1.-Seleccione solo un área.

El tema seleccionado para realizar este proyecto final es el sector de operaciones

mineras, el cual fue tratado dentro de las primeras semanas de este modulo de

aprendizaje (semanas 1, 2 y 3).

Ya que es en esta área productiva en la cual me desempeño pero ahondare aun

más y este tema está directamente relacionado con la minería subterránea.

Para empezar definiremos minería subterránea, como al conjunto de procesos que

se realizan por medio de obras y trabajos en el interior de la tierra tales como

pozos, galerías, cámaras, túneles, socavones y planos para acceder a la masa de

mineral y extraerla, sin tener que mover los estériles o materiales que recubren el

yacimiento.

Este tipo de yacimiento puede ser explotado de diversas maneras las cuales

detallare a continuación.

Cámaras abiertas: son cámaras las cuales no poseen ningún tipo de soporte

artificial, sino que está separado y soportado por puentes mineralizados.

El análisis que este método propone no es muy productivo y obliga a estar

sacando el material estéril, dentro del proceso de construcción se destaca que sus

niveles principales laterales tienen entre 30 y 60 metros de largo.

Dentro de sus principales características, están la baja inversión inicial,

preparación reducida., Poca mecanización. Ventilación prácticamente natural, baja

productividad. Soporte nulo o mínimo (buena seguridad). Costo de explotación

alto. Requiere de leyes altas. Poco selectivo (obligado a retirar material estéril).

Cámara con soporte de pilares:

Este tipo de excavación es más grande en cuanto a secciones, dejando de esta

manera que, los pilares formados, afirmen el techo, su principal característica es

que extrae el mineral con un alto nivel de seguridad en las condiciones de trabajo.

Cabe mencionar que a pesar que las potencias frecuentes son entre 2 a 20

metros, hay casos excepcionales (40 y 60 metros), esta presenta problemas de

seguridad y poa estabilidad en los techos.

Producto de esto, también pude volverse inestable producto de la existencia de

agua, lo que hace inestable la roca.

Se accede a los depósitos mediante galerías horizontales, se comunica entre

niveles, obedece a la utilización de rampas y chimeneas, requiere de

instalaciones anexas para las labores en algunos niveles (polvorines, pañoles,

etc.)

Hundimiento por subniveles:

Comparado con otras variantes, el hundimiento por subniveles, requiere de una

preparación intensiva y complicada. A pesar de esto, gracias a los avances de la

tecnología se considera un buen método, su recuperación es alta, sus costos de

explotación son bajos, al igual que el anterior también es un método seguro de

trabajo.

Laboreo por cámaras con relleno:

En este método se va explotando de manera horizontal, cargando todo mineral

después de la tronadura y rellenando el caserón con material estéril en el mismo

volumen del mineral retirado. Se parte desde el inferior del caserón ascendiendo

por el mismo. El material de relleno sirve, además, como plataforma para

continuar con la operación.

Método con gran costo económico, por lo cual es preferente que se utilice en

yacimientos de alta ley o minerales de alto valor comercial.

Se prepara mediante galerías y la ventilación es a cargo de chimeneas.

Su explotación es a gran escala, La tronadura deja con forma de puntas el techo,

lo cual es altamente riesgoso para el personal, debido a que es complejo de

contener.

Pisos de hundimientos:

Este método se basa en la gravedad que ejerce el material generando

hundimiento en la superficie, la tronadura se da bajo condiciones semejantes para

la roca mineralizada como para la roca de sus alrededores.

Es considerado el método extractivo de más alto nivel técnico.

Hundimiento por bloques o paneles:

Este método se basa en las tensiones internas de la roca, lo cual permite que se

realicen pocas perforaciones, ya que la gravedad que se ejerce hace que el

material se vaya tronando interiormente. La fragmentación natural que se genera,

hace que el material sea fácil de manipular a través de piques o por medio de

equipos cargadores.

