miércoles, 11 de noviembre de 2015

Principales riesgos




Procedimientos de tronadura

               En el uso de productos explosivos y accesorios para realizar labores de tronadura siempre se debe velar por cumplir con todas las reglamentaciones vigentes de seguridad y procedimientos operacionales. Para las tronaduras se distinguen las siguientes etapas:


Autorización de acceso

Al ingresar a una malla de perforación para proceder al carguío de explosivos se deberá contar siempre con la autorización de algún supervisor de la mina. Esta autorización debe ser comunicada personalmente o por radio. Es importante consultar siempre por riesgos adicionales, como las condiciones del entorno (clima) o cambios en las operaciones mineras, con el fin de asegurar el correcto trabajo.

Cierre y señalización del lugar de trabajo

La primera acción consiste en verificar el área, asegurándose de que no exista ningún impedimento para la carga normal de explosivos. Delimitar siempre el área con conos y letreros. Además, es importante impedir el acceso a toda persona ajena a la operación de carga de explosivos. El personal adjunto debe solicitar autorización; por ejemplo, muestreros, topógrafos, etc.

Primado y carguío de explosivos

El primado consiste en introducir uno o más detonadores en un explosivo de alto poder. Para primar es necesario contar con los siguientes componentes:
Booster: Explosivo de alto poder detonante, que posee la energía necesaria para iniciar toda la columna explosiva.
Sistema de iniciación no eléctrico: Está compuesto por un detonador de un tiempo predeterminado y un tubo de un largo suficiente para conectar las diferentes líneas de iniciación.

Acciones previas

Verificación del área

Antes de comenzar la operación carguío de explosivos se debe inspeccionar el área para verificar que todo esté en regla. En caso contrario, por ningún motivo se descargarán los explosivos y accesorios en el área y se comunicará de inmediato la condición anómala al supervisor de tronadura.

Una vez realizada la verificación se darán a conocer al personal involucrado en la operación todas las especificaciones pertinentes y el sector en que se puede primar y cargar, ya que puede tratarse de una tronadura de adelanto.

Profundidad de los pozos

Antes de primar se deberá chequear la profundidad de todos los pozos del disparo, dejando en cada uno de ellos una tarjeta de identificación en que se indique la profundidad y cantidad de explosivo del pozo. De existir pozos cortos (profundidad menor a la de diseño), se identificarán con un "mono" (pila de piedras, una sobre otra) y se comunicará al supervisor o encargado del carguío de explosivos, quien a su vez comunicará la situación al supervisor de la mina. Si es necesario perforar un pozo lateral o repasar un pozo corto, se dejará el espacio suficiente y debidamente señalizado para el ingreso de una perforadora al sector, respetando lo indicado en los procedimientos internos de la mina.

Distribución de accesorios

Confirmadas las medidas de los pozos, se procederá al reparto de los accesorios y boosters, teniendo presente que ningún accesorio de tronadura podrá ser tirado al suelo. Éstos serán depositados con mucha precaución en el piso, a un costado de cada pozo.

 Primado
El primado de los tiros consiste en introducir el o los detonadores al interior de un explosivo, lo que tiene lugar una vez realizadas las verificaciones pertinentes. Teniendo especial cuidado en que los detonadores queden dentro del booster, se bajará la prima por el centro del pozo, evitando los roces, y ubicándola a la profundidad programada.
Los tubos no eléctricos deberán quedar amarrados en la parte central de un coligüe que será ubicado en la boca del pozo. Si existe necesidad de dejar accesorios en el piso, éstos deberán quedar en un lugar debidamente señalizado y protegido del tránsito de vehículos que se desplazan en el disparo.
Carguío
El supervisor dispondrá la ubicación de los camiones fábrica (camiones que transportan las materias primas que se mezclan en las proporciones definidas para cargarlas en la misma perforación) con el fin de iniciar el carguío del explosivo en la perforación e indicará claramente la cantidad de explosivo por tiro, contemplando las indicaciones señaladas en el plano de amarre y la dirección de carguío.
Una vez que los pozos han sido cargados, éstos deberán ser tapados adecuadamente para asegurar el debido confinamiento de la carga. Para tal efecto, se empleará el mismo detritus (material alrededor de cada pozo producto de la perforación), evitando la caída de piedras que en su trayectoria pudieran cortar el tubo nonel. Para el tapado de los tiros se emplearán los equipos tapahoyos, que introducen el detritus en la perforación.
Terminado el carguío, se solicitará al jefe de tronadura que dé la autorización para amarrar el disparo y los pasos por seguir.
Tronadura de adelanto 
Una tronadura de adelanto es un proceso que se realiza anticipadamente, con la intención, por lo general, de tronar al otro día. En caso de una tronadura de adelanto se debe considerar lo siguiente:
No se primará la corrida de pozos que da hacia el material tronado; además, se dejará una corrida de pozos en todo el contorno del área de carguío, exceptuando la cara libre (que da hacia el frente de carguío), que puede ser primada y cargada previa autorización del supervisor de tronadura de la mina.
Si se trata de un disparo durante la noche, se dejarán espacios expeditos para el tránsito de personal y de vehículos de la mina que requieren atender equipos que deban permanecer en el área por necesidad operacional, especialmente las perforadoras, evitando así que estos vehículos ingresen al área cargada durante la noche.
De tratarse de un disparo normal que se va a tronar durante el día, se deberá dejar sin primar (o sin preparar los cebos) la corrida de pozos que da al material tronado, situación que puede ser autorizada por el supervisor de la mina que esté a cargo, dependiendo de la posición de la pala que está atacando el frente de carguío.
La asignación de los retardos o el tiempo que demora en detonar cada pozo será entregada al personal por el supervisor o capataz que se encuentre en el disparo. Cualquier duda respecto de la ubicación deberá ser consultada a ellos.
 Importante:
Si existe explosivo fuera de los pozos o en el lugar de resguardo, no se deberá dejar nunca un área sin personal; será responsabilidad de todo el personal velar porque esta medida se cumpla siempre.
El operador deberá chequear continuamente la densidad del explosivo.
El supervisor o capataz chequeará los tacos mediante huincha, según el programa de carguío de pozos.

