PLANIFICACIÓN MINERA A CIELO

ABIERTO

CAPITULO III
 INTRODUCCION
La planificación es la relación que se establece entre fines a alcanzar y medios para lograrlo
eficientemente; Sentido de prevención, de anticipación a lo que ocurrirá o debería ocurrir (el intento de
“adivinar” el futuro); La noción de trabajo ordenado, sistemático; y fases interactuantes.

A mayoría de los expertos están de acuerdo

que planificar es un proceso para alcanzar
una decisión racional, que implica anticipar
el curso de acción que ha de adoptarse con
la finalidad de obtener una situación
deseada.
Planificador(a) sería aquel(la) que “sabe”
distribuir recursos relativamente escasos,
entre fines múltiples y alternativos,
minimizando costos y maximizando
beneficios; entendiendo que los recursos,
los costos y los beneficios no sólo son los
financieros, sino también los humanos, los
sociales, los culturales, los espaciales y los
naturales.
 INTRODUCCION
En principio existen, actualmente, tres métodos en su sentido más amplio, que son:
• El método de explotación por minería a cielo abierto
• El método de explotación por minería de interior o minería subterránea
• El método de explotación por sondeos. .

En Minería de Superficie, se utilizan cuatro

métodos o alternativas de explotación, que son:
Tajo Abierto (Open Cut) Se utiliza en aquellos
yacimientos que se encuentran en forma de
bolsada y en vetas inclinadas, en zonas cuya
topografía es bastante irregular (cerros).

Fosa Abierta (Open Pit). Se utiliza también como

en el caso anterior, en yacimientos en forma
bolsada y en vetas inclinadas, pero en zonas cuya
topografía es bastante suave, tipo planicies.
 INTRODUCCION
Explotación en tiras (Stripping Mine)
El método de explotación en tiras (stripping mine), se utiliza
en aquellos yacimientos que se encuentran en capas o vetas
horizontales, en los cuales, primero se remueve o desmonta
el recubrimiento por el método de tiras (niveles o bancos de
explotación). Una vez despejada la capa o veta mineralizada,
se comienza su explotación por este mismo método.

Explotación Combinada Superficie-Subterráneo (Glory

Hole)
El método combinado (glory hole), se utiliza en aquellos
yacimientos que se encuentran aflorando en zonas cuya
topografía presenta relieves muy pronunciados; cerros casi
verticales, donde se hace difícil el ataque al yacimiento por
los métodos de Minería de Superficie, utilizando para ello,
pozos y galerías (Minería Subterránea) que sirven de acceso
al yacimiento y para descarga y transporte del mineral.
 EXPLOTACION A CIELO ABIERTO
La explotación a cielo abierto es una excavación superficial cuyo objetivo es Ia extracción de grandes
cantidades de material (mineral y estéril) mediante un proceso de banqueo descendente y sistemas
de rampas o vías de acarreo que permitan el transporte de los materiales hacia los diferentes destinos
(triturador, botaderos o stocks).

