Superficial capítulo i

Universidad Nacional del Altiplano
FACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS
Carrera Profesional de Ingeniería de Minas
CURSO DE
“MINERIA SUPERFICIAL”
ING. JORGE DURANT BRODEN
Puno - Perú
Segundo Semestre 2014

Minería Superficial – Ing. Jorge Durant Broden
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CAPÍTULO I – MINERÍA SUPERFICIAL
INTRODUCCIÓN
La historia de la minería superficial está estrechamente relacionada con la explotación de minerales de carbón, cobre y hierro y de minerales no metálicos como: arcillas yeso, roca fosfórica, arena, grava y roca.
Un conocido principio dice que la riqueza de las naciones proviene de la tierra. Un corolario de lo anterior en el mundo de la minería es “sin no puede ser cultivado debe ser minado”. Las técnicas de la minería superficial son uno de los principales medios para extraer los minerales de la tierra. La producción mundial anual de metales y no metales asciende a un total de 16.6 billones de toneladas cortas. De este total, el 70% corresponde a la producción de minas superficiales. La piedra chancada, arena y grava, los materiales fundamentales requeridos para la construcción, son producidos mediante técnicas de explotación superficial. Su producción anual asciende a 23.5 billones de toneladas cortas. A esto debemos añadir los materiales empleados para la preparación del cemento, otros 2.3 billones de tc. Finalmente, la cantidad de desmonte que debe ser removido en el proceso de extracción de los materiales valiosos se estima en 30 billones de toneladas cortas. Sumando todo lo anterior tenemos un total de 67.3 billones de toneladas anuales que son extraídas mediante técnicas de minería superficial (Bagherpour y otros, 2007)
Hoy en día la población mundial se ubica en alrededor de 6.5 billones de personas. En términos simples esto significa que, mediante métodos superficiales, anualmente se extrae un promedio de 10 toneladas cortas de material por cada habitante de la tierra. Sin embargo debemos tener en mente que hoy en día el 95% de la población de la tierra se encuentra en los países en desarrollo. Basándonos en sus expectativas para mejorar los estándares de vida, el estimado actual de material que deberá ser extraído en el año 2038 será de 138 billones de toneladas.

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La habilidad del planeta tierra para satisfacer esta demanda no es un tema de recursos, ya que estos se encuentran ahí, sino más bien un tema de precios y costo. Inspeccionando nuestra base de recursos, podemos concluir que, por lo general, las condiciones de explotación serán más difíciles que en el presente. Así mismo se espera que los requisitos ambientales y de seguridad sean cada vez mayores. Esto significa que todo el proceso de minado, desde la prospección a la exploración, desarrollo, extracción y finalmente cierre de mina deberá ser mucho más avanzado. Hoy en día, en muchos lugares del mundo, el cierre de mina debe planificarse de la manera más satisfactoria antes de que una mina superficial pueda ser aperturada. Esto se traduce en la necesidad de utilizar y aplicar una ingeniería de primer nivel, así como las tecnologías que nos permitan cumplir con todos estos requisitos, especialmente aquellos que se presentarán en el futuro. MINAS A TAJO ABIERTO
A fin de ser adecuado para su explotación superficial, un cuerpo mineralizado debe encontrarse cerca o en la superficie terrestre y sus dimensiones horizontales deben ser mayores que las verticales. Los yacimientos estratificados, yacimientos porfiríticos o mantos de enriquecimiento secundario son típicamente adecuados para su explotación superficial.
Dos principales diferencias entre una mina superficial y una cantera son las condiciones geológicas y las características del material disparado. En las canteras, la mayoría de los productos vendidos a los usuarios tiene solamente que ser chancado y seleccionado con una parrilla a fin de separar los diferentes tamaños de partícula. De otra parte, el objetivo de una mina metálica superficial es el de proporcionar un mineral lo más puro posible a la planta, la que puede comprender una chancadora, molinos, clasificadores, celdas de flotación, y/o sistemas bioquímicos, etc.
Figura 1. Principios Generales en Open Pit

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Los concentrados o productos resultantes son eventualmente enviados para un mayor procesamiento antes de obtenerse el producto final. Para algunos metales, este ulterior proceso comprende el fundido y refinado. Los depósitos explotados empleando métodos superficiales tienen una gran variedad de formas, tamaños y orientación. Algunas veces es fácil distinguir entre el mineral y el desmonte tal como se muestra en la siguiente figura.
En otros casos esta distinción es más ambigua, basada solamente en aspectos económicos. Tal como en las canteras, los minerales son extraídos empleando una serie de bancos. En caso de que el mineral no aflore, el material de la sobrecarga debe ser removido (desbrozado) a fin de dejar expuesto el yacimiento. En tanto el pit inicial es profundizado, este es ampliado. La geometría del pit es controlada por un número de factores que incluyen la forma del cuerpo mineralizado, la distribución de leyes, la estabilidad de los taludes, la necesidad de contar con vías de acceso, consideraciones operativas, etc. En la geometría de la Figura 1, se necesita desbrozar una cantidad significativa de desmonte a fin de acceder al siguiente banco de mineral en el fondo del tajo. Sin poner en peligro la estabilidad del talud, es de principal importancia el mantener el ángulo del talud lo mas parado posible, manteniendo así al mínimo la cantidad de material excavado. En algún banco se tiene que la calidad (ley) del material excavado no es lo suficientemente alta como para pagar los costos del desbroce necesario.
En este punto en el tiempo la mina tiene que cerrar o, si las condiciones son favorables, se puede continuar la explotación mediante el empleo de métodos subterráneos. En la siguiente figura se muestra la mina de cobre y oro de Aitik en Suecia. Esta es la mina europea más grande ya que produce 18 millones de toneladas de mineral por año. Actualmente se encuentra a una profundidad de 480 metros y se espera llegar hasta los 800 metros antes del cierre.
Figura 2. Mina Aitik en el norte de Suecia (www.boliden.com)

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La mina Bingham Canyon en Utah, Estados Unidos, está en producción desde el año 1906 y es una de las más grandes estructuras hechas por el hombre, mide 1,200 metros de profundidad, 4,400 metros de diámetro en la parte superior. Esta ha producido más cobre que cualquier otra mina en la historia y estará en operación por muchos años más. En referencia a la remoción de desmonte, las necesidades de fragmentación son simples. Ya que no se requiere que el material pase por una chancadora, el tamaño máximo de partícula está controlado por las limitaciones impuestas por el equipo empleado en el carguío y acarreo del material hacia los botaderos. De otra forma, una buena fragmentación del mineral disparado ofrece grandes ahorros en los costos totales del tratamiento del mineral.
El día 10 de abril del 2013 a horas 10:30 ocurrió un deslizamiento en esta mina. Este fue el más grande deslizamiento de tierra en los Estados Unidos ya que alrededor de 65 a 70 millones de metros cúbicos de tierra y roca se deslizaron en uno de los lados del tajo. Las operaciones mineras fueron interrumpidas el día anterior, anticipándose al deslizamiento. Un segundo deslizamiento ocurrido el día 11 de setiembre del 2013 originó la evacuación de 100 trabajadores.
Este deslizamiento no solamente cubrió la mayor parte del mineral sino que también enterró equipo pesado y destruyó la principal vía de acceso, este deslizamiento fue tan grande que originó 16 terremotos.
A pesar de la magnitud del deslizamiento no se perdieron vidas ni hubo heridos gracias al monitoreo geotécnico y al plan de contingencia que fue implementado antes del deslizamiento. Este monitoreo geotécnico detectó un ligero movimiento ya en el mes de noviembre del año 2012, prediciéndose así el deslizamiento. Con este aviso, la gerencia de
Fig. 3. Deslizamiento del talud en la mina Bingham Canyon

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mina pudo desarrollar un plan de respuesta que fue la clave principal para que no hayan heridos o fallecidos como producto del deslizamiento.
La mina pudo reiniciar la producción bastante rápidamente, sin embargo la recuperación de la principal ruta de acarreo tomo más tiempo. Sin embargo Rio Tinto Kennecott reaperturó su principal ruta de acarreo con meses de anticipación a lo programado. La remediación de la ruta de acarreo involucró la remoción de 5.4 millones de toneladas y más de 580 metros de limpieza. LA MINERÍA SUPERFICIAL EN EL PERÚ.
El Perú es un país minero por excelencia, tradición e historia. Históricamente, la minería peruana tiene una antigüedad de más de dos mil años y consecuentemente, es la más antigua industria de la que existe registro en el Perú y América Latina.
Por siglos, los minerales y los metales fueron la principal riqueza natural del Perú y por siglos la plata y el oro fueron el único medio de intercambio comercial.
Definitivamente el Perú fue el país pionero en minería subterránea para poder extraer la plata y el oro desde la época pre-incaica. Herencia de nuestros ancestros han convertido hoy al Perú en uno de los países con el mayor número de minas subterráneas.
Este crecimiento minero se ha alcanzado gracias al potencial geológico del país y a un clima de inversión propicio. Actualmente, invierten en el Perú empresas mundiales, líderes en producción minera como Noranda, BHP-Billiton, Tec-Cominco, Barrick Gold, Newmont, Phelps Dodge, Grupo México, Mitsui, Shougang. Las mismas que han desarrollado minas de clase mundial como Yanacocha, Antamina y Pierina, entre otras más.
Más del 50% de minas en el Perú explotan bajo superficie y minas más antiguas, como Atacocha, con más de 74 año de operaciones, sigue extrayendo de las entrañas de la tierra riquezas polimetálicas al igual que Minera Casapalca que opera la mina subterránea más profunda del Perú. Las nuevas tecnologías y la modernización, introdujeron la minería a tajo a cielo abierto como Southern Perú, Antamina o Minera Yanacocha y los grandes tajos ya explotados lo están convirtiendo en reservorios de agua, como es el caso de Yanacocha.
La explotación de los yacimientos metálicos, mediante el método a Cielo Abierto se inicia aproximadamente en el año de 1,953, con la puesta en marcha de los depósitos de Hierro de Marcona; posteriormente la explotación del yacimiento de cobre de Toquepala (1960), Cerro Verde (1974), Cerro de Pasco (1970), Cuajone (1977), Tintaya (1985) además de otras Minas pequeñas polimetálicos y Recientemente la Mina Antamina (1996). Dentro de las minas auríferas tenemos la explotación de los yacimientos de Yanacocha en (1993), Sipan (1997), Pierina (1998), Aruntani (2002), Alto Chicama (2004), Tucari (2005), Arasi (2011).
En la última década, más de 50 inversionistas extranjeros se ha establecido en Perú, algunos con gran liderazgo en la minería mundial, entre ellas, procedentes de:

