EVALUACION GEOLOGICA-MINERA PARA LA

EXPLOTACION A CIELO ABIERTO DE LAS CALIZAS DE

LA FORMACION ROSA BLANCA AL NORTE DE GACHANTIVA

(BOYACA)

NATALIA MANCHEGODAYANA TAPIA ORTEGA

1.1 LocalizaciónEl área donde se lleva a cabo el presente estudio se encuentra ubicado en el norte de municipio de Gachantiva- Boyacá. Entre las coordenadas:

X1: 1.132.000 Y1:1.055.000 X2: 1.132.000 Y2:1.060.000X3: 1.128.000 Y3:1.060.000X4: 1.128.000 Y4:1.055.000

1.GENERALIDADES

1.2 Vías de Acceso:

Para llegar a la zona de estudio, se sigue de por la carretera que de Sogamoso conduce a Bucaramanga, pasando por Tunja, hasta el municipio de Arcabuco, esta vía se encuentra actualmente en excelentes condiciones, la vi a de acceso se encuentra dentro del área la constituye una carretera sin pavimentar que desde Arcabuco conduce a Ganchantiva, y desde allí a la vereda Igua de Paez donde se encuentra el área de concesión. Además en ella se cuenta con algunos carreteables y caminos que facilitan el acceso a este sector.

2.1 GEOLOGIA REGIONAL

El área considerada se encuentra en la cordillera Oriental, que corresponde una cadena plegada que limita fisiográficamente al Oriente con las tierras bajas de los llanos orientales y al occidente con el Valle del Magdalena, tales limites morfológicas coinciden con los limites estructurales.

Gran parte de esta cadena esta cadena esta constituida por rocas sedimentarias depositadas, durante el Cretácico y Terciario y deformadas durante el Terciario tardío y Plioceno, alcanzando su disposición actual como resultado de la orogenia Andina.

2.GEOLOGIA

2.2 GEOLOGIA LOCAL las unidades aflorantés en el área de estudio están representadas por rocas sedimentarias que van desde el Jurásico Superior al Cretácico Inferior hacia la base, a Hauteriviano Superior hacia el techo. Son ellas las siguientes unidades:

Formación Arcabuco, Formación Cumbre, Formación Rosa Blanca y Formación Ritoque; estructuralmente comprende un aparte del flanco izquierdo del anticlinal de Tinjaca-Oiba cuyo eje tiene una dirección N-NE. Las unidades presentes en el área se encuentran mal expuestas debido a la espesa vegetación.

2.2 ESTRATIGRAFIA I. JURASICO SUPERIOR (Js) a) Formación Arcabuco (Jar)

Generalidades: fue definida por Oisson (En renzoni,1967) quien establece la sección tipo en el cañón del rio Pomeca.

Etayo Serna, (1968) se refiere a esta formación como un conjunto de arenisca cuarciticas de tamaño variables(media a grueso) fuertes/cementadas por silice, con algunas intercalaciones de lutitas.

Renzoni, (1967) subdivide esta formación con base a criterios lito estratigráficos y geomorfológicos, en una parte inferior con predominio de cuarzo arenitas blancas y una parte superior, concordante con la anterior, constituida principalmente por arenitas rojas con matriz arcillosa hacia la base, y shales rojos hacia el techo, a la que denominaron “ techo de la formación” (Jart).

Descripción litológica: En la zona de estudio, aflora en un área de 3 Km2 aproximadamente al este. Consiste en una alternancia de arenitas lodosas y lodolitas arenosas de tonalidades rojizas, dispuestas en capas de 1m de espesor, limitadas por superficies irregulares seguidas de potentes conjuntos de areniscas cuarzosas blancas de grano fino a medio bien cementadas, en estratos que varían de 0,15 mts a 2 mts de espesor con intercalaciones de grandes paquetes de arcillolitas y limolitas grises oscuras a verduscas que meteorizan a color rojizo y cuyo espesor aproximado es de 50 mts.

II.CRETACEO INFERIOR (Ki) A)Formación Cumbre (Kic)

Generalidades: nombre y rango propuesto por Razoni (1967) para una sucesion que flora en elo descenso de la carretera Arcabuco- Moniquira conformada por “arenitas grises oscuras cy verdes alternando con shales negros”hacia la base y “shales grises oscuros y negros piritosos con restos de vegetales, intercalaciones con capas delgadas de arenita negra” hacia el techo.

