UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN
AGUSTÍN DE AREQUIPA
FACULTAD DE GEOLOGÍA, GEOFÍSICA Y MINAS
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE MINAS
DISEÑO DEL DIÁMETRO DE CHIMENEA EN VENTILACIÓN PARA MEJORAR LA CALIDAD DEL AIRE
MINA CATALINA HUANCA S.A.C.
TESIS PRESENTADA POR EL BACHILLER: ALEXIS ARMANDO MEDINA BEGAZO
PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE INGENIERO DE MINAS.
DEDICATORIA
Dedicado para mis padres: Germán y Lola. Para mi querida esposa y mi adorado hijo que son mi fortaleza para seguir superándome en la minería.
A mis hermanos: por su cariño y apoyo en los momentos de mi vida.
AGRADECIMIENTOS
Mi profundo agradecimiento a la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa, a la Facultad de Geología, Geofísica y Minas, en especial a los docentes de la Escuela Profesional de Ingeniería de Minas, quienes me han enseñado los conocimientos de la minería con su talento tanto teórico y práctico por transmitir sus experiencias, en mi formación integral como profesional de la Industria extractiva de minerales.
Así mismo agradezco al Gerente de Operaciones de por sus enseñanzas y apoyo incondicional, para seguir desarrollándome profesionalmente; a todo el equipo de profesionales de mina Catalina Huanca por su tiempo dedicado en aportar información para el desarrollo de ésta tesis.
RESUMEN
La mina Catalina Huanca, tiene problemas por un lado con la emanación de gases del macizo rocoso (Geología) y otro lado un déficit de aire fresco en 37%, actual. Por lo que para llevar adelante esta tesis se planteó el siguiente objetivo general:
Explicar el diseño del diámetro de la chimenea de ventilación, según requerimiento de caudal del aire, considerando el número de trabajadores, cantidad de equipos diesel y consumo de explosivos
El procedimiento seguido fue: 1. Revisión del marco teórico
Haciendo la revisión del marco teórico disponible, nos revelo, que para estimar el caudal de aire fresco existen normas y límites permisibles, y es necesario determinar la cantidad de Hp de los equipos diesel, cantidad de personal en interior mina, y cantidad y calidad de explosivos empleados. En las galerías principales y como ventilador principal se debe de multiplicar el caudal calculado.
2. Diagnóstico de la ventilación actual
La relación que resulta de comparar el caudal de aire que ingresa a la mina con los requerimientos de aire determinados, resulta en una cobertura de 63,16%, con un déficit de 84 011 CFM. Falta 36,84% de aire fresco insuflar a la fecha. Y teniendo en cuenta para ampliaciones de explotación hasta nivel 3000, falta aproximadamente el 100%.
3. Cálculo del requerimiento de aire fresco según operación mina Es el siguiente el cálculo del requerimiento de aire fresco:
• Diluir aire viciado por explosivos= 1320 x 35,2675=46 579,5 = 46 580 CFM y
• Por equipos diesel fue establecido en 155 919 CFM
• Subtotal Total = 228 082,43 CFM
• Mas por caída de presión, fuga y ampliaciones= 2
• TOTAL = 456 164 CFM
4. Obtención del diseño de chimenea de ventilación
El resultado y obtenido alcanzo a 13,5 pies de diámetro de la chimenea Alimak 185 y 895
Se llegó a la siguiente conclusión: el diseño de dos chimeneas Ch Alimak 185 y 895, con un diámetro de 4,11 m.
INDICE GENERAL
Pág. DEDICATORIA...ii AGRADECIMIENTOS...iii RESUMEN...iv CAPÍTULO I INTRODUCCIÓN 1.1 Justificación...01 1.2 Preguntas de investigación...02 1.3 Variables e indicadores...02 1.4 Objetivos...02 1.4.1 Objetivo general...02 1.4.2 Objetivos específicos...02 1.5 Hipótesis...03 CAPÍTULO II INTRODUCCIÓN 2.1 Atmósferas de minas...042.2 Ventilación de minas subterráneas y circuitos de ventilación ...07
2.2.1 Nociones preliminares...07
2.2.1.1 Condiciones de trabajo, seguridad y salud ocupacional en la minería del Perú...07
2.2.1.2 Marco normativo nacional...08
2.2.1.3 Competencia administrativa sobre la seguridad y salud en el trabajo...09
2.2.2 Efectos en la salud y fuentes de origen de los contaminantes 10 2.2.3 Razones principales para ventilación...12
2.2.3.1 Principios de ventilación principal...13
2.2.4 Tipos de ventilación...13
2.2.4.1 Ventilación auxiliar...13
2.2.5 Clasificación de los ventiladores...14
2.2.5.1 Ventiladores centrífugos...15
2.2.5.2 Ventiladores axiales...15
2.2.6 Circuitos básicos de ventilación en minas...15
2.2.6.1 Circuitos en serie...15
2.2.6.2 Circuitos de ventilación en paralelo...16
2.2.7 Cantidad de aire necesario...18
2.2.7.1 De acuerdo al número de personas...18
2.2.7.2 De acuerdo a la cantidad de equipos diesel que ingresan a la mina...18
2.2.7.3 De acuerdo al consumo de explosivos...19
2.3 Necesidad de ventilación...19
2.3.1 Ventiladores...22
2.3.2 Tipos de ventilación...22
2.4 Atmósfera de la mina subterránea...23
2.4.1 Densidad (o peso especifico, w)...24
2.4.2 Estimación del caudal necesario para remover los contaminantes del aire (Qo)...24
2.4.3 Contaminantes del Aire...26
2.4.4 Gases de la mina...26 CAPÍTULO III MATERIAL DE ESTUDIO 3.1 Ubicación y accesibilidad...27 3.2 Clima y vegetación...28 3.3 Fisiografía...28 3.4 Recursos naturales...30 3.5 Recursos humanos...30
3.7 Geología...32 3.7.1 Geología regional...32 3.7.1.1 Estratigrafía...32 3.7.1.2 Rocas ígneas...34 3.7.2 Geología local...35 3.7.2.1 Formación Chunumayo (Jm – ch)...35
3.7.2.2 Formación Huacaña (Jm – hu)...35
3.7.2.3 Formación Paire (Jms – pa)...36
3.7.2.4 Depósitos Cuaternarios...36
3.7.2.5 Depósitos Morrénicos...36
3.7.2.6 Depósitos Coluviales...36
3.7.2.7 Depósitos Aluviales...37
3.7.3 Geología económica...37
3.7.3.1 Características del yacimiento...38
3.7.3.2 Estructuras mineralizadas...38
3.7.3.3 Tipo Stock Work Keyko...41
3.7.3.4 Alteraciones de la roca caja...45
3.7.3.5 Zoneamiento y paragénesis...45
3.7.3.6 Mineralogía, controles de mineralización...46
3.7.4 Reservas minables...50
3.7.4.1 Inventario de reservas al 2011...50
3.8 Métodos de explotación: introducción...53
3.8.1 Corte y relleno ascendente...53
3.8.2 Cámaras y pilares con corte y relleno ascendente...53
3.8.3 Shirinkage en vetas...54 3.8.4 Ciclo de minado...55 3.8.4.1 Perforación...55 3.8.4.2 Voladura...56 3.8.4.3 Desatado de rocas...57 3.8.4.4 Carguío o limpieza...57 3.8.4.5 Acarreo o transporte ...57 3.8.4.6 Fortificación ...58
3.8.4.7 Servicios auxiliares...58
3.8.5 Labores de explotación...58
CAPÍTULO IV METODOLOGÍA 4.1 Alcance investigación...60
4.2 Tipo de diseño de investigación...60
4.3 Técnicas...60
4.3.1 Trabajo de gabinete...60
4.3.1.1 Revisión de planos...60
4.3.1.2 Cálculos del volumen de aire fresco requerido por secciones mina: explotación, preparación, y desarrollo...61
4.3.1.3 Sección transversal o área del conducto...69
4.3.1.4 Perímetro y longitud del conducto...70
4.3.1.5 Elección del coeficiente de fricción...70
4.3.2 Trabajo de campo...73
4.3.2.1 Levantamientos de las labores...73
4.3.2.2 Monitoreo del aire...74
4.3.2.3 Medición del volumen del aire con anemómetro...79
4.3.2.4 Circuitos del aire: Alimak 01, y 02...79
4.3.2.5 Balance del aire de ingreso y salida...82
4.3.2.6 Diseño de diámetro de chimenea de ventilación...83
4.4 Instrumentos: DS Nº 055-2010- EM ...84
4.5 Procedimientos...90
4.5.1 Revisión del marco teórico...90
4.5.2 Diagnóstico de la ventilación actual...91
4.5.3 Cálculo del requerimiento de aire fresco según operación mina...91
CAPÍTULO V
RESULTADOS, DISCUSIÓN Y COMENTARIOS
5.1 Introducción ...92
5.2 Caudal de aire fresco según requerimientos en el futuro de mina catalina...93
5.3 Requerimientos de ventiladores principales en mina...93
5.4 Costos de inversión del diseño de ventilación...94
5.5 Resultado del diseño del diámetro de chimenea para ventilación....95
CONCLUSIONES...98
RECOMENDACIONES...100
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS...101
ÍNDICE DE TABLAS
Pág.
