Los problemas ambientales de la minería en Perú se presentan en el contexto de una actividad minera polimetálica, con una heterogeneidad de las actividades mineras, yendo desde la gran minería (oro, cobre, hierro), mediana y pequeña minería, hasta la minería informal. La actividad minera se desarrolla en regiones mineras distribuidas en la parte norte, centro y sur de la cadena occidental de la Cordillera de los Andes y abarcando varias cuencas y microcuencas. También hay regiones de importante actividad minera informal y pequeña en los Departamentos de Madre de Dios y Puno, ubicados en la parte sur oriental del país, principalmente dedicadas a la extracción de oro. En el caso de Perú, la minería es una actividad que coexiste con la actividad agrícola desarrollada por decenas de comunidades campesinas asentadas en los Andes y en otras regiones del país Fig. 5.
Fig. 5 La Oroya
Aunque resulta difícil hacer una generalización de los problemas ambientales para las diversas regiones mineras del Perú, es posible señalar que los principales impactos ambientales tienen su origen en:
los efluentes ácidos y con elevados niveles de metales pesados provenientes de minas y canchas de relave descargados sin tratamiento en los cursos de agua
El deslizamiento de importantes volúmenes de desmonte de las canchas de relave por inestabilidad de taludes (por ejemplo, las cuencas del río Mantaro, del río Parcoy, del río Rímac, etc.).
La disposición de los relaves directamente en los ríos (cuenca del río Mantaro).
El uso de grandes volúmenes de agua no sólo en zonas caracterizadas por su aridez y la presencia de lluvias estacionales sino también por la existencia de otros usos (particularmente agrícolas) que compiten por ese recurso escaso (Banco Mundial, 1999). En muchos casos, estos impactos han dado como resultado miles de hectáreas perdidas para la agricultura y la ganadería de las comunidades campesinas, pérdida de biodiversidad, impactos en la salud (morbilidad, mortalidad) de los habitantes de las zonas mineras, y migración forzada de comunidades (UNES, 1999).
En el Perú el subsector minero aparece reiteradamente como el sector industrial más contaminante de cuerpos de aguas superficiales y subterráneas, especialmente con cargas contaminantes de metales pesados (cobre, zinc, plomo, cadmio, plata, arsénico, manganeso, etc.) entre otros contaminantes descargados al ambiente. Se ha estimado que las actividades mineras y metalúrgicas en conjunto descargan anualmente más de 13 billones de metros cúbicos de efluentes en los cuerpos de agua del país (Banco Mundial, 2000). La contaminación de agua por actividades de la mediana minería alcanza inclusive a lagos que forman parte de áreas naturales protegidas (Lago Junín en la cuenca del río Mantaro, Lago Titicaca). En el caso de la gran minería, volúmenes importantes de efluentes con contenidos de metales pesados y otros contaminantes son vertidos directamente al mar ( San Juan de Marcona e Ilo).
El inadecuado manejo de combustibles y lubricantes ha sido reportado como otro impacto ambiental recurrente de las actividades mineras. En la mayoría de los casos estos desechos contaminan el suelo o son vertidos directamente en los ríos.
Los accidentes en el transporte de sustancias producidas o usadas como insumos en las actividades mineras son otra fuente de contaminación. Se recuerda en este contexto el episodio de gravedad ante la liberación imprevista de mercurio líquido durante su transporte terrestre a lo largo de varios kilómetros con centros poblados en el Departamento de Cajamarca y la consecuente contaminación de la población por contacto directo, inhalación e ingestión de mercurio.
La minería informal también es una fuente significativa de contaminación del agua, particularmente como una fuente de mercurio y metales pesados usados en el proceso de extracción de oro en los departamentos de Madre de Dios, Puno, Ica, Arequipa, y Ayacucho entre otros. En el caso de los departamentos de Madre de Dios y Puno las aguas contaminadas impactan severamente en dos sistemas naturales de importancia global: la cuenca amazónica (vía el río Inambari) y el lago Titicaca (vía el río Ramis).
Otros impactos significativos durante la extracción de oro aluvial en Madre de Dios incluyen la remoción de la cubierta forestal junto al cauce de los ríos; la compactación de suelos por el uso de cargadores frontales, que a su vez impide la regeneración del bosque; remoción de grandes volúmenes de tierra con la consecuente entrada de sedimentos en los cursos de agua y sus efectos sobre la calidad del agua y la vida acuática; y la contaminación por lubricantes y combustibles, incluyendo los efectos en la salud por la inadecuada manipulación del mercurio. Aunque hay que reconocer que hay una escasez de estudios que den cuenta de los volúmenes de lubricantes y combustibles vertidos en las aguas de los ríos amazónicos por las actividades de explotación aurífera informal.
Asimismo, dado el desbalance entre la oferta y la demanda de agua en la Cuenca del Pacífico – una región caracterizada por la presencia de la mayoría de la población, bajas precipitaciones, y numerosos aunque intermitentes cursos de agua; la escasez de agua en las partes más pobladas del país otorga particular importancia al tema de la contaminación del agua por efluentes de origen minero y metalúrgico. Particularmente en la Costa y en los Andes, el sector minero compite fuertemente por recursos hídricos escasos con los usos agrícolas efectuados por las comunidades campesinas vecinas.
Los problemas de contaminación del aire por actividades mineras, especialmente en fundiciones, son notorios en el caso de La Oroya e Ilo. En el caso de la fundición de La Oroya (cobre, plomo, y zinc), los principales contaminantes identificados son plomo, dióxido de azufre, cadmio, arsénico, y material particulado. Las concentraciones de plomo en el aire monitoreadas por la Dirección General de Salud Ambiental (DIGESA, 1999) muestran que estas exceden la norma EPA y OMS. En el caso de la refinería de Ilo, el principal contaminante es el dióxido de azufre.
El transvase del agua de lagunas altoandinas o el vaciado total de las mismas es otra acción con impactos ambientales y sociales significativos aunque poco estudiados. Esto ha ocurrido ya sea durante trabajos de recuperación de socavones y túneles inundados ( Mina Animón) o durante la construcción de infraestructura en las etapas previas a la operación de nuevas minas
Antamina se desconoce el impacto ambiental y en las comunidades campesinas vecinas que este tipo de acciones pueden acarrear.
Ejemplo: Antamina
El mercurio fue recogido del camino por niños, hombres y mujeres y guardado en las casas o hervido en las ollas usadas para cocinar al interior de las viviendas ante la creencia que se trataba de oro. Varias personas han sido severamente contaminadas con muy elevados niveles de mercurio en la sangre. El Ministerio de Salud ha tenido que desalojar a los pobladores de las viviendas afectadas.
La explotación de oro aluvial en Madre de Dios y la explotación subterránea de oro en Ica y Arequipa representan el 75% por ciento de la producción informal de oro en Perú. La producción informal representó el 40% de la producción total de oro en Perú en 1995 y 1996. Esto a pesar de la producción de nuevas compañías formales dedicadas a explotar oro como Yanacona (Pasco-Font, 1999). Para una breve descripción del los procesos de extracción informal de oro en estos Departamento remitirse a Pasco-Font (1999).
En el Lago del Lago Titicaca, se ha reportado para la parte norte que los metales pesados estarían acumulándose en la vegetación acuática que los campesinos usan como forraje para el ganado (MEM, 1996).
