clases de diseño de mineria

8/19/2019 clases de diseño de mineria

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFacultad de Ingeniería Geológica Minera y Metalúrgica

MI 115 Métodos de Explotación SubterráneaCiclo 2006-2

METODOS DE EXPLOTACION SUBTERRANEA

Ing. Francisco Grimaldo Z.

Setiembre 2006


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1.0. PRE REQUISITOS MI 102 Introducción a la Minería4.0.REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS4.1 SME-Mining Engineering Handbook - 2da. Edition-H.L. Hartman 1992.

4.2 Mining Methods of Equipment – Stout - 19894.3 AIME - Underground Mining Methods Handbook-W.A. Hustrulid 1982.

4.4 SME Mining Engineering Handbook —1973— Cummins — Given

4.5 Elements of Mining — Lewis Clark-1933, 1941, 1964

4.6 Mining Engineers Handbook- Peele —1918, 1927, 1941

4.7 Hard Rock Miner´s Handbook – McIntosh Red Path Engineering - 2000

4.8 Revistas: EMJ (USA), MINAS (UNI), MINERíA (IIMP), INFORMATIVOMENSUAL (SNMPE), CIFRAS (MEM), Colegio de Ingenieros del Perú y otras.

MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN SUBTERRÁNEACódigo Curso: MI 115

REGIMEN SEMESTRAL (VII CICLO)


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OBJETIVO DEL CURSO:

Proporcionar al estudiante de Ingeniería de Minas el

conocimiento científico, técnico y aplicativo de los diferentes métodos de explotación

subterránea a base de las características físicas y geológicas de los depósitos

mineralizados.

COMPETENCIA PROFESIONAL:

Al finalizar el curso el estudiante de Ingeniería de Minas deberáestar en la capacidad de seleccionar, diseñar y desarrollar el método de explotación

subterránea más idóneo tomando como base las condiciones reales de un yacimiento

mineralizado, teniendo en cuenta además las consideraciones económicas y el

cumplimiento de las normas en cuanto a seguridad y medio ambiente.


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7.0. HORAS SEMANALES4 Hrs. Teoría

2 Hrs. Práctica

8.0. CRÉDITOS: 5

9.0. SISTEMA DE EVALUACION:

EXAMEN PARCIAL (EP) : 1

EXAMEN FINAL (EF) : 2PROMEDIO DE PRACTICAS (PP) : 1

PROMEDIO FINAL = (EP*1+ EF*2 + PP*1) / 4


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SYLLABUS PROGRAMA ANALITICO; PARTE TÉORICA

1.-Fases De Un Proyecto Minero: prospección y exploración, sus definiciones y diferentes técnicas usualmenteaplicadas, su explicación y casos de aplicación. Modelamiento de cuerpos mineralizados.

2.-Programa de Desarrollos: En minas nuevas, en minas de producción, presupuestos y costos de desarrollo.Definición de reservas probadas, probables y prospectivas como efecto de los desarrollos.

3.-Ley de Corte: Definición, fórmula básica y fórmula práctica, factores que influyen en la LC, aplicación de casos

prácticos.

4.-Muestreo y Dilución en Minería: Concepto básico, definiciones, fórmula general, implicación en la economía de laexplotación, ejemplos prácticos.

5.-Ciclo de Minado: Conceptos básicos de perforación, voladura, limpieza, acarreo y sostenimiento, transporte internoen la mina. Ejemplos.

6.-Minado a tajo abierto versus Minado Subterráneo. Planeamiento general de mina. Diseño de mina subterránea.

7.-Conceptos modernos básicos de los Sistemas de Gestión de Seguridad en las minas subterráneas

8.-Criterios utilizados para la selección de un método:

Enumeración de los diferentes factores y criterios a tener en cuenta, su explicación, ejemplos que clasifiquen lascondiciones.

Clas if icac ión de los métodos de explotac ión: De sosten imiento natural y ar ti ficial , de hundimiento y métodoscombinados.

8.-Examen Parcial


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9.- Métodos auto sostenidos o sostenimiento natural:

Tajeo abierto (Open Stopes): Clases de este método, condiciones de aplicación, las labores de preparación requeridas,secuencias de la explotación, sus ventajas y desventajas

Tajeo por sub-niveles (Sub Level Stoping): condiciones de aplicación, labores de preparación, formas y secuencias deexplotación, ventajas y desventajas.

Métodos de cámaras y pilares (Room and Pillar): Condiciones de aplicación, labores de preparación, secuencia de explotación,variaciones del método, ventajas y desventajas.