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Australia : BHP, Pasminco,
Canadá : Teck, Barrick Gold, Inmet, Rio Algon, Noranda, Cominco.
China : Chinalco, Shougang Corporation,
Inglaterra : Billinton
México : Grupo México.
Reino Unido : Río Tinto
Sud Africa : Anglo American.
USA : Phelps Dodge, Cyprus, Asarco.
MINA TOQUEPALA
Mina a cielo abierto de pórfido de cobre. El depósito es parte de un distrito mineral que contiene dos depósitos conocidos, Cuajone y Quellaveco. La mina Toquepala está en un territorio con actividades intrusivas y eruptivas de rocas riolíticas y andesíticas. El mineral económico es encontrado como sulfuros diseminados a través del depósito como vetillas, rellenando espacios vacíos o como pequeños agregados. Los minerales incluyen chalcopirita, calcosina, y molibdenita. Se tiene también una zona de enriquecimiento secundario, con espesores entre 0 y 150 m. Las operaciones consisten de una mina a tajo abierto y un concentrado de robre con instalaciones de SX/EW con una capacidad de tratamiento de 60,000 toneladas por día.
Figura 4. Vista satelital de la mina Toquepala

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El tajo de Toquepala tiene un diámetro de casi 3 kilómetros de extensión y 800 metros de profundidad, teniéndose planificada una profundidad de 1,200 metros. En la siguiente tabla se muestra la producción de la mina Toquepala en el año 2010.
Debido a las características y dimensiones del tajo de Toquepala, se instalaron dos radares en el borde superior del talud. El alcance largo, la precisión y la resolución alta de los radares hacen que estos sean los únicos que pueden satisfacer las necesidades de monitoreo del talud en dicha mina.
Estos radares tienen un alcance de hasta 4000 metros y una resolución longitudinal de hasta 0.75 metros con una precisión del orden de 0.1 mm a 2km. El radar IBIS-M completa un barrido total de la pared del tajo en poco más de 5 minutos.
Tras la instalación, los radares IBIS-M fueron puestos a prueba en la complejidad de la mina Toquepala, obteniendo excelentes resultados. De hecho, al ser una zona rocosa y profunda, (ubicada en las faldas de la Cordillera de los Andes), el lugar es el sitio ideal para aprovechar al máximo la capacidad de este radar. Tal es así, que permite medir rápidamente los movimientos de pendiente con precisión sub-milimétrica en grandes áreas que proporcionan alertas tempranas y fiables de un posible colapso inminente de la pared del tajo. PRESENTE Y FUTURO DE LA MINERÍA SUPERFICIAL.
Se consideras de manera general que la explotación superficial es más ventajosa que la explotación subterránea en recuperación, control de leyes, economía, flexibilidad en la operación y ambiente de trabajo. Hay, sin embargo, muchos depósitos que son muy pequeños, irregulares y ubicados a profundidades tales que no favorecen su explotación económica mediante métodos superficiales. Más aún, cuando la mineralización se extienda a mayores profundidades en las minas superficiales, el rápido incremento de la cantidad de desmonte que debe ser manipulado impone límites económicos por encima de los cuales se debe abandonar o convertir una operación minera superficial en subterránea. Estas conclusiones, aunque validas, son descartadas por un nuevo conjunto de factores que surgen a partir de diferencias en las características físicas de de los depósitos minerales disponibles para su explotación futura, así como también de cambios en tecnología, mercados y políticas gubernamentales.
Se puede asumir que debido simplemente al crecimiento poblacional y el consumo per cápita se dispondrá de mercados para cantidades mayores de recursos minerales. Sin embargo, a la vista de los cambios que ya se hacen evidentes, no se puede asumir que las condiciones seguirán favoreciendo a la minería superficial.

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INFLUENCIA DE LAS CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DE LOS MINERALES
Se ha demostrado que en la producción de minerales mediante métodos superficiales los principales minerales explotados son el oro, carbón, cobre, hierro; las arcillas, el yeso, la roca fosfórica, arena, grava y piedra. Se puede extender esta consideración al uranio y torio debido al potencial que la energía atómica tiene como fuente de energía puede crear una mayor demanda para estos minerales.
El carácter de estos recursos minerales dominara el desarrollo y elección entre la minería superficial y la minería subterránea en el futuro. Otros minerales como el plomo, zinc, oro aluvial, potasio y sal son explotados en cantidades sustanciales, pero parece difícil que los métodos subterráneos puedan ser derrotados por los métodos superficiales debido a sus características físicas.
En la Figura 4., se muestran las relaciones entre los minerales, el zoneamiento de la alteración, zonas de enriquecimiento supergénico y los skarn asociados, zonas de reemplazamiento y depósitos de veta.
La característica física de los minerales de cobre disponibles a futuro está dominada por el “cobre profirítico”, actualmente son las fuente más importante de cobre a nivel mundial. La mayoría de los depósitos profiríticos de cobre están concentrados en la parte occidental de América del Sur y del Norte; la parte sur oriental de Asia y Oceanía, a lo largo del Círculo de Fuego del Pacífico, el Caribe, Europa del Sur y Central y del área alrededor de Turquía del este, áreas diseminadas en China, el medio este de Rusia, el este de Australia. Únicamente unos cuantos de estos se han identificado en Africa, Namibia y Zambia. La mayor concentración de
Figura 4. Modelo generalizado de los pórfidos de cobre. (Fuente: Cox (1986). US Geological Survey Bulletin 1693

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cobre profirítico se presenta en Chile. Casi la mayoría de las minas que explotan grandes depósitos de cobre profirítico lo hacen mediante el método superficial.
Mediante una compilación de datos geológicos se ha encontrado que la mayoría de los depósitos porfiríticos son de edad Fanerozoica (Cámbrica) y se han emplazado en profundidades de aproximadamente 1 a 3 kilómetros con un espesor vertical promedio de 2 kilómetros. Se ha estimado que a través de todo el fanerozoico se han formado 125,800 depósitos de cobre profirítico; sin embargo, el 62% de ellos (78,100) han sido erosionados. Por lo tanto el 38% permanecen en la superficie. Se estima que los depósitos porfiríticos de cobre contienen aproximadamente 1.7 × 1011 toneladas de cobre1
Las profundidades de las minas a tajo abierto de cobre y las relaciones de desmonte a mineral se están incrementando gradualmente en las minas más antiguas. La explotación a cielo abierto del cobre se ve seriamente amenazada por las minas que aplican métodos de “block caving”. Es técnicamente y probablemente económicamente factible que varios de estos tajos abiertos se conviertan en minas subterráneas, a pesar que aún no sean evidentes los límites a las mejoras en minería superficial o el potencial de mejora de los métodos por hundimiento.
Las futuras reservas de hierro se presentan predominantemente en enormes depósitos masivos en estratos de gran espesor a profundidades relativamente someras. La ley promedio de los depósitos en explotación y en reserva varía ampliamente, sin embargo las futuras reservas de Estados Unidos se encuentran en un rango entre 25 y 30% de hierro. La habilidad para comercializar estos minerales de baja ley ha dependido más del avance tecnológico del beneficio de estos minerales que de una mejora en los métodos de explotación.
Sin embargo, solamente en base a consideraciones económicas y tecnológicas podemos afirmar que la explotación de mineral de hierro mediante métodos de minería superficial ha de continuar en el futuro.
Las futuras fuentes de minerales no metálicos no serán muy diferentes a las actualmente explotadas en cuanto a sus características físicas. Los depósitos de roca ornamental adecuados para su utilización comercial se presentan generalmente en la forma de gruesos estratos de caliza, dolomita o arenisca; o cuerpos ígneos masivos de basalto, pórfido, granito. El yeso ocurre usualmente en capas, las que típicamente son irregulares y onduladas. La roca fosfórica ocurre ya sea como depósitos superficiales no consolidados de origen post marino y como capas entre formaciones de otras rocas sedimentarias. Bastante piedra caliza es actualmente explotada competitivamente mediante métodos subterráneos junto con roca de cantera, así como es técnica y económicamente factible el explotar la mayoría de los depósitos no metálicos masivos mediante métodos subterráneos.
1 wikipedia.org/wiki/Porphyry_copper_deposit

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INFLUENCIA DE LA OPINIÓN PÚBLICA
Un cambio en la opinión pública está ya ejerciendo una fuerte presión favorable a una reducción o eliminación de los métodos de explotación superficial; y ya que las diferencias económicas entre la minería superficial y la subterránea se están reduciendo para la mayoría de las reservas minerales conocidas, esta fuerza creciente está convirtiéndose en un factor decisorio al determinar la tendencia futura de la minería superficial vs la subterránea.
Las principales quejas del público en contra de la minería superficial son evidentes, siendo el empleo del agua dulce una de las principales; sin embargo la minería emplea menos del 2% del recurso hídrico a nivel nacional, siendo la agricultura la principal consumidora de este recurso con el 87.5%2. Otra de las críticas que se le hacen a la minería superficial es la destrucción del paisaje natural en sus operaciones; sin embargo los Planes de Cierre de las minas modernas y formales contemplan diferentes acciones a fin de abandonar la mina en iguales o mejores condiciones en las que se la encontró.
Por ejemplo el Plan de Cierre de la mina Tintaya ejecutó la re-vegetación de 22 hectáreas de terreno en donde se ubicaba el Botadero Central, realizando diversos trabajos como la colocación de material impermeable y suelo orgánico, favoreciendo la siembra de pastos nativos.
Durante las dos últimas décadas la minería superficial ha obtenido una mucha mayor rentabilidad que la minería subterránea debido a las innovaciones tecnológicas desarrolladas para otros fines, particularmente investigación y desarrollo financiadas para objetivos de defensa (GPS) y tecnología (hardware y software). Sin embargo, la industria de la minería superficial ha conseguido cambiar sus condiciones económicas al: desarrollar grandes palas, camiones y excavadoras de cangilones, iniciando el empleo de explosivos basado en la mezcla de ANFO, mejorando los equipos de perforación de rocas. La electrónica y la automatización,
2 Fuente: Ministerio de Agricultura
Fig. 6. Etapa inicial de re-vegetación del Botadero Central - Tintaya

