1. CONTENIDO
RESUMEN……………………………………………………………………………………………………. 2
1. INTRODUCCIÓN………………………………………………………………………………………… 2
2. OBJETIVOS……………………………………………………………………………………………… 3
2.1. Objetivo general…………………...………………………………………………………………… 3
2.2. Objetivos específicos…………………...……..…………………………………………………… 3
3. DESCRIPCION DE LAS HERRAMIENTAS Y FUNCIONES DEL MINESIGHT…………….……. 3
3.1. Data Manager (Administrador de Datos)……..……………......………………………………… 3
3.2. Viewer (visualizador)……………………...………………………………………………………… 3
3.3. Funciones CAD (Computer Aidded Design)………………………...…………………………… 4
3.4. Template Editor (Editor de Plantillas)...…………………………………………………………… 5
3.5. Point Editor (Editor de Puntos)………..…………...……………………………………………… 5
3.6. Extrude/Expand tool (Herramienta de extrusión/expansión)…………………………………… 6
3.7. Intersect Surfaces (Intersectar Superficies)……………………………………………………… 6
3.8. Intersect Solids (Intersectar Sólidos)……………………...……………………………………… 7
3.9. Volume Calculator (Calculador de Volumen)…………..…………...…………………………… 7
4. BOTADEROS DE DESMONTE Y PISTAS…………………………………………………………… 8
4.1. Botaderos de Desmonte…………….………...…………………………………………………… 8
4.1.1.Estabilidad de Botaderos…….………………...…………………………………………… 10
4.1.2.Métodos de Construcción…………………………………………………………………… 10
4.2. Pistas de Acarreo…….…………………...………………………………………………………… 11
4.2.1.Elementos del diseño geométrico…..……………………………………………………… 11
4.2.2.Velocidad de diseño…...…………………..………………………………………………… 12
4.2.3.Distancia de parada y tiempo de reacción para frena.…………………………………… 12
4.2.4.Distancia de visibilidad…..…………………...……………………………………………… 13
4.2.5.Pendiente…………………...………………………………………………………………… 13
4.2.6.Sección transversal de las pistas……………………...…………………………………… 14
4.2.7.Estabilidad de taludes de corte y relleno……...…………………...……………………… 14
5. DISEÑO DE BOTADEROS DE DESMONTE EN MINESIGHT………………………..…………… 16
5.1. Operación de extrusión…..…………………...…………………………………………………… 17
5.2. Calculo de volumen del Dump…..…………………...…………………………………………… 19
5.3. Fusionando el Dump con la Topografía…...…………………...………………………………… 20
5.4. Reporte de volúmenes de corte y relleno por niveles……………………...…………………… 22
6. DISEÑO DE PISTAS DE ACARREO EN MINESIGHT……………………………………………… 23
6.1. Trazado de la Línea Centro (centerline)…………………..…………………...………………… 24
6.2. Diseño de las superficies para el corte y relleno……………………………...………………… 26
6.3. Calculo de volúmenes de relleno por niveles………..…………………...……………………… 28
6.4. Calculo de volúmenes de corte por niveles………………….…………………...……………… 29
6.5. Balance de volúmenes de corte y relleno……………………...………………………………… 30
6.6. Interceptando la topografía con la pista de acarreo…...…………………...…………………… 32
7. CONCLUSIONES………………………………………………………………………………………... 34
8. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS…………….……..……………………………………………… 34
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2. “DISEÑO DE BOTADEROS DE DESMONTE Y CARRETERAS EN OPEN PIT USANDO
MINESIGHT”
RESUMEN
El presente trabajo tiene como objetivo demostrar la versatilidad y flexibilidad en el diseño en tres
dimensiones de botaderos y pistas de acarreo en minería superficial.
Después de diseñar el pit operativo, también es importante elegir la ubicación y capacidad de los
botaderos con las respectivas pistas de acarreo, minimizar las distancias y crear las condiciones de
seguridad necesarias en la operación.
En la primera parte se describen las principales herramientas que harán posible este diseño, debido
a que el MineSight dispone una amplia gama de recursos de evaluación y diseño de minas, solo
mostraremos los más usados.
En la segunda parte se darán conceptos básicos sobre botaderos de desmonte y pistas de acarreo y
las consideraciones que se deben tomar en cuenta antes de elegir la ubicación, diseño y construcción
de estas obras.
En la tercera parte se demostrará el diseño paso a paso de un botadero, teniéndose previamente un
diseño de pit operativo intersectado con la topografía. Además del cálculo de la capacidad de este
botadero en metros cúbicos y por niveles.
En la última parte se diseñará una pista de acarreo que hará posible la interconexión del botadero
con la salida del pit. Para la construcción de esta pista se harán cálculos de volúmenes de corte y
relleno, con la posibilidad de modificar su ubicación en el espacio para el respectivo balance de
volúmenes en el movimiento de tierras.
1. INTRODUCCIÓN
Como se sabe el uso del software MineSight® es aplicado en cálculo de reservas, evaluación de
pits económicos, planeamiento de las operaciones. Esta herramienta también es capaz de diseñar
otros elementos de una mina superficial tales como botaderos de desmonte, pads de lixiviación,
stockpiles, pistas y otras obras que sean requeridas.
El rápido diseño de botaderos y pistas en tres dimensiones que se logra con MineSight nos
permite tener varias alternativas en corto tiempo mediante las herramientas y funciones CAD que nos
ofrece este programa, de esta manera tendremos una visión a futuro y podremos evaluar cual será la
mejor ubicación y capacidad de botaderos con el respectivo balance de corte y relleno.
El presente trabajo se basa en un proyecto creado en MineSight en el cual se ha modelado un
yacimiento con su pit final operativo. Los archivos a usarse serán:
901 Contornos de nivel de la topografía
tri901 Superficie triangulada de la topografía
Horizontal Planes Cuadriculas de los planos horizontales
E-W Sections Cuadriculas de las secciones Este-Norte
Topo + Pit Superficie triangulada de la intersección de la topografía con el pit final operativo
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3. 2. OBJETIVOS
2.1. Objetivo general
El objetivo del presente trabajo consiste en demostrar el uso del software especializado MineSight
en el diseño de botaderos de desmonte y pistas de acarreo en minería superficial con el respectivo
cálculo de volúmenes de corte y relleno.
2.2. Objetivos específicos
Describir las funciones y herramientas esenciales para el diseño de botaderos y pistas en
MineSight.
Diseñar un botadero de desmonte cercano al pit y que sea de gran capacidad
Diseñar una pista de acarreo que sirva de conexión entre el pit y el botadero
Realizar el cálculo de volúmenes de corte y relleno
Fusionar el pit, botadero y pista a la topografía
3. DESCRIPCION DE LAS HERRAMIENTAS Y FUNCIONES DEL MINESIGHT
A continuación se describirán las principales funciones y operaciones que se usan en MineSight
para el diseño de botaderos y pistas, además del cálculo de volúmenes.
3.1. Data Manager (Administrador de Datos)
El Data Manager facilita la forma de manejar la información que se va creando en un proyecto,
esto nos ayuda a ordenar los archivos en carpetas y clasificar los tipos de archivos ya sean:
geometry’s, drillholes, model views, grids, plots, texto y legendas. Otra función es la de importar y
exportar archivos de otros programas como el Autocad, Gemcom, Vulcan, etc.
3.2. Viewer (visualizador)
Esta es una herramienta esencial de MineSight que nos permite la fácil manipulación de las vistas
y planos con el manejo de grids, luces y cámaras.
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4. Este visualizador se apoya en grupos de cuadriculas (gridsets) creadas por el usuario que definen
planos horizontales, seccionales y no ortogonales para mostrar secciones en dichos planos. Se
puede cambiar el modo de trabajo en 2D o 3D, filtrar planos y recortar vistas según requiera el
diseño.
Además se pueden crear varios visualizadores para obtener varias vistas del trabajo que se
realiza.
3.3. Funciones CAD (Computer Aidded Design)
Así como otros programas de diseño, MineSight dispone de funciones CAD que nos permiten el
dibujo y edición de puntos y polylineas.
Point:
Create (Crear)
Create at Center of Mass (Crear en el centro de masa)
Add (Añadir)
Move (Mover)
Move (Locked Z) (Mover Z bloqueada)
Adjust Elevation (Ajustar elevación)
Delete (Eliminar)
Group Move (Mover grupo)
Group Delete (Eliminar grupo)
General Gridder (Rejilla general)
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5. Polyline:
Create (Crear)
Create Planar (Crear planar)
Append (Anexar)
Close (Cerrar)
Convert 2D to 3D (Convertir 2D a 3D)
Convert 3D to 2D (Convertir 3D a 2D)
Compute area/length (Calcular area/longitud)
Delete Segment (Eliminar segmento)
Delete By Length (Eliminar ppor longitud)
Delete By Area (Eliminar por area)
Join (Juntar)
Global Combine (Combinar global)
Split / Splice (Dividir / Pegar)
Clip (Recortar)
Densify (Densificar)
Thin (Entresacar)
Fillet (Filetear)
Smooth (Pulir/Suavizar)
Contour Surface (Contornar superficie)
Line (Línea)
Substring (Subcuerda)
Redefine (Redefinir)
3.4. Template Editor (Editor de Plantillas)
El editor de plantillas provee una rápida y conveniente
creación de secciones a lo largo de una polilinea. Tal
como se crea para las superficies de corte y relleno en el
diseño de una pista o para el diseño de labores
subterráneas.
3.5. Point Editor (Editor de Puntos)
Otra herramienta de diseño que es muy
útil es el Point Editor, el cual nos permite
ingresar y editar puntos con más precisión y
versatilidad que cuando digitalizamos con el
mouse.
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6. Como se ve en el grafico hay opciones de ingresar y editar puntos mediante coordenadas
absolutas y relativas, azimuth y buzamiento (dip) lo cual sirve de gran precisión en la digitalización de
puntos y polilineas que se quieran trazar, por ejemplo en el levantamiento poligonal topográfico.
3.6. Extrude/Expand tool (Herramienta de 3.7. Intersect Surfaces (Intersectar
extrusión/expansión) Superficies)
Esta herramienta es usada para crear Contiene un conjunto de opciones para la
nuevos sólidos y superficies trianguladas generación de nuevas superficies de la
mediante la proyección de una polilinea base intersección de dos superficies existentes.
que debe ser cerrada.
Dependiendo del resultado que se quiere
Podemos elegir la distancia y ángulo de obtener se deben elegir las adecuadas
extrusión, crear sólidos y superficies, además opciones, tales como el relleno o corte, además
de limitar la extrusión con la ayuda de otras de las operaciones booleanas (diferencia, unión
superficies. e intersección).
Con lo cual podremos diseñar y proyectar
nuestro Dump (botadero) y otras obras
similares.
6

