PEP 1 – MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN

Introducción- Chile es un país minero- Importancia a nivel nacional e internacional

o Generación de divisaso Aporte de PIBo Fuerza Laboralo Proyectos mineros presenteso Futuro minero a largo plazo

Tipo de Minería Producción de cobre refinadoGran Minería (GM) Más de 8000 ton.Mediana Minería (MM) Entre 300 y 8000 ton.Pequeña Minería (PM) Menos de 300 ton.

- El 5% de la producción total nacional corresponde a la mediana minería.- Chile es el principal productor de cobre y le corresponde el 30% de todos los recursos.

Minería

- Es el arte de explotar en forma remunerativa (a bajo costo y menor tiempo) los recursos minerales existentes en la corteza terrestre.

Minería Tecnica: sistemática, ordenada y cumple modelos sujetos a distintos procedimientos.

Extracción: corresponde a todas las operaciones mineras como perforación, tronadura, carguío y transporte.

Forma remunerativa: es un negocio de alto valor que requiere cumplir las tareas a bajo costo y en el menor tiempo posible.

Sustancias minerales: el mineral debe ser transformado en metal.

Corteza Terrestre: cada vez los minerales se presentan a mayor profundidad.

- Características del negocio mineroo Se explotan recursos no renovables.o Requiere de altas inversiones y de alto riesgo (Millones de U$D)o Son proyectos de largo aliento.o Genera grandes utilidades a empresas.o Produce el desarrollo del país.

- Ubicación en áreas remotas.

- Alteración del medio ambiente.

- Desafíos pendientes:o Mono productividad.o Proteger el medio ambienteo Exportaciones.

- ¿Cómo obtener una mina?o Por herencia.o Arriendo: se coloca cobra un % del mineral extraído para el dueño.o Compra.o Remate: cuando el dueño no pagao Sociedad: el dueño no tiene capital para explotarlo.o Por exploración.

Propiedad MineraEl Estado tiene el dominio absoluto de todas las minasLas personas tienen derecho a catar y cavar cuando se constituye una concesión, sea de explotación o exploración.

ControlSERNAGEOMIN

Norma VigenteConstitución Política de la Republica (1980).Ley Orgánica Constitucional sobre Concesiones mineras (Ley 18.097, de 1982).Código de Minería (1983).Reglamentos sobre Propiedad Minera.Tratado de Integración minera en Chile y Argentina

TributaciónConstitución Politica de la Republica.Código de Minería.Ley de la Renta.Decreto de Ley 600: Estatuto de Inversión Extranjera.Ley Nº 20.026: Impuesto Específico a la Actividad Minera.

ContribuyentesMineros artesanales no pagan impuesto y corresponden a los pirquineros.Mineros de mediana importancia.Mineros de gran importancia (Gran Minería que corresponde al 95% del total).CODELCO (Corporación del Cobre).Extranjeros acogidos al Decreto de Ley 600.

Medio AmbienteConstitución Politica de la Republica.Ley 19.300: Bases Generales del Medio Ambiente.Reglamento de Sistema de Evaluación de Impacto Ambiental.Reglamentos de CONAMA.Codigo de Aguas.Codigo Sanitario.

Conceptos Básicos

Piedra: todo componente solido de la corteza terrestre

- Piedras preciosas- Piedras ornamentales- Piedras naturales

Mineral:

- Concepto Geológico: sustancia o compuesto natural, homogéneo, con composición química bien definida y propiedades físicas determinadas, y de carácter inorgánico.

- Concepto Minero: o Toda sustancia valiosa, se utilice o no para la obtención de metales.o Resultado de las operaciones de concentración a que se someten las sustancias extraídas

durante la explotación de una mina con el objeto de ponerlas en condiciones de ser entregadas al mercado.

Roca: sustancias naturales, inorgánicas, heterogéneas bien un conjunto o mezcla de varios minerales. NO poseen forma propia característica ni composición química definida.

- Tipos de rocas:o Ígnea (95%)o Sedimentaria (4%)o Metamórfica 1%)

Mena mineral: sustancia mineral presente en la naturaleza de la cual se puede obtener económicamente un metal. Tambien se puede definir como roca mineralizada con algun mineral de interes económico.

Ganga: materia rocosa y/o minerales no metálicos que acompañan la mena mineral.

Mena: mezcla de mena mineral y ganga.

- Geología y Mineralogía: minerales a partir de los cuales se obtienen los metales- Minería: cualquier sustancia mineral que se encuentra en la naturaleza y de las cuales se puede

obtener económicamente un mineral.

Estéril: rocas o materiales removidos durante las explotaciones mineras, que no contienes sustancias aprovechables, o solo en proporción tal que es imposible su beneficio.

MIn

eral

es

Metálicos

Metales Preciosos

Metales Industriales no ferrosos

Metales SiderurgicosNo Metálicos

Deposito mineral: concentración natural anómala de sustancian minerales, útiles para la industria, que se acumulan en la corteza terrestre.

