Universidad Central de VenezuelaFacultad de Ingeniería

Escuela de Geología, Minas y GeofísicaObras Subterráneas

Prof. Spic Limo

Mina Olympic Dam

Realizado por:Vicenta, Manuel

CI: 20327527

Caracas, Enero del 2013

Introducción

El objetivo principal de este trabajo es describir toda la estructura organizativa de la mina Olympic Dam ubicada sur de Australia. La cual es la mina subterránea más grande del mundo la cual se caracteriza por su gran producción de uranio. Dentro del depósito de mineral se hallan minerales de carácter económico importante como lo son el cobre, el oro, la plata y por supuesto el uranio.Se desglosara en forma específica la planificación de la mina, como adecuan el usa del mineral, que partes de la mina se explotan en un determinado tiempo y el uso de software especializados para la actualización del cálculo de reservas. Dentro de esto se especificara el diseño de las áreas de explotación llamadas Cámaras, su geometría, el avance de explotación y la secuencia a seguir de las cámarasLas operaciones fundamentales dentro de la mina para su buen funcionamiento y crear un ambiente de trabajo idóneo para el personal que labora en ella, como lo son el sistema de ventilación, el sistema eléctrico e iluminación dentro de la mina, sistema de agua y demás servicios básicos. Las operaciones de explotación utilizadas para extraer el material, perforación y voladura, la carga manual y automatizada del material, al igual que los diseños de canales para su extracción.Los equipos e infraestructuras utilizadas dentro de la mina para la extracción del mineral y disminuir costos en transporte. De igual manera la producción de la manufacturación del mineral en materias primas que son vendidas y también utilizadas como fuentes de energía en algunos países.El medio ambiente forma un punto importante dentro del desenvolvimiento de la mina para evitar daños que sufren el ecosistema y las comunidades aledañas al sector de la explotación.La producción de esta mina alimenta la mayoría de las centrales nucleares del mundo para proporcionar la energía eléctrica a las principales ciudades de los continentes.

Olympic Dam

1. Reseña Histórica.

El Olympic Dam es un gran centro minero ubicado en el sur de Australia, 560 kilometros al noroeste de Adelaida. El hogar de un importante depósito de óxido de cobre oro produciendo cobre, uranio, oro y plata, el sitio alberga una mina subterránea y una planta integrada de procesamiento metalúrgico.El proyecto fue inaugurado en 1988 por WMC Resources, después de descubrir el gran yacimiento en 1975. Fue ampliado más tarde, bajo un programa de US $ 1,9 millones, elevando su capacidad a 200.000 tpa de cobre y 4.300 toneladas anuales de uranio, además de oro y plata.A mediados de 2005, BHP Billiton obtuvo el control de WMC Resources en una toma de posesión A $ 9.2bn. La compañía tiene una licencia para la explotación del Olympic Dam hasta 2036 y es prorrogable por 50 años más después de eso.El acceso a la mina es a través de una superficie inclinada y tres ejes verticales o piques. El elevador whenan fue originalmente hundido como un acceso de exploración y luego se le adapto la elevación. Los 4 kilómetros de la rampa de servicio conectados al elevador whenan fueron construidos más tarde para acomodar el aumento en la demanda de servicios. El elevador robinson fue construido en 1995 para hacer frente al incremento del desarrollo del tonelaje. Como una parte de la reciente expansión, un nuevo elevador llamado Sir Lindsay Clark fue bajado y equipado con el guinche minero más largo de Australia en términos de poder (6.5 MW) y de poder de elevación (1375 Ton/h).

Fig 1. Ubicación Geografica de Olumpic Dam.

Fig 2. Vista Satelital.

2. Geologia.

El cuerpo mineral en un largo número de zonas mineralizadas semidiscretas diseminadas a los largo de un área de 7km de largo, 4km de ancho y más 1km de profundidad. La zona metalífera tiene un espesor de 350 metros se sobrecapa de sedimentos estériles. El depósito de se produce en el basamento de rocas de la provincia geológica de Stuart Shelf en el norte de la región de South Australia, al oeste del lago Torrens.La mineralización consiste de un grano medio en los cuales encontramos calcopirita, bornita y calcosina, y un de grano fino diseminado como pechblenda, el oro, la plata y los minerales de tierras raras que ocurren en un complejo de brecha hidrotermal magnético debajo de 350m de sobrecarga. El mineral se produce en zonas distintas que determinan el acceso a la mina y el diseño.El modelamiento numérico muestra que la mezcla de fluidos fue probablemente el proceso originario para la formación del depósito Cu-U-Au-Ag de Olympic Dam. El depósito está alojado por el complejo de brecha de Olympic Dam, que está dentro del granito de Downs Roxby. El granito y el complejo de brechas son coetáneas con la asociación de las rocas volcánicas de la cordillera de Gawler y las volcano-plutónico de Hitalba Suite, y todos son productos de un importante evento termal del proterozoico medio en el cratón Gawler, South Australia. En el complejo de brecha de Olympic Dam, la mineralización joven (asociación I) de hematita, magnetita, clorita, sericita, siderita, y un poco de pirita, calcopirita y uraninita es extensivamente sobrepuesto por hematita, sericita, calcosina, bornita, pechblenda, barita, fluorita y clorita (asociación II). La mayor asociación de minerales más reciente paragenéticamente consiste en hematita o hematita mas cuarzo o barita (asociación III). Las tres asociaciones minerales muestran una superposición compleja y limites indistintos. La