7. 3.8. Intersect Solids (Intersectar Sólidos)
El Intersect Solids es usado para intersectar dos o
más sólidos cerrados. Los sólidos o grupos de
sólidos pueden ser seleccionados directamente del
viewer con el mouse o a través del uso del Object
Contents Browser. Las operaciones son similares al
del Intersector Surfaces: unión, diferencia e
intersección.
3.9. Volume Calculator (Calculador de Volumen)
Permite el cálculo de volúmenes de un solidó,
entre dos superficies, y opcionalmente puede
reportar los volúmenes por niveles definidos por un gridset. El cálculo de volumen puede ser ajustado
usando dos métodos:
Método de integración
Método Analítico
De los cuales el más preciso es el analítico ya que usa cálculos matemáticos basados en matrices
y determinantes en 3D.
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8. 4. BOTADEROS DE DESMONTE Y PISTAS
4.1. Botaderos de Desmonte
Un botadero de desmonte es un área en el cual una operación de tajo abierto puede disponer
mineral de baja ley y/o áridos que ha sido removido del pit con el fin de exponer el mineral de alta ley.
En algunos casos el material es removido por otras indirectas razones, tal como obras de
estabilización y construcción de pistas de acarreo.
Los más comunes tipos de botadero son:
Botaderos en quebradas
Botaderos en medio de valles
Botaderos en laderas de cerros.
Botaderos en zonas planas.
El primer paso para diseñar un botadero es la selección de un sitio o sitios que serán apropiados
para manejar el volumen de desmonte de roca a ser removido durante la vida de la mina. La
selección del sitio depende de varios factores, de los cuales los más importantes son:
Ubicación del Pit y tamaño a través del tiempo.
Topografía.
Volúmenes de Desmonte de Roca.
Límites de la propiedad.
Rutas de drenaje existente.
Requerimientos de restauración.
Condiciones de fundación.
Equipos y maquinaria para el manejo del material.
Todos estos parámetros serán considerados durante el proceso de selección del sitio. Una vez
que un sitio o numero de alternativas de locaciones han sido seleccionadas, el diseño del botadero
puede comenzar.
Diseño de botaderos
El objetivo del planeamiento del botadero es diseñar una serie de fases de disposición de
desmontes que minimizará las distancias horizontales y verticales entre el pit y el botadero. Desde
8