10.- Métodos con sostenimiento artificial

Corte y relleno ascendente: Condiciones de aplicación, descripción y secuencia de minado, tipos de relleno, variaciones demétodo, ventajas y desventajas. Mecanizado y convencionales.

Corte y relleno descendente:Condiciones de aplicación, descripción y secuencia de minado, tipos de relleno, variaciones demétodo, ventajas y desventajas. Mecanizado y convencionales.

Relleno de mina: detrítico, hidráulico, pasta, otros.

Método de cuadros (Square setting): Condiciones de aplicación, elementos de cuadro, ascendentes y descendentes, ventajas ydesventajas.

Método de acumulación (shrinkage): Condiciones de aplicación, labores de preparación, secuencia de explotación, efectos dedilución. Ventajas desventajas.

11.- Métodos de Hundimiento:

Hundimiento por sub-niveles (Sub level caving): Condiciones de aplicación, labores de preparación, perforación y voladura deanillos, secuencia de minado, ventajas y desventajas.

Hundimiento por bloques (Block caving): Condiciones de aplicación, labores de preparación, extracción del mineral, ventajas ydesventajas.

12.- Examen Final


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PROGRAMA ANALÍTICO; PARTE PRÁCTICA:OBJETIVOS

1.Conocer la terminología minera de acuerdo a la práctica y ley vigente de minería.

2.Aprender a calcular el costo unitario de labores de desarrollo y formular presupuestos para empresas mineras especializadas y obras

civiles de tunelería.

3.Determinar la ley de corte de un yacimiento para el cálculo de reservas y para diferentes casos de operaciones mineras. Resolver

problemas combinados de desarrollos, ley de corte y dilución en las operaciones mineras.

4.Conocer las consecuencias de la dilución favorables y desfavorables, métodos propensos a la dilución.

5.Aprender a redactar un informe sobre el método dado de explotación y exponerlo verbalmente en clase.

TRABAJOS PRACTICOS (80% de la nota de práctica)

Primer Trabajo: Definición de Términos Mineros. Principales prospecciones y exploraciones de nuevos proyectos subterráneos en el Perú.

Segundo Trabajo: Determinación de costo unitario de desarrollos de una rampa de 4 m x 4m, galería de 2.4 m x 2.4 m. , chimeneasconvencionales 2 m de diámetro y chimeneas mecanizadas de 1.5 y 2.1 m de diámetro.

Tercer Trabajo: Ejercicio de sensibilidad de la ley de corte (mineral monometálico y un mineral polimetálico, leyes equivalentes)

Cuarto Trabajo: Problemas de dilución en vetas, cuerpos mineralizados y pórfidos. Impacto económico de la dilución en el valor de mineral.

Quinto Trabajo: Clasificación y distribución de minas peruanos por métodos de minado subterráneo

Sexto Trabajo: Informe y exposición en clase de un método de minado

Visita técnica a minas subterráneas: Se programará, en coordinación con la Facultad y los estudiantes. Se presentará un informe de lasvisitas a las minas, que será calificado por el profesor del curso.

TRABAJOS DE INVESTIGACION (20% de la nota de práctica)

A ser entregados 2 semanas antes del Examen Final al profesor del curso para su calificación.

Trabajo de Investigación: Aplicación de modelos matemáticos y softwares para el cálculo de la ley de corte (casos monometálicos ypolimetálicos).


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FASES DE UN PROYECTO MINERO


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EXPLOTACIÓN /OPERACIÓN

EXPLOTACIÓN /EXPLOTACIÓN /OPERACIÓNOPERACIÓN

Minado

Medio Ambiente, Seguridad, Labores, Logística, Recursos Humanos

GeólogosConcentración

metalúrgica

Comercialización

INICIO /INICIO /CONSTRUCCIÓN DELCONSTRUCCIÓN DELPROYECTO MINEROPROYECTO MINERO

Etapas del Proceso MineroEtapas del Proceso Minero

EXPLORACION YEXPLORACION YDESARROLLODESARROLLO

PROSPECCIONPROSPECCION

CIERRE DECIERRE DEMINAMINA


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Geólogos de

exploracionesModelamiento

Económicos

Investigadores Metalúrgicos

Ingenieros MetalurgistasIngeniero Químico

Ambientalistas

Especialistas en temas

sociales

Ingenieros de proyecto (diversasespecialidades)

Ingenieros Civiles, Mecánicos,Electricistas, Electrónicos, otras

profesiones, etc.