Descripción litológica: se encuentra aflorando en un amplio sector distribuido en toda el área en dirección Noreste.constituidos en la parte inferior por 23mts de cuarzo arenitas gris verdosas, en capas de o,4-0,8 mts de espesor, separado , por limolitas en capas de 5 y 10 cm de espesor, con laminación ondulada, definida por bandad y claras y oscuras de 1 y 3 mm de espesor, presenta venas de cuarzo hasta de 2 cm. De ancho atraviesan perpendicularmente la superficie de estratificación, rellenando diaclasas.

FORMACIÓN ROSA BLANCA

Generalidades. Definida por Wheeler según Morales (1958) en el Cerro Rosa Blanca, zona del rio Sogamoso, sitio que corresponde a su localidad tipo descrita por Hubach (1957) como calizas duras gris azules de textura gruesa, maciza y fosilíferas, con estratos margosos que traspasan a calizas negras, arcillosas de textura muy fina en la parte alta.

Descripción Litológica. En el área de estudio de la Formación Rosa Blanca ocupa una franja extensa en dirección Noroeste, formando escarpes de colores amarillentos por meteorización. Se presenta en dolinas con una inclinación promedio de 4° y consiste en una sucesión de calizas grises a negras de grano fino, en estratos que varían de 0,10 m a 1,5 m de espesor.

• Valanginiano Superior (Etayo-Serna 1968).

Edad

• Marino somero de baja energía con ocasionales aumentos en la tasa de sedimentación

Ambiente de Deposito

• El área de estudio tiene un espesor aproximado de 120 m.

Espesor

• Reposa concordante a la Formación Cumbre e infrayace a la Formación Ritoque

Limites Estratigráficos

FORMACIÓN RITOQUE(Etayo –Serna 1968) Se presenta al Oeste del Anticlinal de Arcabuco como una sucesión de lomilitas grises micáceas con tonos rojizos por meteorización en alternancia con arenisca de grano fino o arcillolitas. En el área de estudio se encuentra aflorando al sureste de la zona en la vereda Somondoco, en general se encuentra mal expuesta debido al alto grado de meteorización, su expresión morfológica suave, con colores rojizos alternados.Existe alto grado de meteorización la cual es principalmente química y en muchos sectores hace difícil el reconocimiento de la roca fresca.

• Haauteriviano Inferior (Etayo-Serna 1968).

Edad

• Bahia somera de aguas tranquilas y calidas.

Ambiente de Deposito

• El área de estudio tiene un espesor aproximado de 110 m.

Espesor

• Reposa concordante a la Formación Rosa Blanca e infrayace concordante a la Formación Paja

Limites Estratigráficos

CUATERNARIO (Q)

Los depósitos recientes observados en el área se han clasificado en 2 tipos de sedimentos no consolidados que ocupan una pequeña extensión dentro de la misma.

Aluviones (Qal). Acumulaciones generadas por flujos torrenciales de las quebradas y los ríos. En la zona se presenta con pendientes suaves menores de 6°. El rio Moniquirá forma llanuras aluviales, son rellenos cuaternarios depositados en antiguos valles formados por la acción del rio. En general son conglomerados polimioticos, mal calibradas con cantos cuyos tamaños alcanzan hasta 50 cm.

CALCULO DE RESERVAS

GENERALIDADES

La unidad de interés económico corresponde a la formación Rosa Blanca y aflora en un area aproximada de 3,15 km2, tiene una direccion de N20ºW y un buzamiento promedio de 4ºNE con un espesor promedio de 100 mts, esta delimitado por la falla Igua de Pinzones, falla el Boquerón .

CARACTERISTICAS GEOLOGICAS PARA LA PROYECCION DE DISEÑOS DE BANCOS.

Las características geológicas para la proyección del diseño por bancos están constituidas por su posición estructural debido a las fallas que la bordean.

FUNDAMENTOS TEORICOS PARA EL CALCULO DE RESERVAS:

Las reservas mineras son la base fundamental para cualquier empresa minera. Si bien las labores de muestreo y delimitación de la ley media ocupan un lugar muy importante en la evaluación de los recursos minerales, sin duda alguna el calculo de las reservas, es decir definir cuanto, donde y como están, es la labor que requiere un análisis mas critico, pues va a permitir definir las características generales del yacimiento según las toneladas de material util presente, así como la morfología de los cuerpos mineralizados , lo que incidirá , posteriormente en el método minero a elegir.