9. que los costos de manejo de desmontes son usualmente más grandes que los costos de minado, el
diseño del botadero juega un rol muy importante y crítico, afectando los costos de la operación total.
La secuencia de minado a tajo abierto y planeamiento de producción serán completados previo al
diseño de botadero con el objetivo de maximizar el retorno de la inversión. Por lo tanto, dos de los
más importantes parámetros concernientes al diseño de botadero han sido fijados antes de comienzo
de diseño: la ubicación del pit, tamaño a través del tiempo y el planeamiento de producción de
desmonte.
Estos dos parámetros definen donde pueden comenzar los botaderos, cuán rápido avanzarán, y el
volumen final que pueden almacenar.
La ubicación donde puede comenzar la descarga puede no necesariamente ser fuera de los
límites del pit. En algunos casos, la descarga de desmonte dentro del pit puede ser el más práctico y
económico método de establecer pistas de acarreo para la las áreas de disposición o para las últimas
fases del pit.
También, como una alternativa, ello puede ser más prudente para un botadero pequeño y para
volver a usar el material en un futuro si las ventajas económicas de éste puedan ser demostradas.
Esto puede afectar el diseño del pit en el sentido que las últimas fases adyacentes para el botadero
podrían tener ratios más altos que el diseño original. Por lo tanto, estas áreas deberían ser
examinadas en más detalle y el costo de transporte ahorrados por un botadero corto comparado a la
potencial pérdida de reservas de mineral.
La secuencia de minado del pit definirá el ratio y fuente de desmonte de roca. Generalmente, el
material de desmonte de las áreas más altas deben ser transportadas a los botaderos localizados en
las partes más altas y el desmonte más bajo en las locaciones las bajas. Esto es común si los costos
de transporte son minimizados. Si bien esto es el objetivo ideal, topografía, límites de propiedad,
rutas de drenaje, estabilidad, consideraciones medioambientales, y otras restricciones pueden hacer
este objetivo dificultoso o imposible.
La topografía limitará las áreas disponibles y usualmente definirán el tipo o forma del botadero. La
configuración más común de botadero son rellenos de valles (completo o parcial), ladera de cuña,
abanico y terrazas o combinaciones de estas.
Antes de comenzar con el diseño de botadero, dos adicionales parámetros deben ser
determinados. El factor de esponjamiento del material y el ángulo de reposo son factores muy
importantes en determinar el volumen del botadero requerido y el talud global. El material In Situ,
cuando es minado, se esponjara 10 a 60%, dependiendo del tipo de material y frecuencia de fractura,
en operaciones de roca dura, el factor de esponjamiento está entre 30 a 45%.
Las pruebas de densidad suelta deben ser ejecutadas para determinar el esponjamiento
anticipado.
Un segundo parámetro que debe ser determinado es el ángulo de reposo del material suelto. Las
rocas secas que salen de la mina usualmente están entre 34 a 37°. Para propósitos de diseño, un
talud conservador de 1.5:1 (34°) es recomendado en orden para la seguridad del proyecto la
anticipada posición del pie (toe). Las dimensiones de taludes existentes también darán una buena
indicación del ángulo de cara del botadero a largo plazo.
La configuración del botadero también será afectada por el método de transporte y la estabilidad y
consideraciones de restauración.
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10. Diseño de botadero
4.1.1.Estabilidad de Botaderos
La estabilidad general del botadero depende de un número de factores como:
Topografía del sitio.
Método de construcción.
Parámetros geotécnicos del desmonte.
Parámetros geotécnicos del material de fundación.
Fuerzas externas que actúan sobre el botadero (presencia de agua y sismos)
Ratio de avance del botadero.
Todos estos factores combinados en varias formas durante la vida del botadero de mina ayudarán
en la estabilidad del botadero o para contribuir a su inestabilidad.
La elección del sitio del botadero y su topografía usualmente es limitada con una distancia
económica de la mina, la topografía usualmente viene a ser una condición fija. El aspecto crucial de
la topografía es el talud existente del terreno natural donde el botadero será construido. Los análisis
muestran que factores de seguridad empiezan a caer significativamente por encima de una
inclinación de superficie de 20°, a pesar de los parámetros de esfuerzo de ambos el desmonte o
material de fundación.
4.1.2.Métodos de construcción
Los botaderos son usualmente construidos por uno de los dos métodos más comunes: en capas o
descarga final. Descarga final es controlada por procesos de falla donde el desmonte es depositado
formando un talud cerrado a su ángulo de reposo y el factor de seguridad es por consiguiente
cerrado a uno. Desde que la cara del frente está siempre avanzando durante la vida del botadero, el
talud no está estabilizado por la nivelación con equipos convencionales hasta el cierre del botadero.
El monitoreo de la vida del botadero es recomendado y anticipado debido a las fallas de taludes.
El botadero de mina construido usando una técnica de descarga final algunas veces son referidas
como “construidos desde la parte superior”, mientras que, la descarga en capas son construidos “de
abajo hacia arriba”. Los botaderos en capas o bancos pueden ser controlados, lo cual añade
significativamente a su estabilidad general; sin embargo, ello requiere un talud de topografía
relativamente suave y usualmente conlleva una distancia de acarreo más larga en los años más
tempranos de la vida de la mina.
10

