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Evaluación de los yacimientos minerales

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by

Josue Garcia

on 2 December 2013

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Transcript of Evaluación de los yacimientos minerales

Evaluación de los yacimientos minerales
Universidad Nacional Autónoma de México
"La evaluación de los yacimientos minerales"
Josué Carlos García Maya
Facultad de Ingeniería
División de Ingeniería en Ciencias de la Tierra

Geología Aplicada a la Minería
2014-1
Cálculo de reservas
diciembre 2013
Evaluación de los Yacimientos Minerales
Métodos de muestreo
Evaluación económica
Análisis de los datos de exploración
Cálculo de
reservas minerales

El propósito fundamental del cálculo de reservas de un yacimiento consiste en determinar la cantidad de mineral presente y la factibilidad de realizar la explotación comercial de dichos minerales metálicos y no metálicos.

Este tipo de cálculos se realizan durante toda la vida productiva de la empresa, comenzando desde la etapa de prospección preliminar hasta el final de su actividad comercial o hasta el agotamiento de las reservas contenidas en el depósito. Una explotación eficiente y productiva sería imposible sin la ayuda de un cálculo preciso.

También es importante conocer la potencialidad del yacimiento para determinar el límite de las exploraciones y desarrollos geológicos; la distribución de los valores dentro del cuerpo; el tipo de tratamiento metalúrgico a que deberán ser sometidos éstos; el tamaño y tipo de equipo que se deberá instalar en la mina y en la concentradora; el ritmo de producción diaria; la producción global anual; la estimación de la vida activa de la mina; el método minero de explotación; los requerimientos de capital y financiamiento; los requerimientos de energía, mano de obra, materiales, agua, etc.
Evaluación de los Yacimientos Minerales
Análisis de resultados


El resultado del cálculo de reservas se emplea como un valioso auxiliar en el departamento de planeación para determinar los costos de producción, estimar la eficiencia de la operación y las pérdidas de minado (índices de recuperación); para el control de calidad de los productos; para el financiamiento de otros proyectos; para la venta de productos; para la compra de materiales y equipos, y para la consolidación financiera de la empresa, incluyendo en este último renglón, los rubros de contabilidad e impuestos.
Dependiendo del criterio que se emplee para substituir o transformar el cuerpo explorado en bloques auxiliares y de la forma que se use para los cálculos numéricos de las variables, los métodos convencionales de estimación de reservas pueden ser clasificados dentro de cuatro grupos, además de dos métodos más modernos que involucran el uso de computadoras, programas de computadora especiales.
Clasificación de métodos para el cálculo de reservas
Métodos convencionales

1. Métodos de factores y áreas de influencia
a) Método analógico
b) Método de bloques geológicos

2. Métodos de bloques minables

3. Métodos de secciones transversales
a) Método estándar
b) Método lineal
c) Método de isolíneas

4. Métodos analíticos (geométricos)
a) Método de triángulos
b) Método de polígonos
Métodos computarizados

1. Métodos estadísticos
2. Métodos geoestadísticos
Las áreas involucradas en el cálculo son delineadas y delimitadas en primera instancia por criterios geológicos y después por criterios mineros y económicos. Las variables fundamentales, tales como dimensiones del cuerpo, ley del mineral y factores de influencia se determinarán directamente, ya sea por cálculos estimativos o por características afines tomadas de otras porciones del mismo depósito o de otros depósitos similares.
1. Métodos de factores y áreas de influencia

Estos métodos involucran la delineación de las áreas de los bloques, por medio de trabajos mineros subterráneos y por consideraciones de carácter geológico y económico. Los factores definidos para cada bloque son calculados analíticamente en diversas formas. Como su nombre lo indica, este método es empleado fundamentalmente en la etapa de extracción.
2. Métodos de bloques minables

El cuerpo mineral se delinea y los bloques se conforman con base en ciertos principios de interpretación de los datos de exploración. Los parámetros de los bloques y del cuerpo mineral
completo se determinan de varias formas.
3. Métodos de secciones transversales
Para aplicar estos métodos, se hace necesario dividir gráficamente el cuerpo mineralizado en bloques de formas geométricas simples (prismas triangulares y prismas poligonales). Los factores para cada bloque se determinan directamente, se calculan valores aritméticos promedio o se emplean determinaciones semejantes.
4. Métodos analíticos o geométricos

Al igual que los métodos convencionales, los métodos estadísticos requieren de una base de datos obtenidos directamente de campo. Estos datos debidamente clasificados y registrados están constituidos fundamentalmente por datos de carácter geológico (delimitación y morfología), muestreo y determinación mineralógica (ley, volumen y tonelaje).