El diseño de una mina a cielo abierto

depende de varios factores que deben
conjugarse para lograr una explotación
rentable y que garantice una operación
segura y eficiente. Entre los más relevantes
se destacan Ia morfología del yacimiento, Ia
envolvente económica del pit final, las
condiciones geotécnicas e hidrogeológicas,
el relieve topográfico de superficie y las
características de los equipos a utilizar.
 EXPLOTACION A CIELO ABIERTO
La explotación de un yacimiento por el método
de Tajo abierto, requiere de datos iniciales,
provenientes de campañas de exploración
(Sondajes), los cuales serán procesados de
modo de obtener un modelo de bloques
(Krigeage, Ivor, etc.). Este modelo de bloques
consiste en una matriz tridimensional de bloques
de dimensiones definidas por su largo, ancho
(ambos iguales por lo general) y alto, este último
valor corresponderá a la altura de los bancos del
futuro Tajo. Dicha altura será definida
principalmente en función de las características
del yacimiento y la elección de los equipos de
explotación. La altura del banco a su vez define
en la estimación de reservas la altura que
tendrán los compasitos en la campaña de
sondajes.
 PARAMETROS GEOMETRICO DE DISEÑO
Angulo Final o Global: Angulo formado por Ia
línea que une el pie (toe, pata) del banco inferior
y Ia cresta (crest) del banco superior, respecto a
Ia horizontal. Es el ángulo estable del pit final en
cada uno de los dominios estructurales y está
determinado por las características geológicas,
geotécnicas, propiedades físico químicas de las
rocas y las presiones hidrostáticas.
Angulo Inter Rampa: Angulo formado por Ia
línea que une los pies de los bancos
comprendidos entre rampas o niveles de trabajo,
respecto a Ia horizontal. Es comúnmente
Llamado ángulo de trabajo.
Angulo Cara de Banco: Angulo formado por Ia
línea que une el pie y Ia creta del banco,
respecto a Ia horizontal. El ángulo es función del
tipo de material, de las Características
estructurales, de Ia altura del banco y deberá ser
determinado geotécnicamente.
 PARAMETROS GEOMETRICO DE DISEÑO
Banco: Es el escalón que se forma mediante Ia extracción de material de un determinado nivel,
quedando definido cuando se logre Ia posición final preestablecida por Ia fase o limite final del pit.
Altura de banco: Distancia vertical entre dos niveles, o sea, desde el punto más alto (cresta) y el más
bajo (pie) del banco. Es uno de los parámetros mes importantes a considerar en el diseño de una
explotación a cielo abierto. En efecto, a mayor altura se dispone de mas tonelaje en cada frente de
trabajo, sin embargo el incremento de Ia altura tiene algunas limitaciones, puesto que su valor final esté
influenciado por el tamaño del equipo de carguío, perforación, Ia distribución espacial de la
mineralización.
Ancho de Banco: Descanso horizontal (berma) del banco formado a partir de Ia excavaciôn de los
diferentes niveles cuando llegan a los limites finales de Ia pared. El ancho del mismo está determinado
para permitir Ia estabilidad del talud, las condiciones de seguridad y retener el material de bancos
superiores.
Camino de Acarreo (Rampas): Son vías de transporte por donde se extrae el material de los
diferentes sectores de explotación y permiten el movimiento de equipos y servicios entre diferentes
puntos del pit. Se caracterizan por su ancho y pendiente dentro de una disposición espacial
determinada. El ancho esta en función de las características del camino y del tamaño de los equipos de
transporte y debe considerarse en el diseño del ángulo final del pit.
 PARAMETROS GEOMETRICO DE DISEÑO
El primer paso en un proyecto de minería a cielo abierto es el diseño o planificación de la fosa, el cual
debe estar correlacionado con todas las fases de la operación minera.
Elementos que deben ser incluidos en la planificación y reflejar las características y condiciones en
torno al yacimiento mineral y son:
❖ Geología y tipo de muestreo, análisis físico-químicos
❖ Tonelaje y área de extensión de las reservas minerales, Topografía, Tipo de mineral
❖ Límite de explotación (Pit limit)
❖ Tener límite de la explotación, Relación de remoción o de explotación
❖ Angulo de inclinación de la fosa, Altura y ángulo de inclinación de los bancos
❖ Pendiente y ancho de las carreteras
❖ Características metalúrgicas del mineral
❖ Condiciones hidrológicas de la zona
❖ Delimitación de propiedades
❖ Ratio o promedio de producción de la mina
❖ Consideraciones de mercado y factores económicos concernientes a los costos de inversión, de
operación y de beneficio del proyecto
 ETAPAS PROYECTO A CIELO ABIERTO
1. Prospección 2. Exploración (campaña de sondajes) 3. Modelo Geológico