relación de rocas, la textura de la brecha, las texturas de minerales del yacimiento y la paragénesis mineral todos proporcionan evidencia de una repetitiva brechificación y eventos de mineralización, lo que indica que la génesis del yacimiento fue compleja y de varias etapas. La asociaciones de minerales y su zonificación, combinados con la inclusión de fluidos y datos isotópicos, indican que la mezcla de agua magmática más caliente o meteórica de circulación profunda y agua meteórica más fría fueron probablemente responsables de la génesis del yacimiento. Las texturas del mineral del yacimiento, la abundancia de hematita, y la estrecha asociación de sulfuros y pechblenda con hematita, sugieren que la precipitación mineral fue causada por la reducción de sulfato, junto con la oxidación del hierro durante la mezcla. Salinidades del fluido de inclusión, y la ausencia de evidencia para la ebullición durante la precipitación de las asociaciones II y III, son consistentes con el agua meteorica más fría que se originó como agua salina subterránea o agua playa o lago dentro de la sucesión volcánica deducida que se ha desarrollado extensamente por encima y en la inmediaciones del complejo de brecha de Olympic Dam. Estudios geocronologicos y texturales de U-Pb muestran que la mineralización acompañado de brechificación, la intrusión de diques, y el vulcanismo máficas y félsicas regional en el cratón Gawler formaron el yacimiento.

Fig 3. Mapa Geológico de la zona de Olimpic Dam.

Fig 4 (izq). Perfil Geologico de Olympic Dam y Fig 5 (der). Unidades geológicas principales y posición de Olympic Dam.

Fig 6. Ubicación del Batolito a través de los análisis geofísicos.

Fig 7. Esquema de formación del depósito.

Fig 8 (izq). Evolución del modelo para Olympic Dam. Arriba, el modelo de exploración; al medio, el modelo que se desarrolló a luz de los primeros

sondeos; y abajo, el modelo avanzado y Fig 9 (der). Esquema de la brecha en olimpic dam.

Fig 10. Corte Geologico de Olympic Dam.

Reservas.

Las reservas probadas en la mina Olympic Dam, en junio de 2011 se cifran en 146Mt divididas en 1,98% Cu, 0.58kg / t U3O8, 0,69 g Au / t Ag y 4,01 g / t. Las reservas probables se estiman en 406Mt divididas en 1,79% Cu, 0.57kg / t U3O8, 0,78 g Au / t Ag y 3,19 g / t.Los reservas medidos en la mina en junio de 2011 se estiman en 1,408 Mt divididas en 1,08% Cu, 0,32 kg / t U3O8, 0,34 g Au / t Ag y 2,07 g / t. Los reservas indicados se sitúan en 4.571 Mt divididas en 0,88% Cu, 0,28 kg / t U3O8, 0,34 g Au / t Ag y 1,56 g / t.La exploración inicial fue basada en un modelo conceptual para la formación de alojamiento de sedimentos de depósitos de cobre y el modelado gravimétrico y anomalías magnéticas. Basados en las perforaciones de datos (sondeos), estimaciones puntuales de los grados fueron generadas por el centro de bloques de 5m de largo y de ancho y 10 metros de profundidad a través del cuerpo mineralizado, las estimaciones fueron generadas para densidades de Óxido de uranio, oro, cobre, plata y sulfuros. Una vez completado este proceso, los contornos pueden ser generados individualmente por las concentraciones del metal y para el total combinando de los valores en dólares para el metal in situ.

Fig 11. Mapa de la anomalía de Bouger de Australia de Sur, mostrando la posición de Olympic Dam y Mount Gunson en relación a lineamientos

gravimétricos.

Fig 12. Tabla de reservas de Olympic Dam para el año 2009.

Planificación y Diseño de mina.

La planificación juega un rol importante en el proceso de la minería. La actual planificación de producción de la mina Olympic Dam está basada principalmente en una combinación de tenores o leyes de cobre y uranio, en el cobre: ley del sulfuro, ventilación y uso del conducto de extracción. La interacción de la actividad minera en cada una de las cámaras ha sido

cuidadosamente analizada para asegurar la eficiencia en el ciclo de producción. En planificación, cada cámara es tomada como un proyecto individual con el comienzo y final de la producción existente, es el principal conductor de las demás actividades. La programación de producción de 5 años es producida en un formato de hoja de cálculo usando el área de la secuencia de cámaras. Esta información es también utilizada en las programaciones de las demás actividades, como desarrollo de mina, perforación, producción y el relleno.La planificación a corto plazo es llevado a cabo por el departamento de operaciones continuamente en una base trimestral. También existe un pronóstico de 12 días para la producción de material volado o fracturado, que describe la procedencia del mineral y tonelaje en una base turno por turno.