•• Cateo/ExploraciónCateo/Exploración

superficial (trincheras,superficial (trincheras,

muestreos, mediasmuestreos, medias

barretasbarretas

•• Geofísica, geoquímicaGeofísica, geoquímica

•• Perforaciones diamantinasPerforaciones diamantinas

inicialesiniciales

•• Estudio conceptualEstudio conceptual

(incertidumbre 35(incertidumbre 35--40%)40%)

•• Estudio deEstudio de prefactibilidadprefactibilidad(15(15--25%)25%)

Determinación deDeterminación de

reservasreservas

•• CódigosCódigos

internacionalesinternacionales

(JORC)(JORC)

•• PerforaciónPerforación

diamantinadiamantina

•• Estudio de FactibilidadEstudio de Factibilidad

(5(5--10% incertidumbre)10% incertidumbre)

•• Ing. DetalleIng. Detalle(financiamiento)(financiamiento)

•• Determinación final,Determinación final,

método de explotaciónmétodo de explotación

mineraminera

•• Método de tratamientoMétodo de tratamiento

metalúrgicometalúrgico

••

PruebasPruebas

metalúrgicasmetalúrgicas

•• Evaluación ImpactoEvaluación Impacto

Ambiental Ambiental

•• Evaluación SocialEvaluación Social

Ingenieros de Proyectos, especialistas

en diseño de:

• Explotación Minera (subterránea ytajo abierto).

• Metaurgia.

• Procesos metalúrgicos.

• Ambiental.

• Geólogos.

• Legal: permisos de operación

• Social: Licencia Social.

Estudio de Factibilidad / Construcción

del ProyectoEstudio conceptual / Prefactib ilidad


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Es la búsqueda de zonasgeológicas susceptibles deexplotación (vetas,diseminados, lavaderos)sobre zonas en las que sepresume existe un

yacimiento minero.Con estos trabajos sedescubren yacimientosnuevos y se describen enforma preliminar en suforma, dimensiones y

composición mineral.

No existe un límite biendefinido entre la búsqueda yla exploración, siendo elconjunto de estos laPROSPECCIONGEOLOGICA.

BUSQUEDA - CATEO


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OBJETIVOS DE LA EXPLORACIÓN

Aplicación de las diferentes tecnologíasde exploración geofísica y geoquímica,aplicadas a la investigación del espacio

subterráneo, especialmente para laDETERMINACION DE RECURSOSMINERALIZADOS.

Geofísica Aplicada, se muestrandetalladamente las di ferentesmetodologías de prospección geofísica,

tanto de superficie como a través desondeos.

Prospección Geoquímica pretendeinformar al alumno en las variadastécnicas de investigación geoquímicasaplicadas a la exploración subterráneay al Medio Ambiente.

EXPLORACIONES Y DESARROLLO


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EXPLORACIONES Y DESARROLLO

Métodos aplicados para la exploración:

- Geofísicos: Magnetometría, Gravimetría y electrometría,

sismografía, radiometría, etc.

- Geoquímicos

- Perforación diamantina: es el método más difundido

- Trabajos adicionales: pozos de cateo, calicatas, etc.


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GEOFÍSICA APLICADA

Prospección Geofísica: Geofísica Pura y Geofísica Aplicada. Clasificación de los métodosgeofísicos. Planificación de los trabajos de prospección. Aplicaciones .

Prospección Geoeléctrica. Concepto de resist ividad (de aguas naturales, de rocas) . Clases deConductividad. Anisotropía. Polarización dieléctrica de los minerales. Constante dieléctrica

de las rocas. La Permeabilidad magnética.Sondeo Eléctrico Vertical.

Método de Polarización Inducida.Polarización de electrodos y de membrana. Valores decargabilidad de rocas y minerales. Calicatas, Sondeos Eléctricos y Tomografías de P.I.

Métodos electromagnéticos. Campos electromagnéticos. Clasificación: Métodos

electromagnéticos en el dominio de la frecuencia.

Técnica del Geo-Radar. / Satelital

http://www.geosoft.com/pinfo/popups/ip.html


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GEOFÍSICA APLICADA (continua)

Métodos Sísmicos. Método de sísmica de reflexión

Gravimetría . Introducción. Variación de la gravedad sobre la superfic ie terrestre y reducción de lafuerza de la gravedad. Interpretación de anomalías gravimétricas.

Conceptos fundamentales en magnetometría. Fases de la prospección magnética. Interpretación.

Calculo de la anomalía. Interpretación: separación regional y residual.Medidas del Potencial Espontáneo (P.E.). Origen del potencial espontáneo: Potencialelectrocinético, potencial electroquímico. Actividad iónica: concentración, resistividad. Potencialespontáneo estático. Interpretación y aplicaciones.

