Optimización de Taludes en Minería a Cielo Abierto: Factores Geomecánicos y Económicos

Operaciones y Diseño en Minería a Cielo Abierto

El movimiento del material en una mina a cielo abierto (MCA) se lleva a cabo mediante las operaciones de perforación, tronadura, carguío y transporte. En MCA, se realizan avances tanto laterales como en profundidad. A medida que se profundiza, es necesario expandir la excavación para mantener la estabilidad de las paredes. Esta expansión se realiza de forma inclinada y escalonada, creando una estructura de bancos y caminos para el tránsito y operación de los equipos (la altura de los bancos suele ser de 13 a 18 metros).

Elementos de Diseño y Seguridad

• Zanjas: Su objetivo principal es canalizar las aguas de drenaje y complementar la función de las cunetas.
• Cunetas: Su función es contener los vehículos en caso de emergencia. La cuneta adyacente al rajo suele ser más alta. En el caso de barreras de seguridad, estas pueden variar de 8 a 12 metros.
• Pista: Debe existir una distancia de seguridad entre la pista y las cunetas. Una vía de dos carriles debe tener en cuenta las dimensiones del equipo en movimiento.

Ángulo de Talud: Concepto y Medición

El ángulo de talud es el plano inclinado formado por la sucesión de las caras verticales de los bancos y sus respectivas bermas. Su inclinación, que varía entre 45° y 58° con respecto a la horizontal, depende de la calidad geomecánica del terreno. Existen dos formas principales de medir este ángulo:

• De pata a cresta.
• De pata a pata.

(Consideraciones clave: Geomecánica y Planificación de la seguridad).

Impacto de la Variación del Ángulo de Talud

La variación del ángulo de talud tiene consecuencias significativas:

• Cambios en la estabilidad del talud y, por ende, de la explotación minera.
• Cambios en los beneficios económicos de la explotación.

Un aumento del ángulo de talud puede permitir la reducción de la extracción de material estéril y el acceso a reservas minerales que antes no eran explotables, mejorando así el factor económico. Sin embargo, este aumento está limitado por factores geomecánicos.

Tipos de Ángulos de Talud

• Ángulo de talud de la pared del banco: Inclinación de las paredes individuales del banco. Se mide desde la pata del banco hasta su propia cresta.
• Ángulo de talud inter-rampas: Inclinación del conjunto de bancos entre dos rampas consecutivas. Se mide desde la pata del banco superior hasta la cresta del banco inferior donde se encuentra la otra rampa.
• Ángulo de talud de un conjunto de bancos: Inclinación de un grupo de bancos donde no existe una diferencia geomecánica significativa. Se mide desde la pata del banco más profundo hasta la cresta del banco de mayor cota.
• Ángulo de talud global (Overall): Inclinación de la pared final del rajo, considerando todas las condiciones existentes. Se mide desde la pata del banco más profundo hasta la cresta del banco más superficial.