Yacimiento mineral: acumulación o concentración de minerales que se pueden explotar con beneficio económico.

Mina: conjunto de instalaciones, infraestructura y trabajos de excavación que se efectúan en un yacimiento con el fin de explotarlo económicamente.

Tipos de yacimientos

Según minerales que contengan

- Yacimientos metálicos: agrupaciones concentradas de uno o más minerales metálicos con valor comerciales como el Cu, Au Ag, Hg, Pb u otros.

- Yacimientos no Metálicos: comprenden a las agrupaciones o concentraciones de algunos metaloides y algunas sales para la industria como el azufre, salitre, bórax, grafito, cloruro de sodio, carbón u otros.

Según su forma

- Yacimientos tabulares: forma de tabla, gran corrida, gran longitud o profundidad y poco espesor. Se clasifican en

o Vetas: con fuertes inclinaciones mayores a 45º y generalmente cortan las estratificaciones del terreno.

Cuerpo a cerro: paralela a la pendiente topográfica. Flaqueza a cerro: perpendicular o secante a la pendiente topográfica.

o Mantos: son de extensión horizontal, de poca inclinación y siguen las estratificaciones del terreno.

- Yacimientos masivos o irregulares: de gran tamaño, corrida, profundidad y espesor. Tipos:o Porfídicos: roca encajadora es una roca porfídica. (Chuquicamata, El Teniente, Escondida).o Stockwork: grandes concentraciones de minerales en forma de lentes o bolsones.

Según su origen:

- Fisicoquímico: originados por soluciones hidrotermales liquidas o gaseosas que emigran hacia la superficie de la tierra desde los centros magmáticos ubicados bajo la corteza terrestre.

- Químico: por reacciones químicas directas. (Precipitación de sales).

- Mecánico: provienen de la destrucción mecánica de otros yacimientos primarios o grandes masas de rocas, debido a la ciclo del agua, viento y agentes exógenos.

o Yacimientos aluvialeso Lavaderos o placeres

- Orgánico: depositación y destilación incompleta de fósiles vegetales y animales de forma que su contenido en carbono no emigra hacia la superficie.

Nomenclatura general de los yacimientos (Parámetros)

Corrida: dirección o línea horizontal contenida en el yacimiento.

Rumbo: ángulo entre el norte magnético o astronómico con la corrida del yacimiento.

Línea máxima de pendiente: línea que se genera al cortar el plano de la veta con un plano vertical normal a la corrida.

Manteo o Buzamiento: ángulo formado por el plano del yacimiento con la horizontal. Se mide por la línea máxima de pendiente y su proyección horizontal.

Potencia: espesor del yacimiento.

Cajas: son los planos o superficies que limitan al yacimiento de la formación rocosa en la cual yace.

- Caja de techo, cabeza o pendiente- Caja de piso, patilla o yacente.

Pendiente: formación geológica que queda sobre la caja de techo.

Yacente: formación geológica que queda baja la caja de piso.

Afloramiento: intersección con la superficie del terreno de un yacimiento que se extiende hasta ella.

Procedimiento General de la Actividad Minera

Ciclo de vida de una mina

- Exploración

- Ingeniería de proyecto (Se evalúan 2 métodos de explotación y se selecciona el más rentable) o Estudio técnico-económico o Financiamiento

- Etapa de produccióno Desarrollo/Preparacióno Explotacióno Procesamiento Mineral

- Cierre de operaciones

Deposito Mineral Yacimiento

Mina (venta)

Reducción de tamaño (venta)

Concentración(venta)

Fusion(venta)

Refinación(venta)

Etapa de Producción

Desarrollo

- Darle acceso al yacimiento: socavón como primera labor minera en minería subterránea, se debe fortificar su brocal (acceso) para conseguir una mayor estabilidad y puede tener hasta un 1% de pendiente.

- Suministrar servicios generales: ventilación.- Subdividir el yacimiento en Unidades de Explotación (UE)- Reconocer mejor el depósito

Preparación

- Trabajos realizados para UE- Acondicionar UE para su explotación- Mayor conocimiento de UE

Explotación

- Arranque (tronadura) del mineral de la Unidad de Explotación (UE)- Carguío y transporte del mineral a planta de proceso.

Procesamiento del Mineral

- Tratamiento del mineral para obtener un producto final.- Chancado y molienda.- Sulfuración y lixiviación del cobre.

Perforación

Tronadura

Carguío

Trasnporte

Unidad de Explotación: es una masa geológica que tiene forma geométrica bien definida en la cual se desarrolla una unidad de explotación. Deben:

- Ser independientes- Tener acceso fácil y expedito- Extracción expedita- Dotación específica (personal)- Ventilación- Facilitar el ingreso de equipos y materiales

Labores MinerasPique: excavación vertical o inclinada, de área reducida y profundidad relativamente grande, desarrollada hacia abajo.

Pique maestro: pique principal de la mina que funciona como acceso del personal, el material extraído y la entrada de los servicios generales.