Amarre del disparo

El amarre de disparo consiste en realizar todas las conexiones, de acuerdo con una secuencia y tiempos de iniciación establecida en la etapa de diseño.
El amarre de un disparo se realiza sólo cuando lo confirme el supervisor de tronadura que esté de turno; nunca podrá quedar amarrado un disparo de un día para otro (excepto en situaciones debidamente justificadas e informadas).
Se comenzará con el amarre dentro del área de disparo que se encuentra ya tapado (pozos cargados y tapados), por la cual no deben circular camiones fábrica y/o camionetas con accesorios.

Consideraciones del amarre del disparo

Si por fuerza mayor no se quema el disparo en el día, y ya se hubiese realizado la labor de amarre, se procederá a retirar todos los accesorios de la superficie, los que deberán ser eliminados posteriormente. En caso de existir recorte y de que éste hubiese quedado instalado, se dejará debidamente señalizado, comunicando esta situación al supervisor de tronadura de la mina.

En caso de que un disparo haya sido amarrado para ser quemado a la hora programada y, por fuerza mayor, éste no se trona, se dejará una persona con un equipo de comunicación custodiando el área, siempre y cuando el disparo haya sido postergado para más tarde en el mismo día. Si no es así, se procederá como indica el párrafo anterior.

En el caso de usarse cordón detonante, éste se colocará en un portacarrete para su distribución. Se debe tirar de un extremo del cordón, mientras se mantiene fijo el carrete en el piso con el rollo de cordón en el otro extremo. Al llegar con el cordón al extremo opuesto del portacarrete, se dejará un chicote de unos 50 cm para amarrar la línea troncal.

Los conectores "J" (perros de amarre) se amarrarán desde este extremo hacia el carrete, de manera de no dejar líneas tensas que pudiesen cortarse durante la detonación. Al momento de amarrar el conector "J" al cordón detonante, se podrá retirar el coligüe que estaba en el pozo con los dos tubos detonadores. Esta operación no podrá efectuarse antes, ya que las líneas no eléctricas podrían ser arrastradas por una eventual caída del detritus en el pozo, al quedar éste con un bolsón de aire durante el tapado. 

Es necesario tener la precaución de que el perro de amarre y el cordón queden en ángulo recto (90º), para así evitar cualquier corte provocado por la onda de detonación. De igual forma, el contacto "J" debe quedar unido al detritus o cutting cuando ya está amarrado el cordón detonante para no cortar los tubos no eléctricos que van al pozo y, además, mantener el ángulo recto entre el cordón y los tubos.

 La misma precaución se deberá tomar al conectar la línea troncal, debiendo quedar siempre en ángulo recto. 

Una vez que se encuentre amarrado todo el sistema de disparo se procederá a colocar los conectores de superficie. Éstos se ubicarán en la línea troncal, entre las filas, en el extremo opuesto a la entrada del fuego, siguiendo la línea troncal de manera de evitar cualquier corte durante la detonación.

Si en el disparo existiese recorte, se colocará un retardo de un segundo en el punto de iniciación del primario para atrasar la salida de este último respecto del recorte.

Se deberá tener precaución de dirigir el fulminante o detonador en el sentido correcto respecto de la entrada del fuego, iniciándose en el tubo y propagándose al detonador. Un error en este punto puede dejar sin detonar toda la tronadura primaria.

