Diseño de botaderos de desmonte y pistas - Coneingemmet Piura 2009

5/7/2018 Diseño de botaderos de desmonte y pistas - Coneingemmet Piura 2009 - slidepdf.com

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO – PUNOFACULTAD DE INGENIERÍA DE MINAS

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE MINAS

X CONGRESO NACIONAL DE ESTUDIANTES DE INGENIERIA GEOLOGIA, MINAS YMETALURGIA – PIURA 2009

Tema del Proyecto:

“DISEÑO DE BOTADEROS DE DESMONTE Y CARRETERAS EN OPEN PITUSANDO MINESIGHT”

Presentado por:RONI ALEXANDER COTRADO CAHUI

Dirección : Av. Titicaca 477 Barrio Porteño – PunoCorreo Electrónico : [email protected]



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INDICE

Pag N°

RESUMEN 21. INTRODUCCIÓN 32.- OBJETIVOS 3

2.1 Objetivo general 32.2. Objetivos específicos 3

3.- DESCRIPCION DE LAS HERRAMIENTAS Y FUNCIONES DEL MINESIGHT 33.1. Data Manager (Administrador de Datos) 33.2. Viewer (visualizador) 43.3. Funciones CAD (Computer Aidded Design) 43.4. Template Editor (Editor de Plantillas) 53.5. Point Editor (Editor de Puntos) 63.6. Extrude/Expand tool (Herramienta de extrusión/expansión) 6

3.7. Intersect Surfaces (Intersectar Superficies) 73.8. Intersect Solids (Intersectar Sólidos) 73.9. Volume Calculator (Calculador de Volumen) 7

4. BOTADEROS DE DESMONTE Y PISTAS 84.1. Botaderos de Desmonte 8

4.1.1. Estabilidad de Botaderos 104.1.2. Métodos de Construcción. 10

4.2. Pistas de Acarreo 114.2.1. Elementos del diseño geométrico 114.2.2. Velocidad de diseño 124.2.3. Distancia de parada y tiempo de reacción para frenado 124.2.4. Distancia de visibilidad 13

4.2.5. Pendiente 134.2.6. Sección transversal de las pistas 134.2.7. Estabilidad de taludes de corte y relleno 14

5. DISEÑO DE BOTADEROS DE DESMONTE EN MINESIGHT 155.1. Operación de extrusión 165.2. Calculo de volumen del Dump 175.3. Fusionando el Dump con la Topografía 185.4. Reporte de volúmenes de corte y relleno por niveles 20

6. DISEÑO DE PISTAS DE ACARREO EN MINESIGHT 216.1. Trazado de la Línea Centro (centerline) 216.2. Diseño de las superficies para el corte y relleno 236.3. Calculo de volúmenes de relleno por niveles 256.4. Calculo de volúmenes de corte por niveles 266.5. Balance de volúmenes de corte y relleno 266.6. Intersectando la topografía con la pista de acarreo 28

7. CONCLUSIONES 308. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 31



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RESUMEN

El presente trabajo tiene como objetivo demostrar la versatilidad y flexibilidad en el diseño en tresdimensiones de botaderos y pistas de acarreo en minería superficial.Después de diseñar el pit operativo, también es importante elegir la ubicación y capacidad de losbotaderos con las respectivas pistas de acarreo, minimizar las distancias y crear las condiciones deseguridad necesarias en la operación.En la primera parte se describen las principales herramientas que harán posible este diseño, debido aque el MineSight dispone una amplia gama de recursos de evaluación y diseño de minas, solomostraremos los más usados.En la segunda parte se darán conceptos básicos sobre botaderos de desmonte y pistas de acarreo y lasconsideraciones que se deben tomar en cuenta antes de elegir la ubicación, diseño y construcción deestas obras.En la tercera parte se demostrará el diseño paso a paso de un botadero, teniéndose previamente undiseño de pit operativo intersectado con la topografía. Además del calculo de la capacidad de estebotadero en metros cúbicos y por niveles.

En la última parte se diseñará una pista de acarreo que hará posible la interconexión del botadero conla salida del pit. Para la construcción de esta pista se harán cálculos de volúmenes de corte y relleno,con la posibilidad de modificar su ubicación en el espacio para el respectivo balance de volúmenes enel movimiento de tierras.



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1. INTRODUCCIÓN

Como se sabe el uso del software MineSight® es aplicado en cálculo de reservas, evaluación de pitseconómicos, planeamiento de las operaciones. Esta herramienta también es capaz de diseñar otroselementos de una mina superficial tales como botaderos de desmonte, pads de lixiviación, stockpiles,pistas y otras obras que sean requeridas.