Diseño asistido por computadora.Al comienzo se utilizaron los softwares Macroestation y Datamine en las estaciones de trabajos, actualmente la mina cuenta con el software Vulcan de la compañía Maptek. Los diseñadores utilizan esta herramienta para vincular la base de datos geológica y los archivos extraídos por las perforaciones y la información de la superficie. Los planificadores de mina actualmente lo usan para fines de planificación y programación de la mina. Los arreglos realizados dentro de la programación se vincularan con la base de datos central de la reserva de mineral, esto quiere decir que cualquier adición o modificación hecha en las cámaras existentes vera automáticamente reflejada en la programación de producción. Todo el diseño se hace actualmente usando el sistema como se describe anteriormente. Minimizando así el uso de bases de datos manuales. La valoración de los modelos en tres dimensiones, así como la apreciación y evaluación opciones alternas con respecto al diseño, son las mayores ventajas de este sistema.

Parámetros de diseño de cámaras.Para fines de diseño y planificación, el cuerpo mineralizado ha sido dividido en un número de áreas mineras. Estas áreas están definidas por su relativa ubicación geográfica. En cada área minera, las cámaras están definidas por diferentes colores como azul, verde, rojo, purpura y marrón. Una vez completados los procesos de sondeos a diamante y los análisis de tenor en cada área, un modelo a computadora es generado. Basado en este modelo, las cámaras preliminares, perímetros de acceso y otra infraestructura, así como ductos de extracción y chimeneas de ventilación son diseñados. El método utilizado para la extracción de mineral es el de hundimiento por subniveles (sublevel stoping level. La distancia entre niveles varía de 30 a 60 metros. El rumbo a lo largo de la cámara está basado en gran parte en la mineralización, estructuras geológicas, temas geotécnicos (como la distribución de esfuerzos in-situ), geometría de la cámara, y relleno de mineralización. El ancho (esfuerzos transversales) y largo máximos han sido determinados en 30 y 65 metros respectivamente. En general, la corona de cámara es abovedada para maximizar la estabilización de la corona. Un plano de corona con un espacio de 10 metros es soportado por un anclaje de cables de acero, si es necesario. Las unidades perimetrales son posicionadas a unos 15 metros de las cámaras.

Basado en los procedimientos de planificación de mina, las cámaras son diseñadas por un ingeniero planificador en ayuda de un geólogo del área de la mina y presentado al personal de operaciones. La presentación es requerida para ganar la aprobación formal para la producción subterránea, el desarrollo y departamento de servicios y proporciona un foro para el continuo mejoramiento.Un documento final incorporando recomendaciones será emitido. Este documento debe de contener los siguientes detalles:

Una vista tridimensional de la cámara con el desarrollo paneado y el actual.

Desarrollo actual y planeado de las plantas de los niveles. Un resumen de los desarrollos laterales y verticales. Secuencia de las cámaras en el área. Consideraciones de diseño describiendo las cámaras circundantes y

masas de relleno en detalle. Información geológica mostrando las leyes de cobre y uranio, cobre:

tenor de sulfuros y controles estructurales (debe ser provisto por el geólogo del área).

Programación de la cámara y actividades actuales. Diseños preliminares de los apoyos en tierra. Mallado de perforación y secuencia de detonación. Ventilación durante el desarrollo y producción (debe ser provisto por un

ingeniero especialista en ventilación). Diseño preliminar del relleno.

Fig 13. Ubicación topográfica del depósito de Olympic Dam.

Fig 14. Visualización tridimensional del depósito de la mina.

Fig 14. Diseño de mina.

Fig 15. Diseño tridimensional de la mina.

Infraestructura.

Secuencia de cámaras

Al término de los diseños preliminares de las cámaras, la secuencia de extracción de las cámaras es determinada. Explotando, incluyendo el relleno, consideración de factores geológicos tal como los esfuerzos inducidos por la explotación y su comportamiento regional, y los controles de ventilación son factores claves para ser evaluados en esta etapa.El relleno de las cámaras con agregados cementados (CAF) es un componente importante en los costos de la mina. En muchas situaciones las cámaras primarias necesitan ser rellenadas con un 100% de CAF. Por esta razón, las pequeñas cámaras primarias y las grandes cámaras secundarias son diseñadas como practica estándar. Esto es particularmente importante en áreas donde el cuerpo mineral es relativamente estrecho. Una vez que las bandas de la cámara primaria son extraídas, hay un número alternado de cámaras secundarias que están bajo condiciones de esfuerzos de pillar. Estas cámaras son sometidas a largos y cambiantes esfuerzos. Esto es esencial para entender el comportamiento de los esfuerzos in situ en la determinación del éxito de la secuencia de extracción del cuerpo mineral. Siempre que sea posible, serán extraídas en primer lugar las cámaras grandes que se encuentren a lo largo del principal esfuerzo axial. Esto efectivamente seguirá la extracción de las pequeñas cámaras. La secuencia de cámaras necesita ser diseñadas para el manejo de tales efectos.