Pique interior: pique trazado a partir de otras labores mineras interiores.

Chimenea: excavación de sección transversal reducida que puede ser vertical o inclinada y en sentido ascendente a partir de una galería. Se usa para circulación del personal, material y ventilación. Exist 2 métodos manuales para construirlas

ALIMAK VCRSe usa stopper (OTH) Se usa perforadoras (DTH)Altamente riesgoso para trabajadores Método seguro para trabajadoresVentilación con agua y aire comprimido, ya que se trabaja con labor ciega

Muy buena ventilación

Para chimeneas verticales o inclinadas Para chimeneas verticales o subverticalesNecesita de un nivel inferior Necesita de nivel inferior y superiorIneficiente para chimeneas de poca longitud Eficientes para chimeneas de gran longitud

Socavón: galería ejecutada desde la superficie que sirve de acceso al yacimiento. (1% de pendiente)

- Cortada (atraviesa la veta)- Colgada

Rampa: galería inclinada sobre o bajo la horizontal con cierto radio de curvatura, que sirve de acceso a algún sector del yacimiento. (Hasta 8% de pendiente).

Pique de traspaso: pique o chimenea que comunica 2 o más niveles y sirve para el paso del mineral (Ore Pass O.P.)

Galería: labor minera horizontal de sección transversal reducida.

Chiflón: labor minera inclinada, con un ángulo de inclinación menor a 45º. (Hasta 25% de pendiente).

Transversal (Cruzada): galería trazada en dirección perpendicular al plano de la veta.

Estocada: labor minera de corta longitud, auxiliar, ejecutada a partir de otras galerías interiores. Múltiples usos.

Frontón: galería que se desarrolla por la corrida de la veta

Contrafrontón: galería en mineral que va inmediatamente sobre el frontón.

Brocal: parte externa de una labor minera de acceso.

Desquinche: ampliación de una labor minera o parte de ella.

Nivel: conjunto de galerías ubicadas a una cota similar.

Marina: material rocoso producto de una tronada

Caserón: espació vació que se crea durante el arranque o la explotación de un bloque mineralizado

Bloque: sector mineralizado que comprende una unidad básica de explotación, generalmente limitado por labores minera. Utilizado en mantos y vetas.

Paño: unidad básica de explotación en un cuerpo mineralizado tipo manto.

Callapo: viga de madera o metálica que se utiliza para sostener tarimas de trabajo o como soporte para las cajas de una veta.

Mono: fortificación de madera formada por un pie derecho, provisto de trozos de tabla en la base y en la parte superior, que se usa para sostener el techo de las galerías.

Castillete: armazón metálico o de madera que se instala en el brocal de un pique máquina y que sirva para colocar las poleas guías de los cables de extracción

Jaula: especie de ascensor que se utiliza para el transporte del personal a la mina. También se puede emplear para la extracción, en vagonetas, del mineral a superficie.

Skip: vasija especialmente diseñada para la extracción del mineral a superficie.

Desmontes: material que se deja afuera de la mina y que alcanzan grandes dimensiones en botaderos.

Disfrutes: mineral de baja ley que se deja dentro de una mina en que sólo se aprovechó el mineral de buena ley.

Huinche: máquina que enrolla y desenrolla el cable para permitir el movimiento de cargas.

Puente: pilar de roca que separa la zona de explotación con una labor minera.

Botaderos (Baja Ley) Canchas de Stock

(Buena Ley)

Procesamiento Mineral

Minerales Sulfurados (Pirometalurgia)(FLOTACIÓN)

Minerales Oxidados (Hidrometalurgia)(LIXIVIACIÓN)

Requiere de chancado y molienda Requiere solo de chancadoLos procesos se requieren a altas Tº (1200ºC) Se requieren entre 25-125ºContaminante con gases nocivos No genera gasesRefinación electrolítica, el electrolito es el HCl Lixiviación por electrólisis, el electrolito es sulfato de cobre

Electrorefinación ElectrobtenciónLos ánodos se sumergen en un baño de HCl (60-65º) donde se facilita la migración de iones de cobre hacia el cátodo

La solución proveniente de la planta de extracción por solventes es sulfato de cobre en forma líquida y es inducida a una serie de celdas de electro depositación donde se produce los cátodos de cobre

Se obtienen barros anódicos que contienes metales de alto valor (Ag, Ag, Se; Te, etc).

No tienen subproductos

PROCESO PROCESOChancado: se deja el material del tamaño de un puño con ayuda de agua para evitar generación de polvo. Molino SAE-barras-bolas. Se obtiene una pulpa en la molienda.