4. Estudio geomecánico 5. Modelo de bloques 6. Estimación de recursos

 ETAPAS PROYECTO A CIELO ABIERTO
7. Diseño envolvente económica 8. Calculo de reservas 9. Planeamiento producción

10. Puesta en marcha 11. Operación 11. Cierre

 PARAMETROS GEOMETRICO DE DISEÑO
Para llevar a cabo una explotación a cielo
abierto:
❖ De la información final de la exploración y de
los datos obtenidos por las perforaciones.
❖ Se requiere realizar secciones horizontales
correspondientes a los niveles del diseño de
los bancos y de la forma convencional de
colocar los valores del mineral en secciones
verticales.
❖ Fijar los límites de la explotación (pit limits).•
Las secciones horizontales permiten
optimizar el diseño de la fosa y el trazado de
las carreteras.
 BERMAS DE SEGURIDAD (CATCH-BERM)
Son plataformas horizontales que cumplen tres
objetivos principales:
Sirven para Ia recepción de material de derrames de
bancos superiores, producidos por
voladuras de las expansiones, caldas de materiales o
deslizamientos.
Representan una ayuda desde el punto de vista
geotécnico, ya que permiten descargar tensiones en
los taludes de Ia mina.
Generalmente, se sitúan entre un determinado
número de bancos (10 a 15) y en las paredes finales,
sobre todo en sectores de fallas principales. En
algunas situaciones se diseñan de forma que puedan
ingresar equipos para realizar Ia limpieza de los
catch berm cuando estén colmatadas de material, o
sea, el ancho es función de las dimensiones de los
equipos de cargulo que se utilizarán (25 a 40
metros).
 ANCHO MINIMO DE CARGUIO
El ancho mínimo de cargulo se determina en función
de los equipos involucrados en Ia operación de carga
y transporte. El criterio de diseño considera el radio
de giro de vaciado del equipo de carguío y un ancho
de camión, asumiendo que el cargulo se realiza por
ambos lados.
Además, se considera una berma de seguridad en Ia
cresta del banco y una distancia prudencial en el pie
del banco para alejarse de la pared y evitar los
derrames de bancos superiores.
El ancho mínimo de cargulo se muestra en Ia figura
Para el caso de un equipo de carguío con radio de
giro (RC) de 21 m, ancho de camión (AC) de 7,3 m y
berma de seguridad (BS) de 3,7 m, el cálculo del
ancho mínimo de cargulo (AM) seria:

AM = 2 + 2 + 2AC / 2 + 2RC + BS
AM =2 + 2 + 7,3 + 42 + 3,7 = 57 m
 ANCHO MINIMO DE VIAS TRANSPORTE
En las minas a cielo abierto, las vías de transporte se Se consideran tres anchos de camión (AC),
clasifican en función de las características y del uso el espaciamiento entre camiones (EC y EM),
para las cuáles fueron diseñadas. Las vías utilizadas Ia berma de seguridad (BS) en Ia cresta y
para el acarreo de materiales se denominan caminos una distancia contra el pie del banco para
principales o rampas principales. retener los derrames de bancos superiores
Las dimensiones de los caminos principales de (ZD). El ancho mínimo de Ia rampa (AR) se
acarreo se establecen de acuerdo al tipo y calcula de la siguiente forma:
características de los equipos principales de AR=BS+3AC+ EC+ EM+ZD
transporte (camiones de acarreo).
Es muy común disponer caminos de transporte
secundarios o temporales de ingreso a determinados
frentes de excavación y que durarán poco tiempo,
cuyo ancho es inferior a los caminos principales.
Estos también se utilizan para el acarreo de material.
También, existen los caminos de servicios, que se
utilizan para el ingreso de los equipos auxiliares y
perforadoras hacia los sectores de perforación, o
para Ia mantención de los pozos de bombeo, tendido
eléctrico, etc.
 ANCHO MINIMO DE EXPANSIONES
Como expansión se entiende al desplazamiento o
apertura lateral de las paredes del Pit al trabajar con
diferentes fases o frentes de excavación, para lograr
Ia profundización de Ia mina manteniendo Ia
estabilidad de las paredes.
Generalmente, se comienza la explotación de una
mina con el desarrollo de una fase y al transcurso de
un determinado periodo de tiempo se debe comenzar
con Ia segunda fase, desde el nivel superior y
profundizando por detrás de la primera fase. La
distancia (ancho de expansión) entre Ia pared
originada por Ia explotación de Ia primera fase y Ia
pared que va desarrollando Ia segunda fase, debe
ser tal que permita una operación eficiente del equipo
de cargulo operando por ambos lados
ANCHO OPERACIONAL MINIMO DEL FONDO DE PIT
El ancho operacional mínimo del ultimo banco de las
fases o del Pit final, es el ancho que permite una
operación eficiente y segura de los equipos de
carguío y transporte. Por ello, este parámetro se
obtiene en base a las características de los equipos
utilizados, considerando el radio de giro de los
camiones (RGC), radio de giro del equipo de carguío
(RGEC), y una distancia de seguridad en el pie del
banco (EP):