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financiadas por programas públicos de investigación, están logrando también elevar el nivel de productividad y rentabilidad de las operaciones. La minería superficial está en deuda con la agricultura por el desarrollo del nitrato de amonio como fertilizante.
Para que la minería subterránea mejore su rentabilidad deberá sacar ventaja de los nuevos desarrollos en cuanto a electrónica y automatización. Sin embargo, puede esperarse que otros programas, resultado actual o potencial de cambios en la política pública, contribuyan a mejorar la tecnología en las minas subterráneas. Por muchos años los fondos públicos en los países desarrollados han sido utilizados para promover el desarrollo de tuneladoras para los proyectos de reclamación. Estas máquinas actualmente contribuyen de manera significativa a la minería subterránea, así como a grandes proyectos de ejecución de túneles y galerías.
Podemos concluir que mientras que los operadores mineros superficiales puedan ofrecer al mercado grandes cantidades de mineral a costos que no puedan ser igualados por las operaciones subterráneas, la necesidad de mantener las operaciones mineras superficiales continuará o se fortalecerá debido al crecimiento de la población. EXPLORACIÓN Y ASPECTOS GEOLÓGICOS.
En lo que respecta a una nueva mina, la exploración puede ser tecnológicamente definida como todas las actividades y evaluaciones necesarias antes de que se pueda tomar una decisión inteligente a fin de determinar el tamaño, diagrama de flujo inicial y producción anual de la nueva operación. Las actividades que le siguen a esta decisión se denominan desarrollo y explotación. Sin embargo la exploración puede continuar, al menos en el sentido tecnológico, después de que el yacimiento haya entrado en la etapa de desarrollo. Hay, sin embargo, muchas ocasiones en las que exploraciones adicionales han descubierto reservas adicionales, lo cual puede justificar una planta de mayor tamaño, más eficiente y más rentable que una operación mínima comercialmente factible.
Después de que una mina superficial es puesta en operación, una exploración adicional generalmente incrementará las reservas y, por lo tanto, garantizará la expansión de la tasa de producción y/o extenderá la vida de la mina. Los métodos y técnicas de tales exploraciones son similares a las empleadas en las exploraciones de pre-desarrollo. Esta actividad ha proporcionado la mayor parte de las nuevas reservas de casi todos los recursos naturales.
Los métodos de exploración varían con el tipo de yacimiento, una adecuada evaluación determinará la extensión y detalle de los trabajos necesarios. En primer lugar es esencial contar con un plano que muestre los límites de la propiedad, topografía, geología, afloramientos, rumbos y buzamientos, piques, trincheras y trabajos subterráneos, muestreos, trazas y todo tipo de detalles, estos planos deberán estar a una escala no menor a 1:100, para pequeñas áreas la escala adecuada es 1:40 o 1:50. En el mapeo, y dependiendo de la precisión requerida, se puede emplear la brújula y el nivel, el teodolito o el GPS. Se deberán ubicar estacas numeradas en las esquinas de áreas estandarizadas a fin de localizar los trabajos subsecuentes. En caso de afloramientos de vetas, su probable extensión es trazada en el plano y delimitada mediante estacas en el terreno. De manera similar se indica la probable ubicación

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de las fallas, contactos y estratos sedimentarios. Tales planos muestran la relación entre los diferentes afloramientos y entre los afloramientos y la geología y topografía; muestra las áreas en donde se necesite de más información, ayudan a eliminar las áreas no favorables y a planificar los trabajos de exploración.
Brevemente definidos, los objetivos de toda exploración son los de encontrar y desarrollar el máximo número de nuevos depósitos minerales económicos con un mínimo de costo y en un tiempo mínimo. ETAPAS DE LA EXPLORACIÓN
Hay dos etapas principales, exploración - reconocimiento e investigación puntual, cada una de las cuales puede ser dividida en dos etapas, tal como se muestra en la siguiente figura.
Un programa exitoso de exploración siempre está determinado por un incremento en la probabilidad de que el área en exploración avance a la siguiente etapa; esta progresión esta usualmente acompañada por una reducción en el tamaño de las áreas favorables. Una secuencia completa de exploración, comienza con la evaluación de grandes regiones con el propósito de aquellas zonas más favorables para la ocurrencia de la mineralización de interés. A esta evaluación le sigue un reconocimiento detallado de estas zonas favorables a fin de ubicar las zonas objetivo, cuyas características permitan la ocurrencia del depósito mineral de interés. Estas áreas objetivo son investigadas en detalle, primero superficialmente y, en caso de ser positiva esta investigación previa, mediante un programa de muestreo tridimensional. Esta última etapa es a menudo denominada exploración física, pero las técnicas empleadas en esta etapa tales como perforación, trincheras, cortadas y piques, son también utilizadas en las etapas previas de reconocimiento, especialmente en áreas donde los objetivos hayan sido cubiertos por formaciones post-minerales.
La mayoría de los proyectos mineros son cualitativamente muy similares durante la última etapa de exploración; antes de la cual, las estrategias y métodos están específicamente
Figura 7. Las cuatro principales etapas de la exploración

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diseñados para determinados ambientes geológicos. El muestreo tridimensional detallado del área objetivo casi siempre consiste en la misma combinación de métodos; pero las técnicas empleadas son adaptadas al grado de consolidación del material muestreado, a las condiciones topográficas y climatológicas y a las propiedades químicas y físicas del material valioso buscado. En esta etapa de la exploración es posible investigar si posible explotar económicamente el depósito descubierto; es solamente en este punto que se pueden evaluar en conjunto todos los factores que diferencian una explotación superficial de una subterránea. Por ejemplo: geometría y profundidad de la mineralización, topografía, relación de desbroce y clima. Previamente a esta etapa, el programa de exploración raramente está orientado hacia una explotación subterránea, excepto en el caso de exploraciones para gravas, rocas ornamentales, yacimientos de placer y algunas veces en depósitos de carbón. Tales restricciones en los objetivos de la exploración podrían crear demasiadas limitantes demasiado pronto en el programa MÉTODOS DE EXPLORACIÓN
La explotación económica de muchas minas fracasa debido a que al momento de tomar la decisión de iniciar su explotación, este se basa en información inadecuada. Se ha estimado que de 100 proyectos mineros, solamente uno llega a la etapa de explotación. A través del trabajo de exploración, la etapa de muestreo tridimensional posibilita la obtención de estimados de costos y rentabilidad realistas; garantizando por lo tanto, una decisión acertada acerca de la apertura de una mina.
Durante la última etapa de exploración, la única etapa común en todas las exploraciones exitosas, se deberán desarrollar estimados confiables de las reservas incluyendo características cualitativas y cuantitativas de la ley y tonelaje; todo esto con un mínimo trabajo y a un mínimo costo. En todos estos casos, las muestras sobre las que se basan estos estimados constituyen una mínima fracción del depósito, lo cual hace que estimar la ley y el tonelaje sea un gran esfuerzo estadístico. Por ejemplo, un taladro perforado con una broca NX (54 mm, 2.15 pulgadas de diámetro) en un área cuadrangular de 200 pies de lado representa solamente la 1/2’500,000 parte del área; si el cuadrángulo tiene un lado de 500 pies, entonces la muestra representará solamente el 1/15’000,000. La estimación de la ley y el tonelaje es en realidad una tarea estadística en donde las características de una población desconocida son derivadas de unas pocas muestras tomadas de esta población. En años recientes la estadística y la geoestadística han sido aplicadas exitosamente en todos los aspectos del muestreo de zonas objetivo. Estas técnicas se están haciendo cada vez más importantes para depósitos minerales de baja ley en donde el mineral valioso es solamente una muy pequeña fracción de la roca; por ejemplo 1/500 del volumen en el caso de depósitos de molibdeno, mucho menor para los depósitos a tajo abierto de oro. Por lo tanto, los programas de perforación y muestreo son aspectos críticos de la mayoría de los programas de exploración.

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PLANIFICACIÓN DEL PROGRAMA DE PERFORACIÓN
Después de que un programa detallado de exploración superficial de un área objetivo haya señalado la posible ocurrencia de un depósito mineral, se debe tomar una de las decisiones más críticas, cual es la selección de la mejor técnica de muestreo tridimensional a aplicar en el muestreo. Esta decisión puede tomarse casi siempre mediante una comparación entre el volumen, calidad y costo de las muestras obtenidas mediante técnicas alternativas. Los factores de control que contribuyen a la evaluación de cada técnica posible son: la geometría más probable, continuidad, profundidad, dureza, fracturamiento y mineralogía del depósito esperado.
Por lo general la perforación es el método más empleado en objetivos que probablemente contengan un depósito adecuado para una mina superficial. En caso la decisión sea la de perforar, el tipo de perforación dependerá de los factores ya mencionados, así como también de la ley esperada, el tamaño de grano de la mineralización, recuperación mínima aceptable, presencia de aguas subterráneas, cantidad de roca estéril por encima del depósito, etc. Tal como ya se ha mencionado, se deben evaluar continuamente los resultados, de tal manera que cualquier técnica de perforación inadecuada o innecesaria pueda ser modificada o reemplazada por una más satisfactoria.
Las formaciones consolidadas normalmente asociadas con depósitos que no son el resultado de procesos de erosión-deposición recientes son usualmente muestreados mediante técnicas de extracción de testigos, perforación con lavado y muestreo, perforación rotativa o una combinación de estas.
Una investigación tridimensional mediante perforación puede ser dividida en tres etapas: 1) Perforación de información: a fin de verificar cualitativamente la hipótesis de trabajo acerca del posible depósito, el cual fue desarrollado durante el reconocimiento detallado y las etapas de exploración superficial detallada, 2) Perforación de delimitación: a fin de determinar de manera aproximada las principales dimensiones y características del depósito y, 3) Perforación de muestreo: a fin de determinar los parámetros cuantitativos y cualitativos del depósito con la suficiente precisión a fin de posibilitar una evaluación económica confiable. La perforación puede haber tenido lugar previamente a esta cuarta etapa de exploración, especialmente en el caso de una perforación de reconocimiento; pero tal tipo de perforación es usualmente ejecutada a fin de recabar información estructural y estratigráfica previamente a la determinación del área objetivo.
MUESTREO
Antes de aplicar los resultados de obtenidos de una muestra a una gran área de influencia, se deberán tomar todas las precauciones a fin de asegurar que la muestra recuperada sea representativa del material muestreado. La recuperación de material friable o sin consolidar en los testigos ha sido mejorada tal como se describe en el trabajo de John Mill (“Bottle Creek Ore Resource Calculation Procedures”)

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Antes de continuar con las pruebas físicas, pruebas metalúrgicas y análisis químicos cada muestra debe ser preparada de tal manera que las alícuotas enviadas al laboratorio sean realmente representativas del material muestreado. Una adecuada preparación de la muestra es una operación precisa que debe ser continuamente controlada de acuerdo a los estándares y procedimientos más rigurosos. Específicamente para la determinación del peso mínimo y el máximo tamaño de partícula de la muestra a fin de obtener análisis químicos representativos; existen reglas para determinar estos parámetros en base al tamaño de grano de los minerales valiosos y al máximo tamaño de fragmento obtenido en el muestreo. Los resultados químicos y físicos pueden ser investigados estadísticamente en referencia a su precisión, se deberá confiar en el promedio de los valores más frecuentes. Se debe enfatizar en la continua necesidad de ensayes y pruebas de verificación durante un programa de muestreo detallado a fin de mantener la precisión. La gravedad específica del material muestreado es una propiedad física que a menudo es obviada no obstante su importancia en los estimados de tonelaje.
En la perforación de testigos es importante determinar a inicios del programa de perforación si es que el testigo en si o el lodo recolectado son representativos de la roca muestreada. En caso de roca fracturada y/o mineralización de baja ley y/o irregularmente distribuida, o mineralización ampliamente variable es común obtener diferentes resultados de los análisis del testigo y de los lodos.
A lo largo de la última década se han logrado importantes avances en la génesis de los depósitos de pórfidos, los mismos que han partido de datos obtenidos mediante avances en la tecnología de microanálisis, particularmente en referencia a estudios de inclusiones fluidas y magmáticas. Así mismo se tienen nuevas perspectivas sobre los ambientes tectónicos que son favorables a la formación de depósitos porfiríticos, una mejor comprensión de la sub clase de depósitos alcalinos y la edad y duración de la mineralización de cobre. EL MODELO PORFIRÍTICO
Por muchos años se conoce que los depósitos de pórfidos de cobre se han formado en relación con zonas de subducción. Se conoce que las franjas metalogénicas definidas por los depósitos de pórfidos se han formado en las últimas etapas de los ciclos orogénicos. Se conoce que los depósitos de pórfidos se han formado en arcos insulares oceánicos, arcos continentales (Andes), en arcos de terrenos formados por acreción y también en fajas magmáticas post orogénicas (p.ej. China).
Se ha argumentado que los cambios en el régimen tectónico prevalente son importantes en la formación de depósitos de pórfidos, más específicamente se ha resaltado la asociación espacial y temporal entre la formación de grandes depósitos de Cu-Mo o Cu-Au y áreas en donde el régimen de subducción ha sido perturbado por pequeñas colisiones (p.ej. la subducción de cadenas montañosas o montañas submarinas), o en áreas en donde las mesetas volcánicas han colisionado con las zonas de subducción alrededor del Océano Pacífico.
Desde la perspectiva de un enfoque regional en arcos cuaternarios y terciarios y en donde la terraza oceánica se haya preservado lejos de la orilla, una herramienta de primer orden es