La selección de las cámaras primarias y secundarias, y su secuencia es esencial. Consideración que debe ser dada a la presencia de características estructurales e infraestructura en el área. Actualmente, solo unas pocas e importantes estructuras geológicas han sido identificadas en Olympic Dam.

FIg 16. Transito dentro de la Mina.

Fig 17. Sistema de Galerías.

Fig 18. Apertura de Cámaras.

Ventilación

Una ventilación efectiva es una consideración importante en una estrategia de extracción importante. Debido a la presencia de uranio, actualmente las prácticas de minería subterránea es gobernada por los recursos de ventilación. El principal contaminante del entorno subterráneo es el calor, humos de combustión, polvo y la radiación de los productos. Para crear un ambiente de trabajo satisfactorio, un número de diseños estándares de ventilación han sido establecidos en la mina. La mina opera bajo una presión negativa y varios aires que retornan por las chimeneas localizadas en la superficie para el escape de aire de la mina. El requerimiento total de ventilación para la mina es de 2.915 m3/s. En términos de ventilación, la mina entera ha sido regionalizada, localizando una entrada especifica (aire fresco) y una chimenea de salida (aire de retorno) para cada distrito de ventilación. Estas chimeneas de entrada y salida son unidas a través de las unidades perimetrales y las unidades de perforación de cámaras. Basados en las normas actuales de minería, cada distrito de ventilación está en la capacidad de operar 2 a 4 cámaras al mismo tiempo. El control de ventilación en cada distrito es logrado por el uso de reguladores. La red de ventilación ha sido diseñada de modo que las cámaras funcionan bajo presión negativa, y con el aire que se forma dentro de las chimeneas de extracción (cuando se abren) y en los niveles de perforación, y sale a través de los principales retornos de ventilación.

Fig 18. Colocación del sistema de ventilación.

Accesos.

El acceso a la mina es a través de una superficie inclinada y tres ejes verticales o piques. El elevador whenan fue originalmente hundido como un acceso de exploración y luego se le adapto la elevación. Los 4 kilómetros de la rampa de servicio conectados al elevador whenan fueron construidos más tarde para acomodar el aumento en la demanda de servicios. El elevador robinson fue construido en 1995 para hacer frente al incremento del desarrollo del tonelaje. Como una parte de la reciente expansión, un nuevo elevador llamado Sir Lindsay Clark fue bajado y equipado con el guinche minero más largo de Australia en términos de poder (6.5 MW) y de poder de elevación (1375 Ton/h).

Fig 19. Perforación del tercer pique para el elevador “Sir Lindsay Clark”.

Fig 20. Rampa de Acceso.

Operaciones y Equipos.

Perforación y Voladura.Perforaciones de fondo de 102mm de diámetros son perforados por un equipo perforador hidráulico eléctrico Atlas Copco Simba 4356S. Los parámetros normales de los barrenos son de 3 metros de retiro y 4 de espaciamiento. Las perforaciones de techo son descargadas 20 grados por arriba y perforadas con un diámetro de 89mm, con 2.5 metros de retiro y 3.5 metros de espaciamiento. Un factor de carga de 0.25 kilogramos de explosivos por toneladas de mineral es generalmente mantenido. Las ranuras de las cámaras son abiertas por disparos dentro de 1.4 metros en el diámetro del hueco de la chimenea. Los diseños de anillos por los ingenieros de planificación con ayuda del ingeniero especialista en perforación y voladura.El cargamento de las cámaras es llevado a cabo por una cuadrilla de a 2 hombres, trabajando 14 turnos a la semana. Un montacargas y un vehículo de cargamento con caldera doble Elphinstone C500, son usados para fines de cargamento de la cámara. El rango de voladura en tamaño es aproximadamente 500 toneladas con apertura de corte socavado a 250000 toneladas máximo en disparos al anillo de la cámara. De 6 a 10 voladuras se realizan semanalmente.

Fig 21. Perforación de la camara.

Fig 22. Voladura de la Camara

Manejo de Material.Diseño de conductos y sistema de rieles de extracción subterránea.El sistema de conductos de extracción es un componente importante en la ampliación de la operación. Este está compuesto por 12 conductos de extracción y 50 galerías. La distancia de acarreo, la cantidad de materia que alimenta los conductos de extracción y la configuración de las cámaras serán los tres criterios considerados en el diseño del sistema de extracción. El mineral de cada una de las cámaras se inclina a través de un grizzli que consiste en cuatro paneles de 1.2x1.2 m2 y 3 m adentro del diámetro del conducto de extracción. Un triturador portable es usado para triturar cualquier sobretamaño de mineral. Cada conducto es conectado a 4.5 m por debajo del diámetro de depósito de compensación y este tiene una capacidad de aproximadamente 1000 toneladas. Un sistema de rieles de extracción automatizado ha sido instalado en 64L para el transporte de material desde el depósito de compensación a la trituradora. Está basado en los sistema de trenes LKAB de la mina de Kiruna, que es la mina de hierro subterránea más grande del mundo. El sistema de rieles está totalmente controlado por computadora, sin trabajadores viajando en él. Una vez que el depósito de compensación excede el nivel mínimo fijado de mineral, el tren es dirigido a los respectivos chutes.

