minería a cielo abierto

La minería a cielo abierto , también conocida como minería a cielo abierto o de corte abierto y en contextos más amplios megaminería , ^{[ 1 ]} es una técnica de minería de superficie que extrae rocas o minerales de la tierra.

Las minas a cielo abierto se utilizan cuando se encuentran depósitos de mineral o rocas comercialmente útiles cerca de la superficie, donde la capa de recubrimiento es relativamente delgada. Por el contrario, los depósitos minerales más profundos se pueden alcanzar mediante minería subterránea. ^{[ 2 ]}

Esta forma de minería conlleva varios riesgos para la salud y la seguridad de los mineros, y puede tener un impacto negativo significativo en el medio ambiente.

Los mineros suelen perforar una serie de pozos de prueba para localizar un yacimiento subterráneo. A partir de las muestras extraídas, pueden determinar la extensión del mineral. Esto les ayuda a determinar la ubicación probable de las vetas o bancos de mineral y su valor comercial. ^{[ 5 ]} Las minas a cielo abierto que producen materiales de construcción y piedra de cantera se conocen comúnmente como canteras .

Las minas a cielo abierto se excavan en bancos , que describen los niveles verticales del pozo. El intervalo entre los bancos depende del yacimiento que se explota, el mineral que se extrae y el tamaño de la maquinaria que se utiliza. Generalmente, los bancos de las minas grandes tienen de 12 a 15 metros de espesor. ^{[ 6 ]} En cambio, muchas canteras no utilizan bancos, ya que suelen ser poco profundas. ^{[ 6 ]} La minería puede realizarse en más de un banco a la vez, y el acceso a los diferentes bancos se realiza mediante un sistema de rampas. El ancho de cada banco está determinado por el tamaño del equipo que se utiliza, generalmente de 20 a 40 metros de ancho. ^{[ 5 ]} Se crean rampas descendentes para permitir que la minería comience en un nuevo nivel. Este nuevo nivel se irá ensanchando progresivamente para formar el nuevo fondo del pozo. ^{[ 5 ]}

La mayoría de las paredes de la mina se excavan generalmente con una inclinación menor a la vertical. La roca estéril se retira a medida que la mina se profundiza; por lo tanto, esta inclinación es una medida de seguridad para prevenir y minimizar los daños y el peligro de desprendimientos de rocas. Sin embargo, esto depende del grado de meteorización y erosión de las rocas, así como del tipo de rocas involucradas. También depende de la cantidad de debilidades estructurales que se presenten en las rocas, como fallas , cizallas , diaclasas o foliaciones .

Los muros son escalonados. La sección inclinada del muro se conoce como talud, y la parte plana del escalón se conoce como talud o berma. Los escalones en los muros ayudan a prevenir desprendimientos de rocas que se extienden por toda la cara del muro. En algunos casos se requiere soporte adicional del terreno y se utilizan pernos de roca , pernos de cable y hormigón proyectado . Se pueden utilizar perforaciones de drenaje para aliviar la presión del agua perforando horizontalmente en el muro, lo cual suele ser suficiente para causar fallas en el muro por sí solo. ^{[ 7 ]}

Una vía de transporte suele estar situada al lado de la mina, formando una rampa por la que pueden circular los camiones que transportan mineral y roca estéril. ^{[ 8 ]}

Las minas a cielo abierto se explotan normalmente hasta que se agota el recurso mineral o hasta que una proporción creciente de sobrecarga con respecto al mineral hace que la extracción siga siendo antieconómica. ^{[ 9 ]} Una vez cerradas, las minas a cielo abierto a veces se convierten en vertederos para la eliminación de residuos sólidos. Generalmente se requiere algún tipo de control del agua para evitar que la mina se convierta en un lago. Varias antiguas minas a cielo abierto se han convertido deliberadamente en lagos artificiales, formando áreas como la región de los lagos de Lusacia , la región de los lagos del centro de Alemania o la región de los lagos del Alto Palatinado. Una preocupación particular en la formación de estos lagos es el drenaje ácido de minas .

La minería a cielo abierto se considera uno de los sectores más peligrosos del mundo industrial y puede causar daños significativos a la salud de los mineros. También puede tener un impacto ambiental negativo significativo, dependiendo del tipo de mineral que se extraiga y del tipo de proceso de extracción que se utilice. ^{[ 10 ]}

Open-pit mines operating in an area with heavy groundwater features may eventually face hydrology-related problems. This includes heaving and bursting of the mine floor due to excessive uplift pressure. A groundwater control system must be installed to fix problems caused by hydrology. The formation of an appropriate open-pit slope design, changes throughout the life of a mine. It is based mainly on an ever-increasing understanding of the rock mass conditions, including groundwater and associated pressures that may be acting within the slopes. The reduction of groundwater related to pore pressures is a crucial aspect of determining whether or not a geotechnical engineering design for open-pit slopes is attainable. Groundwater control systems, which include dewatering and depressurization wells, may also have a large impact on local groundwater. Because of this, an optimization-based version of the control system is required to ensure that local and regional hydro-geological impacts are within acceptable ranges.^[19]

