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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
FACULTAD DE INGENIERA
ESCUELA ACADMICO PROFESIONAL DE INGENIERA GEOLGICA
Trabajo Monogrfico
Curso:
MTODOS DE EXPLOTACIN MINERA
Docente:
ING. ARMANDO BOHORQUEZ HUARA
Presentado por: EQUIPO N 03
ALVARADO HUACCHA, Angela Roxana
BECERRA CAMACHO, Luis Alberto
MEJA VALQUI, Jos Leonardo
SNCHEZ ARAUJO, Trinidad Emrita.
Fecha de Presentacin:
28 de mayo, de 2015
Cajamarca, mayo de 2015
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DEDICATORIA
A nuestros padres, docentes y amigos
-
AGRADECIMIENTO
A nuestros padres y amigos, por brindarnos da a dio su apoyo
incondicional
-
NDICE
NDICE
.......................................................................................................................................................
4
RESUMEN
.................................................................................................................................................
1
INTRODUCCIN
........................................................................................................................................
2
OBJETIVOS
................................................................................................................................................
3
I. OBJETIVO GENERAL
..............................................................................................................................
3
II. OBJETIVOS ESPECIFICOS
.......................................................................................................................
3
CHIMENEAS Y RAMPAS COMO DESARROLLODE
PRODUCCIN...............................................................
4
1. GENERALIDADES
.................................................................................................................................
4
1.1. CHIMENEA:
.....................................................................................................................................
4
1.1.1. Tipos de
Chimeneas.....................................................................................................................
4
1.1.2. Mtodos de construccin de chimeneas.
...................................................................................
5
1.2. RAMPAS
.........................................................................................................................................
8
1.2.1. Rampas en Minera Superficial
....................................................................................................
8
1.2.2. Rampas en Minera Subterrneas
...............................................................................................
9
2. ALMACENAJE DE MINERAL ORE-POCKET
......................................................................................
12
3. PLANEAMIENTO DE DESARROLLO PARA SERVICIOS
.........................................................................
12
3.1. DETERMINACIN DE OBJETIVOS
.................................................................................................
13
3.2. BOSQUEJO DE LOS PROCEDIMIENTOS
.........................................................................................
14
3.3. ASIGNACIN DE RESPONSABILIDADES Y AUTORIDADES
.............................................................
14
4. PROGRAMA DE EXPLOTACIONES Y DESARROLLO
.............................................................................
15
4.1. PERIODO DE DURACIN DEL PROGRAMA MINERO
....................................................................
15
4.2. PLAN DE LABORES MINERAS
........................................................................................................
16
4.2.1. Programa de reservas explotables
............................................................................................
16
4.2.2. Programa de maquinaria y medios
...........................................................................................
16
4.2.3. Programa de personal
...............................................................................................................
16
4.2.4. Programa de infraestructuras
...................................................................................................
16
4.2.5. Programa de produccin
...........................................................................................................
16
4.2.6. Presupuestos
.............................................................................................................................
17
4.2.7. Cronograma de actividades
.......................................................................................................
17
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4.3. LOS CRITERIOS DE PLANIFICACIN Y DISEO EN MINERA
......................................................... 17
4.4. GRFICAS REPRESENTATIVAS DEL PROGRAMA DE EXPLOTACIN Y
DESARROLLO .................... 21
5. CONSTRUCCIN DE BODEGAS Y ALMACENES
..................................................................................
21
6. SUMIDERO Y ESTACIN DE BOMBEO
...............................................................................................
22
6.1. BOMBEO Y DESAGE EN MINAS SUBTERRNEAS
.......................................................................
22
6.1.1. Desage principal
......................................................................................................................
23
6.1.2. Desage secundario o auxiliar
...................................................................................................
24
6.2. SUMIDEROS
..................................................................................................................................
26
7. PREPARACIN PARA LA EXPLOTACIN
.............................................................................................
27
CONCLUSIONES
......................................................................................................................................
32
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
..............................................................................................................
33
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Mtodos de Explotacin Minera
EQUIPO N 03
1
RESUMEN
Son muy variadas las labores mineras dentro de una mina
subterrnea, es as que dentro de la
produccin y desarrollo para la explotacin de dicha mina se
realizan una amplia gama de
programas que permitirn llevar a cabo todas las lobares
planeadas, es all donde las chimeneas,
labores subterrneas verticales o inclinadas; y rampas, labor
subterrnea en forma de espiral,
zigzag y helicoidales, cumplen un rol importante porque ayudar
dentro de la produccin ya sea
como enlaces o cmo mtodos de explotacin, pero generan una gran
ayuda en la explotacin.
Es as que dentro del programa de produccin y desarrollo, se
tienen en cuenta diversos factores
antes de realizar la explotacin, desde factores geolgicos hasta
los econmicos, para poder
obtener una ptima produccin del recurso mineral que se est
explotando, al igual que estos
factores, existen criterios que se involucran dentro de la
produccin; cabe resaltar los ms
importantes que son el ritmo y vida de la mina, pues estos dos
condicionantes nos permiten
encaminar un negocio minero rentable.
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Mtodos de Explotacin Minera
EQUIPO N 03
2
INTRODUCCIN
La programacin del desarrollo en la explotacin de una mina, est
en funcin al tipo de labores
que se desarrollan, ya que stas pueden iniciarse con un pozo,
una galera inclinada o por medio
de rampas. Antes de tomar una decisin hay que considerar cuatro
factores; la profundidad del
yacimiento, el tiempo disponible para la preparacin, el costo y
el tipo de transporte exterior
que se elija. Ya que dichos factores influirn de manera
considerada en el ritmo de produccin
y vida de la mina, para poder as tener un negocio rentable y
prspero.
A lo largo de todas las labores programadas dentro de la
explotacin, se prev las ventajas y
desventajas que se pueden tener, por ejemplo; en las galeras con
rampas en espiral se preparan
bien en el muro, y as se evitan las prdidas por macizo de
proteccin, necesarios al penetrar en
el yacimiento con los planos inclinados. Tambin la dureza de las
rocas, el exceso de agua, la
presencia de arenas u otros inconvenientes obligan a desechar
algunas soluciones tcnicas ms
econmicas y a decidirse por el pozo vertical, que resiste mejor
y es ms fcil profundizar en
terrenos falsos y difciles.