Tabla Nº 01: Nivel de ruido...10
Tabla Nº 02: Principales fuentes de contribución de ruido...11
Tabla Nº 03: Contaminantes del aire...12
Tabla Nº 04: Factores que contribuyen a riesgos y métodos de control.21 Tabla Nº 05: Composición del aire...23
Tabla Nº 06: Volumen de respiración y consumo de oxigeno del hombre 23 Tabla Nº 07: Límites permisibles (TWA-TLV)...26
Tabla Nº 08: Personal de empleados y obreros...30
Tabla Nº 09: Reservas probadas y probables al 2011...52
Tabla Nº 10: Valores de punto...53
Tabla Nº 11: Leyenda de perforación y carguío de explosivos...56
Tabla Nº 12: Labores de explotación ...58
Tabla Nº 13: Numero de personal de mina Catalina Huanca...64
Tabla Nº 14: Número de equipos diesel de mina Catalina Huanca...65
Tabla Nº 15: Resumen del requerimiento de aire fresco para mina Catalina Huanca (Producción 1500 TMD, labores de avance: 600 mts)...66
Tabla Nº 16: Cobertura de aire actual y remolienda...67
Tabla Nº 17: Velocidad de aire actual y caudal en las distintas labores de mina Catalina Huanca...68
Tabla Nº 18: Valores del coeficiente k para minas metálicas...71
Tabla Nº 19: Monitoreo de Ventilación en las estaciones principales (agosto del 2012)...76
Tabla Nº 20: Balance del aire de ingreso y salida de Catalina Huanca..82
Tabla Nº 21: Ventiladores necesarios y costos de operación anual...94
Tabla Nº 23: Distribución de costos de chimeneas, desarrollos y por
ventiladores principales...95
ÍNDICE DE FIGURAS
Pág. Figura Nº 01: Circuito de ventilación en serie...16Figura Nº 02: Circuito de ventilación en paralelo...17
Figura Nº 03: El comportamiento del organismo con la altura...21
Figura Nº 04: Esquema de ventilación aspirante en una mina subterránea...22
Figura Nº 05: Presión atmosférica...23
Figura Nº 06: Ubicación de mina Catalina Huanca...28
Figura Nº 07: Fisiografía de Catalina Huanca...29
Figura Nº 08: Organigrama de Catalina Huanca...31
Figura Nº 09: Geología Regional Catalina Huanca...33
Figura Nº 10: Columna estratigráfica generalizada local de la unidad mnera Catalina Huanca...34
Figura Nº 11: Malla de perforación en chimenea...55
Figura Nº 12: Esquema de carga de explosivo...57
Figura Nº 13: Puntos de estado: uno entrada de aire y punto 2 salida de aire...61
Figura Nº 14: Ilustración para determinar la entalpia...62
Figura Nº 15: Ábaco psicométrico para determinar la entalpia...63
Figura Nº 16: Caída de fricción por presión ...70
Figura Nº 17: Capacidad del ventilador...72
Figura Nº 18: Potencia del motor del ventilador, según la presión y caudal...72
Figura Nº 19: Ejemplo numérico – resultado final...73
Figura Nº 20: Monitoreo en estaciones de ventilación – gráfico de velocidades...77
Figura Nº 21: Monitoreo en estaciones de ventilación – Gráfico de caudal (m³/sg)...78
CAPÍTULO I
INTRODUCCIÓN
1.1 JUSTIFICACIÓN
La mina tiene problemas por un lado con la emanación de gases del macizo rocoso (Geología) y otro lado un déficit de aire fresco en 37%. Catalina Huanca, tiene los siguientes proyectos con un avance del 10%: construcción de la rampa Saynocca (1700 m), chimenea Alimak 185, 895, 150 y By Pass 682. Y así mismo, tiene la intención de llegar al nivel -2800 para explotar el mineral, donde se cotiza a la fecha el oro en US $ 1711 (26-10-2012) en vista que el valor punto significa de US $ 17,91, seguido de plata, plomo, zinc y cobre (US $ 6,11).
Por tanto se justifica llevar adelante la presente investigación porque solucionara la ventilación y mejorara la calidad de vida de los 145 trabajadores y 20 equipos diesel, y 600 metros de longitud de labor a
ventilar con sección promedio de 10,26 m2, en cinco niveles de interior
1.2 PREGUNTAS DE INVESTIGACIÓN
1. ¿Por qué diseñar el diámetro de la chimenea de ventilación en la mina Catalina Huanca?
2. ¿Cómo mejorara la calidad del aire en la profundidad de la mina tomando en cuenta los trabajadores, equipos diesel y emanación de gases del macizo rocoso en forma natural?
1.3 VARIABLES E INDICADORES
Variable Independiente
Variable
Dependiente Indicadores
Diseño Calidad de aire Mejora el caudal de
aire limpio. Diámetro Chimenea Construcción de chimenea con alimak 1.4 OBJETIVOS 1.4.1 Objetivo general
Explicar el diseño del diámetro de la chimenea de ventilación, según requerimiento de caudal del aire, considerando el número de trabajadores, cantidad de equipos diesel y consumo de explosivos, en la Mina Catalina Huanca S.A.
1.4.2 Objetivos específicos
1. Calcular el caudal de aire requerido según el número de trabajadores de interior mina, cantidad de equipos diesel, y consumo de explosivos.
2. Determinar el circuito de ventilación más favorable para la mina Catalina Huanca, para calcular la potencia y cantidad de
ventiladores conforme el reglamento de Seguridad y salud ocupacional en minería.
3. Realizar los monitoreos del caudal de aire en los puntos críticos de la mina.
4. Obtener el título profesional de Ingeniero de Minas.
1.5 HIPÓTESIS
Que, diseño del diámetro de chimenea en ventilación para mejorar la calidad del aire permitirá mayor productividad con buena salud ocupacional.
CAPÍTULO II
MARCO TEÓRICO
2.1 ATMOSFERAS DE MINAS
Composición del aire de Minas del aire atmosférico seco es: Nitrógeno 78,08% según volumen Oxígeno 20,95; Anhídrido Carbónico 0,03; Argón 0,93; Otros gases 0,01. El contenido de vapor de agua en el aire oscila entre 0.05 y 4 % en promedio, 1% según volumen, no influye sobre la relación entre oxigeno. Al pasar por una mina, la composición del aire cambia: la cantidad de oxígeno disminuye, la del Anhídrido
Carbónico aumenta; además, se agregan al aire se gases (CH4, H2S,
SO2, CO, H), vapores y polvo. Se considera que el aire de las minas está
compuesto por: aire atmosférico, gases activos (gases explosivos o nocivos) y por aire muerto (mezcla de Anhídrido Carbónico y nitrógeno). Un hombre en reposo consume cerca de 7 litros/minutos de aire. Esta cantidad pasa a 25 litros/ minutos cuando trabaja, y puede ascender hasta 40 lts. Si hace un esfuerzo considerable. El hombre aspira el aire
Oxígeno (O2):
Es un gas desprovisto de color, sabor y olor. Su peso específico que con respecto al aire es de 1,11; es muy activo, necesario para la combustión y respiración. Las principales causas de disminución del oxígeno en el aire de mina son:
• Proceso de oxidación lenta de la materia orgánica (madera de mina,
combustibles, roca)
• Desprendimiento de gases por los carbones y las rocas
• Explosiones de grisú y de polvo
• Incendios
• Respiración de las persona
• Combustión de las lámparas y motores.