Open Pit depressurization is the process of removing tensions or pressure from different areas of a mine. Depressurization helps to make open-pit mines more stable and secure. By using an integrated mine slope depressurization program the likelihood that mine plans can be achieved, and at an acceptable level of risk increase drastically.^[19][20] Depressurization allows considerable expansions of a mine, and can extend the life of the mine by 10 to 15 years. One technique used in depressurization is annealing. Annealing is the slow heating and cooling of a metal, alloy or glass. This slow heating and cooling relieves the internal stress of surrounding areas. Annealing will increase a material's workability and durability, which overall increases open-pit mine safety.^[21] When groundwater pressures cause problems in open-pit mines, horizontal drains are used to aid in accelerating the slope depressurization process. Which helps to prevent large scale slope failure in the mine. Horizontal drains are used to lower pore pressure by reducing groundwater head, which enhances slope stability.^[19]

A form of open-cast quarrying may be carried out as 'untopping'. This is done where a previous underground mine is becoming uneconomic or worked-out, but still leaves valuable rock in place, often as a result of room and pillar mining. Untopping removes the overburden from above this, opens up the mine from above, and then allows the previously 'trapped' minerals to be won.

El desmonte fue una práctica común en las explotaciones de pizarra galesas durante las décadas de 1930 y 2000, donde Martyn Williams-Ellis, gerente de Llechwedd, descubrió que las explotaciones victorianas anteriores podían mantenerse rentables con las nuevas técnicas mecanizadas de excavación masiva para extraer sus pilares, y más recientemente en varias minas agotadas. ^{[ 22 ]}

Una vez finalizada la actividad minera en una mina, el área puede someterse a rehabilitación del terreno . Los vertederos de residuos se nivelan para aplanarlos y estabilizarlos aún más. Si el mineral contiene sulfuros, generalmente se cubre con una capa de arcilla para evitar la entrada de lluvia y oxígeno del aire, que puede oxidar los sulfuros y producir ácido sulfúrico , un fenómeno conocido como drenaje ácido de minas . ^{[ 23 ]} Posteriormente, se cubre con tierra y se planta vegetación para ayudar a consolidar el material. Con el tiempo, esta capa se erosionará, pero se espera que la tasa de lixiviación o acidificación disminuya gracias a la cobertura, de modo que el medio ambiente pueda soportar la carga de ácido y los metales pesados ​​asociados. ^{[ 24 ]} No existen estudios a largo plazo sobre el éxito de estas coberturas debido al relativamente corto tiempo que lleva existiendo la minería a cielo abierto a gran escala. Algunos vertederos de residuos pueden tardar cientos o miles de años en volverse "ácido-neutrales" y dejar de lixiviar al medio ambiente. Los vertederos suelen estar cercados para evitar que el ganado los despoje de vegetación. La mina a cielo abierto se rodea con una valla para impedir el acceso y, por lo general, acaba llenándose de agua subterránea . En zonas áridas, puede que no se llene debido a la profundidad del nivel freático. ^{[ 25 ]} En Alemania, el mayor productor mundial de lignito (que hoy en día se extrae prácticamente en su totalidad a cielo abierto), las antiguas minas suelen convertirse en lagos artificiales . Para mitigar el problema del drenaje ácido de minas mencionado anteriormente, a menudo se inunda con agua de ríos cercanos en lugar de utilizar únicamente agua subterránea. En algunos casos, es necesario añadir óxido de calcio u otros productos químicos básicos al agua para neutralizar el pH .

Una mina de azufre a cielo abierto en Tarnobrzeg , Polonia, en proceso de rehabilitación del terreno.

El oro generalmente se extrae en minas a cielo abierto a una concentración de 1 a 5  ppm (partes por millón), pero en ciertos casos, 0,75  ppm de oro resulta económicamente viable. Esto se logró mediante lixiviación en pilas a granel en la mina Peak Hill, en el oeste de Nueva Gales del Sur , cerca de Dubbo , Australia . ^{[ 26 ]}

El níquel , generalmente en forma de laterita, se extrae a cielo abierto hasta alcanzar una ley del 0,2%. El cobre se puede extraer con leyes tan bajas como del 0,11% al 0,2%.

• Minería artesanal : minería independiente, a pequeña escala y de subsistencia. 
• Problema de cierre : problema computacional en teoría de grafos aplicado a minas a cielo abierto para la extracción óptima (no relacionado con el cierre de la mina). 
• Corte (movimiento de tierras) – Lugar donde se retira tierra para dar paso a una carretera, ferrocarril o canal. Páginas que muestran descripciones breves de los destinos de redireccionamiento. 
• Lista de minas a cielo abierto
• Zanja – Canal excavado en el suelo 
• Túnel – Pasaje subterráneo construido para el tráfico 

• Las minas más grandes, profundas y mortíferas del mundo.
• Minas a cielo abierto más profundas