Entonces para obtener una produccin ptima en la explotacin del
yacimiento, es necesario
considerar cada aspecto involucrado con cada labor minera a
realizarse, pues tendr repercusin
a lo largo de la vida de la mina.
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Mtodos de Explotacin Minera
EQUIPO N 03
3
OBJETIVOS
I. OBJETIVO GENERAL
Describir a las chimeneas y rampas como desarrollo y produccin
en la explotacin minera.
II. OBJETIVOS ESPECIFICOS
Definir rampas y chimeneas en el desarrollo de produccin
Definir el almacenaje del mineral Ore pocket
Mencionar el planeamiento de desarrollo para servicios.
Describir los distintos programas a realizarse en el desarrollo
de produccin.
Mencionar los criterios para la construccin de bodegas y
almacenes.
Describir en qu consiste un sumidero y estacin de bombeo en
labores subterrneas
como chimeneas.
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Mtodos de Explotacin Minera
EQUIPO N 03
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CHIMENEAS Y RAMPAS COMO DESARROLLODE PRODUCCIN
1. GENERALIDADES
1.1. CHIMENEA:
En minera, una chimenea es una labor vertical entre dos galeras
excavada en sentido
ascendente. Se construyen en las minas subterrneas con la
siguiente finalidad:
Poder delimitar el tajeo de explotacin.
Servir como labor para la ventilacin.
Servir para el paso del relleno detrtico hacia el tajeo.
Servir como chimenea de servicio; camino, pase de tubos de aire
comprimido, agua,
etc.
Constituir una labor de exploracin de la mineralizacin encima de
un nivel
Transporte de material
Acceso de servicios
Evacuacin de emergencia.
1.1.1. Tipos de Chimeneas
Los tipos de chimeneas pueden ser:
Segn su forma:
Circulares.
Cuadradas.
Rectangulares.
Segn su seccin:
Simple. Seccin de 4 x 4
Doble: seccin de 4 x 8
Triple: seccin de 4 x 12
Segn su longitud:
Cortas: hasta 50 m.
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EQUIPO N 03
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Largas: de 51 a 100 m.
De gran longitud: > de 100 m.
1.1.2. Mtodos de construccin de chimeneas.
Los mtodos de construccin de chimeneas generalmente estn
relacionados al sistema de
minado convencional y/o mecanizado. En base a estas
consideraciones se tiene:
Mtodo convencional de construccin:
Excavacin manual, en sentido ascendente
por medio de andamios o estructuras que
permitan a los mineros excavar hacia arriba
hasta conectar las dos galeras. Realizado con
puntales de avance, plataforma de madera y
mquina perforadora stoper; la cual es
accionada por aire comprimido y requiere
tambin suministro de agua.
El agua tiene principalmente las siguientes
funciones:
Evitar la formacin de polvo
Mantener la broca fra
Eliminar partculas slidas,
resultantes de la perforacin.
Existen tambin otros equipos ms modernos
para la perforacin de chimeneas como las
perforadoras de dimetro mayor TURMAG,
DRESSER y otras.
Se da esta denominacin cuando la construccin se efecta colocando
puntales de lnea de
avance sobre el cual se tienden tablas que sirven de plataforma.
En este caso se utiliza para la
perforacin una sola mquina neumtica stoper, barrenos integrales
de 6 pies y brocas de hasta
40 mm de dimetro.
Imagen 1 Perforadora Stoper
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Mtodos de Explotacin Minera
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La longitud de la chimenea en promedio es
de 50 m. pudindose construir chimeneas de
mayor longitud pero debern ser mellizas
por razones de seguridad. Por otro lado la
seccin es simple o doble, generalmente
sobre estructura mineralizada y su
inclinacin puede ser vertical o inclinada. El
suministro de aire comprimido es con
mangueras de hasta 30 m. de 1 de dimetro
y cuando la altura o longitud de la chimenea
supera los 30 m. se instala tuberas de 1 El
suministro de agua es con manguera de
de dimetro de longitud de hasta 30 m. y
cuando la longitud de la chimenea es mayor
tambin se instala tuberas de . Los tubos
de aire y agua son protegidos con tablas contra
el golpe que puedan sufrir por las rocas
producto de la voladura. La manguera de aire
se deja protegido a 5.0 m. del tope de la
chimenea a fin de poder ventilar luego de
realizado el disparo. Cuando no se tiene agua
suficiente para la perforacin y/o la presin no
es suficiente se utiliza botellas de agua, que
son recipientes metlicos ubicados en la
galera, donde se llena de agua y luego se
conecta la manguera de aire comprimido para
impulsar hasta la perforadora 32
Imagen 2 Chimenea Vertical e Inclinada, con sus respectivas
componentes
Imagen 3 Forma correcto de perforar
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Mtodos de Explotacin Minera
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Mtodo mecanizado de construccin:
En este caso la construccin de una chimenea puede realizarse
con: plataforma trepadora y con
equipo Raise Borer.
Consiste en ubicar un equipo de perforacin en la galera
superior, y realizar la perforacin,
primero en sentido descendente, conectando barrenas
sucesivamente hasta llegar a la galera
inferior.
Una vez all, se conecta el escariador que por medio de rotacin y
tiro ir excavando en sentido
ascendente hacia la mquina, dejando caer el material a la galera
inferior.
Imagen 4 Tcnicas mecanizadas de perforacin para construccin de
chimeneas: raise boring
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Mtodos de Explotacin Minera
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1.2. RAMPAS
Las rampas son llamadas tambin desarrollos inclinados o galeras
inclinadas actualmente, se
estn convirtiendo en una caracterstica comn de desarrollo
minero, cuyos objetivos
fundamentales son los mismos que las chimeneas es decir como
medios de comunicacin entre
dos niveles horizontales. Su inclinacin se encuentra entre el
14% al 10%; lo que hace posible
el fcil y simple transporte de maquinaria.
