Planificacionmineradesuperficieysubterranea

5/29/2018 Planificacionmineradesuperficieysubterranea

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Apuntes del curso de planificacin de minas

Recopilacin realizada por el profesor : Jose Delgado Vega


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CAPITULO I INTRODUCCIN GENERAL A LA PLANIFICACIN MINERA

1.1 Generalidades

CAPITULO II DELINEAMIENTOS CONCEPTUALES DE LA PLANIFICACION DE MINAS

2.1.- Introduccin

2.2.- Planificacin

2.3.- Planificacin minera

2.3.1.-Escenarios de Planificacin

2.3.2.-Niveles de Planificacin

2.3.3.-Horizontes de Planificacin

2.4.-La misin empresarial en minera

2.4.1 Maximizacin de la Recuperacin del Yacimiento

2.4.2 Maximizacin de la permanencia en el Negocio Minero

2.4.3 Maximizacin del Valor Presente Neto

CAPITULO III VARIABLES IMPORTANTES QUE CONDICIONAN LA EXPLOTACION DEMINAS A CIELO ABIERTO.

3.1.-Introduccin

3.2.-El modelo de bloque :

3.2.2.-Informacin bsica del modelo de bloque

3.2.3.-Informacin de sondajes

3.2.4.-Informacin de las muestras

3.2.5 .-Informacin Assays

3.2.6 .-Interpretacin del modelo geolgico

3.3.-Parmetro bsico de diseo

3.3.1.-Razn estril mineral

3.3.2.- Geometria de la excavacin.

3.3.3.- Angulo de talud

3.3.3.1.-Variables de las cuales depende el ngulo de talud:

3.3.4.- Altura de banco

3.3.5.-Quebradura

3.3.6.- Ancho de los bancos


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3.3.7.-Rampas y accesos

3.3.8.- Proyeccion de la pila de material quebrado

3.3.9.-Diferentes leyes de corte

3.3.10.-Diseo de pit final

3.3.11.-Diseo de accesos

3.3.11.1.-Ancho de accesos.

3.3.11.2.-Diseo de accesos en espiral por delante del talud

3.3.11.3.-Diseo de una pista en espiral por detrs del talud

CAPITULO IV CONTROL DE OPERACIONES MINERAS Y CALCULODE NECESIDAD DEEQUIPOS

4.1.-Indice de operaciones (ASARCO)

4.1.1.-Disponibilidad Fsica:

4.1.2-ndice de Mantenimiento:

4.1.3.-ndice de Utilizacin:

4.1.4.-Aprovechamiento:

4.1.5.-Factor Operacional:

4.1.6.-Rendimiento:

4.1.7.-Rendimiento Efectivo:

4.2 Clculos de necesidades de equipos en mina a cielo abierto

4.2.1.-Palas Mecnicas4.2.1.1.-Ritmo de produccion

4.2.1.2.-Velocidad de maniobra de la pala ( vm )

4.2.1.3.-Carga horaria para una pala ( qh )

4.2.1.4.-Rendimiento horario ( rh )

4.2.1.5.-Rendimiento por turno ( rt )

4.2.2.-Camiones

4.2.2.1.- Determinacion de la productividad de los camiones (p)


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4.2.2.2.-Tiempo de Ciclo Camiones

4.2.2.3.- Calculo de los tiempos

4.2.3.-Perforacion

4.2.4.-Tronadura

CAPITULO V .- DISEO DEL LIMITE FINAL

5.1.- Diseo manual

5.2.- Diseos computacionales optimizantes

5.3.-Desarrollo general del proceso de diseo

5.3.1.-Definicin de leyes de bloques

5.3.2.-mtodos de asignacin de leyes

5.3.2.1.-El modelo de la distancia ponderada (clsico)

5.3.2.2.- Mtodos Geoestadsticos.(Anexo 1)

5.4.-Estimacin de la ley de corte crtica, para el diseo de una explotacin a cielo abierto.

5.4.1.-Metodos de beneficio nulo

5.4.1.1.-Determinacion de leyes de corte con categorizacion de costos de explotacion

5.4.1.1.1.-Ejemplo de aplicacin

5.4.1.2.-Leyes de corte en funcion de la ecuacin caracteristica de la mina

5.4.2.- Poltica de leyes de corte considerando el costo de oportunidad

5.4.2.1.- Descripcin del modelo de lane

5.4.2.2.-Formulacin matemtica del modelo.

5.4.2.3.-Leyes de corte econmicas limitantes

5.4.2.4.- Leyes de corte de equilibrio

5.4.2.5.- Leyes de corte optima

5.5.-Curvas tonelaje v/s ley.

5.6.-Manejo de informacin grfica.


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CAPITULO VI.- PLANEAMIENTO DE LA PRODUCCIN

6.1.-Introduccin

6.2.-Determinacin de la secuencia de explotacin

6.3.-Grfico de agotamiento de mineral -Serrucho- .

6.3.1.-Informacin necesaria para confeccionar el serrucho.

6.3.2.-Confeccin del serrucho.

6.3.4.-Informacin entregada por el serrucho.

6.3.5.-Plan de produccin.

6.3.6.-Informacin necesaria para confeccionar el plan de produccin.

6.3.7.-Informacin entregada por el plan de produccin.

6.4.- Influencia de una estrategia de leyes de corte

6.5.-Definicin del valor econmico de un bloque

6.6.-Mtodos de definicin para los lmites econmicos de una explotacin a cielo abierto

6.6.1.-Descripcin conceptual del algoritmo del cono mvil optimizante

6.6.2.-Mtodo de Lerchs-Grossman

6.6.3.-Mtodo de la relacin estril/ mineral v/ s ley media

6.7.-Secuencia de explotacin


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CAPITULO VII DISEOS ESPECIALES

7.1. Diseo de botadero

7.1.1.- Tipos de botaderos

7.1.2.- Factores relevantes en la planificacin de botaderos

7.1.3.-Cubicacin de botaderos

7.1.4.- Secuencia de llenado

7.1.5.-Construccion de botaderos

7.1.6.-Diseo de botaderos.

7.1.7.-Disposicin de botaderos en laderas.

7.1.8.-Disposicin de botaderos en quebradas.

7.1.9.-Disposicin de botaderos en pilas o tortas.

7.1.10.-Colapso en los bordes del botadero.

7.1.11.-Mantenimiento de botaderos.

7.1.12.-Presin ejercida sobre el terreno por el botadero.

7.1.13.-Operacin en botaderos.

7.1.14.-Clculo del volumen a utilizar por el botadero y costo de utilizacin.

7.1.15.-Costo de una tonelada de estril enviada a botadero.

7.2.--Explotacin a cielo abierto en yacimientos tabulares

7.2.1.-Yacimientos tipo manto

7.2.2.-Manto inclinado

7.2.3.-Topografa horizontal:

7.2.4.-Yacimientos tipo veta

7.3.-Explotacin a cielo abierto en yacimientos con cuerpos satlites7.4.-Explotacin a cielo abierto en yacimientos calicheros


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CAPITULO VIII INVERSIONES Y VIDA ECONMICA DE LOS EQUIPOS Y REEMPLAZO

CAPITULO IX CONSIDERACIONES DEL MODELO GEO MINERO METALURGICO

ANEXO I GEOESTADISTICA

ANEXO II TRONADURA

ANEXO III EJEMPLOS DE CALCULOS

ANEXO IV MODELO GEO METALURGICO

ANEXO V PLANIFICACION ESTRATEGICA


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REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

- Alejandro Vsquez, Benjamn Galdames, Ren Le-Feaux apunte preliminar diseo yoperaciones de minas a cielo abierto

- Calder, Peter. Programa Internacional de especializacin en Tecnologa de la Minera. PontificiaUniversidad Catlica de Chile y Queens University of Canada. Agosto 1997

- Hugo Urrutia Apuntes de clase universidad de Antofagasta- Claudio Reygada Apuntes de clase- Hustrualid Kuchta. Open Pit Mine planning and design. Vol. 1.- Lane, Kenneth. Choosing the optimum cut-off grade. Quaterly of the Colorado School of Mines.

Vol. 59, 1964.

- Lane, Kenneth. The economic definition of ore. Cut off grades in theory and practice.Minning journal books limited, London England.

- Miranda, Esteban E. y Miranda, Esteban F. Optimizacin del valor presente neto de los negociosmineros. Pontificia Universidad Catlica de Chile.

- David Armstrong. Definicin de los parmetros de Planificacin.- Jeff Whittle. Optimizacin de rajos abiertos.- Howard L. Hartman. SME mining engineering handbook- M. Bustillo / C. Lopez J. Manual de evaluacin y diseo de explotaciones mineras.- Marco Alfaro . Aplicacin de la teora de variables regionalizadas- Carlos Lopez J. Manual de voladura de rocas.- Eduardo Contreras. Planificacin de botaderos de Lastre.- Informe de operaciones unitarias, Soquimich. Peridico, Antofagasta, Chile 1999.- Hidalgo, Osvaldo. Optimizacin de parmetros operacionales para el desarrollo de manchas en

Mina Pedro de Valdivia. Trabajo de Titulacin 1986. Universidad de Antofagasta.Departamento de Minas.

.- David M. geostatistical ore reserve estimation

- Marcos Alfaro curso : geostadistica lineal universidad de Antofagasta

- Claudio Pacheco aplicacin practica de la geoestadistica a un yacimiento simulado


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CAPITULO I: INTRODUCCION GENERAL A LA PLANIFICACION MINERA

1.1 Generalidades

En la actualidad el negocio minero requiere de instrumentos que permitan mejorar las rentabilidadesdel negocio, debido a esto la planificacin estratgica a mostrado a las compaas mineras y en general ser

una poderosa herramienta que entrega altos retornos en el largo plazo. Para entender de mejor manera en queconsiste esta herramienta de administracin, se explicara el termino Planeacin, que es bsicamente abarcarlas definiciones de las metas de una organizacin, el establecimiento de una estrategia en general para lograresas metas y el desarrollo de una jerarqua amplia de los planes para integrar y coordinar las actividades. Porlo tanto se relaciona con los fines ( que debe hacerse) as tambin como los medios (como debe hacerse).

