Optimización y Estabilidad en Operaciones Mineras a Cielo Abierto

Optimización de Operaciones Mineras a Cielo Abierto

Movimiento de Material en Minería

El movimiento del material en una mina se realiza a través de las operaciones de perforación, tronadura, cargueo y transporte. El material que tiene una ley levemente por debajo de la ley de corte (marginal) se conoce como mineral de baja ley, y aquel que no contiene mineral se conoce como estéril.

Construcción de una Mina a Cielo Abierto (MCA)

La construcción de una MCA se realiza mediante avances laterales y en profundidad. A medida que se va profundizando, se debe ir expandiendo para mantener la estabilidad de la pared, generándola así inclinada y escalonada, diseñada con bancos y caminos para el tránsito y operación de los equipos. Cada banco se va construyendo y cortando hacia abajo, generando así la pared del rajo. La altura de los bancos varía entre los 13 y 18 metros.

Configuración de una Pista de Transporte Minero

• Zanja: Se construye con el objetivo de canalizar las aguas de drenaje y, además, ayudar a la cuneta en la contención de materiales ante posibles derrumbes, evitando así que en algún momento se dañen o corten el camino.
• Cuneta: El objetivo principal es contener los vehículos en casos de emergencias. Por ello, la cuneta que está hacia el bajo tendrá que ser más alta que aquella que está hacia el banco. En caso de construir bermas de seguridad, estas se realizan en función de la probabilidad de que ocurra un siniestro geomecánico, y deben tener un ancho que varía de 8 a 12 metros según criterios de diseño.
• Pista: En las pistas para el tránsito de vehículos debe existir una distancia de seguridad entre las pistas y la cuneta en el caso de una vía. En el caso de doble vía, esta distancia debe existir además entre los equipos en movimiento.

Ángulo de Talud en Minería a Cielo Abierto

El talud o pared de la mina es el plano inclinado que se forma por la sucesión de las caras verticales de los bancos y las bermas respectivas. Este plano representa una inclinación de 45º a 58º con respecto a la horizontal, dependiendo de la calidad geotécnica.

Es uno de los parámetros geomecánicos más importantes, ya que es la única forma de asegurar la estabilidad de cada sector. Cualquier variación de los ángulos de talud genera dos efectos directos en la explotación:

1. Cambios en la estabilidad del talud y de la explotación.
2. Cambios en los beneficios económicos de la explotación.

Al aumentar el ángulo de talud, disminuye la cantidad de estéril a remover para la extracción de la misma cantidad de mineral y, además, se puede caer en la posibilidad de extraer reservas minerales que antes no era posible extraer, generando así un aumento en los beneficios económicos. Sin embargo, existe un factor limitante: la geomecánica.

Tipos de Ángulos de Talud Óptimos en la Explotación Minera

Puede existir más de un ángulo de talud óptimo en la explotación de una mina:

1. Ángulo de Talud de la Pared del Banco: Representa la inclinación de la pared del banco y se mide desde la pata del banco hacia su propia cresta.
2. Ángulo de Talud Inter-Rampas: Representa la inclinación del conjunto de bancos que se tiene entre una rampa y la rampa consecutiva. Se mide desde la pata del banco superior donde se encuentra la rampa hasta la cresta del banco donde se encuentra la otra rampa.
3. Ángulo de Talud de un Conjunto de Bancos: Representa la inclinación de un conjunto de bancos sin que exista entre ellos una diferencia geomecánica importante. Se mide desde la pata del banco más profunda hasta la cresta del banco de cota mayor.