Llamadas tambin galeras inclinadas o desarrollos inclinadas o
labores inclinadas de
considerable pendiente a fin de ganar longitud y altura .se
desarrolla fuera de la veta, sobre roca
o material estril como acceso de la superficie a interior mina o
para unir dos o ms labores
horizontales o niveles subterrneos de diferentes cotas y
usualmente estn dirigidas hacia abajo.
Su uso debe ser planificado como vas de produccin si el mineral
va a ser izado, lo cual se
puede ejecutar de dos formas diferentes:
El mineral es descargado por un ore pass (Hechadero, pique de
traspaso o traspaso de mineral)
donde se mueve por gravedad, siendo descargado en el nivel ms
bajo mediante vehculos por
una rampa o inclinado.
La desventaja del uso de combinado de rampas y ore pass radica
en que hay prdidas de tiempo
de carguo y recargu.
1.2.1. Rampas en Minera Superficial
Factores que afectan de sobremanera la velocidad de los
camiones
Pendiente Cambio de pendiente
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Cruce entre rampas Switch backs
Curvatura de la rampa Entrada de fase
1.2.2. Rampas en Minera Subterrneas
Las dimensiones de una rampa, en analoga con secciones de
galeras, son determinadas por las
mquinas que se desplazarn por la misma .Las mquinas sobre ruedas
de goma son
generalmente ms anchas que los equipos sobre carriles y
requieren un espacio libre ms grande
a las paredes, y as las secciones suelen ser ms grande.
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Tipos de Rampas
o Rampa en helicoidal
o Rampa en espiral
Se compone de una combinacin de un tramo recto y un curvo. Los
inconvenientes que puede
presentar este tipo de diseo pueden ser:
El trfico de volquetes es mayor.
Causa un mayor desgaste de los neumticos.
Aumentan con respecto a otros diseos, el riesgo de accidentes
por dificultad de visin,
cruce con maquinaria, etc.
Este diseo es ventajoso en yacimientos compuestos por una sola
veta o manto, as mismo tiene
la ventaja de desarrollarse slo o en la mayor parte de la zona
mineralizada.
Imagen 5 Esquema de Rampa Helicoidal
Imagen 6 Esquema de Rampa en Espiral
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o Rampa en zigzag
Se compone de una combinacin de tramos rectos y curvos. Este
diseo es ventajoso en
yacimientos compuestos por varias vetas o mantos paralelos de
similares buzamientos o en
cuerpos mineralizados irregulares; adems, permite mejor
visibilidad que otras rampas con
tramos curvos
Funciones de Rampas
o Labor de accesos de equipos y maquinarias pesadas (perforacin,
transporte, relleno)
sobre llantas a interior Mina desde la superficie o entre los
niveles.
o Une labores horizontales de diferentes cotas o
profundidades.
o Permite la extraccin del mineral por medios rpidos y flexibles
con equipos de bajo
perfil.
o Permite el acceso de personal, materiales, insumos y
herramientas, etc. a interior mina.
Imagen 7 Esquema de Rampa En Zigzag
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2. ALMACENAJE DE MINERAL ORE-POCKET
Es considerado un recipiente para el
almacenamiento temporal de mineral en una
mina.
Se debe contar con una capacidad adicional a
la requerida por la produccin normal de la
mina. La extraccin del mineral producido se
efecta mediante piques, inclinados y/o
galeras principales de extraccin. La
preparacin de estas labores debe ser rpida
aunque esto implique elevar los costos,
porque estos tiempos perturban el ciclo de
minado, y el sistema de extraccin por
mltiples vas debe funcionar
inmediatamente. El tamao correcto del
pocket depende de la manera como se
efecta el izaje del mineral.
3. PLANEAMIENTO DE DESARROLLO PARA SERVICIOS
Planeamiento es la manera anticipada cmo debe proyectarse las
diferentes fases de una
operacin para lograr los objetivos propuestos; es determinar el
modo de actuar antes de operar,
para lograr las metas deseadas, naturalmente el planeamiento
debe ser compatible con las
normal y polticas establecidas por la empresa.
El planeamiento en cualquier operacin minera, es una herramienta
fundamental que se aplica
en las unidades de produccin de empresas mineras, para lograr
los siguientes objetivos:
cumplimiento de los estimados de produccin.
detectar oportunamente las reas crticas, para dar solucin
inmediata.
reduccin de costos.
incrementar la produccin, de acuerdo a las necesidades de la
unidad.
Imagen 8 Ore Pocket
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incrementar las labores de desarrollo.
coordinacin efectiva entre el personal del rea productiva, al
intercambiar diariamente su
experiencia en la solucin de problemas y cumplimiento de metas,
los que incentivan a
realizar un verdadero trabajo de equipo.
Cuando no se aplica el planeamiento y desarrollo de produccin,
simplemente no existe las
metas, no hay estndar del nmero de trabajadores, del nmero de
equipos, mquinas,
herramientas no hay medicin del tiempo de operaciones.
Naturalmente, la aplicacin del
planeamiento deber ser compatible con las polticas y normas de
la empresa que previamente
han sido establecidas. Asimismo cuando en la supervisin hay
personas relajadas y no se aplican
los controles fundamentales como el control de calidad (leyes de
cabeza y concentrado),
cantidad (tonelaje de produccin de mina y concentrados) y costos
(de produccin de mina y de
planta), tampoco la herramienta va funcionar por lo que debe
tener suficiente autoridad y
responsabilidad para tomar decisiones a fin de que se cumplan
las metas.
Imagen 9 Aberturas de desarrollo de servicios.
Un estudio de planeamiento comprende tres partes:
3.1. DETERMINACIN DE OBJETIVOS
Cuyas caractersticas fundamentales deben ser:
exacto y preciso.
razonable y alcanzable.
compatible con los objetivos generales de la empresa.