11. Construcción de botadero por bancos o capas
4.2. Pistas de acarreo
Las pistas son los caminos por los cuales se realiza el transporte habitual de materiales dentro y
fuera de la explotación, es decir, por los que circulan las unidades de acarreo.
Algunas consideraciones que deben hacerse en el momento de proyectar los caminos de acarreo
en una explotación minera son las siguientes:
Punto de salida del pit, que dependerá de la localización de la planta de tratamiento y/o botaderos
para el vertido del estéril.
Pistas temporales o semipermanentes.
Número de carriles en pistas principales o auxiliares.
Pendientes medias y por tramos, tanto favorables como desfavorables, para el transporte.
Sentido del tráfico, etc.
4.2.1.Elementos del diseño geométrico
Los elementos que definen la geometría de la pista son:
a) La velocidad de diseño seleccionada.
b) La distancia de visibilidad necesaria.
c) La estabilidad de la plataforma de la pista, de las superficies de rodadura
d) La preservación del medio ambiente.
En la aplicación de los requerimientos geométricos que imponen los elementos mencionados, se
tiene como resultante el diseño final de un proyecto de pista estable y protegida contra las
inclemencias del clima y del tránsito. Para el buen diseño de una pista se consideran claves las
siguientes prácticas:
Evitar la alteración de los patrones naturales de drenaje.
11

