INFRAESTRUCTURA Y EQUIPAMIENTO

PARA LA ETAPA OPERATIVA

ING. LUCIO RAUL MAMANI BARRAZA

OBRAS DE INFRAESTRUCTURA

Obras de infraestructura � Definidas las necesidades de maquinaria y

equipo y de personal requeridos en el proyecto minero, se establecen las características de las obras civiles de infraestructura y de servicios básicos necesarios que garanticen el bienestar, la seguridad y la higiene del personal vinculado, y del desarrollo de la operación minera con el menor impacto ambiental

INFRAESTRUCTURA

El período de Construcción y Montaje comenzará una vez se termine la exploración.

El concesionario, sin perjuicio de su obligación de iniciar oportunamente la explotación definitiva, podrá realizar en forma anticipada, la extracción, beneficio, transporte y comercialización de los minerales en la cantidad y calidad que le permitan la infraestructura y montajes provisionales o incipientes de que disponga.

Para el efecto dará aviso previo y escrito a la autoridad concedente, de acuerdo con un Programa de Trabajos y Obras de explotación provisional y anticipada

Las obras de construcción son aquellas obras de infraestructura indispensables para el funcionamiento normal de las labores de apoyo y de administración de la empresa minera y las que se requieran para ejercitar las servidumbres necesarias del proyecto minero.

OBRAS CIVILES Y DE INFRAESTRUCTURA Infraestructura de transporte –

Vías terrestres Vías férreas Ductos mineros Cable aéreoObras civiles Obras administrativas (casinos, campamento, oficinas) Talleres Polvorín Infraestructura de servicios (Agua, Luz, Comunicaciones) Bodegas

Según el sistema de explotación minera a emplear, se revisan los siguientes aspectos:

Cielo abierto: Descapote (suelo, material aluvial) Estabilidad de taludes Altura y ángulos de bancos Longitud de bancos Trazado de vías y bermas Patio de almacenamiento de mineral

VERTEDEROS PARA LOS RESIDUOS DEL PROCESAMIENTOLos vertederos son construidos para el caso de menas con bajo contenido metálico también requieren una gran superficieSUPERFICIES DE INFRAESTRUCTURA(complejos de viviendas para los mineros, suministro de energía, vías de transporte, talleres, oficinas administrativas, plantas de tratamiento.)Las actividades mineras se realizan necesariamente en el propio yacimiento minero, su ubicación y dimensiones son el resultado de las características geológicas del depósito y de las rocas encajonantes. Dado que la explotación a cielo abierto conlleva una alteración significativa de la corteza terrestre.

A: Equipos de minado cíclico Perforadoras Rotativas Palas excavadoras Cargadoras Frontales Camiones Volcadores Vagones ó Carros mineros

B: Equipos auxiliares Empujadores Trailladoras Niveladoras Regadores C: Equipos Continuos Fajas Transportadoras Rotroexcavadoras Excavadoras de cucharas, etc.

INFRAESTRUCTURACualquier unidad productiva de explotación a

cielo abierto, debe precisar de una infraestructura de instalaciones y edificios. 

Así mismo, de vías de penetración, abastecimiento de agua, medios de transporte, energía eléctrica, apertura de tajos o vertederos, manejo de estériles, instalaciones sanitarias, así como también de polvorines, duchas, baños, almacenamiento de combustibles, de materiales y deposito de herramientas entre otros

VIAS

Las vías construidas para uso interior en una mina a cielo abierto deben cumplir: pendientes, anchos de la vía y compactación

VIAS

Para el calculo de la construcción de una vía se debe tener en cuenta la resistencia a la rodadura, el esfuerzo de tracción y las resistencias causada por la penetración de la rueda en el suelo, por la flexión de las llantas y en cierto modo por la fricción de rodamiento de las ruedas.

Generalmente se encuentran vías de penetración a las minas de explotación que no tienen diseño para su construcción y siempre por debajo de la norma relacionada con el ancho de ellas y con pendientes entre lo 8 y los 10 grados

VIASPENDIENTE La pendiente recomendada

para la construcción de rampas es del 8%,pendiente donde el vehículo de acarreo desarrolla su máxima potencia en una forma eficiente, con pendientes mayores el equipo comienza a perder eficiencia.

