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8/10/2019 1 a-c.molina-riesgos Minas Cielo Abierto-libre

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MDULO II:SEGURIDAD EN MINERA

TEMA: RIESGOS EN MINERA A CIELO

ABIERTO

Relator: Carlos B. Molina Salgado

Ingeniero Civil IndustrialIngeniero Metalurgista


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1. MINERIA A CIELO ABIERTO

1.1 INTRODUCCIN

La humanidad, en su bsqueda y obtencin deminerales, se enfrenta en el inicio del Siglo XXI a

la siguiente realidad: al agotamiento progresivode depsitos minerales superficiales, depsitoscon minerales con leyes bajas y, por la aparicinde normativas con fuertes restriccionesrelacionadas con el cuidado del medio ambientepara la apertura de nuevas minas.


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De tal modo, las compaas explotadoras y productorasde minerales se ven obligadas a la bsqueda de nuevos

yacimientos lo que ha trado aparejado las siguientes

consecuencias para enfrentar sus proyectos:

Yacimientos en profundidad con geologas ms

complejas.

Altas Relaciones Estril - Mineral. Mayor presencia de aguas subterrneas.

Necesidad de rigurosos estudios Geomecnicos para

la estabilidad de taludes de los rajos.


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Necesidad de grandes capitales de riesgo e inversin. Necesidad de grandes reas superficiales para

desarrollar el proyecto.

Grandes riesgos de provocar desastres ambientales.


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Como consecuencia de lo anterior y para enfrentarexitosamente esta realidad, las empresas mineras se

han apoyado principalmente en el desarrollo

tecnolgico, aplicado a las maquinarias principalmente,

para desarrollar proyectos mineros de superficie

denominados rajos abiertos, con lo cual han podido:

Garantizar la viabilidad econmica de los proyectosmineros.

Lograr una economa de escala efectiva.

Dar lugar al gigantismo de las mquinas o equipos

mineros.


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Lograr relevantes indicadores de seguridad enpersonas y equipos.

Minimizar impactos ambientales, inevitables.

Explotacin de grandes depsitos en menor tiempo

posible.
http://www.google.cl/url?sa=i&rct=j&q=gigantismo+minero&source=images&cd=&cad=rja&docid=R0GrAAw6LE_NNM&tbnid=EKwfM2E9tSzajM:&ved=0CAUQjRw&url=http://malcolmallison.lamula.pe/2011/08/26/mineria-sustentable/malcolmallison&ei=VcGHUf_OOYPM9ATOpYDIAw&bvm=bv.45960087,d.dmQ&psig=AFQjCNHIIb0RPCoHDwl_fFOEKJ42PYUtig&ust=1367937102821163http://www.google.cl/url?sa=i&rct=j&q=gigantismo+minero&source=images&cd=&cad=rja&docid=j0vMYIwXSPeGyM&tbnid=e05KroTcPcqJ9M:&ved=0CAUQjRw&url=http://victoryepes.blogs.upv.es/2012/10/27/tendencia-al-gigantismo-en-la-maquinaria-de-obras-publicas-y-mineria/&ei=2r6HUabXFpHu9AT2vIDIDg&bvm=bv.45960087,d.dmQ&psig=AFQjCNHIIb0RPCoHDwl_fFOEKJ42PYUtig&ust=1367937102821163


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De tal forma, una explotacin a cielo abierto se puededefinir como una excavacin realizada en la superficie

del terreno con el fin de extraer un material

beneficiable de la corteza terrestre. Esta operacin

implica, generalmente, mover cantidades variables de

estril, segn la profundidad del depsito o espesor del

recubrimiento.
http://www.google.cl/url?sa=i&rct=j&q=botaderos+chuquicamata&source=images&cd=&cad=rja&docid=MZFFl9xQINqJjM&tbnid=He0eUS7flvK6kM:&ved=0CAUQjRw&url=http://chatohumilde.tripod.com/id11.html&ei=MMOHUdy4AZDA9gTu84GICQ&bvm=bv.45960087,d.dmQ&psig=AFQjCNECPSpDsAs_yxB5LJFDNnLRwaJBFQ&ust=1367938189573586


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Con respecto al gigantismo de las mquinas y equiposutilizados en minera a cielo abierto, su desarrollo se ha

debido principalmente a:

Alto costo del petrleo a nivel mundial, un camin

gigante, para transportar 200 t o ms, puede

consumir sobre 2 t de petrleo por da.