Debido a la naturaleza del cuerpo mineral, los conductos de extracción han sido diseñados con varios ángulos. El ángulo mínimo de inclinación se fijó en 65 grados. En esta área no se ha previsto el uso de suportes de tierra. Debido a los temas de radiación y ventilación, los conductos de extracción han sido diseñados en el lado del aire fresco y operar bajo presión negativa. Normalmente en un conducto puede haber 3 a 5 puntos de cambio de cambios de pendientes. Un solo punto puede estar activo en cualquier momento. Una de las principales salidas del sistema de ventilación es usada para el control del flujo inverso resultante de los cambios de pendientes dentro del conducto de extracción. Inicialmente, están operando 2 trenes con 14 vagones cada uno, con una capacidad nominal de 400 toneladas por tren. Cada vagón tiene una capacidad de 14m3. El sistema de rieles tiene una capacidad de extracción de 1670 ton/hr.

Fig 23.Conductos de extracción (ore pass).

Fig 24. Tren siendo cargado por material.

Fig 25. Descaga de vagones hacia trituración primaria.

Trituración primaria. Basados en los actuales parámetros de diseño, una carga de tren puede ser descargada en una estación de bombeo a una rata de 3000 ton/hr. Este mineral alimenta a una trituradora cónica en la base de la estación de bombeo por una placa de alimentación y un sistema de cintas transporta las el mineral triturado a uno depósitos de almacenamiento. La trituradora se ha diseñado con una capacidad de 2000 ton/hr, triturando un tamaño máximo de 300mm.

Fig 26. Trituración primaria.

Fig 27. Cintas trasportadoras hacia el Skip.

Carga automatizada.El diseño de la estación de trituración ha sido tomado como una de las tareas más importantes de la expansión del proyecto subterráneo. Antes del comienzo de la excavación. Una evolución geotécnica detallada fue realizada afuera en colaboración con la “Australian Mining Consultants and Barrett, Fuller and Partners, Australia. Como parte del programa, una serie de hoyos subterráneos fueron perforados y se determinó el RMR (rating mass rock). Las pruebas de los esfuerzos vírgenes fueron realizadas para evaluar cualquier influencia significativa de los esfuerzos regionales en el complejo de trituración.El mineral de las cámaras es actualmente manipulado por unidades cargadoras convencionales. La manipulación remota se usa solo para recuperar el material fracturado desde la apertura de la cámara hasta el fin de la fase de producción. Se ha probado exitosamente un sistema automático de carga. Este sistema está compuesto por sensores de láser y computadoras a bordo que permite a la maquina ser guiada a un punto designado, así como también un control tele-remoto. Ha sido probado exitosamente viajando con un miníno de espacio de 50 cm contra las paredes. Comparaciones directas del sistema automatizado con la manipulación manual en ensayos de producción en la mina ha demostrado un aumento de 25% en la producción. Considerando la reducción en los tiempos de acarreo y la habilidad para trabajar a través de los tiempos de detonación, el sistema es estimado para poder alcanzar un incremento del 40% en la producción. En el proyecto se está utilizando actualmente cargadores LHD Caterpillar elphinstone R2900 manejados desde las cámaras hasta los ductos de extracción. La automatización y el control remoto de equipos móviles tal como los LHD serán más desafiantes que la operación de colocación de rieles en el sistema de trenes. Tal como el sistema, no obstante, agregara flexibilidad a los estándares de ventilación existentes, mejorando la seguridad y la eficiencia del sistema.

Fig 28. Equipo automatizado.

Fig 29. LHD cargando material.

Relleno de Cámaras.El relleno de las cámaras juega un rol importante en la secuencia de cámaras y en el proceso de diseño. Después de la extracción y dependiendo de las circunstancias individuales, las cámaras son rellenadas con CAF, ganga de la mina, o una combinación de estos materiales. Una mezcla típica de CAF tiene 57% de roca triturada en peso húmedo, 26,5% de colas deslamadas del molino y arenas, 2.5% de cemento, 5% de cenizas volantes pulverizadas y 9% de colas neutralizadas con alcohol, produciendo una fuerza nominal de llenado de 3 MPa. El diseño de la mezcla específica de CAF existe para permitir que fuerzas de 1 a 5 MPa sean liberadas. La planta de CAF ha sido actualizada y mezclara CAF continuamente en una amasadora con una capacidad de 6000 m3/dia.El costo del relleno es una significante porción en los costos. La posibilidad de reducir este costo mientras se mantenga la fuerza mínima propuesta para la geometría de la cámara. Algunas de las posibilidades que están bajo investigación son la mezcla de CAF, la fuerza de la CAF en la geometría de la cámara, y la continuo sistema de distribución de la CAF. Una revisión general es llevada a cabo para identificar áreas donde la proporción de cementación del relleno puede ser incrementada. Debe existir una comunicación regular entre ingenieros de diseño de mina y el departamento de relleno para asegurar la máxima utilización de recursos y minimizar los costos de la colocación del relleno.La planta de CAF tiene una capacidad máxima de 350m3/dia y opera con 300m3/dia. Esto es alcanzado por una mezcla continua dentro de una amasadora que descarga dentro de los depósitos de compensación para cargar 15m3 dentro de los camiones de despacho.