ANCHO. La vía debe conservar un ancho mínimo de 3 ½

veces el ancho del vehículo de mayor capacidad que transite en la mina, es decir si tenemos volquetas de 4.5 m de ancho ( CAT 769 c), el ancho de la vía debe ser de 15.75m.

El ancho de las vías que se recomienda puede estimarse con la siguiente expresión:

A=a(0.5 + 1.5 n ) Donde: A= Anchura total de la vía ( m ), a= Anchura

del vehículo en ( m), n=Numero de carriles deseados

EJEMPLO

Calcular el ancho total de la vía si se tiene: a=2.80 m n=2 carriles

A=a(0.5 + 1.5 n )A=2.80 m ( 0.5 + 1.5 *2 ) A= 2.80 m * 3.5A=9.80 m

COMPACTACIÓN.Debido al peso que deben soportar las vías al paso de los vehículos de acarreo, deben tener un afirmado con materiales que puedan soportar estos pesos sin que se deterioren rápidamente; si esto ocurre el mantenimiento de las vías se hace más costoso debido a la periodicidad con que se debe llevar a cabo.Para el calculo de la construcción de la vía debemos tener en cuenta la resistencia a la rodadura y es el esfuerzo de tracción requerido para vencer el efecto retardatorio creado entre las llantas y la superficie del suelo. Incluye la resistencia causada por la penetración de la rueda en el suelo, por la flexión de las llantas yen cierto modo de la fricción de rodamiento de la rueda.

PERALTE.Para contrarrestar la fuerza centrífuga que aparece en las curvas, originando deslizamientos transversales e incluso vuelcos , el peralte o sobre elevación del lado exterior de la curva se calcula a partir de la formula siguiente

Donde:e=Tangente del ángulo del plano horizontal de la vía V=Velocidad ( Km. / h )R=Radio de la curva ( m )f=Coeficiente de fricción

Un vehículo circula sobre una curva peraltada de 60 m de radio. Suponiendo que no existe fuerza de rozamiento, ¿Cuál debe ser el ángulo de peralte, para que el vehículo pueda tomar la curva a 60 km/h sin deslizarse? Datos R = 60 m

FR = 0 Nv = 60 km/h = 16.67 m/s

θ = ?

Arctan(0.4721) ∝ = 25.17º

BOMBEO Y CONVEXIDAD.

La sección transversal de la vía debe estar diseñada con un determinado bombeo , es decir a dos aguas , con el fin de conseguir una evacuación efectiva de la escorrentía hacia las cunetas o bordes laterales.

Los valores mas usuales de dichas pendientes transversales varían entre un 2% y un 4%. El menor valor de 2cm/m es adecuado para superficies con reducida resistencia a la rodadura que drenan fácilmente , y el valor máximo para casos de elevada resistencia a la rodadura.

CLASIFICACION DE LAS VIASLas vías se pueden clasificar de acuerdo con el servicio que prestan y su vida útilDe acuerdo con el Servicio. Se clasifican en : Vías de acarreo : Son aquellas que permiten el transito de equipos

pesados. Vías Auxiliares: Son aquellas diferentes a las de acarreo

construidas con un fin determinado.De acuerdo con su Vida Útil: Se clasifican en :Clase A : Vías con tiempo de servicio superior a un mes.Clase B: Vías con tiempo de servicio superior de un mesClase C :Vías con tiempo de servicio determinado por la duración de la labor o trabajo para el cual se construye.De acuerdo con las definiciones anteriores se debe prestar atención a las de Clase A y B.

DRENAJES DE LAS VÍAS DE ACARREOLas vías de acarreo deben conservarse tan parejas como sea posible , con

un buen sistema de drenaje para fácil reinicio de las operaciones después de lluvias.a. Drenajes de las vías de acarreo:Toda vía de acarreo debe tener sus drenajes bien definidos con el fin de resumir al máximo posible la cantidad de agua que de una u otra forma llega a la misma y evacuarla lo mas rápido posible.Bombeo: Es la forma de la sección transversal de la vía que tiene como fin principal el drenaje lateral del agua que cae en la vía.Cunetas: Son zanjas que se hacen a ambos lados de la vía con el propósito de recibir y conducir el agua lluvia proveniente del bombeo.Alcantarillas: Tienen por objeto darle paso rápido al agua que por no poder desviarse en otra forma tenga que cruzar de un lado a otro de la vía

