La minería a cielo abierto, o minería a cielo abierto, es una técnica de extracción de roca o minerales de la tierra mediante su extracción de un pozo abierto o préstamo.

Esta forma de minería difiere de los métodos extractivos que requieren túneles en la tierra, como la minería de paredes largas. Las minas a cielo abierto se utilizan cuando se encuentran depósitos de minerales o rocas comercialmente útiles cerca de la superficie; es decir, donde la sobrecarga (material de superficie que cubre el depósito valioso) es relativamente delgada o el material de interés es estructuralmente inadecuado para hacer túneles (como sería el caso de la arena, la ceniza y la grava). Para los minerales que se encuentran debajo de la superficie, donde la sobrecarga es gruesa o el mineral se produce como vetas en roca dura, los métodos de minería subterránea extraen el material valioso.

Las minas a cielo abierto que producen materiales de construcción y piedra dimensional se conocen comúnmente como «canteras».»

Las minas a cielo abierto se amplían típicamente hasta que el recurso mineral se agota, o una proporción creciente de sobrecarga en relación con el mineral hace que la minería no sea rentable. Cuando esto ocurre, las minas agotadas a veces se convierten en vertederos para la eliminación de desechos sólidos. Sin embargo, por lo general se requiere alguna forma de control del agua para evitar que el pozo de la mina se convierta en un lago, si la mina está situada en un clima de considerable recuperación o si hay capas del pozo que forman el borde de los acuíferos productivos de la mina.

Extracción

Figura 1. Tenga en cuenta los lados en ángulo y escalonados de la mina de Oro Sunrise Dam, Australia.

Las minas a cielo abierto se excavan en bancos, que describen los niveles verticales del agujero. Estos bancos suelen estar a intervalos de cuatro a sesenta metros, dependiendo del tamaño de la maquinaria que se esté utilizando. Muchas canteras no usan bancos, ya que generalmente son poco profundas.

La mayoría de las paredes de la fosa generalmente se excavan en un ángulo menor que vertical, para evitar y minimizar el daño y el peligro de caídas de rocas. Esto depende de qué tan desgastadas estén las rocas y el tipo de roca, y también de cuántas debilidades estructurales se producen dentro de las rocas, como fallas, cizallas, articulaciones o plegamientos.

Las paredes están escalonadas. La sección inclinada de la pared se conoce como la masa, y la parte plana del escalón se conoce como el banco o berma. Los escalones en las paredes ayudan a evitar que las rocas caigan por toda la cara de la pared. En algunos casos, se requiere soporte de tierra adicional y se utilizan pernos de roca, pernos de cable y hormigón proyectado. Los orificios de desagüe se pueden usar para aliviar la presión del agua perforando horizontalmente en la pared, lo que a menudo es suficiente para causar fallas en la pared por sí sola.

Un camino de acarreo generalmente está situado al lado del pozo, formando una rampa hacia arriba que los camiones pueden conducir, transportando mineral y roca residual.

La roca de desecho se acumula en la superficie, cerca del borde del pozo abierto. Esto se conoce como el vertedero. El vertedero de residuos también está escalonado y escalonado, para minimizar la degradación.

El mineral que ha sido procesado se conoce como relaves, y generalmente es una suspensión. Esto se bombea a una presa de relaves o estanque de sedimentación, donde el agua se evapora. Las presas de relaves a menudo pueden ser tóxicas debido a la presencia de minerales de sulfuro no extraídos, algunas formas de minerales tóxicos en la ganga y, a menudo, cianuro, que se usa para tratar el mineral de oro a través del proceso de lixiviación con cianuro. Esta toxicidad puede dañar el medio ambiente circundante.

Rehabilitación

Figura 2. Estación de carga de mina de carbón a cielo abierto y tierras recuperadas en la mina de carbón North Antelope Rochelle en Wyoming, Estados Unidos.

Después de terminar la minería, el área de la mina debe someterse a rehabilitación. Los vertederos de residuos se contornean para aplanarlos y estabilizarlos aún más. Si el mineral contiene sulfuros, generalmente se cubre con una capa de arcilla para evitar el acceso de lluvia y oxígeno del aire, que puede oxidar los sulfuros para producir ácido sulfúrico, un fenómeno conocido como drenaje ácido de mina. Esto generalmente se cubre con tierra y se planta vegetación para ayudar a consolidar el material. Finalmente, esta capa se erosionan, pero generalmente es de esperar que la tasa de lixiviación o ácido será frenado por la cubierta, tales que el medio ambiente puede manejar la carga de ácido y metales pesados asociados. No hay estudios a largo plazo sobre el éxito de estas cubiertas debido al tiempo relativamente corto en que ha existido la minería a cielo abierto a gran escala. Puede tomar de cientos a miles de años para que algunos vertederos de residuos se vuelvan «ácidos neutros» y dejen de lixiviarse al medio ambiente. Los vertederos suelen estar cercados para evitar que el ganado los despoje de vegetación. El pozo abierto está rodeado de afence, para evitar el acceso, y generalmente se llena con agua subterránea. En las zonas áridas puede no llenarse debido a los niveles profundos de las aguas subterráneas.

Figura 3. Una mina de azufre a cielo abierto en Tarnobrzeg, Polonia, en proceso de rehabilitación de tierras

Los grados típicos de corte abierto

El oro generalmente se extrae en minas a cielo abierto a 1 a 2 ppm (partes por millón), pero en ciertos casos, 0,75 ppm de oro es económico. 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.

El níquel, generalmente como laterita, se extrae a cielo abierto hasta el 0,2%. El cobre se extrae en grados tan bajos como 0,15% a 0.2%, generalmente en minas masivas a cielo abierto en Chile, donde el tamaño de los recursos y la metalurgia favorable permiten economías de escala.

Los materiales que normalmente se extraen de minas a cielo abierto incluyen:

• Betún
• Arcilla
• Carbón
• Cobre
• Coquina
• Diamantes
• Grava y piedra (la piedra se refiere al lecho de roca, mientras que la grava es material no consolidado)
• Granito
• Piedra arenisca
• Yeso
• Piedra caliza
• Mármol
• Minerales metálicos, como Cobre, Hierro, Oro, Plata y Molibdeno
• Uranio
• Fosfato

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