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enfocarse en regiones en donde los ángulos de convergencia de la terraza sean elevados (> 45°) y las anomalías de las terrazas oceánicas hayan interactuado con las zonas de subducción. En tales ambientes, los ángulos de subducción pueden haberse reducido y la loza de subducción puede haberse flexionado o volteado. La fuerza tectónica de compresión resultante promueve un cese del vulcanismo y un inicio del plutonismo, lo cual a su vez favorece el fraccionamiento de las cámaras magmáticas y la generación de fluidos magmáticos hidrotermales ubicados a poca profundidad en la corteza. Tales ambientes pueden también haber sido sujetos a un levantamiento y exhumación, lo cual puede dar como resultado a los depósitos porfiríticos, los que se forman a profundidades de 1 a 3 kilómetros por debajo de la superficie, para posteriormente ser levantados más cerca a la superficie terrestre, haciendo de estos objetivos de exploración más atractivos (p.ej. menores relaciones de desbroce y costos de minado).
Así mismo se pueden mencionar las siguientes investigaciones, las cuales ayudan a mejorar el modelo profirítico: Avances en el sub-modelo de tipo alcalino Empleo de la geo-cronología a fin de determinar el tiempo y duración de los sistemas porfiríticos. Avances en la comprensión de la composición de las composiciones fluidas y magmáticas. Avances en las tecnologías micro analíticas.
GEOLOGÍA Y GEOQUÍMICA
Los trabajos de geología de campo continúan siendo esenciales en la exploración de yacimientos porfiríticos, pero con un cada vez menor número de descubrimientos de afloramientos o sistemas cercanos a la superficie, especialmente en terrenos maduros en exploración, las técnicas de mapeo geológico y logeo de testigos de perforación se están integrando de manera rutinaria junto con técnicas geoquímicas y geofísicas a fin de ayudar en la exploración de depósitos escondidos.
Las técnicas de exploración geoquímica de los depósitos porfiríticos son bien conocidas y establecidas por varias décadas. El reconocimiento de los patrones de zoneamiento metálico alrededor de los depósitos porfiríticos ha guiado la exploración geoquímica de dichos depósitos, independientemente de las técnicas empleadas (detritus rocosos, sedimentos de cuenca, muestras de tierras, perforación rotativa u otros métodos de muestreo), no se conocen de nuevos métodos de exploración geoquímica que hayan jugado un rol significativo en el descubrimiento de depósitos porfiríticos (p.ej. iones metálicos móviles).
PATRONES DE ZONEAMIENTO DE ISOTOPOS DE SULFUROS
A pesar de ser una herramienta comúnmente empleada en la investigación de la génesis de los minerales, estudios recientes de la composición isotópica del azufre en los minerales sulfurosos en los sistemas porfiríticos han demostrado su potencial como herramienta en la

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exploración. El advenimiento de análisis de isótopos de Re-Os. Estudios detallados han demostrado que las composiciones del isótopo de azufre en los minerales sulfurosos (bornita, calcopirita, pirita) están sistemáticamente zoneadas alrededor de un centro de alta ley en cada depósito. La mayoría de estos depósitos porfiríticos tienen sulfuros con una composición isotópica de azufre fuertemente negativa en sus centros, y con valores cercanos a cero en sus periferias. Durante perforación de rocas con alteración propílica, la detección de composiciones isotópicas negativas de sulfuros de pirita es un indicador favorable de la proximidad a una fuente de un fluido oxidante, la cual tiene el potencial de ser un depósito de pórfido de cobre con buena mineralización. El análisis de isótopos de azufre en los sulfuros puede por lo tanto ser empleado para aumentar la información obtenida de la perforación y puede favorecer la continuación de la exploración. GEOFÍSICA
La geofísica ha sido empleada por largo tiempo en la exploración de yacimientos porfiríticos. El modelo profirítico proporciona una guía clara acerca de los posibles contrastes en las propiedades físicas ocasionados por la actividad del intrusivo, alteración hidrotermal y mineralización durante la formación de un depósito de pórfidos. Por lo tanto, el modelo proporciona una buena guía para la selección de los métodos geofísicos, su empleo adecuado y su interpretación. Sin embargo, la gran escala de alteración, los patrones de zoneamiento de las fracturas y metales alrededor de los sistemas porfiríticos ha originado que la mayoría de los depósitos porfiríticos conocidos, particularmente los depósitos expuestos, fueron descubiertos mediante una combinación de métodos geológicos/geoquímicos más que por geofísica. Por lo tanto, la geofísica en el pasado ha tenido menor relevancia en la exploración de los pórfidos que, por ejemplo, en la investigación de depósitos Vulcano-genéticos de sulfuros masivos, siendo estos últimos los que comúnmente proporcionan objetivos discretos con elevado contraste entre sus propiedades físicas especialmente adecuadas para su detección geofísica.
Figura 8. Zonas de alteración del modelo porfirítico

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PERFORACION
La gran alteración y los patrones de zoneamiento metálico y de las fracturas asociadas con los depósitos porfiríticos; junto con el conocimiento que de ellos tenemos gracias al modelo porfirítico, hacen que la perforación sea efectiva como una técnica de recolección de datos en la exploración de los yacimientos porfiríticos más que en la exploración para la mayoría de los demás tipos de depósitos.
Los métodos de perforación utilizados incluyen: a) la perforación de cobertura suave (RAB – Rotary air Blast, perforación rotativa con lodos) a fin de recolectar lo que en realidad son muestras de detritus rocosos tomadas de una roca dura; b) perforación de roca dura (circulación en reversa, perforación diamantina) en patrones donde las secuencias de cobertura son duras o donde se sospeche que la mineralización se encuentre en profundidad.
Ejemplo 1: Programa de perforación.
Acontinuación se muestra un programa de perforación para un depósito diseminado, el cual está basado en un caso real. El afloramiento, los levantamientos geológicos, geoquímicos y geofísicos indicaron definieron un área objetivo favorable para un depósito diseminado de sulfuros de cobre-molibdeno de buen tamaño. El área estaba delimitada en uno de los lados por una falla mayor y por el otro lado con el límite de la propiedad (el cual no podía ampliarse). La perforación de información estuvo limitada a cinco taladros ubicados en base a cuatro factores, en orden decreciente de importancia: cercanía a afloramientos mineralizados, fuerte anomalía geoquímica de cobre-molibdeno, respuesta a la polarización inducida probablemente debido a los sulfuros diseminados y la proximidad a las carreteras existentes.
Figura 9. Zonas de mineralización del modelo porfirítico

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Dos de los taladros iniciales fueron taladros de descubrimiento; la ley, longitud y profundidad de la mineralización de cobre-molibdeno en estos taladros era tal que si en caso estas características continuasen por lo menos por una cuarta parte del área objetivo, el depósito tendría muy buenas posibilidades de ser económico.
Por lo tanto se justificó la perforación de delimitación, se decidió que este segundo conjunto de taladros tuviesen: 1) Un espaciamiento de 700 a 1,200 pies, 2) Que estuviesen ubicados en las cercanías a las carreteras de acceso debido al alto costo de construir nuevas carreteras de acceso, 3) Que los taladros fuesen expandiéndose a partir de los dos taladros de descubrimiento y 4) Que se continuase con la perforación hasta delimitar adecuadamente el depósito.
A fin de definir el espaciamiento entre los taladros se emplearon los siguientes criterios: 1) el tamaño de la parte no explorada del área objetivo, alrededor de 3,000 × 4,000 pies, 2) la distancia de 1,500 pies entre los dos taladros de descubrimiento, 3) experiencias previas en condiciones geológicas similares y 4) un estudio de investigación de eficiencia, que indicaba que un espaciamiento promedio de 1,000 pies a lo largo de una malla cuadrada tendría buenas probabilidades de detectar un deposito hipotético con forma de una losa plana y circular, con el espesor, profundidad, mineralogía y leyes de los dos taladros de descubrimiento y un mínimo diámetro. Además se llevó a cabo una evaluación preliminar acerca de la posibilidad de obtener un retorno de capital adecuado con la explotación de tal depósito mínimo, con los costos y cotizaciones actuales.
Habiéndose completado exitosamente la perforación en donde se delimito un depósito con dimensiones aproximadas de 1,700 × 3,000 pies. Se llevaron a cabo pruebas metalúrgicas con los testigos de perforación y se preparó una evaluación económica preliminar. Estos resultados demostraron la posibilidad de obtener una tasa de retorno aceptable.
Figura 10. Perforación de información

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A continuación se decidió completar el programa de perforación mediante el muestreo de taladros ubicados a 500 pies de espaciamiento en una malla cuadrangular. Esta malla de perforación fue diseñada de tal manera que la mayoría de los taladros ya ejecutados se ubicase razonablemente cerca de los puntos de intersección de la malla. Se definió el espaciamiento en base a los ensayos disponibles en el momento y a la posibilidad de obtener un 90% de confidencia en la aseveración de que la ley mínima promedio será tal se obtendrá un retorno mínimo de capital. Se demostró estadísticamente que menores espaciamientos no incrementarían sustancialmente la confidencia en la ley promedio. Los estudios geológicos de los taladros logeados mostraron que se podía esperar una buena continuidad de la mineralización y la litología, y que un espaciamiento de 500 pies debería ser adecuado desde este punto de vista.
También se decidió que en aéreas donde el mineral se presenta a poca profundidad, se perforarían taladros en el centro de los cuadrados de 500 pies a fin de desarrollar los elementos necesarios para llevar a cabo un estudio detallado acerca de la posibilidad de obtener una utilidad acelerada. Se necesitarían nuevas rutas de acceso para todos estos taladros; los nuevos taladros fueron ubicados en las esquinas de los cuadrados de la malla, excepto en donde el costo de ejecución de estas rutas de acceso fuese demasiado alto debido a la topografía.
Originalmente, la profundidad de cada taladro durante la perforación de información se planifico de acuerdo con la hipótesis de trabajo de exploración, pero fue modificada de acuerdo con los resultados reales en tanto la perforación de cada taladro avanzaba; las mismas guías se aplicaron durante la perforación de delineado. Al llegar a la etapa del muestreo detallado, se puede predecir con confiabilidad la profundidad de cada taladro.
Figura 11. Perforación de delineado