Las reservas se definen como aquella parte de los recursos que pueden extraerse económicamente o producirse al tiempo de la determinación.

El termino reserva, así definido y sin ningún termino calificador es aquella parte de los recursos demostrados que pueden ser explotados bajo condiciones corrientes (su significado es el tiempo que se calcularan las reservas.

DELIMITALCION DEL YACIMIENTO

consiste en determinar la forma del yacimiento, es decir, la superficie del material útil y la estimación en profundidad.

La orientación de las labores de explotación debe ser tal que permita ver netamente la forma, los elementos de disposición y la estructura interna de las mineralizaciones, así como su relación entre estas y las rocas encajantes.

DETERMINACION DE LA SUPERFICIE DEL BANCO DE CALIZA

Se hace a partir de cortes de perfiles. La elección del método depende de las características de la superficie y del método de calculo de reservas aplicado mediante formulas geométricas, ósea cuando la superficie a medir puede descomponerse en figuras geométricas simples.

DETERMINACION DEL ESPESOR

El espesor se mide directamente en labores de exploración cuya metodología va de acuerdo a la forma del yacimiento.

El espesor se toma (mide) en el mismo sitio de muestras. Si hay ensanchamiento y estrechamientos también se miden puntos intermedios a la toma de muestras. Desde el punto de vista estadístico para que la muestra sean representativa se toman muestras y así determinar el espesor medio.

METODOS PARA EL CALCULO DE RESERVAS

EL método a elegir, depende de la geologia del yacimiento, método de explotación, disponibilidad y seguridad de los datos, propósito del calculo y del grado de precisión requerido.

Existen dos grandes grupos de métodos a la hora de llevar a cabo la estimación de las reservas de un yacimiento los que suelen ser llamados métodos clásicos o geométricos y los denominados métodos geoestadisticos.

Los recursos se calcularon por el método de los perfiles, para lo cual se realizaron veinticuatro (24) perfiles separados entre si 50 mts respectivamente perpendicular al rumbo de los estratos.

Como línea base se tomo la cota 2450 m.s.n.m la cual corresponde la cota del valle y a la vez el nivel patio el cual es el limite de la minería que se estimo a cielo abierto de acuerdo con las características geológicas.

CALCULO DE RESERVAS

RESERVAS GEOLOGICASMetodo de los perfiles para el calculo de volúmenes, se aprovecha el área delimitada por el talud, se tiene en cuenta. Cota base 2325 msnm Se realiza cortes perpendiculares al rumbo de las

capas, con una distancia constante de 50 m entre cortes.

Se mide el área del nivel en cada corte El área hallada entre dos cortes se promedia y se

multiplica por la distancia se obtiene un volumen.

RESERVAS ECONOMICASSe realiza el mismo procedimiento anterior, pero se tiene en cuenta la calidad de la caliza. Se recolectaron 100 muestras que

representan los 100 m en promedio. La caliza debe tener un % CaCo3 mayor

75%, para la elaboración de cal agrícola con un contenido de MgO minimo del 4%.

MODELO GEOMECANICOComprende un análisis de la estabilidad de taludes, ante la eventualidad de una falla.Se presentan cuatro mecanismos de inestabilidad: Falla circular, falla planar, falla en cuña y/o falla

por volcamiento. En el macizo, las rocas se comportan con un

material rigido de elevada resistencia a la compresión, problemas de estabilidad los produce fracturamiento.

FORMAS DE ROTURA ROTURA PLANA: el desplazamiento se

produce a través de una única superficie plana, se produce cuando existe una fracturación dominante en la roca y convenientemente orientada respecto al talud.

Rumbos de la línea de talud y del plano de deslizamiento debe ser casi paralelos, formando entre si un angulo máximo de 20°.

ROTURA POR CUÑAEs aquella producida a través de dos discontinuidades dispuestas oblicuamente a la superficie de talud, con la línea de intersección de ambas aflorando en la superficie del mismo y buzando un sentido desfavorable. Debe existir discontinuidades que se

intercepten Linea de interceptación se incline con

mayor angulo que el de friccion.

ROTURA POR VUELCO (Rotacional)Es la conjugación de un movimiento transnacional con uno rotacional, que ocurre sobre un mismo plano, generando bloques, columnas o flexuras. El empuje sobre los bloques superiores,

origina su desplazamiento lo que permite la rotación de los superiores.