Chancado: se hace en seco, usa chancadora tipo mandíbula-cono y reduce el material de ¼ a ½ ‘’

Curado: agrega acido para acelerar el proceso y aglutinar el fino

Flotación:- Se agrega espumante que atrae cobre hidrofóbico- Se agregan a las celdas de flotación, colectores y

depresores para partículas.- Una paleta retira el cobre de la espuma- Se obtiene un concentrado de Cu del 30% de

pureza, comercializable.- El relave, material hidrofílico restante, se dirige a

tranques de relaves.- Se espesa y se filtra

Lixiviación:- Se efectúa en pilas de lixiviación (8x100 m)- Inclinación de 1% de drenaje- En la base tiene membrana impermeable de

polietileno de alta densidad- Riego por goteo con H2SO4 en la superficie de la

pila- Correas y rotopalas transportan ripio a botaderos

para una posible 2º lixiviación.- Se obtiene solución de COSO4 llamada solución

PLS (pureza de 10 gr/lt) que van a estanques donde se eliminan partículas sólidas.

Fundición:- Cu se funde a 1200ºC- Se separa en liviano, escoria (FeO/Si) y pesado,

mata (Cu/S/Fe%)- La mata se convierte en placa refinada- Se obtiene cobre blíster (96,6% de pureza)

Extracción por solventes:- Impurezas de PLS e remueven con intercambio

iónico (por medio de parafina y resina que capturan Cu+2)

- Se obtiene solución rica en Cu (50 gr/lt)

Electro refinación:- Se efectúa en celdas electrolíticas- 30 ánodos (Plancha de CU fundición)- 31 cátodos (Plancha muy delgada de Cu fino)- Se pasa corriente con H2SO4, el ánodo se disuelve y

todos los iones Cu van al cátodo, catión Cu+2 al cátodo (-) y aniones Su4-2 al ánodo (+)

- Se obtiene cátodo de cobre de 99,9% de pureza

Electrobtención:- Se hace en celdas rectangulares de 1 m2- El proceso dura 1 semana- Se efectúa por electrólisis.- Circuito eléctrico de corriente continua de baja

intensidad.- Cátodo (-) lamina delgada de acero sale corriente.

Una barra de plomo-Sb, ánodo (+) entra corriente.- El Cu+2 migra al cátodo- Se obtiene cátodo de cobre (99,6%)

Sondaje- El objetivo de todo sondaje es conseguir muestras por debajo de la superficie y a diferentes

profundidades. Existen 2 métodos básicos: extracción por testigos y extracción por detritus (recuperación de polvo).

- Una sonda consiste en una maquina totalmente hidráulica montada sobre un vehículo (wagon drill) o en bastidores que va equipada con un mástil en el cual se encuentra un mandril que sujeta el varillaje, firmemente, de tal forma que pueda girarse a la velocidad deseada.

Sondaje con recuperación de polvos Sondaje con recuperación de testigosLa muestra son pequeñas partículas que solo nos da una idea de la composición química de la muestra.

La muestra son rocas sólidas cilíndricas, por lo tanto, nos permite estudiar la litología.

La cabeza de la perforación es un tricono La cabeza de perforación es una corona de diamantes

Profundidades de hasta 800 m Profundidades de hasta 2000 mCosto de 80 – 100 U$/m Costo de 180 – 200 U$/mPerforadora de rotación Perforadora de rotopercusiónAbarca un área más grande Abarca un área más reducidaUtiliza agua o aire comprimido para sacar el detrito por vía directa o inversa.

Utiliza sistema convencional o wire-line hidráulicamente.

Muestra con mucha dilución La muestra con poca dilución

Para los sondajes con recuperación de testigos:

Para sondajes con recuperación de polvos:

Sistema Tradicional

Una vez lleno el tubo que aloja el testigo, se eleva el varillaje y se va desenroscando las barras hasta que el tubo portatestigo alcanza la superficie.Sistema discontinuoMas baratoMayor tiempo de obra

Sistema Wire-Line

Al llenarse el tubo portatestigo este se levanta por dentro del varillaje mediante un cable provisto de un pescante.

Sistema continuoMas caroMenor tiempo de obra

Sistema Vía Directa

El aire desciende por el interior del varillaje y ascende por el espacio anular

Varillaje de pared simpleMartillo para circulación directaEl detritus es evacuado ocasionalmente con ayuda espumantesPara rocas muy duras

Limitado con los diametros de perforación

Sistema Vía Inversa

El aire desciende por por el interior del espacio anular y asciende por el interior del varillaje.

Varillaje de doble paredMartillo para circulación inversaEl detritus es evacuado con ayuda de espumantes

Para rocas duras e incluso fisuradas.Sondeo de gran diametro y profundidad

Perforadoras

Componentes de un sistema de perforación

Perforadora, fuente de energía mecánica Varillaje, medio de transmisión de dicha energía Broca o bit, herramienta útil que ejerce energía sobre la roca Barrido, efectúa la limpieza y evacuación del detritus producido

Clasificación por tipo de maquinaria

Perforadoras manuales: para trabajos de poca envergadura.