12. Proporcionar drenaje superficial adecuado.
Evitar terrenos escarpados con taludes de más de 60%.
Evitar problemas tales como zonas inundadas o inestables.
Minimizar el número de contactos entre la pista y las corrientes de agua.
Conseguir una superficie de rodadura de la pista estable y con materiales físicamente sanos.
Instalar obras de subdrenaje donde se necesite, identificando los lugares activos durante la
estación de lluvias.
Reducir la erosión colocando cubiertas vegetales o físicas sobre el terreno en cortes, terraplenes,
salidas de drenajes y cualquier zona expuesta a corrientes de agua.
Usar ángulos de talud estables en cortes y rellenos.
Usar medidas de estabilización de taludes, de estructuras y de obras de drenaje conforme se
necesiten y sea económicamente seleccionada.
Proporcionar un mantenimiento debidamente planeado y programado.
4.2.2.Velocidad de diseño
La velocidad de diseño es muy importante para establecer las características del trazado en
planta, elevación y sección transversal de la carretera.
Definida la velocidad del diseño se procederá al diseño del eje de la carretera, siguiendo el
trazado en planta compuesto por tramos rectos (en tangente) y por tramos de curvas circulares y
espirales. Y similarmente del trazado vertical, con tramos en pendiente rectas y con pendientes
curvilíneas, normalmente parabólicas.
La velocidad de diseño está igualmente relacionada con el ancho de los carriles de circulación y,
por ende, con la sección transversal por adoptarse. La velocidad de diseño es la que establecerá las
exigencias de distancias de visibilidad en la circulación y, consecuentemente, de la seguridad de los
usuarios de la carretera a lo largo del trazado.
4.2.3.Distancia de parada y tiempo de reacción para frenado
De un punto de vista de seguridad, deben diseñarse las vías de acarreo para acomodar las
capacidades de frenado de esos vehículos que tienen el potencial de frenado que llega la mayoría
frecuentemente atravesado la ruta del acarreo.
Desgraciadamente, muy pocos de los fabricantes de camiones definen las capacidades de su
servicio y sistemas de frenado de emergencia en términos de eficiencia. Ellos normalmente se
describen revestimiento, tambor o tamaño del disco, método de actuación y presión del sistema.
Así, un operador no sabe si los frenos del vehículo sujetarán en un descenso en caso de una falla
de retardo. Debido a la posible necesidad de utilizar los frenos de servicio como los únicos medios
para detener o retardar un camión, su performance debe definirse y debe tenerse en cuenta en el
plan de diseño de vías de acarreo seguras.
La Sociedad de Ingenieros Automotores (SAE), comprendiendo la necesidad por las normas de
performance de frenos eficaces, ha desarrollado los procedimientos de pruebas y criterios de
distancia mínima de parada para algunos que pesan en las categorías de grande, fuera de la pista y
camiones.
La SAE recomendó los siguientes valores como distancias de frenado máximo permisible de una
velocidad inicial de 20 millas por hora, en una seco, nivelada y limpia superficie de concreto.
12

13. Tabla 4.1. Distancia de parada o frenado
Distancia máxima de parada del servicio de
Peso del Vehículo (libras)
frenado a 20 mill/hr. (pies)
< 100,000 60
100,000 – 200,000 90
> 200,000 – 400,000 125
> 400,000 175
El tiempo necesario para hacer actuar a los componentes del sistema de frenos está definido por:
Tabla 4.2. Tiempo de reacción
Peso del Vehículo (libras) Tiempo de reacción de frenado (seg)
< 100,000 0.5
100,000 – 200,000 1.5
> 200,000 – 400,000 2.75
> 400,000 4.5
4.2.4.Distancia de visibilidad
Se denomina distancia de visibilidad de parada a la mínima necesaria para que un vehículo pueda
detenerse antes de colisionar con un obstáculo que se halle en su trayectoria, sin dar lugar a
deceleraciones inadmisibles. Determinado el tiempo de parada necesario, la distancia de visibilidad
de parada será proporcional a la velocidad del vehículo.
Es, por tanto, necesario definir una velocidad de proyecto o velocidad mínima, que han de poder
mantener los vehículos durante todo el ciclo de transporte.
Esta velocidad es, por supuesto, inferior a la máxima que puede llegar a desarrollar los volquetes
y debe establecerse en función de estudios económicos relativos a la explotación, los costes de
operación y los de construcción y conservación de la pista.
4.2.5.Pendiente
El primer criterio de diseño es el relativo a que no son deseables los tramos con gran inclinación
longitudinal, sobre todo si son largos, por la reducción que provocan en la velocidad de los vehículos
al subir, que afecta a la producción horaria, y por incidencia desfavorable en:
La seguridad, mayores distancias de frenado al bajar.
Los costes de operación, mayor consumo de carburante y mayores tiempos de recorrido.
Los costes de conservación, aparición de roderas.
Tampoco interesan, sin embargo, tramos horizontales que puedan dar lugar a problemas de
evacuación de aguas pluviales.
Atendiendo a criterios puramente mecánicos, las pendientes que pueden remontar y descender
los volquetes son superiores al 20 %; sin embargo, por cuestiones de seguridad, el límite hay que
situarlo en el 15 % e, incluso, en valores menores en zonas en las que sea posible la formación de
placas de hielo. Introduciendo consideraciones de tipo económico, se ha comprobado que, salvo
zonas muy localizadas, las pendientes en continuo no deben superar el 7 a 9 %.
En cuanto a la inclinación mínima, el mínimo absoluto se recomienda fijarlo en el 0,5 % (este
mínimo debe ser del 1 % en zonas de transición de peralte, en las que la pendiente transversal de la
pista llega a anularse).
13