La disminución del contenido de oxigeno hasta un 17% provoca disnea y palpitación. El descenso por debajo del 12 a 14 % puede provocar la muerte. Algunos países fijan el contenido mínimo de oxigeno en las labores activas en 19,5 – 20%. Para el control del aire respecto al contenido de oxigeno en el aire de mina, se puede utilizar una lámpara
minera de llama, que con la disminución del O2 en el aire por debajo de
lo normal, empieza a oscurecer, y se apagan si el contenido de oxígeno es menor del 17 – 16%.
Nitrógeno (N2):
Es un gas incoloro, sin color ni sabor; de peso específico 0,97; químicamente inerte. Es prescindible para la respiración y la combustión. No es nocivo, pero el aumento de su contenido en el aire de minas es perjudicial para el hombre, por ser la causa de la disminución del oxígeno. Las fuentes de aumento del contenido de nitrógeno son:
• Putrefacción de sustancias orgánicas.
• Desprendimiento de nitrógeno de las rocas y los carbones (el grisú contiene hasta 40% de Nitrógeno).
Anhídrido carbónico (CO2):
Gas sin color y olor, con un sabor ligeramente ácido, de peso específico de 1,53; es soluble en agua. Su punto de fusión de 57°C está por arriba de su punto de ebullición de 78,5°C. Es inofensivo para las personas hasta 0,5%; con 3% de este gas la lámpara empieza a apagarse y la frecuencia de la respiración aumenta; con un 5% la lámpara se apaga y la respiración se triplica; con10%, puede producir estado de coma y con 20 a 25%, la muerte en algunos segundos. En pequeñas cantidades estimula la respiración. Los mineros experimentados reconocen la
presencia de CO2 por la dificultad de la respiración, el calentamiento de
las piernas y de la piel que se enrojece; por dolor de cabeza y decaimiento general. Concentraciones mayores provocan la tos y aceleración de la respiración. El anhídrido carbónico se forma por:
• Hulleras subterráneas durante la putrefacción de la madera de mina.
• Oxidación lenta del carbono
• Descomposición de rocas carbonatadas por la acción de las aguas
ácidas.
• Explosiones de grisú y polvo de carbón.
• Incendios subterráneos.
• Trabajos con explosivos.
• Respiración de las personas.
• Combustión de motores, etc.
En minas bien ventiladas, el contenido de anhídrido carbónico en lugares de trabajo no debe sobrepasar de 0,25 a 3%. Los reglamentos
donde no debe superar el 0,5 % (según volumen) y en corrientes de aire saliente el 0,75%. El anhídrido carbónico es 1,5 veces más pesado que el aire y por esto puede acumularse en el piso de las labores y en la
parte inferior de las labores inclinadas. El CO2 se identifica mediante
lámparas de seguridad que a la vez indica el contenido de oxígeno en el aire. La llama de la lámpara de acetileno no es indicador, ya que todavía arde cuando el hombre está asfixiado.
2.2 VENTILACIÓN DE MINAS SUBTERRÁNEAS Y CIRCUITOS DE
VENTILACIÓN
2.2.1 Nociones preliminares
2.2.1.1 Condiciones de trabajo, seguridad y salud ocupacional en la minería del Perú
Algunos comentarios de la Organización Mundial de la Salud (OMS).
La explotación Minera en el mundo tiene repercusiones económicas, ambientales, laborales y sociales.
• La minería en el mundo, no es un generador de
empleo sólo ocupa el 1% de la mano de obra, sin embargo es responsable del 8% de los accidentes fatales (15 000 aprox.), no están incluidos las enfermedades ocupacionales (Neumoconiosis, Audición etc.).
• La minería en general se desarrolla alejado de
centros urbanos.
• Se trabaja con factores físicos adversos (iluminación,
• Las jornadas de trabajo son extendidas a más de 10 horas y en algunos casos a más de 40 días consecutivos.
• Trabajos en turnos nocturnos y aislados de sus
compañeros.
• No se encuentra información estadística de salud
ocupacional.
La minería en el Perú es pilar productivo de la economía, en la década pasada contribuyó con más del 8% del PBI y mas del 45% como generador de divisas.
2.2.1.2 Marco normativo nacional
A. Constitución Política del Perú (1993)
Art. 7º, 9º y 59º.- Derecho de todos a la protección de la salud, el medio familiar y de la comunidad; hay elementos para obligar al Estado, empleador y trabajador para prevenir y resolver los problemas. B. Ley general de Salud.- “Cap. VII sobre Higiene y
Seguridad en los ambientes de trabajo”
• Art. 100º.- “Establece la obligación por parte de
quienes conducen o administran actividades de extracción, producción, transporte y comercio de bienes o servicios de adoptar las medidas necesarias para garantizar en sus ambientes de trabajo, la promoción de la salud y la seguridad de los trabajadores y de terceras personas”.
actividades de extracción, producción y transporte de bienes y servicios se sujetan a las disposiciones que dicta la autoridad de salud competente asignándole a ésta un rol normativo y de vigilancia del cumplimiento”.
C. Código civil
• Art. 1970º. Señala “Aquel que mediante un bien
riesgoso o peligroso o por el ejercicio de una actividad riesgosa o peligrosa causa un daño a otro, está obligado a repararlo”
D. Código penal
Se tipifica los delitos de violación a la libertad de trabajo entre ellos.
“El que obliga a otro, mediante violencia o amenaza a trabajar sin las condiciones de seguridad e higiene industriales determinadas por la autoridad”.
2.2.1.3 Competencia administrativa sobre la seguridad y salud en el trabajo
• Ministerio de Salud (MINSA)
• Ministerio de Energía y Minas (MEM)
• Ministerio de Trabajo y Promoción Social (MTPS)
• Ministerio de Energía y Minas
• D.S. 014-92-EM Ley General de Minería
• Art. 209º al 213º Disposiciones sobre Higiene y
Seguridad en el Trabajo.
• DS 055-2010- EM Reglamento de Seguridad e
VENTILACIÓN
Artículo 236. - El titular minero dotará de aire limpio a las labores de trabajo de acuerdo a las necesidades del trabajador, de los equipos y para evacuar los gases, humos y polvo suspendido que pudieran afectar la salud del trabajador. Todo sistema de ventilación en la actividad minera, en cuanto se refiere a la calidad del aire, deberá mantenerse dentro de los límites de exposición ocupacional para agentes químicos de acuerdo al anexo Nº 4 y lo establecido en el Decreto Supremo Nº 015-2005-SA o la norma que la modifique o sustituya. Además debe cumplir con lo siguiente:
• Ley 27474 Ley de Fiscalización de las actividades
mineras.
• Art. 17º.- Los Fiscalizadores Externos o
representante de las Empresas serán consideradas como Funcionarios Públicos
2.2.2 Efectos en la salud y fuentes de origen de los contaminantes
Tabla Nº 01: Nivel de ruido
Nivel de ruido en el tiempo
Escala “A” – dB (decibeles) Tiempo de exposición
82 decibeles 16 horas - día
85 decibeles 8 horas – día
88 decibeles 4 horas – día
91 decibeles 1 ½ horas – día
94 decibeles 1 hora – día
97 decibeles ½ hora – día
100 decibeles ¼ hora - día
ruido contribución de ruido del sonido (dB) decibeles
Compresores Escape de aire
comprimido. Impacto del pistón interno o del tornillo.
100-120 100-110
Faja
transportadora
Limpiadores e impactos de las partes mecánicas y material roto. Ruido del motor y los engranajes.
100-105 95-100
Chancadoras Impacto y flujo de
materiales. Ruido del motor y los engranajes.
110-120 85-105 Tractor de oruga, cargador frontal, excavadores, camiones Motor, admisión y escape de aire. 110-120 100-115
Molinos Flujo interno del material
impacto del material.
100-110 85-105 Equipo de perforación hidráulicos. Escape de aire comprimido. Sonido de la perforación. 120 Equipo de perforación neumática.
Ruido del compresor. Sonido de la perforación.
130 125
Bombas. Reducción del trabajo en
las tuberías.
Tabla Nº 03: Contaminantes del aire
Contaminante
s Efecto en la salud
Principales fuentes
CO Daños a los sistemas
nervioso central y cardiovascular. Combustibles fósiles. SOx Cardiovasculares y respiratorios Combustibles fósiles Conteniendo azufre
NOx Tracto respiratorio alto y
bajo Combustión a alta temperatura de
combustibles fósiles Hidrocarburos no saturados y aromáticos Algunos poseen propiedades cancerígenas, terratogénicas y mutagénicas. Uso de petróleo, carbón y gas natural.
Partículas Afecciones en sistemas
respiratorio, nervioso central, renal, gastrointestinal. Actividades industriales de transporte, combustión y causas naturales.