Camin con transmisin y frenado elctrico, sin duda

signific la invencin de mayor importancia para laeconoma de escala en el transporte de materiales de

las minas.


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Avances en electrnica que han permitido una mayorautomatizacin de los sistemas de control de las

mquinas.

Mecanismos y sistemas modulares que facilitan su

reemplazo.

Mayor rendimiento (t/hr. Operacin), por mejor

aprovechamiento de la energa.

Mayor Disponibilidad Fsica de los equipos minerospor la calidad de sus componentes.

Menor costo de operacin, consecuencia directa de

la economa de escala.

Mayor seguridad para los operadores y entorno.


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Con respecto a la necesidad de grandes espacios paradesarrollar este tipo de minera, se puede considerar

que por cada unidad de rea de mina (rajo)

propiamente tal, se necesitan entre 8 a 10 unidades de

rea superficiales extra para instalaciones industriales,

tratamiento de minerales y botaderos, ver Figura 1.1.


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Figura 1.1 Relacin de necesidad de superficie entre el

rajo y proyecto industrial minero total.

rea ocupada por instalaciones, pilas detratamiento de minerales y botaderos.

rea ocupada por el rajo.


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1.2 NECESIDAD DE ESPACIO

El espacio superficial necesario para desarrollar un

proyecto minero del tipo rajo abierto es ocupadoprincipalmente por:

Botaderos de estril.

Tranques de relaves.

Pilas de tratamiento de minerales (lixiviacin).

Plantas de tratamiento de minerales.

Subestaciones elctricas.

Instalaciones de mantenimiento mecnico y elctrico.

Estanques de abastecimiento de agua, petrleo.

Oficinas.

Barrio cvico para el personal.

Etc.


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De la Fig. 1.1, se puede concluir que la principalnecesidad de espacio para desarrollar un rajo es para el

depsito de material estril el que se considera como

sobrecarga y debe ser removido para dejar el cuerpo

mineral a la vista y en condiciones de explotar.


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1.3 FACTORES PARA LA DECISION ECONOMICA DEPUESTA EN MARCHALa decisin econmica para iniciar un proyecto tipo

rajo abierto, en un marco de Seguridad, Higiene,

Prevencin de Riesgos y preocupacin por el MedioAmbiente, depende de:

Calidad de la Informacin de los sondajes

exploratorios del yacimiento y su continuidad durante

el desarrollo y explotacin de la mina. Ubicacin del yacimiento con respecto a los puntos

de venta o puertos para el embarque (exportacin)

de los minerales o concentrados producidos, latitud y

altitud.


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Profundidad del Cuerpo Mineral, principal indicadorque puede decidir entre desarrollar un proyecto

superficial o en su defecto, subterrneo. Esto puede

resumirse en el indicador minero REM, Relacin

Estril Mineral y que indica las unidades de materialestril que se debe remover para remover una

unidad de mineral. Se puede expresar en toneladas o

metros cbicos.


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Topografa Superficial, aspecto relevanteconsiderando las dificultades de desarrollar un

proyecto minero en la alta cordillera comparado con

el desarrollo de una mina en una zona plana

(desierto, por ejemplo), representando para el primercaso, enormes desafos en la prevencin de riesgos y

la medicina de altura.


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Condiciones climticas. Geologa, forma, tamao y extensin del yacimiento.

Tipo de mineralizacin, calidad (ley media) del mineral

y su distribucin en el yacimiento y la complejidad

para recuperar la especie de valor en la planta y suvalor real en el mercado a futuro.

Proceso Fsico-Qumico para recuperar el mineral (o

metal): Conminucin, flotacin, fundicin,

aglomeracin, lixiviacin, electro obtencin, etc. Estudio Geomecnico para determinar las

caractersticas del Macizo Rocoso desde el punto de

vista de su estabilidad


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Modelo Geolgico, Modelo de Bloques y Modelo deCostos generados.

Nivel de Recursos y Reservas minerales. Leyes de

Corte y Ley Media del yacimiento.

Planificacin Minera de largo plazo. Precio delMineral. Geometra del rajo.

Nivel de recursos econmicos que disponga la

empresa interesada en realizar dicha explotacin.

Contabilidad y Finanzas.