2.-Analice la actividad productiva seleccionada describiendo los procesos

relacionados. (8 puntos)

En la operación de una mina, intervienen varios equipos de, cuyas acciones deben

ser coordinadas para lograr una alta eficiencia y seguridad en la faena.

Geología: entrega la información de las características físicas, químicas y

mineralógicas del material a extraer

Planificación: elabora el plan minero, considerando todas las variables (geología,

operación mantención, costos, plazos, etc.) que intervienen en él.

Operaciones: cómo se diseña la extracción

Plan minero .de acuerdo con la capacidad de operación establecida, se determina

la mejor secuencia para extraer el mineral, compatibilizando las características de

la operación con los resultados económicos esperados, para un largo período en

cual se alcanza el agotamiento total de los recursos, es la vida útil de la mina.

El plan minero entrega, además, las bases para asegurar que la operación sea

eficiente y confiable en todas sus operaciones. Para esto, se define la porción del

yacimiento que se explota de acuerdo con la ley de corte, que es una relación

entre la ley versus el costo de procesar este mineral, que depende de las

características metalúrgicas. De esta forma, se asegura un beneficio económico.

El material existente bajo la ley de corte es considerado estéril, si no contiene

cobre, o mineral de baja ley, si tiene algo de cobre que podría ser recuperado con

otro procedimiento.

Para construir los túneles se ponen explosivos en perforaciones hechas en la roca.

La extracción del material se realiza siguiendo una secuencia de las siguientes

fases. Perforación, tronadura, carguío y transporte.

El producto principal de este proceso es la entrega de mineral para ser procesado.

Extracción subterránea de mineral

Un yacimiento se explota en forma subterránea cuando presenta una cubierta de

material estéril de espesor tal, que su extracción desde la superficie resulta

antieconómica

El objetivo es realizar la extracción de las rocas que contienen minerales de cobre

de grandes yacimientos y que se encuentran bajo una cubierta de estéril de

espesor considerable, por ejemplo al interior de un cerro.

Para ello, se construyen labores subterráneas en la roca desde la superficie para

acceder a las zonas mineralizadas. Las labores subterráneas pueden ser

horizontales (túneles o galerías), verticales (piques) o inclinadas (rampas) y se

ubican en los diferentes niveles que permiten fragmentar, cargar y transportar el

mineral desde el interior de la mina hasta la planta, generalmente situada en la

superficie.

Específicamente en la mina en la cual me desempeño que es Chuquicamata

subterránea, los túneles y piques subterráneos se construyen mediante explosivos

que se colocan en perforaciones efectuadas en la roca. Estas perforaciones están

distribuidas siguiendo la forma que se le quiere dar a la labor subterránea (túneles,

piques o rampas) y la tronadura se realiza en una secuencia, partiendo desde un

punto central hacia los bordes.

Después de la tronadura, se extrae el material fragmentado y se estabilizan las

paredes y techo del túnel. Para esto, se utiliza una fortificación adecuada para

para cada tipo de terreno, que depende de sus características y del uso que se le

va a dar al túnel, pique o rampa. Entre cada tronadura, el sector debe ser ventilado

y despejado.

Para evitar los derrumbes, las diferentes labores subterráneas deben ser

sostenidas en el tiempo para permitir el tránsito, el trabajo del personal y el uso de

los equipos subterráneos con seguridad.

En forma natural, las rocas están en un cierto equilibrio con el medio en que se

encuentran, pero este equilibrio se rompe al hacer una perforación en su interior.

El objetivo de la fortificación es ayudar a la roca a recuperar en parte su capacidad

de soporte. El tipo de soporte o fortificación empleada depende de varios factores:

Los túneles son reforzados con mallas de acero, pernos de anclaje, Cables,

hormigón armado, marcos de acero, vigas de madera, lechada de hormigón

proyectado. Dentro de este ultimo periodo se ha estado trabajando además con

pernos de fibra de vidrio que previenen filtraciones por napas subterráneas ya que

este tipo de pernos sigue y se acomoda a la a la forma e y estructura de la napa.