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3.2. BOSQUEJO DE LOS PROCEDIMIENTOS
cmo debe ejecutarse el trabajo o el objetivo que se ha
sealado.
con qu medios se tiene que trabajar (recursos, hombres, mquinas,
equipos y
herramientas).
cuando se tiene que realizar (todo en funcin del tiempo).
dnde se tiene que realizar (nivel, tajeos, nombre de la
mina).
quienes tienen que realizar.
3.3. ASIGNACIN DE RESPONSABILIDADES Y AUTORIDADES
para que puedan realizar el trabajo es necesario que tengan la
responsabilidad y la
autoridad correspondiente.
la responsabilidad es la obligacin que tiene una persona de
realizar un trabajo dado o
encomendado por un superior.
cada persona tiene cierta responsabilidad, en mayor o menor
grado, conforme al lugar que
ocupa en la organizacin.
la responsabilidad no se delega.
la autoridad es el derecho que tiene alguien para ordenar la
ejecucin de un trabajo a otra
persona.
la autoridad y la responsabilidad estn bien ligadas de modo que
si alguien requiere de
otra persona para la realizacin de un trabajo encomendado es
porque tiene autoridad.
Los desarrollos de servicios estn sujetos a las mismas
consideraciones bsicas que las aberturas
de produccin, as como aquellas necesarias para cumplir sus
funciones de servicios a la
produccin, por ejemplo: Chimenea de ventilacin, pique de
servicios y para personal, galera
de limpieza, pique de emergencias, etc.
En minas subterrneas se desarrollan piques, chimeneas, galeras,
inclinados, cruceros, teniendo
en cuenta el sistema de ventilacin y estas aberturas pueden ser
aumentadas o modificadas segn
la disponibilidad de energa para poder mover la cantidad
necesaria de aire a mnimo costo.
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Imagen 10 Sistemas de ventilacin segn la disponibilidad de
energa
4. PROGRAMA DE EXPLOTACIONES Y DESARROLLO
De acuerdo con el artculo N 08 del Texto nico de la Ley General
de Minera, el desarrollo
es la operacin que se realiza para hacer posible la explotacin
del mineral contenido en un
yacimiento.
Consiste en los trabajos previos que se realizan para llegar al
mineral desde la superficie, en
otras palabras significa establecer los accesos a las reservas
minerales y prepararlas para su
produccin comercial.
Si el proyecto es una mina subterrnea se realizan trabajos de
desarrollo para llegar hasta el
mineral mediante galeras, chimeneas, piques, rampas.
Posteriormente se realizan trabajos de
preparacin es decir que se disear en el terreno la forma de cmo
extraer el mineral
estableciendo un mtodo de minado. Al tnel principal de la mina
se denomina comnmente
como socavn.
4.1. PERIODO DE DURACIN DEL PROGRAMA MINERO
En funcin de la diferente precisin de los datos y de la escala
espacial de los mismos periodos
el plan minero a completar de una explotacin, grande o pequea,
se descompone en:
Proyecto De 15 a 30 aos Largo plazo
Plan de produccin De 3 a 5 aos Medio plazo
Plan de labores De 1 ao Corto plazo
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4.2. PLAN DE LABORES MINERAS
Puede y deber ser desglosado en periodos trimestrales y
mensuales. Debe corresponder a la parte
anual del proyecto de explotacin a largo plazo o de la vida de
la mina y se descompone, adems
de temporalmente, en una serie de programas especficos de
actuacin, junto a la necesidad de
informar oficialmente de los resultados de las operaciones del
ejercicio anterior tanto en
extracciones como en personal, inversiones, seguridad y
costes.
Estos programas especficos son los datos a incluir y los
resultados a obtener del plan de labores
y en general vienen obligados por los programas, informticos o
no, a que obligan las diferentes
autonomas que administran las concesiones mineras en el pas.
4.2.1. Programa de reservas explotables
Un inventario detallado de las toneladas, con sus leyes y
posicin (nivel o bloque) en que se
encuentran, con la expresin de su grado de certidumbre o
probabilidad de desviacin, tanto en
las cantidades extradas el ao anterior, como de la previstas
para el nuevo ao y de aquellas
nuevas reservas que, en ese ao hayan sido encontradas.
4.2.2. Programa de maquinaria y medios
Un inventario detallado del nmero y clase de las unidades, tanto
de las nuevas mquinas como
de las sustituidas por obsolescencia, con sus capacidades, con
sumos principales, repuestos
previsibles y rendimientos. Especialmente debe ser muy
controlado el consumo y previsin de
sustancias explosivas.
4.2.3. Programa de personal
Un listado de tcnicos, supervisores, operadores, obreros y del
personal de mantenimiento,
administrativos, tanto del personal como subcontratado.
4.2.4. Programa de infraestructuras
Necesidades de terrenos, agua, energa, y almacenamiento.
4.2.5. Programa de produccin
Productos vendibles o minerales, segn las calidades y los
precios de venta.
Productos no vendibles, estriles, residuos slidos y lquidos.
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4.2.6. Presupuestos
Presupuestos mensuales de las ventas, de los gastos y de la
tesorera.
4.2.7. Cronograma de actividades
Descomposicin en meses o semanas cada una de las actividades
programadas.
4.3. LOS CRITERIOS DE PLANIFICACIN Y DISEO EN MINERA
Bsicamente se deben establecer los siguientes criterios
iniciales para comenzar a trabajar en un
proyecto de explotacin de un yacimiento descubierto o en la
ampliacin de una mina existente
y por tanto tambin en la elaboracin de los planes anuales o
mensuales.
4.3.1. Reservas
Funcin de (Precio, Costes, Beneficios y Rendimientos)
Los minerales estn distribuidos en forma desigual en la corteza
terrestre, es ms, se encuentran
dispersos y mezclados con otros materiales.
Debido a ello, el primer paso de la actividad minera es buscar e
identificar volmenes
considerables de tierra que presenten altas leyes1 de contenido
de mineral, a esto se le conoce
como yacimiento.
Algunos yacimientos estn ms cerca de la superficie que otros,
formando cuerpos, vetas o
mantos.