AOM =2 x EP + RGC + RGEC

En Ia figura muestra el ancho mínimo del último
banco o nivel del Pit final, realizando el carguío por
ambos lados. En muchas situaciones, con motivo de
lograr una mayor profundidad y maximizar Ia
recuperación del mineral, el ancho mínimo se reduce
a Ia mitad y solamente permite Ia carga por un solo
lado, con Ia consiguiente disminución de Ia
productividad del equipo de carguío.
 DISEÑO Y EXCAVACION SUPERFICIAL
Una mina a Tajo abierto es una excavación
superficial, cuyo objetivo es la extracción de mineral.
Para alcanzar este mineral, usualmente es necesario
excavar grandes cantidades de roca estéril
(Descapote). En la figura, muestra un dibujo
tridimensional realizado en computador de una mina
a Tajo abierto. Se indica el límite final del pit,
incluyendo el camino de transporte, el yacimiento,
con diferentes leyes de mineral y áreas de estéril.
Descapote
Se aplica para remover la capa superior estéril del
depósito mineral y remover ganga dentro de los
límites del tajo. La naturaleza del capote o estéril,
determinan el ciclo de operación: si es material no
consolidado (suelo ó roca quebrada) el rompimiento
no es requerido; si es consolidado (roca in situ), se
requiere rompimiento.
 DETERMINACIÓN FISICA DEL YACIMIENTO
Los yacimientos se dan bajo una gran variedad
de determinaciones geológicas estructurales y
topográficas. Estas condiciones, tienen una gran
influencia en la planificación minera.
La estrategia de planificación de minas, variará en
forma dramática, dependiendo siempre de las
condiciones de las distintas determinaciones físicas
del yacimiento.