2.2.3 Razones principales para ventilación
Cuatro razones principales para la ventilación - Oxígeno para la respiración.
- Diluye y remueve el polvo.
- Diluye y remueve gases nocivos. - Reduce temperaturas.
Además la ventilación provee
- Un ambiente laboral seguro y confortable: Objetivos de la ventilación minera
• Proporcionar a la mina un flujo de aire en cantidad y calidad
• Cumplir con el R.S.H.M. en lo referente a ventilación y salud ambiental.
2.2.3.1 Principios de ventilación principal Para que exista ventilación debe haber: - Dos puntos de diferente presión ( >P a <P ) - Diferencia de temperaturas ( > Tº a < Tº ). 2.2.4 Tipos de ventilación
Se pueden clasificar en dos grandes grupos: A. Ventilación natural
B. Ventilación mecánica 2.2.4.1 Ventilación auxiliar
a. Ventilación natural
Es el flujo natural de aire fresco al interior de una labor sin necesidad de equipos de ventilación.
En una galería horizontal o en labores de desarrollo en un plano horizontal no se produce movimiento de aire. En minas profundas, la dirección y el movimiento del flujo de aire, se produce debido a las siguientes causas: diferencias de presiones, entre la entrada y salida. Diferencia de temperaturas durante las estaciones.
A.1 El caudal de aire
Es la cantidad de aire que ingresa a la mina y que sirve para ventilar labores, cuya condición debe ser que el aire fluya de un modo constante y sin interrupciones.
El movimiento de aire se produce cuando existe una alteración del equilibrio: diferencia de presiones entre la entrada y salida de un ducto, por causas naturales (gradiente térmica) o inducida por medios mecánicos. B. Ventilación mecánica
Es la ventilación auxiliar o secundaria y son aquellos sistemas que, haciendo uso de ductos y ventiladores auxiliares, ventilan áreas restringidas de las minas subterráneas, empleando para ello los circuitos de alimentación de aire fresco y de evacuación del aire viciado que le proporcione el sistema de ventilación general.
C. Objetivo de la ventilación auxiliar
El objetivo de la ventilación auxiliar es mantener las galerías en desarrollo, con un ambiente adecuado para el buen desempaño de hombres y maquinarias, esto es con un nivel de contaminación ambiental bajo las concentraciones máximas permitidas, y con una alimentación de aire fresco suficiente para cubrir los requerimientos de las maquinarias utilizadas en el desarrollo y preparación de nuevas labores.
2.2.5 Clasificación de los ventiladores Se clasifican en:
• Ventiladores centrífugos
2.2.5.1 Ventiladores centrífugos
En estos ventiladores, el aire entra por el canal de aspiración que se encuentra a lo largo de su eje, cogido por la rotación de una rueda con alabes. Ofrece la más alta presión estática y un flujo mediano. Su eficiencia varía entre 60% y 80%, pueden trabajar a altas velocidades. Son ventiladores que pueden considerarse “quietos” si se observa su cueva característica, produce menos ruido que las axiales, son rígidos, son más serviciales pero mucho más costosos.
2.2.5.2 Ventiladores axiales
En este tipo de ventiladores, el aire ingresa a lo largo del eje del rotor y luego de pasar a través de las aletas del impulsor o hélice es descargado en dirección axial. También se les llama ventiladores de hélice.
Ofrece el más alto flujo de aire, su eficiencia esta entre 70 y 80% y son capaces de trabajar a las velocidades más altas, presentan una gama fuerte de inflexión e inestabilidad, producen los niveles más altos de ruidos, son más versátiles y son más baratos.
2.2.6 Circuitos básicos de ventilación en minas 2.2.6.1 Circuitos en serie
Se caracteriza porque la corriente de aire se mueve sin ramificación, por lo que el caudal permanece constante, en este caso todas las galerías se conectan extremo a extremo.
Figura Nº 01: Circuito de ventilación en serie Propiedades:
a. El caudal que pasa por cada labor es el mismo Qt = Q1 = Q2 = ...= Qn
b. La caída de presión total es igual a la suma de caídas de presiones parciales: Ht = H1 + H2 + ...+ Hn Luego, como H = R*Q2 Ht = R1 * Q12+ R2*Q22+ ...+ Rn * Qn2 Rt * Qt2= R1 * Q12+ R2 * Q22+ ...+ Rn * Qn2 Como Qt = Q1 = Q2 = ...= Qn quedará: RT = R1 +R2 +R3 +…….. Rn
2.2.6.2 Circuitos de ventilación en paralelo
En la unión en paralelo, las labores se ramifican en un punto, en dos o varios circuitos que se unen en otro punto:
Figura Nº 02: Circuito de ventilación en paralelo
Características:
a. La característica básica de las uniones en paralelo, es que las caídas de presión de los ramales que la componen son iguales, independientemente del, largo, resistencia y cantidad de aire.
H1 = H2 = H3 =....=Hn
b. El caudal total del sistema de galerías en paralelo, es igual a la suma de los caudales parciales.
Qt = Q1 + Q2 + Q3 + ...+ Qn
c. La raíz cuadrada del valor recíproco de la resistencia aerodinámica del circuito, es igual a la suma de las raíces cuadradas de los valores recíprocos de las resistencias aerodinámicas parciales.
2.2.7 Cantidad de aire necesario
2.2.7.1 De acuerdo al número de personas
Se emplea la siguiente ecuación, para calcular la cantidad necesaria de aire
Q1 = q x n
Q1 = Cantidad de aire necesario para el personal (m³/min)
q = Cantidad de aire mínimo por persona (m³/min) (R.S.H.M)
n = Número de personas presentes en la mina por guardia.
Necesidades de aire de acuerdo a diferentes altitudes Es necesario basarnos en la norma que exige los mínimos necesarios de aire para el personal en mina, según la altitud a la que se encuentra, como se muestra a continuación.
2.2.7.2 De acuerdo a la cantidad de equipos diesel que ingresan a la mina
Se emplea la siguiente ecuación, para calcular la cantidad necesaria de aire, cuando se emplean equipos diesel.
Q2 = K x N
Q2 = Cantidad de aire para uso de equipos Diesel.
(m³/min.)
K = 3.0 (m³/min) Cantidad de aire necesario por cada HP N = Número de HP de los equipos autorizados y que
trabajan en la mina.
2.2.7.3 De acuerdo al consumo de explosivos
Se emplea la siguiente ecuación, para calcular la cantidad necesaria de aire, cuando se emplean explosivos de dinamita y anfo.
Q3 = V . n . A
Q3 = Cantidad de aire para diluir contaminantes por
explosivos (m³/min)
V = Velocidad del aire 20 m/min. (dinamita) 25 m/min (AnFo)
n = Número de niveles de la mina en trabajo
A = Área promedio de la sección de las labores niveles en trabajo (m²)
2.3 NECESIDAD DE VENTILACIÓN
La ventilación en una mina subterránea es el proceso mediante el cual se hace circular por el interior de la misma el aire necesario para asegurar una atmósfera respirable y segura para el desarrollo de los trabajos.
La ventilación se realiza estableciendo un circuito para la circulación del aire a través de todas las labores. Para ello es indispensable que la mina tenga dos labores de acceso independientes: dos pozos, dos socavones, un pozo y un socavón, etc.
En las labores que sólo tienen un acceso (por ejemplo, una galería en avance) es necesario ventilar con ayuda de una tubería. La tubería se coloca entre la entrada a la labor y el final de la labor.
Esta ventilación se conoce como secundaria, en oposición a la que recorre toda la mina que se conoce como principal.
Es necesario establecer una circulación de aire dentro de una mina subterránea por las siguientes razones:
• Es necesario asegurar un contenido mínimo de oxígeno en la
atmósfera de la mina para permitir la respiración de las personas que trabajan en su interior.
• En el interior se desprenden diferentes tipos de gases, según el
mineral a explotar y la maquinaria utilizada. Estos gases pueden ser tóxicos, asfixiantes y/o explosivos, por lo que es necesario diluirlos por debajo de los límites legales establecidos en cada país.
• A medida que aumenta la profundidad de la mina la temperatura
aumenta. El gradiente geotérmico medio es de 1º cada 33 m. Adicionalmente, los equipos y máquinas presentes en el interior contribuyen a elevar la temperatura del aire. En este caso la ventilación es necesaria para la climatización de la mina. Ver tabla adjunta.