As, en un yacimiento puede encontrarse distintos niveles de
concentracin2 y volumen, en
distintas zonas del mismo, los cuales sern rentables por encima
de determinados precios, como
se muestra en el ejemplo de la figura adjunta.
Determinando las Reservas
Una vez identificado el yacimiento, se procede a determinar el
volumen de mineral que se podra
obtener del mismo. A esto se le denomina reservas y son
generalmente clasificadas:
Reservas probadas.- Volumen de mineral que se calcula usando
como base los
resultados obtenidos de los trabajos de muestreo y sondajes. Los
estudios permiten
establecer matemticamente la geometra de la reserva, su volumen
y la ley del mineral,
por lo que se indica que se tiene certeza de su continuidad.
Reservas probables.- Volumen de mineral que se calcula en base a
informacin menos
exhaustiva que en el caso de las reservas probadas. Tanto la
geometra, como el volumen
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de mineral y la ley han sido inferidos a partir de estudios
preliminares, por lo que se
indica que existe riesgo de discontinuidad.
4.3.2. Ratio Lmite Econmico
Miden la eficiencia con la que la empresa gestiona los recursos
que han aportado los proveedores
de fondos. La estabilidad de los beneficios es siempre un
atractivo para el inversor.
RLE = Relacin mxima de m3 de estril por tonelada de mineral que
es funcin de la geometra
del yacimiento y de los parmetros geomecnicos que determinan la
seguridad de la operacin.
4.3.3. Profundidad de la explotacin
Se encuentra en funcin de:
RLE = Ratio lmite econmico
B = Beneficio esperado
,,, F,P,D = Parmetros geomtricos, geotcnicos y econmicos
La profundidad final, a la que se pretende llegar con la mina,
es un parmetro extremadamente
importante ya que es la base del diseo de la explotacin:
Para establecer los parmetros geomtricos y geomecnicos
Para establecer la futura restauracin del terreno
Para lograr los beneficios deseados
Para poder planear las fases de explotacin
Para aprovechar al mximo el depsito o yacimiento
4.3.4. Secuencia de explotacin
Es el camino o los pasos que se deben seguir ordenadamente para
llegar al final de la mina.
Iniciar la alimentacin sostenida del mineral a la Planta de
procesamiento, de acuerdo a los
requerimientos establecidos en los planes de produccin del
proyecto.
Los principales procesos que componen a la explotacin son:
Extraccin: Extraccin del mineral desde la mina hasta la planta
de procesos.
Procesamiento: Reduccin de tamao por mtodos fsicos para liberar
las partculas metlicas
desde la roca. Aumento de la concentracin de los metales por
mtodos fsico - qumicos.
Fundicin: Separacin de los metales contenidos en los
concentrados.
Refinacin: Purificacin de los metales producto de la fundicin,
para su transformacin
industrial.
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Mtodos de Explotacin Minera
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4.3.5. Ritmo
Es uno de los parmetros que influye ms claramente es un estudio
de viabilidad. La definicin
del ritmo o escala de explotacin es de las toneladas de
minerales extradas o producidas por
ao o por hora de trabajo en algunos casos. Este ritmo viene
marcando fundamentalmente por
el mercado, que seala la produccin anual susceptible de ser
vendida. Evidentemente ciertos
factores tcnicos condicionan, no slo unos ritmos mnimos por la
capacidad de la maquinaria,
sino tambin el incremento de la produccin que no puede ser
gradual sino por escalones.
Reservas/Vida = Tonelaje/Ao, es el tonelaje anual que se va a
extraer.
4.3.6. Vida
El concepto de vida de la explotacin es el resultado de dividir
las reservas demostradas por el
ritmo, y en funcin de lo enunciado sobre la dinmica del concepto
de las reservas, es tambin
un concepto dinmico. Taylor que ha estudiado estadsticamente el
tema de vida y el ritmo de
muchos proyectos mineros ha propuesto una frmula que procede del
anlisis de un buen
nmero de proyectos rentables en todo el mundo y para un variado
nmero de sustancias
minerales.
Dicha frmula se expresa:
Ritmo (Mt/ao) = 0.15 x R0.75 (1 0.2)
Siendo R las reservas demostradas en millones de toneladas
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Mtodos de Explotacin Minera
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Las diversas etapas que implica el quehacer minero tienen un
periodo de maduracin muy
variable, en funcin a la magnitud del proyecto, la ubicacin y
servicios disponibles en l, el
tipo de yacimiento y mineral, del capital con que se cuente,
etc.
Y
en
consecuencia resulta la Vida (aos) = 6,5 x R0.25 (1 0.2).
A partir de la observacin emprica Taylor (1977) dedujo las
siguientes reglas elementales para
determinar el tiempo de vida ptimo de un yacimiento:
. () . ()
Como resumen del trabajo de Taylor podemos decir que, en
general:
A un mayor ritmo corresponder:
Mayor inversin y menor coste
Mayor flujo de caja
Menor vida
A un menor ritmo corresponder
Menor flujo de caja.
Imagen 11 Grfica Ritmo vs Vida
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Mayor vida
Menor inversin y mayor coste
4.4. GRFICAS REPRESENTATIVAS DEL PROGRAMA DE EXPLOTACIN Y
DESARROLLO
Para poder comprender con una mayor facilidad las distintas
etapas en los programas de
explotacin y desarrollo, cada empresa realiza grficas para poder
sintetizar las distintas labores
que se irn generando a lo largo de lo que duren las labores
mineras.
Imagen 12 Red de Actividades de Preparacin y Desarrollo
5. CONSTRUCCIN DE BODEGAS Y ALMACENES
Generalmente en la etapa de construccin se realizan actividades
para establecer y perpetrar las
instalaciones para la extraccin, tratamiento y transporte de los
recursos minerales, esas
instalaciones incluyen infraestructura productiva energtica y
vial; posteriormente el
acondicionamiento de maquinarias y equipos. La construccin y el
desarrollo a menudo se
realizan en forma simultnea.