- Guaguas o cuculí (percusión): perforación corta- Jacklegs (rotopercusión): perforación horizontal- Cachúas (rotopercusión): perforación vertical- Stoppers (rotopercusión): perforaciones ascendentes

Perforadoras mecanizadas: los equipos van montados sobre un chasis con ruedas de goma o sobre orugas y son autónomas (motor propio).

Perforadoras Semimecanizadas: igual que las anteriores pero no son autónomas, necesitan de un remolque. Aquí encontramos a las:

- Wagon Drill (sobre neumáticos, de poco uso).- Track Drill (sobre orugas).

Sistema de Perforación

Método

Rotopercutivo

Rotativo

Tipo de Maquinaria

Manual

Mecanizada

Semimecanizada

Tipo de Trabajo

P. de banqueo

P. de avance

P. de producción

P. de chimeneas

P. con recubrimiento

P. con sostenimiento

Clasificación por método mecánico

Método Rotopercutivo

- El elemento esencial es el pistón, que ubicado en el interior del cuerpo de la perforadora se desplaza hacia delante golpeando el adaptador, el cual trasmite la energía de impacto recibida a las barras que la conducen a la cabeza cortante.

- La energía necesaria para mover el pistón o martillo puede ser neumática o hidráulica.- La rotación, necesaria para cambiar de posición la cabeza cortante después de cada golpe del

pistón:

o Rotación incorporada: se produce al retroceder el pistóno Rotación independiente: motor

- Acción combinada de percusión, rotación, barrido y empuje

- Labores subterráneas y trabajos menores a minería cielo abierto (pre corte).

- El martillo o pistón se puede ubicar en la parte externa (cabeza) de la perforación (OTH), o en el interior (fondo) de la perforación (DTH).

- Ventajas:o Aplicable a todo tipo de toca, dura o blandao Amplia gama de diámetros de perforación (1’’ – 8’’)o Para perforación mecanizada, equipos con gran movilidad (la perforadora puede ser

montaba sobre ruedas).o Requiere de una persona para su manejo.

- Para grandes profundidades se utilizao Barra integral: de longitud específica con una boca cortante en su extremo llama broca o

bit.o Barras o tubos de extensión (roscadas): se empalman una con otra a través de manguitos.

- Equipos:o Manuales

Guagua o cuculí Cachúas: piques Jacklegs: socavones, diámetro del barreno de 29 – 33 mm y avance de 20 – 25

mm. Stoppers: chimeneas, diámetro del barreno de 29 – 33 mm y altura de 20 – 35

mm.o Mecanizados

Jumbo: Avance: 1 brazo (10-30 m2) o 3 brazos (mayor a 30 m2) Producción: más brazos, perforación en abanico, usado en métodos de

explotación Apernador: fortificación Sondeador: cuando es DTH (recupera polvo)

o Semimecanizadas Wagon Drill: sobre neumáticos, casi no se usa y necesita un remolque. Track Drill: se mueve con aire comprimido sobre orugas, el compresor siempre va

acompañado al equipo.

Perforadora OTH (Out the hole/Top Hammer)

Perforadora DTH (Down the hole)

Martillo ubicado en la parte externa de la perforación

Martillo ubicado en el fondo de la perforación

Diámetro de perforación: 1’’-3’’ Diámetro de peforación:3 ½” - 9“Perforación hasta 20 m Perforación hasta 80 mUsa barras Usa tubosEfecto pandeo No tiene efecto de pandeoA medida que se agregan barras de extensión para aumentar la longitud de perforación, el golpe disminuye, por lo tanto, disminuye el avance o velocidad de perforación

A medida que se agregan tubos de extensión no se altera la velocidad de perforación

Brocas atornilladas Triconos a presiónEs siempre perforadora de rotopercusión Se puede extraer el martillo y puede funcionar

como una perforadora rotatoria.

Método Rotatorio

- No existe la percusión y se dividen en sistemas que ocupan trituración (triconos) para rocas de media y alta dureza o corte (brocas especiales) para rocas blandas.

- Uso para gran producción

- Solo usan tubos (gran pulldown)

- Amplio uso en rajo abierto

- Consta deo Cabezales:

Triconos: roca dura y diámetro amplio (200Kg) (para sondajes de recuperación de polvo)

Corona de diamante: roca blanda (para sondajes de recuperación de testigo) y tienen insertos:

Redondo: roca duras. Balístico: roca blanda.

o Barras

- Perforadoras a sección completa:o Tunel Boring Machine (TBM)o Raise Borero Blind Holeo Borpaxo Rozadoreso Minadores Continuos

(*) Barrido de Detritus: es la variable más importante ya que según el detritus se va a usar una perforadora específica La no extracción de detritus provoca sobre perforación y desgaste prematuro de la broca de la perforadora.

Perforadoras de Percusión

- Pistón golpea el extremo de la barra, que se propaga como una onda de choque por la barra para fracturar, mediante una broca, la roca.

- Sirven solo para fracturar la roca, no para perforar una mina.- Baja eficiencia, actualmente se usa muy poco.- Pistón ocupa aire comprimido mediante inyección hidráulica para empujar la barra.