Fig 30. Esquema de relleno de cámara.

Elevación del material a través del Pique.El material triturado de los depósitos es descargado sobre dos cintas trasportadoras a través de dos alimentadores vibratorios. El mineral es elevado hacia la superficie por el nuevo elevador construido, “Sir Lindsay Clark”, que está equipado con un doble compartimiento, cuatro cables asadores del sistema de elevación. Los skips son diseñados para descargar por el fondo con una carga útil de 36.5 toneladas y capacidad de 21.5m3 .

Fig 31. Skip de transporte.

Método de explotación

Hundimiento por subniveles

El método de arranque desde subniveles normalmente se emplea sólo en criaderos muy regulares, en los que el mineral y la roca de los hastiales son resistentes. El método se caracteriza por su gran productividad debido a que las labores de preparación se realizan en su mayor parte dentro del mineral. Se aplica a criaderos de pendiente alta, en los que el mineral cae por gravedad en el hueco abierto y que permiten la perforación de barrenos largos de banqueo o en abanico. Estos métodos necesitan una preparación larga y se requiere en general que el criadero sea potente.A este método pertenecen las variantes de barrenos en abanico y verticales y voladuras por cráter. Es un método de cámaras abiertas, grandes producciones para yacimientos regulares con minerales y rocas encajantes competentes que no requieren entibación o sostenimiento. Es una alternativa al método de hundimiento por subniveles cuando se quiere disminuir la dilución del mineral. Este método es muy intensivo en labores preparatorias, aunque se compensa porque gran parte de ellas han de realzarse en mineral. El método queda limitado a unos yacimientos verticales o de fuerte buzamiento en los que tanto el mineral como la roca encajante son muy competentes y el mineral fluye

fácilmente bajo la acción de la gravedad. En ocasiones puede utilizarse con pendientes menores pero entonces el mineral debe moverse con Scrapers. Los grandes y altamente mecanizados equipos de perforación que se requieren exigen una potencia mínima del yacimiento para la implantación del método y los altos costes de preparación asociados requieren el mantenimiento de altos ritmos productivos. El empleo eficaz de grandes voladuras hace del método de cámaras por subniveles uno de los métodos de menor coste por tonelada en minería subterránea. El yacimiento típico para garantizar el éxito con este método debe ser regular, ancho, competente y no necesitar sostenimiento. La resistencia de la roca puede variar considerablemente pero deberá ser al menos de 55 Mpa. El buzamiento del muro será mayor que el ángulo de reposo del mineral volado de modo que este fluya por gravedad por los coladeros y cargaderos. La potencia del yacimiento debe ser al menos de 6 m y se usa en potencias mucho mayores. La distancia óptima entre subniveles depende de dos parámetros: el costo y la dilución, y entre los que se buscará una solución de compromiso. Los costos, en general, disminuyen al aumentar la altura (tendencia actual) pero aumentan con ello la dilución y algún costo particular, sobre todo al recuperar los macizos de protección y pilares. Las cámaras longitudinales, al descubrir una superficie mayor de hastiales, son peores para la dilución que las transversales. Pero estas últimas necesitan unos pilares que representan normalmente el 50 por ciento del mineral del criadero, mientras en las longitudinales es mucho menor.

Actualmente la distancia entre niveles oscila entre 100 y 130 m para toda la cámara y los subniveles se sitúan cada 30 m de altura. Excepcionalmente se ha utilizado este método en criaderos de poca pendiente, pero su eficacia es mucho menor. Se puede emplear en criaderos verticales de poca potencia, hasta un mínimo de 7 m, con subniveles paralelos a los hastiales. En criaderos potentes pueden trazarse las cámaras en dirección perpendicular a los hastiales, como "labores de través". En general, el método básico se adapta a las condiciones de cada criadero. Por la amplia preparación previa que necesita se precisa disponer de medios para realizar una fuerte inversión, pero en compensación es uno de los de menor costo y de mayor garantía de seguridad. Hay que tener en cuenta estas condiciones al elegir el método, que, por otra parte, es de los mejores en condiciones adecuadas del macizo rocoso. Es deseable una configuración regular del criadero, ya que la perforación y voladura con barrenos largos, que es la tendencia moderna, es poco compatible con el seguimiento de contornos irregulares Es importante seleccionar correctamente la altura del nivel en la preparación de la mina, ya que esto influye en el tamaño óptimo de las cámaras. Esta altura oscila en este método entre 60 m y 130 m. Puesto que en este método se crean grandes huecos, que quedan sin rellenar ni sostener y que están sometidos a los choques sísmicos causados por las grandes voladuras, el macizo rocoso debe ser estructuralmente estable. Esto requiere una alta resistencia de la roca a la compresión, unido a unas características estructurales favorables, sin juntas, fallas o planos de estratificación excesivos. El desplome o desprendimiento de roca de un hastial puede comprometer la explotación, o al menos causar dilución en el mineral que se va a extraer. Un derrumbe de mineral a gran escala ocasiona pérdidas de subniveles y bloqueo de coladeros y cargaderos, lo que necesita un taqueo considerable. Cuando menos se pueden cortar

barrenos de voladura ya preparados, dificultando su empleo o perdiendo las cargas ya realizadas. Es importante que se establezca bien la estructura geológica del criadero, pues de ello depende fundamentalmente la altura de pisos y el tamaño de las cámaras.