Con los datos obtenidos, se elaboran gráficas o diagramas estadísticos donde quedarán asentadas las frecuencias relativas de ocurrencia de la información manejada, sin considerar su posición en el espacio.
1. Métodos estadísticos
Para la aplicación de estos métodos se requiere de equipo de cálculo más sofisticado (computadoras y equipo periférico) y personal técnico altamente capacitado. Con la ayuda de la computadora como herramienta básica, estos métodos procesan un gran cúmulo de datos en tiempos relativamente cortos, permitiendo el manejo de mucha más información en menos tiempo.

Al igual que en los métodos anteriores la base de datos la constituye información geológica y muestreo obtenidos directamente de campo. La diferencia fundamental con los métodos estadísticos estriba en que las muestras de la población desconocida son siempre muestras aleatorias e independientes entre sí. La base geoestadística se apoya en la teoría de las "variables regionalizadas", la cual relaciona la magnitud de las variables (ley, rango, peso, etc.) con su posición en el espacio, siendo este último concepto, la diferencia con el método estadístico clásico.
2. Métodos geoestadísticos
En general, la selección del método más adecuado para la estimación de reservas depende directamente de factores tales como: geología del depósito, método de exploración, disponibilidad y confiabilidad de los datos en los cuales se basará el estudio, propósitos del cálculo y grado de exactitud requerido.

Si los cálculos son preliminares o se requieren inmediatamente, se escogerá el método más simple, que no requiera de planos especiales. Si los cálculos son fundamentales para el diseño de una operación, la selección del método dependerá del sistema de explotación que se esté considerando como más viable, dado que la ley mínima explotable, recuperación, dilución, eficiencia del equipo, mano de obra y costos unitarios variarán directamente en función del sistema seleccionado. Un método simple puede ser el más adecuado, cuando por ejemplo en una operación a tajo abierto, la extracción selectiva del tepetate o del mineral marginal se elimina.

Cálculos de reservas en depósitos horizontales (mantos) son menos complejos que aquellos que se realizan para depósitos tabulares (vetas) de alta ley, depósitos con volúmenes reducidos o depósitos diseminados con valores irregularmente distribuidos.
Criterio de selección del método
Las reservas mineras son la porción del recursos medido o indicado económicamente extraíble la cual incluye factores geológicos, metalúrgicos, geotécnicos, medioambientales, sociales y gubernamentales. El cálculo de reservas busca entregar el potencial económico que pueden tener los recursos mineros dando origen a diseños mineros que sustentan el plan minero a partir del cual es calculado el flujo de caja del proyecto.
Cálculo de reservas minerales

El cálculo de reservas de un depósito mineral es un procedimiento técnico que consta de diversas operaciones. El orden de dichas operaciones y su ejecución usual es el siguiente:

1. Apreciación geológica.
2. Apreciación en los métodos de exploración y muestreo.
3. Evaluación de los datos de exploración.
4. Delineación y delimitación del cuerpo mineral.
5. Selección de un método adecuado de cálculo.
Análisis de los datos de exploración

Para realizar un cálculo de reservas, primero se delineará el cuerpo mineral, para después subdividirlo mediante diversos métodos en segmentos o bloques de diferentes grados de confiabilidad.

El procedimiento usual para el cálculo de volúmenes es el de substituir gráficamente la forma irregular del cuerpo mineral por otro imaginario y auxiliar, con la superficie de base coincidiendo con el plano de una sección longitudinal. Este cuerpo auxiliar será entonces reemplazado por una o más figuras geométricas simples y sólidas que indiquen el volumen de tal prisma, el que podrá ser calculado mediante el uso de sencillas fórmulas geométricas.

La división del cuerpo mineral en bloques se hace de acuerdo con un método seleccionado

Las reservas del cuerpo mineral completo se calculan determinando áreas y volúmenes para cada bloque, para después convertir los volúmenes en toneladas de mineral crudo y obtener las leyes promedio de los minerales comerciales.
Procedimiento para la estimación de reservas
Finalmente y de acuerdo con la tabulación de resultados, clasificar los bloques por categorías, tales como: positivas, probables y posibles.
Existen diversos métodos de muestreo diferentes entre sí y con aplicaciones también diversas para cada caso. Entre los más empleados se pueden mencionar los siguientes:

1. Muestreo por zanjas.
2. Muestreo por pozos.
3. Muestreo de canal.
4. Muestreo de lodos.
5. Muestreo de polvos.
6. Muestreo de núcleos
de barrenación.
Dentro de los estudios globales de evaluación y cuantificación de reservas minerales, éstas se encuentran clasificadas en grupos perfectamente definidos atendiendo al grado de confiabilidad asignado a cada categoría, los que a su vez dependerán de la información que se obtenga dentro del área investigada. La información requerida se puede obtener a través de obras mineras directas (frentes, cruceros, pozos, contrapozos, etc.), por medio de obras indirectas (barrenación a diamante y pulsadoras) o bien por una combinación de ambas. Con esta información se puede "conocer" dos, tres o más lados de un bloque mineral y en función de ello, las reservas podrán ser agrupadas dentro de alguna de las siguientes clasificaciones:
Clasificación de las reservas minerales
a) Reservas probadas o desarrolladas

Tal y como el término lo indica, "reservas probadas" se refiere a aquel mineral que se encuentra completamente expuesto o lo que es lo mismo, conocido por los cuatro lados que limitan al bloque que lo contiene, el cual además deberá encontrarse en disposición inmediata para ser extraído por el método de minado seleccionado.
b) Reservas probables

Este tipo de reservas son representadas por el mineral cuya ocurrencia, para efectos de estimación, se encuentra razonablemente asegurada, pero sin una certeza absoluta. Se le puede asignar una ley conservadoramente definida, a menos que las obras de extracción hayan avanzado hasta el punto en que el mineral probable pueda ser integrado como mineral explotable. La ley asignada a la mayoría de los bloques "probables" puede ser la ley determinada por los bloques contiguos clasificados como "probados".
c) Reservas posibles o de extensión

Este tipo de reservas, conocido por algunos autores como el "mineral del futuro", es de la clase de material cuya existencia tiene una razonable posibilidad de existir, hipótesis basada fundamentalmente en la potencia del depósito, en la continuidad de las condiciones geológico-mineralógicas y en la extensión de los cuerpos mineralizados desarrollados hasta ese momento, indicaciones a través de las cuales, se pueden obtener signos de continuidad que indiquen lo que se puede esperar a medida que avancen las excavaciones.

Reservas de extensión es el mineral que prácticamente deberá ser considerado como "posible", dado que representará al mineral que se cree o se supone que existe adelante de las caras expuestas de los bloques conocidos o de los frentes de exploración.
a) Reservas probadas o desarrolladas

Tal y como el término lo indica, "reservas probadas" se refiere a aquel mineral que se encuentra completamente expuesto o lo que es lo mismo, conocido por los cuatro lados que limitan al bloque que lo contiene, el cual además deberá encontrarse en disposición inmediata para ser extraído por el método de minado seleccionado.
b) Reservas probables

Este tipo de reservas son representadas por el mineral cuya ocurrencia, para efectos de estimación, se encuentra razonablemente asegurada, pero sin una certeza absoluta. Se le puede asignar una ley conservadoramente definida, a menos que las obras de extracción hayan avanzado hasta el punto en que el mineral probable pueda ser integrado como mineral explotable. La ley asignada a la mayoría de los bloques "probables" puede ser la ley determinada por los bloques contiguos clasificados como "probados".
c) Reservas posibles o de extensión

Este tipo de reservas, conocido por algunos autores como el "mineral del futuro", es de la clase de material cuya existencia tiene una razonable posibilidad de existir, hipótesis basada fundamentalmente en la potencia del depósito, en la continuidad de las condiciones geológico-mineralógicas y en la extensión de los cuerpos mineralizados desarrollados hasta ese momento, indicaciones a través de las cuales, se pueden obtener signos de continuidad que indiquen lo que se puede esperar a medida que avancen las excavaciones.

Reservas de extensión es el mineral que prácticamente deberá ser considerado como "posible", dado que representará al mineral que se cree o se supone que existe adelante de las caras expuestas de los bloques conocidos o de los frentes de exploración.
d) Reservas medidas

Comprende todo el mineral cuyo tonelaje es calculado por las dimensiones reveladas en afloramientos, zanjas, barrenos, etc., con leyes calculadas a partir de los resultados obtenidos de un muestreo detallado. Las áreas de inspección, muestreo y medida deberán localizarse dentro de una cercanía razonable, definiendo perfectamente las características geológicas, de tal manera que la forma, el tamaño y el contenido mineral queden bien establecidos.
e) Reservas indicadas

Es el mineral cuyo tonelaje y ley son calculados por una parte a base de mediciones específicas de muestreo o de datos de producción, y por la otra a través de las evidencias geológicas presentes en el terreno.
f) Reservas inferidas

Las estimaciones cuantitativas de este tipo de mineral están basadas fundamentalmente en el amplio conocimiento de las características geológicas del depósito, donde existen pocas o ninguna muestra o medida. La estimación se fundamenta en la continuidad o repetición de la evidencia geológica, la cual puede incluir comparaciones con otros yacimientos de tipo semejante.
a) Método de analogía

Está basado en la suposición de que ciertos segmentos o bloques del cuerpo mineral considerado son similares en características geológicas y mineralógicas. Para efectos de cálculo, el cuerpo se divide en segmentos o bloques construidos con base en factores geológicos, mineros y económicos, es decir, estructura, potencia, ley, valor comercial, profundidad y tipo de roca encajonante.