Los criterios ms importantes para la construccin de una bodega
son:
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Una o dos gras con puertas grandes.
Facilidad de acceso de diferentes lugares.
reas de servicio para el mantenimiento
reas separadas para operaciones de soldaduras
rea para montajes y reparaciones de equipos y neumticos.
rea para preparacin de bateras
reas de trabajos equipadas para talleres
Un almacn de repuestos
reas para lavar y limpiar equipos
6. SUMIDERO Y ESTACIN DE BOMBEO
6.1. BOMBEO Y DESAGE EN MINAS SUBTERRNEAS
La capacidad de bombeo requerida en las minas subterrneas vara
considerablemente.
En algunas minas, debe depurarse el agua usada y ser reciclada
para atender las necesidades
operativas del resto de instalaciones y reducir los costes. En
otras, por el contrario, se han de
bombear millones de litros de agua cada da de cada ao, es
indudable que el tamao e
infraestructura de mina va a ser un factor muy a tener en
cuenta, y desde luego los grandes
avances que han ido apareciendo para esta actividad.
El agua que tiene que ser extrada de las minas no es H2O pura,
contiene tanto:
o Partculas slidas, entre las que se incluyen finos procedentes
de la perforacin, grandes
partculas abrasivas y varios tipos de lodos que pueden resultar
dainos para los equipos
que se utilicen para su extraccin.
o P r o d u c t o s qumicos, que se encuentran disueltos en el
agua de mina, estos productos
producen un agua altamente corrosiva que igualmente pueden
afectar gravemente a los
equipos de bombeo.
El diseo de la red de bombeo o desage de una mina subterrnea, va
a ser muy variable con el
transcurso del tiempo, ya que el diseo de una explotacin en
origen va ser muy definido, pero
con el paso del tiempo y con la ampliacin del campo de
explotacin, esta red tendr que variar
ya que comenzar a variar tanto la longitud de las galeras como
la profundizacin, por lo tanto
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en cada planta habr un depsito general, y de este en un momento
dado ser desde donde se
bombear al exterior, pero puede ser que con el paso del tiempo
pueda dejarse de bombear al
exterior y pueda servir de depsito secundario para bombear a
otro principal y si este se sita a
una cota inferior solo por una conduccin por gravedad pase el
agua del uno al otro.
Podemos en cada caso atender a diferentes tipos de bombeo:
6.1.1. Desage principal
La recogida y extraccin de las aguas constituye la instalacin de
desage propiamente dicha,
en trminos generales el agua se recoge en las galeras, en
cunetas practicadas a piso en la
base de uno de los hastales que conforman la galera, lo normal
es que vayan hormigonadas y
con una pendiente mnima de 1 por 1000, y dirigida esa pendiente
hacia unas galeras colectoras
que normalmente estn situadas unos 4 metros por debajo del piso
de la llamada sala de bombas,
incluso se puede recoger el bombeo de otras zonas de la mina y
se conduce esta agua a este
nivel ms bajo de bombeo general. Para determinar el volumen de
estas galeras colectoras hay
que conocer el sistema de funcionamiento del desage, y este va a
depender del caudal de aporte
y si la bombas van a funcionar con o sin interrupcin, en
principio sera conveniente que las
bombas trabajasen a un turno donde haya menor consumo de energa,
por lo tanto el volumen
de las galeras necesita una capacidad para recoger el caudal de
agua de las restantes horas de
desage parado.
En rgimen normal debe de haber dos galeras, una en
funcionamiento y otra en limpieza y
reserva, sabiendo que una de las funciones que cumplen estas
galeras es la servir de
decantacin para el agua que llega; estas se disponen simtricas
con relacin a la sala de bombas
y se comunican con ellas por pocillos verticales por los que
baja la tubera de aspiracin, que
termina en la alcachofa rodeada de una envoltura de tela metlica
para evitar la entrada de
elementos que puedan fastidiar la bomba.
Las salas de bombas son galeras ensanchadas y revestidas de
hormign, deben tener un puente
gra para mover las piezas pesadas con la mayor facilidad
posible, y sobre todo deben estar
bien ventiladas, ya que los motores que alimentan dichas bombas
desprenden mucho calor; lo
normal es que se construyan en zonas muy cercanas a los pozos o
planos de bajada a la mina,
para utilizar la ventilacin limpia que entra del exterior y
tambin para la colocacin de la
tubera de salida al exterior.
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Las bombas principales de desage prcticamente todas son
centrifugas y alimentadas con
motores elctricos, son bombas de varios rodetes o pisos de
presin, cada rodete equivale a 70
150 metros de altura de agua, por lo tanto para el clculo de la
bomba a colocar en el desage
principal de la mina habr que conocer el caudal de aporte, la
altura a la que haya que subir el
agua al exterior y las prdidas de carga.
6.1.2. Desage secundario o auxiliar
Este es que se utiliza para enviar el agua a las galeras
colectoras principalmente, aunque en
algunos casos segn al nivel que se realiza lo hacen directamente
al exterior, este es muy
variable tanto en caudal como la ubicacin, por lo tanto las
dimensiones de estos depsitos van
a ser muy variables y no con tanto detalle en su construccin
como los anteriormente descritos;
e igualmente el tipo de bombas utilizadas sern muy amplio dentro
de las que existen en el
mercado dependiendo de la cantidad de agua a desagar, su
calidad, etc; adems si es
conveniente que sean sumergibles, si tienen que estar
alimentadas elctricamente o por aire
comprimido. Estos equipos pueden ser atendidos por alguna
persona o incluso se pueden
accionar de forma automtica mediante la colocacin de un sistema
de control de nivel.
A continuacin vamos a ver una serie de posibilidades y
soluciones que se puedan dar, o casos:
o Bombeo por etapas con bombas pequeas, que normalmente son
sumergibles, y que se
utilizan para mantener el agua fuera de los frentes de trabajo y
para el transporte a
estaciones de bombeo secundarias o principales, siempre en el
mismo nivel; ests no
requieren ms que un pequeo sumidero para la captacin del agua y
pueden ser
alimentadas tanto con corriente elctrica como aire
comprimido.