Ejemplo: cuenca del Río Mantaro y Lago Junín
La cuenca del río Mantaro y el lago Junín posiblemente es el área geográfica mejor estudiada desde el punto de vista de los impactos ambientales generados por las minas ubicadas en esa región. También es una región minera sin igual en lo que se refiere a la escala de los problemas ambientales de origen minero, cuyos efectos se han acumulado durante siglos desde la época colonial. Un diagnóstico ambiental realizado en 1997 reportó serios daños a la calidad del agua y a los sustratos básicos del lecho de los cursos de agua por lo que la vida acuática ha sido virtualmente eliminada en todos los afluentes en la parte norte de la Cuenca del río Mantaro, incluyendo la parte norte del Lago Junín. En la parte sur de la cuenca la degradación de la calidad del agua ha sido tal que en algunos lugares el agua no sólo es letal para la vida acuática sino también inadecuada para el consumo humano y usos agrícolas. Entre otros impactos ambientales se identificó: drenaje ácido de las minas, canchas de relaves y botaderos de desmonte; sedimentos del drenaje de aguas de la mina, erosión de los botaderos de desmonte y las canchas de relaves; rebose de los depósitos de relaves; filtraciones a partir de los depósitos minero-metalúrgicos; daño a los recursos terrestres por emisiones atmosféricas en la ciudad de La Oroya.
CAPITULO II
Potencial minero del país e investigación
2.1. Principales proyectos de minería.
GRAM MINERIA
Por comparación con los registros del año pasado, en el mes de julio del 2004 la producción minera de cobre se recuperó en 9,3%, debido a la mayor producción de la gran minería (10,0%). En este contexto, destacan los incrementos logrados por la empresa Southern Perú Copper Corporation (15,6%), Tintaya (7,8%) y Soc. Minera Cerró Verde (3,7%). En cuanto a la mediana minería, ésta disminuyó su producción en 1,0% debido a los menores resultados obtenidos por Compañía Minera Condestable, Compañía Minera Raura y Empresa Minera Iscaycruz, entre otras empresas. En la pequeña minería se registró un volumen de producción superior en 22,5% al del mes de julio de 1999.
En lo que se refiere a producción acumulada, a fines de julio la cifra para este metal supera en 5,7% a la del mismo período de 1999. Ello, básicamente como consecuencia de la mayor producción que se pudo apreciar en la gran minería (5,8%).
PLATA
En julio se elevó el nivel de la producción minera de plata, con un registro 7,4% superior al de similar período de 2002. En la gran minería se apreció un crecimiento de 38,9%, motivado por la mayor producción obtenida en Volcan Compañía Minera (93,7% de crecimiento), empresa que a partir del mes de mayo ha pasado a formar parte de este estrato, en razón de haber integrado como una de sus unidades a Paragsha (antes considerada empresa independiente de mediana minería). De esta forma, la producción de la ex-mina de Centromín (Cerro de Pasco – Paragsha) vuelve a estar considerada dentro de la gran minería. Adicionalmente, contribuyeron a esta mejora, la mayor producción de Southern Perú Cooper Corporation (17,5%), minera Yanacocha (168,9%) y Tintaya (19,5%), entre otras empresas; lo que permitió contrarrestar el descenso en la producción de Doe Run Perú (-24,4%). Por su parte, la mediana minería registró una producción inferior en 1,2% a la del mismo mes del año pasado, debido a la menor producción de Compañía de Minas Buenaventura, Empresa Minera del Centro del Perú, Compañía. Minera Arcata, y Compañía Minera Santa Luisa, entre otras.
En el caso de la pequeña minería, si se efectúa la comparación con la cifra de julio del año pasado, la producción aumentó en 14,4%. En lo que respecta a producción acumulada, el resultado mejora en 5,3% respecto del mismo período del año pasado. Ello se debe a la mayor producción de la gran minería (44,8%), hecho que logró contrarrestar una producción inferior en la mediana y pequeña minería (-3,8% y -11,7% respectivamente).
PLOMO
Al compararla con los resultados de similar mes del año anterior, la producción minera de plomo muestra en julio un ligero incremento (0,2%), ocasionada por el alza en el nivel de la gran minería.
La producción de la gran minería aumentó en 403,9%, debido a que —como ya se ha indicado— desde el mes de mayo la producción de Volcan Compañía Minera incluye la de la mina de Cerro de Pasco, que antes pertenecía a Centromín y que por un tiempo estuvo considerada, bajo la denominación Empresa Minera Paragsha, en el estrato de la mediana minería. En el caso de la mediana minería, se aprecia una disminución de 23,6% en la producción, debido a los menores niveles alcanzados por Compañía Minera Atacocha, Compañía Minera Milpo, Sociedad Minera El Brocal, Sociedad Minera Corona y Empresa Minera del Centro del Perú, entre otras empresas. Por su parte, la producción de la pequeña minería experimentó una baja de 1,3%, como consecuencia de los menores resultados obtenidos por las empresas que conforman este estrato.
ZINC
En el mes de julio el nivel de la producción minera de zinc resulta inferior en 0,4% al producido en el mismo período del año pasado. La mayor producción obtenida por Volcan Compañía Minera —que actualmente incluye la mina Cerro de Pasco (antes reconocida como Empresa Minera Paragsha, en mediana minería) — explica el ascenso de 173,0% en la producción de la gran minería. De otro lado, en el caso de la mediana minería —cuyo registro fue 23,7% inferior al de julio del año pasado— la menor producción se debe a los inferiores resultados obtenidos en Sociedad Minera El Brocal, Compañía Minera San Ignacio de Morococha, entre otras empresas. Por el lado de la pequeña minería, los mayores niveles de producción obtenidos por las empresas que conforman este estrato generaron un crecimiento de 98,7% en el mes de julio del 2000.
ORO
En lo que se refiere a producción minera de oro, en julio del 2004 se aprecia una disminución de 5,7% respecto de la cifra obtenida en similar mes del año pasado, lo cual se debe a una caída en la producción de la gran minería, que fue motivada básicamente por la menor producción en Minera Barrick Misquichilca (-38,1%) y Compañía Minera Sipán (-33,3%). Las productoras medianas de oro mejoraron en 9,6% sus resultados, gracias a los mayores niveles logrados por Compañía de Minas Buenaventura, Consorcio Minero Horizonte, Castrovirreyna Compañía Minera, Compañía Minera Selene, y Minera Laytaruma, entre otras empresas.
La producción de las pequeñas mineras auríferas, por su parte, disminuyó en 11,6%, como consecuencia del menor nivel observado Minas Arirahua y la falta de producción en Compañía Minera Aurífera Pallarniyocc. En relación con las cifras de producción acumulada, los resultados se elevaron en 5,2% respecto de lo obtenido durante el mismo período del año pasado. El mejor desempeño es atribuible a los importantes incrementos logrados por los estratos de la gran y mediana minería (5,0% y 17,7%, respectivamente).
HIERRO
Por comparación con el mismo mes del año anterior, la producción minera de hierro del mes de julio mostró un descenso de 32,2%.
El registro para la producción acumulada es inferior en 11,9% al de similar período de 2004.( marcona y otros centros producción de hierro)
MEDIANA Y PEQUINA MINERIA
Para estudiar la problemática económica que ocasionan los estándares ambientales en la pequeña y mediana minería, y para sugerir potenciales soluciones, Alberto Pascó-Font, Doctor en Economía e investigador del Grupo de Análisis para el Desarrollo (GRADE), y Carlos Villachica, Ingeniero de Minas y asesor de GRADE, llevaron adelante, durante 1996 una importante investigación en la zona central del país.