El buzamiento de los estratos debe ser superior a 60°

ROTURA CIRCULAR O CURVAEs aquella en la que la superficie de deslizamiento es asimilable a una superficie cilíndrica cuya sección transversal se asemeja a un arco de circulo.Se produce en terrenos homogéneos, altamente fracturadas sin direcciones predominantes.

El factor fundamental para toda empresa minera se centra en el aprovechamiento de un determinado yacimiento con costos mínimos de inversión. Esto llega a ser posible al diseñar un método de explotación adecuado que pueda brindar excelentes alternativas a todas las operaciones que integran la minería en su conjunto, cumpliendo con esta desde el punto de vista geológico, técnico , ambiental y económico.

Desde el punto de vista geológico nos hace referencia a la caracterización del macizo rocoso, determinación de reservas y calidades de las mismas, cuando hablamos de la técnica nos dirige la atención a que la manera de extraer el recurso debe hacerse de forma detallada, programada con el fin de alcanzar producciones esperadas. El aspecto ambiental establece medidas de carácter preventivo y/o correctivo para minimizar los impactos que las actividades mineras puedan producir; y el factor económico nos determina la minimización de costos de inversión y la maximización de las utilidades en la comercialización del producto.

DISEÑO MINERO

RELACION DE DESCAPOTE

Se define la relación de descapote o ratio de descapote, a la cantidad de estéril que deben removerse para tener acceso a una cantidad unitaria de minería útil.

La cuantificación de las reservas explotables para todo proyecto minero es uno de los parámetros a tener en cuenta, si no mas fuere el mas importante, ya que constituye el punto de partida para el análisis de la factibilidad de explotación en un proyecto minero, como de la planificación de las eventuales explotaciones y vida útil del proyecto.

al encontrarse aflorando potentemente (100m) el yacimiento de caliza dentro del área de concesión, y no poseer materiales de recubrimiento, no hay nada que remover salvo la delgada capa vegetal (0,50 m), por lo que no existe una relación de descapote como tal. sin embargo se procede a calcular una relación de descapote donde el estéril a remover corresponde a la cantidad de material que se evacua en el desmonte.

INFRAESTRUCTURA

En todo proyecto minero, se hace necesario establecer medidas de seguridad e higiene para el personal que laborara en el frente de explotación, asi como de una planificación diaria de las operaciones a realizar. por tanto, para apoyar estos aspectos, se necesitaran edificaciones que involucren talleres, campamentos y oficina.

LA EXPLOTACION A CIELO ABIERTO REQUIERE, POR LA MAQUINARIA QUE TIENE Y EL RITMO CON EL QUE TRABAJA, UN TALLER PROPIO, MODERNO, AGIL Y PROYECTADO CONVENIENTEMENTE PARA DICHA MAQUINARIA.

MAQUINARIA

Camion doble troqueTractor de orugasCargador frontal sobre neumáticosVehículos auxiliares (carro cisterna y vehículo

liviano)

EQUIPOS SEMIESTATICOS

RetroexcavadoraTrack drill

BOTADEROS Y DISPOSICION DE ESTERIL

Capacidad 2´000.000 m3, se dispone de un buldozer, el cual se encarga de organizar esta labor.

PATIO DE ACOPIOExtension 2,25 hectáreas, donde se almacena producción de 6 meses.Se tuvo en cuenta aspectos de tipo ambiental, de construcción y geotecnicos

SISTEMA DE TRITURACION

Consta : Tolva de almacenamiento Triturador primario de mandibula: Consiste

en dos superficies de acero acanaladas muy solidas, una es fija y la otra móvil.

Bandas transportadoras Triturador secundario de rodillos: actua

inicialmente por compresión, estos rodillos están enfrentados y separados que giran en sentidos opuestos con la misma velocidad movidos por un motor eléctrico trifásico.

SUMINISTRO DE ENERGIA La planeación y diseño de líneas, garantiza

el suministro de energía a todos los equipos eléctricos.

Se determinan las zonas donde se requieren la construcción, desmantelamiento de líneas y reubicación de equipos

LABORES DE PREMINADO

Corresponden a las labores de desarrollo y preparación.PARAMETROS PARA EL DISEÑO DE VIAS VEHICULO DE DISEÑO: dimensiones, peso y

limitaciones para determinar las características geométricas.

VELOCIDAD DE DISEÑO: seleccionada para proyectar una via y relacionar características como radios de curvatura, peraltes, distancias de visibilidad.