Lechada con plástico

En las labores de minería subterránea se disponen de diferentes áreas que

permiten el trabajo de extracción de mineral:

Producción: incluye los niveles de transporte, producción, hundimiento y

ventilación, piques de traspaso y carguío de mineral.

Servicios e infraestructura

Mantención: encargado de la disponibilidad electromecánica de todos los equipos

Administración: brinda apoyo en manejo de recursos humanos, adquisiciones,

contratos, etc.

Además, participan estamentos asesores en materias de seguridad, medio

ambiente y calidad, para lograr el cumplimiento de las normas y orientaciones

correspondientes a un trabajo seguro, limpio y de calidad.

Talleres de mantención, piques de transporte de personal, accesos principales,

redes de agua y electricidad, drenajes, redes de incendios, oficinas, comedores,

baños, policlínicos, bodegas, etc.

El mineral es extraído abajo hacia arriba, utilizando lo más posible la fuerza de

gravedad para producir la fragmentación y el desplazamiento del mineral hacia los

puntos de carguío. La otra diferencia importante es que en la mina subterránea no

se extrae roca estéril, sino que debido a los altos costos que implica la

construcción de túneles, la explotación se concentra preferentemente en las zonas

de mineral.

Cada una de estas áreas cuenta con una red de túneles y piques que se

distribuyen en diferentes niveles:

Las rocas que quedan atrapadas en las parrillas, son reducidas por un martillo

picador para que pasen al siguiente nivel. Las rocas que quedan atrapadas en las

parrillas, son reducidas por un martillo picador para que pasen al siguiente nivel.

Nivel de hundimiento: corresponde al nivel en que se produce la socavación de la

columna de mineral, que se logra haciendo una red de perforaciones hacia arriba

que se disponen formando un abanico. En estas perforaciones se introducen

explosivos, cuya tronadura produce la fragmentación total de la base del bloque

hasta una cierta altura. Una vez retirado el material quebrado, el resto del macizo

queda colgando hasta que se comienza a disgregar por efecto gravitacional y

produce el hundimiento paulatino del total de la columna.

Nivel de producción: corresponde al nivel de galerías desde las cuales es captado

el mineral quebrado y traspasado hacia el siguiente nivel. Se sitúa entre 8 y 18 m

por debajo del anterior, con el cual está comunicado mediante piques que captan,

en forma de embudos, el mineral desde el nivel de hundimiento.

En el nivel de producción, el mineral es traspasado hacia el nivel de transporte

situado más abajo, mediante un trabajo manual o utilizando equipos especiales.

Cuando el mineral es de granulometría fina puede ser manejado por un operador

(buitrero) que lo hace pasar directamente hacia los niveles inferiores; si es

demasiado grueso (roca dura) debe ser manejado por cargadores especiales

llamados LHD. Éstos cargan el material, lo transportan y lo vierten en los piques

de traspaso centralizados que lo conducen a las etapas siguientes.

En estos puntos llamados de vaciado, hay un sistema de parrillas que dejan pasar

el mineral hasta cierto tamaño. Los fragmentos de roca que exceden este tamaño

son reducidos mediante martillos picadores móviles o mediante tronadura

secundaria, si es necesario.

Subnivel de ventilación: corresponde a una red de galerías que se ubican por

debajo del nivel de producción. Éstas tienen por objetivo conducir aire fresco,

captado desde la superficie por grandes extractores, hacia los lugares donde se

está trabajando, y retirar el aire viciado (contaminado por los gases de tronadura y

de equipos diesel) para expulsarlo a la superficie.

Niveles de traspaso: corresponde a una serie de galerías y piques que permiten

controlar el paso del mineral desde el nivel de producción hasta el nivel de

transporte.

