En esta breve exposición, recordaremos a grandes rasgos, la importancia y las características principales con las que se relaciona la altura seleccionada de los bancos de trabajo en una operación a cielo abierto. El objetivo principal al momento de calcular este parámetro es obtener la mayoría de las ventajas desde el punto de vista de: seguridad operacional del personal y del equipo utilizado, estabilidad local de los taludes, consistencia en las leyes del mineral extraído, dilución mínima, así como una buena eficiencia operativa de los equipos trabajando bajo diferentes métodos de cargado, o variantes de estos, en las actividades diarias del minado.
Como es sabido, la altura de los bancos de trabajo debe de ser seleccionada durante las fases tempranas de la planeación y diseño de las operaciones de la mina a cielo abierto. Esta altura es función de las restricciones conocidas sobre la dilución de mineral que se consideran conservadoramente tolerables y afecta también, el tamaño de los equipos de minado seleccionados, de acuerdo con el plan de producción a largo plazo basado en la proyección de la vida de la mina. Hay otros dos factores no menos importantes, los cuales juegan un papel significativo en la selección de dicha altura, como son el tamaño de bloque del modelo geológico del recurso mineral y las condiciones de estabilidad de los taludes del tajo a nivel local, que pueden o no, influir en la formación de zonas de inestabilidad. La altura seleccionada de los bancos va a intervenir también en la determinación de los anchos de bermas de seguridad a implementar en el diseño y en el tipo de equipo de barrenación y cantidad de esta, necesarios para el tumbe con explosivos y cumplir así con el programa de producción de la mina.
La determinación aproximada de una dilución mínima esperada a lo largo de la vida de la mina puede estimarse en primera instancia, a partir de los programas de planeación y evaluación minera que existen en el mercado, los cuales, podrían ayudar a determinar cuál sería la dilución menor, en relación con la altura de los bancos de trabajo, mediante una serie de simulaciones a diferentes longitudes de los compósitos de los barrenos de exploración, que sirvieron para configurar el recurso mineral. Los variogramas son una herramienta poderosa de la geoestadística y pueden ayudar incuestionablemente, a definir la altura de los bancos. Este ejercicio nos dará una buena idea de la altura óptima de los bancos de trabajo y podría correlacionarse, con las dimensiones de los bloques del modelo geológico del recurso mineral, para poder llegar a la mejor conciliación, desde este punto de vista, para decidir sobre la utilización de un banco doble o un banco triple de trabajo por banco definitivo de fase, o de limite final, para llevar el minado del tajo a través del tiempo, de acuerdo con el tipo de roca y las condiciones de estabilidad que permitan la mejor estrategia para cumplir con los objetivos del diseño de taludes en sus diferentes etapas del minado. Como conclusión, la mejor opción podría ser la combinación de diferentes alturas de banco para diferentes áreas de la mina, dependiendo de: la distribución del mineral en las dimensiones tanto vertical como horizontal del depósito, los tipos de roca y las discontinuidades y estructuras geológicas, desde el punto de vista de la mecánica de rocas que restringieran la altura de los bancos por cuestiones de estabilidad y, por último, las limitaciones relacionadas al tamaño y capacidades de los equipos operativos que están siendo considerados.
Como un comentario alusivo a la dilución generada diariamente por el proceso de minado, quiero hacer hincapié sobre la herramienta de corte de los equipo de carga, el “cubo” de una excavadora hidráulica, deberá ser seleccionado tomando en cuenta también su tamaño para facilitar la separación del mineral del estéril, contribuyendo esto enormemente a una extracción más selectiva del mineral, dejándonos ventajas relevantes al adoptar esta medida, desde el punto de vista de la dilución y recuperación del mineral. Como regla práctica, se recomienda seleccionar el cubo que tenga el menor ancho posible, pero conservando siempre la relación de eficiencia de cargado consistente en unos cuatro a seis pases por camión para ser llenado completamente.
Una vez que se tenga una buena idea de la altura ideal de los bancos de trabajo, esta debe ser correlacionada con el tamaño de los equipos operativos a utilizar en el minado para la carga y acarreo de los diferentes materiales y para la perforación del tumbe de materiales necesario, para cumplir con el plan de producción de la mina.