Una forma simple de clasificar los planes es por su envergadura que puede ser estratgicoversus operacionales y son asociados a un marco temporal ya sea de corto, mediano y largo plazo. Paradiferenciar de mejor manera los planes estratgico de los operacionales es por que difieren en tiempos y en

alcances. Donde los planes operacionales tienden a cubrir periodos mas cortos, tales como planes mensuales,semanales y diarios de una organizacin, pero a su vez los planes estratgicos tiende a proyectarse en periodosmas largos usualmente cinco aos o mas, adems estos cumplen un rea mas amplia y que posee menosdetalle, en cambio los planes operacionales tiene un alcance mas estrecho y limitada.

La planificacin minera de largo plazo es una importante herramienta que permite mejorar el negocio

minero, cuyo producto es realizar un programa de produccin que indique e travs del tiempo, el origen delos tonelajes y las leyes a extraer de la mina. Por eso la planificacin de largo plazo adquiere ribetes de sumaimportancia, ya que constituye la base de la rentabilidad de la empresa minera.

En la Figura 1.1, se presenta en forma esquemtica y secuencial, las etapas utilizadas en unprograma de planificacin tradicional . Con el objeto de ilustrar los aspectos metodolgicos inherentes alproceso de planificacin de una mina a cielo abierto, se presenta a continuacin una breve descripcin de cadauna de las actividades involucradas en el estudio.

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Modelo de Bloque

(Archivo Tridimensional de Recursos)

To o rfico

Cdi o de

Le es de Cu

Recu eracin.

Modelo Econmico

Generacin de Pits Anidados

(Whittle Four X)Le de Corte

Al oritmo de Lerchs-

Anlisis y Establecimiento de Criterios

para seleccin de Pit final

Determinacin de Pit Final

Estrategia de Consumo de Reservas y

Diseo de Expansiones

Plan Minero Preliminar

(Whittle)Anlisis de Sensibilidad

y Riesgo (Whittle)

Estrategia de Leyes de

Programa de Produccin Optimizado

Requerimientos de Equipos Mina

Evaluacin Econmica

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Modelo de BloqueEs un modelamiento tridimensional que consiste en discretizar virtualmente el yacimiento en cientos de

paraleleppedos (bloques), con caractersticas que van de acuerdo al sistema de explotacin a utilizar, la cual permiterepresentar caractersticas y propiedades del yacimiento.

Confeccin del Modelo de Econmico

El propsito de esta etapa es asignar un valor econmico a cada uno de los bloques que conforman el archivotridimensional de recursos. En el procedimiento de valorizacin, es preciso definir una estructura de precios y costosrelevantes conjuntamente con una ley de corte crtica de diseo, la cual permitira separar lo que es lastre y lo que esmineral.

Generacin de Pit anidados y Determinacin de Pit Final

Para la generacin de un pit se utiliza el algoritmo heuristico de Lerchs Grossman, , cono flotante , cuyatcnica consiste bsicamente de una rutina que analiza los bloques de mineral del inventario de recursos y determinala conveniencia econmica de extraer cada uno de ellos con su respectiva sobrecarga. Para este propsito el algoritmo

se posiciona en cada bloque de valor econmico positivo y genera un cono invertido, donde la superficie lateral delcono representa el ngulo de talud de la zona en cuestin. Si el beneficio neto del cono (suma algebraica del valor detodos los bloques dentro de l) es mayor o igual a un valor preestablecido, entonces ste se extrae, en caso contrario,se sigue el anlisis con el resto de los bloques con inters econmico.

Utilizando este procedimiento, y exigiendo al cono un beneficio marginal nulo, se obtiene un pit (cono) querepresenta la envolvente econmica final del depsito, en el que han sido extrados todos aquellos conos cuyobeneficio neto es mayor o igual a cero. Utilizando esta misma tcnica se puede realizar la generacin de pit anidados,donde cada sucesivo contorno esta hecho para el precio del producto, ligeramente mas alto que el anterior. Esto esrealizado dentro de un rango de precios, desde el ms bajo al ms alto que se desea considerar. Esta tcnica es laforma de sensibilizar el trabajo de seleccin de pit final.

Estrategias de consumo de Reservas y Diseo de Expansiones

Se denomina estrategia de consumo de reservas o secuencia de explotacin, a la manera en que se extrae elmineral del rajo hasta el logro del pit final. Para este efecto, es comn que el pit final sea fraccionado en sucesivospits intermedios denominados fases o expansiones. Hasta ahora no existe un procedimiento que permita estableceruna secuencia ptima; slo existen maneras aproximadas de hacerlo. Una tcnica que produce buenos resultados en laconstruccin de una estrategia de consumo de reservas, es utilizar el mismo algoritmo usado en la determinacin depit final, pero sobre un modelo econmico al cual se le ha descontado un valor al beneficio de cada uno de losbloques presentes en l. Obviamente la topografa obtenida debe estar contenida dentro del pit final. De esta forma, esposible construir expansiones o pits intermedios que tengan una envolvente que al ser de un valor decreciente en eltiempo, favorecen al valor presente de la operacin, ya que generalmente la primera expansin obedece a undescuento mayor, la segunda a uno menor, y as sucesivamente. Este ltimo proceder es el que se utiliza durante eldesarrollo del caso de estudio.

Programa de Produccin Preliminar

Como el objetivo de la mayora de las empresas es maximizar el valor presente de la operacin, se hadecidido trabajar con el Algoritmo de K. Lane para la determinacin de una poltica de leyes de corte, ya que alinclur el concepto de Costo de Oportunidad, se obtiene un vector de leyes decreciente en el tiempo lo que beneficia elV.A.N. del proyecto. Para su aplicacin este algoritmo requiere conocer el valor presente de la operacin durante eltranscurso de la vida de la mina, por lo cual se requiere de un plan minero preliminar que sirva de referencia a estarutina optimizante.

Estrategia de Leyes de Corte

Usualmente, para estudios de esta naturaleza, se utiliza la metodologa de Kenneth F. Lane para determinarel vector de leyes de corte econmicas a aplicar en el plan de produccin, condicin que puede maximizar larentabilidad del negocio minero.


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Programa de Produccin Optimizado

Una vez que se dispone de la estrategia de leyes de corte, se debe confeccionar un nuevo plan, el cual debieraintroducir las mejoras en la ley que el algoritmo sugiere. Sin embargo, es necesario considerar las restricciones

operativas presentes en la faena, lo que en algunos casos no permite alcanzar los resultados entregados por Lane.

Requerimiento de Equipos Mina

Una vez construdas las fotos de la mina segn el plan de produccin optimizado, se procede a la medicinde distancias y distribucin econmica de materiales. Esto junto a los ndices operacionales, los rendimientos de losequipos y sus productividades, y en el caso de los camiones, las distancias medias de transporte, velocidades yrendimientos.

Evaluacin Econmica

El plan es evaluado en el horizonte definido por la vida de la mina. Los flujos de caja anuales contemplaningresos por ventas, inversiones en equipos e infraestructura y gastos de operacin. Por ltimo se realiza un anlisis

de sensibilidad sobre las variables ms influyentes en el rendimiento econmico del plan.


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CAPITULO II DELINEAMIENTOS CONCEPTUALES DE LA PLANIFICACION DE MINAS

2.1.-Introduccin

Todo sistema moderno de administracin de empresas, se sustenta en base a la relacin funcional de

diferentes subsistemas identificables al interior de stas. Dichos subconjuntos constituyentes del universo GestinEmpresarial, pueden individualizarse a travs de los subsistemas: Valores y Misin Empresarial, Decisiones,Planificacin, Organizacin, Direccin y Control.

En el subsistema Planificacin de una empresa minera, es donde se precisan los resultados deseados y seprograman las actividades a realizar con sus tiempos y recursos asociados, con el propsito de concretar la misin.Particular importancia en el mbito minero, constituye todo el proceso de generacin de planes mineros deproduccin, en atencin a que las definiciones del tonelaje a tratar, como el de sus leyes asociadas, establecen elrendimiento econmico del negocio.

La estructura del presente captulo expone en primer trmino, una breve descripcin del contextoadministrativo, donde se desarrolla el proceso de planificacin. Mediante un enfoque sistmico de la administracin,se caracterizan conceptualmente los subsistemas que constituyen el gran sistema administrativo. Tras esta

introduccin se caracteriza la Planificacin Conceptual Minera, tema central de estos delineamientos, a travs de lasinterrelaciones de sus variables: ritmo de produccin, mtodo de explotacin, secuencias de produccin, leyes decorte y planes mineros. Finalmente, se desarrollan con ms extensin los aspectos de leyes de corte y generacin deplanes mineros de produccin. Adicionalmente se ha introducido un anlisis conceptual, en torno al impacto en elproceso de planificacin, que producen diferentes misiones empresariales, que actualmente coexisten en empresasmineras, y una reflexin final de aspectos que se han denominado "ocultos" y que de alguna manera atentan contra unproceso de planificacin exitoso.

2.2.- Planificacin

La administracin se puede concebir como un desarrollo racional, mediante el cual los recursoshumanos, fsicos y financieros son orientados hacia la materializacin de un objetivo previamente definido. Dicho de

otro modo, es investigar (para generar opciones), elegir (una de ellas) y preparar las tareas pertinentes paramaterializar aquello que se desea realizar.

Este desarrollo se traduce en un proceso constituido por un conjunto de tareas tales como planificar,organizar, dirigir y controlar, que son encausadas hacia un ptimo rendimiento, conforme a una filosofa ligada a lasatisfaccin de los diferentes actores involucrados.

Un enfoque sistmico en torno a la administracin, se conceptualiza mediante una manera integrada deestructurar las actividades del estamento directivo. Dichas actividades o tareas se pueden ilustrar mediante el esquemafuncional mostrado en la Figura 2.1


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Figura 2.1 Esquema funcional

Una breve descripcin de cada una de estas funciones (o subsistemas), del esquema conceptual anterior, seexpone a continuacin:

Subsistema de Valores, es el marco de referencia y gua de accin, que da sentido a todas lasdecisiones y actividades de cada da. Los valores condicionan las finalidades y los objetivos hacia donde debieranconverger todos los esfuerzos particulares.

Subsistema de Decisiones, est presente en cada una de las tareas del administrador y se puedecaracterizar todo el sistema, como una vasta red de informacin decisin - accin. La decisin es la llave de todo el

edificio de la administracin, en atencin a que su rol central consiste en convertir la informacin en accin.

Subsistema de Planificacin, es el encargado de obtener una priorizacin de los objetivos, susprogramas de actividades, sus presupuestos, estimando las necesidades y las restricciones tanto internas comoexternas. El presente captulo centra la reflexin en torno a la problemtica de planificacin al interior de una empresaminera.