PENDIENTE MAXIMA: Es la relación entre la diferencia de altura de sus extremos y su longitud medida en proyección horizontal. Es la pendiente de cualquier tramo recto de su perfil.

CAPACIDAD DE LA VIA: es la posibilidad de una carretera para alojar un volumen dado de vehículos en un tiempo determinado.

La via debe conservar un ancho minimo de 3 ½ veces el ancho del vehiculo.

Se puede calcular mediante la siguiente expresión:A=a(0.5+1.5n)A: anchura total de la via (m)a: anchura del vehiculo (m)n: No. Carriles deseados.

BERMAS DE PROTECCIONSon áreas de calzada construidas a los lados de los carriles de circulación, con el propósito de permitir a los vehículos que deban estacionar, un espacio para hacerlo con seguridad.Toda via debe estar provista de bermas de seguridad para evitar la caída al nivel inferior de cualquier vehiculo.Las bermas tendrán una altura minima de 0,7 m.

DRENAJES Y BOMBEOSDebe garantizar la operación del equipo minero en todas las fases de explotación, sin inundaciones y sin menoscabo de su integridad y productividad.Preservacion de los recursos hidricos., lagunas de retención.Canales: se hace atendiendo el volumen de agua a recolectar en el área, se tienen en cuenta los siguiente parámetros: Caudal a transportar m3/seg Area del caudal m2 Velosidad m/s depende pendiente del canal, radio

hidráulico, coeficiente de rugosidad.

Sumideros: Son estanques de almacenamiento que se mantienen durante el periodo de bombeo y explotación, se tiene en cuenta: Delimitación de la cantera Se calculan los volúmenes a recolectar Cantidad y tipo de bomba a utilizar

Qt=C*I*AQt: caudal recolectado m3/diaC: coeficiente de escorrentía=0-1I: intensidad pluviométrica m/diaA: área aferente m2

Bombeo: El jefe de cargue y transporte recomendara que tipo de bomba y que diámetro de tubería se debe utilizar para sacar el volumen de agua, se tiene en cuenta: Presion requerida (psi) Caudal (gpm) Voltaje y amperaje Cable eléctrico a utilizar Diametro de la tubería

Qb= (Qt*1000)/(Nd*5444)Qb: caudal a bombear gpmQt: caudalNd: No. De días a desaguar el sumidero

NOMBRE DE LA VIA Rampa 1

VEHICULO DE DISEÑO Maquinaria existente

VELOCIDAD DE DISEÑO 25 KPh

PENDIENTE MAXIMA 11%

CAPACIDAD DE LA VIA 15m de ancho (doble circulacion)

BERMAS DE PROTECCION 0,7 m de alto y 2m de ancho en vacios

RADIO DE CURVATURA 1,2 m de sobreancho para R=25m

PERALTE 4,5% f=0.02578

BOMBEO Y CONVEXIDAD 2% O 2cm/m

DISTANCIA DE VISIBILIDAD 200 m horizontales y 22 m verticales en rectas

DISTANCIA DE VISIBILIDAD DE FRENADO 200m

CUNETAS 0.5 m de ancho

COMPACTACION Base espesor de 0.2 m

SECCIONES TIPICAS No. 1,2 Y3

SEÑALIZACION En curvas y empalmes

En un diseño de vías de acarreo es indispensable que los alineamientos tanto horizontal como vertical se complementen. A pesar que las alternativas posibles de diseño son limitadas, es necesario considerar algunos problemas potenciales:

Evitar diseñar y/o construir una curva horizontal aguda cerca de la cresta de una colina. Si se requiere necesariamente una curva , se podría iniciar mucho antes de la curva vertical.

Evitar curvas horizontales agudas después de una pendiente larga de bajada (vehículos desarrollan altas velocidades).

Evitar intersecciones cerca de crestas verticales y curvas horizontales agudas.

ALINEACION HORIZONTAL Y VERTICAL

Curvas Horizontales

son arcos circulares que sirven de enlace entre tramos del alineamiento recto, denominados tangentes, de una vía. Los elementos de una curva horizontal son: el radio, el grado, las tangentes, la cuerda larga, la externa, la ordenada media flecha y la longitud de los cuales deben calcularse en función de la velocidad de diseño y del ángulo de deflexión de las tangentes, para un adecuado empalme.