A continuación se exponen los principales resultados de dicho estudio, que contó con el apoyo del Banco Mundial y del Centro Internacional para el Desarrollo y la Investigación del Canadá (IDRC). En el presente documento se exponen la situación y las condiciones en que trabajan los niños empleados en actividades mineras y metalúrgicas en el contexto del proyecto Mollehuaca, formulado como una propuesta de solución a los problemas sociales, técnico/productivos y medioambientales de la minería artesanal aurífera de la zona denominada de Nasca-Ocoña, que cubre una superficie aproximada de 50.000 km2.
La minería aurífera artesanal en la zona de Nasca-Ocoña Mollehuaca se encuentra precisamente en esta zona, que se extiende sobre más de 600 Km. entre los departamentos de Ica y de Arequipa, en el centro sur del Perú.
Esta es una de las cinco áreas, ubicadas en distintas regiones del país, en que se ha desarrollado la minería artesanal aurífera. Las otras son: Madre de Dios (departamento de selva, fronterizo con el Brasil y Bolivia); Ananea y Lampa (en Puno) y Pataz (en La Libertad).
Hoy día se experimenta el auge de este tipo de minería artesanal aurífera en otras zonas del país, como por ejemplo Chinchipe, Cajamarca (zona de selva próxima a la frontera con el Ecuador), Andahuaylas-Apurímac, Cusco.
La zona de Nasca-Ocoña es una franja territorial en la que se hallan más de 10 quebradas que, desde la costa marítima del Pacífico, se adentran en la vertiente occidental de la cordillera de los Andes y en las que desde antiguo se han explotado yacimientos de oro de veta estrecha. Muchas de las minas datan de la época prehispánica y colonial. Las más recientes se abrieron en la década de los cuarenta, pero después las abandonaron las empresas mineras por razones de índole económica, la aparición de la violencia terrorista, o ambas causas a la vez.
En este contexto se ha venido extendiendo desde hace dos décadas la minería artesanal aurífera, mayormente de carácter no estructurado.
La crisis económica y la falta de empleo en las ciudades, el empobrecimiento en las zonas rurales y la violencia registrados en la década de los ochenta, originaron y acentuaron un fenómeno social ahora recurrente: el desplazamiento individual, familiar o colectivo a zonas distintas del lugar de origen, en búsqueda de seguridad y subsistencia económica. La aparición de la minería aurífera artesanal y su fuerte crecimiento en el Perú son una de las manifestaciones menos conocidas de las circunstancias descritas.
Este desplazamiento ha dado nacimiento a un vasto sector minero aurífero artesanal, que además de generar empleo por cuenta propia, ha mitigado la agravación de los problemas sociales y en los últimos años ha restaurado en la región y el país la actividad minera aurífera de pequeña escala.
Importa subrayar que esta actividad minera, de carácter no estructurado, representó entre los años 1991 y 1997 hasta el 64 por ciento del total de la producción de oro del Perú, según unas estimaciones realizadas por el Ministerio de Energía y Minas.
En el período considerado la producción aurífera artesanal se situó entre un total de 12 y 24 TM (toneladas métricas) de oro fino al año. Con la puesta en práctica de los grandes proyectos de producción aurífera en el Perú, como el de Yanacocha y otros, ha decrecido la cuota de participación de la minería artesanal en la producción aurífera nacional. En 1996 bajó al 34 por ciento y en 1997 al 29 por ciento. Sin embargo, desde 1994 la producción aurífera artesanal se ha mantenido entre 22,5 y 24,5 TM/año.
2.2. Principales minerales o elemento que produce el Perú
Fuente; Ministerio de Energia y Minas
Fuente; Ministerio de Energia y Minas 2014.
2.3. Definiciones de los principales términos usados en la industria minera actividades mineras.
1. Extracción
Dentro de esta clasificación se encuentran los minerales polimetálicos, auríferos, cupríferos, argentíferos y otros como óxidos y sulfuros, sin que hayan sido sometidos a operaciones o procesos metalúrgicos.
2. Concentración
Tomando en cuenta la complejidad de la minería de nuestro país en donde se obtienen variedades de productos a partir de las operaciones y procesos minero-metalúrgicos, dentro del proceso de concentración se optó por discriminar distintos métodos de procesamiento: gravimetría, flotación, lixiviación, precipitación y otros, para el caso de los productores artesanales.
2.1. Gravimetría:
Mediante este proceso se aprovecha la diferencia del peso especifico entre el elemento metálico que se desea recuperar y el material no deseado desde un punto de vista metalúrgico. Dentro de este método se encuentra la producción de oro gravimétrico, oro jig y oro refogado, por lo que abarca una porción importante de la producción aurífera del país.
2.2. Flotación:
Este proceso físico-químico empleado por las empresas mineras que extraen minerales sulfurados, y en algunos casos minerales oxidados, es el más utilizado en la obtención de concentrados de plomo, cobre zinc, plata y oro.
2.3. Lixiviación:
Este método consiste en disolver el metal de interés mediante el uso de lixiviantes como el ácido sulfúrico o el cianuro de sodio. Destaca la producción del cobre SX/EW, que se obtiene a partir de la disolución del elemento metálico de cobre, de minerales oxidados o minerales sulfurados secundarios de cobre de baja ley. Dentro de este proceso se incluyen los productos finales auríferos y argentíferos como el oro Dore, el oro Bullion, el oro fino y la plata refinada.
2.4. Precipitación:
Conocido también como cementación, consiste en usar la diferencia del potencial electroquímico del metal de interés que se encuentra en disolución y el metal que se usará para la recuperación del metal principal. Bajo este método se obtiene el cobre a partir de drenajes mineros con contenidos de cobre; estos drenajes deben reunir ciertas características para poder ser tratados. Este proceso se aplica también para la recuperación de oro que se encuentra en estado acuoso.
2.5. Otros:
Por no contar con la información efectiva acerca de los procesos que utilizan, esta categoría está designada para la producción de los pequeños mineros y mineros artesanales que, a pesar de no estar formalizados legalmente, representan una porción significativa de la producción nacional. Dentro de los productos que más destacan aquí se encuentra el oro refogado mediante amalgamación y el oro en carbón activado.
3. Fundición
En el proceso de fundición, mediante la utilización de hornos, los concentrados de cobre, plomo y otros metales se someten a mayor procesamiento con el fin de eliminar las impurezas más ligeras y parte del azufre. Algunos de los productos más saltantes considerados en este proceso son el cobre Blister, el oro Dore y el oro Bullion.
4. Refinería
Mediante el proceso de refinación se obtienen productos libres de impurezas utilizando la energía eléctrica y/o la energía térmica. Nuestro país actualmente cuenta con 4 refinerías de gran magnitud, estas empresas son: Doe Run Perú S.R.Ltda., Southern Perú Copper Corporation Sucursal del Perú, Sociedad Minera Refinería de Zinc de Cajamarquilla y Minsur, en la cuales se obtienen productos con leyes superiores a 99.99% de pureza, específicamente para refinados de cobre, zinc, plomo, plata y estaño, entre otros.
5. Commodities
Producto con características internacionalmente estandarizadas, generalmente materias primas. Se comercializa en mercados mundiales, dónde se determinan sus precios internacionales
6. Cateo
Es la acción y efecto de catear o explorar una veta, yacimientos minerales, gas natural y otros.
Exploración o prospección
Es la etapa de descubrir nuevos yacimientos, minerales, petróleos u otros recursos naturales bajo la ayuda de instrumentos o equipos de sondeos (diagnosticar algún indicio)
Explotación
Es la etapa de explotación de un yacimiento en la industria minera.