Subsistema de Organizacin, facilita la integracin de las partes constituyentes del medio internoy externo, en una estructura apropiada. Es aqu donde se prevee los reagrupamientos de funciones y el establecimientode las relaciones internas en funcin de los objetivos a realizar.

Subsistema de Direccin, esta estrechamente ligado a la ejecucin eficaz de las tareas, centrandosu accionar en los procesos sociales de funcionamiento empresarial, destacando los aspectos de liderazgo,

trabajo de equipos, motivaciones, creatividad, y otros.

Subsistema de Control, mediante la ayuda de informacin sistematizada es posible realizarcomparaciones entre lo realizado y los objetivos previstos en la planificacin. La retroalimentacin permite disearajustes y cambios en las funciones anteriores.

La importancia que adquiere la funcin de planificar, es que sin ella los administradores no pueden sabercomo organizar el recurso humano, y material; puede que no tengan ni siquiera la idea clara de qu es lo que senecesita organizar. Sin un plan, no se puede dirigir con confianza o esperar que otros nos sigan. Y sin un plan, losadministradores y sus seguidores tienen muy pocas probabilidades de lograr sus metas o de saber cundo y dnde seestn desviando de su camino.

Es al interior de este marco conceptual expuesto que se desarrollan los presentes delineamientos de la

Planificacin de Minas. La empresa minera, al igual que las empresas de otros sectores productivos, estructura su


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administracin mediante las funciones anteriormente sealadas. En consecuencia, la reflexin sobre la planificacinde minas se insertar en este esquema funcional.

2.3.-Planificacin Minera

Tal como se sealara anteriormente, es el proceso de planificacin, el que permite identificar y pronosticar elque hacer, de modo de alcanzar los objetivos de la empresa, junto con los presupuestos, los planes de venta, losprogramas de inversin, las estimaciones de recursos y otros.

Para el caso de una empresa minera, es la planificacin la encargada de definir el plan minero de produccin:Dicho plan identifica el origen, la cantidad y la calidad de material a beneficiar, como tambin las estrategias,tiempos, y recursos requeridos para la materializacin de lo programado.

Esta planificacin minera debe reunir atributos de alta relevancia que es necesario asimilar, aceptar, yconsiderar en cada una de sus tareas constitutivas, tales atributos son:

COHERENCIA SISTEMICO DINAMICO

El sistema de planificacin minero debe ser COHERENTE, en el sentido de asegurar una plena ypermanente armona entre la estrategia de produccin de corto, mediano, largo plazo y la misin empresarial.

Como consecuencia de lo anterior, los planes mineros deben constituir el camino base para acceder alobjetivo del negocio, aceptando todas las restricciones tcnicas y econmicas que imponga el mercado, o que definanlos propietarios de la empresa o finalmente las condiciones naturales del yacimiento.

El sistema de planificacin minero debe ser SISTEMICO, en el sentido de aceptar que la obtencin del planminero de produccin, es el resultado de variadas iteraciones y continuas retroalimentaciones que deben verificarseproducto de los aportes que hagan los distintos sistemas constituyentes de la empresa. Es decir, el proceso deplanificacin debe entenderse como un proceso integrador y no como una actividad tcnica especfica que respondeexclusivamente a la problemtica del rea mina.

El sistema de planificacin minero debe ser adems DINAMICO, en el sentido de reconocer que esta tarea

est soportada por las mejores estimaciones de las variables relevantes, para el mediano y largo plazo, por lo tantoresulta natural e imprescindible que la planificacin est sujeta a constantes revisiones en la medida que se dispongade mayor informacin.

Es indudable que cambios en los precios de los productos finales repercuten necesariamente los planesmineros de produccin, por ejemplo, si se trata de una empresa que persigue la maximizacin del rendimientoeconmico de su operacin, la reaccin lgica frente a un aumento del precio, ser aumentar la produccin. Cambiosen los costos, en los avances tecnolgicos, en las restricciones de mercado, en las restricciones de disponibilidad derecursos, entre otros, implicarn revisin y modificacin de los planes mineros de produccin.

En la planificacin minera coexisten distintos aspectos que tienen relacin con el tipo de problema y larealidad particular de la empresa en que se insertan. Dichos aspectos, adems de coexistir, estn interrelacionados yson los siguientes:

Escenarios de PlanificacinNiveles de PlanificacinHorizontes de Planificacin

El anlisis de cada uno de ellos y su importancia en el proceso de planificacin es lo que se abordar en elpresente texto.


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2.3.1.-Escenarios de Planificacin

Bajo este concepto se entender la caracterizacin del ambiente en que la planificacin se debe desarrollar, elcual obedece al tipo de proyecto en el cual se inserta esta actividad. As los escenarios identificables son bsicamentedos:

Escenario de Proyectos Nuevos: Esta situacin se verifica cuando la planificacin corresponde a nuevosyacimientos para los cuales hay que desarrollar toda la estrategia en funcin de las restricciones tcnicas yfinancieras; a proyectos de innovacin que significan, la introduccin de alguna tecnologa o criterio completamentenuevo para la empresa, y a proyectos de ampliacin, en los cuales se liberan restricciones operativas y debeencontrarse un nuevo nivel productivo que mejore la posicin competitiva de la empresa.

Escenario de Faenas en Operacin: en este caso normalmente existe una estrategia de planificacin, ycorresponde por ejemplo a definir cuerpos y/o sectores de reemplazo, polticas de reemplazo de equipos, deexploracin y otros. En general, este escenario ofrece un marco menos flexible a la planificacin, sin embargo esposible afirmar, que para todas aquellas empresas mineras que cuentan con restricciones en sus capacidades detratamiento, al interior de sus funciones productivas (cuya planificacin se inserta en este escenario), la planificacinminera cumple el papel de definir el rendimiento econmico global de la gestin empresarial.

2.3.2.- Niveles de Planificacin

Una manera estructurada de enfocar la planificacin minera es la incorporacin de los Niveles dePlanificacin, definidos stos en una primera instancia como planificacin CONCEPTUALy en una etapa siguiente,como planificacin OPERACIONAL.

La Planificacin Conceptual corresponde al delineamiento estratgico, que de manera coherente con lamisin y las restricciones existentes, permite analizar y acceder adecuadamente a las grandes definiciones del negociominero, tales como mtodo de explotacin, ritmos de produccin, situacin final de la explotacin, entre los de mayorrelevancia.

En este nivel de planificacin se busca responder el qu hacer con el recurso geolgico de tal modo de lograr

los objetivos de la empresa y por ende enmarcarse dentro de la misin definida por sta. El logro de los objetivos,implica un proceso iterativo, ideas preliminares, a nivel de perfil, son analizadas y un posterior proceso de evaluacinconduce a rechazar algunas y a desarrollar otras, para finalmente optar por una o dos opciones para un anlisisposterior ms detallado.

La principal caracterstica de esta fase de planificacin minera radica en que es aqu donde se define larentabilidad gruesa del proyecto. De hecho, las diferentes ideas vertidas tienen un grado de dispersin, en trminos derentabilidad, que es considerable y que debe ir disminuyendo en la medida que avanza la ingeniera, de lo cual sededuce que, por lo general resulta muy conveniente gastar ms tiempo en el desarrollo de buenos conceptos, queavanzar con una idea que no ha sido confrontada con otras opciones.

El producto de esta fase corresponde a la definicin de macro decisiones que son controlables por elplanificador y que tienen una incidencia en el objetivo planteado. Si dicho objetivo dice relacin con los beneficiosactualizados de la operacin, entonces las variables fundamentales a definir corresponden a un grupointerrelacionados de variables decisionales que a continuacin se describen:

Tamao de la Operacin

El tamao de una operacin minera no slo queda definido por la magnitud de la mina, ste tambin dependede los procesos posteriores. El anlisis del tamao ptimo para cada una de las instalaciones, necesariamente debeanalizarse desde una perspectiva global teniendo presente las inversiones, costos de operacin y caractersticas de lacurva Tonelaje-Ley del yacimiento. En diversas ocasiones es la disponibilidad de fondos la restriccin principal, y enese caso el problema se reduce a encontrar el tamao ptimo econmico-tcnico de cada etapa productiva bajo talrestriccin.


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Mtodo de Explotacin

El mtodo a elegir deber presentar las mejores ventajas para el objetivo planteado. Por lo general losaspectos tcnicos que controlan esta decisin han sido ampliamente difundidos, no as los factores econmicos que

son los de mayor relevancia en esta etapa de planificacin. La decisin de mayor importancia a este respecto es si lamina deber ser subterrnea o rajo abierto, o eventualmente cuando ser conveniente permutar una inicial explotacina cielo abierto por una subterrnea terminal.

Lmites Finales

El lmite de explotacin es aquella frontera que define hasta donde es conveniente extender una operacinminera. Para el caso de una mina a rajo abierto, este lmite se conoce como rajo final, y en una mina subterrnea, se ledenomina usualmente envolvente final. La definicin de este lmite es atemporal, en el sentido de que es convenienteextraer cualquier tonelada que cubra su costo marginal independiente del tiempo en que se extrae.

Secuencia de ExplotacinA partir de una situacin inicial, es necesario conocer cual es el mejor camino para llegar al lmite final. La

definicin de esta secuencia implica un fuerte impacto en el valor presente del negocio, y su bsqueda es una tareacompleja que requiere de un anlisis individual de opciones. La idea es ir consumiendo el depsito de manera tal queresponda a los objetivos planteados en la misin definida por la empresa, cumpliendo las restricciones propias de todaexplotacin minera, tales como geomecnicas, operacionales, legales, entre otras.

Estrategia de Leyes de Corte

Una vez establecido el tamao del complejo minero, el lmite final y la secuencia de explotacin, existe unavariable de decisin que afecta directamente al tiempo requerido para consumir el depsito; dicha variable es la Leyde Corte, que en esencia permite discriminar econmicamente entre mineral y estril. Una ley de corte alta implicaque la proporcin de mineral del depsito es baja y por lo tanto, la vida de la mina se reduce y viceversa. Entre estosdos extremos, existe una estrategia que conlleva a una maximizacin del beneficio actualizado. Si el modelomatemtico que resuelve esta incgnita est bien formulado, la estrategia ptima por lo general, significa leyes de

corte decrecientes en el tiempo, este vector en definitiva permite conocer la cantidad (tonelaje) y calidad (ley) de lasreservas mineras o extrables.