b. Ancho mínimo de la Vía de acarreo:El ancho mínimo de berma a berma de una vía de acarreo es de 26 m .c. Bermas de protección :Toda vía de acarreo debe estar provista de bermas de seguridad para evitar la caída al nivel inferior de cualquier vehículo que transporte por ella . En algunos casos , las bermas de protección podrán ser remplazadas por taludes naturales del terreno . Las bermas de protección tendrán una altura mínima de 1.20 m. (1/3 del diámetro de la llanta del vehiculo mas grande)

d. Sectores de una vía de Acarreo Clase A y B : Una vía de acarreo puede estar conformada por una o varias de

los siguientes sectores: Rampas para ascenso de Camiones cargados entre niveles: Son

construidas para permitir la comunicación entre niveles . Se construirán en una pendiente longitudinal máxima del 8% , bombeo del 2 % a ambos lados con respecto al eje de la vía . Se construirán con material del mismo sitio y/o material de interburden de un sitio cercano.

Rampas para ascenso de botaderos: Su función es permitir el acceso de equipos de un nivel a otro en los botaderos . La pendiente longitudinal máxima del 8% , bombeo del 2% a ambos lados con respecto al eje de la vía , se construirán con material de interburden

Rampa para Descenso de Camiones Cargados : Estas rampas son construidas entre bancos con una longitud máxima de 250 metros , la pendiente longitudinal máxima será del 6% , el bombeo será del 2% a ambos lados con respecto al eje de la vía . Para su construcción se utilizara material del mismo sitio .

Vías en Corredores: La pendiente longitudinal de estas vías es prácticamente 0 % , el bombeo es del 2 % hacia la cara libre y en un solo sentido . Para su construcción se utiliza material del sitio . La berma hacia la cara libre se construirá con cargador y tendrá una altura igual o mayor de1.50 metros. Estas bermas deben tener ventanas para permitir la salida de agua.

Vías en niveles de Palas: La pendiente longitudinal de esta vía es 0% , el bombeo del 2% hacia la cara libre en un solo sentido , para su construcción se utiliza material del sitio. Estas vías son cambiadas con frecuencia debido al avance de la minería . La cara libre del nivel debe tener bermas de protección

Rampas de Acarreo para Descenso de Camiones Cargados: Tendrán ancho de calzada : 28 metros , pendiente máxima de 6 % , bombeo 6% ; se construirán entre bancos y con longitud máxima de 250 metros. Cuando sea necesario construirla en longitudes mayores, deberán tener rampas laterales de desaceleración

Bermas : Toda vía elevada debe estar provista de bermas, para evitar la caída de vehículos que circulan por estas a niveles inferiores en caso de perdida o deslizamiento del vehículo

DRENAJES Y BOMBEOS

La planeación y el diseñó de drenajes y desagües en minería a cielo abierto tiene por objeto garantizar la operación del equipo minero en todas las fases de explotación , sin inundaciones y sin menoscabo de su integridad y productividad, mediante la ejecución de las obras hidráulicas necesarias basadas en los parámetros pluviométricos de la región

Dentro del desarrollo sostenible de la operación , se tienen los compromisos de preservación de los recursos hídricos , se debe contar con embalses o lagunas de retención, a los cuales se debe llevar el agua bombeada de la minería o la escorrentía de los botaderos , antes de verterlos al río .

Se debe contar con un programa de riego de vías para control de polvo , mediante torres de llenado abastecidas por los mencionados embalses o lagunas de retención

La localización y diseño de los embalses y torres de llenado es complemento del plan de drenajes y desagües de la mina

DISEÑO DE CANALESEl diseño de los canales se hace atendiendo el volumen de agua a recolectar en el área , se excavan el canal al pie de la pared alta, teniendo en cuenta el desnivel y la dirección hacia el sumidero .Los canales se construyen teniendo en cuenta las pendientes y parámetros son: Caudal a transportar ( Q ) en m3 / seg. Área del canal ( a ) se calcula por tanteo y se da en m2. Velocidad ( v ) en m/ seg. Depende de la pendiente del canal ,

del radio hidráulico el cual depende de la forma y dimensión del canal ,coeficiente de rugosidad depende del material en que este construido el canal.