Tabla Nº 04: Factores que contribuyen a riesgos y métodos de control
2.3.1 Ventiladores
Los ventiladores son los responsables del movimiento del aire, tanto en la ventilación principal como en la secundaria. Generalmente los ventiladores principales se colocan en el exterior de la mina, en la superficie.
Los tipos de ventiladores utilizados son:
• Axiales o de hélice
• Radiales o centrífugos
2.3.2 Tipos de ventilación
La ventilación de una mina puede ser soplante o aspirante (ver figura). En la soplante el ventilador impulsa el aire al interior de la mina o de la tubería. En el caso de aspirante el ventilador succiona el aire del interior de la mina (o la tubería) y lo expulsa al exterior.
En Europa el más habitual es que la ventilación principal sea aspirante. El aire limpio entra por una (o varias) de las entradas de la mina y el aire viciado tras recorrer la mina es aspirado por el ventilador principal.
Figura Nº 04: Esquema de ventilación aspirante en una mina subterránea
2.4 ATMÓSFERA DE LA MINA SUBTERRÁNEA
El aire es una mezcla gaseosa, existiendo como un vapor que constituye la atmósfera natural a la superficie de la tierra. Cuando el aire ingresa a la mina, su composición cambiará dependiendo de las rutas que recorre: En minería subterránea, el aspecto más crítico del ambiente es el control del "aire" en el lugar de trabajo.
Tabla Nº 05: Composición del aire
Fuente: http://www.youtube.com/watch?v=hAth1N4dMoU&feature=related
Figura Nº 05: Presión atmosférica
2.4.2 Estimación del caudal necesario para remover los contaminantes del aire (Qo)
Esta estimación es la parte más empírica en el diseño de un sistema de ventilación
Para determinar Qo es necesario saber: Caudal de contaminantes emitidos (q)
Concentraciones máximas permisibles (TLV) (TLV = Threshold Limit Value
Requerimientos de aire fresco (De acuerdo a MSHA de EE.UU.)
Parte 57.22213: Para minas metálicas
Caudal mínimo por frente de trabajo: 6000 CFM Velocidad mínima en último recorte: 40 FPM Parte 75.22213: Para minas de carbón
Caudal mínimo en el último recorte: 9000 CFM Velocidad mínima en el frente de trabajo: 60 FPM Recomendación: mantener velocidades > 150 FPM
Una vez conocido el caudal de emisión de los contaminantes, el volumen del aire puede ser calculado utilizado la ecuación de dilución.
Qo = Caudal de aire B = Concentración
q = Caudal de emisión gas TLV = Límite permisible
B TLV q Qo − =
El problema es como determinar el caudal de emisión de los contaminantes (g).
Ejemplo 1:
La oxidación de sulfuros en un tope libera 7 x 10-5 m³/s de SO
2. Si
el límite permisible del gas es de 5 ppm, cual es el caudal requerido? Solución: B C q Qo − =
Este es parte del volumen total de aire circulado por el sistema de ventilación.
Tabla Nº 07: Límites permisibles (TWA-TLV)
(para ser usados como referencias solamente)
2.4.3 Contaminantes del Aire
Gases en estratos mineralizados
CH4 y CO2 en mantos de carbón, dolomitas, etc. Radón en yacimientos de uranio
Productos de diesel (Gases y DPM) Gases y partículas sólidas
Productos de voladura: incluyendo CO, y NOx Polvo grueso y respirable
Calor y temperaturas extremas. 2.4.4 Gases de la mina
Los gases son generados durante voladura, Son también
producidos por equipos a diesel: Gases comunes: CH4, CO2, CO,
NOx, SO2
Gas Natural, CH4
Es producido por descomposición de material orgánico.
Es explosivo entre 5 – 15 %. Es más liviano que el aire (ρ = 0.65
CAPÍTULO III
MATERIAL DE ESTUDIO
3.1 UBICACIÓN Y ACCESIBILIDAD
La Unidad Minera Catalina Huanca se ubica en las estribaciones orientales de la Cordillera Occidental de los Andes del Centro del Perú. Políticamente pertenece al Distrito de Canaria, Provincia de Fajardo, Departamento de Ayacucho, a una altitud de 3,400 m.s.n.m. (Ver plano N° 01).
Sus coordenadas U.T.M. son:
• Longitud: 615,200 E * Latitud: 8’454,200 N
Es accesible por dos rutas:
3.2 CLIMA Y VEGETACIÓN
El clima es seco y frio. Con dos estaciones marcadas, invierno entre Diciembre y Marzo con fuertes precipitaciones de lluvias y verano de Abril a Noviembre, con intenso sol, cielo azul de día y frígido por las noches descendiendo fuertemente la temperatura.
En las partes altas la vegetación se limita al ichu y a los 3,500 m.s.n.m. existen sembríos de trigo, cebada, maíz, habas, etc.
3.3 FISIOGRAFÍA
El área del proyecto está conformada por terrenos montañosos de moderada a fuerte pendiente. Las labores mineras se encuentran en la Qda. Saccllani, entre los 3100 y 3600 msnm., mientras que los relaves se ubican en la cabecera del río Mishca, entre los 3200 y 3250 msnm. La Unidad Catalina Huanca se encuentra emplazada en la Unidad Geomorfológica denominada “Valle Angosto”, caracterizado por presentar flancos con fuerte declive (35º hasta 60º en promedio) con un perfil transversal en forma de V, labrados en rocas sedimentarias de las formaciones: Chunumayo (Jm-ch), Huacaña (Jm-hu) y Paire (Jms-p) cubiertos parcialmente por depósitos cuaternarios de origen coluvial y fluvio /aluvial.
3.4 RECURSOS NATURALES
El yacimiento mineral constituye el principal recurso, es así que en el área correspondiente a la Mina Catalina Huanca, podemos encontrar minerales que contienen Plomo, Zinc, Cobre y otros, que es objeto de la exploración.
3.5 RECURSOS HUMANOS
La fuerza laboral es uno de los aspectos más importantes de la actividad minera, por lo que la empresa realiza una selección rigurosa y mantiene una constante preocupación por el perfeccionamiento y capacitación de todo su personal. Los cuales se muestra en la tabla adjunto.
Tabla Nº 08: Personal de empleados y obreros
EMPLEADOS OBREROS TOTAL
COMPAÑÍA 180 405 585
EMPRESAS
CONTRATISTAS 270 393 663
TOTAL 450 798 1248
3.6 ORGANIGRAMA DE LA EMPRESA
En la siguiente figura se presenta el organigrama de la minera Catalina Huanca.
Superintendencia Geología Jefe de sobrestant e de muestreo Jefe de Geología de exploracio Jefe de Proyectos de inversión Jefe de Manejo de relaves Superintendencia De proyectos e infraestructura Secretaria General Gerencia de Seguridad y Medio ambiente Gerencia de Operaciones Superintendenc ia De Mantenimiento Jefe de Mantto. Planta Jefe de Mantto. Mina Jefe de Mantto. Eléctrico Superintendencia Planeamiento y Costos Jefe de Planeamien to Jefe de Depto. De Geomecánica Jefe de Geología Jefe de Productivid ad Superintendenci a Mina Jefe de Guardia Jefe de Sección Superintendencia Planta Jefe de Guardia Jefe de Laboratorio Metalúrgico Superintendencia Adm. Y RR.HH Relaciones comunitarias Contabilidad Jefe de logística mina Jefe de RR.HH y Administraci GERENCIA GENERAL
3.7 GEOLOGÍA
3.7.1 Geología regional
La secuencia litológica que aflora en la región está compuesta por rocas de origen sedimentario cuyo período de formación se extiende desde el Permiano Superior (Paleozoico), rocas del Triásico y Jurásico Inferior del Mesozoico representado por los Grupos Mitu (Ps-m) y Pucará (Tr-Jr) hasta el Cuaternario.
Estas unidades rocosas se encuentran conformando una franja con dirección NO-SE. El relieve de la zona está caracterizado por presentar vertientes muy pronunciadas y valles interandinos con ríos de la cuenca del río Cangallo-Pampas afluentes del río Apurímac. El río Pampas presenta un recorrido de Oeste a Este. La Formación Socosani del grupo Chunumayo forma un contacto discordante con el Grupo Pucará y también con la Formación Labra y ésta última se encuentra en concordancia con la Formación Gramadal.
Se observa afloramientos de facies graníticas (PS-q/gr) hacia el Este del área del emplazamiento minero y en el área del emplazamiento mismo rocas intrusivas de tipo diorítico, la Diorita Ccasccabamba (Nm-ca/di) y cuarzo monzonita (Tms-qm). Ver figura de geología regional.