Planes Mineros de Produccin

Bajo este concepto se debe cuantificar las necesidades de recursos humanos, fsicos y financieros, quepermitan materializar las metas de produccin en el tiempo. Tambin aqu se desarrollan los trabajos que permitenrecomendar la estrategia de alimentacin a planta, si la empresa en cuestin, tiene posibilidades de produccin entrevarios sectores o entre diferentes yacimientos.

Todas las variables decisionales anteriormente descritas no son independientes, sino que por el contrariotienen una relacin funcional entre ellas y para su optimizacin es necesario recurrir a un anlisis circula. All se tieneadems las distintas fuentes de informacin necesarias para establecer el escenario en donde se desarrollar esteproceso de planificacin. La informacin geolgica, geotcnica, y metalrgica constituyen una entrada esencial parael anlisis de cualquier proyecto minero; el cual adems se ve influenciado por una serie de variables exgenas, talescomo el precio de venta del producto.

La Planificacin Operacional por su parte es el conjunto de tareas que, define las soluciones de corto plazo,al generar las proposiciones que optimizan en forma permanente el concepto del negocio minero diseado en la faseanterior.

Como aspectos relevantes de esta actividad estn las constantes optimizaciones que son factibles deincorporar a toda explotacin minera tales como, equipos ms eficientes, optimizacin de infraestructura de servicios,


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cambios en mtodos constructivos, incorporacin de materiales con nueva tecnologa, software ms poderosos yotras.

En general, en este nivel de planificacin se insertan los esfuerzos que el planificador hace permanentementepor introducir modificaciones en las distintas operaciones unitarias y de apoyo, existentes en toda explotacin minera,con el fin de mejorar eficiencias y costos.

Lo importante de entender es que toda la actividad que en este contexto se desarrolla, est inserta en laestructuracin dada al proyecto en su fase previa de planificacin conceptual, y que en consecuencia, no es esperableun cambio que afecte significativamente el nivel de rentabilidad del proyecto.

Esquemticamente, la diferencia entre ambos niveles de planificacin, es bosquejada en la Figura 2.2

Figure 2.2

Como se puede apreciar, las macro decisiones tomadas durante la planificacin conceptual definen en formagruesa la rentabilidad del negocio. Sin embargo, una vez que ya nos encontramos en una planificacin operativa lasdecisiones pasan a ser menos influyentes en la rentabilidad.

2.3.3.-Horizontes de Planificacin

Bajo este concepto se entender lo que tradicionalmente se denomina Planificacin de Largo, Mediano y

Corto Plazo, hitos que histricamente han estado asociados a perodos.

La planificacin de Largo Plazo es bsicamente una planificacin conceptual donde se establece laestrategia global de la empresa, para un horizonte superior a 5 aos y que muchas veces va hasta el agotamiento delyacimiento. Otra de sus caractersticas es que la flexibilidad que presenta para la toma de decisiones es alta, vale decires posible introducir cambios estructurales en la concepcin del negocio. Desde un punto de vista estrictamenteeconmico el concepto de largo plazo, tiene implcito el cambio, es decir, en el caso extremo nada es fijo ypermanente. De acuerdo a lo anterior, en el proceso de planificacin de Largo Plazo debieran liberarse gran parte delas restricciones que se verifican en el Corto y Mediano Plazo

Como Mediano Plazose entiende comnmente aquella actividad de planificacin cuyo horizonte abarca deuno a cinco aos, dependiendo del tamao de la operacin y/o las polticas de la empresa. Esta actividad se inserta enla planificacin de largo plazo, en el contexto de lograr cumplir con la estrategia all delineada, siendo la base de la

estimacin y evaluacin econmica de la empresa, puesto que las decisiones que se adopten para este horizonte,


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tendrn una flexibilidad a los cambios limitada.

Es as como es comn entender el Corto Plazo, como aquella actividad de planificacin cuyo horizonte esun ao o menos, por lo que su detalle y concepcin est fuertemente condicionado por la realidad contingente de lafaena o proyecto, y corresponde a un detalle de todas las actividades que se desarrollan en el ao. Es frecuente que la

revisin de estos planes sea trimestralmente. Evidentemente el marco de referencia de esta planificacin lo constituyeel Mediano Plazo.

2.4.- La misin empresarial en minera

La misin empresarial, la cual forma parte integral del sistema de administracin racional de una empresa, seconstituye como la base que gua todos los esfuerzos para el logro de los objetivos delineados al interior de sta. Tallogro de objetivos se obtiene mediante una relacin funcional entre la misin empresarial y los dems subsistemasinvolucrados, es decir, decisin, planificacin, organizacin, direccin y control.

Al estar claramente definida la misin u objetivo de la empresa, y adems los criterios de planificacinfusionados con tal funcin objetivo, entonces es posible intuir que, los planes mineros desarrollados estarnconcebidos de modo tal de cumplir con la misin empresarial.

"CUANDO NO EXISTE UNA MISION, TODOS LOS CAMINOS SIRVEN"De acuerdo a distintas misiones, en distintas empresas e incluso al interior de una misma empresa, es obvio

que se planificar con criterios econmicos diferentes, lo cual redundar en planes mineros diferentes.

Dentro del negocio minero, la gestin de planificacin se ha desarrollado fundamentalmente en basea tres misiones empresariales tpicas, las cuales se detallan a continuacin:

2.4.1.- Maximizacin de la Recuperacin del Yacimiento

Esta misin induce a beneficiar todo material, que al menos pague sus costos marginales de tratamiento. Elimpacto de esta misin dentro del proceso de planificacin minera, se traduce en los siguientes conceptos:

Mineral es todo material cuyo costo marginal de tratamiento es menor o igual a su ingreso marginal.Tal definicin permite definir una ley de corte fija en el tiempo.

El raciocinio utilizado en la definicin de mineral, no incluye consideraciones que permitan mejorarel rendimiento econmico del negocio, al considerar y valorizar las restricciones de capacidad, como un costo deoportunidad.

Las secuencias de explotacin, privilegian aspectos operacionales de produccin y extraen elmximo de material desde diferentes sectores con leyes mayores o iguales a la ley de corte establecida.

2.4.2.-Maximizacin de la permanencia en el Negocio Minero

En tal misin, tras un anlisis de perspectivas de costos de productores competitivos, se define un nivelmnimo que aceptar la operacin productiva. En base a este costo, es factible discriminar entre mineral y estril; adicho costo, se le denomina Costo de Corte. En consecuencia, esta misin genera el siguiente supuesto dentro delproceso de planificacin minera:

Mineral es todo material cuyo costo marginal de produccin es menor o igual que el Costo de Corteprefijado. Tambin es posible razonar a travs de una ley de corte, pero cuyo beneficio marginal es positivo y fijadocon anterioridad por la unidad de planificacin.

Esta metodologa, basada centralmente en los costos de produccin, no considera la prdida en quese incurre en aquellos escenarios en que el precio del producto en cuestin se sita muy por encima del Costo deCorte prefijado.


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La metodologa, adems, no considera el concepto valor del dinero en el tiempo en la definicin de

mineral: por lo tanto, no pondera econmicamente el obtener flujos monetarios en distintos tiempos.

2.4.3.-Maximizacin del Valor Presente Neto

Esta misin estructura la planificacin minera tras una meta de intentar lograr el mejor rendimientoeconmico actualizado del negocio minero. Tal rendimiento econmico se obtiene cuando la planificacin mineraenva a proceso el mejor material, y deja en stock o in situ el material que hace disminuir la renta actualizada delnegocio.

La definicin del mejor material y por lo tanto, lo que es mineral, est asociado a un Costo deOportunidad, el cual es equivalente a reconocer el valor del dinero al interior del proceso de planificacin minera.

Al definir que un material va a proceso, no basta con constatar que su renta marginal sea positiva,adems es necesario probar que su renta es superior al costo de postergar el resto del yacimiento, por un tiempoequivalente al que demanda el tratamiento del material en anlisis.

De acuerdo a los conceptos antes enunciados para la presente misin, tendremos que mineral es todomaterial que tras su proceso de beneficio, hace incrementar el valor presente de los flujos monetarios del negocio encuestin.

De lo anunciado resulta evidente la importancia de la misin, puesto que sta por s sola guiar todo elproceso de planificacin. Es importante destacar s, que slo la ltima misin se fundamenta en una racionalidadeconmica ms rigurosa y consistente con la misin empresarial observada en otros rubros de la economa, adems esla que actualmente motiva a la mayora de las empresas del rubro minero.


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CAPITULO III VARIABLES IMPORTANTES QUE CONDICIONAN LA EXPLOTACION DE MINAS ACIELO ABIERTO.

3.1.-Introduccin

Una mina a tajo abierto es una excavacin superficial, cuyo objetivo es la extraccin de mineral econmico.Para alcanzar este tipo de mineral, usualmente es necesario excavar adems, grandes cantidades de roca estril. Laseleccin de los parmetros de diseo, las condiciones de este mineral y la extraccin de estril, son decisionesbastante complejas desde el punto de vista de la ingeniera, ya que implica una considerable importancia en el mbitoeconmico.

El proceso de diseo consiste en dos fases:

Crear un esquema o una serie de esquemas alternativos, yEvaluar y seleccionar el mejor de estos esquemas

Las etapas de la primera fase, son las siguientes: exploracin, etapa conceptual y etapa de diseo.La etapa de exploracin, la cual es la primera parte del proceso, consiste en la construccin de un modelo de

yacimiento, incluyendo informacin topogrfico, geolgica y geotcnica.

Posteriormente, se encuentra la etapa conceptual durante la cual se evalan una serie de requisitos, y seconsidera el tipo de transporte que se utilizar para trasladar el mineral y el material estril. A menudo, se estudiarnvarios sistemas alternativos.

La ubicacin y el tamao de las plantas de trabajo, resultan ser puntos extremadamente importantes para elproceso del diseo final. El tamao de la planta procesadora, chancadores, etc., determinarn la capacidad deproduccin de la mina. La capacidad de produccin, juega un rol ms importante en la dictacin del flujo de fondosque puede afectar toda la estrategia econmica para la propiedad.

La informacin de costos unitarios en todos los aspectos de la operacin, estara incluida en esta etapa, ascomo las proyecciones del valor y la demanda de mercado de mineral econmico a producir.

La etapa de diseo contina independientemente, y este es un procedimiento iterativo. Inicialmente, sellevara a cabo una optimizacin de los lmites econmicos del proceso de excavacin basados en el aprovechamientomximo, utilizando el modelo de yacimiento desarrollado durante la etapa de exploracin. Luego, se deber realizaruna secuencia minera para los diversos sistemas de transporte y niveles de produccin.