Barretero: Obrero que perfora la roca a pulso con barrenos
Brecha: Puede ser una chimenea (brecha pipe) o un cuerpo irregular de roca conformada por fragmentos angulares cementados con material más fino.
11. Buzón: Construcción en el maderamen de las galerías, que permiten el armar cuadros
12. Caballo: Una inclusión, como laja o tablón de roca estéril (1 a 2 m de largo), en medio de la veta.
13. Cachizo: El cuarzo de veta de los mineros.
14. Cachorro: Trozo de un cartucho de dinamita en armada, que se coloca en taladros cortos para el quiebre de pedrones. También que se lo lanza al aire para fines de estruendo.
15. Caja: La parte estéril, a ambos lados de las menas, que comprende los hastíales, luscas y guarda vetas. Término que también se aplica a los fragmentos de roca que sale en las voladuras de los parajes.
16. Chispeador: Pequeño corte en el cabo de la guía, que sirve para encender la pólvora.
17. Ckecho: Tiro de explosivo fallado. Salientes irregulares en los socavones, que indican la dirección del avance en la perforarán de la labor.
18. Crucero: Veta que tiene un rumbo perpendicular a la dirección de las vetas principales paralelas.
19. Cubicación: Cuantificación de reservas de un yacimiento
20. Ganga: Roca y minerales sin valor que acompañan a los valiosos en la estructura de las vetas, puede ser pirita en la casiterita, barita en la galena, o la misma roca de las cajas. Similar a caja.
21. Gas: Término minero referente a todo tipo de humos o aire viciado en interior mina.
22. Manto: Cuerpo mineral de espesor parejo, poco inclinado o sub-horizontal.
23. Matapalos: Trabajador que realiza las fortificaciones de madera con callapos.
24. Medio barreta: Pique inclinado, similar a chiflón.
25. Parrilla: Hueco horadado en la roca, a ras del suelo, donde se vacía la carga y que comunica con otro nivel o sección, y está surcado por rieles macizos.
26. Patero: Primer barreno de 60 u 80 cm. de largo con el que se inicia la perforación.
27. Pique: Labor minera hacia abajo. Trabajo que se realizaba hacia el piso.
28. Planchón: Roca, laja grande que se desprende en forma inesperada en interior mina.
29. Veta: Filom de hilos de mineral que se encontraban en las minas
2.4. .Cateo, prospección, exploración, desarrollo y explotación minera (producción minera).
Cateo.- Es la acción y efecto de catear o explorar una veta, yacimientos minerales, gas natural y otros.
Búsqueda de minerales con cateador, pala, pico, punta, combo y barreno. El término se usa también para la pequeña labor minera realizada con anterioridad.
Las labores preliminares son en base a una serie de reblas generales como son:
Guías mineralogías
Guías estructurales
Guías topográficas
Guías fisiográficas
Guías litológicas
Guías estratigráficas
Guías toponímicas
Prospección.- Es la búsqueda o descubrimiento de yacimientos minerales mediante procedimientos físicos y químicos, de detección con instrumentos o equipos los minerales o metales valor económico, y se tiene tres tipos de prospección:
Prospección geofísica (se determina mediante las propiedades de minerales)
Prospección geoquímica (Propiedades de hidrogeoquímica, bioquímica y geoquímica).
Prospección Geobotánica ( tipo de vegetación y suelos de la zona de estudio)
Exploración.- El principal objetivo de la fase de exploración es de encontrar menas cuya explotación rinda ganancias económicas. La exploración tiene sus propias fases, que incluyen: exploración preliminar/prospección, exploración adicional, identificación del mineral deseado, muestreo en masa, y el establecimiento de plantas piloto.
Exploración preliminar/prospección
El primer paso es la búsqueda de pistas que revelen la presencia de posibles depósitos minerales (prospectos). El objetivo durante esta fase es de identificar sitios en dónde valga la pena realizar muestreos y utilizar métodos de exploración más refinados y de mayor costo.
Se utiliza información existente, tal como mapas y estudios geológicos publicados por el gobierno, para localizar un criadero.
Después de revisar la información existente, el prospector usualmente visita el sitio o lo observa desde el aire, buscando ciertas combinaciones geológicas únicas, así como cierto tipo de vegetación o de suelos que sean diferentes de los que se encuentran en los alrededores. Estas diferencias indican generalmente anomalías geográficas, en donde pueden existir depósitos minerales. Por ejemplo, en un área con alta concentración de metales la vegetación puede tomar características peculiares tales como hojas descoloridas o de tamaño inusual.
Al descubrir anomalías, el prospector puede realizar excavaciones para obtener más evidencia sobre la posibilidad de un depósito mineral en el área. Dependiendo de la información obtenida en esta fase, se toma la decisión de continuar con el programa de exploración.
Muestreo en masa
Esta fase es una de las últimas del proceso de exploración. El muestreo en masa permite un análisis final de la ley del mineral en la mena, así como la determinación del mejor método de procesamiento de la mena para separar los metales valiosos del material estéril. También proporciona datos que serán de utilidad en el proceso de planeación de la mina y de las instalaciones de carga, de almacenamiento, y de eliminación de desechos. Fig. 6 y Fig. 7
Fig. 6 Muestreo
Fig. 7 El Perú país minero
Desarrollo.-Es la ejecución de labores de accesibilidad y profundización de zona explorada con objeto de justificar una explotación mineral o yacimiento en estudio.
Excavación de trincheras para extraer materiales de la superficie:
Muchos tipos de mena se desintegran fácilmente al verse expuestos al aire y al agua. Para determinar el carácter de su mineralización, estos materiales deben extraerse, por lo que la excavación de trincheras es una técnica común.
La excavación se lleva a cabo con maquinaria (excavadoras) o con azadones, sobre todo en áreas en donde no es práctico utilizar excavadoras. Estas trincheras varían en profundidad, desde unos 3-5 metros, hasta los 30 m.
El uso de azadones es preferible desde el punto de vista ambiental, ya que éstos causan menos perturbación que la maquinaria pesada, y facilitan la remediación del área: después de la inspección geológica de las distintas capas de suelo, tierra y piedra, las trincheras son rellenadas en orden inverso a la excavación. Sin embargo, el material excavado se expande en un 20% o más, por lo que el relleno resulta en montículos sobre la trinchera rellenada
2.5. Actividades mineras fundamentales
A. Actividades de investigación
B. Actividades de producción minera
2.6. Explotación de minería
a) Preparación.-Es la organización de las labores previa a la explotación mediante la ejecución de excavaciones y profundización que prestarán al acceso y servicios de acuerdo a la distribución y sectorización de una actividad minera. La preparación puede ser:
Preparación superficial
Preparación subterránea
b) Explotación.-ES la extracción del mineral mediante labores de arranque, con el control del sector explotado, Esta explotación puede ser de tajo abierto o subterráneo otro tipo de tecnologías de explotación como son:
Explotación Superficial (tajo abierto , aluvial y canteras)
Explotación subterráneo (Profundidad, montanas, cámaras y pilares y otros)
Explotación de perforación (Lixiviación, disolución, licuefacción y sublimación)
Explotación oceánico ( fondos marinos, solución acuíferas y oros)
c) Transporte.-Es el sistema utilizado para transportar minerales y productos metálicos en estado adaptabilidad entre zona de arranque y un puesto de beneficio y además entre beneficio y comercialización. Y existen diversos tipos de transporte tales como:
Transporte sobre neumáticos
Transporte sobre fajas
Transporte sobre rieles
Transporte por tuberías o minero doctos
Transporte cable carriles
Transportes especiales
d) Beneficio.-Es el conjunto de procesos minero metalúrgicos, tanto físicos químicos, fisicoquímicos que realizan para encontrar o extraer minerales, mediante procedimientos adecuados o especiales para obtener metales o no metales y existen varios procedimientos:
Preparación mecánica ( Achancado, trituración, clasificación zarandeo)
Concentración de minerales (separación mediante, magnética, gravimetría, flotación aglomeración y otros)
Extracción de mineral:
Hidrometalúrgia (lixiviación, precipitación y otros)
Piro metalurgia (Amalgamación, tostación segregación fundición y otros)
Electrometalurgia (Electrolisis, refinación y otros)
e) Comercialización.-Es el producto de una mina que puede ser pre-concentrado (cabeza), concentrado metales y sub. productos, la que son comercializados a nivel nacional e internacional por empresas rendidoras o compradores.