En el caso de mineral grueso (duro), este mineral es enviado al chancador

primario, ubicado dentro de la mina, donde se reduce su tamaño para permitir su

transporte final. En algunos casos, es necesario reducir el tamaño de los bloques

mayores (colpas). Para esto, se dispone de sistemas de martillos picadores fijos

Las rocas de mineral secundario son más blandas y se hacen pasar por las

correas transportadoras de un nivel a otro mediante el trabajo de los mineros.

Nivel de transporte: en este nivel circulan camiones de extracción llamados

dumper, se carga el mineral para ser transportado hacia la planta ubicada en la

superficie. Este es el túnel de mayor tamaño en la mina. Sus dimensiones son de

5m de ancho por 6 m de alto.

Durante la extracción, el mineral se mantiene en los piques de traspaso, los cuales

se mantienen llenos. El mineral es vaciado a los carros mediante un sistema de

cierre hidráulico, ubicado en la parte inferior de dichos piques, conocido como

buzón.

El mineral derivado de la explotación ser ligeramente preparados en una planta de

trituración o chancado y luego, si es necesario, de aglomeración para conseguir

una granulometría controlada que permita asegurar un buen coeficiente de

permeabilidad de la solución.

El principal propósito del chancado es efectuar las reducciones de tamaño

necesarias, hasta obtener un producto de una granulometría adecuada que

permita el desarrollo de la lixiviación en pilas o depósitos en forma eficiente.

Diseño de la trituración o chancado

Antes de que el material se lleve a la trituración o chancado, se recomienda

realizar el cribado, operación que consiste en el harneo o selección del tamaño

previo, segmentando en diferentes granulometrías. Este proceso tiene ventajas

tales como el aumento de la capacidad del equipo, evitar las dificultades que

provocan los finos en las cámaras trituradoras (atascos), y la reducción del

consumo de energía, permitiendo la obtención de un producto final con menos

finos.

Luego se realizan procesos electroquímicos para poder separar el cobre de los

demás minerales con el fin de buscar un aumento de la concentración del cobre.

En donde se separan los metales contenidos en los concentrados mediante la

fundición

Es en el proceso de refinación en donde se purifican los metales producto de la

fundición, para su transformación industrial.

El mineral se somete a varios procesos que tienen por finalidad aumentar su

concentración (contenido metálico) para hacer posible su venta o prepararlo para

el proceso de fundición y refinación. Existe una gran diversidad de procesamientos

metalúrgicos, dependiendo de las características del mineral.

La flotación se define como un proceso físico-químico de tensión superficial que

separa los minerales sulfurados del metal de otros minerales y especies que

componen la mayor parte de la roca original.

Durante este proceso, el mineral molido se adhiere superficialmente a burbujas de

aire previamente insufladas, lo que determina la separación del mineral de interés.

La adhesión del mineral a estas burbujas de aire dependerá de las propiedades

hidrofílicas (afinidad con el agua) y aerofílicas (afinidad con el aire) de cada

especie mineral que se requiera separar de las que carecen de valor comercial y

que se denominan gangas.

Para incrementar progresivamente la ley o contenido de cobre del material

sometido a fundición, el proceso pirometalúrgico considera fases consecutivas de

Fusión, Conversión y Refinación.

Así se logra que la pureza inicial de 30% a 40% contenida inicialmente en el

concentrado, se incremente progresivamente hasta 99,5% en el ánodo.

Refinación y moldeo de ánodos

El cobre blíster obtenido de la etapa de conversión aún contiene impurezas y

materiales valiosos tales como plata, oro, arsénico, antimonio, bismuto y hierro,

por lo que debe ser refinado en los hornos anódicos. La operación de los hornos

de refinación es cíclica (batch) y está constituida por las siguientes etapas:

Llenado, Oxidación, Escoriado, Reducción y Vaciado.

Cada horno opera de forma secuencial, de acuerdo con las cinco etapas

mencionadas. Completada la carga del horno, se inicia la etapa de oxidación, que

permite remover el sulfuro contenido en el blíster hasta un nivel de 50 ppm. Para

tal efecto se inyecta al baño fundido aire enriquecido con oxígeno. Adicionalmente

se renuevan otras impurezas contenidas en el cobre blíster, inyectándose vía

toberas, si es necesario, pequeñas cantidades de cal, que permiten la formación

de una escoria que se descarta por sangrado y posteriormente es recirculado.

