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INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA MATERIA PARA EL EXAMEN. MAURICIO BELMONTE LERMA INGENIERO CIVIL DE MINAS EMAIL: mr_belmonte @hotmail.com. INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA. INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA. ¿Qué es el negocio Minero ?. ¿Cuál es la importancia de la Minería en Chile ?.

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introducci n a la miner a materia para el examen
INTRODUCCIÓN A LA MINERÍAMATERIA PARA EL EXAMEN

MAURICIO BELMONTE LERMA

INGENIERO CIVIL DE MINAS

EMAIL: mr_belmonte@hotmail.com

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INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA

¿Qué es el negocio Minero ?

¿Cuál es la importancia de la Minería en Chile ?

El rol del negocio minero en la economía, es el de encontrar (exploración), depósitos minerales económicos, para luego explotar, procesar y vender (comercialización), los productos que de ellos se obtienen.

El negocio minero, por definición, debe ser económicamente rentable, salvo que sea de interés social o estratégico.

Chile posee el 24% de las reservas mundiales de Cu. Codelco maneja el 34% de la producción nacional. Codelco es el productor de cobre mas grande del mundo y la empresa que contribuye mas a la economía chilena.

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INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA

¿De donde vienen?

¿Qué son los depósitos minerales ?

Los minerales de interés para su explotación son de ocurrencia natural, asociados a procesos y ambientes geológicos específicos según su tipo.

Un depósito mineral o yacimiento es un cuerpo o zona de concentración de recursos minerales.

Una Mina es un yacimiento en el cual es posible realizar la extracción de un mineral o elemento con un beneficio económico (a través de sus labores)..

Para elementos de interés, los minerales que lo contienen se denominan mena, minerales de los cuales es posible extraer un metal con un beneficio económico.

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INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA

Los yacimientos

Yacimiento: Esellugardonde se encuentran naturalmente las rocas (localizada en la corteza terrestre), que contienen uno a varios minerales como resultado final de los diferentes procesos geológicos, en cantidad suficiente como para ser extraídos con beneficio económico.

Existen yacimientos de diferentes tipos, pero en el caso del cobre, los de mayor volumen corresponden a los denominados pórfidos cupríferos.

De esta forma, los yacimientos de cobre se relacionan con la presencia de rocas ígneas (son rocas que se forman cuando el magma, roca fundida, se enfría y solidifica), y estas se forman, bajo la superficie como rocas intrusivas o en la superficie como rocas extrusivas.

Estas rocas ígneas aportan los minerales que contienen las rocas circundantes, y de acuerdo a las condiciones en que esto ocurre, se tienen dos tipos de material mineralizado: los sulfuros y los óxidos.

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INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA

Conceptos básicos

Cuando hablamos de Yacimientos Minerales, aparecen una serie de conceptos que tienen una gran importancia, ya sea en los aspectos geológicos-geoquímicos, o en los económicos. Los más importantes son los siguientes:

Mena: Esta formado de dos partes, el mineral que es la especie de interés que se encuentra en estado solido con una composición química definida y la ganga (resto de minerales que acompañan a la mena, pero que no presentan interés económico.

Roca: Material compuesto por uno o varios minerales, como resultado final de los diferentes procesos geológicos.

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INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA

Metalurgia extractiva: Es el proceso o conjunto de procesos, propios de la minería metálica, que permiten obtener el elemento de interés.

Mineral : Sustancia solida de origen natural con estructura interna ordenada y composición química definida.

Los minerales: Pueden ser de uso práctico para la humanidad, ya sea por sus propiedades medicinales o bien para la extracción del elemento(s) particular(es), como por ejemplo los metales (Cu, Au, etc.).

Los recursos minerales: Se dividen en tres grandes familias, los metálicos, los no-metálicos y los energéticos.

Metálicos: Minerales de mena de los cuales se obtienen metales de interés.

No-metálicos: Minerales empleados directamente en procesos industriales, tecnológicos, construcción, etc. (ej. litio, sal, yodo, salitre, etc.).

Recursos energéticos: petróleo, gas natural, carbón, uranio, etc.

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INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA

El Magma

Gran parte de los minerales nació con la consolidación de la corteza terrestre, hace aproximadamente 4.000 millones de años, siendo parte del magma que fue el material que genero los minerales y las rocas ígneas después de su enfriamiento.