Los costos de transporte resultan ser un componente

importantísimo entre los costos de extracción totales
de una mina a tajo abierto. Por lo general, tanto el
mineral como el estéril son cargados en camiones
después de la voladura y son dispuestos fuera del
pit. El mineral va a la chancadora y el material estéril
es localizado directamente en los botaderos.
Asimismo, cuando existe lixiviación en pilas, el
mineral se deja normalmente en la chancadora.
 CAMINOS DE TRANSPORTE, UBICACIÓN Y
PENDIENTE
En muchas operaciones, el suelo de una mina
a tajo abierto, se declina para facilitar el
drenaje en su superficie por períodos en donde
las precipitaciones son mayores o por la
afluencia de aguas superficiales que se vierten
en corrientes, como resultado del derretimiento
de la nieve. El suelo en una mina a tajo
abierto, alcanza un declive del 1% al 2% hasta
lograr una velocidad de drenaje suficiente
como para evitar cualquier obstáculo o
hundimiento en el suelo de la mina.
 CAMINOS DE TRANSPORTE, UBICACIÓN Y
PENDIENTE
Las minas a tajo abierto, requieren a lo menos
de un camino de transporte y, en algunas
ocasiones, más de uno, dependiendo de la
configuración del yacimiento a minar hasta
alcanzar la profundidad definitiva. La
determinación de la ruta del camino de
transporte dentro del Pit es para maximizar la
recuperación económica de la reserva de
mineral, minimizar los costos de transporte y
asegurar las condiciones operativas, es una
actividad de diseño enormemente desafiante.
 CAMINOS DE TRANSPORTE, UBICACIÓN Y
PENDIENTE
Las bermas sirven como áreas de captación para
el material de pérdida que se filtra por las paredes
de la mina. Además, sirven como puntos de
acceso a lo largo de las paredes de ella. El
intervalo de la berma utilizado depende del
tamaño del equipo que se emplea para la
excavación y el talud de la cara del banco. Si este
talud es inferior a 45 grados y el material de
pérdida se acumula en forma de bloques,
entonces el material tiende a deslizarse más que
a caer, condición en la cual, resulta común dejar
una berma por cada tres bancos. Bajo
condiciones normales, en que el talud es de 75º a
80º.
 UBICACIÓN DE LAS PLANTAS
Las plantas de superficie, incluyen cierta
infraestructura, tales como los garajes de
mantención, oficinas, chancadoras, sistemas de
traspaso de mineral por túneles, plantas
procesadoras de mineral, etc. Como regla
general, estas plantas deberían mantenerse a
cierta distancia fuera de los límites del pit, de tal
forma que estén seguras y protegidas de
cualquier derrumbe de rocas ocasionado por
voladura o movimiento vibratorio, sirviendo el
centro de gravedad como el mejor componente
de toda la operación minera.
 DISEÑO DE PISTAS Y BOTADEROS
Las pistas son los caminos por los cuales se
realiza el transporte habitual de materiales de la
explotación, es decir, por los que circulan las
unidades de acarreo. También existen rampas
que se utilizan exclusivamente como acceso a
los Tajos de los equipos que realizan el arranque
y su servicio esporádico.
Ambas tienen distinto tratamiento y diseño, pues
mientras que por las primeras la circulación
puede ser continua en los dos sentidos y a
marcha rápida, la utilización de las segundas es
mínima y a velocidad mucho más lenta, la
pendiente debe recomendarse por razones de
seguridad 10 y 15 % de inclinaciones, en ningún
caso debe sobrepasarse el 20%, sobre todo
teniendo en cuenta que, en ocasiones, también
circularán por ellas vehículos de mantenimiento
y reparación.
 DISEÑO DE PISTAS Y BOTADEROS
Un botadero de desmonte es un área en el cual
una operación de tajo abierto puede disponer
mineral de baja ley y/o áridos que ha sido
removido del Pit con el fin de exponer el
mineral de alta ley. En algunos casos el
material es removido por otras indirectas
razones, tal como obras de estabilización y
construcción de pistas de acarreo.
Los más comunes tipos de botadero son:
Botaderos en quebradas
Botaderos en medio de valles
Botaderos en laderas de cerros.
Botaderos en zonas planas.
Diseño de Botaderos o StockPile - Stock Futuros
 DISEÑO DE PIT FINAL
Como primer paso para la planificación de
corto o largo plazo, se deben determinar los
límites del Tajo Abierto. Los límites permiten
definir la cantidad de mineral explotable, el
contenido de metal y la cantidad de lastre
involucrada que se tiene que remover durante
el transcurso de la operación.
El Pit Final es una envolvente tridimensional.
Es el mejor Pit para las condiciones que tengo
hoy en día, me encierra una cierta cantidad de
Mineral y de Estéril.
Para determinar este Pit final necesito
Parámetros Técnicos y Económicos.
Parámetros Técnicos, p.e: el ángulo de talud
del Pit Final (p.e: 45°), pueden cambiar en el
tiempo (tanto los parámetros técnicos y
económicos).Toda esta información la alimento
(la ingreso) a un programa computacional y me
determina el Pit Final
Diseño de Pits – Minesigth
Diseño de Pits - Contornos
Diseño de Pits – Linea Base para Pit
Expansion
Diseño de Pits – Pit expansion desde
Base hasta fondo de Pit
Diseño de Pits – Linea Base para Pit
Expansion
Diseño de Pits – Pit Expansion desde
Linea hacia Arriba
Diseño de Pits – Triangulacion de
Diseño de Pit
Diseño de Pits – Interseccion con
Topografia Base
Diseño de Pits – Superficie Final.
Diseño de Pits – Superficie final y Diseño de Pit.
Planos Finales – Factibilidad
 PROGRAMAS DE EXTRACCION
A continuación, se dan cuatro ejemplos de
programas de extracción y stripping. Los dos
primeros están referidos a casos extremos, que
se han empleado sólo a modo ilustrativo.