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Actualmente el potencial de la mayoría de los cuerpos mineralizados es explorado usando perforaciones diamantinas. Los testigos diamantinos recolectados de cada una, proveen información geológica en forma lineal y continua en la dirección del taladro, Este proceso es llamado logeo “Registro de Datos”. Cada taladro es subdividido en serie de segmentos representando un tipo de Roca en particular, características estructurales, tipo de mineralización, ley, etc.
Figura 13. Perforación de muestreo
Figura 14. Yacimiento mineral y límites propuestos

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El programa descrito proporciona un marco para la perforación de la mayoría de los depósitos diseminados. En casos en donde los límites verticales entre los tipos de roca y el fracturamiento vertical sean prominentes, se deberán perforar taladros inclinados en vez de verticales de tal manera que se puedan estudiar de manera simultánea las variaciones laterales y verticales.
En un depósito estratificado, en donde se espera una continuidad geológica, a menudo la perforación de delineado no es necesaria. En caso los primeros taladros de información arrojasen buenos resultados, se procederá con un muestreo mediante taladros distribuidos a lo largo de una malla regular en tanto sea necesario a fin de evaluar el depósito y planificar la mina superficial.
Los resultados de la perforación de exploración pueden no ser adecuados para un planeamiento de minado detallado; probablemente sea necesario perforar taladros con un menor espaciamiento para los propósitos de la etapa de desarrollo.
Ejemplo 2: Patrón de Perforación
Como ejemplo especifico podemos ver en la siguiente figura un patrón de perforación empleado en un depósito profirítico de Oro-Cobre de alta ley (2.5 g/t de Au y 0.77% de Cu) asociado con un intrusivo alcalino de composición monzonítica. El taladro RGRC1 ejecutado sobre una anomalía detectada mediante polarización inducida intersectó una veta de fuga a 400 metros por encima del depósito. Se prosiguió con una perforación de seguimiento en tanto se encontrasen mayores contenidos de cobre, vetillas de cuarzo y patrones de alteración (particularmente patinas de hematita sobre feldespatos) hasta el descubrimiento con el taladro NC498.

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El Geólogo procede a construir en tres dimensiones la presentación de la zona del cuerpo mineralizado. El objetivo es cuantificarlo de la mejor manera posible el tamaño, la forma y distribución de las características geológicas observables. El resultado es el inventario de reservas. En este punto del proceso de evaluación, no ha sido empleado el valor económico, como los términos de “Mineral” o “reserva mineral”.
Las anteriores figuras muestran los resultados de las campañas de perforación desde el 2011 hasta el 2013 en la zona este. El 2011 se perforaron taladros con mayores contenidos de stockwork de cuarzo, alteración de cuarzo, alteración potásica y leyes de cobre-oro- .molibdeno en la zona oeste, lo cual sugería la presencia de un nuevo sistema porfirítico hacia el oeste bajo una cobertura de material terciario. Las campañas del 2012 y de 2013 corroboraron esta predicción.
Figuras 15 y 16. Vistas en planta y sección de los taladros de exploración. Los taladros RGRC fueron ubicados en una anomalía IP, pero únicamente un taladro (el RGRC1) obtuvo una intersección significativa. El siguiente taladro fue el NC371, perforado debajo del RGRC1, el cual inicialmente alcanzo los 513.6 metros, pero debido a las mayores leyes de cobre fue profundizado hasta los 858.4 metros, con una intersección de 102 metros de leyes económicas. En pasos cuyos centros tenían 200 metros alrededor del NC371 se descubrió en el cuarto paso el taladro NC498.

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MÉTODOS DE PERFORACIÓN
De acuerdo al nivel de avance en la exploración, se irán aplicando paulatinamente técnicas de perforación más precias (y por ende más costosas) a fin de recolectar cada vez mayor cantidad de información. Las técnicas mayormente aplicadas en un programa de perforación de exploración son las siguientes
1) Churn drilling (perforación por impacto). Este método fue el más utilizado en los primeros años de la minería a tajo abierto. Este era el método preferido ya que proporcionaba muestras grandes; la perforadora podía penetrar en terreno fracturado, fisurado y alterado sin mayor dificultad; los costos por metro eran considerablemente mas bajos que otros métodos de perforación menos desarrollados; los problemas de penetración de la sobrecarga eran simples y generalmente la operación de perforación se desarrollaba de manera rutinaria y los resultados confiables. La principal desventaja era que no se obtenía un buen material para un estudio geológico.
En la actualidad este método tiene una marcada desventaja comparado con los nuevos métodos de perforación debido a:
i) Las velocidades de corte pueden ser muy bajas.
ii) En la mayoría de los casos solamente se pueden perforar taladros verticales.
iii) Los equipos de perforación son costosos y voluminosos.
Figura 17. Avance de la perforación exploratoria

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iv) El avance es lento en áreas que requieren de un muestreo cuidadoso.
v) Los costos por metro son elevados cuando las condiciones no son favorables.
vi) No se obtienen testigos.
Este método de perforación es más ventajoso en trabajos de perforación con problemas de sobrecarga o en la exploración en material aluvial y capas suaves y duras de manera alterna junto con bolones. Ha sido ventajosamente empleado en terrenos de sobrecarga difícil con la finalidad de iniciar el taladro previamente al empleo de métodos de perforación diamantina.
2) Rotary Air Blast (RAB). Es la técnica más simple y económica de recuperación de muestras de perforación y es usualmente el primer paso en un proyecto de exploración minera. Se lleva a cabo perforando un taladro de 3 a 3 ½ pulgadas de diámetro, utilizando ya sea una broca de arrastre o martillos en el fondo. Las muestras de tierra y roca son evacuadas mediante una corriente de aire a través del espacio anular entre la barra de perforación y las paredes del taladro. Esta técnica poco costosa permite obtener una buena idea del potencial de mineral de una zona. Esta técnica puede ser útil en una exploración preliminar; sin embargo, a fin de obtener muestras no contaminadas por las paredes del taladro por encima del nivel de las mismas se necesita emplear perforación diamantina o técnicas de perforación con circulación en reversa.
3) Circulación en reversa. Es una técnica que permite una completa recuperación de las muestras, sean estas de tierra o roca, sin ninguna contaminación proveniente de las paredes del taladro. Se lleva a cabo mediante el empleo de una broca de tres hojas o una broca ticónica o también con martillo en el fondo; las muestras son evacuadas a través de la cara de la broca hacia el conducto interno de una barra de perforación de pared dual, de tal manera que nunca entran en contacto con las paredes del taladro. Esta técnica es efectiva en cuanto a costos y rapidez de ejecución. Es taladro tiene usualmente un diámetro de 150 mm y profundidades entre 50 y 200 metros.
4) Perforación diamantina. La exploración mediante perforación diamantina es usada a fin de estudiar los contenidos de un depósito conocido y zonas potencialmente mineralizadas. Se ejecuta mediante la extracción de un testigo de pequeño diámetro; los geólogos pueden llevar a cabo análisis químicos y estudios petrológicos, estructurales y mineralógicos de la roca.
Desde los primeros años de aplicación de este método de perforación se han obtenido grandes mejoras al mejorar la recuperación del testigo, al reducir los costos de la broca y el acero, al solucionar diferentes dificultades en la perforación, al incrementar la velocidad y la profundidad y al estandarizar el equipo. Los costos por metro de perforación varían ampliamente. Sin tener en cuenta la mano de obra, dichos costos han disminuido con los años. Sin embargo, con el incremento del costo de mano de obra, se han incrementado también los costos totales por metro perforado.
En el pasado se obtenían recuperaciones erráticas de los testigos en terrenos problemáticos, por lo cual se afectaba la confiabilidad de las muestras y se optaba por otros métodos de perforación. Sin embargo, con los avances en las técnicas y el equipo se ha mejorado la recuperación del testigo, de tal manera que con la perforación diamantina

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se pueden obtener mejores muestras para el análisis e inspección visual que con cualquier otro tipo de equipo.
En trabajos de perforación diamantina en donde las formaciones estén altamente fracturadas, pobremente consolidadas y en donde el taladro pueda hacer o perder agua, se ha convertido en una práctica estándar el empleo de lodos de perforación. De hecho, solamente en raras excepciones se puede mejorar la recuperación del testigo, estabilidad del taladro y velocidad de avance empleando solamente agua como medio de circulación. Las funciones que cumple el lodo de perforación son:
i. Remueven los detritus de perforación del taladro y evitan la contaminación de estos.
ii. Mantienen los detritus de perforación en suspensión al momento de suspender la circulación.
iii. Mejoran la recuperación del testigo.
iv. Ayudan a controlar las pérdidas de circulación y minimizan el ingreso de agua.
v. Reducen la necesidad de cementar el taladro al inhibir la socavación de las paredes del mismo.
vi. Lubrican la broca y el acero de perforación y disminuyen la necesidad de emplear grasa.
vii. Enfrían la broca y el acero de perforación.
Los lodos de perforación se mantienen fluidos en tanto se agiten y se convierten en gel cuando están detenidos. Además de la resistencia del gel, las propiedades requeridas para los lodos son viscosidad, peso, capacidad lubricante y características de reforzamiento de las paredes del taladro. Se logra cambiar estas características añadiendo diferentes cantidades de agua, agentes químicos y acondicionadores. En la práctica se puede añadir diferentes cantidades de bentonita, detergente, soda caustica, ceniza de soda (carbonato de sodio), almidón industrial, compuestos del tanino, lignito y otros químicos localmente requeridos. Cuando las pérdidas por filtración son altas usualmente se puede emplear hasta un 19% de diesel.
Cuando las labores de perforación tienen un elevado costo de brocas y abrasión de los elementos de perforación, se puede añadir al agua de perforación de 1 a 4% en volumen de aceite o jabón, lo cual incrementa significativamente el metraje sin un incremento proporcional del elemento diamantado. Otros efectos importantes son:
i. Reducción de la abrasión de los barretones.
ii. Eliminación de la corrosión interna de los barretones.
iii. Un ajuste y/o desajuste rápido de las roscas de barretones.
iv. Reducción y/o eliminación de la necesidad de grasa.
v. Mejoras en la flotabilidad de los lodos pesados.
vi.