Medida de la radiactividad natural gamma (Diagrafia de rayos gamma).

http://www.geosoft.com/resources/maplibrary/featuremaps.asp


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PROSPECCIÓN GEOQUÍMICA

Composición química de la t ierra. valor Clarke. Comparación de los valores Clarke. Calculoregional de los valores Clarke.

Leyes de migración de los elementos.

Principales métodos de análisis geoquímicos.

Prospección por sedimentos de arroyos.

Formación de anomalías secundarias. Factores y procesos de formación. Suelos: definición,características y tipos. Anomalías de los suelos.

Prospección litogeoquímica.

Método de prospección h idrogeoquímica. Barreras de precipitación. Variación de las anomalías enel tiempo. Anomalias en las aguas subterráneas , de escorrentía y lagos.

Métodos biogeoquímicos. Métodos de prospección . Absorción de los elementos por las plantas.

Prospección geoquímica del oro. Tipos de placeres auríferos

Etc.

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PERFORACIONES DIAMANTINAS

Es uno de los métodos más difundidos en la exploración, donde a veces sehacer perforaciones de hasta varios kilómetros de profundidad.

En este proceso de sondeo se extraen de los pozos las muestras (testigos) derocas, según las cuales se determina la const itución l itológica del yacimiento.



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PERFORACIONES DIAMANTINAS

Permiten descubrir nuevos cuerpos mineralizados que están más allá de la superficiedel subsuelo luego de haber efectuado una interpretación geológica.

En muchas operaciones, se emplean las perforaciones diamantinas para delimitar loscuerpos mineralizados ya descubiertos, permitiendo definir sus característicasfísicas y químicas con mayor detalle a fin de aplicar el método de explotación quemás se adecúa.

La perforación diamantina extrae un “ core” , que luego es analizadolongitudinalmente de las cuales se toman las muestras (la mitad para ensayos y laotra mitad queda en almacenamiento). Los cores más grandes, permiten la ejecuciónde pruebas metalúrgicas

En la perforación los detritus retornan a la superficie para complementar lasmuestras. Los tamaños más comunes para la exploración con perforacionesdiamantinas son los NQ y CHD 76.



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Bit Size Core Diametermm

Hole Diametermm

AQ 27.0 48.0

BQ 36.5 60.0 NQ 47.6 75.7

HQ 63.5 96.0

PQ 84.0 122.6CHD 76 43.5 75.7

CHD 101 63.5 101.3

CHD 13485.0 134.0

TIPOS DE BROCAS TIPICAS EN PERFORACION DIAMANTINA



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PERFORACIONESDIAMANTINAS (continua)

Permite determinar los índices decalidad de rocas, rate de penetración,porcentaje de pérdida del core,pérdidas del retorno del agua, etc.

La información se va registrando y

permite a los geólogos hacer el logeo(logging). Por lo general, actualmentese usan softwares para procesar estainformación.

La perforación se hace desdesuperficie bajo una malla definida deperforación, la orientación la dará elgeólogo de acuerdo a lainterpretación que tenga del cuerpomineralizado (rumbo, buzamiento,plunge, etc).

Se usan las coordenadas geográficaspara llevar un mejor control de laubicación del taladro.



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RESULTADOS TIPICOS PERFORACION DIAMANTINA DE EXPLORACION



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MODELAMIENTO DE CUERPOS MINERALIZADOS

Con la información obtenida en la perforación diamantina, así como con loslevantamientos topográficas y las interpretaciones geológicas realizadas se vaalimentando a los diversos formatos de los softwares existentes, y estos vanmodelando geológicamente el cuerpo mineralizado.

Esto permite visualizar en 3 D, el cuerpo y más adelante se empleará para laestimación de reservas y para el planeamiento del método de explotación.



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PROSPECCION Y DESARROLLO EN MINERIA A PEQUEÑAESCALA

Al trabajar en pequeñas (pequeña minería/minería artesanal) escalas, nose dispone muchas veces del capital suf iciente, por lo que para laprospección se realizan medias barretas, trincheras, cortadas de pocalongitud, galerías de reconocimiento, etc. que tienen un alcance muylimitado para delimitar estructuras mineralizadas.

Estos trabajos muchas veces se realizan en forma desordenada, noplanificada, que traen problemas futuros y desventajas cuando se quiereaplicar un explotación racional (un adecuado método y serios problemasde seguridad). Por lo que es recomendable darle una orientaciónprofesional técnica a estos mineros.

Sin embargo, podríamos decir que una de las ventajas en la minería apequeña escala es que estos desarrollos mínimos sobre mineral lepermitir ían hacer flujos de caja (a su nivel) que financie sus actividades.

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