Curvas Verticales

Son arcos parabólicos que sirven de enlace entre los alineamientos rectos. Las curvas verticales pueden ser convexas o cóncavas y se calculan en función de la diferencia algebraica de las pendientes de los tramos rectos que unen.

DISTANCIA DE VISIBILIDADEs el tramo de máxima longitud de vía perceptible hacia adelante por el conductor que transita por ella.

CUNETASSon zanjas que se construyen a ambos o aun solo lado de la vía con el propósito de conducir las aguas de la calzada como también otras aguas que escurren por los taludes de cortes o de áreas adyacentes.

COMPACTACIONDebido al peso que deben soportar las vías al paso de los vehículos de acarreo, deben tener un afirmado con materiales que puedan soportar estos pesos sin que se deterioren rápidamente; si esto ocurre el mantenimiento de las vías se hace mas costoso debido a la periocidad con que se debe llevar a cabo. para el calculo de la construcción se debe tener en cuenta la resistencia a la rodadura y el esfuerzo de tracción requerido para vencer el efecto retardatorio creado entre las llantas y la superficie del suelo.

PERFORACIONVelocidad de barrido: la evacuación del detritus sea eficaz, el agente del barrido debe desplazarse a cierta velocidad entre el anillo que forman las paredes del barreno y las barras.Perforacion es vertical descendente: agua es el agente del barrido la velocidad es 0,4 a 1 m/s.El agente de barrido es aire, la velocidad oscila entre 10 y 30 m/s.

Seguridad en la perforación: Accidentes mas comunes Caídas de maquinas Atrapamiento de manos Proyección de partículas a la vista

Control de riesgo Ubicación segura de las vías Iluminación en el lugar de perforación Buen manejo de brocas, barras, acoples Uso de elementos de protección

Las labores de preparación programadas consisten en la construcción de vías proyectadas para el acceso a los diferentes niveles de explotación y la remoción de la capa vegetal existente a lo largo del bloque que ha sido diseñado, conformación de los niveles donde se ubicar el equipo de perforación y el transporte del material removido hasta el sitio de almacenamiento del mismo.

LABORES DE PREPARACION

Para tener acceso a los niveles de explotación es necesario construir vías horizontales por contorno, cada nivel tendrá una vía correspondiente de modo que cada vía con su respectivo nivel formara una unidad propia de explotación y que cumplirá con las siguientes condiciones:

Que puedan circular equipos y materiales con facilidad. Que el arranque se efectué independientemente. Facilidad de extracción del mineral.

Los niveles son costosos tanto en construcción como equipamiento y manutención, por lo que se debe obtener el mínimo costo para el mismo numero de niveles, como se menciono anteriormente las vías seguirán una dirección a nivel de los contornos de la montaña. Estas vías transitorias se construirán de acuerdo a los requerimientos de maniobrabilidad.

VIAS DE PREPARACION (VIAS PROYECTADAS DE PREPARACION)

Es la operación que consiste en remover la capa vegetal que recubre el yacimiento. Es obligatoria para el acondicionamiento del frente de explotación cuando se emplean explosivos, como también el arranque mecánico ya que la capa vegetal constituye una zona potencial para el deslizamiento de los equipos. En la zona de estudio existe una capa vegetal de 40 a 50 cm, compuesta por material alterado producto de las aguas lluvias; zona donde nacen y se desarrollan especies arbustivas y pastos. En muchos sectores la montaña se compone de arboles, pero las raíces de estas plantas no superan los 50cm.

Se pretende utilizar bulldozer D9 para llevar a cabo el desmonte en la parte superior (nivel 1), atacando la capa vegetal directamente con la hoja y separándola muy cuidadosamente del material útil, a si se conformaran pilas exclusivamente con este material vegetal para que sean cargadas y transportadas a la zona que ha sido designada para tal sin.

DESMONTE Y DESCAPOTE

ARRANQUESon todas las actividades encaminadas a desprender el material para su posterior transporte.

DISEÑO DE PERFORACION

La perforación de bancos para la voladura de los mismos; es el método de detonación mas fácil. La característica del banco es que tiene un frente libre para el lanzamiento de la roca disparada. Las variables que intervienen son:

Equipos de perforacion Presion de trabajo sobre la broca Velocidad y potencia de rotacion Velocidad de penetracion Sistema de barrido

LABORES DE MINADO

Seguridad en la perforación Características de la formación rocosa Habilidad y eficiencia del operador

a) Equipo de perforación: se prevé el uso de una perforadora, la cual permita cumplir con las exigencias de producción; y que sea capaz de perforar a velocidades aceptables en el menor tiempo con el numero de barrenos requeridos.