Debern desarrollarse los requisitos de equipamiento para cada una de las opciones, adems de un anlisis deflujo de fondos de todo el proceso. La ubicacin de los lmites econmicos del proceso de excavacin dependen decierta forma de los aspectos del flujo de fondos. Por lo tanto, ser necesario evaluar otros aspectos econmicos queno sean aqullos inicialmente considerados para determinar la susceptibilidad del flujo de fondos en la ubicacinexacta de los lmites de excavacin. Asimismo, para cada sistema de transporte, capacidad de produccin, etc. aconsiderar, se deber crear un diseo completo que incluya un programa, seleccin de equipamiento y flujos defondos, a fin de determinar finalmente la alternativa por la cual se deber optar.

La eleccin de un mtodo de explotacin de un yacimiento mineral se basa principalmente en una decisineconmica (Costos, beneficio, inversiones, flujos de caja, etc.). Esta decisin est relacionada con mltiples factorespropios del yacimiento tales como:

- Ubicacin.- Forma.- Tamao.- Topografa superficial.- Profundidad del cuerpo mineral.- Tipo de mineral.- Complejidad y calidad de la mineralizacin.

- Distribucin de la calidad de la mineralizacin (selectividad).


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- Caractersticas del macizo rocoso.- Calidad de la informacin de reservas.- Inversiones asociadas.

Esta informacin provendr de una campaa de exploracin debidamente desarrollada.

Adems, y no menos importante, la eleccin depender de las polticas, necesidades y recursos que dispongala empresa interesada en realizar dicha explotacin.

Es por ello que cada yacimiento es potencialmente sensible a ser explotado por cualquier mtodo minero, delos cuales sern descartados los que no representen un buen negocio para la empresa interesada.

Una vez definido el mtodo ms apropiado podremos pensar si el proyecto minero proseguir su curso haciala explotacin y para efectos de nuestro propsito asumiremos que esta etapa ya ha sido salvada y que definitivamenteexplotaremos yacimientos por el mtodo de Rajo Abierto( Cielo Abiertou Open Pit, como se conoce comnmenteel mismo mtodo en otros pases, donde recibe distintos nombres).

La explotacin de un yacimiento por el mtodo de rajo abierto, requiere de datos iniciales, provenientes decampaas de exploracin (Sondajes), los cuales sern procesados de modo de obtener un modelo de bloques

(Krigeage, Ivor, etc.). Este modelo de bloques consiste en una matriz tridimensional de bloques de dimensionesdefinidas por su largo, ancho (ambos iguales por lo general) y alto, este ltimo valor corresponder a la altura de losbancos del futuro rajo. Dicha altura ser definida principalmente en funcin de las caractersticas del yacimiento y laeleccin de los equipos de explotacin. La altura del banco a su vez define en la estimacin de reservas la altura quetendrn los compsitos en la campaa de sondajes.

Cada uno de los bloques podr guardar informacin relevante de datos como:

- Tipo de Roca (geomecnica, estructuras y litologa).- Leyes (tanto del mineral principal como de sus sub - productos).- Datos econmicos (costos de extraccin, de proceso, de venta y/o beneficio

econmico asociado).- Recuperaciones metalrgicas.

- Etctera.

Una vez disponible la informacin entramos a la etapa de diseo, la cual nos entregar como resultado loslmites econmicos de nuestra explotacin denominado Pit final, a lo cual podemos agregar los lmites de las distintasetapas de la explotacin llamadas Fases, las cuales nos definen la secuencia de explotacin del yacimiento.

Debemos notar que muchos de los datos utilizados para el diseo del rajo, son estimaciones basadas enestudios y recopilacin estadstica de otras explotaciones, adems de los datos sujetos a correccin por la aparicin denuevas tecnologas (influyentes en los costos), nuevas reservas (futuras expansiones) y condiciones del mercado(Precio del metal, leyes nacionales, regulaciones ambientales, polticas nacionales e internacionales, etc.), por lo quedifcilmente podemos decir que nuestro rajo se comportar tal cual lo hemos planteado en la etapa inicial del diseo.En otras palabras debemos decir que el diseo final de un rajo con seguridad ser modificado al ir incorporandoinformacin fresca en las bases de datos.

Disponiendo de los lmites econmicos del rajo final y las fases de explotacin, es decir la secuencia deextraccin de materiales, debemos definir el Cmo vamos a extraer las reservas, por lo que debemos entrar en unaetapa de planificacin de la explotacin.

Esta planificacin comprende tres etapas paralelas y que cada una abarca las actividades de explotacin paraperodos de tiempo distintos, hablamos entonces de Planificacin de Corto, Mediano y Largo Plazo.

En estas etapas se planifican las actividades a realizar en funcin de la explotacin misma del rajo, polticasde la Compaa (necesidades, recursos, intereses, etc.), influencia de agentes internos (problemas climticos, recursoshumanos, etc.) y externos a la empresa (mercado, regulaciones, normativas, etc.).

Dependiendo de cada explotacin la planificacin de corto, mediano y largo plazo abarcar perodosdistintos (Corto plazo: da, semana, mes, trimestre, semestre. Mediano plazo: trimestre, semestre, ao, bi anual, tri

anual. Largo plazo: anual, bi anual, 10 aos, etc.).


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Como todo proyecto, la explotacin de un yacimiento deber ser evaluada tcnica y econmicamente, dentro

de un perodo o vida del yacimiento. Esta vida del yacimiento depender principalmente de las cantidades de reservasmineables, ritmo de explotacin requerido o produccin de la faena y de las necesidades, polticas, recursos ointereses de la empresa.

Para la correcta evaluacin del proyecto, debemos contar con los datos necesarios para el desarrollo de losestudios, los cuales provendrn de fuentes de informacin tcnica fidedignas, tales como la operacin de otrosyacimientos de similares caractersticas, tecnologa, procesos productivos involucrados y la experiencia de losencargados de evaluar dicho proyecto.

Dentro de los procesos productivos se encuentran por ejemplo:- Perforacin.- Tronadura.- Carguo y Transporte.- Sistemas de manejo de materiales.- Servicios de apoyo.

Dentro de los otros procesos que participan de la produccin (no menos importantes) se encuentran:- Exploraciones (paralelas a la operacin).- Proceso fsico-qumico del mineral (Conminacin, flotacin, fundicin,

aglomeracin, lixiviacin, electro obtencin, etc.).- Venta del producto (transporte, seguros, impuestos, etc.).

Debemos notar que existen actividades paralelas a estas que participan directamente con las distintasoperaciones y que forman parte del proceso mismo y de sus costos asociados como por ejemplo:

- Geologa.- Mantencin de equipos, maquinarias e instalaciones.- Depreciacin de los equipos.

- Suministros de energa e insumos.- Recursos humanos y administracin.- Seguridad, higiene y prevencin de riesgos.- Medio ambiente.- Contabilidad y finanzas.- Control de calidad.- Etctera.

Cada uno de estos procesos o actividades ligadas a ellos, significa un costo dentro del desarrollo de laexplotacin. Estos costos sern los que definirn si un bloque con ley mayor que cero ser considerado como Mineral,Mineral de baja ley o simplemente Estril, ya que obtener el fino asociado a ese bloque significar un costo y porende un beneficio econmico para el proyecto.

El modelo de explotacin a cielo abierto obedece a un modelo de explotacin utilizado para distribucionesminerales ubicadas cerca de la superficie y generalmente emplazadas en grandes extensiones de terreno. Su desarrolloconsiste en la formacin de un anfiteatro que va alcanzando su mineral a travs de rampas y bancos que permitan elbuen funcionamiento de las operaciones mineras.

3.2.-El modelo de bloque:

Como hemos dicho un modelo de bloque es una discretizacion de un volumen , por medio de un conjuntode figura geomtrica , por lo general compuesta de un sola estructura base que es un paraleleppedo y que se repite,hasta ocupar todo el espacio que se quiere estudiar ,adems de dimensiones predefinida .


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Para la evaluacin del proyecto se construyo un modelo de bloque con una geometra con caractersticas quevan de acuerdo al sistema de explotacin a utilizar.

Las principales caractersticas del modelo , por ejemplo son las siguientes:

Elemento de inters : CobreTamao de la Bloque . : 15 *15 *15 m.Nmeros de bloques : 228 en direccin Este.

190 en direccin Norte.56 en elevacin.

Coordenadas Origen : 22.550 Norte6700 Sur1200 Cota mnima

Orientacin del modelo (Azimut) : 0

Figura 3.1 modelo de bloque

Una de las preguntas bsicas que nace es De que depende las dimensiones del modelo de bloque? ,a) Caractersticas del depositob) Continuidad espacialc) Pasta a explotar.d) Selectividad

El modelo de bloque condicionara las unidades bsicas de explotacin, como as mismo toda la informacin

que quedara establecida en funcin de los bloques presentes.

3.2.2.- Informacin bsica del modelo de bloque

La informacin bsica de un modelo de bloque es la siguiente :

1.-La informacin topogrfica

La escala de los planos esta en funcin del detalle que de el se desee y para que trabajo , por lo general en lamina se emplean plano 1:500


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3.2 modelo topogrfico del distrito

3.2.3.-Informacin de sondajes

La tabla 3.2 muestra la informacin bsica de los sondajes , ella es el nombre alfanumrico del collarn ,adems la localizacin referida a un sistema local o UTM y el largo del sondaje .En la figura 3.3 se muestra unadistribucin de sondajes

Figura 3.3. Disposicin de sondajes


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Tabla 3.1 :Base de datos de los sondajes

3.2.4.-Informacin de las muestras

Atendiendo un protocolo de muestreo, cada muestra debe ser identificada y analizada por los elementos aestudiar , estos quedan definido por la pasta principal o por una secundaria que pueda presentar inters econmico ,

adems se pueden establecer las litologas o cualquier otra informacin.

Figura 3.4.-Distribucin espacial de las muestras


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3.1.5 .-Informacin Assays

Este archivo sintetiza todos los resultados , anlisis qumicos , evaluacin cualitativa etc , la tabla 3.2muestra un ejemplo , en ellas esta el nombre del sondaje .el comienzo y el fin del sondaje , los resultados de de todoslos tramos estudiadas .

Tabla 3.2 Archivo Assay

3.2.6 .-Interpretacin del modelo geolgico

La figura 3.5 muestra la interaccin de la etapa de definicin de los cuerpos geolgicos partiendo de lossondajes y los datos topogrficos , podemos generar secciones donde en base a ellas podemos crear un solid ,que representa la mineralizacin y en su disposicin espacial , sus medidas y orientaciones .