Tipos de minería
Las minas pueden ser de varios tamaños, desde operaciones pequeñas que producen menos de 100 toneladas de mena al día, hasta minas grandes que mueven cientos de miles de toneladas de mena y materiales estériles cada día.
Los métodos principales de extracción de metales hoy en día son: minas a cielo abierto, minas subterráneas, minas de lixiviación, y minas placer. El método depende del tipo, tamaño y profundidad del yacimiento mineral.
Hasta mediados del siglo veinte, la minería subterránea era el método más común de extraer yacimientos masivos. Pero después de la Segunda Guerra Mundial, los avances en la tecnología y el desarrollo de razadoras, niveladoras, palas y camiones más grandes y poderosos permitieron el movimiento de enormes cantidades de materiales estériles y mena, lo cual es indispensable toda mina a cielo abierto, ya sea grande o pequeña. Hoy en día, las minas a cielo abierto son las menos costosas, y son las preferidas de las compañías mineras cuando la mena se encuentra cerca de la superficie.
A. Minería a cielo abierto (tajo abierto)
Los métodos de minería a cielo abierto son usados principalmente para explotar yacimientos de metales de roca dura. Típicamente, la minería a cielo abierto empieza con la remoción de vegetación y suelo, luego se dinamita extensamente y se remueven los materiales estériles (es decir la roca y materiales que se encuentran por encima de la mena) hasta llegar al yacimiento deseado. Fig. 8.
Antes de ser extraídos, es necesario romper los materiales estériles y la mena para obtener trozos más pequeños. Esto se logra dinamitando los materiales en cuestión. Los explosivos se colocan en agujeros perforados en la roca, y cada explosión rompe grandes cantidades de materiales estériles y mena. La remoción de la mena y de los materiales estériles se hace generalmente con palas eléctricas en las operaciones más grandes, y con cargadores de oruga en las operaciones más pequeñas. Los materiales se cargan en camiones, vagones de tren, o en cintas transportadoras para sacarlos del tajo. A medida que la mena que se encuentra más cerca de la superficie es extraída, se van construyendo anchas gradas en las paredes de la mina para permitir el acceso a la mena que se encuentra a mayor profundidad. Estas gradas proporcionan caminos para los vehículos de la mina.
La mena se descarga en una máquina para su trituración primaria. El material triturado es almacenado en bastos contenedores de mena o en rumas o montones sobre el suelo antes de ser enviado a la planta de molineo. Alternativamente, la mena puede ser lllevada a un área de lixiviación, en donde se aplican químicos a las rumas de mena quebrada para extraerles los metales deseados. Este proceso, llamado lixiviación en rumas (o en montones), será descrito más adelante.Posibles efectos y puntos importantes sobre las minas a cielo abierto Perturbación de la tierra:
En los primeros tiempos de la minería, se abría un pozo de unos doce metros cuadrados y se cavaba varios cientos de metros para llegar a una mena, dejando muy pocas marcas de actividad sobre la superficie de la tierra. Pero hoy día, un área de varios kilómetros cuadrados es sacrificada para llegar a una mena a través de métodos de minería a cielo abierto. Además del área perturbada por la socavación, se sacrifica una gran superficie donde se colocan los materiales estériles extraídos, porque la mayoría de la roca que se extrae mientras se desarrolla la mina no tiene ningún valor económico. A menudo, el área cubierta con materiales estériles es más grande que el área sacrificada para la socavación, además de las grandes áreas perturbadas por los caminos y los tendidos de energía eléctrica. En la mayoría de los casos, las minas a cielo abierto dejan cicatrices permanentes en el paisaje.
Fig. 8 Explotación a tajo abierto
La mina Island Copper (Canadá)
Creación de grandes cantidades de materiales estériles: Este tipo de minas produce casi cincuenta veces más materiales estériles que las minas subterráneas. Por ejemplo, las minas a cielo abierto pueden llegar a mover cientos de miles de toneladas de roca la día, mientras que una mina subterránea generalmente mueve menos de mil.
Los materiales estériles pueden causar contaminación del agua: Los materiales estériles generalmente contienen pequeñas cantidades de metales que con el tiempo pueden separarse de la roca y contaminar fuentes de agua. Los materiales estériles también pueden contener menas sulfúricas, que pueden contaminar a largo plazo a través de un proceso llamado drenaje ácido de mina.
La inestabilidad de las pendientes/inclinaciones puede ser peligrosa: El problema de la estabilidad de un declive afecta las paredes de una socavación, el declive de los montones de materiales estériles, y otras estructuras de ingeniería tales como las áreas de almacenaje de desechos (que se construyen generalmente con roca proveniente de la mina). Los ingenieros de roca y suelo determinan, a través de las características de la roca, un declive seguro y aceptable para las paredes de roca y las rumas de materiales estériles. Errores de cálculo pueden causar el desmoronamiento de las paredes, poniendo en peligro la vida de los trabajadores. A largo plazo, después de que la mina haya cerrado, la inestabilidad en las paredes de la mina puede continuar siendo un peligro para seres humanos y fauna. Además, un alto grado de declive puede dificultar enormemente la remediación de los materiales estériles o las paredes de la socavación.
El agua de la excavación puede estar contaminada, o causar escasez de agua subterránea: A medida que se excava una mina a cielo abierto, es posible encontrar capas de roca que retienen agua (acuíferos). El agua de estas rocas, junto con el agua de lluvia y nieve, se acumula en el tajo. Debido a que las áreas de trabajo en el tajo deben permanecer secas, el agua es drenada a la superficie. A menudo, el agua es de mala calidad, ya que puede contener metales disueltos de las paredes de la mina. Por lo tanto, el agua necesita tratamiento para extraerle dichos metales antes de ser vertida en el medio ambiente. Además, la intercepción de acuíferos puede secar pozos de agua y manantiales.
Otros efectos: Otros efectos incluyen el ruido de la maquinaria y las voladuras, la posibilidad de contaminación causada por los combustibles, aceites y aditivos de la maquinaria, y la posibilidad de derrames químicos.
B. Minería subterránea
Cuando la mena se encuentra a gran profundidad, puede ser más económico enviar trabajadores bajo tierra para romper la mena y cargarla a la superficie.
Primero, se debe construir una entrada para alcanzar la mena subterránea. Esta entrada puede ser horizontal – en el costado de una montaña (bocamina), o vertical (hacia abajo), a través de un pozo. Desde la entrada principal, se cortan otros accesos horizontales (picados) o diagonales (rampas) a varios niveles de profundidad y con varios ángulos, para alcanzar la mena. Fig. 9.