Fig 32. Método por subniveles.

Fig 33. Hundimiento por subniveles con perforaciones cortas.

Fig 34. Esquema transversal del Método.

Procesamiento.

Las instalaciones de procesamiento consisten en una concentradora de cobre, planta hidrometalúrgica, fundidora de cobre, planta de ácido sulfúrico, refinerías de cobre, oro y plata. Expansiones recientes incluyen un molino autógeno Svedala, adiciones a las secciones de flotación, dos cortacorriente espesantes de decantación, un horno eléctrico para limpiar la escoria, un nuevo horno de ánodo para la limpieza de gases en la planta y otras células de electro-refinación.

El cobre se recupera principalmente por flotación de sulfuro de cobre de la suspensión del cobre antes de concentrado este es fundido y electro refinado para cobre de alta pureza. Los residuos generados durante la electro-refinación son tratados para recuperar el oro y la plata. Después del tratamiento por flotación, el mineral finamente triturado es lixiviado con ácido sulfúrico para disolver el uranio y cualquier remanente de cobre. El líquido de lixiviación se procesa en la planta de extracción con disolvente para separar el cobre residual y las corrientes de uranio. El cobre se recupera por extracción electrolítica y el uranio se convierte en óxido de concentrado (yellowcake) y en óxido de uranio calcinado.La instalación de dos columnas pulsadas ha aumentado la recuperación de uranio de la solución de 90% a aproximadamente 97%. Estas columnas utilizan aire comprimido para mezclar las soluciones ácidas y orgánicas, proporcionando un mejor contacto para la reacción química involucrada en la transferencia del uranio de una a la otra.

Fig 36. Fundidora de Cobre.

Fig 37. Planta Hidrometalurgica.

Fig 38. Planta de Procesamiento.

Fig 39. Molino secundario Autógeno.

Produccion y productos.

Unos 10 millones de toneladas de mineral se extrae cada año por la apertura de camaras, y esto tiende a aumentar a 12 millones de toneladas en 2013. Planes descritos prevén una mina a cielo abierto de gran tamaño.En octubre de 2009, el sistema de tracción del Skip de la mina “Clark” se dañó. Mientras elevación de material continuó en el eje secundario Whenan, la capacidad se redujo a aproximadamente 25% hasta que la producción total se reanudó en junio de 2010.En 2001, la planta sufrió un incendio en la planta de extracción por solventes y producción se mantuvo bajo durante dos años.En 2011 la producción fue 3.954 toneladas de U3O8 (39.877 t UOC, 3353 tU). (La empresa informa públicamente en términos de concentrado de óxido de uranio -. UOC) la recuperación de uranio ha sido 65-70%, debido a alrededor de la mitad del uranio, siendo en forma de brannerita refractaria, y este es un enfoque para la mejora, con un 72,8% logrado en el 2008.El dióxido de azufre a partir de los minerales de cobre se convierte en ácido y se utiliza en el procesamiento de uranio.Las ventas de concentrado de uranio se realizan bajo contratos a largo plazo para las centrales eléctricas en Canadá, EE.UU., Japón, Corea del Sur, China, Finlandia, Suecia, Bélgica, Francia y el Reino Unido.El cobre producido en Olympic Dam se vende a los mercados globales y domésticos. El óxido de uranio se envía a los convertidores de ultramar para su posterior transformación en combustible utilizado en los reactores nucleares en Asia, Europa y América del Norte. Todo el oro y la plata es enviado a la Casa de la Moneda de Australia en Perth.

Los productos realizados en la planta son: Lingotes de oro y plata Cátodos o Laminas de cobre. Oxido de uranio concentrado (yellowcake) y calcinado.

Fig 40. Histograma de Producción de Uranio.

Fig 41. Tabla de producción en toneladas por año de minerales.

Fig 42. Lingote de oro.

Fig 43. Lingote de plata.

Fig 44. Láminas de Cobre.

Fig 45. Oxido de Uranio calcinado.

Fig 46. Oxido de Uranio concentrado (Yellowcake).