El magma es una mezcla de elementos que se encuentra al interior de la tierra (sale a la luz a través de las explosiones volcánicas), y esta formado por gases y roca fundida, su temperatura es altísima, pudiendo llegar a los 1.000 °C.

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Procesos de Formación

INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA

Los sistemas del tipo pórfido cuprífero son sin ninguna duda de origen netamente magmático – hidrotermal.

Los depósitos del tipo pórfido cuprífero

comprenden yacimientos de gran volumen de

mineralización primaria de sulfuros de

cobre-fierro y fierro, en general hospedados

y directamente asociados a cuerpos

intrusivos porfíricos, pero en ningún caso

estrictamente restringidos a roca intrusiva.

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INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA

También los yacimientos denominados porfíricos, son muy abundantes en el cordón andino. Se caracterizan por contener grandes masas de rocas con cobre sulfurado que generalmente es de baja ley

Estos se originan por el ascenso de rocas fundidas cuando la corteza oceánica se introduce bajo la corteza continental. Ejemplos de ello en Chile son Chuquicamata, El Salvador, Andina y El Teniente entre otros.

Hay, además, otros yacimientos donde el cobre se encuentra en la parte superior que ha sido alterada por la acción de agentes atmosféricos a través de millones de años.

Son los llamados yacimientos de cobre oxidado, también muy frecuentes en Chile, como la mina Radomiro Tomic, el Abra y la parte superior, ya explotada, de Chuquicamata.

Cerca de la mitad de los recursos de cobre del mundo se concentran en el ambiente geológico de la Cordillera de Los Andes.

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INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA

  • Los geólogos atribuyen a los procesos hidrotermales, la gran variedad de depósitos minerales metálicos que proporcionan la mayoría de nuestros metales (oro, plata, cobre, plomo, zinc, mercurio, molibdeno, etc.).
  • Otra forma de encontrar minerales:
  • Meteorización: Desintegración o descompocisión de rocas en la superficie terrestre como consecuencia de su exposición a los agentes atmosféricos (lluvia, viento, hielo, etc.)
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INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA

La meteorización libera muchos minerales

de la roca que es atacada por alguno de los

agentes exógenos nombrados.

Estos minerales son transportados en solución (por ríos, mar) o mecánicamente (por acción de agentes exógenos: viento, lluvia, etc.) hacia cuencas sedimentarias o bien se acumulan formando depósitos de minerales de interés económico o industrial.

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INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA

En la búsqueda de un nuevo yacimiento

La búsqueda y definición de nuevos yacimientos son realizadas por un equipo de profesionales, encabezado por geólogos, considerando las siguientes atapas:

I.- EXPLORACION BASICA

II.- EXPLORACION INTERMEDIA

III.- EXPLORACION AVANZADA

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INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA

PRIMERA ETAPA

EXPLORACION BASICA

Las características de las rocas como el color y las manchas permiten ubicar la zona de interés donde puede haber un yacimiento

¿Cuál es el objetivo?

En esta primera etapa, se efectúa un reconocimiento general de un área extensa (decenas a cientos de kilómetros) con el fin de identificar algunas características favorables que puedan indicar la presencia de un yacimiento.

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INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA

¿Quién la realiza?

¿Cómo se lleva a cabo la exploración básica?

El equipo de geólogos, estudia diferentes antecedentes y aplica técnicas específicas (mapas geológicos, imágenes de satélite, geofísica, etc.) para seleccionar las áreas donde desarrollar la exploración básica.

El geólogo o geóloga identifica en terreno los sectores donde realizar la exploración para ubicar un yacimiento.

Una vez identificada el área, el equipo se dirige a terreno para registrar las características de las rocas (color, textura, estructura, presencia de minerales indicativos) y su ubicación, y para recoger muestras que permitirán determinar el contenido de los elementos interesantes en una explotación, tales como cobre, oro, hierro, molibdeno, etc.

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INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA

SEGUNDA ETAPA

EXPLORACION INTERMEDIA

¿Cuál es el objetivo?

Con ayuda de imágenes satelitales se confirma la información de exploración.

El objetivo de esta etapa es confirmar la existencia de mineralización de cobre en profundidad, de acuerdo con la información recogida en la etapa anterior.