14. 4.2.6.Sección transversal de las pistas
La sección de las pistas es función de las dimensiones de los volquetes, de manera que sea
suficiente para que la operación de transporte se lleve a cabo con continuidad y en condiciones de
seguridad.
En cuanto al número de carriles en que ha de subdividirse la anchura total, las pistas mineras son
diseñadas, generalmente, con solo dos carriles, debido, por un lado, a la baja intensidad de tráfico y,
por otro, a la escasa disponibilidad de espacio.
Excepcionalmente, puede recurrirse a un solo carril con apartaderos. Sin embargo, los tramos
exteriores de las pistas que conducen a los vertederos o a las chancadoras primarias suelen
diseñarse con más de un carril en cada sentido.
Diseño de una pista de dos carriles para volquetes de 85 t.
4.2.7.Estabilidad de taludes de corte y relleno
14

15. En este caso se determinará la inclinación de los taludes definiendo la relación H:V de diseño
(considerando parámetros obtenidos de ensayos y cálculos o tomando en cuenta la experiencia del
comportamiento de los taludes de corte in situ y/o ejecutados en rocas o suelos de naturaleza y
características geológicas, geotécnicas similares que se mantienen estables ante condiciones
ambientales semejantes).
Los taludes de corte dependerán de la naturaleza del terreno y de su estabilidad, pudiendo
utilizarse (a modo referencial) las relaciones de corte en talud siguientes los que son apropiados para
los tipos de materiales (rocas y suelos) indicados en la siguiente tabla:
Los taludes de relleno, igualmente, estarán en función de los materiales empleados, pudiendo
utilizarse (a modo de taludes de relleno referenciales) los siguientes taludes que son apropiados para
los tipos de material incluidos en la siguiente tabla:
Para controlar los sectores con taludes inestables en este tipo de casos, se diseñarán soluciones
de bajo costo para lo cual se evaluará y definirá soluciones mediante: métodos físicos como zanjas
de coronación, estructuras de contención, métodos de revegetación.
15

16. 5. DISEÑO DE BOTADEROS DE DESMONTE EN MINESIGHT
El diseño de botaderos depende del espacio que se tenga en quebradas o zonas planas cercanas
a la mina.
16

17. La capacidad de botaderos es un factor importante que puede incidir en el rediseño del pit, debido
a que no se cuenta con la capacidad necesaria para abastecer los materiales debajo de la ley de
corte económica o se tienen distancias de acarreo demasiado largas que conducen a un costo mayor
de transporte y, por consiguiente, de minado.
El diseño de esta obra consiste primeramente en elegir una ubicación adecuada sobre la
topografía del terreno cercano al pit, para ello se trabajará con el siguiente plano:
Para tener organizado los objetos que nos servirán en el diseño, crearemos una nueva carpeta en
el Datamanager denominada “DUMPS”, hacemos clic derecho sobre la carpeta, elegimos
New/Geometry Object y lo nombramos “D4345” que será la polilinea cerrada inicial la que
posteriormente será extruida hacia abajo con un ángulo de -45° (ángulo de reposo), esta polilinea
debe trazarse en el nivel 4345 con la ayuda del gridset “Horizontal Planes”.
5.1. Operación de extrusión
A partir de la polilinea procederemos a extruirla hacia abajo con un talud de 45° grados que es un
valor referencial, ya que la elección de este ángulo depende de los estudios geotécnicos previos de
la zona elegida y de las propiedades físicas y químicas del material de desecho.
Crear el geometry “D4345solid” y poner en modo de edición
Abrir el “D4345” y seleccionarlo con
Abrir la herramienta Extrude, desde Surface/Create/Extrude (para la versión 4.0-4.5)
Procedemos a extruir la polilinea con una distancia de 200 metros con un talud de extrusión de
45° a una dirección de – 90° y lo fijamos como un solidó cerrado activando “Along”.
En la pestaña Advanced limitaremos la extrusión con la superficie de la topografía, activando
“Limit” y picando la superficie “topo + pit”.
17

