Cuando observamos el diseño del tajo de una mina a cielo abierto, inmediatamente se nos viene a la mente la importancia de los parámetros que se usaron para definirlo, pues de ellos va a depender el éxito o las posibles dificultades, más o menos soslayables, o del todo insoslayables, que pudiesen presentarse durante la etapa operativa de la mina, la cual nos permitiría extraer el mineral y remover de manera obligatoria, el estéril existente en el proyecto por iniciar y cumplir así, en el tiempo programado, la extracción continua del mineral.
Este diseño, debe lograr la optimización de la recuperación del mineral y la maximización de las ganancias de la empresa minera y, por tanto, debe ir de la mano, de la ubicación tridimensional precisa del mineral económicamente costeable, cortando en lo posible, la menor cantidad de material estéril de forma segura y estable, en todos los cortes realizados en el terreno, de tal modo que cumpla también, con una condición de simplicidad, para facilitar su implementación a través de la vida del proyecto.
Todos los parámetros se derivan de la información utilizada en la elaboración del diseño del tajo, tales como:
- El conocimiento detallado del mineral y del estéril, desde el punto de vista de su geología estructural y de sus características geotécnicas.
- Los límites físicos en las tres dimensiones del diseño de tajo, provenientes del algoritmo de optimización usado.
- La distribución de tonelajes y leyes mediante un modelo geológico de bloques.
- Las condiciones geohidrológicas del terreno, nivel freático y principales corrientes de aguas subterráneas.
- Las características técnicas y condiciones mecánicas de los equipos operativos a utilizar.
- La distribución y las mejores leyes obtenidas de los compósitos provenientes de las leyes de los barrenos de exploración, en función de las diferentes longitudes examinadas de dichos compósitos.
- El clima de la región y, cualquier otra restricción de tipo técnica y/o aquellas impuestas por la corporación, que de alguna forma influyeron y fueron tomadas en cuenta para la elaboración del diseño en cuestión.
- Una vez definido el diseño óptimo del tajo, con sus diferentes fases de explotación y una secuencia lógica de minado, que permita la continuidad de una operación minera eficiente, la consigna primordial es empezar a “esculpir” en el terreno la forma del diseño del tajo, es decir, la implementación propia del diseño.
Durante la operación, la parte fundamental es el control de los avances de minado, mediante mediciones topográficas precisas de las diferentes frentes de trabajo, que garanticen un avance integrado del minado, estos trabajos son coordinados por el área de planeación a corto plazo, la cual está en concordancia con la calendarización de actividades dentro del plan de minado establecido por el área de planeación a largo plazo de la mina.
Se debe de tener presente, que es necesario y fundamental, el uso y la aplicación de técnicas avanzadas en la fragmentación de rocas con explosivos y el control estricto de las vibraciones del terreno, ocasionadas por las voladuras, para garantizar cortes estables del minado, así como la minimización de daños a los taludes por el uso de explosivos.
Pero ¿Qué define la altura de los bancos de trabajo y/o la altura de bancos temporales conformados por dos o tres bancos de trabajo, durante el minado de las fases de explotación, o bien, al estar trabajando ya los límites finales del diseño?
La respuesta no es sencilla y depende de una combinación de factores, lo cuales, determinan la altura ideal de los bancos de trabajo, de tal manera que los estudios de mecánica de rocas de los materiales nos permiten establecer los coeficientes de seguridad reflejados también como una probabilidad de falla del talud para determinada(s) zona(s) del tajo.
De estos análisis, saldrá la definición de un ángulo de talud general de minado, que minimice el riesgo de crear zonas inestables, las cuales son potencialmente riesgosas para la seguridad del personal y los equipos operativos que trabajan en las zonas inferiores, dentro del área de influencia de estas.
La determinación del ángulo de talud general es la primera variable que interviene en el proceso de definición de los ángulos parciales de los bancos de trabajo. El análisis correspondiente, va a generar un modelo geomecánico de bloques, el cual, mediante la corrida de varias simulaciones con diferentes combinaciones de ángulos de talud, definirán el coeficiente de seguridad óptimo, para llevar a cabo el minado.
La geometría de los bancos de trabajo, consistente en el ángulo de la cara de la frente, la altura y el ancho de banco, así como la de sus caminos de acarreo y de accesos, formarán una combinación, que es consecuencia del ángulo de talud general recomendado, basado en los factores de seguridad y estabilidad derivados de las características propias del tipo o tipos de roca, también de los resultados de las longitudes de compósitos de leyes que generen la menor dilución del mineral y de los tamaños de los equipos operativos seleccionados en función de la producción requerida de mineral y estéril.
Para ilustrar brevemente las relaciones dimensionales de los taludes particulares, anchos de berma y ángulos de las caras de las frentes, se muestra la figura siguiente, en el arreglo más sencillo de elementos, con algunos criterios probados por los estudios de expertos en la materia, sobre el tema de la seguridad para personal y equipo al trabajar o transitar en la parte baja de los taludes, tanto de minas a cielo abierto como de carreteras en los EE. UU. Los valores mostrados del ángulo de talud general y la altura de bancos, fueron seleccionados indistintamente. El resto de los valores fueron calculados consecuentemente.
En una futura publicación, estaremos comentando sobre algunas otras variables y sus características, las cuales forman parte del conjunto de parámetros usados para el diseño de tajos en la minería a cielo abierto.
ECT Consultores, S.C. espera haya sido de utilidad esta breve exposición y nos ponemos a sus órdenes para cualquier aspecto de su operación minera, donde requiera de un consejo técnico en la materia.