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INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA

¿Cómo se realiza?

Una vez localizada el área de interés se realizan, con mayor detalle, trabajos geofísicos tales como magnetometría, gravimetría, resistividad, etc. y trabajos geoquímicos como la obtención y análisis químicos de muestras de superficie. Junto con estos análisis se interpretan las características que interesan en diferentes mapas, lo que permite aumentar la precisión y reducir el radio de búsqueda del mineral.

¿Qué se obtiene?

El resultado del trabajo de la etapa de exploración intermedia es la identificación de un posible yacimiento, ubicado en un área más o menos definida, de dimensiones aproximadas entre 500 metros y 5 km por lado.

La información recolectada permite diseñar la perforación de algunos sondajes exploratorios, para extraer muestras de distintas profundidades y determinar la posible continuación de la mineralización bajo la superficie.

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INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA

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.

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¿Qué es geología?

INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA

La geología es la ciencia de la historia de la tierra: Especialmente estudia los procesos del interior de la tierra y las transformaciones que afectan a los minerales y las rocas en la superficie de la tierra.

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El ciclo geológico

INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA

En general existen tres grandes grupos de rocas: Rocas sedimentarias, rocas ígneas o magmáticas y rocas metamórficas.

Cada uno de los tres grupos principales contiene sus subdivisiones como en el caso de las rocas Igneas, en rocas intrusivas y rocas extrusivas.

Una roca puede transformarse en otro tipo de rocas a causa de cambios físicos y/o químicos como la meteorización / erosión que puede afectar una roca ígnea para formar un sedimento.

El ciclo geológico visualiza en primer instante los ambientes principales donde se forman rocas: magmático / ígneo, sedimentario y metamórfico. Además muestra los procesos principales que afectan a las rocas.  

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INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA

Rocas ígneas

Sí el magma sube hacia la superficie se va a formar un volcán. Pero algunas veces no alcanza a subir hacia la superficie por falta de presión, entonces se van a formar diques, stocks o lacolitos.

Las rocas ígneas o magmáticas se puede subdividir en 4 subgrupos. Las dos más importantes son lasrocas intrusivas(cristalización en altas profundidades, dentro de la tierra), las rocas extrusivas o volcánicas (cristalización en la superficie de la tierra).

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INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA

En resumen, las rocas ígneas se forman a partir del magma o la lava enfriada. Si se forma en el interior, entonces se enfría para formar una roca ígnea intrusiva. Si se forma en la superficie después de una erupción volcánica, se convierte en una roca extrusiva.

Las rocas sedimentarias son aquellas que han sido depositadas en el agua producto de los procesos de meteorización y erosión.

Las rocas metamórficas son el resultado de la transformación de cualquier tipo de roca (ígnea, sedimentaria o metamórfica), mediante fenómenos de metamorfismo (presión y temperatura) y esto sucede en la profundidad de la corteza terrestre.

Las rocas ígneas y sedimentarias se convierten en rocas metamórficas a través de la alta presión y calor (alta temperatura). Las rocas sedimentarias y metamórficas se convierten en rocas ígneas en fusión de nuevo con el magma que se enfría y las rocas ígneas y metamórfica se convierten en roca sedimentaria a través de la erosión, que transporta estas rocas hasta el agua del mar.

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INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA

Métodos de análisis

Métodos macroscópicos Solo con los ojos y algunas herramientas se describe una roca. Las herramientas son: Lupa, martillo, ácido clorhídrico, un trozo de vidrio.

Se describe: Textura, color, densidad, dureza, brillo, morfología, exfoliación (fracturamiento), tipos de minerales, otras propiedades.

Métodos microscópicos

Principalmente hay que diferenciar entre dos tipos de microscopio: a) Secciones transparentes con luz transmitida y b) Pulidos con luz reflejada.

Análisis químicos

Existen varios tipos de análisis quimicos. Los más importantes son la fluorescencia de rayos X y la difractometría. En ambos casos se usan equipos especiales y una preparación de la muestra.

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INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA

Explotación minera: Es el proceso o conjunto de procesos por el cual extraemos un material natural terrestre del que podemos obtener un beneficio económico: puede ser desde agua, hasta diamantes, por ejemplo. Se lleva a cabo mediante pozos (caso del agua o del petróleo, entre otros), en minas, subterráneas o a cielo abierto, o en canteras.