Una vez limpio el cobre, se inicia la etapa de reducción del nivel de oxígeno

presente en el baño fundido, mediante la inyección de gas natural fraccionado con

vapor de aire. Así se obtiene cobre anódico con un contenido de cobre de un

99,6%.

El cobre anódico se extrae del horno de ánodos por una canaleta cubierta, a la

rueda de moldeo que va girando, produciéndose la soldificación del ánodo fundido

por contacto con el aire ambiente.

Es la disolución electroquímica de los ánodos impuros de cobre, para permitir que

el metal se deposite en forma selectiva y con máxima pureza sobre cátodos de

cobre.

La electrorrefinación tiene dos objetivos:

Eliminar las impurezas que dañan las propiedades eléctricas y mecánicas del

cobre y separar las impurezas valiosas del cobre. Éstas pueden ser recuperadas

después como subproductos metálicos.

Al final de un ciclo, cada ánodo ha sido disuelto electroquímicamente en casi el

85%. Los restos de los ánodos sin disolver se retiran de las celdas y después de

lavados, se funden y se vuelven a vaciar como ánodos nuevos. Se retira el

electrolito de las celdas y los residuos del ánodo se canalizan hacia un sistema de

donde se recolectan y desde donde son transportados a la planta de recuperación

de metales preciosos. Entonces comienza de nuevo el ciclo de refinación.

Los factores técnicos más importantes en la electrorrefinación son:

Pureza del cátodo, producción y consumo de energía por toneladas de cátodo.

Las variables más importantes que determinan estos parámetros son: calidad del

ánodo condiciones del electrolito (pureza, temperatura, velocidad de circulación y

densidad de corriente del cátodo.

El control del espaciamiento entre los electrodos y la prevención de cortos

circuitos también son importantes.

En los últimos 10 años la división Chuquicamata ha utilizado a la biotecnología

como una herramienta en la disolución y recuperación de los valores metálicos

contenidos en los minerales. La mayoría de los procesos microbianos han sido

empleados en la lixiviación de cobre y uranio, en el mejoramiento de la extracción

de los metales preciosos contenidos en sulfuros refractarios y en el tratamiento de

aguas residuales.

Este tipo de refinamiento requiere poca inversión de capital, ya que las bacterias

pueden ser aisladas a partir de aguas ácidas de minas. Presenta bajos costos en

las operaciones hidrometalúrgicas, en comparación con los procesos

convencionales. Ausencia de polución o contaminación ambiental durante el

proceso. Permite el tratamiento de creciente stock de minerales de baja ley que no

pueden ser económicamente procesados por los métodos tradicionales.

La posibilidad de aprovechar millones de toneladas de mineral cuprífero de

descarte acumulado por decenas de años de operación minera, fue lo que impulsó

a los investigadores a buscar nuevos procesos más baratos y eficientes. Las

bacterias lixiviantes permitieron separar el cobre de los minerales sólidos, con los

que se encontraba mezclado, haciendo rentable su procesamiento.

Posterior a esto, todo el material se acopia yenvia a los diversos puertos de Chile

en donde se distribuye entre los compradores internacionales

3. Desarrolle un levantamiento de 5 riesgos (Matriz) con indicadores de cuantificación bien definidos. (10 puntos)

Según las fuentes entregadas, el sector minero que presenta la mayor cantidad de casos de

accidentes en los últimos tres años, es la minería subterránea.

De manera muy personal, puedo decir que si lo es y son las peores condiciones higiénicas posibles

para trabajar, a diferencia del trabajo que se realiza en planta o a rajo.

4. Proponga y describa 2 medidas de control necesarias para cada riesgo identificado, asignando las responsabilidades de control por cargo jerárquico correspondiente. (10 puntos)