Imagen 13 Vista del diseo de sala con tres bombas principales de
bombeo.
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Imagen 14 Bombas instaladas en una zona de acopio, funcionan
mediante sondas de nivel.
o Bombeo entre niveles, se emplean bombas sumergibles para el
bombeo entre uno a
varios niveles, a la estacin de bombeo principal ms cercana,
puede darse el caso que
segn a la profundidad que est situada se bombee directamente al
exterior.
o Drenaje de pozos y lugares de trabajo., por cuestiones de
trabajo y mantenimiento, no se
construyen estaciones de bombeo complicadas tanto en los fondos
de pozos y planos,
como en otro tipo de labores, se constituyen unas estaciones de
bombeo que pueden
funcionar sin recibir atencin durante periodos de tiempos ms
largos que en el caso de
instalaciones fcilmente accesibles. La capacidad de bombeo
requerida vara segn las
circunstancias, debido a que el lodo se acumula en el fondo sin
drenaje natural, es por lo
que se utilizan bombas especialmente construidas para trabajar
con este material.
o Es importante tambin comentar que dentro de la infraestructura
de la mina, y que segn
vaya evolucionando el campo de explotacin, es importante
integrar un depsito de
almacenamiento de aguas para uso en las mismas labores de
interior, bien sean para
riegos en los frentes o para alimentar mquinas que precisan
dicho elemento para su
funcionamiento o refrigeracin, este depsito se ubicar en una
zona intermedia a donde
se bombear el agua y luego mediante una conduccin de tuberas
bajar por gravedad
a las zonas de uso.
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Imagen 15 Sumidero ubicado en una rampa
Imagen 16 Llenado de costales con lama
6.2. SUMIDEROS
Los sumideros son pozos de decantacin de material que se
encuentran junto con las estaciones
de bombeo, normalmente son de 2 a 3 sumideros por estacin.
El agua de las labores superiores a la estaciones de bombeo, es
transportada por gravedad
hacia los sumideros por medio de las cunetas; para que luego
cumpla el proceso de
decantacin pasando de sumidero a sumidero decantando la lama y/o
material en cada uno
de ellos hasta el ltimo sumidero al que llega el agua ms limpia,
para prximamente ser
enviada por las bombas hacia la siguiente estacin.
Una vez que el material decante y el agua pase al siguiente
sumidero, el deslamador se
encarga de llenar costales con la lama para prximamente ser
evacuado del sumidero y
continuar con el ciclo explicado anteriormente.
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Imagen 17 Preparacin de un yacimiento en masa
7. PREPARACIN PARA LA EXPLOTACIN
En los yacimientos se prepara una planta abriendo una red de
galeras que delimitan en la misma
una serie de secciones o cuarteles, a cada una de las cuales
corresponde un punto de carga,
pocillo o piquera.
Las explotaciones estn situadas en la zona del yacimiento
comprendido entre dos plantas
consecutivas y se inician cargando el mineral arrancado en los
puntos de carga (PC) y
sacndolo por la planta inferior.
Estas explotaciones consisten en labores que abren espacios
libres en los que tienen salida las
voladuras, hasta ampliar la explotacin a las dimensiones de
trabajo normal.
En algunas minas se suprimen los puntos de carga individuales y
se usa como cargadero el
fondo de la explotacin. El mineral se vuela de forma continua,
cae al fondo y all se caiga
directamente.
Las explotaciones se realizarn por cualquiera de los mtodos
conocidos, elegido segn las
caractersticas de las rocas de los hastales y del propio
mineral. Se pueden dejar macizos para
proteger las galeras y chimeneas, o para separar las cmaras y
huecos de las explotaciones. El
macizo de la galera se deja horizontalmente a lo largo de la
misma y sobre ella, o alrededor de
ella si la potencia del criadero es mayor que la seccin, para
protegerla y dejar espacio donde
montar los cargaderos (sino se prescinde de ellos, en cuyo caso
se suprime este macizo).
Tambin para proteger la galera de cabeza y las explotaciones que
estn sobre ella. Se deja un
macizo de proteccin inferior horizontal por debajo y a lo largo
de la misma.
En muchos casos se recuperan estos macizos al abandonar la
galera, lo que suele hacerse por
cualquiera de los mtodos de "mallas cbicas", o "rebanadas
rellenas" en caso de minerales
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resistentes; si el mineral es dbil, se vuelan los macizos en
masa o se hunden sobre el hueco
de la explotacin inferior.
En los yacimientos estrechos en forma de filn slo se necesita
una galera en cada planta, que
se adapta al contorno del yacimiento, y los cargaderos se
disponen en lnea a intervalos
adecuados.
La preparacin de cualquier tipo de yacimiento se planifica por
adelantado y se completa
durante su avance, al arrancar el mineral.
En filones estrechos, las galeras de base se realzan unos metros
y se preparan por adelantado
l o s cargaderos en este hueco. De este modo, la preparacin de
cargaderos, guas y chimeneas
puede avanzarse adelantndose en 1 1/2 a 2 aos, creando
explotaciones de reserva que pueden
ponerse e n explotacin en 4 o 5 meses.
En las explotaciones que se llevan con relleno, los coladeros
pueden dejarse dentro de ste,
c o l o c a n d o un revestimiento con mampostera, cuadros de
entibacin y tablas, o bien
con tubos de chapa prefabricados; en los dos ltimos casos, estos
revestimientos se apoyan
sobre vigas empotradas, de madera o de hierro. El dimetro
interior suele ser suficiente para
permitir fijar escalas. Los pocillos de servicio pueden tener
secciones de 2,5 x 2,5 m y estar
dotados de instalaciones de extraccin. Si el mtodo de explotacin
suprime los coladeros y se
carga con palas mecanizadas automotoras, se pueden preparar
rampas en el muro del
yacimiento.
En otros casos los coladeros se perforan dentro del mineral del
macizo de la galera de base.