Los trabajadores utilizan perforadoras y explosivos para romper la mena bajo tierra. En algunas minas, parte de este trabajo se hace con maquinaria computarizada, especialmente cuando es muy peligroso el uso de perforadoras operadas por seres humanos.
Dependiendo del tamaño de la mena y de la dureza de la roca a su alrededor, el área de donde se extrae la mena (el laboreo) se puede dejar vacía (este método se llama explotación por escalones abiertos). Alternativamente, puede ser necesario rellenar los laboreos con materiales estériles, desechos de la planta de molineo, y otros materiales (tal como el cemento) que brinden suficiente soporte a las áreas por encima de las cavidades explotadas (este método se llama laboreo cerrado).
La mena se lleva a la superficie a través de pozos o bocaminas. La mena extraída es triturada y chancada, concentrada, y luego refinada.
Posibles efectos y puntos importantes sobre las minas subterráneas:
Generalmente, este tipo de mina causa menos perturbación ambiental que las minas a cielo abierto. La perturbación en la superficie de la tierra es menor también, y genera menos materiales estériles, ya que es costoso cargarlos a la superficie.
Al igual que con las minas a cielo abierto, la contaminación y escasez de agua es potencialmente un problema. Parte de los materiales estériles pueden requerir la creación de montones en la superficie. Si la roca contiene menas sulfúricas, ciertos ácidos y metales pueden ser liberados y contaminar fuentes de agua cercanas. Los materiales estériles acumulados bajo tierra pueden también llegar a contaminar fuentes de agua. Y la socavación de minas subterráneas también puede interceptar acuíferos.
Fig. 9 Explotación subterránea
El suelo encima del área minada puede hundirse.
Los trabajadores en minas subterráneas pueden estar expuestos a situaciones aún más peligrosas que los que trabajan en minas a cielo abierto, con peligros tales como hundimientos, mala calidad del aire, y explosiones subterráneas.
Los métodos subterráneos son casi siempre más caros que los de minas a cielo abierto, y por lo tanto las minas a cielo abierto suelen ser preferidas por las compañías aun cuando los dos métodos son posibles, a pesar de que una mina a cielo abierto conlleva mayores riesgos ambientales y de contaminación del agua.
Algunos otros efectos son los mismos que con la minería a cielo abierto.
C. Minería por lixiviación
En este método de extracción de metales, se utilizan productos químicos para disolver (lixiviar) los minerales de una mena sin extraerla del tajo. Este método también es conocido como lixiviación in situ.
(En ciertos casos, se extrae la mena primero, se apila en montones sobre la superficie, y luego se le aplica productos químicos. Este método de procesar los minerales conocido como lixiviación en montones o en rumas, y se discute más adelante.)
Para realizar la minería por lixiviación, se perfora con taladros la roca intacta y se agrega una solución química (generalmente un ácido) que penetra la mena y disuelve los metales. Debido a que la porosidad natural de la mayoría de las rocas es muy baja para permitir la penetración rápida y extensa de esta solución química, a menudo es necesario fracturar las rocas utilizando explosivos, para maximizar el contacto de la solución con la mena.
Este método es utilizado para extraer uranio y otros materiales que se disuelven fácilmente, tales como la sal y potasa, pero generalmente no son utilizados para extraer metales – aunque se ha utilizado en algunas minas de EUA para extraer cobre.
Posibles efectos y puntos importantes sobre la minería por lixiviación:
Aún no se cuenta con suficiente experiencia para aplicar este método a depósitos de minerales de alta ley sin contaminar el agua subterránea.
Las soluciones químicas utilizadas no sólo liberan los metales deseados sino que también movilizan otros metales, lo que puede contaminar el agua subterránea. Si no se controlan cuidadosamente, los químicos pueden emigrar fuera del área de la mina y contaminar fuentes de agua cercanas.
D. Minas de agregado
La arena, grava y piedra son llamados agregados. Los agregados son el material principal en el concreto y asfalto, y por lo tanto son muy importantes en la industria de construcción de caminos y edificios.
Las principales fuentes de arena y grava son los canales de los ríos, los terrenos aluviales, y los terrenos previamente ocupados por glaciares. La arena y la grava se encuentran generalmente en depósitos superficiales en ríos o cerca de ellos, ya que los materiales sueltos son lavados río abajo por la corriente. Los ríos más caudalosos llevan en sí partículas grandes. A medida que el caudal disminuye en las curvas o en la boca de un río, algunos de estas partículas se depositan allí. Los depósitos de agregado que no se encuentran cerca de las corrientes de agua pueden ser el resultado de ríos que se han secado o de antiguos glaciares.
Los depósitos de agregado suelen contener mezclas de arena, grava, y partículas más grandes. A menudo, hay una variación considerable en la calidad de estas mezclas: en algunos casos contienen casi solo arena, y en otros casi solo grava y rocas.
Dependiendo del tamaño de los diversos materiales en el depósito, la secuencia del proceso de minería cambia. Puede ser necesario socavar simultáneamente distintas áreas del depósito para obtener la mezcla deseada.
Finalizada la extracción, se inspecciona, tritura y se lava el material obtenido para satisfacer los requisitos del producto deseado, pero no es necesario utilizar productos químicos o ningún otro proceso adicional.
Existen tres métodos distintos de extracción de agregados:
Minería de tajo abierto:
Este método es similar a la minería de cielo abierto, y se usa a menudo en depósitos de agregado que se encuentran lejos del agua. Se construye un montículo protector con la tierra y/o roca de la superficie (berma), y luego se extrae la arena y grava con excavadoras, cargadoras, y otro equipo pesado, y se transporta por medio de camiones. El montículo debe estar adecuadamente protegido para que estos materiales se puedan utilizar durante la remediación de la mina.
La geometría de dicha excavación puede variar con las características del depósito. Generalmente son de poca profundidad (30 metros) y de forma irregular. Se parecen a las canteras debido a que ambas requieren la creación de montones, estanques de reposo, y áreas de planta.
Minería por draga:
La draga es una plataforma flotante sobre la que se coloca maquinaria para la extracción mecánica o por succión de los agregados en el fondo de aguas poco profundas. Sobre la draga también se puede colocar maquinaria para separar los materiales extraídos.
Canteras:
Las canteras de roca expuesta son utilizadas cuando no hay depósitos de agregado disponibles, o cuando se necesita cierto tipo de producto, tal como rocas angulares para protección contra la erosión. Fig. 10.
Fig. 10 Canteras
Las canteras son similares a las minas de cielo abierto, pero son menos profundas (raramente exceden los 50 metros de profundidad), y se desarrollan por medio de voladuras controladas. Una voladura bien diseñada puede volver la roca en escombros con muy poco desplazamiento y un mínimo de desechos.
Los agregados tienen un costo relativamente bajo en el sitio de explotación. Los procesos de refinado y lavado también tienen un costo relativamente bajo. Pero los agregados resultantes de un proceso de trituración son entre 25% y 30% más caros que los que se extraen directamente en forma de arena y grava.
El transporte de los agregados, generalmente por camión, es generalmente un factor importante en el precio final de suministro. El tráfico, la distancia, y los precios del combustible afectan el costo de transporte.
2.7. Importancia de mapeos topográfico
Mapas topográficos:
Las informaciones que tienen mapas topográficos son muy importantes para la geología. Además para la realización del mapeo se necesitan una base topográfica.
Los informaciones más importantes son la morfología, red de drenaje, minas (en producción y abandonadas), manantiales, lagos, acantilados. Fig. 11.