El rápido diseño de botaderos y pistas en tres dimensiones que se logra con MineSight nos permitetener varias alternativas en corto tiempo mediante las herramientas y funciones CAD que nos ofreceeste programa, de esta manera tendremos una visión a futuro y podremos evaluar cual será la mejorubicación y capacidad de botaderos con el respectivo balance de corte y relleno.

El presente trabajo se basa en un proyecto creado en MineSight en el cual se ha modelado unyacimiento con su pit final operativo. Los archivos a usarse serán:

- 901 Contornos de nivel de la topografía- tri901 Superficie triangulada de la topografía

- Horizontal Planes Cuadriculas de los planos horizontales- E-W Sections Cuadriculas de las secciones Este-Norte- Topo + Pit Superficie triangulada de la intersección de la topografía con el pit

final operativo

2.- OBJETIVOS2.1 Objetivo generalEl objetivo del presente trabajo consiste en demostrar el uso del software especializado MineSighten el diseño de botaderos de desmonte y pistas de acarreo en minería superficial con el respectivocálculo de volúmenes de corte y relleno.

2.2. Objetivos específicos

- Describir las funciones y herramientas esenciales para el diseño de botaderos y pistas en MineSight.- Diseñar un botadero de desmonte cercano al pit y que sea de gran capacidad- Diseñar una pista de acarreo que sirva de conexión entre el pit y el botadero- Realizar el cálculo de volúmenes de corte y relleno- Fusionar el pit, botadero y pista a la topografía

3.- DESCRIPCION DE LAS HERRAMIENTAS Y FUNCIONES DEL MINESIGHTA continuación se describirán las principales funciones y operaciones que se usan en MineSight parael diseño de botaderos y pistas, además del cálculo de volúmenes.3.1. Data Manager (Administrador de Datos)El Data Manager facilita la forma de manejar la información que se va creando en un proyecto, estonos ayuda a ordenar los archivos en carpetas y clasificar los tipos de archivos ya sean: geometry’s,drillholes, model views, grids, plots, texto y legendas. Otra función es la de importar y exportararchivos de otros programas como el Autocad, Gemcom, Vulcan, etc.



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3.2. Viewer (visualizador)Esta es una herramienta esencial de MineSight que nos permite la fácil manipulación de las vistas yplanos con el manejo de grids, luces y cámaras.Este visualizador se apoya en grupos de cuadriculas (gridsets) creadas por el usuario que definenplanos horizontales, seccionales y no ortogonales para mostrar secciones en dichos planos. Se puedecambiar el modo de trabajo en 2D o 3D, filtrar planos y recortar vistas según requiera el diseño.Además se pueden crear varios visualizadores para obtener varias vistas del trabajo que se realiza.

3.3 Funciones CAD (Computer Aidded Design)Así como otros programas de diseño, MineSight dispone de funciones CAD que nos permiten eldibujo y edición de puntos y polylineas.



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Point:_ Create (Crear )_ Create at Center of Mass (Crear en el centro de masa)_ Add ( Añadir )_ Move ( Mover )_ Move (Locked Z) ( Mover Z bloqueada)_ Adjust Elevation ( Ajustar elevación)_ Delete ( Eliminar )_ Group Move ( Mover grupo)_ Group Delete ( Eliminar grupo)_ General Gridder ( Rejilla general)

Polyline:_ Create (Crear )_ Create Planar (Crear planar )_ Append ( Anexar )

_ Close (Cerrar )_ Convert 2D to 3D (Convertir 2D a 3D)

_ Convert 3D to 2D (Convertir 3D a 2D)

_ Compute area/length (Calcular area/longitud)

_ Delete Segment ( Eliminar segmento)_ Delete By Length ( Eliminar ppor longitud )_ Delete By Area ( Eliminar por area)_ Join ( Juntar )_ Global Combine (Combinar global)_ Split / Splice ( Dividir / Pegar )_ Clip ( Recortar )_ Densify ( Densificar )

_ Thin ( Entresacar )_ Fillet (Filetear )_ Smooth (Pulir/Suavizar )_ Contour Surface (Contornar superficie)_ Line ( Línea)_ Substring (Subcuerda)_ Redefine ( Redefinir )3.4. Template Editor (Editor de Plantillas)El editor de plantillas provee una rápida y conveniente creación de secciones a lo largo de unapolilinea. Tal como se crea para las superficies de corte y relleno en el diseño de una pista o para eldiseño de labores subterráneas.