Si es una tronadura extensa (desquinche), se colocarán retardos de un segundo en la línea de fuego ubicadas cada siete corridas de producción, evitando que todo el recorte salga instantáneamente y que alguna piedra proyectada en altura pudiera cortar el cordón en superficie. Se colocará un segundo retardo paralelo a éstos, cumpliendo únicamente con el objetivo de asegurar la continuación de la detonación por si alguno falla.

Una vez instalados todos los retardos, se procederá a chequear el amarre de todo el disparo, responsabilidad que debe cumplir el capataz y/o supervisor que está a cargo del área.

De iniciarse el disparo en el centro del recorte, se debe tener la precaución de dirigir correctamente los fulminantes en el sentido de la detonación, de modo de evitar cualquier interrupción en la onda de detonación.

Cuando exista certeza de que no llegará personal ajeno a la tronadura, se procederá a retirar los letreros y conos que delimitan el área de carguío y de tronadura.

De no existir capacidad en la camioneta para guardar conos y letreros, se dejarán a resguardo de la tronadura, siendo retirados posteriormente.

Se procederá posteriormente a conectar el tubo de 500 a 1000 m, según sea el requerimiento del disparo, chequeando además que el tubo y fulminante no presenten ninguna anomalía. 

En la conexión del fulminante con el cordón detonante se deberá utilizar una huincha adhesiva para asegurar el conector, de manera de evitar que éste se suelte al salir con la línea para ubicarse en un lugar protegido y seguro. Para efectuar esta medida se deberá tener la certeza de que no hay personal ajeno atrás del disparo y que toda el área fue despejada, información que deberá ser entregada por el supervisor de la mina a cargo del disparo.

Siempre se deberá disponer de al menos un tubo adicional de reemplazo de 500 o 1.000 m, de manera de cambiarlo inmediatamente en caso de una falla que no se hubiese detectado con anterioridad. Además, se deberá disponer de dos percutores de pie o chispero con sus respectivos fulminantes, que permitirán iniciar los tubos de 500 o 1.000 m.

Una vez extendido el tubo de 500 o 1.000 m, y comenzando a sonar la sirena de advertencia, se cortará el tubo que luego se colocará en el percutor. Previo a esta operación se deberá hacer un segundo corte a dos metros del primero para asegurarse de que el tubo tenga la película explosiva suficiente que permita transmitir la onda de detonación en toda su longitud. Esta operación es necesaria debido a la diferencia de nivel existente entre la fábrica del tubo y la faena, la que se traduce en una diferencia de presión. Esta diferencia de presión hace salir parte de la película explosiva al momento de efectuar el primer corte al tubo.

Una vez colocado el tubo en el percutor, éste se ubicará en el suelo, tomando la precaución de que el terreno esté limpio y parejo para evitar que el percutor se desplace al momento de golpearlo con el pie.

El operador deberá esperar la orden verbal del supervisor de la mina que esté a cargo para percutir el fulminante e iniciar el tubo no eléctrico.

Operación tapado de pozos

El tapado de pozos es una operación que se realiza con el propósito de confinar las cargas explosivas para así poder aprovechar la liberación de energía en la fragmentación y desplazamiento de la roca. Es importante considerar los siguientes aspectos operacionales:

Como acción previa al tapado, se deberá soltar la amarra del tubo no eléctrico del coligüe y sujetarlo con la mano en forma segura; en lo posible, dar una o más vueltas con el tubo alrededor de la mano.

El ayudante deberá tomar una posición estable y segura; es decir, de frente al equipo, de tal forma de mantener una visión total de la operación. 

El tapado de pozos adyacentes a un material tronado o a la cara libre es un caso especial, en el que el ataque al pozo deberá hacerse en forma diagonal, de manera que el operador no dé la espalda al borde del banco o a material poco estable. En este caso, durante el tapado, el ayudante deberá mantener las líneas descendentes del pozo en forma medianamente tensa. Además, deberá tener una completa comunicación con el operador para indicarle los pasos por seguir.

El tapado de hoyos se realizará con el detritus de la perforación.

El operador y ayudante seleccionarán dicho material, asegurándose de que no existan colpas de gran tamaño, las cuales podrían producir cortes en las líneas descendentes.

Los pozos que presenten dificultad para el tapado con el equipo deberán ser tapados con palas de bronce.

Si algún pozo no presenta detritus para ser tapado, el operador deberá trasladar material sobrante de pozos ya tapados, tomando la precaución de no pasar a llevar las líneas de dicho pozo.

Al término del tapado de un pozo, se procederá a verificar el estado de las líneas, tensándolas suavemente para asegurarse de no haber producido cortes de alguna de ellas, que no hayan sido detectados durante el tapado.

Realizada la acción del punto anterior, se amarrarán las líneas al coligüe, teniendo el cuidado de dejar los conectores "J" entre el amarre y el pozo. Esto último favorece la operación de amarre.