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El efecto de los aceites y jabones esta aparentemente controlado por el tipo de roca y el grado de emulsificación del aceite. Debido a una falta de mayores investigaciones, la adición de estos elementos está sujeta a la experiencia de campo.
EVALUACIÓN PRELIMINAR. PERFORACIÓN DE DESARROLLO
La perforación de desarrollo está dirigida hacia la determinación de la ley, volumen y el delineado tridimensional de la zona mineralizada previamente ubicada mediante la exploración. Esta se distingue de la perforación de exploración o reconocimiento cuyo objetivo es el descubrimiento de una nueva zona mineralizada.
Un programa de perforación de desarrollo debe proporcionar la siguiente información:
1. Geología de la zona mineralizada.
2. Datos cuantitativos acerca de la ley y toneladas de material dentro de los límites de la ley de corte (cut-off).
3. Tamaño y forma del depósito, áreas predominantemente de desmonte y áreas predominantemente mineralizadas.
4. Características mineralógicas y metalúrgicas del mineral.
5. Características físicas del mineral.
6. Muestras en bruto para las pruebas metalúrgicas y verificación de leyes.
7. Datos acerca de otros factores que pudieran afectar las operaciones de explotación tales como condiciones del terreno, de agua, etc.
PROCEDIMIENTOS
Hay numerosos métodos y técnicas que son empleadas para conseguir los datos referentes a un depósito potencial. El costo total y precisión de un programa de desarrollo depende de una
Diamond
core
Rotary
Reverse
circulation
Downhole
rotary
Downhole
hammer
Percussion
Churn
Información geológica
Volumen de muestra
Diámetro mínimo
Límite profundidad
Velocidad
Contaminación de pared
Terreno irregular
Lugar, Sup./Sub.
Inclinación del collar
Capacidad de deflexión
Desviación
Perforación: Aire/ líquido
Costo/profundidad.
Costo de movilización
Costo preparación.
Bueno
Pequeño
30 mm
3000 m
Bajo
Variable
Pobre
S + U
180°
Moderado
Alto
L
Alto
Bajo
Bajo
Pobre
Grande
50 mm
3000 m
Alto
Variable
Regular
S
30°
Moderado
Alto
A +L
Bajo
Variable
Variable
Regular
Grande
120 mm
1000 m
Alto
Bajo
Regular
S
0°
--
Pequeño
L
Moderado
Variable
Variable
Pobre
Grande
50 mm
3000 m
Alto
Variable
Regular
S + U
30°
Alto
Pequeño
A + L
Bajo
Variable
Variable
Pobre
Grande
100 mm
300 m
Alto
Variable
Bueno
S + U
180°
--
Pequeño
A
Bajo
Variable
Variable
Pobre
Pequeño
40 mm
100 m
Alto
Variable
Bueno
S + U
180°
--
Alto
A + L
Bajo
Bajo
Bajo
Pobre
Grande
130 mm
1500 m
bajo
Variable
Bueno
S
0°
---
Pequeño
L
Alto
Variable
Alto.

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evaluación de la geología, una adecuada selección del método de perforación, un análisis minucioso de los datos de muestreo, y una precisa evaluación de toda la información.
El conocimiento de la geología del depósito mineral es importante en el planeamiento del programa de desarrollo y en la evaluación de los datos obtenidos mediante dicho programa. El trabajo de exploración generalmente proporciona información significativa acerca del tamaño, forma, espesor, ley y geología del depósito. En algunos casos no se necesita mayor información; en muchos casos las complicaciones atisbadas en el trabajo preliminar requieren de un estudio geológico más detallado. Los siguientes puntos pueden ser de importancia:
1. Marco geológico del depósito.
2. Variaciones de la ley en la zona mineralizada.
3. Patrón de distribución y mineralogía de los minerales económicos.
4. El comportamiento de las zonas mineralizadas.
5. Características físicas del mineral y del desmonte.
6. Relación de la mineralización con la estructura, ciclos de meteorización, tipos de roca, alteración, etc.
7. Distribución de las aguas subterráneas.
CÁLCULOS DE RESERVAS MINERALES
El cálculo de la ley y las toneladas del depósito mineral se efectúa generalmente mediante un análisis de los datos de muestreo posicionados en forma poligonal, triangular, sección transversal u otro patrón geométrico modificado. En la siguiente tabla se muestra una evaluación del problema del cálculo preciso de las reservas a partir de los datos de perforación.
Tabla 2. Porcentaje del volumen total realmente muestreado por un taladro
Distancia entre
taladros adyacentes
pies
Area de la malla
Pies2
Area conocida de la malla
Taladros necesarios
Para muestrear
un millón
de pies cuadrados
Pies2
%
500
400
300
200
100
250,000
160,000
90,000
40,000
10,000
300
300
300
300
300
0.1
0.2
0.3
0.7
3.0
9
9
16
36
121
Los mismos que son un indicador acerca de lo poco que conocemos del depósito explorado en una malla usual de 100 a 500 pies, si es que asumimos que, por ejemplo, un taladro puede solamente ser aceptado como representativo de la ley de una periferia de 10 pies. Por lo tanto, el cálculo de las reservas minerales requiere emplear la información de 0.1 a 3.0% de precisión y con ella alcanzar precisiones del 100%.
De lo expuesto, se hace obvio que cualquier dato real observado que pueda indicar con mayor precisión las áreas de influencia de los ensayes, en comparación con un patrón geométrico estándar, debería mejorar la precisión en el cálculo de reservas. Por lo tanto, en muchos casos

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se debería emplear la información geológica a fin de modificar la forma de los bloques geométricos.
La estimación de la ley presenta mayores problemas en tanto el porcentaje de la porción valiosa del material analizado disminuye con respecto al total. Por ejemplo, el muestreo y los cálculos de reservas son usualmente más sencillos y confiables en depósitos de hierro o carbón que en depósitos de oro o cobre. En el último caso, en donde el número de ensayes puede ser considerable se emplea comúnmente una evaluación estadística a fin de aproximar la confiabilidad en el estimado.
MÉTODOS CONVENCIONALES
En las siguientes figuras se muestran los patrones geométricos generalmente empleados al asignar áreas de influencia a las muestras de los taladros. En (a) y (b) se muestra un sistema de bloques rectangulares alrededor de cada taladro en donde la influencia de cada taladro se extiende hasta la mitad de la distancia al taladro adyacente. En (c) y (d) se muestran polígonos construidos alrededor de cada taladro con la influencia extendiéndose hasta la mitad de la distancia al taladro adyacente.
En los métodos rectangular y poligonal para el cálculo de reservas, se asume que la ley del ensaye en un taladro se extiende hasta la mitad de la distancia a cualquier taladro continuo. Este es obviamente un modelo incorrecto de la situación real de la mineralización en el punto medio entre dos taladros aun si la mineralización consistiese en segmentos similares a lentes y vainas, la perforación exploratoria no podría coincidir exactamente en el centro de cada lente o vaina y el espaciamiento entre taladros no sería igual a la longitud de estos. En caso de ser esto cierto entonces los límites de los lentes caerían a medio camino entre los taladros en al menos una dimensión, y el modelo poligonal podría ser utilizado para asignar leyes de mineral en este caso especial.
Sin embargo, en situaciones en donde se presentan diferentes tipos de mineral, el modelo poligonal sirve solamente como una gruesa aproximación a la verdadera ley de mineral dentro de su área de influencia.
El gráfico (c) el método triangular para la estimación de la ley del mineral entre los taladros. Este es también un modelo de aproximación, debido a que este asume un cambio linear de la ley del mineral en proporción directa a la distancia entre los taladros. A fin de asignar un cambio lineal de la ley en función de la distancia debería existir una relación o correlación entre los ensayes sucesivos. El hecho de que debe existir esta correlación entre los ensayes sucesivos, tal como se requiere en el método triangular, imposibilita cualquier concepto de independencia entre ensayes sucesivos.
En el método de secciones transversales (f), es necesario dibujar secciones a través del yacimiento y luego subdividir estas secciones en áreas o bloques a los cuales se les puede asignar un estimado de leyes y tonelajes. Este método para el cálculo de reservas de mineral también tiene el problema inherente de la asignación de un área de influencia a un ensaye. Por ejemplo, si dos taladros verticales estuviesen espaciados a 300 pies y se empleasen intervalos

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de muestreo de 5 pies, el método de secciones transversales podría ser utilizado para subdividir el área de 300 pies entre los taladros en bloques de 5 x 300 pies.
Si en caso se procediese de acuerdo a lo expuesto anteriormente, la ley de mineral para cada pequeño bloque podría basarse en un promedio de los dos ensayes en los extremos del bloque. Si en caso existiese una relación lineal para la ley entre estos dos ensayes a lo largo de estos 300 pies, esta asignación para la ley del mineral del bloque podría ser un estimado correcto. Con la posible excepción de los depósitos sedimentarios, la existencia de una correlación lineal a lo largo de 300 pies es poco probable. De hecho, muchos valores de ensayes muestran independencia en intervalos menores a 50 pies y en algunos casos en intervalos menores a 2 pies.
Cuando los valores de los ensayes son independientes para intervalos menores que el espaciamiento entre los taladros, el mejor estimado de la ley del mineral para el área entre taladros ubicados a distancias mayores al área de influencia de los valores de ensaye es el promedio de los valores de los ensayes que rodean al taladro. Lo anterior requiere de alguna forma de interpolación, usualmente una función de la distancia para combinar y promediar los valores de los ensayes circundantes.
MÉTODOS ESTADÍSTICOS
En el pasado se han empleado extensivamente diferentes métodos estadísticos a fin de estimar la ley del mineral. Cuando se emplean dichos métodos, se dispone de técnicas para el cálculo del intervalo de confidencia para un estimado de la ley del mineral. Así mismo, las técnicas estadísticas posibilitan el establecer una precisión específica para el estimado de la ley del mineral antes de iniciar la perforación, y luego con el número de taladros adecuado conseguir esta precisión. Esto posibilita minimizar los costos de exploración y relacionar los
Figura 18. Patrones geométricos empleados en la asignación de áreas de influencia a muestras de taladros