Q=a*v

La pendiente del canal no debe permitir sedimentación o erosión La velocidad mínima del agua no debe producir sedimentación La velocidad máxima del agua no debe producir erosión

Para la construcción de canales en las vías se debe tener en cuenta los siguientes estándares

 Ancho del corredor vial ( 38 m )  Ancho de calzada o berma de trabajo ( 25 m ) Berma de protección ( 6.5 m ) Canales ( 6.5 m ) Pendientes ( de 0.1 a 0.3 % )

SUMINISTRO DE ENERGIAObjeto : La planeación y diseño de líneas eléctricas tiene por objeto garantizar el suministro de energía a todos los equipos de la mina que necesiten del fluido eléctrico, mediante de la ejecución de las obras necesarias realizadas por plantas y equipos industriales y distribución de potencia.Actividades: La planeación y diseño se lleva a cabo a través de las siguientes etapas haciendo una integración de lo seguro , practico, funcional y económicoPlaneación a corto mediano y largo plazo : Con base en el plan de minería a largo plazo , se determinan las zonas donde se requieren la construcción, desmantelamiento de líneas y reubicación de equipos

ESTÁNDARES DE DISEÑO DE LÍNEAS ELÉCTRICAS EN LA MINA

El vano promedio es de 70 m de longitud

Todo poste en ángulo debe llevar tres retenidas

Las medidas de las plantillas de anclaje son 30 cm x 30 cm x ¼

La distancia mínima al piso en el punto mas bajo del seno de la línea , en el punto de cruce de equipo minero , es 11,30 m para 69 Kv y 10.67 m para72 Kv

La distancia mínima sobre

puntos accesibles a personas es 5m

Máxima longitud línea aérea con dos palas en el extremo final 1700 m

Máxima longitud del cable de arrastre 900 m

Máximo numero de palas por subestación = 2

 Altura mínima del poste 11m al piso

CONSTRUCCIÓN DE BOTADEROS

En la explotación a cielo abierto por lo general el volumen de estéril sobrepasa varias veces, lo cual implica la construcción de botaderos para su deposito.

El costo de trabajos en los botaderos constituyen de 10 al 25% del costo de explotación de un metro cúbico de mineral.

Los materiales estériles procedentes de una explotación a cielo abierto , se depositan generalmente como fragmentos gruesos en pilas y constituyen lo que se llaman BOTADEROS.

CAMPAMENTOS Y CASINOS

Instalaciones que deben construirse para el bienestar de los trabajadores.

Los campamentos deben cumplir unos requisitos mínimos en cuanto a seguridad e higiene, contemplados en el decreto supremo 055 elaborado por el Ministerio de Minas y Energía

. TALLERESEl diseño de un taller de reparaciones minero desde los puntos de vista de su capacidad y las prestaciones para lograr la eficaz atención a un equipo de maquinaria minera requerirá la evaluación de los siguientes factores:

a) Tamaño y naturaleza de la flota o de los equiposb) Tipo de trabajo que se deberá utilizar c) Rendimiento y productividad del personald) Espacio y capital disponible

El planeamiento y el diseño del taller afectaran tanto a la inversión en el edificio, como la misma productividad y eficiencia.

La explotación a cielo abierto requiere, por la maquinaria que tiene y el ritmo con que trabaja, un taller propio, moderno, ágil.

Los elementos fundamentales del taller deberán ser las maquinas de manipulación y elevación, tales como grúas, el puente grúa, gatos, carretillas elevadoras, apoyos etc. No obstante, no deberán olvidarse las clásicas herramientas o áreas tan imprescindibles en un taller como

Compresores y distribución de aire comprimido Distribución eléctrica y potencia instalada adecuada Equipos de iluminación. Buena iluminación central Equipos de soldadura eléctrica y autógena apropiados Bancos de trabajo con sus adecuadas herramientas por especialidades Tornos y fresas. Maquinaria herramienta mínima básica Taladros, cortadoras de chapas gruesas Prensas hidráulicas de alta capacidad Cortadoras de flejes o tochos de acero y tuberías  Afiladoras.