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Programa de adquisicin de equipos mineros ymaquinaria. Depreciacin de los equipos e

instalaciones. Calidad y nivel de confianza en

proveedores de maquinaria e insumos.

Inversiones asociadas a la compra de maquinariaminera, costos, beneficio, inversiones, flujos de caja,

etc.

Demanda de Energa Elctrica, propia y comprada.

Nivel de confianza en el suministro. Administracin y Recursos Humanos calificados para

operacin y mantencin de equipos, maquinarias e

instalaciones.


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Poltica ambiental de la empresa frente a

restricciones Medio Ambientales.

Cercana del proyecto a zonas habitadas, ver Figura

1.2.

Poltica de Control y Aseguramiento de la Calidad, entodos sus procesos y actividades.

Venta del producto (transporte, seguros, impuestos,

etc.).


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Figura 1.2. Gran mina a rajo abierto asociada a

centros poblacionales.


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1.4 CRITERIOS TECNICOS PARA EL DISEO DEL RAJODE EXPLOTACIONDesde el punto de vista de la ingeniera de minas, se

deben desarrollar, tcnicamente, estudios de:

Investigacin geolgica. Campaas de sondajes exploratorios y de

prospeccin.

Modelamiento geolgico del yacimiento.

Evaluacin de reservas. Caractersticas litolgicas y estructurales del estril y

mineral.


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Pruebas metalrgicas en plantas piloto.

Optimizar la geometra del rajo final.

Planificacin de los trabajos a mediano y largo plazo.

Control y previsin de la calidad de los minerales.

Definicin de equipos mina y planta. Necesidades de recursos humanos.

Rentabilidad del negocio.


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1.5 RESUMEN DE ELEMENTOS TCNICOS PARAPROYECTOS A RAJO ABIERTOEn un resumen, un Proyecto de una mina a cielo

abierto debe considerar cuatro grupos de parmetros:

- Geomtricos. Funcin de la estructura y morfologadel yacimiento, pendiente del terreno, lmites de

propiedad, etc.

- Geotcnicos. Dependientes de los ngulos mximos

estables de los taludes en cada uno de los dominios

estructurales en que se haya dividido el yacimiento.


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- Operativos. Dimensiones necesarias de los equipos

mina para que la maquinaria empleada trabaje en

condiciones adecuadas de eficiencia v seguridad:

alturas de banco, anchuras de berma y pistas, anchuradel fondo de la mina, etc.

- Ambientales. Aquellos que permiten la restauracin

de los terrenos afectados, la reduccin de ciertosimpactos ambientales y la no interferencia con la

calidad del aire y aguas subterrneas y superficiales.


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1.6 OPERACIONES BSICAS EN MINERA A CIELOABIERTO

La explotacin minera de un rajo es una sucesin de

operaciones unitarias aplicadas al material estril y almineral. Segn las condiciones del proyecto que se est

llevando a cabo podrn existir otras operaciones

auxiliares o de apoyo, cuya misin es hacer que se

cumplan con la mayor eficiencia y seguridad posible lasoperaciones bsicas pertinentes.


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Las operaciones unitarias del ciclo minero son:

Perforacin.

Tronadura.

Carguo.

Transporte. Servicios.

Administracin.

Las cuatro primeras estn encadenadas en su accionar,conformando el ciclo econmico operativo vital de los

trabajos mineros.


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Perforacin: es la primera operacin unitaria,desarrollada por equipos, elctricos o diesel, llamados

perforadoras y su funcin es realizar perforaciones en

la roca virgen con un dimetro y longitud calculadas,

destinados a recibir en su interior los explosivosnecesarios para fragmentar la roca circundante.
http://www.google.cl/url?sa=i&rct=j&q=perforacion+y+tronadura&source=images&cd=&cad=rja&docid=_NssnYY7gDPXTM&tbnid=Uut4SnbMg-nehM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.mch.cl/noticias/imprimir_noticia_neo.php?id=14463&ei=stGHUd7fFonQ8QSi6IC4Dg&bvm=bv.45960087,d.dmQ&psig=AFQjCNGEttx3SaYoPegzAWjUw5lF0EwB8w&ust=1367941845059895


