• Calcular el tonelaje total del yacimiento (Qd_y): Qd_y = V_y x Densidad.
• También se puede calcular Qd_y mediante la sumatoria de los productos de los volúmenes por la densidad.

Método Triangular

• Trazar líneas que formen triángulos, uniendo cada perforación y asignándole su área de influencia.
• Calcular el valor del área de cada triángulo en m².
• Calcular el volumen de cada triángulo: área del triángulo x profundidad promedio.
• Calcular el área total del yacimiento (A_y).
• Calcular el volumen total del yacimiento (V_y).
• Calcular el tenor promedio de cada triángulo (promedio simple o ponderado según las longitudes de las perforaciones).
• Calcular el tenor promedio del yacimiento (Cp_y) mediante un promedio ponderado de los triángulos.
• Calcular el tonelaje total del yacimiento (Qd_y).

Método de las Secciones Verticales