Para las labores mineras, se considera la siguiente tabla

Tamaño de labor (m2)

Labor Diámetro perforación

(mm)

Equipos Largo perforación

(m)<10 Pequeña 27-40 Guagua, Jackleg 1,2-3,2

10-30 Mediana 35-45 Jackleg, Jumbo ligero

1,6-4,0

>30 Grande 38-54 Jackleg, Jumbo Pesado, TBM

2,4-4,5

Variables de Perforación

Percusión/Nº de Impactos (golpes/min)

Velocidadde Rotación (rpm)

Empuje/Pulldown (kgms)

Barrido de DetritusPe

rfor

ador

as d

e pe

rcus

ión

Martillo Picador: sobre orugas o neumáticos.

Churn Drill: cable que lleva una barra muy grande empujada desde la

superficie mediante la ayuda de un castillete.

Explosivos y Detonadores

Explosivos

Elemento que por sí solo tiene:

- Agentes oxidantes- Combustibles- Energizantes- Sensibilizantes

Historia

Tipos

- Pólvorao Composición:

Nitrato Potásico (75%) Azufre (10%) Carbón (15%)

o Velocidad de combustión menos a 2000 (m/s)

- Dinamitao Composición: Nitroglicerina – nitrocelulosa (30-35%)o Potencia de 1,2-1,5 gr/cco Causa dolor de cabeza

- ANFOo Es el explosivo más comúno Composición:

Nitrato de amonio (94,3%) Fuel Oil (5,7%)

o Bajo costoo No funciona bien con aguao Baja densidado Baja potenciao Genera muchos gases

Polvora(1942(

D inam ita(1886)

AN FO(1956)

Em ulsiones(1980)

- Emulsión

o Composición Solución NA (93%) Solución combustible (6%) Emulsionante (1%) Gasificarte

o Mejor potencia y resistencia al aguao Es inmiscible en otroo Diámetro pequeño menor a 3’’o Diámetro intermedio de 3 – 3½’’

- Acuageleso Resistentes al aguao Se usan en grandes produccioneso Para grande diámetros de barreno

- APDo Cilíndrico (para rajo abierto)o Cónico (para romper rocas)

Explosivo primario: necesita de un detonador para iniciar su tronadura.

Explosivos

Encartuchados

Dinamitas

Emulsiones

APD

APD Cilíndrico

APD Cónico

A Granel

ANFO (d=0,75-0,85)

ANFO Premium

ANFO Liviano

ANFO's Aluminizados (d=0,8-,9)

ANFO's Pesados Vaciables

(d<1,3)

ANFO's Pesados Bombeables.

(d>1,3)

SANFO

Acuageles o Slurries

Explosivo secundario: necesita de un explosivo primario para iniciarse.

Detonación: resultado esperado después de una explosiónDeflagración: cuando se quema el mismo explosivo

Características de los explosivos

- Potencia: capacidad rompedora y se mide respecto a un explosivo patrón (dinamita)- Velocidad de propagación: velocidad de combustión (m/s)- Resistencia al agua- Densidad: proporcional al valor de la potencia.- Energía liberada (kcal/kg)- Presión (kbar)- Sensibilidad: simpatía entre un explosivo y otro, distancia a la que debe estar el segundo explosivo

después de iniciado el anterior a este.- Volumen: cantidad de gases generados que ayudan a abrir la roca (l/kg)

Esquema de un tiro

Carga de fondo

- Explosivo(s) encartuchado(s):o Dinamitao ANFO pesado + emulsióno APD si el ancho del barreno es igual al del APD

- Cebo o prima: cartucho + detonador

Carga de Columna

- Puede ser a granel o a veces encartuchado - Por lo general, es ANFO (Nitrato de amoniaco + petróleo)

Explosivos

Mecánicos Químicos

Altos Explosivos Dinamitas

Granulados Gelatinas

Suspensiones Agentes de Tronadura

Nitrocarbonados

Nucleares

Taco

- Siempre y cuando el diámetro sea mayor a 3’’- Inyección:

o Horizontal: con detrituso En techo: greda o arcillao En rajo: empuja desde afuera

Detonadores

Un detonador es el que inicia la tronadura

A fuego

- Iniciación con mecha de pólvora- Cápsula de Cu o Al- 6 a 8 cápsulas usualmente- Contiene: carga base, carga de iniciación, cintura y mecha.- Se quema la pólvora, llega a la carga de iniciación, después a la carga base que inicia la detonación.- Velocidad de propagación 1-2 m/min, muy lenta.- Si las mechas son de (de acuerdo al retardo manual):

o Igual longitud: se prende mecha a mecha o por mecha de ignicióno Distinto largo: encendido simultaneo

Eléctricos

- Iniciación con explosor eléctrico a través de cables llamados chicotes.- Contiene: carga base (PETN), carga primaria o de iniciación, retardo, resistencia, tapón de goma y

chicotes.- Sensible a corrientes parasitas y a condiciones atmosféricas.- Los chicotes deben mantenerse en cortocircuito y con las puntas trenzadas

No eléctricos o NONEL

- Iniciación con cordón detonante, este se inicia con un detonador a fuego (conectado a un adaptador) o eléctrico.