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costos con aquellos requeridos para cada depósito y sus propias características de mineralización.
Se empelan varias formas de análisis de regresión estadística a fin de construir modelos de los depósitos minerales las cuales están compuestas de una combinación de fórmulas matemáticas para diferentes curvas. En muchos casos estos modelos tienden a representar estas inconsistencias en los cambios en la ley del mineral mejor que los modelos poligonal y triangular. Estos modelos de regresión son a menudo más útiles en la predicción de la ley del mineral para los bloques entre los taladros y en la programación de la producción para la ley diaria de las palas en minas a cielo abierto.
Tal como en cualquier otro método para estimar la ley del mineral, los métodos estadísticos deben considerar los cambios en las características del mineral a través del depósito. El logeo geológico de los taladros es particularmente útil en los modelos de regresión estadística ya que posibilita la incorporación de los tipos de roca, cambios en los patrones de alteración, cambios en la silicificacion y demás. Como resultado, el modelo es más sensible a estos controles geológicos.
Los datos de los ensayes son usualmente seleccionados a fin de separarlos en diferentes poblaciones en base a los minerales (oxido, secundario, primario), zonas de diferentes leyes (desmonte, lixiviable, mineral), tipos de roca (diorita, cuarzo monzonita, esquisto), zonas de alteración (silicificacion, cloritización, argilización) y demás. Esto se hace simplemente para simplificar el análisis, proporcionar información adicional acerca de la ley y sus relaciones con las demás características geológicas del depósito y para eliminar la distribución multimodal de la frecuencia de los ensayes.
Cuando los ensayes han sido separados en poblaciones, se calculan los estadígrafos, media, desviación estándar y sesgo relativo en base a los valores individuales de los ensayes.
A continuación se pueden calcular las distribuciones de frecuencia de los ensayes. A menudo estas distribuciones pueden ser utilizadas como base para la estimación de las leyes de corte. En caso las áreas de influencia de los ensayes sean iguales, lo cual significa el mismo tonelaje para cada ensaye, el porcentaje de los ensayes por encima de la ley de corte puede relacionarse con el tonelaje total así como con el tonelaje para dicha ley de corte.
La distribución acumulada de ensayes para depósitos de baja ley puede ser ploteada en papel logarítmico a fin de asegurarse si es que hay presente más de una población (oxido, secundario, primario). En caso haya disponibles solamente un pequeño número de ensayes, se pueden emplear técnicas de simulación a fin de generar de 10,000 a 5,000 ensayes adicionales con las mismas desviaciones media y estándar, para un mayor estudio. La prueba de diferencias sucesivas del cuadrado de la media y la correlación puede ser utilizada a fin de verificar la independencia entre ensayes sucesivos dentro de un taladro y así mismo verificar el área de influencia de un ensaye.
Si la distribución de frecuencia de los ensayes resulta sesgada, puede ser deseable llevar a cabo algunas transformaciones a fin de convertir los datos a una distribución normal para

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simplificar el análisis. Estas transformaciones son, en el mejor de los casos, un método alternativo para manejar los datos, ya que dichas transformaciones no llegan a resolver los problemas de los datos originales.
Usualmente se evalúa la distribución de frecuencias de los ensayes a fin de comparar su ajuste con las distribuciones matemáticas teóricas. En caso de que dicho ajuste sea adecuado (confirmado por varias pruebas tales como la prueba Chi cuadrado), la distribución matemática puede ser utilizada como un modelo de distribución de los ensayes.
Se pueden establecer los intervalos de confidencia de los ensayes. Los límites serán simétricos para distribuciones normales, pero los mismos mostrarán una desigual confidencia para las distribuciones sesgadas y al momento de convertir los datos transformados nuevamente a los valores originales.
El tamaño aceptable del intervalo de confidencia para cualquier trabajo específico de exploración es una función de la ley del mineral y la utilidad aparente y el punto de corte del depósito. Por ejemplo, un depósito de cobre de baja ley que se espera tenga un promedio de depósito de mayor ley, el cual se espera tenga un promedio de 2.0% de cobre total, asumiendo que los costos de extracción son aproximadamente los mismos.
El error estándar de la media puede ser empleado para calcular el número adicional de muestras y por lo tanto de taladros necesarios para conseguir una precisión específica o intervalos de confidencia cercanos a la ley estimada de mineral. El espaciamiento entre los taladros puede también ser calculado en base al error estándar de la media.
La relación entre el volumen-varianza de la muestra S12l1 = S22l2 puede ser usada para calcular los nuevos volúmenes de muestra cuando sea deseable el cambiarlos (por ejemplo al cambiar un tamaño de broca AX a un NX o intervalos de longitud entre muestras de 2 pies a 5 pies) a fin de reducir la desviación estándar y por lo tanto incrementar la precisión del muestreo (reducir el valor del error estándar de la media). En caso de que el muestreo no haya arrojado una precisión adecuada para el estimado de la ley del mineral; se puede iniciar con una segunda fase de exploración hasta alcanzar la precisión deseada (Ver Ejemplo 3).
Se ha demostrado mediante técnicas estadísticas en el muestreo de yacimientos minerales que el volumen de muestra es crítico cuando se desea mejorar la precisión de la estimación de la ley de mineral. El incrementar el volumen de muestra tiende a reducir la variabilidad entre los valores de los ensayes, por lo tanto se incrementa la precisión del estimado de la ley de mineral. Sin embargo se debe aclarar que el volumen de muestra no necesariamente es el volumen total utilizado como muestra, este es en realidad la cantidad de material de muestra pulverizado para obtener la muestra final para el ensaye. Por lo tanto, al ejecutar una galería o cortada de 1.5 x 2.10 metros para propósitos de muestreo el volumen de muestra no es aquel obtenido de la sección transversal de 1.5 x 2.10 multiplicado por la longitud de la muestra, sino el volumen de material pulverizado para su ensaye.

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EVALUACION PRELIMINAR
Determinar la factibilidad de un nuevo proyecto de mina superficial requiere de un estudio ordenado de acuerdo a lo expuesto hasta este momento. Toda la información y datos recolectados debe ser correlacionada y todas las múltiples variables que afectan el proyecto deberán ser revisadas. Esta revisión le proporcionará al ingeniero de minas toda la información requerida a fin de elaborar una evaluación preliminar de la utilidad estimada del proyecto. Es en esta etapa que la administración deberá tomar la decisión de continuar o cancelar el proyecto. PLANOS
Los planos son esenciales a fin de recolectar, delinear y correlacionar una gran proporción de los datos requeridos para un estudio de factibilidad de una mina superficial. Un plano es indispensable para el ingeniero de minas ya que es un método gráfico de presentar la información minera no solamente para su aplicación práctica en la estimación de un planeamiento, sino también para demostrar las relaciones físicas a las personas encargadas de la toma de decisiones.
La selección de la escala adecuada para un plano depende de:
1. El tamaño del área a ser representada.
2. El empleo que se le habrá de dar al plano
La escala deberá incrementarse en tanto se necesite de un mayor detalle y precisión. Por ejemplo el planeamiento de minado deberá llevarse a cabo en un plano donde se visualice todo el tajo en una hoja y aún así permita mostrar el detalle suficiente. Para minas medianas a grandes las escalas mas comúnmente empleadas para planeamiento son: 1:1000, 1:1250, 1:2000.
El mapeo geológico comúnmente se lleva a cabo a una escala más grande tal como 1:500. Para propósitos de planeamiento, las características geológicas se plotean en planos de menor escala.
Los tipos de planos a prepararse dependen de la etapa en la que se encuentre el proyecto. En la etapa de exploración, los planos satelitales proporcionan información importante acerca de las zonas estructurales y zonas potenciales para la exploración. Estos pueden complementarse con fotografías infrarrojas , etc.
PLANO GENERAL DEL AREA
El primer paso en el proceso de ensamblar la información gráfica es la preparación de un plano general del área a “pequeña escala”. Tal plano general deberá cubrir un distrito minero, toda la zona o una sección de la geología tal como el diseminado o intrusivo. En la Figura 19 se muestra un ejemplo de un plano general del área de Toromocho, en el cual se delimitan las áreas mineralizadas, las lagunas aledañas al proyecto, las vías de comunicación existentes, etc.

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En caso de que se disponga información topográfica del cuadrángulo de interés, el empleo de estos proporcionara información valiosa para el proyecto.
La información topográfica de estos planos puede ser relacionada con los datos concernientes al estudio del proyecto. Sobre estos planos se puede superponer información como geología, rutas de transporte, límites de la propiedad.
Estos planos deben prepararse para mostrar las vías de transporte tales como las autopistas, las vías férreas, rutas acuáticas y sus respectivas distancias a los mercados, fuentes de aprovisionamiento, puntos de procesamiento o de transferencia. Se debe delinear la extensión del yacimiento y cuerpos mineralizados y relacionarla con los límites de la propiedad. Se deberán mostrar las áreas adyacentes con potencial minero o áreas de prospección y relacionarlas con los límites de la propiedad a fin de tenerlos en consideración para futuras ampliaciones, desarrollos o exploraciones, a la luz de posibles situaciones favorables a futuro. Este plano general del área deberá mostrar también las rutas disponibles para los accesos, la ubicación de las líneas de transmisión eléctrica, indicando su capacidad y distancias requeridas para su interconexión, la ubicación de fuentes de agua presentes y a futuro; así como la posibilidad de construcción de un reservorio a fin de garantizar una constante provisión de agua. También debería mostrar las áreas disponibles para las colas, relaves y botaderos en relación con el área de explotación y de procesamiento. Se deben mostrar también las rutas de drenaje, las cuales deben indicar el grado de tratamiento de los efluentes a fin de prevenir y controlar la contaminación.
Figura 19. Plano General del Area. Mina Toromocho

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PLANO GENERAL DE MINA
Como regla general, la escala del plano general de área, establecida para mostrar muchas características pertinentes sobre una amplia área es demasiado pequeña a fin de representar con el detalle adecuado la información necesaria para el plano general de mina. En tal caso, es necesario preparar un plano general de mina a escala “media”. Dentro del área de cobertura limitada, se pueden incluir las características del plano general de área, pero la mayor escala permite adicionar detalles generales.
En caso de que la planta propuesta se encuentre cercana a la mina, esta debería representarse dentro del plano con todos los detalles posibles, incluyendo estructuras, conexiones de energía, sistemas de conducción de agua, rutas de acceso, zona para la disposición de desechos, áreas para las rumas, puntos de carguío de trenes, camiones, etc., fajas transportadoras, tuberías para el transporte de materiales entre la mina, la planta y los puntos de carguío.
Este plano general de mina deberá mostrar con mayor detalle el delineado del yacimiento y, para servir de referencia a planos más detallados, secciones transversales y tablas de datos, debería mostrar algunos taladros de exploración y puntos de muestreo de yacimiento indicando detalles como el talud, el buzamiento, el plunge, rumbo, espesor, continuidad, calidad, etc.
Para propósitos de estudios y demostración, el plan de desarrollo propuesto (mostrando el avance del tajo o los taludes), la extensión final del tajo y los taludes finales deberían mostrarse en el plano general de mina. Para una mayor claridad de la exposición y una buena visualización de los objetivos operacionales a corto y largo plazo es bastante útil disponer de una serie de planos con una base común o una sucesión de capas sobre un plano base. Se deberá mostrar la proyección de las instalaciones de energía, drenaje, rutas de acarreo, así mismo el cronograma de utilización de las áreas de desmonte.
PLANOS DETALLADOS DE MINA Y SECCIONES.
Se debe preparar un plano a gran escala a fin de cubrir el área de explotación. En caso de que el planeamiento este influenciado por el espesor del depósito o por las irregularidades o por la selectividad o su variabilidad con respecto a la profundidad, se deberán preparar secciones transversales a fin de ser utilizadas en conjunto con el plano detallado. En caso de encontrarse próxima, se deberá mostrar también la planta de procesamiento, de otra manera también podría ser necesario contar con un plano detallado de la planta. El plano general de mina debería contar con toda la información concerniente al problema de minado presentada de forma efectiva en una manera gráfica. En varios tipos de depósitos algo de esta información es presentada y utilizada en tres dimensiones o en secciones transversales. Cada taladro debe ser ubicado en el plano con su respectivo número de identificación, elevación de la superficie, la profundidad, espesor y características de los diferentes estratos intersectados por el taladro. La mayoría de los proyectos mineros depende básicamente de la información de perforación disponible, la cual indica la variabilidad del mineral entre los diferentes taladros. La