18. 18

19. 5.2. Calculo de volumen del dump
Utilizando el calculador de volúmenes procederemos a estimar la capacidad de nuestro botadero
en metros cúbicos.
Abrir el Volume Calculator del menú Surface
Seleccionar “In a Solid”
Clic en el “D4345solid”
Usar el método analítico
Apply
También se puede calcular de una manera rápida y sencilla usando la opción del query
19

20. 5.3. Fusionando el Dump con la Topografía
Es necesaria la creación de un modelo de superficie del dump, el cual es requisito para la fusión
con la topografía.
Crear el geometry “D4345surface” y poner en modo edición
Abrir y seleccionar el “D4345”
Realizamos similar operación de extrusión para solidó, pero esta vez se extruirá como sólido
abierto en la base (superficie)
Desactivar “Along” del Extrude tool
En la pestaña Advanced desactivar “Limit”
Para la versión 4.5 del minesight, en la ficha general debe llenarse así:
20

21. Crear geometry “D4345merge” y poner en modo edición
Abrimos el Intersect Solids del menú Surface
Seleccionamos como grupo “A” a la superficie del dump (D4345surface), y la topografía (topo +
pit) como grupo “B”
Elegir el método de intersección unión.
Clic en preview para una vista preliminar si estamos de acuerdo hacer clic en;
Apply
21

22. 5.4. Reporte de volúmenes de corte y relleno por niveles
Anteriormente se calculo un volumen global del dump. En la siguiente operación se calculara los
volúmenes diferenciados por niveles apoyados en la cuadricula “Horizontal planes” que fija los
niveles cada 15 metros (altura de bancos).
22

23. Tener abierto el “D4345merge” y “topo + pit”
Abrimos el Volume Calculator del menú Surfaces
Seleccionar Betwen Surfaces (Entre Superficies)
Clic en la superficie “topo + pit” como Top Surface
Clic en “D4345merge” como Bottom Surface
Activar “Levels” y seleccionar el gridset “Horizontal planes” u otro que contenga los planos
horizontales.
Apply
Este reporte nos muestra un informe de volúmenes de relleno (fill) por cada nivel de operación.
Además de los acumulativos de volúmenes que ascienden a un total de 15530661 m3. En las dos
últimas columnas se tienen los volúmenes netos y acumulativos netos que están con signo negativo
el cual corresponde a volúmenes de relleno, y signo positivo para los volúmenes de corte (cut), pero
que no se consideran en este reporte.
6. DISEÑO DE PISTAS DE ACARREO EN MINESIGHT
Una vez diseñado el dump, se requerirá la construcción de una pista que servirá de conexión
entre el pit y el dump; como se ve en la figura de arriba se requerirán volúmenes de relleno y a la vez
volúmenes que serán arrancados por donde se trace el eje de la pista.
Trazaremos una línea centro o eje de pista según las normas establecidas para la construcción de
este tipo de obras con el fin de dar seguridad y flexibilidad a la operación.
Usando el Editor de Plantillas crearemos los perfiles de corte y relleno, en este ejemplo
consideraremos los taludes de ambos en 45°, para la elección de ángulos en aplicaciones reales se
considerará estudios geotécnicos y ambientales.
Con el uso del Point Editor podremos mover nuestra pista en cualquier dirección, esto con el fin de
balancear los volúmenes de corte y relleno. Se pueden crear varios diseños, los cuales nos
permitirán tener una mejor evaluación de la obra a proyectarse.
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24. 6.1. Trazado de la Línea Centro (centerline)
Sobre la topografía trazaremos nuestra línea centro, considerando que debe empezar en la salida
del pit (nivel 4112.5) y terminar en el dump (nivel 4345), además que cada tramo que digitalicemos
no debe exceder 11% de gradiente.
En el Data Manager crearemos una nueva carpeta denominada “ROAD DESIGN”
Dentro de ella crear geometry “centerline” y poner en modo edición
Previo a la digitalización del centerline tenemos que configurar en el menu snap como “face snap”
para que los puntos que tracemos se ubiquen sobre la topografía.
Activaremos el “Show selection nodes” para visualizar los puntos que se trazan.
Digitalizar los puntos cuidando que no se sobrepase 11% de gradiente.
Para la versión 4.5 ir al menú File/Project Settings, en la pestaña Status bar, configurar el Dip en
percent.
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25. Una vez digitalizado se puede ver en la barra de estado del Minesight que la longitud de la
polilinea es de 3370.41 metros, la cual tendremos que densificar puntos y suavizar las curvas para un
mejor diseño.
Seleccionar la polilinea, ir al menú polyline y hacer clic en Densify y llenar tal como se ubica en la
figura de abajo.
Ira a Menú Polyline, elegir Smooth, llenar como se muestra en la figura.
En ambos casos clic en Apply
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26. 6.2. Diseño de las superficies para el corte y relleno
26