De la misma manera podemos construir modelos para las litologas , para las alteraciones ,para elementos deinters y tambin para algunas variables geomecanicas .

Figura 3.5 Secuencia de construccin de un solid

La figura 3.6 muestra la representacin del modelo 3D , con los actuales sistemas computacionales se puedetener una buena representacin espacial el cuerpo . el cual puede ser observado en la posicin deseada por el observar.


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Figura 3.6 Modelo 3D

3.3.-Parmetro bsicos de diseo

Dentro de los parmetros bsicos que es necesario para una planificacin de una mina a cielo abierto , estnlos siguientes :

3.3.1.-Razn estril mineral

Razn existente entre la cantidad de material estril que se retira de una mina a cielo abierto con respecto a lacantidad de mineral til aprovechable que puede alcanzarce. Esta razn puede ser variable a la largo de la vida til dela mina. Ej.: remocin de material estril para llegar a la zona mineralizada en una etapa de pre-produccin, tambinetapas de expansin etc. Los resultados de un diseo de rajo determinarn las toneladas de lastre y de mineral que

contiene el rajo. La razn lastre - mineral para el diseo, arrojar la razn de despeje promedio para ese rajo. Este sediferencia de la razn de despeje de equilibrio o razn lmite econmica que se utilizara para disear el rajo.(figura3.7 )

Figura 3.7 Esquematizacin de la razn lastre mineral

La razn lastre-mineral puede ser determinada por diversos criterios, uno de estos corresponde a uncriterio de estabilidad y seguridad, en el cual la relacin lastre-mineral se encuentra en funcin del ngulo de talud.


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Otro criterio corresponde a un criterio econmico a travs del cual se determina una razn lmite econmica, dada porla siguiente relacin:

DondeA = ingreso por tonelada de mineralB = costo de produccin por tonelada de mineral (incluidos todos los costos hasta el punto de venta,excluido el despeje)C = costo de stripping o despeje por tonelada de lastre

En ciertos estudios, se incluye un requerimiento de utilidad mnima en la frmula.

Donde:

D = utilidad mnima por tonelada de mineral

Figura 3.8 Razn lastre mineral

Valores crticos para la razn lastre-mineral:

(2:1 o 3:1), puede estimarse como un valor razonable.(5:1 a 7:1), puede estimarse como un valor crtico, el cual puede determinar el cierre del yacimiento

o el cambio del mtodo de explotacin.

3.3.2.- Geometria de la excavacin.

Debido a que la excavacin realizada se lleva a cabo en un medio rocoso, se esta produciendo undesequilibrio en el sistema, por lo cual es deseable una excavacin circular o elptica debido a que los esfuerzos detraccin y compresin que aparecen tienden a ser nulos o a contrarrestarse uno con otros.

RDE = (A B)/C

RDE = (A (B+D))/C


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Figura 3.9 Esquema mina cielo abierto

Haciendo un anlisis de esfuerzos utilizando un sistema idealizado cuyas deformaciones se encuentrangobernadas por un sistema de ecuaciones de compatibilidad y aprovechando las funciones de Airy como soluciones adichos sistemas, se puede observar lo siguiente:

Los esfuerzos se hacen mximos en aquellos lugares donde el radio de la excavacin esmenor.Los esfuerzos se hacen mnimos en aquellos lugares donde el radio de excavacin esmayor.Es recomendable tener radios de curvatura lo menos cerrado posible.Para aliviar los esfuerzos es recomendable por lo tanto realizar una expansin en una lnea ,en el lugar donde se pretende disminuir los esfuerzos.

Como consecuencia de los mximos esfuerzos de compresin, traccin y cizalle, seproducen algunos efectos como: el agrietamiento en la periferia, problemas de derrame,volcamientos de bancos (toppling), deslizamiento de cuas y deformacin por relajacin dela roca.

3.3.3.- Angulo de talud

El talud de la pared del rajo constituye uno de los principales elementos que afectan el tamao y forma deste. El ngulo de talud corresponde al ngulo que forman las paredes del yacimiento con respecto aun eje horizontalimaginario este ngulo varia entre 35 y 55 grados dependiendo de la profundidad que se alcance en la explotacin. Eltalud del rajo ayuda a determinar la cantidad de lastre que se debe mover con el objeto de explotar el mineral. El taluddel rajo se expresa, normalmente en grados desde el plano horizontal.

La pared de un rajo necesita permanecer estable en tanto se est llevando a cabo una actividad de explotacinen esta rea. La estabilidad de las paredes del rajo debe ser objeto de un anlisis lo ms cuidadoso posible. Losfactores claves en la evaluacin del ngulo de talud ms adecuado son la resistencia de la roca, las fallas,los planos defalla, la presencia de agua y otros datos geolgicos;. Se puede determinar un talud promedio global y simple para elrajo (por ejemplo 45), pero un estudio ms detallado podra demostrar que las caractersticas fsicas del depsitohacen que el talud del rajo cambie de acuerdo con el tipo de roca, localizacin del sector, cota u orientacin dentro delrajo.

La correcta evaluacin del talud arrojar los taludes que permitan que las paredes del rajo permanezcanestables. Las paredes del rajo se deben dejar lo ms paradas posible, con el objeto de minimizar la razn de despeje.El anlisis de taludes del rajo determina el ngulo que se utilizar entre los caminos del rajo. El talud global del rajoutilizado para el diseo debe ser ms bajo, con el propsito de dar cabida al sistema de caminos en el rajo final.

El ngulo de talud se clasifica en dos tipos:


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Angulo de Trabajo o cara del banco: Angulo que tienen los bancos en produccin, determinado

por las labores de tronadura y el ritmo de explotacin diario, con el objeto de mantener la seguridad y rentabilidad delmtodo.

Angulo Final: Se pretende alcanzar una vez finalizada la explotacin.

Angulo Interrumpa Es el angulo que forma la linea que pasa por todas las pata de los

bancos y la horizontal

Se observa una relacin entre el ngulo de talud y la razn estril mineral. A mayor ngulo de talud, menorrazn estril mineral y a mayor ngulo de talud, menor razn estril mineral

3.3.3.1.-Variables de las cuales depende el ngulo de talud:

Factores geolgicos ( diaclasas, clivajes, fallas).Factores geotcnicos ( cohesin, ngulo de friccin, resistencia a la compresin y traccin,densidad, etc)Factores relacionadas con las aguas subterrneas ( porosidad, ndice de huecos, presin deporos ,etc)Factores geomtricos ( altura y ancho de los bancos, etc)Factores de tronadura ( quebradura, precorte, efecto sismo, etc)

Figura 3.10 Esquema de los ngulos


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Cuanto ms coherente y ms bajo sea el banco, ms vertical puede ser la cara del mismo y, por el contrario,cuanto ms suelto y alto, ms tendido ser el banco; es funcin, pues, de las caractersticas estructurales y resistentesde los materiales y deber ser determinado geomecnicamente.

Otro factor que puede obligar a inclinar la cara de banco es el buen efecto que sobre las tronaduras ejerce el

disparo con barrenos inclinados. Pero, en conjunto, puede afirmarse, con respecto a los taludes de cara de banco, laposibilidad de operar con dos, uno inclinado que puede coincidir con el ngulo de la cara del banco de trabajo y otro,ms vertical, igual al ngulo final de la cara de banco, especialmente si en las ltimas tronaduras se utilizan barrenosde contorno para mejorar la estabilidad de los macizos residuales y/o se unen varios bancos.

Es habitual y recomendable utilizar, durante el trabajo en roca media, ngulos de cara de banco entre 60 y75 y, al final, dejados casi verticales, incluso uniendo varios bancos para poder disponer de bermas de seguridad msprcticas. Esto ltimo depender del plan de restauracin previsto.

La determinacin del ngulo de talud busca encontrar un nmero que represente la estabilidad del talud, locual se conoce como factor de seguridad y que tiene los siguientes valores crticos:

Factor de seguridad igual a 1.0, indica indiferencia.Factor de seguridad menor que 1.0, indica problemas de estabilidad y posibles colapsos.Factor de seguridad mayor que 1.0, corresponde a un valor ptimo de seguridad.

Uno de los mtodos utilizados para la determinacin del factor de seguridad corresponde al mtodo de lascuas, donde este factor se puede representar en la siguiente ecuacin:

Donde:

C : cohesin.n : esfuerzo normal a la cua.

W : peso de la cua.: ngulo de friccin

Figura 3.11 Los esfuerzos presentes en un talud

Fs = C + n * tagW * sen

LL

CCBB

AA

RR

NN

wwsseennwwccooss

WW

HH

PPllaannoo ffaallllaa nniiccoo


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3.3.4.- Altura de banco

La altura de banco es la distancia vertical entre cada uno de los niveles horizontales del rajo. A menos quelas condiciones geolgicas especifiquen lo contrario, todos los bancos deben tener la misma altura. sta depender delas caractersticas fsicas del depsito; el grado de selectividad requerida en la separacin de minera y lastre con el

equipo de carguo; el ndice de produccin; el tamao y el tipo de equipamiento para lograr los requerimientos deproduccin; y las condiciones climticas. La altura de los bancos es igual a la altura del modelo de bloque o en suefecto a un mltiplo de este.

La altura de banco debe fijarse lo ms alto que sea posible, dentro de los lmites del tamao y tipo deequipamiento seleccionado para la produccin deseada. El banco no debe presentar una altura tal que impliqueproblemas de seguridad por cada de bancos de material tronado y sin tronar o de placas congeladas en invierno. Laaltura del banco en las minas de rajo abierto oscila, normalmente, entre los 15 metros en las grandes minas de cobree, incluso, 1 metro en otros yacimientos como los de uranio.

La altura de banco tiene importancia la disposicin estructural o morfolgica del yacimiento, el control de ladilucin durante la extraccin, el alcance de los equipos, etc.

La seleccin de alturas de banco grandes, presenta las siguientes ventajas:

Mayor rendimiento de la perforacin, al reducirse los tiempos muertos de cambio deposicin.Mejora de los rendimientos de los equipos de carga, al reducirse los tiempos muertos porcambio de tajo, as como por desplazamientos del equipo dentro del mismo.Menor nmero de bancos y, por tanto, mayor concentracin y eficiencia de la maquinaria.Infraestructura de accesos ms econmica por menor nmero de bancos.

