Etapas de la Minería

Etapas en la Vida de una Mina

La secuencia general de actividades en la minería moderna a menudo se compara con las cinco etapas en la vida de una mina: prospección, exploración, desarrollo, explotación y recuperación. La prospección y exploración, los precursores de la minería, están vinculados y, a veces, combinados. Los geólogos y los ingenieros de minas a menudo comparten la responsabilidad de estas dos etapas: los geólogos más involucrados con los primeros, los ingenieros de minas más con los últimos. Asimismo, el desarrollo y la explotación son etapas estrechamente relacionadas; Por lo general, se considera que constituyen la minería propiamente dicha y son la principal competencia del ingeniero de minas. El cierre y la recuperación de una operación minera se han convertido en una parte necesaria del ciclo de vida de la mina debido a las demandas de la sociedad por un medio ambiente más limpio y leyes más estrictas que regulan el abandono de una mina. El proceso general de desarrollo de una mina con los usos futuros de la tierra en mente se denomina desarrollo sostenible. Este concepto se definió en un libro titulado Nuestro futuro común (Comisión Mundial sobre Medio Ambiente y Desarrollo, 1987) como “desarrollo que satisface las necesidades del presente sin comprometer la capacidad de las generaciones futuras para satisfacer sus propias necesidades”.

Las cinco etapas en la vida de una mina se resumen a continuación:

Prospección

La prospección, la primera etapa en la utilización de un depósito mineral, es la búsqueda de minerales u otros minerales valiosos (carbón o no metálicos). Debido a que los depósitos minerales pueden estar ubicados en la superficie de la tierra o debajo de ella, se emplean técnicas de prospección directa e indirecta.
El método de descubrimiento directo, normalmente limitado a los depósitos superficiales, consiste en un examen visual de la exposición (afloramiento) del depósito o de los fragmentos sueltos que se han alejado del afloramiento.
Los estudios geológicos de toda el área refuerzan esta técnica simple y directa. Por medio de la fotografía aérea, los mapas geológicos y la evaluación estructural de un área, el geólogo reúne evidencia mediante métodos directos para localizar depósitos minerales. El mapeo preciso y el análisis estructural mas los estudios microscópicos de muestras también permiten al geólogo ubicar tanto la mineralización oculta como la superficial.
La herramienta científica más valiosa empleada en la búsqueda indirecta de depósitos minerales ocultos es la geofísica, la ciencia de detectar anomalías mediante mediciones físicas de las variables gravitacionales, sísmicas, magnéticas, eléctricas, electromagnéticas y radiométricas de la Tierra. Los métodos se aplican desde el aire, utilizando drones, aviones y satélites; en la superficie de la tierra; y debajo de la tierra, utilizando métodos que sondean debajo de la topografía. La geoquímica, el análisis cuantitativo de muestras de suelo, roca y agua, y la geobotánica, el análisis de los patrones de crecimiento de las plantas, también pueden emplearse como herramientas de prospección.

Exploración

La segunda etapa en la vida de una mina, la exploración, determina con la mayor precisión posible el tamaño y el valor de un depósito mineral, utilizando técnicas similares pero más refinadas que las utilizadas en la prospección.

La línea de demarcación entre prospección y exploración no es nítida; de hecho, una distinción puede no ser posible en algunos casos. La exploración generalmente cambia entre estudios de superficie y subsuelo, utilizando una variedad de medidas para obtener una mejor análisis de la extensión y ley del yacimiento mineral. Las muestras representativas pueden someterse a técnicas de evaluación químicas, metalúrgicas, de rayos X, espectrográficas o radiométricas que pretenden mejorar el conocimiento del investigador sobre el depósito mineral. Las muestras se obtienen cortando los afloramientos, excavando zanjas, excavando túneles y perforando; Además, se pueden proporcionar registros de perforación para estudiar la composición geológica y estructural del depósito. Se pueden usar taladros rotatorios, de percusión o de diamante para fines de exploración. Sin embargo, los taladros de diamante se favorecen porque los núcleos (cores) que producen proporcionan conocimiento de la estructura geológica. El núcleo (core) normalmente se divide a lo largo de su eje; una mitad se analiza y la otra mitad se conserva intacta para un estudio geológico adicional.

Una evaluación de las muestras permite al geólogo o ingeniero de minas calcular el tonelaje y ley, o la riqueza, del depósito mineral. Él o ella estima los costos mineros, evalúa la recuperación de los minerales valiosos, determina los costos ambientales y evalúa otros factores previsibles en un esfuerzo por llegar a una conclusión sobre la rentabilidad del depósito mineral. El quid del análisis es la cuestión de si la propiedad es solo otro depósito mineral o un yacimiento mineral. Para un depósito de mineral, el proceso general se denomina estimación de reservas, es decir, el examen y la valoración del yacimiento mineral. Al final de esta etapa, se llega a determinar si el proyecto se desarrolla, se comercializa con otra parte o se abandona.

Desarrollo

En la tercera etapa, desarrollo, se realiza el trabajo de apertura de un depósito mineral para explotación. Con ella comienza la minería real del depósito, ahora llamado el yacimiento. El acceso al depósito se debe obtener (1) eliminando la sobrecarga, que es el suelo y/o la roca que cubre el depósito, para exponer el yacimiento mineral cercano a la superficie, proceso que aplica para la minería superficial o (2) excavando las aberturas desde la superficie para acceder a  depósitos más profundos, proceso que aplica para la minería subterránea.

