1 Introducción a la minería subterranea

La minería subterránea consiste en una red compleja de excavaciones que tienen como fin acceder a los sectores mineralizados que se encuentran en la profundidad del macizo rocoso y extraer el mineral para posteriormente procesarlo y comercializarlo en el mercado con el propósito de generar utilidades a los accionistas de la empresa (Song, 2013). Según Hartman (2002) los métodos de explotación subterráneos se pueden clasificar en tres grandes grupos, auto soportados, con relleno y caving.

De la producción mundial de metales el 20% corresponde a operaciones subterráneas, de ese total un 20% es generado en Chile, siendo el país que mayor producción alcanza por métodos subterráneos. (Zablocki, 2013). Respecto a la producción nacional las operaciones de Block Caving y Panel Caving corresponden al método que genera la mayor producción cercana a 2/3 del total (Zablocki, 2013).

1.1  Diferencias entre la minería a cielo abierto y la minería subterránea.

Esencialmente se trata de unos estilos y actitudes diferentes de ejecutar el laboreo  con una minería a cielo abierto más grande, más antigua, más dinámica y con unos  problemas y unas soluciones muy diferentes de las que se aplican tradicionalmente  en la subterránea, que puede resultar más económica y pequeña y por tanto más  accesible a los pequeños capitales e incluso ser un "iceberg" para las futuras  grandes explotaciones.

Podemos decir que se trata de métodos mineros diferentes, que requiere mayores  reservas para el cielo abierto, aunque puedan ser de menor ley, con un ritmo más  rápido de explotación y por ello una menor vida, con una exploración más cara y  detallada para evitar graves errores y con unas inversiones más fuertes por ser  unas producciones anuales mucho más grandes.

Las ventajas del cielo abierto sobre el interior pueden ser clasificadas en:

Técnicas:

• Mayor productividad en el cielo abierto, unas 10 veces más que en interior.
• Concentración de las  operaciones  y  mayor sencillez de control y dirección.
• Mayor producción por unidad de arranque ( tajo, sección, área o mina )
• Elevada mecanización por menor limitación en tamaño y peso de las máquinas
• Mejor posibilidad de comprobación geológica y una exploración más sencilla.
• Simplicidad en operaciones auxiliares e incluso eliminación de alguno.
• Mejor recuperación del yacimiento.
• Planificación y control más fácil.
• Mayor flexibilidad para responder a los aumentos o disminución de la producción, en función de las variaciones coyunturales de la demanda.

Económicas:

• Menor costo de capital por tonelada de material (estéril o mineral) producido.
• Menor costo de operación por tonelada de material movido.
• Por ello, posibilidad de mover una gran relación de estéril a mineral.
• Mayor disponibilidad de reservas por explotación de recursos de menor ley.
• Mejor posibilidad de  contratar  alguna  parte  o  todo  de  los  procesos  mineros (Geología, laboreo y tratamiento)

Sociales:

• Mayor seguridad e higiene en el trabajo.
• Mayor facilidad para encontrar mano de obra.
• Menor influencia del factor de costo del personal

Las ventajas de la minería subterránea y desventajas del cielo abierto son las  siguientes:

Técnicas:

• Favorable influencia de las condiciones climatológicas y atmosféricas.
• Menor limitación en profundidad.
• Menor control de la estabilidad de los taludes.
• Menor necesidad de vertederos cercanos, e incluso posibilidad de utilizar los estériles como relleno de los huecos de interior.
• Mejor control de calidad para evitar la dilución o mezcla del mineral y el estéri

Económicas:

• Menor inversión inicial  de  capital  en  maquinaria  y  terrenos  para  huecos  y  vertederos.
• Menor inversión inicial para realizar la preparación preliminar.
• Mayor flexibilidad para superar los errores en el diseño o en la selección de la maquinaria.

Sociales:

• Personal de operación y mantenimiento menos formado y por tanto más barato.
• Menores problemas medio-ambientales por alteración en los terrenos afectados por el hueco y los vertederos.
• Menores problemas político-económicos de compra de terrenos.
• Mayor empleo de mano de obra.

1.2   Componentes de una Mina Subterránea

La explotación correcta de una mina subterránea requiere de una red  cuidadosamente planificada de piques, galerías, rampas y chimeneas. Estas labores  permitirán el acceso al yacimiento, la circulación de personal, maquinaria, la  extracción de mineral y estéril, la ventilación de las labores, etc.  La infraestructura en una mina subterránea debe cumplir diversos roles, como por ejemplo:

• Permitir  el  acceso  a  unidades  de  explotación (Caserones).
• Cumplir con funciones de Extracción y Transporte de  mineral.
• Cumplir  con  funciones  de  Ventilación  y  drenaje de la mina.
• Albergar oficinas, taller de mantención de maquinaria, polvorines, refugios.
• Sus dimensiones deben ser mínimas por costos asociados (construcción y soporte)

1.2.1 Desarrollo

Trabajos que tienen como propósito poder acceder a la zona mineralizada. Se  pueden considerar los trabajos necesarios para generar la infraestructura para la  evacuación del mineral y estéril de la mina como son chimeneas de traspaso  (orepass) , niveles de transporte, cruzados etc.

• Accesos principales (rampa, piques)
• Accesos secundarios
• Niveles/chimeneas de ventilación

También se incluyen las perforaciones de servicios, las que no están destinadas  directamente a la extracción del mineral sino a la comodidad y seguridad, como son  frontones de drenaje, sub estaciones eléctricas, chimeneas de ventilación.

Segun el articulo 79 del DS 132, “ En toda mina en explotación deberán existir, a lo menos, dos labores principales de  comunicación con la superficie, ya sean piques, chiflones o socavones, de manera  que la interrupción de una de ellas no afecte el transito expedito por la otra. Las  labores en servicio activo de la mina deberán, a su vez, tener una comunicación  expedita con las labores principales de comunicación a la superficie, las que se  mantendrán siempre en buen estado de conservación y salubridad.”

1.2.2   Preparación

Este término se utiliza en las explotaciones mineras subterráneas para aquellas  labores que tienen como objetivo la extracción del mineral. Los equipos y los métodos de perforación varían según el método de explotación,  siendo un factor común en los métodos subterráneos el reducido espacio disponible  en las galerías de producción. Entre algunas labores de Preparación (Infraestructura) tenemos:

• Niveles de extracción
• Niveles de hundimiento
• Sistema de traspaso de mineral
• Subniveles de ventilación
• Zanjas o bateas
• Etc.