Fotos aéreas
Las fotos aéreas apoyan un mapeo en varias partes:
a) Detección de límites litológicos b) Detección de sectores geológicamente interesantes c) Detección de fallas y otras estructuras tectónicas d) Acceso al sector
Estratos: Juntar varios estratos parecidos para una unidad o formación; o decir estratos
Sí aflora un conjunto de estratos litológicamente parecidos y cada estrato tiene un espesor tan pequeño que no alcanza para dibujar en el mapa se puede juntar estos estratos a una "unidad". En la leyenda se puede decir: "Estratos de xx" o "Unidad xx".
Fig.11 Mapa geológica y situación en terreno
Uso de símbolos y litológicas: Fig. 12. y Fig. 13.
Fig. 12 Simbologías
Fig. 13 Litológicas
CAPITULO III
Sostenimiento de las labores mineras y perforación
Materiales usados en las fortificaciones mineras.
Encontrar la forma, de que la madera y el acero, sometido a los esfuerzos combinados de flexión; tengan un comportamiento similar al de vigas y columnas de concreto armado.
Luego evaluar su resistencia en función a sus dimensiones, para normar su uso mediante tablas:
En función al momento máximo de flexión
Especie de madera
Sección transversal de estructura
Diámetros del refuerzo metálico.
Los beneficios obtenidos por cualquier empresa minera serían:
Reducir el peso de las estructuras de soporte, hasta el 50% de los usados sin el refuerzo.
Aumentar en tres veces el número de cuadros instalados en un mes, respecto a la cantidad de trabajo actual.
Con estas ventajas, se podría reducir hasta en el 20% de los costos actuales en sostenimiento, en minas como Cerro de Pasco.
Existen diversos sistemas sostenimiento de excavaciones mineras Fig.14 y Fig. 15.
Arcos de acero
Pernos de roca
Mortero tocretado
Muros y polbelas
Aceros de concreto armado
Cuadros de madera
Fig. 14 Sostenimiento con pernos de anclaje
Fig. 15 Sostenimiento con pernos de anclaje
Entibación en mina con madera reforzada
En la actualidad, la entibación en mina con madera, sigue siendo una alternativa económica; pese a su antigüedad y la competencia con una diversidad de elementos y materiales. Este trabajo de investigación, consiste en buscar la mejor disposición de ensamblaje de varillas de acero de construcción en la zona de tensión de una viga, con el fin de que el acero tome todos los esfuerzos de la tensión, y la madera todos los esfuerzos de comprensión, generado por una carga concentrada (en el laboratorio).
La idea es hacer trabajar la madera y el acero, uniéndolos íntimamente con resinas epóxicas, con la finalidad de obtener similares resultados al de una viga de concreto armado. La ventaja que tiene la madera sobre el concreto, es su bajo peso específico, que constituye un, parámetro importante para la trabajabilidad en el subsuelo. Las restricciones económicas y de tiempo permitieron ensayar sólo 150 probetas, que no fueron las suficientes par alcanzar el éxito deseado. Sin embargo, nos ha dado pautas importantes, Profesores del Dpto. Académico de Ingeniería de Minas para lograr mayores niveles de resistencia en la práctica, o en futuros ensayos.
En los ensayos, se logró el 83% en el incremento de su resistencia en el límite elástico, con una carga de 2,220 Kg., frente a 1,210 Kg. soportando sin el refuerzo metálico. La metodología se basa en el análisis deductivo del problema, partiendo de los antecedentes y continuando con el siguiente procedimiento:
Recopilación de información bibliográfica.
Análisis de estructuras de madera.
Cálculo de esfuerzos en vigas de dos materiales.
Diseño de probetas en base al diagrama de momentos de flexión y adherencia.
Estudio de la trabajabilidad en los elementos de soporte.
Fabricación de probetas.
Aplicación de cargas y rotura de las probetas en el laboratorio de prueba de materiales de Ingeniería de Minas.
Capacitación de los operadores de campo, alumnos de las. Ingenierías de Minas.
Gestiones para firmar un convenio con área mineras de nuestro País.
La madera de Eucalipto es los más económicos y con mejores atributos para la entibación de las labores mineras. Para éste fin, la mayor sección transversal comercial es de 0.25 m. x 0.25 m. y la mayor longitud 4.50 m. En raras ocasiones se pueden encontrar hasta 6.00 m. de longitud. Con estas dimensiones, se hace muy difícil trabajar demandándose mayor cantidad de hombres y tiempo en el armado de un cuadro de madera con todos sus elementos.
La ciencia de resistencia de materiales, enseña que el esfuerzo de una viga (fw) depende del claro o "luz" (L) (distancia entre apoyo), la carga que soporta (P), el área y la forma de la sección transversal de la estructura, denominado módulo de sección (S). Los análisis se pueden observar en el anexo 4, correspondiente a vigas homogéneas (de un solo material).
Cuadros de sostenimiento de túneles, pozos, chimeneas y tajeos. Fig. 16
Cuadros (redondos)
Increbados
Puntales
Fig. 16 Dimensiones de las maderas más comerciales:
Redondos 8"x10" ; 8"x 15" ; 10"x10" ; 10"x15" ; etc.
Vigas 8"x8"x8` ; 8"x10"x10`; 10"x10"x12`; etc.
Tablas 1"x8"x10`; 2"x8"x8`; 3"x8"x7`; etc.
Cribes 4"x6"x7`; 6"x8"x10`: ect.
Espigas 6"x"6; 4"x4" ; 3"x·3" ; etc.
Cubicación de la madera:
Ejemplo:
8"x8"x7` —————————- 8"x8"x7´/12 = 37,33 pies2 de madera
Métodos de perforación de rocas
Las técnicas y métodos que se emplean en la explotación minera directa y en particular en la perforación de pozos, en sus diferentes diámetros. Así como el conocimiento de los diferentes problemas con sus soluciones, relacionados a los trabajos de perforación de pozos.
El método consiste en la introducción de agua a través de la barrena hueca, hasta el fondo del taladro que se está perforando, consiguiendo de esta forma la fijación del polvo a medida que se va produciendo y justo en el lugar de origen.
El método requiere:
Garantía en el suministro de agua.
Dispositivo de eliminación de burbujas, debido a que el polvo respirable puede incorporarse a las burbujas, sin mojarse, pasando al ambiente una vez que estallen éstas en la boca del taladro. Fig. 17.
Fig. 17 Peroración con maquinas
A.-Perforación de percusión o impacto.-Perforación por percusión (martillos perforadores, generalmente accionados mediante aire comprimido); en este método la penetración en la roca es producida con la descarga de energía de una herramienta cortante (trepano); la energía es producida es por caída o gravedad del elemento cortante que izada por medio de un cable flexible o por una serie de varillas rígida. Fig. 18.
Fig. 18 Trepano
La energía del sistema es aplicada a la roca mediante los trépanos que imparten en la roca en una dirección axial de manera polsatoria, el diámetro es 3 pulg. a 16 pulg.
R = N. E / Ab Donde: N = Nº de alas del trepano
E = Energía de golpe
Ab= Área de la sección o del taladro
R = Tasa de penetración
Tipos de barrenas.-Se emplean actualmente barrenas de dos tipos: Fig. 19.
Barrenas monobloque o enterizas
Barrena extensible por trozos iguales
Fig. 19 Barrenos
Barrenas usuales en el mercado Tabla Nº 01
B. perforación por corte o cizallamiento.- Por este método la perforación es producida principalmente por la acción del esfuerzo cortante que combina separadamente la acción percusiva la presión axial y la fuerza rotacional o torqué. Fig. 21. Y tiene dos variantes:
1.-Rotopercusivo (Yacles, Yumbos y otros)
2.-Percusiva- rotativa (barrenadoras o martillo de fondo)
Fig. 21 Brocas de corte e inserto rodillo
Nota: El afilado de las brocas es de 110º y el radio de corte de 80 mm.