27. Crearemos unos perfiles de superficie en forma trapezoidal de 30 metros de base menor (ancho
de pista), 50 metros de altura y un ángulo de 45° esto en ambos perfiles.
Relleno (Fill):
Corte (Cut):
Creación de la superficie de relleno
Crear geometry “surface fill”, poner en modo de edición
En el menú UTILITIES abrir el Template Editor
Seleccionar el centerline
Llenar la información de la figura de abajo
Ir a Surfaces/Create solids/Attach Template Along Polyline
Preview/Apply
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28. Creación de la superficie de corte
Crear geometry “surface cut”, poner en modo de edición
En el menu UTILITIES abrir el Template Editor
Seleccionar el centerline
Llenar la información de la figura de abajo
Ir a Surfaces/Create solids/Attach Template Along Polyline
Clic en Preview/Apply
6.3. Calculo de volúmenes de relleno por niveles
Abrimos el Volume Calculator del menú Surfaces
Seleccionar Betwen Surfaces (Entre Superficies)
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29. Clic en la superficie “D4345 merge” como Top Surface
Clic en “surface fill” como Bottom Surface
Activar “Levels” y seleccionar el gridset “Horizontal planes” u otro que contenga los planos
horizontales.
Apply
Se tiene un acumulado de 360466 m3 de volúmenes de relleno.
6.4. Calculo de volúmenes de corte por niveles
Abrimos el Volume Calculator del menú Surfaces
Seleccionar Betwen Surfaces (Entre Superficies)
Clic en la superficie “D4345 merge” como Top Surface
Clic en “surface cut” como Bottom Surface
29

30. Activar “Levels” y seleccionar el gridset “Horizontal planes” u otro que contenga los planos
horizontales.
Apply
Se tiene un acumulado de 200543 m3 de volúmenes de corte.
6.5. Balance de volúmenes de corte y relleno
Si no estamos de acuerdo con el reporte de volúmenes mostrados, tal vez porque en el relleno
tendremos que usar materiales de préstamo para cumplir con los volúmenes calculados pero con un
incremento de costos. Para ello tenemos la opción de modificar tales cantidades, usando el Point
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31. Editor, para mover las superficies de corte y relleno en el eje Z, esto generara una variación en los
valores acumulados de volúmenes, como ejemplo desplazaremos en 1 metro hacia arriba del eje Z y
veremos la diferencia de los cálculos anteriores.
Generación de nuevos reportes con la variación de 1 metro de desplazamiento
Calcular los volúmenes siguiendo los procedimientos anteriores mostrados
474654 m3 de volúmenes de relleno
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32. 145764 m3 de volúmenes de corte
6.6. Intersectando la topografía con la pista de
acarreo
Crear geometry “Topo with fill” y poner en modo
edición.
Abrir D4345 merge y surface fill
Abrir Intersect Surfaces del menú Surface
Por último, cerrar surface fill y abrir surface cut,
crear geometry “Final Topo”
32

33. Topografía final: pit, pista y dump
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34. 7. CONCLUSIONES
La geometría de la pista de acarreo se diseñará acorde a la magnitud de equipos que se tenga en
la mina.
Para la reducción de las distancias de acarreo, se debe relacionar el sentido de la rampa (horario
o antihorario) con el diseño de pista, ya que eligiendo cualquiera de estos sentidos se elige la
salida del pit y el inicio de la pista.
Debido a que se maneja grandes volúmenes en el diseño de pistas, se debe tener varios diseños
o alternativas que nos permitan balancear el movimiento de tierras.
Para el cálculo de volúmenes, es fundamental un buen levantamiento de la topografía, mientras
más detallado y más puntos tenga, el margen de error será menor.
Es necesario considerar en el modelamiento de la topografía de la mina, el drenaje natural,
porque si no se toma en cuenta; podríamos estar diseñando los botaderos y pistas en zonas no
adecuadas.
8. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Kaufman, Walter. - Ault, James. “Design of Surface Mine Haulage Roads - A Manual”. United
States Department of the Interior - Bureau of Mines
Kennedy, Bruce A. “Surface Mining”. Society for Mining Metallurgy and Exploration (U.S.)
Ministerio de Transportes y Comunicaciones (2008). “Manual para el diseño de carreteras no
pavimentadas de bajo volumen de tránsito”. República del Perú.
Mintec. (2000). “MineSight – Manual de Introducción a Aplicaciones Geológicas”.
Mintec. (2000). “MineSight – Manual de Introducción a las Aplicaciones de Ingeniería de Mina”.
Mintec. (2000). “MineSight 2 - Introduction to General Applications”.
Orderique, Edgardo (2001). “Optimización de la Secuencia Anual de Minado”.
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