Tronadura

Antes de la tronadura

Siempre se debe realizar la revisión de amarre según el plano y verificar todas las conexiones. Esta operación es recomendable que sea realizada por las personas más experimentadas, que deben observar con atención y chequear todo el disparo.
Debido a los riesgos asociados durante el inicio del disparo, es necesario definir una zona o área de seguridad que determine la evacuación tanto de equipos como de personas. Además, todos los posibles accesos al área de tronadura deben restringirse mediante la disposición de personas y equipos necesarios (loros), los que estarán en contacto permanente vía radio con el jefe de turno de la mina y el encargado de tronadura.

Inicio de la tronadura

Corresponde al inicio del disparo por parte de personal especializado. Es muy importante tener presente que toda esta información (día, hora y sector) debe ser conocida por todo personal que transite y trabaje en la mina; por lo tanto, se debe contar con letreros que indiquen esta información en los lugares de mayor tráfico.
Cuando se inicie el disparo, se debe considerar en forma muy especial lo siguiente:
  • Chequear que la zona sea evacuada por todo el personal, y que los equipos se encuentren a distancias seguras de posibles proyecciones de roca.
  • Utilizar sistemas de aviso mediante sirenas y comunicaciones radiales.
  •  Disparar desde lugares seguros, previamente definidos.
  • Realizar el disparo de acuerdo con la autorización del encargado de la tronadura.

Chequeo de la tronadura

Es la etapa final de la tronadura, en la que se debe tener siempre presente:
  •  Regresar al área de tronadura una vez disipados los humos y gases.
  •  Revisar completamente la zona tronada en caso de cualquier anomalía (TQ), verificar y avisar.
  •  En minas a rajo abierto nunca se debe realizar un disparo sin luz natural (la ley lo impide).
  •  Avisar que la tronadura se realizó sin novedades y que se pueden iniciar las operaciones mineras.

Proceso de tronadura en mina subterránea

Extracción subterránea

¿Cuál es el objetivo?

El objetivo de este proceso es extraer la porción mineralizada con cobre y otros elementos desde el macizo rocoso de la mina (que puede ser a rajo abierto, subterránea o la combinación de ambas) y enviarla a la planta, en forma eficiente y segura, para ser sometida al proceso de obtención del cobre y otros elementos. Para ello, debe lograrse la fragmentación de la roca, de manera que pueda ser removida de su posición original o in situ, cargar y transportar para ser procesada o depositada fuera de la mina como material suelto a una granulometría manejable.

Para extraer el cobre en una mina subterránea se construyen túneles en la roca formando los niveles de hundimiento, producción y transporte.


¿Cómo se realiza la extracción?

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

Realiza el movimiento de material en la mina (perforación, tronadura, carguío y transporte).

Mantención

Debe velar por la disponibilidad electromecánica de todos los equipos (perforadoras, palas, camiones, equipos auxiliares).

Administración

Proporciona el 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.

¿Cómo se diseña la extracción?

              El resultado de los diversos estudios de ingeniería, permite determinar la relación óptima entre la capacidad de extracción y beneficio de mineral, que se expresa en miles de toneladas de cobre fino a producir en un año.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 general, sobre los 10 años). Esta secuencia se conoce como plan minero y el 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 (denominada mineral en lenguaje minero) de acuerdo con la ley de corte, que es una relación entre la ley (contenido de cobre) y lo que cuesta 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.
  • Transporte.

¿Cuál es el objetivo?

        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.

¿Cómo se construyen los niveles?

            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.

¿Cómo se sostienen las labores subterráneas?

          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 y cables de hormigón armado.

Los túneles son reforzados con mallas de acero, pernos de anclaje y cables de hormigón armado

Según la función

Las fortificaciones en los túneles de uso frecuente y prolongado, especialmente aquellas de los lugares por donde deben transitar personas y equipos, deben contar con un factor de seguridad mayor. Las fortificaciones de túneles que presentan un uso esporádico o donde no transita personal, tienen exigencias menores.

Según el peso que soportan

La presión que se genera alrededor de una labor subterránea es mayor cuanto más profunda se ubique, ya que debe soportar una altura mayor de roca. De esta forma los túneles que se encuentran a mayores profundidades requerirán de mayores fortificaciones y de mayor resistencia.

Según las características del terreno

El macizo rocoso presenta diferencias en su constitución (tipo de roca, alteración, estructuras).Por ello, su comportamiento puede ser diferente en cuanto a dureza y resistencia a los esfuerzos. Una roca que se disgrega fácilmente requiere ser fortalecida totalmente; por el contrario, una roca cohesionada de dureza media se autosustenta y requiere poca fortificación; en tanto que una roca cohesionada de alta dureza puede concentrar esfuerzos tan grandes que podrían provocar la explosión de las paredes del túnel, por lo que requiere una fortificación extrema.