Duración de las brocas con dos afiladas hasta 10 m. de cuarzo y 200m en caliza blandas. Por otra parte un buen martillo con las brocas adecuadas puede perforar 1,5 m de granito sin meteorizar en 1 minuto.
C. Perforación rotativa (por trituración o quebrantamiento).-Es otro de los métodos de perforación que se utiliza por la acción tritorante principalmente por compresión ejercida en la roca por la muelas o insertos de roldillos o pinas donde el movimiento de rotación se origina a través de una mesa rotacional, por el cual se desliza una varilla o tubería de perforación que transmite la energía o fuerza de empuje rotacional denominado con tal efecto convencionalmente perforación rotativa.
Los rodillos son elementos de trituración que están formados generalmente por varias formas, con los cuales el cuerpo de tricono gira en sentido contrario a la tuberías de perforación, los cono ruedan en el fondo del agujero y los dientes o botones trituran la roca según la dureza de la roca.
Potencia:
D. Perforación por escareación o abrasión.-La perforación es producida por el desgaste continua de la roca por la acción de una herramienta rotativa provisto de una superficie de resistencia abrasiva que destruye o rompe la roca por corte, triturando y volteo; se tiene brocas de tajo angular y continua. Cuyas superficies están compuestas por elementos de abrasión o diamantes, denominados por tal efecto corona diamante o convencionalmente perforación diamantina. Fig. 22.
Fig. 22 Brocas diamantadas de rodillo
CAPITULO IV
Explosivos usados en minería, acceso, preparación y desarrollo
Explosivos.
Las necesidades cada día mayores de la minería, de la industria de la construcción, explotación y de la exploración sísmica son los que requieren la fabricación de explosivos como dinamitas, hidrogeles, emulsiones, agentes granulados de voladura, explosivos sísmicos, y otros para usos especiales.
La División Explosivos de EXSA S.A. cuenta hoy en día con la capacidad necesaria para garantizar el abastecimiento rápido y eficiente de explosivos desde su fábrica en Lurín, así como desde sus polvorines regionales en Trujillo y Arequipa. Adicionalmente, el apoyo logístico de la nueva planta de emulsiones en Tacna permite abastecer oportunamente a las empresas mineras del sur del Perú, de Bolivia y del norte de Chile.
La seguridad es condición indispensable en la fabricación de explosivos, y como tal nos obliga a realizar rigurosos controles de calidad antes y durante el proceso de fabricación. Estos controles están a cargo de personal técnico especializado y altamente calificado que tiene a su disposición modernas instalaciones de pruebas, así como laboratorios equipados con instrumentos de última generación.
Clases de explosivos
Clase 1 – Explosivos
Un explosivo es una sustancia, esté o no contenido en algún dispositivo especialmente preparado, fabricado con miras a producir un efecto práctico por explosión o un efecto pirotécnico, o cualquier otra sustancia la cual, por razones de su natural propiedad explosiva, debe ser tratada como tal, teniendo presente que para los efectos de esta definición, no serán estimadas explosivas:
Esta Clase está dividida en tres Grupos, son subdivisiones:
1. Explosivos con riesgo de explosión total.
Explosivos auto detonantes.
2. Explosivos que no explotan en masa.
3. Explosivos que tienen peligro de incendio con menor o sin efectos explosivos.
Características de los explosivos
Podemos indicar sus principales características:
1. Estabilidad química
2. Amplitud a la propagación
3. Velocidad de detonación
4. Potencia explosiva
5. Resistencia a la humedad
6. Densidad de encartuchado
7. Humos
8. Resistencia a bajas temperaturas.
Principales condiciones para la elección de un explosivo:
Tipo de roca a volar
Fragmentación
Humedad en el alojamiento de los barrenos
Toxicidad
Tipos de explosivos.
Los tipos de explosivos son:
Tabla Nº 3.- Número de cartuchos por caja de 25 Kg. Para las dinamitas comerciales en sus diferentes medidas.
CLASES DE DINAMITA: | 2.22 x 20.32cms (7/8×8") | 2.54 x 20.32cms (1×8") | 2.857x 20.32cms (1 1/8×8") | 3.175x 20.32cms (1 1/4×8") | 5.71x 40.64 cms (2 1/4×16") | 6.35x 40.64 cms (2 1/2×16") | 7.62 x 40.64cms (3 x 16") | |
Dinamita Extra 40% | 242 | 184 | 151 | 121 | 20 | 14 | 10 | |
Dinamita Extra 60% | 242 | 184 | 151 | 121 | 20 | 14 | 10 | |
Gelatina Extra 30% | 193 | 151 | 123 | 98 | 15 | 12 | 8 | |
Gelatina Extra 40% | 196 | 153 | 126 | 99 | 16 | 12 | 8 | |
Gelatina Extra 60% | 207 | 164 | 135 | 108 | 16 | 12 | 9 | |
Gelamex # 1 | 236 | 180 | 150 | 121 | 21 | 16 | 11 | |
Gelamex # 2 | 261 | 198 | 165 | 134 | 20 | 16 | 11 | |
Mexobel 2 | — | 248 | 201 | 165 | 25 | 20 | 14 | |
Duramex G | 309 | 248 | 204 | — | 25 | 20 | 14 | |
Accesorios de voladura.
Los accesorios de voladura para todo tipo de aplicaciones son:
1. Mecha de seguridad
2. Fulminantes simples
3. Mecha rápida y conectores
4. Cordones detonantes
5. Detonadores eléctricos
6. No-eléctricos con o sin retardo
7. Detonadores electrónicos de reciente desarrollo
1. Mecha de seguridad.
La mecha de seguridad es el medio a través del cual es transmitida la flama a una velocidad continua y uniforme, para hacer estallar al fulminante o a una carga explosiva Fig. 23.
Está formada por un núcleo de pólvora negra, cubierto por varias capas de materiales textiles, asfálticos, plásticos e impermeabilizantes, los cuales le proporcionan protección contra la abrasión, el maltrato y la contaminación por humedad. Es obvio que cualquier manejo que destruya o dañe el recubrimiento de protección o que permita que el agua u otras substancias lleguen a la pólvora, ocasionará que la mecha no cumpla con su objetivo y tenga un funcionamiento defectuoso.
Fig. 23: Mecha de seguridad mostrando el flamazo inicial que es un chorro de fuego que lanza la mecha al encenderse el núcleo de pólvora.
Fulminantes simples
El Fulminante (ignitacord) es un cordón incendiario que arde a una velocidad uniforme con una vigorosa flama exterior. Tiene un diámetro muy pequeño, 1.5 milímetros, y consiste de un núcleo de termita en polvo (mezcla que produce elevadas temperaturas) recubierto de entorchados textiles. Fig. 24
Fig. 24
Fulminante.
Los fulminantes o cápsulas detonadoras son casquillos metálicos cerrados en un extremo en el cual contienen una carga explosiva de gran sensibilidad, por ejemplo fulminato de mercurio. Están hechos para detonar con las chispas del tren de fuego de la mecha de seguridad. En la figura Fig. 25 se muestra una mecha ensamblada a un fulminante.
Los fulminantes que se fabrican son del número 6 ya que estos son los suficientemente potentes, pero si se requieren de otra potencia se conseguirán en un pedido especial.
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