Por el contrario. las ventajas de alturas pequeas son las siguientes:

Mejores condiciones de seguridad para el personal y maquinaria pues el alcance de lasmaquinas de carga permiten un mejor saneo y limpieza de los frentes cuando es necesario

El control de las desviaciones de los barrenos es ms efectivo para de martillo en cabeza.Mayor control sobre la fragmentacin de la roca en la tronadura.Mayor rapidez en la ejecucin de rampas de acceso entre bancos.Menores niveles de vibraciones y onda area, al ser las cargas operantes ms pequeas.Mejores condiciones para la restauracin y tratamiento de los taludes finales.

La seleccin de la altura ptima es el resultado de un anlisis tcnico econmico apoyado en estudiosgeolgico y geotcnicos que incluyen el aspecto de seguridad de las operaciones, as como los estudios derecuperacin de los terrenos afectados por las actividades mineras cuando se llega a la situacin final.

3.3.5.-Quebradura

Zona de inestabilidad que produce la tronadura de la ltima corrida de tiros sobre la futura cara libre de unbanco que va entrar en explotacin. La Quebradura condiciona las operaciones de carguo y transporte debido a lavariacin que se produce en el ancho del banco.Esta se puede calcular de lasiguiente manera

Q =Hb*Fq

Q=Quebradura metrosHb=Altura del bancoFq =Factor de quebradura ( tanto es a uno )


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3.3.6.- Ancho de los bancos

Toda mina a cielo abierto requiere vas de acceso y de salida para camiones, transito de palas a distintosfrentes de extraccin en general para el desplazamiento de vehculos menores.

El ancho de Banco queda definido por los siguientes factores: Comportamiento del parmetro quebradura,Tcnicas de tronadura amortiguada empleadas y normas de seguridad impuestas en la mina ( vas de doble transito yancho de berma y derrame).

Se define como anchura mnima de banco de trabajo la suma de los espacios necesarios para el movimientode la maquinaria que trabaja en ellos simultneamente. Siempre es necesario considerar una distancia de seguridad delorden de los 5 mts hasta el borde del banco.

Figura 3.12 Diseo tipico de ancho de operacin de un banco3.3.7.-Rampas y accesos

Las pistas son los caminos por los cuales se realiza el transporte habitual de materiales de la

explotacin, es decir, por los que circulan las unidades de acarreo. Tambin existen rampas que se utilizanexclusivamente como acceso a los rajos de los equipos que realizan el arranque y su servicio espordico.

Ambas tienen distinto tratamiento y diseo, pues mientras que por las primeras la circulacin puede sercontinua en los dos sentidos y a marcha rpida, la utilizacin de las segundas es mnima y a velocidad mucho mslenta. En stas ltimas, la pendiente debe recomendarse por razones de seguridad pues, aunque la lubricacin de losmecanismos de las mquinas que van a circular por ellas permita fuertes inclinaciones, en ningn caso debesobrepasarse el 20%, sobre todo teniendo en cuenta que, en ocasiones, tambin circularn por ellas vehculos demantenimiento y reparacin. Con relacin a su anchura, sta debe superar, por lo menos, en dos metros el ancho deva de la unidad ms ancha que vaya a circular por ellas.

Respecto a las pistas y rampas de transporte, en su diseo hay que considerar, en relacin con las unidades detransporte que se utilicen, una sede de parmetros que, sin perder el ritmo de operacin, las hagan seguras.

Las bermas, se utilizan como reas de proteccin, al detener y almacenar los materiales que puedandesprenderse de los frentes de los bancos superiores, y tambin como plataformas de acceso o, incluso transporte, enel talud de una excavacin.

La altura o separacin entre bermas, as como su anchura son funcin de las caractersticas geotcnicas delmacizo de explotacin que conjuntamente con el resto de los parmetros que intervienen en el diseo de la minaconducen a la obtencin de un factor de seguridad que garantice la estabilidad del, talud general y seguridad de lostrabajos. En el caso que una berma se utilice para la circulacin de su anchura debe cumplir con lo establecido paralas pistas.


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Figura 3.13 Esquema de un banco

Cuando en las explotaciones se produzcan, con frecuencia, desprendimientos de los taludes y sea necesario

trabajar en los niveles inferiores, o cuando se vayan a abandonar las minas, pueden construirse banquetas de materialsuelto -a modo de cordones o muros- para la proteccin en las propias bermas y para que retengan el material cadodesde una cierta altura.

Tabla 3.3: Dimensiones recomendadas para la construccin de banquetas

Altura deBanco (mts)

Zona deImpacto (mts)

Altura debanqueta (mts)

Anchurade banqueta (mts)

Anchuramnima deberma(mts)

15 3.5 1.5 4 7.530 4.5 2 5.5 1045 5 3 8 13

3.3.8.- Proyeccion de la pila de material quebrado

Esta variable condiciona el tipo de equipo de carguo a utilizar en el desarrollo de mina ( cargadoresfrontales y palas electromecnicas), y corresponde a la geometra que tiene la pila de material fragmentado portronadura

En este sentido se pueden distinguir tres tipos de pilas de proyeccin:La pila apretada: Es consecuencia de los tiempos de retardo utilizados y generalmente contiene

bolones preformados.Pila extendida: Compuesta por una zona que tiene una altura optima de trabajo y una zona de

reapilamiento.Pila normal : Proyeccin optima segn los requerimientos de carguo de palas o cargador.

3.3.9.-Diferentes leyes de corte

Es el criterio usado en minera para discriminar entre mineral y estril en un yacimiento minero. El materialcuya ley es menor que la Ley de Corte, se clasifica como lastre y es, dependiendo del tipo de minera, dejado in-situ ollevado a botaderos. Cuando es superior a la Ley de Corte, se clasifica como mineral, y es enviado a tratamiento parasu recuperacin y eventual venta.

La ley de corte se puede clasificar como:

Ley de corte econmica


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Es aquella Ley de Corte que tiene relacin con la ley que maximiza el beneficio neto, y est en funcin dealgunos factores, tales como: precio del elemento, costos de recuperacin, produccin anual, y la vida del yacimiento.Debido a esto la Ley de Corte es variable en el tiempo, afectando directamente las reservas del yacimiento.

Ley de compensacin o equilibrioEs la ley para la cual el ingreso se balancea, exactamente con los costos de extraccin, tratamiento y

comercializacin.

Ley de corte geolgica

Es el valor de referencia, que se usa para cuantificar la magnitud de los recursos minerales (recursosgeolgicas) conque cuenta un yacimiento. Estos recursos pueden en parte no ser explotables, ya sea por problemas demtodo de explotacin o por problemas de ndole econmico.

Ley de corte de planificacin

Se utiliza para decidir que mineral es econmicamente explotable dentro de las reservas geolgicas. Losfactores tcnicos que considera para su anlisis son fundamentalmente la capacidad de produccin y los procesos quese aplican al mineral para obtener el producto final. Los factores econmicos son los costos de produccin y losprecios de ventas de los productos.

La ley de corte de planificacin involucra un lapso de tiempo u horizonte de planificacin, dentro del culadopta valores configurando una poltica de leyes de corte, entre las que se puede mencionar:

Ley de Corte Constante.Ley de Corte Decreciente.

Ley de corte de extraccin

Corresponde a la ley de corte de explotacin en el momento mismo de extraer el mineral de la mina,asocindose a un costo marginal por estar ya realizando el desarrollo mina. El clculo de corte depende del punto dela decisin de corte en la vida de la mina. Al momento de decidir si explotar un bloque ms al final de la vida de lamina, los nicos costos empleados seran los costos de operacin en efectivo y una utilidad mnima para reflejar loscostos de oportunidad de utilizar el dinero en alguna otra parte. En el caso de una decisin de explotar un ao ms, elcosto sera los costos de operacin en efectivo, ms el capital de reposicin necesario, ms todos los costos generalesy administrativos en los que se incurrira.

Para una mina que se encuentra en la etapa de planificacin, los costos que se utilizarn son ms complejos ydeben ser objetos de una cuidadosa consideracin. Se deben utilizar todos los costos directos de explotacinprocesamiento y mercado. En la fase de explotacin, sta incluira los costos de perforacin, tronadura, carguo ytranspone. Los costos de procesamiento cubriran los costos de chancado, transporte por correa, molienda yconcentracin. Dependiendo de la forma final del producto, los costos de mercadeo podran incluir el manejo deconcentrado, fundicin, refinamiento y transporte. Tambin se incluiran los costos directos adicionales por derechosde patentes e impuestos.

Tambin se deben incorporar los costos fijos o generales tambin en el clculo. Se deben incluir los costosadministrativos y generales para la mina, molienda y personal de oficinas administrativas. Hasta que no se hayadeterminado el tamao del rajo y desarrollado los costos fijos, slo ser posible estimar los costos a utilizar en elclculo.


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3.3.10.-Diseo de pit final

Como primer paso para la planificacin de corto o largo plazo, se deben determinar los limites del rajoabierto. Los lmites permiten definir la cantidad de mineral explotable, el contenido de metal y la cantidad de lastreinvolucrada que se tiene que mover durante el transcurso de la operacin. El tamao, la geometra y la ubicacin del

pit final son importantes, en la planificacin de reas de tranques de relaves, botaderos, caminos de acceso, plantas deconcentracin y todas las dems instalaciones de superficie. El conocimiento que se obtiene a partir del diseo del pitfinal sirve, adems, para guiar futuros trabajos de exploracin.

En el diseo del pit final, el ingeniero asignar valores a los parmetros fsicos y econmicos descritos en laseccin anterior. El limite de pit final representar el lindero mximo de todo el materia! que cumple con estoscriterios. El material contenido en el rajo cumplir dos objetivos.

1. No se deber explotar un bloque a menos que ste pueda solventar todos los costos relacionados con suexplotacin, procesamiento y mercadeo y de despeje del lastre situado sobre el bloque.

2. Para la conservacin de los recursos, se incluirn en el rajo todos los bloques que cumplan con este primerobjetivo.

El resultado de estos objetivos es el diseo que permitir maximizar la utilidad total del rajo, sobrela base de los parmetros fsicos y econmicos empleados. A medida que estos parmetros vayan cambiando en elfuturo, tambin lo har el diseo del rajo. Dado que los valores de los parmetros no son conocidos nicamente almomento del diseo, el ingeniero podra disear el rajo para un rango de valores, a fin de determinar los factores msimportantes y su efecto en el lmite de pit final.