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INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA

Para esto, se define el área del yacimiento que se explotará (denominada mineral en lenguaje minero), de acuerdo con la ley de corte, que es la ley mínima explotable, es decir, corresponde a la ley de mineral en que no da perdidas ni ganancias.

El material existente bajo la ley de corte es considerado estéril o mineral de baja ley, que podría ser recuperado a través de otro procedimiento en otro tiempo.

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

Perforación.

Tronadura.

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

Carguío.

Transporte.

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INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA

TIPOS DE YACIMIENTO

Masivos : Cobre Porfídico ( Andina, Teniente, Salvador, Chuquicamata, Escondida, etc. )

Manto : Paralelos a la estratificación, Potencia limitada ( Tabulares )

Veta : Claramente delimitado por roca no mineralizada ( Gran inclinación )

Lente o Bolsón : Yacimiento aislado - Placeres : Oro, Plata

explotaci n a rajo abierto
EXPLOTACIÓN A RAJO ABIERTO

Las minas a cielo abierto son económicamente rentables cuando los yacimientos son de gran tamaño, afloran en superficie o se encuentran cerca de la superficie o la competencia del terreno no es estructuralmente adecuada para trabajos subterráneos (como ocurre con la arena o la grava). Cuando la profundidad del yacimiento aumenta, la ventaja económica del cielo abierto disminuye a favor de la explotación mediante minería subterránea (relación máxima es 3:1).

como se construye un rajo a cielo abierto
COMO SE CONSTRUYE UN RAJO A CIELO ABIERTO

Un rajo se construye 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 esta, de manera que el estéril que lo cubre pueda ser retirado a un costo tal que pueda ser adsorbido por la explotación de la porción mineralizada.

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INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA

Banco: Escalón comprendido entre dos niveles. En los cortes escalonados se ven dos caras. Una cara horizontal que corresponde al plano horizontal mediante el cual se extrae el material y una cara vertical lateralque representa al altura del banco.

Altura de banco: Es la distancia vertical entre dos

Niveles, desde la pata del banco hasta la cresta.

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INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA

Bermas: Un banco esta compuesto por tres bermas: berma de carguío, berma de transporte y berma de seguridad. Las bermas de carguío tienen 52 metros de ancho, las bermas de transporte tienen 25 metros de ancho (ambas, dependiendo de la dimensión de los equipos), y las bermas de seguridad de 3,5 metros por 1,5 metros de alto. Además están las bermas de contención (son bermas angostas que se dejan cada dos o tres bancos y como su nombre lo indica, es para contener todo el material que pudiera caer de los bancos superiores).

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INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA

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.

Pendiente: Es la inclinación del terreno con respecto al plano horizontal. La pendiente recomendada para la construcción de rampas es de un 8%.

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INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA

Ángulos de Talud: Dentro de los ángulos de talud, existen tres ángulos:

Talud de banco: Es el ángulo delimitado entre la horizontal y la línea de máxima pendiente de la cara del banco (entre 80° y 90°).

Talud de trabajo: Es el ángulo determinado por las patas de los bancos entre los cuales se encuentran plataformas de trabajo (20° y 30°).

Talud Final: Es el ángulo delimitado por la horizontal y la línea que une la pata del banco inferior y la cresta del banco superior.

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.

elementos que forman un rajo
ELEMENTOS QUE FORMAN UN RAJO
  • Bancos
  • Altura de banco
  • Bermas (de seguridad y de trabajo)
  • Rampas
  • Pendiente
  • Pata y cresta de banco
  • Angulo de talud (de banco, trabajo y final)
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INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA

¿COMO SE EXPLOTA UNA MINA A CIELO BIERTO?

Antes de iniciar la perforación, es importante tomar en cuenta un elemento fundamental en su planificación: el ángulo del taludfinal (del rajo), el cual determinará tanto la seguridad como la rentabilidad de la mina.

Una vez determinado los diferentes ángulos de talud, se empieza con el retiro de toda la sobrecarga para llegar al mineral (pre-striping).

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INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA

Una vez realizado el pre-striping, viene el banqueo de la mina, comenzando con la perforación y tronadura (procesos que parten los bloques de roca), para la posterior extracción de la roca fragmentada.