Los materiales que se utilizan para reforzar los túneles, piques o rampas son:
  • mallas de acero.
  • pernos de anclaje.
  • cables.
  • hormigón armado.
  • marcos de acero.
  • vigas de madera.
  • lechada de hormigón proyectado.

¿Para qué se usan las labores subterráneas?

Dentro de una mina subterránea se disponen de diferentes áreas que permiten el trabajo de extracción de mineral, así como todas las actividades de apoyo y aquellas inherentes a las necesidades humanas durante la jornada de trabajo. De esta manera, se tienen las siguientes áreas:

Producción

Incluye los niveles de transporte, producción, hundimiento y ventilación, piques de traspaso y carguío de mineral.

Servicios e infraestructura

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.

¿Cómo se explota la mina?

           A diferencia de la explotación a rajo abierto, una mina subterránea extrae el mineral desde 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.
Los túneles son reforzados con mallas de acero, pernos de anclaje y cables de hormigón armado Sistema de "hundimiento por bloque". Se ponen explosivos en la base de un cubo imaginario el que se debilita y por efecto de la gravedad cae como grandes rocas por los embudos construidos en el cerro.


Existe una variedad de métodos de explotación subterránea, pero el más utilizado en la extracción de grandes yacimientos es el conocido como hundimiento por bloque. Éste consiste en provocar el desprendimiento de una porción del macizo rocoso del resto de la masa que lo rodea. Para ello y mediante el uso de explosivos, se socava la base de una columna de roca mineralizada, de manera que el resto de la columna se fragmente paulatinamente hacia arriba y se desplome hacia los puntos de extracción especialmente ubicados para captar la casi totalidad del material quebrado de la columna.En general, los bloques tienen dimensiones entre 100 y 200 m de altura y un área basal de 60m x 90 m, lo cual implica entre 1.000.000 y 2.500.000 toneladas por cada bloque. Cuando el hundimiento se produce en forma secuencial, por tajadas menores del bloque, se habla de método de hundimiento por paneles. Los bloques de producción están agrupados de acuerdo a su ubicación dentro de la mina, constituyendo áreas de producción. 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 buitras de un nivel a otro mediante el trabajo de los mineros.
Los túneles son reforzados con mallas de acero, pernos de anclaje y cables de hormigón armado
Las rocas de mineral secundario son más blandas y se hacen pasar por las buitras de un nivel a otro mediante el trabajo de los mineros.

Nivel de transporte

En este nivel circula el ferrocarril, en cuyos carros 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 ferrocarril es cargado en movimiento, de manera que la operación se realiza en forma continua. Cada carro transporta aproximadamente 80 toneladas y el tren completo es capaz de transportar unas 1.300 toneladas en cada viaje.Autores: Patricio Cuadra, Codelco Central.



Proceso de tronadura en mina a rajo abierto

¿Cuál es el objetivo?

           El objetivo de este proceso es extraer la porción mineralizada con cobre y otros elementos desde el macizo rocoso de la mina (que puede ser a rajo abierto, subterránea o la combinación de ambas) y enviarla a la planta, en forma eficiente y segura, para ser sometida al proceso de obtención del cobre y otros elementos. Para ello debe fragmentarse la roca, de manera que pueda ser removida de su posición original, o in situ, y luego cargarla y transportarla para su proceso o depósito fuera de la mina como material suelto a una granulometría manejable.

¿Cómo se realiza la extracción?

           En la operación de una mina, intervienen varios equipos de trabajo, 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

Realiza el movimiento de material en la mina (perforación, tronadura, carguío y transporte).

Mantención

Debe velar por la disponibilidad electromecánica de todos los equipos (perforadoras, palas, camiones, equipos auxiliares).

Administración

Proporciona el 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.

¿Cómo se diseña la extracción?

                El resultado de los diversos estudios de ingeniería permite determinar la relación óptima entre la capacidad de extracción y beneficio de mineral, la que se expresa en miles de toneladas de cobre fino a producir en un año. 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 general, sobre los 10 años). Esta secuencia se conoce como plan minero y el período en el 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 explotará (denominada mineral en lenguaje minero) de acuerdo con la ley de corte, que es una relación entre la ley (contenido de cobre) y lo que cuesta procesar este mineral, lo 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 a través de otro procedimiento. La extracción del material se realiza siguiendo una secuencia de las siguientes fases:
  • Perforación.
  • Tronadura.
  • Carguío.
  • Transporte.
El producto principal de este proceso es la entrega de mineral para ser procesado en la planta de beneficio.

Extracción de mineral a rajo abierto

¿Cuál es el objetivo?

        Un rajo se construyen con un determinado ángulo de talud, bancos y bermas en las que se realiza el transporte y el carguío de los camiones. Un rajo se construyen con un determinado ángulo de talud, bancos y bermas en las que se realiza el transporte y el carguío de los camiones.