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representación de los datos de perforación en un plano detallado de mina es básica para el proceso de planeamiento, este plano es el plano básico de trabajo a fin de determinar la factibilidad económica de la explotación.
Se deberá mostrar en este plano la extensión y en las secciones transversales utilizadas las leyes o zonas de clasificación del depósito mineral junto con la interpretación de la información geológica, su clasificación metalúrgica. Toda esta información es el resultado de la perforación de desarrollo, el muestreo y el ensaye descritos en las secciones precedentes. LOS PLANOS EN LA ESTIMACIÓN Y EVALUACIÓN
El método empleado a fin de presentar diversa información en un plano es mediante el uso de isolíneas, las cuales tienen su aplicación más significativa en la explotación superficial de yacimientos en estratos delgados. Una isolínea es una línea en el plano, la que conecta puntos del mismo valor. El ejemplo más común de isolínea son las curvas de nivel, la cual es una isolínea que conecta puntos a la misma elevación. Al dibujar isolíneas a intervalos específicos en el plano se puede construir un plano de elevaciones, el cual permite que los ingenieros reproduzcan la superficie y determinen por interpolación la elevación de cualquier punto
Figura 20. Plano detallado de Mina – Lagunas Norte

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dentro del plano. En algunos casos, las curvas de nivel son los factores que controlan en el planeamiento de una mina superficial, pero usualmente ellas deben ser consideradas en relación con otras variables. Por ejemplo, en caso que la profundidad y la cantidad de sobre capa sea más importante o que esta controle el potencial económico, entonces deberán construirse isolíneas para la profundidad de la sobre capa, llamadas isópacas; estas, en conjunto con las áreas determinadas facilitan el cálculo de los volúmenes de sobre capa o los metrajes. La Figura 21 muestra las isópacas del burden y los probables límites de trabajo de un proyecto minero.
Los datos de los metrajes de la sobre capa comparados con los volúmenes o tonelajes calculados mediante el empleo de isópacas para el espesor del mineral posibilitan el cálculo de las relaciones de desbroce; estas relaciones son empleadas a su vez para determinar el tamaño del equipo de desbroce necesario para producir el tonelaje deseado. Esta relación, tal como es usada en minería superficial es calculada determinando ya sean los metros cúbicos o el tonelaje de sobre capa que se requiere desbrozar a fin de descubrir una tonelada de mineral. De la misma manera, las isópacas del espesor del mineral proporcionaran la información necesaria para una óptima selección del tipo y tamaño del equipo de carguío. Conectando los puntos de igual espesor de mineral se pueden determinar los volúmenes de mineral y facilitan el planeamiento de los cortes o tajadas ya que estos estarán influenciados por el espesor del mineral. En caso de que la calidad del mineral sea lo más importante, entonces los planos deben mostrar isogramas de los elementos de la calidad, luego esta información puede ser combinada a fin de determinar no solamente el tipo y tamaño del equipo minero requerido, sino también el tipo y tamaño del equipo de procesamiento y beneficio. En caso de que el tipo y la cantidad de la roca de sobre capa sea lo más importante, entonces las isópacas pueden
Figura 21. Isolíneas de profundidad.

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mostrar el espesor y profundidad de la roca o también se puede mostrar esto en secciones transversales, y a partir de esta información se puede determinar el tipo y tamaño del equipo de perforación requerido. En evidente que en la mayoría de los casos se requerirá de una combinación de las técnicas anteriormente mencionadas, lo que significa que el ingeniero deberá calcular las áreas reales a ser minadas anualmente a fin de cumplir con el tonelaje requerido por la mina. Posteriormente, esta información será básica para determinar el tamaño del equipo, los costos de capital, los costos operativos y los costos totales del proyecto.
SECCIONES TRANSVERSALES
Las secciones transversales son comúnmente utilizadas a fin de visualizar la tercera dimensión del terreno, son una herramienta valiosa y a menudo esencial en la estimación de minado en yacimientos estratificados o cuerpos mineralizados irregulares. Generalmente, en la etapa de perforación de exploración o en el programa de desarrollo y ya que el rumbo o buzamiento del yacimiento o la actitud de un deposito irregular solamente pueden ser esbozados, la perforación subsecuente se ejecuta en un patrón que permita la construcción de secciones transversales, pasando a través de líneas de taladros normales a el rumbo o a través de secciones las secciones en planta más pequeñas de una masa mineralizada. Las secciones transversales pueden construirse para mostrar la estructura geológica, la composición de la sobre capa, la clasificación mineralógica de los estratos o zonas, los análisis químicos, datos de pruebas de concentración, clasificación de mineral o desmonte derivados de tales datos. La siguiente figura muestra un ejemplo de una sección transversal construida por un ingeniero de minas. La sección muestra una formación de hierro (taconita) con sus respectivas concentraciones de mineral. Un espaciamiento regular de las secciones transversales facilita el cálculo de volúmenes y la conversión a toneladas, estas labores se pueden ejecutar manualmente mediante el uso de planímetros y cálculo de triángulos para determinar los límites de influencia (usualmente a media distancia entre las secciones).
Para propósitos de planeamiento, particularmente en yacimientos irregulares o de gran espesor, se pueden graficar los límites del tajo de manera sucesiva con sus correspondientes
Figura 22. Sección transversal mostrando diferentes tipos de mineralización y diferentes alternativas para el límite del tajo.

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taludes y características a fin de anticipar problemas que pudieran complicar la factibilidad, estas etapas facilitan una visualización más efectiva por parte del personal de operaciones. Las secciones transversales regularmente espaciadas también facilitan el planeamiento de las tajadas, bloques o zonas para su análisis, selección, combinación y determinación del tonelaje mediante un programa de computadora. Se puede diseñar que los programas prueben rápidamente las diferentes opciones para varias leyes de mineral y desmonte, de acuerdo a una variedad de objetivos mediante determinaciones económicas.
PLAN DE MINADO
El plan de minado puede ser mostrado en el plano detallado de mina y/o en los cortes o secciones transversales. Generalmente debe mostrarse el avance del minado con la simbología apropiada o por fases de volumen o tonelaje, junto con las rutas requeridas para el transporte, conexiones de energía, conexiones de agua, y otras necesidades, las que fueron mencionadas en el plano general de mina. Así mismo se deben mostrar con el detalle adecuado el plan de drenaje, las áreas de echadero y relavera, como también la ubicación de las subestaciones y líneas de distribución primaria y secundaria.
PLANTA
Otro aspecto importante del proyecto minero es la ubicación y distribución de la planta de procesamiento o beneficio. Se deben mostrar en el plano detallado de mina o en el plano de planta la ubicación de los edificios, tolvas, fajas, rumas. En este aspecto, también es necesario mostrar las conexiones de transporte tanto para el mineral en bruto como para el producto procesado. También debe mostrarse en detalle el sistema de aprovisionamiento de agua, así como las presas, reservorios, plantas de alta presión, ríos o lagos, la conexión a la energía. Las ubicaciones de la fuente de energía, incluyendo las líneas de transmisión, subestaciones y sus conductos de energía, se deben mostrar la ubicación y características como capacidad y potencia de cualquier línea alimentadora. Las áreas de desechos, desmonte, colas, así como sus líneas de conducción o carreteras, tuberías, fajas,; características esenciales son la ubicación, tamaño y tipo de los edificios auxiliares, tales como talleres, almacenes, laboratorios, oficinas y diversas instalaciones.
ACARREO
Las instalaciones de acarreo con de vital importancia en cualquier operación minera, las cuales pueden incluir: rutas para los camiones, vías férreas, fajas transportadoras, cable carriles, tuberías de transporte, o combinaciones de todos estos. Cada uno de ellos debe ser ubicado teniendo presente que es necesario minimizar las distancias de acarreo en base a limitaciones de pendiente y alineamiento de acuerdo al tipo de equipo a ser utilizado. Las instalaciones de acarreo deben ser planificadas para servir al mayor tonelaje con la menor cantidad de movimiento. Se deberá diseñar el tipo, tamaño y capacidad de las instalaciones y unidades de acarreo para cubrir las necesidades determinadas en los cálculos del plan de minado final. En

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caso de ser necesario el empleo de fajas transportadoras, se deberá diseñar las rutas de construcción y servicio de dichas instalaciones. EVALUACIÓN DEL PLAN DE MINADO
El siguiente paso para una adecuada evaluación de un proyecto de mina superficial es la determinación del plan de minado más adecuado y económico. Esto se lleva a cabo a partir de la información disponible de los planos y cortes anteriores y de los cálculos relacionados con ellos. En esta selección intervienen muchos factores y, en la mayoría de los casos, son varios los métodos de minado que pueden ser empleados para llevar adelante el trabajo. Se deberán desarrollar, revisar y comparar todas las alternativas y métodos prácticos. La determinación del mejor método es responsabilidad de los ingenieros y personal de operaciones, en colaboración con ingenieros industriales y contadores. Este deberá ajustarse a las condiciones anticipadas en el proyecto minero.
Los cálculos iniciales en la determinación de la relación de desbroce, o en algunos casos de la relación total de material, la cual es la cantidad o volumen de material que debe ser extraído para producir una tonelada de mineral. Este cálculo debe llevarse a cabo en múltiples etapas, particularmente al tratarse de un depósito masivo o irregularmente definido, con el objetivo de llevar a cabo comparaciones económicas mediante una evaluación de los costos en diferentes etapas o niveles de desarrollo de las operaciones. Los límites de desbroce y las relaciones resultantes deberán ser determinados mediante el empleo de programas de computadora.
El objetivo de esta fase del estudio es combinar la mayoría de los elementos económicos en un óptimo plan general de minado. Después de seleccionar el plan de minado y determinar los límites económicos, se deberá elaborar una lista de equipo a fin de satisfacer los requerimientos de capacidad y volumen y disponer unidades de repuesto. EVALUACIÓN DE LA PLANTA DE BENEFICIO
La siguiente etapa en la evaluación son las instalaciones de la planta de beneficio. Como primer paso, la información desarrollada hasta este momento es utilizada a fin de determinar el método de procesamiento más adecuado a fin de cumplir con los objetivos y requerimientos del mercado, fundición o refinería. Podría ser necesaria una mayor investigación en laboratorios, plantas piloto o plantas prototipo en caso de que el problema de beneficio sea inusualmente diferente, P.ej. una extracción diferencial para una combinación atípica de dos o más minerales. El método de tratamiento seleccionado es trasladado luego a un diagrama de flujo balanceado, tomando en cuenta la capacidad práctica de la planta en relación con la productividad de la mina. Con esta información a mano, se puede seleccionar el número tamaño y tipo de equipo posibilitando el diseño inicial de la planta de beneficio, fuentes de agua y zonas de deshechos a partir del cual el evaluador podrá estimar el costo total de capital y los costos operativos para el procesamiento requerido.

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