Método de razón estéril mineral

descendente a medida que cada banco de
mineral es extraído, todo el material estéril en
dicho banco es extraído hasta el límite del pit.
Ventaja, espacio de trabajo operativo
Desventaja, costos operativos son máximos en
los primeros años de operación debido al gran
volumen de estéril
 PROGRAMAS DE EXTRACCION
Método de razón estéril mineral ascendente
La extracción de estéril se realiza de tal forma
hasta alcanzar el mineral.
Ventaja, beneficio neto máximo en los primeros
años reduciendo riesgo en Inversión
Desventaja, falta de espacio de trabajo
operacional debido a que los bancos son
estrechos.
 PROGRAMAS DE EXTRACCION
Método de pendiente de trabajo
Las pendientes de trabajo de las superficies de
ESTÉRIL MINERAL ESTÉRIL
estéril son inicialmente muy bajas, pero
aumenta a medida que se incrementa la
profundidad de la excavación hasta alcanzar un
valor equivalente a la pendiente total y el pit
llega a su término.
 PROGRAMAS DE EXTRACCION
Secuencia de extracción en fases
Yacimientos de gran tamaño, cuyos volúmenes
de estériles iniciales son bajos y se mantienen
bajos hasta el termino de la vida de la mina.
Ventajas
Razón estéril mineral bajas en los primeros
años.
Flexibilidad en el diseño de pit final.
Equipos trabajan a capacidad máxima.
Permite retiros programados hacia el termino
de la mina.
 MINERIA SUBTERRANEA
Si el material a remover es mayor al material
estéril se adopta por el método subterráneo.
Supongamos que la balanza se inclinó a
método subterráneo.
Debemos ver primero como atacar el Proyecto
de Método Subterránea.

¿ Cuál va a ser el Método de Explotación ?

El M. Explotación se hará realidad una vez
introducido en el cuerpo mineralizado y, para
eso hay que asociar o hablar de Accesos.
.
 MINERIA SUBTERRANEA
Labores de Acceso. El acceso podría ser
Horizontal o Vertical.
Hay que determinar que labor se acomoda
mejor a la situación.
Objetivos:
El Objetivo Principal es hacer el cuerpo sea
accesible desde la superficie y alcanzar el
cuerpo mineralizado.
Dejar sobre la galería de acceso la mayor
cantidad de máximo posible, para aprovechar
en lo máximo la gravedad (colgar una cantidad
conveniente de mineral).
Subdividir el Yacimiento.
 MINERIA SUBTERRANEA
Tipos de Labores:
1- Labores Principales [ Socavones, Rampas,
Piques, Chiflones ]. Chiflones: Pique inclinado
que esta por debajo de los 45°.
2- Labores Secundarias.
Nuestro Problema será elegir el acceso,
localizarlo y luego construirlo. Para elegir y
definir donde comenzar, tengo que mirar una
serie de Factores.