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Tronadura: accin de fragmentacin de la roca debidoa la energa liberada por los explosivos colocados

dentro de las perforaciones. El tamao de los

fragmentos de roca es fundamental para realizar su

posterior carguo en forma segura y expedita.
http://www.google.cl/url?sa=i&rct=j&q=perforacion+y+tronadura&source=images&cd=&cad=rja&docid=jPVR-y_xhuN1HM&tbnid=x6KoZHOcKgM3WM:&ved=0CAUQjRw&url=http://redmin.cl/?a=14259&ei=VtKHUb-9LpTQ8wTdlYCoCA&bvm=bv.45960087,d.dmQ&psig=AFQjCNGEttx3SaYoPegzAWjUw5lF0EwB8w&ust=1367941845059895


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Carguo: accin de recoger el material ya fragmentadopor la tronadura para depositarlo seguidamente, en la

mayora de los casos, sobre tolvas de equipos de

transporte, como camiones.
http://www.google.cl/url?sa=i&rct=j&q=carguio+y+transporte&source=images&cd=&cad=rja&docid=0FYbyiaV6dYF3M&tbnid=CcKcFNZcrujsYM:&ved=0CAUQjRw&url=http://ingenieroenminas.com/dimensionamiento-de-equipos-carguio-y-transporte/&ei=zdKHUZ6hKITg8ATMtIDADw&bvm=bv.45960087,d.dmQ&psig=AFQjCNGfoG8pzvPmE9JR8sVDvz_cjySViQ&ust=1367942218319599


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Transporte: accin de traslado de los materiales fuerade la mina, por parte de los camiones mineros, hasta

una planta de tratamiento de minerales o hasta los

botaderos de estril, segn sea el material que se est

extrayendo.
http://www.google.cl/url?sa=i&rct=j&q=carguio+y+transporte&source=images&cd=&cad=rja&docid=KHR0GQjFM3pm0M&tbnid=nsR62pjv3Qeg9M:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.latinomineria.cl/revistas/index_neo.php?id=909&ei=jQGIUdT-LoX89gSIrICQBw&psig=AFQjCNGfoG8pzvPmE9JR8sVDvz_cjySViQ&ust=1367942218319599


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http://www.google.cl/url?sa=i&rct=j&q=carguio+y+transporte&source=images&cd=&docid=koDME1Ej7I7iPM&tbnid=sVrF2U80_OTGUM:&ved=0CAUQjRw&url=http://html.rincondelvago.com/el-cobre-en-chile.html&ei=ZQKIUYfyBI_a8ASO64D4Bg&psig=AFQjCNGfoG8pzvPmE9JR8sVDvz_cjySViQ&ust=1367942218319599


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Servicios: corresponde a todas las acciones necesariaspara mantener la continuidad de las operaciones

anteriores, entre otras se tiene: mantener expedito el

acceso de los diferentes equipos mineros a sus frentes

de trabajo, riego y mantencin de caminos, instalacinde postes para abastecer elctricamente los equipos al

interior de la mina, etc.
http://www.google.cl/url?sa=i&rct=j&q=tendidos+electricos+minas+de+cielo+abierto&source=images&cd=&cad=rja&docid=KZXh6VhpXV3MSM&tbnid=aznGbNLN0qesPM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.noticiasnoa.com.ar/newnoa/index.php?option=com_content&view=article&id=17999:opinion-mineria-y-medio-ambiente&catid=19:economia&ei=PxGIUduSJaazyAH0toGQBQ&psig=AFQjCNFJY-1IHq16fKMyhQddP8t5KNZwSw&ust=1367958010301805http://www.google.cl/url?sa=i&rct=j&q=carguio+y+transporte&source=images&cd=&cad=rja&docid=WersUuQDREQU_M&tbnid=3Q7VSUUx9q262M:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.enaex.cl/lineas-de-negocio/explosivos-y-servicios/servicio-de-fragmentacion-de-roca/transporte-de-explosivos&ei=TQ-IUfS7HqqZyQGyvoCwAQ&psig=AFQjCNGfoG8pzvPmE9JR8sVDvz_cjySViQ&ust=1367942218319599


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Administracin: Proporciona el apoyo en manejo derecursos humanos, adquisiciones, contratos, etc.