Los Cargaderos son las labores y dispositivos que regulan la
carga del mineral en los elementos
de transporte, y son intermedios entre el arranque y el
transporte y la extraccin. Se preparan en
el macizo inferior, en la base de las explotaciones o cmaras, o
bien comunicados con ellas a
travs de un sistema de coladeros y rampas de paso de mineral.
Cuando estn directamente en
la base de una cmara tienen la forma de coladeros, embudos o
tolvas. La forma se fija por el
tipo de carga del mineral.
Pueden disponerse cargaderos de gran capacidad para cargar el
mineral a un camin volquete,
o instalar varios cargaderos pequeos a lo largo de la galera de
base para cargar en vagones de
mina. La disposicin puede ser simple o doble y simtrica.
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Imagen 18 Cargadero sobre Galera
El mineral puede caer por gravedad a travs de una tolva
reguladora, o por un coladero situado
entre el relleno y montado sobre el piso de la cmara.
Las compuertas reguladoras causan interrupciones en la produccin
al atascarse con los bloques
grandes, por lo que deben evitarse estos colocando en el paso de
mineral una rejilla formada
por barrotes de acero, separados de modo que no dejen pasar los
trozos grandes de roca o
mineral, mientras los tamaos ms pequeo pasan con facilidad; la
separacin entre barras
vara segn los casos entre 0,3 m y 0,6 m.
Los bloques que no pasan se taquean o rompen con cargas (tacos)
de explosivos o con
martillos quebrantadores de aire comprimido. Cuando el atasco se
produce en el interior de los
pasos o coladeros, se taquean con cargas explosivas que se fijan
en el extremo de una prtiga
para introducirlas y se disparan desde fuera, en lugar seguro.
En los coladeros entre relleno las
rejillas se colocan en su boca superior, en el piso de la
explotacin. Del mismo modo se
protegen las chimeneas de paso o ventilacin. Cuando se elimina
el cargadero y el macizo
inferior de la cmara, para cargar con pala o sistema LHD. La
parte baja de la corona permite
un buen control de la salida del mineral
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Imagen 19 Carga directa sistema LHD
Imagen 20 Cargadero con sobrecarga de rastrero
En caso de no eliminar los coladeros, el mineral arrancado por
la voladura en la explotacin
cae a travs de ellos por gravedad a una galera de arrastre y
taqueo. En ella, la cuchara de una
arrobadera o scrper puede arrastrarlo por el piso de la galera
hasta un coladero de carga por
el que cae, a travs de una rejilla, a los vagones situados en la
galera de base.
En muchos mtodos de explotacin, particularmente en los mtodos
ascendentes, se suele bajar
el mineral a travs de rampas y coladeros hasta la planta general
de transporte situada en la
cota ms baja de la mina. En esta planta se instalan la molienda
y un sistema de transporte
principal mecanizado, lo que resulta ms econmico y productivo
que montar pequeas
instalaciones en cada planta, de modo que haya uno para cada
tipo o ley de mineral y otro para
los estriles. El vaciado de estos almacenes o tolvas se hace
automticamente por dispositivos
mecnicos, y el mineral pasa previamente por un sistema de
molienda primaria para adecuar
la granulometra a las condiciones de transporte. Un sistema
intermedio enlaza este almacn
con el sistema general de transporte, bien por cintas o bien por
vagones.
La mayora de los grandes cargaderos de mineral se perforan en la
roca de los hastales, a lo
largo del yacimiento.
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Los coladeros entre el relleno, revestidos con tubos de chapa
prefabricados, suelen tener una
vida equivalente a 100.000 150.000 t de mineral cargado; as, en
caso de explotaciones de
100 m de largo y 12 m de potencia, la altura til del piso
quedara limitada a 30 m
aproximadamente. Pero por razones econmicas la altura de pisos
debe ser lo mayor posible,
por lo que habr que preparar ms de un coladero con entubado de
acero, lo que puede
encarecerlo. La alternativa es preparar los coladeros en el
hastial de la roca.
Riesgos asociados a la explotacin subterrnea.
Hay varios aspectos que son coincidentes en la minera
subterrnea, especialmente aquellos
riesgos asociados a las siguientes variables:
Incendio
Cada de rocas
Trfico de equipos rodantes
Manejo de explosivos
Desarrollo de piques y chimeneas
Aire comprimido
Agua
Otros
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CONCLUSIONES
Las aberturas construidas ya sea manual o mecnicamente hacia
arriba con ngulo
bastante pronunciado se llama chimenea y las aberturas
inclinadas con una pendiente
entre 14% a 10% se denominan rampas.
Ore pocket es denominado un recipiente para el almacenamiento
temporal de mineral
en una mina cuyo tamao depender de la manera como se realice el
izaje del
mineral.
El trmino desarrollo es una combinacin de una funcin que cumple
la abertura en
la produccin: chimeneas de servicios, ventilacin, etc. De
acuerdo con el artculo
N 08 del Texto nico de la Ley General de Minera, el desarrollo
es la operacin
que se realiza para hacer posible la explotacin del mineral
contenido en un
yacimiento, es as que se realizan distintos programas cmo, el
programa de reservas
explotables, de maquinaria y medios, de personal, de
infraestructura, de produccin,
de presupuestos y cronograma de actividades, para cumplir
cabalmente con el
desarrollo.
Los sumideros son pozos de decantacin de material que se
encuentran junto con las
estaciones de bombeo, normalmente son de 2 a 3 sumideros por
estacin.
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REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
DISEO DE EXPLOTACIONES E INFRAESTRUCTURAS MINERAS
SUBTERRNEAS, Noviembre2007-Universidad Politcnica de Madrid
Escuela Tcnica
Superior de Ingenieros de Minas.
EL AGUA EN LA MINA, Editado en MTI Textos el 2 de noviembre de
2007- Antonio
Pizarro Losilla.
Manual de Bombas Flygt, 2002.
CURSO DE EVALUACIN Y PLANIFICACIN MINER, Universidad Politcnica
de
Madrid Escuela Tcnica Superior de Ingenieros.