       Este tipo de extracción se utiliza cuando los yacimientos presentan una forma regular y están ubicados en la superficie o cerca de ésta, de manera que el material estéril que lo cubre pueda ser retirado a un costo tal que pueda ser absorbido por la explotación de la porción mineralizada. Este sistema de extracción permite utilizar equipos de grandes dimensiones, ya que el espacio no está restringido como en el caso de las minas subterráneas, aunque su operación puede estar limitada por el clima, como es el caso de las minas ubicadas en la alta cordillera o la zona central del país.
¿Cómo se construye una mina a rajo o cielo abierto?
            Las bermas deben tener un ancho tal que permita que se crucen dos camiones y el movimiento de las máquinas de carguío. Las bermas deben tener un ancho tal que permita que se crucen dos camiones y el movimiento de las máquinas de carguío.
              El rajo se va construyendo en avances sucesivos, lateralmente y en profundidad. A medida que se va profundizando en la mina, se requiere ir ensanchándola para mantener la estabilidad de sus paredes. De este modo, se genera una especie de anfiteatro escalonado con caminos inclinados especialmente diseñados para el tránsito de los equipos, cuya forma es dinámica ya que va cambiando a medida que progresa la explotación. La estabilidad de los taludes de una mina es particularmente crítica, ya que de eso depende la seguridad de la operación siendo, además, parte importante de la rentabilidad del negocio. Para ello, se establecen los siguientes parámetros geométricos:

Banco

Cada banco corresponde a uno de los horizontes mediante los cuales se extrae el mineral. El banco se va cortando por el horizonte inferior, es decir hacia abajo, generando una superficie escalonada o pared del rajo. El espesor de estos horizontes es la altura de banco, la que generalmente mide de 13 a 18 m.

Berma

Es la franja de la cara horizontal de un banco, como un borde, que se deja especialmente para detener los derrames de material que se puedan producir al interior del rajo. Su ancho varía entre 8 y 12 m.



Angulo de talud

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 presenta una inclinación de 45° a 58° con respecto a la horizontal, dependiendo de la calidad geotécnica (dureza, fracturamiento, alteración, presencia de agua) de las rocas que conforman el talud.

Rampa

es el camino en pendiente que permite el tránsito de equipos desde la superficie a los diferentes bancos en extracción. Tiene un ancho útil de 25 m, de manera de permitir la circulación segura de camiones de gran tonelaje en ambos sentidos.

Asimismo, se determinan los lugares donde se ubicarán los botaderos de material estéril, las instalaciones eléctricas, los puntos de suministro de petróleo y agua, las plantas de beneficio, los talleres y las dependencias administrativas, de manera que no sean afectadas por los avances del rajo en un tiempo considerable.

¿Cómo se realiza la extracción en el rajo abierto?

La descripción de las fases del proceso es la siguiente: En las perforaciones se coloca el explosivo para realizar las tronaduras.

Perforación

En las perforaciones se coloca el explosivo para realizar las tronaduras.
Las perforaciones en el banco deben realizarse a distancias regulares entre si, generalmente entre 8 y 12 m (malla de perforación), de manera que atraviesen toda la altura del banco para que, al introducirse los explosivos, la detonación permita fragmentar la roca.
Para realizar las perforaciones, se utilizan grandes equipos eléctricos de perforación rotatoria, equipados con barrenos de carburo de tungsteno de 12 ¼ pulgadas de diámetro, los que permiten perforar un hoyo de 15 m de longitud en solo 20 minutos.

Tronadura

En cada hoyo cargado con explosivo, se introduce un detonante de encendido eléctrico, el que se detona mediante control remoto. Se establece una secuencia de detonaciones entre los distintos hoyos de una tronadura, de manera que la roca sea fragmentada en etapas partiendo de la cara expuesta del banco hacia adentro, con diferencias de tiempo de fracciones de segundo entre cada detonación.
El producto obtenido es la roca mineralizada fragmentada de un tamaño suficientemente pequeño (en general menor que 1 m de diámetro) como para ser cargada y transportada por los equipos mineros y alimentar al chancador primario, en donde se inicia el proceso de reducción de tamaño en un sistema en línea hasta llegar a la planta de tratamiento.

          

Carguío

En el carguío de los camiones se usan palas eléctricas de grandes tamaños y capacidades. El material tronado es cargado en camiones de gran tonelaje mediante gigantescas palas eléctricas o cargadores frontales. Estos equipos llenan los camiones en una operación continuada desde que queda disponible el banco después de la tronadura.
Las palas eléctricas tienen capacidad para cargar 70 o 100 toneladas de material de una vez, por lo que realizan tres movimientos o pases para cargar un camión. Los cargadores tienen menor capacidad y en minas de gran tamaño son utilizados sólo para trabajos especiales.
Una pala necesita un frente de carguío mínimo de 65 m de ancho y carga camiones que se van colocando alternativamente a cada lado de ella.