- Contiene: carga base (PETN), carga primaria o de iniciación (azida de plomo), retardo, bulbo incandescente y cordón detonante.

- Se basa en el uso de ondas de choque- Sus retardos son de hueso de perro o candado- Contiene un tubo de plástico de Al o cordón detonante pentrital que en su interior tiene una

película de un elemento explosivo llamado: pentrita o pentolita.

Detonadores Electrónicos

- Es el más moderno, posee un chip programable para su retardo.

Elementos de FortificaciónContribuyen a la seguridad en labores mineras, sus funciones son:

- Evitar derrumbes- Proteger a trabajadores, equipos, herramientas y materiales- Evitar deformación de estructuras

Sistemas Rígidos (efectos de presión)

- Monos (se utiliza en zonas de hundimiento)- Callapos- Marcos

Sistemas Flexibles

- Pernos de anclaje

Tipos de fortificación

- Mallas de acero: a medida que la roca es de más mala calidad, las mallas van más juntas.- Pernos de anclaje- Cables (para galerías de longitud pequeña)- Hormigón armado- Marcos de acero- Vigas de madera- Lechada de cemento

Marcos

- De madera o metálicos- ½ marco- ¾ marco- Marco completo (contiene un rollizo en la parte superior)- Marco a plomo- Marco acampanado (20% de pendiente)

Pernos de Anclaje

- El empernado es un tipo de sostenimiento activo, usan grapas haciendo que la roca fija se conecte a una roca suelta.

- Se instala aprovechando el tiempo de sostenimiento.

Pernos de Anclaje Puntual

- Bajo costo- Perno MAI (enroscado y automáticamente inyección de cemento) o Pernos de cuña- Trabaja de manera inmediata- En rocas duras el perno puede soportar cargas altas.- Tienen una empotradura en el fondo del barreno que se expande en su instalación.- Se recomienda usar en rocas blandas o muy deformables.- Para convertirlo en una fortificación permanente, se le aplica solo un relleno de cemento o resina- Dificultad en su instalación- Debe ser monitoreado después de su instalación- Pierde capacidad debido a tronaduras cercanas, cuando la roca se fractura alrededor de la zona de

expansión.

Pernos anclados por fricción (Perno Activo)

- Rápida y simple instalación.- Genera soporte inmediato a su instalación- Utilizado en una variedad de terrenos- Su instalación causa contracciones a lo largo del perno, esto tensiona efectivamente la plancha

contra la roca.- Elevado costo- Requiere de protección contra la corrosión, si es utilizado permanente.- Requiere una bomba de instalación- Baja capacidad de anclaje

Pernos de Anclaje

Anclaje Puntual

Anclaje Repartido

Anclaje Repartido por Diferencia (PERNO

PASIVO O QUÍCMICO)

Barra Helicoidal con inyección de cemento o

resina

Anclaje Repartido por Fricción (PERNO

ACTIVO O MECÁNICO)

Split-Set

Swellex

Pernos anclados por adherencia o diferencia (Perno Pasivo)

- Barra helicoidal con inyección de cemento o resina.- Rápida acción después de haber sido instalado- Si la resina utilizada con adherente es de rápido fraguado, el perno puede ser permanentemente

presionado.- En instalaciones permanentes el perno puede tener alta resistencia a la corrosión- La dificultad de los cartuchos de resina, en ambientes subterráneo, pueden afectar su uso.- En determinadas situaciones su manipulación presenta un riesgo.

Cables de acero anclados con resina

Shotcrete

- Mezcla de cemento y arena que se tira a la pared de la galería con la finalidad de aumentar el paso del aire y fortificación.

o Método vía seca: el agua se inyecta con polvo (más barato).o Método vía húmeda: se dirige la mezcla completa (más caro).

- Existe el shotcrete reforzado con fibra, que le da ductilidad a la mezcla, es de rápida aplicación y asegura un refuerzo inmediato en la roca.

Shotcrete Vía Húmeda Shotcrete Vía SecaHidratación antes del proyectado. Se forma una mezcla húmeda antes del pitón.

Mezclado en seco. Hidratación poco antes del pistón

Relación de agua-cemento constante Relación de agua-cemento variableSe usa en áreas y volúmenes grandes Se usa en áreas pequeñas, volúmenes pequeñosRebote de 5%-10% Rebote de 15-30%Menos contaminante Más contaminanteGran consistencia del cemento Poca consistencia del cemento

Pernos Split-Set

Necesita un diametro de perforación menor que el diametro del perno.Anclado mediante percusión.Pierde efectividad si la preparación es irregular.Al introducir el perno a un diametro menor, inmediatamente el perno va ejerciendo su extensión esfuerzos sobre la roca.En su extremo contra el barreno es más delgado que en el otro (aquí contiene un anillo soldado para retener la placa perforadora.No se adapta a la perforación.Se instala con jumbo OTH o perforadoras manualesBajo Costo.