La perforación de bancos se entiende como perforación para voladura de los mismos; es el método de detonación mas fácil y se caracteriza porque genera un frente para el lanzamiento de la roca disparada.

b) Presión de trabajo sobre la roca: esta presión debe ser mayor que la resistencia a la compresión de la roca para que pueda ser perforada , pero no debe ser excesiva para evitar el enterramiento de la broca.

Cuando se perfora una roca, las brocas pueden realizar tres presiones de trabajo que son:

Presión de trabajo insuficientes Presión de trabajo eficiente Presión de trabajo excesiva

Presión de trabajo insuficiente (PTi): es el valor de la presión por debajo del cual la roca no es perforada y se puede calcula mediante la siguiente expresión:

PTi= 28,5xRcx Db

Donde :PTi= presión de trabajo insuficiente (libras)Rc= Resistencia a la compresión de la rocaDb=Diametro de la broca

Presión de trabajo eficiente (Pte): es la presión optima a la cual la roca es perforada y se puede calcula mediante la siguiente expresión.

PTe=

PTe= presión de trabajo eficiente (libras)PTi= Presión de trabajo insuficiente (libras)

Presión de trabajo excesiva (PTx): es la presión por encima de la cual ocurre el enterramiento de la broca, y se puede calcular con la siguiente formula.

PTx=

PTx= presión de trabajo excesiva (libras)PTe= presión de trabajo eficiente (libras)

c) Velocidad de rotación y penetración: el limite de velocidad de rotación depende del desgaste y la resistencia de las brocas, y a su vez dicho desgaste dependerá de las presiones de trabajo que se apliquen.La velocidad de rotación adecuada para aplicar en las perforaciones de nuestro banco de caliza van de 60 a 90 r.p.m.

d) Sistema de barrido: para que la perforación tenga lugar, es necesario mantener limpio el fondo del barreno, es decir, los trozos de rocas se deben evacuar de forma continua. Esto se consigue con un agente de barrido- aire, agua o espuma que se inyecta a presión hasta el fondo del barreno a través de un orificio central en la barra y los conductos de barrido que tiene la broca.

El detritus- partículas de rocas mezcladas con el agente de barrido- se evacua del espacio anular entre las paredes del barreno y la barra de perforación.

Barrido por agua: se utiliza, mayormente, en las perforaciones subterráneas, ya que eliminan eficazmente en polvo que se genera durante la perforación.

Barrido por aire: se emplea en la perforación de superficie. El polvo que se origina , generalmente se recoge en un captador diseñado para tal fin.

DISEÑO DE VOLADURAConsta de tres variables :Variables geométricos: variables de diseño, geometría del frente y perforación de barrenos. Altura del banco (hb): Distancia vertical entre un nivel

de trabajo y siguiente. Diametro del barreno: Depende del tipo de trabajo y de

la fragmentación deseada de la roca. Inclinacion de los barrenos: se obtiene mayor

fragmentación, desplazamiento y esponjamiento de la pila de material.

Largo de voladura: es la longitud en el frente de la zona que requiere explosivo, en dirección del rumbo.

Ancho de la voladura: esta estimado para el diseño esta en función de la topografía y se determino (Av= 10m).

Piedra o burden: Es la distancia perpendicular que se forma entre la línea de inclinación del talud y la primera fila de barrenos

B= 0.012*((2sge/sgr)+1.5) DeB: burdenSge: gravedad especifica o densidad del explosivo (g/cm3)Sgr: gravedad especifica o densidad de la roca (g/cm3)De: Diametro del explosivo (mm) Espaciamiento (E): es la distancia entre un barreno y

otro de una misma fila.

Longitud del barreno: es factor determinante del diámetro, burden y espaciado.

H= (K+U)/cos iH: longitud de perforación (m)K: antura del banco (m) Sobreperforacion (J): Es la longitud del barreno por

debajo del nivel del piso que se necesita para romper la roca a la altura del banco.

U= 0,3*B U: sobreperforacion(m)B: Burden (m)

Retacado: Es la longitud del barreno en la parte superior que se rellena con material esteril, y tiene como función confinar y retener los gases producidos en la explotación.