Transporte

Para el transporte del material mineralizado y el material estéril, se utilizan camiones de gran tonelaje, por ejemplo 240 o 300 toneladas. Éstos transportan el material desde el frente de carguío a sus diferentes destinos: el mineral con ley al chancador primario, el material estéril a botaderos y el mineral de baja ley a botaderos especiales.


¿Cómo se comunica la gente en la mina?

Existe un sistema de planificación dinámica (sistema de despacho) que dirige y controla los movimientos de los equipos de carguío y transporte en forma remota, con el objetivo de cumplir diariamente con el programa de extracción. Este sistema se basa en tecnología computacional, y efectúa la combinación de los diferentes frentes de carguío, el tipo de material y sus destinos, y los equipos asociados al movimiento de material (palas y camiones), todo lo cual obedece a una programación diaria que es manejada por los ingenieros a cargo de la mina.
           
La coordinación de las actividades en el rajo se realizan con la ayuda de un moderno sistema computacional que procesa la información que envían los sensores instalados en las máquinas y camiones.
Este sistema permite obtener información al momento acerca de los equipos que:
  • están trabajando.
  • están detenidos por diferentes causas (esperando carguío o transporte, operador en colación, cargando combustible, etc.).
  • están en mantención.
También se obtiene la información de producción como por ejemplo: toneladas cargadas, tiempo de traslado, tiempos de espera, cantidad de combustible, velocidad, ubicación, etc.

La información obtenida permite ir tomando decisiones durante el proceso, de manera de realizar un trabajo eficiente y seguro, logrando las metas propuestas y optimizando los recursos.

Las instrucciones y comunicaciones directas entre los distintos operadores y profesionales en la mina, se efectúan mediante radios de comunicación portátiles o instaladas en los equipos , las que están sintonizadas en una frecuencia definida para cada área de trabajo.

Datos Interesantes



La mina Chuquicamata remueve diariamente 600.000 toneladas de material, lo que equivale a remover 1 ½ cerro Santa Lucía cada 24 horas.

En 85 años de actividad, la mina Chuquicamata ha removido 1,6 billones de toneladas. Sin embargo, esto representa menos de 1/3 del total del volumen total del yacimiento.

Un camión de extracción de gran tonelaje gasta en un día el combustible que un automóvil normal gastaría en 15 meses (2.250 litros). Un neumático de camión de extracción tiene un diámetro de casi 2 m, mayor que la altura promedio de un hombre.

Las palas de carguío más grandes que se usan actualmente pesan entre 1.200 y 1.300 toneladas, por lo que se mueven sobre orugas y tienen un balde (donde podría caber un automóvil completo) que permite cargar 100 toneladas de una vez.

Si se pusieran en línea los cátodos que produce Chuquicamata en un año, se cubriría una distancia de 7.000 kilómetros, vale decir, desde el Canal de Panamá hasta Punta Arenas (Chile).











Tipos de minas

Tipos de minas

          Las minas pueden ser divididas siguiendo varios criterios. El más amplio tiene en cuenta si las labores se desarrollan por encima o por debajo de la superficie, dividiéndolas, respectivamente, en minas a cielo abierto y en minas subterráneas.

 

Mina a cielo abierto

 
           Las minas a cielo abierto, o minas a tajo abierto, son aquellas cuyo proceso extractivo se realiza en la superficie del terreno, y con maquinarias mineras de gran tamaño. Como ejemplos de este tipo de minas se pueden citar a Chuquicamata, La Escondida y Pascua Lama en Chile, Ernest Henry (Australia), Minas de Riotinto y Minas de Tharsis Huelva - España, Alumbrera- Pirquitas- Manantial Espejo (Argentina) y el Cerrejón (Colombia), la más grande de este tipo en el mundo, con una extensión de 69.000 hectáreas y capacidad de producción de carbón para 2007, estimada en 31.1 millones de toneladas métricas. Las labores características de este sistema de explotación son los: bancos, bermas, pista, talud final, talud de trabajo, plaza, corta,...

 

Mina subterránea

Tipos de explosivos

Familias de explosivos

                    Los productos explosivos químicos que se utilizan en tronadura se dividen en tres categorías. Tal como se ve en el esquema, hay tres grandes tipos de explosivos: mecánicos, químicos y nucleares.

Explosivos mecánicos

Los explosivos mecánicos son los que utilizan principalmente la energía mecánica para fragmentar la roca. Ya no se usan en minería, y sus funciones se restringen a labores puntuales y/o obras civiles con requerimientos de explosivos menores.

Explosivos químicos

En minería se usan los explosivos químicos, que son la mezcla de elementos combustibles y oxidantes en que generalmente el oxígeno es el elemento oxidante.

Explosivos nucleares

Los explosivos nucleares utilizan la energía nuclear para fragmentar la roca. Dadas las características propias de los elementos nucleares que se emplean como fuente de energía y los riesgos asociados a la implementación de este tipo de tecnología, tanto para las personas como para el medio ambiente, actualmente no se usan en la minería.