Permisología, Medio Ambiente y Comunidad

Olympic Dam ha proporcionado financiación anual a los grupos indígenas en la región para apoyar el desarrollo comunitario y programas de gestión del patrimonio. Olympic Dam también provee fondos a otros actores regionales de salud, programas ambientales y de desarrollo económico.En febrero de 2005, Olympic Dam consigue la certificación ISO 14001 para los aspectos ambientales de las operaciones de Olympic Dam. El área cubierta incluye la concesión minera Especial, asociados campos de perforación y el aeródromo. Las cuentas indicaron que las cuestiones ambientales se manejaron en general bien. Un plan de acción para hacer frente a las no-conformidades fue desarrollado y presentado a los auditores.Olympic Dam tiene instalaciones de almacenamiento de todos los productos de desecho. La planta se ha diseñado de modo que cualquier derrame de lodos de

minerales, de concentrados o proceso puede fácilmente ser devuelto al circuito de proceso. La planta también incluye la contaminación global del aire y los dos equipos de control de las emisiones atmosféricas y el ruido son monitoreados. Una vigilancia radiológica extensa de personal y el medio ambiente está en curso.La recuperación de reservas de áridos es una iniciativa de la restauración de ecosistemas trabajando para restaurar las tierras áridas de Australia. Se encuentra en parte en el contrato de arrendamiento dela mina Olympic Dam (7km2) y en parte de las propiedades colindantes pastorales.A partir de 2010, BHP Billiton está buscando la aprobación de los gobiernos de Australia, Territorio de Australia del Sur y del Norte para una expansión de 6 a 7 billones de una mina existente y el procesamiento de la operación. La expansión propuesta está centrada en la creación de una nueva mina a cielo abierto que pudiera operar simultáneamente con la mina subterránea existente y aumentar la producción de mineral seis veces a los actuales. La fundidora existente se ampliará y un nuevo concentrador y plantas hidrometalúrgicas sería construidas para procesar el mineral adicional, y generar un concentrado adicional para transportarlo. Las operaciones combinadas (existentes y expansión propuesta) haría que la mina produjera 72 Mt de mineral por año y produciría 750.000 toneladas de cobre refinado, 19.000 toneladas de óxido de uranio, 800.000 onzas de oro y 2,9 Moz de plata por año.

Fig 47 y 48. Zonas de áridos recuperadas.

Fig 49. Expansión del Proyecto

Salud ocupacional y Seguridad.

La mina está bien ventilada con ventiladores de gran alcance a fin de que la exposición a la radiación de radón sea muy baja. La exposición de la radiación gamma es también mínima, debido al bajo grado de mineralización de uranio. El nivel promedio de exposición a la radiación anual (más de 1,5 mSv / año bajo tierra) para todos los trabajadores subterráneos designados en el período 1999-2000 fue de 1,7 milisieverts (que van hasta 9,9 mSv). Estos niveles se comparan muy favorablemente con el límite anual de 20 mSv / año como promedio durante cinco años.El sitio ha implantado un Sistema de Gestión de la Seguridad, que cumple con el nivel 3 el estado de exención bajo la organización estatal de seguridad laboral, y esto ha sido reconocido oficialmente.

Personal

Para la operación de Olympic Dam se emplearon a: 1700 empleados, incluyendo 96 aprendices y 56 graduados. 2450 contratistas: 1400 a largo plazo y 1050 a corto plazo. Trabajadores de 34 nacionalidades. La fuerza de trabajo femenino es del 14%, 57% de los cuales están en

puestos `profesionales.

Fig 50. Trabajador en Planta siderúrgica.

Fig 51. Grupo de Mineros Subterráneos.

Conclusiones

Después de haber realizado este trabajo se concluyó lo siguiente.

La producción de la mina aumentara después de que se haga la expansión y se explote tanto en subterráneo como a cielo abierto, a casi 6 veces de lo que está explotando anualmente.

Como principal productor de óxido de uranio del mundo, su producción está en constante aumento para resistir la alta demanda del componente nuclear. Esto a la alta demanda de recursos energéticos existentes.

La automatización de casi todos los equipos ha aumentado tanto la eficacia como la presicion del trabajo, y esto optimiza aún más el desarrollo dentro de la mina.

La comunicación entre las profesionales de planificación y y los de operaciones, hacen que el procedimiento de extracción y transporte del mineral sea llevado acabo de una manera coordinada. Para evitar atrasos en la producción.

El mantenimiento constante del sistema de ventilación es un factor súper importante dentro de la mina ya que hace la jornada de trabajo más agradable y asi evita que los contaminantes tanto de los equipos como del mismo proceso de extracción de mineral afecten la salud de trabajadores.

Debido a la subida tan grande que tenido minerales como el oro o el uranio la planta de tratamiento se ha expandido para poder procesar más cantidad de mineral y asi proveer al mercado tanto nacional como internacional.

En la parte medio ambiental han creado procedimientos exitosos para actuar ante cualquier suceso que pueda ocurrir que han sido certificados por normas internacionales como ISO.

La recuperación de las áreas áridas alrededor del complejo ha hecho que la fauna y la flora autóctona puedan desarrollarse de manera satisfactoria.

La inclusión de la comunidad aledaña al equipo de trabajo de la mina ha creado puesto de trabajos. Al igual la interacción con comunidades indígenas y planes de ayuda, educación y adiestramiento han hecho mejorar la calidad de vida de la gente.

Bibliografía

Fuentes Bibliográficas

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s/autor, Diseño de explotaciones e infraestructuras mineras subterráneas, España, Escuela superior de Minas de la UPM, 2007, 156pp.

Citas de Internet:

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http://www.infomine.com/minesite/minesite.asp?site=olympicdam www.uologia_Minas/Metodos_explotacion_subte.htmcm.es/info/

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