Una de las características fundamentales de los equipos de carga y acarreo que buscaríamos, además de considerar obviamente su capacidad, las necesidades de producción establecidas por el plan de mina y los tipos de roca a los que hay que enfrentar diariamente, sería su tamaño, el cual, no debe estar muy por debajo de la altura de nuestros bancos de trabajo. Por ejemplo, para una altura de bancos de trabajo de unos cinco metros de alto, no se pensaría en utilizar equipos de carga como excavadoras hidráulicas de gran tamaño, con alturas en el orden de los 8.0 a los 10.0 metros, o contrastando con la situación opuesta, donde hipotéticamente la altura de bancos de trabajo fuera dos veces mayor al ejemplo anterior, es decir 10.0 metros, no usaríamos cargadores frontales de cinco metros cúbicos de capacidad de cucharón, pues la altura del cuerpo de un cargador de este tamaño, apenas rebasa la tercera parte de esta altura de banco. La seguridad de los operadores de los equipos de minado es prioridad número uno, de tal manera que no deben de quedar expuestos, al trabajar en la parte inferior de taludes de alturas desmedidas, de los cuales puede haber desprendimientos imprevistos de rocas y materiales, los cuales pueden alcanzarlos, lesionándolos hasta llegar a tragedias mayores donde las personas pueden quedar sepultadas con sus equipos. Estas situaciones de trabajo deben ser evitadas, donde se encuentren condiciones de taludes con altura excesiva, así como en los almacenes de materiales quebrados que posean estas mismas características de altura en desproporción al tamaño de los equipos de carga, acarreo y perforación de tumbe.
Algunos de nosotros nos ha tocado vivir situaciones que se presentan en la práctica de la minería a cielo abierto, como el siguiente ejemplo: el diseño original de la selección que se ha hecho de la altura de los bancos de trabajo y su combinación de cuantos de ellos constituyen la mejor opción para integrar un talud de cierta fase de minado o bien, un talud de límites finales, ha resultado ser errónea debido a la falta de alguna o algunas consideraciones del campo de la mecánica de rocas y/o debido a la falta de conocimiento del comportamiento especial de ese tipo de roca en particular, al verse expuesta a la intemperie, que pudo haber sido algo tan simple como lluvia en exceso durante unos cuantos meses, que ha ocasionado la inviabilidad del minado en esa parte del proyecto. En muchas ocasiones, ya sobre la marcha de la operación de la mina, hemos tenido que corregir y rediseñar una fase de minado o una zona completa del tajo, por resultar insostenible su arreglo geométrico. La tendencia constante en la minería a cielo abierto, como en otras muchas industrias, ha sido siempre abatir los costos de operación. Cuando una situación de este tipo se presenta, no todo es tragedia, hay que aprovechar la oportunidad de analizar si un cambio de altura de bancos de trabajo, junto con un cambio parcial en los equipos de minado, por equipos de carga y acarreo de más capacidad, nos permitirán: primero, rediseñar el tajo o parte de este, garantizando la estabilidad de los taludes; segundo, amortizar este cambio de equipo operativo en algún tiempo determinado o bien, en lo que resta de la vida de la mina y tercero como consecuencia, incrementar la productividad del minado, con su disminución correspondiente en el costo de este. Si los resultados de los análisis de estabilidad de taludes y del estudio económico del cambio de los equipos operativos, son favorables, entonces se debe considerar seriamente el cambio de la altura de los bancos de trabajo. Este proyecto de mejora debe ser realizado, si los ahorros justifican los costos del cambio de los equipos, avalado esto por los nuevos factores de seguridad aceptables de los taludes comprometidos del tajo y del incremento de la productividad de la operación minera.
Conclusiones. La altura de los bancos de trabajo es un parámetro muy importante que se interrelaciona con varios de los otros parámetros que intervienen en el diseño geométrico de las minas a cielo abierto e influencia la selección de los equipos operativos desde el punto de vista de su tamaño y capacidades para cumplir con los objetivos de producción planeados, de tal manera que una vez seleccionado, puede ser muy difícil cambiarlo. Este parámetro puede favorecer la productividad del proceso diario de minado y ayudar a mejorar significativamente las condiciones de seguridad de los operadores cuando trabajan en las partes inferiores de los taludes de la mina, además de determinar el ancho de las bermas de seguridad al formar parte de la combinación de factores que conforman el ángulo o los ángulos de talud general del tajo, que tienen los factores de seguridad recomendables para una operación con el mínimo de riesgos desde el punto de vista de la estabilidad de taludes y que puede favorecer la generación de una dilución mínima. No podemos desdeñar su consideración y la influencia en los demás factores que hacen depender las actividades de minado, desde sus etapas incipientes del diseño y planeación de una operación a cielo abierto, durante la etapa misma de la vida del proyecto y al momento del cierre y recuperación ambiental de las instalaciones mineras.
ECT Consultores, S.C. desea haya sido de utilidad esta breve publicación. Una vez más nos ponemos con mucho gusto a sus órdenes para cualquier aspecto de su operación minera donde requiera de un consejo técnico en la materia.