3.7.1.1 Estratigrafía
El Yacimiento Catalina Huanca se ubica en las faldas de los cerros Hatun Orcco (4,000 msnm) y Monteruyocc, donde destaca la quebrada Sacllani de rumbo S60°E, principal colector del drenaje superficial que llega hasta el río Mishca, a través del cual se observa la columna estratigráfica representativa de la mina.
Figura Nº 09: Geología Regional Catalina Huanca
MARIA DEL CARMEN
Nm - di Chinchinga Nº 1 35º Kis - fe Q d a. D o n J u a n San Pedro de Huaya N Tiquihua 58º Kis-fe Kis - fe 25º Q d a. T o c c l l a 40º 35º Kis - fe JsKi - sr 30º Lag. Chihuancocha Llihua Pallcco Jm - ch Anoccara Pampa Jm - hu Cº Hu acra chuc o R io R aja ure Jm - ch 46º Q d a . A n a c u t e Q d a . P a c h a c a Q d a . T e j a y h u a s i Q d a. Jms - pa C c h o c h a n i 40º 60º 40º 40º 30º 40º 35º 20º 60º 60º Q d a. C h i h u a C h i h u a Q d a. T a c a 26º Pucasora 65º 40º Raccaya Q d a . C h u g i a t a r q u i Jm - ch Jm - ch 40º D U TrJi - p Ps - m 10º Ps - m 20º J a j a l l a A S Q U I P A T A TrJi - p 45º 30º APONGO Qh - al CERRO APONGO PLANTA Rio M ishca 50º TrJi - p JsKi - sr Qh - al Pillu Pillu 85º MINA CATALINA HUANCA Uyuccasa Saccllani Rio M ishca Q d a. S a c c l l a n i REDUCIDO APONGO 15º Ps - m Rio A yhuaja Rio Lucanas Pi - gr Qp - ba TINTAY Qp - ba R io H uanc arin a RIO SO NDON DO Ajolla Huanca Pampa Ps - m TACA NpQp - ba Kis - fe JsKi - sr Jms - pa Km - hu Jm - ch TrJi - p Ps - m Gpo. Barroso Fm. Ferrobamba Fm. Soraya Fm. Paire Fm. Huacaña Fm. Chunumayo Gpo. Pucará Gpo. Mitu LEYENDA Nm - di Diorita Pi - gr Granito Querobamba Geol.: INGEMMET Top. : I.G.N. Dib. : Ing. D. López. Rev. : Ing. Alfredo Enriquez.
CATALINA HUANCA SOCIEDAD MINERA S.A.C.
Departamento de Geologia & Exploraciones
MAPA GEOLOGICO REGIONAL
Esc. : 1/100,000 Fecha. : Setiembre, 2011 Plano : Kis - fe Qr - fg Js- mi Jms- pa Js K i - sr Ki - ma 40º 40º Cº Yauriña Cº Huara Huara Cº Chuchaucruz Js Ki - sr Cº Yanaorjo Jms - pa Js - sa Cº Condorillo Huishja Qr - fg Chalhuamayo Laguna Chanhalucnayoc Aualaya Pampa Tm - c NpQp - ba Vedo Pampa Ki - ma Puquio Huayjo Huaytara Jm - hu Jaja Toma C º T ep oc co llp a C º C an gra ra PampaUracancha Ki - ma Tepoccollpa Ccanccahua Cº Jatun Seca Seca Pata Lanti Pampa Machay Punco Corral Pampa Cº Tala vera 65º 75º Js - mi Mbro. Minaschayoc CANARIA Cayhua Qp - ba 8º QUEROBAMBA Puma Pucro Rio C ho nta Q da . C hin che R I O C A N G A L L O Pi - gr Q da . C ru z H ua yco Pi - gr
Mina Catalina Huanca Kis - fe 02 616 E 612 E 608 E 604 E 600 E 8'4 56 N 8'4 52 N 8'4 48 N 8'4 44 N 8'4 40 N D U Pumpana Cº Yana Orjo Cº Illalloc Granja Ki-ma Fm. Mara Js - sa Mbro. Sayhua Js - sa Jm s- pa Jm s- pa Js K i - sr Ki - ma Mogalla Cº Morjolla Orjo Cruz Huasi Milpo Cº Muyo Muyo Cº Condorina Morocolla Uchuy Cº Hincochayoc Cº Pepino Chayoc C º S an ta E le na C º C hu yo Cº H uac rachuco Jurapampa NpQp - ba 8'4 60 N 8'464 N 8'4 56 N 8'4 52 N 8'4 48 N 8'4 44 N 8'4 40 N 8'4 68 N 8'4 64 N 8'4 60 N 8'4 52 N 8'4 56 N 8'4 68 N 8'4 48 N 8'4 44 N 608 E 612 E 604 E 616 E 620 E 624 E 628 E 624 E 620 E 616 E 612 E 608 E NpQp - ba
E R A TE M A S IS TE M A S E R IE UNIDAD G R O S O R A P R O X E N M . COLUMNA SIM BOLO DESCRIPCION LITOLOGICA C E N O ZO IC O C U A TE R N A R IO H O LO C E N O P LE IS TO C E N O M E S O ZO IC O P A LE O ZO IC O TR IA S IC O P E R M IA N O D E V O N IA N O INFE RIOR S U P E R IO R IN FE R IO R MEDI O GPO. EXCELSIOR GPO. MITU GPO. PUCARÁ DEP. MORRENICO DEP. FLUVIOGLACIAR DEP. COLUVIAL DEP. ALUVIAL >750 >800 Qh - al Qh - co Qh - fg Qp - m TrJi - p Ps - m D - e
Bloques, gravas, arenas y limos no consolidados
Bloques, gravas, arenas y limos ligeramente consolidados
Disc. Erosional
Disc. Angular
Disc. Erosional
Esquistos areniscosos gris verdosos a pardo
rojizos,arenas limoliticas finamente laminadas y cuarcitas grises estratificadas en bancos de 20 a 50 cm. intruido por granito Querobamba.
Conglomerados, areniscas rojizas estratificadas en bancos de grosor medio, intercalados con lutitas rojas en bancos delgados, brechas y derrames lavicos
andesiticos
Calizas gris oscuras en bancos gruesos, intercaladas con porciones subordinadas de areniscas, yeso y lutitas oscuras en capas delgadas.
COLUMNA ESTRATIGRAFICA GENERALIZADA LOCAL DE LA UNIDAD MINERA
CATALINA HUANCA
CATALINA HUANCA SOCIEDAD MINERA S.A.C.
DEPARTAMENTO DE GEOLOGIA E INGENIERIA
COLUMNA ESTRATIGRAFICA
Geologia : INGEMMET Diseño : INGEMMET Dibujo Cad : Ing. David López. Revisión : Ing. Alfredo Enrriquez
FECHA : Enero 2012 Lám. Nº. :
03
Figura Nº 10: Columa estratigráfica generalizada local de la unidad mnera Catalina Huanca
3.7.1.2 Rocas ígneas
Tenemos la presencia de un stock subvolcánico riolítico que aflora en el cerro Monteruyocc en las inmediaciones del contacto caliza-conglomerado. A este subvolcánico se le puede atribuir haber sido el portador de las soluciones mineralizantes y los efectos de la alteración hidrotermal de las cajas. En el Metalotecto Pucará constituida por
calizas, se encuentran intercalaciones de diques riodacíticos y de andesita porfirítica propilitizada.
El contacto caliza-subvolcanico presenta un rumbo N24°E y 29°NW de buzamiento y el contacto intrusivo-conglomerado tiene un rumbo N35°E y buzamiento 73°NW.
3.7.2 Geología local
Las principales unidades lito-estratigráficas que afloran en el área de la Unidad Minera están representados por el Grupo Chunumayo (Jm – ch) y las Formaciones Huacaña (Jm – hu) y Paire ((Jms – pa) del Grupo Yura; estas unidades se encuentran parcialmente cubiertos por depósitos de origen coluvial y aluvial. Se describe en seguida las unidades litológicas.
3.7.2.1 Formación Chunumayo (Jm – ch)
Esta unidad tiene amplio desarrollo en el área de la Unidad Minera. Está constituido por calizas criptocristalinas en estratos de 0,40 hasta 1,00m de espesor, con intercalaciones delgadas de margas y calizas arcillosas. Las capas de calizas tienden a dividirse en lajas. Regionalmente las capas de esta unidad están conformando los flancos de una estructura anticlinal de orientación general NO-SE.