T= 0.7* BT: taco (m)B: burden (m) Variables del explosivo: cantidad que intervienen

en la voldura y su distribución dentro del barreno. Variables de tiempo: Se refiere a los tiempos de

retardo entre barrenos y las secuencias de disparo.

Numero de barrenos (Nb): el numero de barrenos se puede calcular mediante la siguiente expresion.

Nb= (Lv/E)x(Av/V)

Donde:Lv=largo de la voladura (m)Av=ancho de la voladura(m)E= espaciamiento (m)Va= piedra aparente(m)

CALCULO DE CARGAS DEL EXPLOSIVOConcentracion carga unica (qu): es la cantidad o kilogramos de explosivos necesarios para llenar un metro lineal de barreno, se puede calcular mediante la siguiente expresión.

Altura de carga unica (Hu): es la altura del barreno que será ocupada por el explosivo unico.

Carga unica (Qu): cantidad de kilogramos de explosivos que deben ser cargados en cada barreno.

Factor de carga (Fc): en las voladuras de banco es de vital importancia conocer el factor de carga, en la etapa de planificación cuando se determinan los costos de voladura. El factor de carga para voladuras de banco puede ser obtenido mediante la expresión.

Volumen arrancado por barreno (Var): corresponde a la cantidad volumetrica arrancada y fragmentada de mineral debido a la voladura de un barreno.

Rendimiento de arranque (RA): es la producción volumetrica por cada linea de carga.

Perforacion especifica (Ps): corresponde a la longitud de perforacion necesaria para arrancar 1 m3 de mineral.

DISEÑO DE BANCOS

El calculo y diseño de los bancos depende de los datos estructurales, ensayos y experiencias de explotaciones. El dimensionamiento de los taludes se encuentra en función de la maquinaria a emplear, diámetro de los barrenos, producción y clasificación del macizo. Altura del banco (hb): la altura del banco esta en función

del equipo de perforación (diametro) y del equipo de cargue.Hb=10 m Ancho del banco (Ab): este factor depende de los

parámetros de la operación de las maquinas, se debe tener en cuenta que los equipo de cargue y transporte puedan operacionar con normalidad.

Zona de cargue: Comprende la distancia ocupada por el volumen de mineral arrancado producto de la voladura y ancho del equipo de cargue incluido el radio de giro.

Vias: debe ser suficiente para el acceso y salida de los equipos.

Camion: ancho 2.5 m por lo que la via debe tener un ancho 8m. Angulo talud del banco (α): Corresponde a la cara del

banco, este angulo se forma entre la línea de pendiente del banco y un plano horizontal de referencia. El diseño de la cara del talud esta en función de la orientación e inclinación de las diaclasas existentes.

Angulo de talud de trabajo (ϴ): hace referencia a la pendiente de un grupo de bancos escalonados. Es el ángulo que se forma entre la línea perpendicular a la longitud de los bancos que une los pies o las crestas de todos los bancos con la horizontal.

Se calcula:

ϴ: Angulo de talud de trabajohb: Altura del banco=100 mAb: Ancho del banco=100mα: ángulo talud del banco=80°

ϴ=40°

Longitud eje axial d el talud de trabajo (Lt): Es la longitud minima que existe entre el piso o la cresta del primer banco hasta el ultimo.

Lt: longitud del talud de trabajo (m)N°n: No. De niveles=10hb: altura del banco= 10mAb: ancho del banco=10mα: angulo talud del banco= 80°ϴ: angulo de talud de trabajo=40°

Lt= 154m

Angulo final del talud (Ø): El angulo con respecto a la horizontal de la línea que une el pie del banco mas bajo y la cresta del banco superior.

)Ø: angulo final del taludN°n: No. De niveles=10hb: altura del banco= 10mAb: ancho del banco=10mα: angulo talud del banco= 80°

= 43°

SELECCIÓN DEL METODO DE EXPLOTACION:

DISEÑO DE BANCOS

METODO DE EXPLOTACION POR CONTORNOS CON TALUD FINAL PIRAMIDAL

Ataque al banco(sentido de avance y arranque de explotación): el ataque del banco se efectuara desde el pie de este, donde coincida una línea paralela al lindero con la cota del nivel a atacar, esto con el fin de ir dejando taludes de topografía y evitar que se genere una pared vertical en el limite del lindero.

SELECCIÓN DEL METODO DE EXPLOTACION:

DISEÑO DE BANCOS