Tambin se asegura que participen estamentos

asesores en materias de seguridad, medio ambiente y

calidad, para lograr el cumplimiento de las normas yorientaciones correspondientes a un trabajo seguro,

limpio y de calidad.
http://www.google.cl/url?sa=i&rct=j&q=tendidos+electricos+minas+de+cielo+abierto&source=images&cd=&docid=NgRMQzqvAsVDLM&tbnid=gT4FyrKeSR1-dM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.revistamercado.do/2010/07/%C2%A1yo-tengo-una-mina-2/&ei=uROIUcCeDqWjyAHo2IGADg&psig=AFQjCNFJY-1IHq16fKMyhQddP8t5KNZwSw&ust=1367958010301805


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1.7 SISTEMAS DE EXPLOTACIN EN MINERA A CIELOABIERTO

A partir del hecho que se trata de una minera de

materiales rocosos, se necesitan por lo tanto lasOperaciones Unitarias Productivas Principales.

Se debe consignar que las operaciones ms

importantes corresponden a las de carguo y

transporte, responsables del 70% de los costosmineros.


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De acuerdo a lo anterior, se pueden considerar los

siguientes mtodos principales:

Rajo abierto, Cielo abierto u

Open Pit:Se aplica preferentemente ala minera metlica.

Pueden superar los 300 m

de profundidad.

Tiempo de explotacin

superior a los 15 o 20 aos.


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Principales equipos mineros utilizados

Pala electro mecnica. Operacin de Carguo: pala-camin

Camin de alto tonelaje.


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Descubierta:Se aplica en yacimientos

tumbados u horizontales de

carbn con recubrimiento

superficial de estril de menos de

50 m.Tienen una fuerte componente

ambiental, de forma tal que se va

cubriendo inmediatamente la

zona explotada con el mismo

material de la sobrecarga para su

restauracin ambiental.


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Principal equipo utilizado: Dragalina


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Principal equipo utilizado: Rotopala


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Terrazas:Se aplica a :

Yaiietos

horizontales, 1 o ms

niveles mineralizados. Sorearga potete.


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Contorno:Se aplica a:

Yacimientos de carbn

principalmente en zonas de

montaa.

Topografa desfavorale,

Poca potencia. Talud

econmico.


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Principales equipos utilizados: Cargadores frontales,

Sistema Auger.


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Cantera:Se aplica para la extraccin

de:

Roas idustriales y/o Roas

ornamentales. Pequeotamao.

Material para la

construccin (granel).

Material paraornamentacin: gran cantidad

de bancos.


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Principales equipos utilizados: cortadoras de diamante,

cargador frontal y montacargas.


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Graveras:

Se aplica para la

extraccin de:

- Aridos desde lechos de

ros.


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Principales equipos utilizados: dragas, cargador frontal

y plantas de chancado y seleccin.


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1.8 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA MINERA A CIELOABIERTOa) Ventajas:

Alta productividad, mayor produccin porexplotacin.

Favorece la incorporacin de sistemas automticos

en las operaciones minas.

El gigantismo de las mquinas permite alcanzar unalto rendimiento y a su vez variarlo con mayor

facilidad.


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Puede operar yacimientos masivos y controlar los

avances de expansiones para arrancar el mineral

segn los requerimientos de tonelajes y calidad de la

Produccin.

La extraccin puede adaptarse fcilmente a lascondiciones de mercado e incluso pueden

suspenderse en algunos casos y volverse a reanudar,

caso de minas en USA.

Puede arrancarse casi todo el contenido delyacimiento, siendo mnimas las prdidas de mineral

que puede quedar en las cajas.


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La perforacin, el carguo de tiros con explosivos y las

tronaduras son ms seguras, efectivas y con menor

consumo de explosivos por tonelada de material

tronado.

La clasificacin del material tronado segn calidad ytamao, es posible realizarla con cierta facilidad en la

operacin de carguo para satisfacer las necesidades

de la Planta.

Se puede obtener una visin ms general de lasreservas de mineral y de las condiciones geolgicas

del cuerpo o de los cuerpos de mineral y de las rocas

circundantes.


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Existen menos riesgos de accidentes y con mejores

condiciones higinicas ya que no existe la necesidad

de alumbrado y ventilacin adecuada permanente. Si

puede darse el fenmeno de la inversin trmica.

La supervisin y vigilancia de las operaciones resultams efectiva. Los rendimientos por hombre son ms

elevados necesitndose, por consiguiente, menos

personal y menos capital para construcciones o

campamentos. Mayor concentracin de operacionesy gestin ms sencilla de recursos humanos y

materiales.

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