Diseño y Operación de Minas a Cielo Abierto: Una Guía Completa
Diseño y Operación de Minas a Cielo Abierto
Ventajas del Diseño de Minas a Cielo Abierto
- Todo a la vista: Mayor visibilidad y control de las operaciones.
- Taludes seguros: Permite diseñar taludes estables y seguros.
- Mejor ventilación: Facilita la ventilación natural de la mina.
- Ahorro de energía: Se aprovecha la luz solar durante el día.
- Ahorro de personal: Requiere menos personal que la minería subterránea.
- Mayor productividad: Permite una mayor tasa de producción.
- Minas nuevas son mejor operables: Las minas a cielo abierto modernas son más fáciles de operar.
Operaciones Unitarias en Minería a Cielo Abierto
- Sondajes: Etapa de exploración, no pertenece a la producción.
- Perforación: Representa entre el 10% y el 20% del costo total de operación.
- Tronadura: Representa entre el 10% y el 20% del costo total de operación.
- Carguío: Representa entre el 15% y el 25% del costo total de operación.
- Transporte: Representa entre el 30% y el 40% del costo total de operación, factor relevante por las distancias (12 a 16 cUS$/TM * Km).
- Servicios y apoyo: Representan entre el 10% y el 20% del costo total de operación.
- Chancado: Pertenece a la etapa de procesamiento en la planta.
Costo Total de Operación
El costo total de operación en una mina a cielo abierto oscila entre 1.0 y 2.0 US$/ton extraída.
Detalles de Costos de Operaciones Unitarias
- Transporte: 70-100 cUS$/ton
- Carguío: 15-40 cUS$/ton
- Tronadura: 10-30 cUS$/ton
- Perforación: 10-20 cUS$/ton
- Servicios: 10-20 cUS$/ton
Equipos Utilizados en Minería a Cielo Abierto
Perforadora
Utilizada para perforar agujeros que se llenan con explosivos para la tronadura. Se realizan diferentes mallas de pozos para distribuir el explosivo. Existen dos tipos:
- Perforadora sobre orugas: Velocidad de desplazamiento de 3-5 km/hora, normalmente son eléctricas.
- Perforadora sobre neumáticos: Velocidad de desplazamiento de 30-40 km/hrs, normalmente tiene autonomía.
Palas y Cargadores Frontales
- Palas de cables: Eléctricas, montadas sobre orugas, vida útil aproximada de 17 años.
- Palas hidráulicas: Sobre orugas, diesel.
- Cargadores frontales: Sobre neumáticos, diesel.
Las palas grandes se utilizan para el movimiento de estériles, mientras que los equipos más pequeños se utilizan para cargar mineral debido a su selectividad en granulometrías y por zonas.
Bulldozer
Existen dos tipos principales: Komatsu y Caterpillar.
- Precio: 1.600.000 – 2.000.000 US$
- Vida útil: 5-7 años
- Disponibilidad: CAT: 80%; KOMATSU: 70%
- Costo: 160 US$/hrs
- Consumo: 70 lt/hrs
Utilización: construcción y reparación de caminos, reparación de la cancha de la pala, limpieza de zonas. Se recomienda el uso de caminos rampa para evitar el tránsito por caminos en uso. También se utiliza en botaderos, mantención y reparación. Se utiliza un bulldozer cada 100.000 tpd en operación.
Wheeldozer
Utilizado para la limpieza de caminos.
- Precio: 800.000 – 1.400.000 US$
- Vida útil: 5-7 años
- Disponibilidad: 85%
- Costo: 80 US$/hrs
- Consumo: 40-50 lt/hrs
Se utiliza para limpiar caminos, removiendo piedras. Se necesita 1 wheeldozer por pala de 50-60 yd3. Para palas más chicas (20-30 yd3) se requiere 1 wheeldozer para dos palas.
Motoniveladoras
- Precio: 800.000 - 1.400.000 US$
- Vida útil: 5-7 años
- Disponibilidad: 70%
- Costo: 100 US$/hrs
- Consumo: 60-80 lt/hrs
Utilización: mantener y reparar caminos, no los construye. Se requiere 1 motoniveladora cada 120.000 ton/día. Antes de cortar, se debe rajar el camino para evitar levantar polvo.
Camión Aljibe
- Precio: 1.000.000 a 1.600.000 US$
- Vida útil: 8 años
- Disponibilidad: 90%
- Costo: 120 US$/hrs
- Consumo: 80-100 lt/hrs
Compra de Equipos
El proceso de compra de equipos incluye las siguientes etapas:
- Especificaciones técnicas
- Preparación de bases de licitación
- Preparación de bases de evaluación de las ofertas
- Recepción de ofertas
- Período de adjudicación
- Evaluación y adjudicación
- Orden de compra
- Transporte y llegada
- Armado, puesta en marcha y entrenamiento
Costos de Componentes de Perforación
| Componente | Precio (US$) | Duración (Mt) | Costo (US$/Mt) |
|---|---|---|---|
| Amortiguador | 30.000 | 150.000 | 0.2 |
| Barra larga | 10.000 – 12.000 | 36.000 | 0.2 |
| Barra corta | 8.000 – 12.000 | 18.000 | 0.4 |
| Estabilizador | 16.000 | 30.000 | 0.4 |
| Tricono | 5.000 – 10.000 | 2.000 – 4.000 | 2.4 – 3.0 |
Tipos de Explosivos y Costos
| Diámetro: 9 7/8" | Kg/mts | Equivalencia ANFO | Precio US$/ton |
|---|---|---|---|
| ANFO | 40 | 1.0 | 1000 |
| ANFO AL 8% | 47 | 1.40 | 1360 |
| EMULSIÓN | 53 | 1.53 | 1500 |
| ANFO DILUÍDO | 33 | 0.9 | 900 |
Precorte
El precorte se utiliza para proteger las paredes de la mina, especialmente en el pit final. Es un proceso costoso debido a la intensidad de la perforación.
- Diámetro de perforación típico: 3 pulgadas
- Espaciamiento: 2 a 3 metros
Formas de Llenado
- 2 metros de taco y el resto con explosivo
- APD (Air-Deck Patterning)
- Con varios espaciadores de aire