En algunos casos, características cualitativas encontradas en algunas partes de la masa mineralizada pueden ser aceptadas con fines de cálculo como partes representativas del bloqueo del cuerpo mineral entero.
b) Método de bloques geológicos

Los factores de control en la aplicabilidad de este método son muchos y muy variados, dependiendo de las consideraciones bajo las cuales se subdivida el cuerpo, sin descartar la posibilidad de que éste por sí solo pueda constituir un bloque unitario. Los lados del bloque pueden coincidir con los límites naturales del depósito, o bien, éstos pueden ser delineados con base en factores geológicos, deformaciones estructurales, variaciones de espesor y ley, adaptabilidad a ciertos métodos de minado, requerimientos de beneficio y proceso, disponibilidad de mineral a profundidad, etc.
a) Método estándar

Basado en la regla del cambio gradual, cada bloque quedará confinado en medio de dos secciones con superficies laterales irregulares y los bloques exteriores o finales por una sola sección también con caras laterales irregulares. Dichas secciones pueden ser paralelas, no paralelas, verticales, horizontales o inclinadas
b) Método lineal

También basado en la regla del cambio gradual, este método varía con respecto al anterior en que cada bloque estará definido por una sección completa y por la mitad de la distancia de las secciones adyacentes.
c) Método de isolíneas

Isolíneas, por definición, son aquellas líneas curvas que en un plano o mapa unen todos los puntos de igual valor unitario. Se emplean para ilustrar gráficamente las propiedades físicas y químicas o aquellos procesos o fenómenos que puedan ser expresados por valores unitarios (ejemplo: planos topográficos).

El método se basa en la suposición de que los valores unitarios de las variables varían continua e ininterrumpidamente de un punto a otro, de acuerdo con el principio de cambios graduales.

Para formar las isolíneas, los valores intermedios se determinan por interpolación entre puntos de valor conocido. Como resultado de ello, algunas propiedades de los cuerpos minerales pueden ser presentadas gráficamente en un plano o sección, por medio de un sistema de isolíneas o isovalores.
Representaciones método isolíneas

a) Sección transversal a lo largo de línea
b) Plano isópaco del cuerpo mineral en la línea
c) Sección transversal construida en base
a) Método de triángulos

El método se fundamenta en el principio del cambio gradual, usando como datos básicos la información de campo arrojada por los trabajos de barrenación.

Debido a esto, el primer paso en la aplicación del sistema será la elaboración de un mapa que muestre en planta (o sección longitudinal) el depósito, en el cual se deberá señalar con toda claridad el lugar exacto de todos y cada uno de los trabajos exploratorios y el área total de la zona en estudio.

Realizado lo anterior, se procederá a dividir geométricamente la zona en una serie de triángulos que se formarán mediante el trazado de líneas rectas que unirán los vértices de cada triángulo, representado por cada uno de los barrenos adyacentes y más cercanos entre sí. Cada triángulo así formado representará una proyección horizontal o lo que es lo mismo, la base de un prisma imaginario con lados T1, T2, T3 iguales a los espesores del cuerpo mineral.
b) Método de polígonos

El método de polígonos, también conocido como prismas poligonales, esferas de igual influencia, áreas de igual influencia o áreas de puntos más cercanos, está basado en el concepto de que todas las variables determinadas para un cierto punto en un cuerpo mineral se extienden hasta la mitad de la distancia de los puntos adyacentes que lo rodean (principio de la semidistancia), formando así un área de influencia.

Al igual que en el método de triángulos, se dispondrá de una proyección horizontal (planta)
del área, donde se vaciarán todos los datos disponibles, para que a continuación se prosiga con la construcción de los polígonos. Estos se formarán, extendiendo la esfera de influencia de un barreno hasta la semidistancia del barreno adyacente, tomando como base una retícula triangular trazada como si se fuera a emplear el método anteriormente descrito. El área de influencia entre barrenos se puede definir de dos formas:

1. Por medio del trazo de bisectrices perpendiculares a las líneas de unión entre
dos barrenos en su punto medio.
2. Por medio de bisectrices angulares trazadas a partir de los ángulos formados
por la retícula de los triángulos base.
Por medio del trazo de bisectrices perpendiculares
Por medio de bisectrices angulares
Conclusiones
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