3.3.11.-Diseo de accesos

Las minas a tajo abierto requieren a lo menos una va de transporte y, en algunas ocasiones, ms de una,dependiendo de la configuracin del yacimiento a minar a mayor profundidad. El diseo de un camino adecuado esun aspecto importante para el diseo de una mina, ya que al mejorar el diseo de sta, aumentar considerablemente

su grado de productividad y, por lo tanto, los costos generales de operacin se vern finalmente reducidos.

Existen dos consideraciones importantes para la construccin de vas de transporte. Estas consisten en eldiseo de superficie y de ubicacin del camino.

El punto de entrada a la mina para una va de transporte, es un aspecto de diseo importante. La seleccinde este punto de entrada afectar los siguientes aspectos econmicos y operacionales:

a) El levantamiento vertical del material para salir de la mina.b) El trayecto que realiza el camin hasta la chancadora, los botaderos de estril,etc.c) La secuencia de extraccin tanto para la roca mineralizada como para la estril.d) Determinacin de los lmites de la mina.e) Las reservas o recursos econmicamente minables, etc.

Al disear la ubicacin definitiva de la va de transporte, se consideran el punto de entrada a la mina, lacalidad del camino, y el radio mnimo de curvaturas. Asimismo, se debern considerar un diseo espiral rodeando lamina, un camino a un solo lado de ella con un relieve bastante informe, o una mezcla de estos dos mtodos. Esto sedetermina, en gran parte, por el tamao y orientacin del yacimiento. Es recomendable establecer la va de transportedefinitiva con la mayor premura posible. Esto evitar la necesidad de construir numerosos caminos temporales y, porlo tanto, reducir el costo total de construccin.

Usualmente, la ubicacin del lmite de excavacin final se estima al principio usando tcnicas demodelamiento econmicas las cuales no justifican la presencia del camino. Estos diseos generan una continuatendencia ascendente, la cual, posteriormente, deber ser sobrepuesta por el camino. Se puede disear un caminodentro de una variedad de formas. La capacidad de disear y evaluar toda una gama de diseos para caminos, desde elpunto de vista econmico, resulta ser uno de los aspectos ms interesantes y desafiantes dentro de lo que es el diseo

de minas a tajo abierto.


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Las consideraciones de diseo importantes para las caractersticas de superficie en las vas de transporte,

incluyen: ancho, pendiente y zanjas para drenaje, la seleccin de base y materiales para alisamiento o acabado,superelevacin de curvas, y el diseo de bermas y veredas, como aspectos de seguridad.

Estas caractersticas de diseo para vas de transporte se determinan en gran parte por el tiempo de duracindel camino y el tipo de equipo o mquina que se trasladar por l.

Las pistas o rampas constituyen uno de los aspectos ms importantes del diseo y planificacin de una minaa cielo abierto. Su trazado debe incluirse en el diseo en las etapas ms tempranas del proceso de planificacin,debido a que afectan significativamente a los ngulos de talud y stos, en consecuencia, la razn estril/mineral de laexplotacin o a las reservas recuperables.

Los accesos son en ocasiones difciles de incluir en rajos diseados a travs de algoritmos implementadoscomputacionalmente, por lo que, algunas veces quedan fuera de las evaluaciones econmicas iniciales.

Los rajos pueden disearse sin considerar los accesos, sin embargo, la experiencia indica que despus de queun rajo es diseado econmicamente, si los accesos no estn incluidos, los cambios necesarios para incluirlos en unaconfiguracin real son frecuentemente drsticos, tanto en trminos de tonelaje como en la forma del pit final.

En el diseo geomtrico de un acceso deben definirse las alineaciones (trazado en planta) y las razantes.Esto debe hacerse de acuerdo con criterios bsicos de funcionamiento, entre los que destacan:

Distancia de visibilidad de paradas.Radio de giro en curva.Transiciones recta curva

El diseo de accesos, tanto desde el punto de vista geomtrico como desde el estructural, debe hacerse en

funcin de las caractersticas de los camiones que van a circular, dichas caractersticas son:

Peso total en cargaCapacidad de cargaDistribucin de cargasPresiones de inflado.Presin de contacto y geometra de la huellaCaractersticas geomtricas (longitud, radio de giro y anchura)Velocidades.

Algunas consideraciones que deben hacerse en el momento de proyectar los caminos de acarreo en una

explotacin minera son las siguientes:

Punto de salida del acceso, que depender de la localizacin de la planta de tratamiento y/oescombreras para el vertido del estril.

Nmero de pistas de acceso. Las vas de acceso alternativas aumentan la flexibilidad de la operacinpero, por el contrario, pueden complicar el diseo, aumentar la razn de explotacin, etc.

Pistas internas o externas al pit de explotacin.Pistas temporales o semipermanentes.Pisas con trazado en espiral, en zig-zag o mixtas.Numero de carriles en pistas principales o auxiliares.Pendientes medias y por tramos, tanto favorables como desfavorables, para el transporte.Sentido del trfico, etc.


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3.3.11.1.-Ancho de accesos.

El ancho de los accesos es funcin de las dimensiones de los camiones, de manera que sea suficientepara la operacin de transporte se desarrolle con continuidad y en condiciones de seguridad. En cuanto al nmero depistas en que ha de subdividirse el ancho total, generalmente se disean los accesos con dos pistas, de forma tal de

optimizar el espacio disponible. Una formula emprica que es aplicad con frecuencia para dimensionar el ancho deaccesos es la siguiente:

A= a * (0.5+ 1.5N)

DondeA : ancho total del accesoa: Ancho del vehculo de mayor dimensin.N: numero de pistas.

Es necesario considerar, que tanto a la derecha como a la izquierda del vehculo, debe dejarse unaseparacin de seguridad equivalente a la mitad del ancho de ste.

En los tramos en curva hay que considerar que los camiones necesitan un ancho mayor que en recta,pues las ruedas traseras no siguen exactamente la trayectoria de las delanteras, debido a la rigidez del chasis, por lotanto es necesario disponer de un sobreancho, que es funcin del radio de la curva y la longitud del camin.

Una forma utilizada corrientemente para calcular el sobreancho necesario es la ecuacin deVoshell:

F = ( 2 * [R- (R2 L 2)1/2] * 5.8) / (R)1/2

F: SobreanchoR: radio de la curva.L: distancia entre ejes del camin.

La pendiente transversal de la pista es un factor de diseo importante para garantizar una adecuadaevacuacin de aguas producto de la explotacin. Dicha pendiente oscilar entre un mnimo para que la evacuacin delagua sea efectiva y un mximo compatible con la conduccin cmoda y segura de los vehculos. El valor de estapendiente ser funcin de las caracterstica de la superficie de rodadura y de la pendiente longitudinal del acceso.

1. Superficie con reducida resistencia a la rodadura.

Para i > 5% p= 2%Para i 5% p=3%

2. Superficie con elevada resistencia a la rodadura

Para i > 5% p= 3%Para i 5% p=4%

3.3.11.2.-Diseo de accesos en espiral por delante del talud

En este primer caso se considera un pit constituido por cuatro bancos de 10 m de altura, 60 de ngulo decara de talud y distancia horizontal entre crestas proyectadas de 20 m. La pista a disear debe tener una anchura de25 m y una pendiente del 10%, situandose en el talud norte del rajo.


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Paso 1.El diseo de la pista comenzar por el fondo de la explotacin. Se elegir el punto donde la rampa encontrar

a la primera lnea de cresta punto A, ya partir de ah ascender hacia la superficie hacia el Oeste y descender hacia elfondo hacia el Este.

Paso 2Se determinan los puntos donde la rampa encuentra 3 las sucesivas crestas. Dado que H = 10 m y que lapendiente de la pista G = 10%, la distancia horizontal L que recorrer el volquete entre niveles ser:

L = (100 x H) / G (%) = (100 x 10) /10 = 100 m

El punto B, en el banco siguiente, se encontrar trazando un arco de circunferencia de radio igual a 100 m ycon centro en A. Los punto C y D se determinan de forma anloga

Paso 3.Los puntos marcados en las lneas de cresta indican los lugares donde se aadirn los segmentos para

representar la rampa. Como sta forma un cierto ngulo con las citadas lneas, la anchura medida en direccinperpendicular ser ligeramente superior a la real, ya que:

= arc sen (20/100) = 11 ,54yAPa= APt/cos = 1,02 x Apt = 1,02 x 25= 25,52m

Para fines prcticos, el error que resulta es muy pequeo, considerndosele una diferencia despreciable, porlo que:

AP = AP a AP t

Los segmentos de longitud AP se dibujarn perpendicularmente a las lneas de cresta en los puntos A, S, C yD. Adems, desde los extremos de los segmentos se trazarn otros paralelos a las crestas, por ejemplo el a-a'

Paso 4.El segmento a-a es rectilneo y se dirige hacia el Oeste del pit Conforme la pista asciende y se aproxima

hacia el talud lateral en curva se debe contemplar una transicin suave con la lnea de cresta original. El proyectistaactuar con cierta flexibilidad a la hora de representar las nuevas lneas de cresta, segn suceda dicha transicin

Paso 5Se suprimen las lneas de cresta del diseo original por las nuevas, que incorporan el trazado de la pista

Paso 6La pista se termina de representar desde la cresta del primer banco ms Superficial hasta el fondo de la

explotacin.

Como puede observarse, el pit se ha estrechado en el fondo al haberse incorporado la pista por el interior deltalud, afectando, en este caso, al volumen de reservas recuperables.


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Figura 3.14 Tipos de rampa

Figura 3.15 diseo rampa


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figura 3.16 :confeccion de rampas

3.3.11.3.-Diseo de una pista en espiral por detrs del talud

En este caso, donde se parte de un diseo de pit y se pretende proyectar una pista exterior a uno de lostaludes finales, ser preciso efectuar un movimiento de material adicional.

Para los mismos cuatro bancos y parmetros geomtricos anteriores se procede de la siguiente forma

Paso 1.El proceso de diseo comienza eligiendo el punto de la cresta del banco ms alto, a partir del cual se

construir la pista y la direccin de la misma. Tal decisin depender de la localizacin de la planta de tratamiento y/oescombrera exterior. Se puede ver el lugar elegido para el comienzo de pista, punto A Con centro en el punto anteriory en los sucesivos, se dibujan arcos de circunferencia de longitud L hasta cortar a las sucesivas lneas de cresta ensentido descendente, puntos B, C y D.

Paso 2.Desde cada uno de los puntos de interseccin obtenidos se dibujan segmentos perpendiculares a

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