3.7.2.2 Formación Huacaña (Jm – hu)
Esta unidad aflora en la parte alta de la cuenca de la quebrada Rajaure. Litológicamente está constituida en su base por una secuencia lutácea con algunas intercalaciones delgadas de areniscas cuarzosas y
constituida por areniscas calcáreas, margas y lutitas calcáreas. Hacia la parte alta predominan areniscas cuarcíticas dentro de las que se intercalan niveles delgados subordinados de lutitas y areniscas calcáreas. 3.7.2.3 Formación Paire (Jms – pa)
Esta unidad lito-estratigráfica, aflora en la línea de cumbres del cerro Talavera, que a su vez constituye un sector de la divisoria de cuenca de la quebrada Rajaure. Litológicamente esta formación está representada por una secuencia calcárea constituida por calizas arenáceas en sus niveles inferiores y calizas arcillosas, con algunos horizontes de margas en su parte superior.
3.7.2.4 Depósitos Cuaternarios
En el área de estudio se han desarrollado depósitos clásticos, en eventos ocurridos entre el Pleistoceno y Holoceno a los que se identifican como depósitos morrrénicos, coluviales y aluviales.
3.7.2.5 Depósitos Morrénicos
Estos depósitos se encuentran en la parte alta de la cuenca de la quebrada Rajaure, a partir de los 4,000 msnm aproximadamente. Está constituida por acumulaciones de arcillas y arenas aglutinando clastos heterométricos.
3.7.2.6 Depósitos Coluviales
Se encuentran depositados en las laderas de la quebrada Rajaure. Están compuestos por arenas, gravas, cantos y bloques angulosos a sub-angulosos aglutinados en una matriz arenosa, limosa o limoarcilloso.
3.7.2.7 Depósitos Aluviales
Constituyen los depósitos transportados por la corriente del río Rajaure y quebradas laterales, ocupando el fondo ó lecho del valle. Litológicamente están compuestos por gravas arenosas, gravas limo-arenosas con cantos y bloques de bordes sub-redondeados a redondeados. 3.7.3 Geología económica
El tipo de yacimiento es hidrotermal (mesotermal) de relleno fisural (Vetas, Stock Work) y de reemplazamiento (Cuerpos y Cuerpos Manteados).
La presencia de la falla Principal y N 55° E y buzamiento de 83° SE, controla el sistema de vetas, las mismas que conforman un gran cimoide, en cuyo extremo NE se juntan en una sola y en el extremo SW todas las vetas se abren en cimoides y colas de caballo, hasta las inmediaciones del contacto con las calizas Pucará; este contacto erosional y angular (zonas puntuales) con rumbo de N 10° Este y buzamiento de 30° NW, este contacto comprende el Corredor Estructural con la falla inversa Oeste con el mismo rumbo y buzamiento sobre las calizas Pucará, en las cuales se observan evidencias de mineralización de reemplazamiento en calizas de gran Potencial en Recursos Minerales (Sistema Amandas) parcialmente explorado.
En el contacto entre el intrusivo cuarzo monzonítico con las calizas Pucara se desarrollan fallas de mediana magnitud las cuales sirven como conducto para la mineralización Tipo stock work con intenso vetilleo.
3.7.3.1 Características del yacimiento
Se ha definido 3 tipos de mineralización, así mismo se trata de un yacimiento Epigenético con proceso hidrotermal de reemplazamiento, polimetálico, presentando en su modelo geológico 4 tipos de mineralización, de los cuales solo trataremos 3 donde se centra nuestras operaciones mineras.
3.7.3.2 Estructuras mineralizadas
En la mina se reconocieron vetas, cuerpos manteados y tipo stock work. Entre las estructuras mineralizadas más importantes debemos destacar las siguientes:
A. Veta principal
Es la mayor de las estructuras vetiformes, la más uniforme y continua, con anchos que varían entre 0,30 a 5,.00m. Controlada por una falla de rumbo del tipo de cizalla. Es una veta de Pb y Zn. Presenta un relleno mineralizado del tipo rosario en una longitud de 600 m., con un plunge económico de 30° de Noreste a Suroeste y de Niveles Superiores a Inferiores. Presenta un rumbo N55°E y buzamiento 83°SE.
Mineralógicamente consiste en galena, esfalerita y fluorita teniendo como cajas los conglomerados, y mayor proporción de esfalerita, moderada galena y escasa calcopirita y fluorita teniendo como cajas en tramos la monzonita y/o conglomerados.
En los niveles superiores tenemos concentraciones de galena argentífera y blenda rubia; en cambio en los
niveles inferiores es notable la presencia de marmatita y calcopirita con contenidos auríferos.
B. Veta Vilma
Esta veta no aflora y es un ramal de la veta principal cuya intersección se ubica en la cota 3,397, su rumbo es de N75°W y buzamiento 72°NW. Reconocida en 600m, controlada por el sobreescurrimiento Este en contacto con las calizas al SW.
Es una estructura también en cizalla, con potencias desde 0,10 a 2,20 m. con mayores distribuciones de galena sobre la esfalerita, además de fluorita, calcopirita y hematita entre otros. Longitudinalmente presenta fuerte ramaleo del tipo cimoide, de significativa importancia económica.
C. Veta Piedad
Es un ramal importante de la veta Principal, reconocida en una longitud de 680m (Nv-3090) de rumbo N45°E y buzamiento 75°SE, con anchos mineralizados desde delgadas capas de panizo hasta 3.50; mineralógicamente consiste en galena, blenda, fluorita, pirita, etc. Mayormente se emplaza en el intrusivo y se le ha reconocido hasta en 4 niveles. D. Veta Luz
Estructura reconocida en un tramo de 110 m. el Nv-3050 (Gal-281) está ubicada al piso de Amanda 5 y se comporta como un alimentador de esta, tiene rumbo promedio N85°E y buzamiento 84° al SE, con potencia
contiene son la esfalerita y galena. En su proyección hacia abajo se aprecia un angostamiento; pero, se la debe explorar en los niveles inferiores.
E. Veta Rocio
Estructura reconocida en dos niveles y en un tramo de 200 m, ramal que se desprende de Piedad y está emplazada en el conglomerado Mitu. De rumbo N77°E y buzamiento 85°NW con mayores contenidos de zinc sobre el plomo. Es una veta angosta desde escasos centímetros hasta 0,90 m. se acompañan diseminaciones y mineralizaciones en concreciones. F. Veta Lucero
En el lado Este, la veta Lucero es un ramal importante de la veta Principal, su mejor exposición geoeconómica se evidencia en el nivel 3050 y 3090, con más de 300m de longitud, con un rumbo N88°E, S80°W buzamiento sinuoso sub vertical de 83°-85° SE a vertical, consiste en abundantes concentraciones de galena, esfalerita, calcopirita, pirita, hematita, etc. Son comunes los ramaleos y sigmoides, con los cuales forman cuerpos de hasta 5 m. se emplaza en las calizas Pucará y en el conglomerado Mitu, con potencias de 0.40 a 1.60 m.
Es evidente la existencia de un plunge hacia el SW en Lucero, mineralizando mucho más intensamente hacia el SW del yacimiento que el resto de las vetas.
G. Veta Esperanza
Mayormente emplazada en el intrusivo, con potencias de 0.10 a 1.00 m. estructura delgada con mejores distribuciones de zinc sobre el plomo, de rumbo N46°E y buzamiento 82°SE. También es un cimoide de Principal hacia el SE y reconocida en 4 niveles.
H. Veta Elisa
Es un ramal localizado al NW de la Veta Principal en el nivel 500, de rumbo N70°W y 73°NE de buzamiento, con una potencia de 0.35 m con abundante galena, esfalerita y fluorita bandeadas. Reconocida en un tramo de 18.00 m en la galería 340.
I. Veta Rajo
Esta veta se ha trabajado intensamente en la época de los españoles, por su buena mineralización argentífera. Se le localiza hacia el extremo NE del Yacimiento denominado Chumbilla. Tiene un rumbo N35°E y buzamiento 83°SE, en un tramo de 200 m se le viene explorando a partir del Nivel 3480 (Huayrachina).
3.7.3.3 Tipo Stock Work Keyko
Es la estructura que sigue en importancia. Keyko es una estructura brechoide irregular, de reemplazamiento constituido por un enrejado de vetilleo con diferentes direcciones que atraviesan el Stock Subvolcánico riolítico de rumbo promedio N24°E y buzamiento 30°NE; presenta anchos mineralizados desde 0.20 a 12.00 m. consistente
gangas pirita diseminada y en venillas, hematita, rodocrosita.