Altos explosivos y agentes de tronadura

De acuerdo con el tipo de energía que se libera, los explosivos químicos se clasifican en altos explosivos y agentes de tronadura. Ambos liberan energía de choque y energía de gas.
Los altos explosivos detonan por medio de un detonador, a diferencia de los agentes de tronadura, que necesitan otro producto explosivo -como la dinamita- para detonar confiablemente.
En el caso de los agentes de tronadura, la energía de gas se libera al final de la reacción, y en mayor proporción cuando ésta tiene lugar bajo condiciones de confinamiento. Esto significa que se alcanza a proporciones cercanas al 80% o 90% de la energía que se utiliza para fragmentar y mover la roca.

Dinamitas

Las dinamitas son altos explosivos que tienen como componente principal la nitroglicerina. Estos productos tienen una densidad de 1,6 g/cc y pueden desarrollar velocidades de detonación de 7.000 m/s. Al ser la nitroglicerina altamente sensible al choque, la fricción y el calor, es necesario mezclarla con elementos inertes para así poder manipularlas.
Las dinamitas, a su vez, se dividen en dos grupos: las dinamitas granuladas, que utilizan la nitroglicerina como base explosiva, y las dinamitas gelatinas, que son una mezcla de nitroglicerina y nitrocelulosa, lo que les permite tener una alta resistencia al agua.

Suspensiones

Un alto explosivo tipo suspensión es una mezcla de nitratos de amonio, sensibilizadores, combustibles, aluminio y cantidades variables de agua. A las emulsiones, de cierta manera, también se les relaciona con esta familia de explosivos, pero, por definición, corresponden a un sistema que contiene al menos dos fases líquidas inmiscibles entre sí, una de las cuales está dispersa en la otra en forma de pequeñas gotas o celdillas.

Emulsión envasada

El líquido que se encuentra en forma de gotas se reconoce como fase dispersa y el que las rodea se denomina fase continua, y su tipo o constitución define el comportamiento y características de la emulsión.
Debido a la in-miscibilidad de las fases, se requiere un agente que les confiera estabilidad suficiente, a fin de mantener sus propiedades en el tiempo. Este agente se conoce como "emulsificante", y tiene como principal función reducir la tensión superficial entre las fases de emulsión y promover la formación de una capa protectora entre éstas.
 
                                                                 Emulsión envasada

Nitrocarbonatos

Los nitrocarbonatos se denominan también "agentes de tronadura secos". Son los explosivos más utilizados en minería, concentrando aproximadamente el 80% del uso a través del producto comercial denominado "ANFO", que está formado por 94% de nitrato de amonio y 6% de petróleo.
Estos productos explosivos tienen la ventaja de ser más seguros en su manipulación y uso, e incluso permiten que los componentes sean mezclados en los mismos lugares de trabajo. De esta forma se obtiene una mayor eficiencia, dada la automatización relacionada con el carguío de explosivos y los menores costos asociados. Esto es muy importante, ya que se han podido realizar tronaduras de gran envergadura, cumpliendo los programas de producción de la gran minería. En tal sentido, la incorporación de camiones fábrica con carguío automatizado de explosivos ha permitido cumplir estos objetivos.
La principal materia prima de estos productos explosivos es el nitrato de amonio, el que viene en forma de "prill" o perlas que tienen una dimensión de entre 1 a 3 mm de diámetro. Estas perlas o prills tienen una resistencia al agua y porosidad nula, lo que les permite unirse de mejor forma con el petróleo para formar el ANFO.

Conceptos básicos

Conceptos básicos:

Tronadura: La tronadura es la fragmentación instantánea que se produce en la roca por efecto de la detonación de explosivos depositados en su interior.
 
Explosivos: Es aquella sustancia que por alguna causa externa (roce, calor, percusión, etc.) se transforma en gases; liberando calor, presión o radiación en un tiempo muy breve.
 
Detonación: Explosión rápida y brusca capaz de iniciar la de un explosivo relativamente estable.
 
Detonador: Que provoca o es capaz de provocar una detonación.
 
Mina: Una mina es el conjunto de labores necesarias para explotar un yacimiento y, en algunos casos, las plantas necesarias para el tratamiento del mineral extraído. Las minas también reciben el nombre de explotaciones mineras, o, simplemente, explotaciones. Los minerales se originan por procesos geológicos tanto internos (tectonismo y vulcanismo) que son extraídos del subterráneo, como externos (sedimentación) son sacados de algunas cuevas o cavernas, etc.
 
Prevención de riesgos: Conjunto de medidas destinadas a evitar o dificultar la ocurrencia de un siniestro y a conseguir que, si el accidente se produce, las consecuencias sean las mínimas posibles.