En cualquier caso, ciertos trabajos preliminares de desarrollo, como la adquisición de derechos sobre el agua y los minerales, la compra de tierras de superficie, la obtención de financiamiento y la preparación de solicitudes de permisos y una declaración de impacto ambiental (EIS), generalmente se requerirán antes de que se realice el desarrollo. Cuando se hayan logrado estos pasos, la provisión de una serie de requisitos (vías de acceso, fuentes de energía, sistemas de transporte de minerales, instalaciones para el procesamiento de minerales, áreas de eliminación de desechos y/o material estéril, oficinas y otras instalaciones de apoyo) debe preceder a la minería (explotación propiamente dicha) en la mayoría de los casos. Luego se eliminará la sobrecarga si los minerales se extraen en la superficie. Las consideraciones económicas determinan la relación de desmonte (tasa de desbroce), la relación entre el desmonte y el mineral recuperado. Algunas minas no metálicas no tienen una sobrecarga que eliminar; El mineral es simplemente excavado en la superficie.

El desarrollo para la minería subterránea es generalmente más complejo y costoso. Requiere una planificación y distribución cuidadosas de las labores de acceso para una minería eficiente, segura y permanente. Las aberturas principales pueden ser chimeneas, rampas o galerías; cada uno debe planificarse para permitir el paso de trabajadores, máquinas, mineral, residuos, aire, agua y servicios públicos. 

Explotación

La explotación, la cuarta etapa de la minería, está asociada con la recuperación efectiva de minerales de la tierra en cantidad. Aunque el desarrollo puede continuar, el énfasis en la etapa de producción está en la producción. Por lo general, solo se realiza el desarrollo suficiente antes de la explotación para garantizar que la producción, una vez iniciada, pueda continuar sin interrupciones durante toda la vida útil de la mina.

El método de extracción seleccionado para la explotación se determina principalmente por las características del depósito mineral y los límites impuestos por la seguridad, la tecnología, las preocupaciones ambientales y la economía. Las condiciones geológicas, como el buzamiento, la forma y la dureza del mineral y la roca circundante, desempeñan un papel clave en la selección del método. Los métodos de explotación tradicionales se dividen en dos grandes categorías según la ubicación: superficial o subterránea. La minería de superficie incluye métodos mecánicos de excavación, tales como open-cast y open-pit (minería a cielo abierto), y métodos acuosos como la minería por placer y solución. La minería subterránea generalmente se clasifica en tres categorías de métodos: no soportado (sin sostenimiento), soportado (con sostenimiento) y de espeleología.

Recuperación y Cierre de Minas

La etapa final en la operación de la mayoría de las minas es la recuperación, el proceso de cierre de una mina y la remodelación, revegetación y restauración del valor del agua y la tierra. El mejor momento para comenzar el proceso de recuperación de una mina es antes de que se inicien las primeras excavaciones. En otras palabras, los ingenieros de planificación minera deben planificar la mina para que se considere el proceso de recuperación y se minimice el costo general de la minería más la recuperación, no solo el costo de la minería en sí. La nueva filosofía en la industria minera es la sostenibilidad, es decir, la satisfacción de las necesidades económicas y ambientales del presente, al tiempo que mejora la capacidad de las generaciones futuras para satisfacer sus propias necesidades (National Mining Association, 1998).
Al planificar la recuperación de una determinada mina, hay muchas preocupaciones que deben abordarse. El primero de ellos es la seguridad del sitio de la mina, especialmente si el área está abierta al público en general. La eliminación de edificios de oficinas, instalaciones de procesamiento, equipos de transporte, servicios públicos y otras estructuras de superficie generalmente debe llevarse a cabo. Luego, se requiere que la compañía minera selle todos los pozos de minas, galerias y otras aberturas que puedan presentar peligros físicos. Cualquier muro alto existente u otras estructuras geológicas pueden requerir mitigación para prevenir lesiones o la muerte debido a fallas geológicas.

El segundo tema importante que debe abordarse durante la recuperación de un sitio de la mina es la restauración de la superficie de la tierra, la calidad del agua y las áreas de eliminación de desechos para que no se produzcan problemas de contaminación del agua a largo plazo, erosión del suelo, generación de polvo o vegetación. La restauración de las plantas nativas suele ser una parte muy importante de este proceso, ya que las plantas ayudan a construir una estructura estable del suelo y naturalizar el área. Puede ser necesario colocar cuidadosamente cualquier roca o relaves con propiedades productoras de ácido en lugares donde la lluvia tenga poco efecto en el material y se minimice la producción de ácido. Lo mismo puede ser cierto de algunos de los metales pesados ​​que contaminan las corrientes. La planificación de los vertederos, estanques de relaves y otras áreas perturbadas ayudará a prevenir los problemas de contaminación, pero también pueden ser necesarios trabajos de remediación para completar la etapa de recuperación de la minería y satisfacer a las agencias reguladoras.
La preocupación final del ingeniero de planificación de la mina puede ser el uso posterior de la tierra después de que se complete la extracción. Los antiguos sitios de minas se han convertido en refugios de vida silvestre, centros comerciales, campos de golf, aeropuertos, lagos, instalaciones de almacenamiento subterráneo, desarrollos inmobiliarios, áreas de disposición de desechos sólidos y otros usos que pueden beneficiar a la sociedad. Al planificar la mina para un desarrollo posterior, los planificadores mineros pueden aumentar el valor de la tierra minada y ayudar a convertirla en un uso que el público considere favorable. La finalización exitosa de la recuperación de una mina mejorará la opinión pública de la industria minera y mantendrá a la compañía minera en las buenas gracias de las agencias reguladoras. La quinta etapa de la mina es, por lo tanto, de suma importancia y debe planificarse lo antes posible en la vida de la mina.

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