Estructuralmente correlaciona con la veta Principal en profundidad, y representa su ramificación al Suroeste y en altura.
A. Cuerpo Nancy
Nancy es un cuerpo de reemplazamiento desarrollado en conglomerados polimicticos calcáreos y silicios del Mitu y en Calizas del Pucará (Nv-3090) denominados Chumbilla-Nancy cuya mineralogía consiste en galena-esfalerita-calcopirita, como gangas pirita-calcita-fluorita-rodocrosita y ojos de especuladita-hematina y alteración propilítica “retrógrada” de débil a moderada. Se ubican cerca y en contacto con las calizas Pucará y su mineralización está relacionada a Fallas veta Principal, Lucero, etc. Las cuales han servido como alimentadores, su rumbo predominante es de NS a N15°W y buzamiento de 23°-35° al W-SW.
En superficie, los afloramientos presentan abundante psilomelano y limonitas. Reconocido en interior mina y afloramientos en más de 550 m con anchos mineralizados hasta de 46 metros. En los niveles superiores al nivel 3446, los conglomerados calcáreos reemplazados presentan una débil alteración propilítica. Este cuerpo reconocido con laboreo minero en el Niv-3140 y 3090, correlaciona espacialmente con los llamados mantos Chumbilla en los niveles 3446 y 3470, los cuales se ubican en forma irregular en conglomerados calcáreos del Mitu, manteniendo el
rumbo y buzamiento aparente de dichos conglomerados N10°E y 25°NW respectivamente, las facies más favorables son los conglomerados calcáreos teniendo como conductos alimentadores las vetas falla Principal y Lucero, las cuales cruzan estas secuencias conglomerádicas. La mineralización consiste principalmente en esfalerita y Galena y minerales de ganga: pirita.
La alteración que presenta es la de cloritización con tendencia de débil a fuerte hacia los niveles inferiores (3250, 3160, 3133 y 3090).
B. Cuerpo Doña Maria
Emplazado en el conglomerado Mitu emplaza en un paquete de arenisca con granos de cuarzo y cierta matriz calcárea-volcánica y hacia la cota 2900, con 05 taladros realizados desde el nivel 3090. La mineralización se emplaza sub horizontalmente y hacia el piso de Amanda 5.
(Según el Dr. Murray Hitzman), la mineralización se presenta reemplazando clastos calcáreos una mineralogía con algunas facies de anfíboles y de piroxenos con feldespatos, hematita retrograda que nos pueden indicar la presencia de un Skarn.
C. Cuerpo Lucero Oeste.- Ubicado al Oeste de la veta Lucero, cerca al crucero 185, quizá producto de la veta Lucero y ramales que vienen del Este hacia el Oeste, está emplazado en conglomerado reemplazando los clastos con presencia de esfalerita, marmatita, en forma de parches y de veta (alimentador) que ha
permitido un reemplazamiento de la matriz, la cual es de composición arenácea calcárea, con presencia de minerales skarnizados. Aún nos falta reconocer la forma de su emplazamiento y su mineralogía.
D. Cuerpos Manteados Amandas
Los cuerpos Manteados Amandas son estructuras mineralizadas por reemplazamiento asociadas a entrampamientos estructurales por fallas y diques y diques sills de composición riodacítica-riolítica, ubicadas dentro de las calizas del metalotecto Pucará dispuestos en forma de mantos sobre horizontes favorables (a Dic.2009 se han definido los horizontes
mineralizados Amanda, Amanda 1, 2, 3, 5 y 6). Se
estima que se extienden aproximadamente 1600m, entre la falla Oeste con rumbo N20°E y buzamiento al de 35° a 40°NW, y hacia el Este en contacto erosional con el grupo Mitu y parte con el intrusivo de composición riolítica en la zona Geográfico denominada Monteruyocc formando en corredor estructural mineralizado de aproximadamente 400 metros de potencia con gran potencial económico. En superficie se observan afloramientos de óxidos de Manganeso (psilomelano) de norte a sur desde la zona geográfica denominada Chumbilla-Monteruyocc-Sayhuacucho y Lampaya.
E. Cuerpos mineralizados Marielas
La mineralización de Pb, Zn, con cierta presencia de Au, se emplaza en el contacto caliza conglomerado, evidenciados en el Nv. 3000, producto de los feeders de Amanda 3 Techo, veta Luceros y Ramales, con
buzamiento de bajo ángulo entre 45° a sub horizontales. Se han identificado a Dic. 2011 los cuerpos Mariela, Mariela1, Mariela 2 y Mariela 3.
3.7.3.4 Alteraciones de la roca caja
El grado de alteración es muy variable para cada una de las estructuras mayormente se observa silicificación, piritización y sericitación. En algunas es notable la hematización, propilitización (cloritización y epidotización); la cloritización de débil a fuerte y de niveles superiores a inferiores es muy clara en el cuerpo Nancy 1, cuerpo Doña María y en los cuerpos Manteados; asimismo se aprecian zonas de intensa caolinización especialmente en las cajas del subvolcánico riolítico, en el Manto Keyko. En el conglomerado Mitu se puede apreciar una alteración retrógrada que nos de indicios de un Skarn de magnetita-piroxeno-anfíbol-esfalerita, así como relicto de piroxeno con esfalerita remanente y retrógrada con ensamble de la calcita-clorita-hematita en Lucero.
3.7.3.5 Zoneamiento y paragénesis
La mineralización está en forma de vetas o cuerpos de acuerdo a la secuencia paragenética se ha establecido las siguientes fases de mineralización:
Un primer evento constituyen los cuerpos que son básicamente de Zn seguido por la formación de vetas de Zn, Pb, Ag con Zoneamiento de Zn-Pb a la base y Ag-Zn al techo, terminando la secuencia con las vetas de Cu-Au. La distribución de los elementos mayores Zn-Pb-Ag-Cu
cual se nota zoneamiento a la base, predomina el Zn y en las partes altas de las vetas predomina la Ag, el Cu está en forma anómala en la veta piedad pro sobreposición de dos eventos mineralizantes.
La distribución de los valores de Au está relacionado a dos eventos, uno relacionado al Cu-Au en forma de vetas como un evento posterior y la otra incluida dentro del Zn que está en forma de exsolución que nos indica una posible relación metasomática.
Finalmente, de acuerdo a la geometría de las estructuras mineralizadas, la distribución y los eventos mineralizantes, el sistema de vetas y cuerpos de Catalina Huanca tienen una tendencia de “NE” a “SW” con un Plunge de mineralización de 30° hacia el “SW” e inclinación hacia el “NW” (dicho sistema va profundizando e incrementando el volumen de los cuerpos que van casi concordante con el contacto Mitu-Pucará)
3.7.3.6 Mineralogía, controles de mineralización
El ensamble mineralógico está constituido por esfalerita, galena, calcopirita, cobre gris, enargita y marmatita entre los minerales mena y fluorita, calcita, rodocrosita, pirita, hematita y cuarzo como minerales de ganga.
A) Esfalerita ZnS:
Mena de Zinc cuyas características, es su peso específico liviano 3-4, cuyo color es gris opaco a metálico, color de la raya marrón, fractura irregular en 8 direcciones y con una ley promedio cubicado de 7.18%. Los tajos potenciales de Zn corresponden a
Tj-280, Tj-290 por orden de importancia tanto por cantidad y calidad.
Como minerales de ganga tenemos:
Presencia de carbonatos: Rodocrosita, rodonita, calcita, y alabandita. Además se presenta cuarzo y pirita.
B) Galena PbS:
Otra MENA en Catalina Huanca viene a ser la galena argentífera PbS, cuyas características principales son peso específico alto: 7.5, dureza baja 2.5, brillo metálico, sistema de cristalización cúbica y con la ley cubicada de 1.57 %.
Tajos potenciales de Pb tenemos el Tj-735, los cuales representan los más importantes en la producción de este metal.
Como minerales de ganga tenemos:
Pirita: presentándose como mineral ganga en algunas labores.
Siderita: se presenta en venillas asociados a otros carbonatos como calcita.
Calcita: fluidos mineralizantes de calcita se han ido intruyendo en forma de vetillas y venillas en algunos paquetes de caliza, asociados con otros carbonatos.
C) Calcopirita CuFeS2 :