Pernos Swellex

Necesita de un diámetro de perforación mayor que el diámetro del pernoSe ancla con suma facilidad.Es efectivo en la mayoría de las formas de perforación.Una vez introducido el perno, mediante una bomba de le inyecta agua a alta presión, lo que tiene como consecuencia una expansión del perno adheriendose a las paredes ejerciendo un esfuerzo sobre ellas.Consta de una lamina delgada metálica (arandela). Permite la instalación inmediata de una malla metálica.Se adapta a las irregularidades de laroca.Alto Costo.

Desarrollo de galerías (Ciclo de Avance)

Entrada del personal (Tiempo improductivo)

Marcar los tiros

Tarea realizada por un topógrafo de acuerdo a un diseño de malla ya diseñado.

- Se establecen líneas de referencia (coordenadas, tipo de roca, tipo de explosivo a utilizar, se diseña un diagrama).

- Cada tiro está identificado con un número y coordenada

- Se trazan la línea de centro y la línea de gradiente. Esto se hace mediante la colocación de tarugos con clavetas (plomos colgados).

- Disparos:o Mariconeso Cueleso Contracueleso Zapateroso Lateraleso Coronaso Auxiliares

Ingreso de equipos

El jefe de turno después de haber supervisado el diagrama de disparo da la orden del ingreso de los equipos de perforación para empezar a perforar.

Etapa de perforación

En esta sección ingresan los equipos de perforación tanto manuales como máquinas de aire comprimido, hidráulica o electro hidráulica (Jumbo) todo dependiendo de las características geomecánicas de la roca y de las características de la perforación.

- Mientras se perforan se van soplando los tiros para dejarlos libres de detritus y gases en el ambiente.

- Terminando el proceso de perforación se realiza una inspección de los tiros para ver si están bien limpios y si es necesario otro proceso de barrido, se miden los tiros y se compruebas si tienen la profundidad correcta.

Aislar la zona

Se retira toda la gente, maquinaria no especializada en carga de explosivos, se forma una zona de manejo de explosivos donde el ingreso de cualquier persona está prohibido.

Se coloca un loro sea vivo o muerto que indique que en esa zona va haber una tronadura.

Cargar tiros, dar aviso y tronar

Se realiza la carga manual o mediante máquinas de tiros con explosivos. En los tiros pueden cargarse con 1 o más cargas de fondo después de una carga de columna y por último se cierra con un taco.

Se da aviso de tronadura a viva voz y se retira todo el personal. Se asegura que no haya gente.

Se amarran las mechas y se trona.

Ventilación y choca (Tiempo improductivo)

Se ventila el polvo a través de ductos o dar tiempo de ventilación.

Entra el jefe de turno, observa el techo y ve si está en buenas condiciones (se observan rocas sueltas producto de la tronadura), de que no hayan queda tiros sin explotar y si es que quedaron buscar la forma más adecuada de sacarlos. Posterior a la inspección se retiran los loros. Después el jefe de turno analiza el siguiente disparo y dictamina cual será las nuevas formas a explotar los tiros de esta nueva cara. Mientras se ventila se da la hora de colación que corresponde a la choca.

Acuñado

Se verifican si después de la tronada quedaron planchones sueltos en el techo, la revisión se realiza desde afuera hacia adentro del sector tronado

Retirar marina

Empieza la labor de extracción del material tronado que puede ser desde una simple carretilla pasando por rieles, hasta un equipo de bajo perfil (LHD)

Reacuñar, limpieza, fortificación y extensión de redes

Aquí vuelve a ingresar un equipo para ver si es necesario otro acuñado, se limpia la zona y se analiza si requiere de fortificación. Una vez limpia la galería se procede a extender las redes (tuberías de aire comprimido, agua y si es necesario luz eléctrica).

Salida del personal (Tiempo improductivo)

Etap

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min

eras

Tareas Cíclicas

Perforación

Tronadura

Fortificación

Carguío y Trasnporte

Acuñación de rocas

Tareas no Cíclicas Extensión de redes

Otras Tareas

Drenaje de agua

Mantención de cadual de aire para ventilación

Concesiones de Exploración y Explotación

Concesión de Exploración Concesión de ExplotaciónSolo se tiene derecho a explorar Se tiene derecho a explorar y explotar bajo el área

pedidaSe solicita por pedimento Se solicita por manifestaciónDura 2 años y se puede extender Duración indefinidaNo requiere de mensura Requiere de mensuraÁrea entre 100 – 5000 Ha Área entre 1 – 1000 HaEl terreno es un rectángulo con lados múltiplos de 1000 m

El terreno se divide en pertenencias (1-10 Ha) y con lados de múltiplos de 100 m