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3.5. Point Editor (Editor de Puntos)Otra herramienta de diseño que es muy útil es el Point Editor, el cual nos permite ingresar y editarpuntos con más precisión y versatilidad que cuando digitalizamos con el mouse.

Como se ve en el grafico hay opciones de ingresar y editar puntos mediante coordenadas absolutas yrelativas, azimuth y buzamiento (dip) lo cual sirve de gran precisión en la digitalización de puntos ypolilineas que se quieran trazar, por ejemplo en el levantamiento poligonal topográfico.

3.6. Extrude/Expand tool (Herramienta de extrusión/expansión)Esta herramienta es usada para crear nuevos sólidos y superficies trianguladas mediante la proyecciónde una polilinea base que debe ser cerrada. Podemos elegir la distancia y ángulo de extrusión, crear

sólidos y superficies, además de limitar la extrusión con la ayuda de otras superficies. Con lo cualpodremos diseñar y proyectar nuestro Dump (botadero) y otras obras similares.



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3.7. Intersect Surfaces (Intersectar Superficies)Contiene un conjunto de opciones para la generación de nuevas superficies de la intersección de dossuperficies existentes. Dependiendo del resultado que se quiere obtener se deben elegir las adecuadasopciones, tales como el relleno o corte, además de las operaciones booleanas (diferencia, unión eintersección).

3.8. Intersect Solids (Intersectar Sólidos)El Intersect Solids es usado para intersectar dos o más sólidos cerrados. Los sólidos o grupos desólidos pueden ser seleccionados directamente del viewer con el mouse o a través del uso del ObjectContents Browser. Las operaciones son similares al del Intersector Surfaces: unión, diferencia eintersección.

3.9. Volume Calculator (Calculador de Volumen)Permite el cálculo de volúmenes de un solidó, entre dos superficies, y opcionalmente puede reportarlos volúmenes por niveles definidos por un gridset. El cálculo de volumen puede ser ajustado usandodos métodos:

- Método de integración- Método Analítico



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De los cuales el más preciso es el analítico ya que usa cálculos matemáticos basados en matrices ydeterminantes en 3D.

4. BOTADEROS DE DESMONTE Y PISTAS

4.1. Botaderos de Desmonte

Un botadero de desmonte es un área en el cual una operación de tajo abierto puede disponer mineralde baja ley y/o áridos que ha sido removido del pit con el fin de exponer el mineral de alta ley. Enalgunos casos el material es removido por otras indirectas razones, tal como obras de estabilización yconstrucción de pistas de acarreo.Los más comunes tipos de botadero son:

- Botaderos en quebradas- Botaderos en medio de valles- Botaderos en laderas de cerros.- Botaderos en zonas planas.

El primer paso para diseñar un botadero es la selección de un sitio o sitios que serán apropiados para

manejar el volumen de desmonte de roca a ser removido durante la vida de la mina. La selección delsitio depende de varios factores, de los cuales los más importantes son:- Ubicación del Pit y tamaño a través del tiempo.- Topografía.- Volúmenes de Desmonte de Roca.- Límites de la propiedad.- Rutas de drenaje existente.- Requerimientos de restauración.- Condiciones de fundación.- Equipos y maquinaria para el manejo del material.

Todos estos parámetros serán considerados durante el proceso de selección del sitio. Una vez que unsitio o numero de alternativas de locaciones han sido seleccionadas, el diseño del botadero puedecomenzar.



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Diseño de botaderos

El objetivo del planeamiento del botadero es diseñar una serie de fases de disposición de desmontesque minimizará las distancias horizontales y verticales entre el pit y el botadero. Desde que los costosde manejo de desmontes son usualmente más grandes que los costos de minado, el diseño del botadero

juega un rol muy importante y crítico, afectando los costos de la operación total.La secuencia de minado a tajo abierto y planeamiento de producción serán completados previo aldiseño de botadero con el objetivo de maximizar el retorno de la inversión. Por lo tanto, dos de losmás importantes parámetros concernientes al diseño de botadero han sido fijados antes de comienzode diseño: la ubicación del pit, tamaño a través del tiempo y el planeamiento de producción dedesmonte. Estos dos parámetros definen donde pueden comenzar los botaderos, cuan rápidoavanzarán, y el volumen final que pueden almacenar.

La ubicación donde puede comenzar la descarga puede no necesariamente ser fuera de los límites delpit. En algunos casos, la descarga de desmonte dentro del pit puede ser el más práctico y económicométodo de establecer pistas de acarreo para la las áreas de disposición o para las últimas fases del pit.También, como una alternativa, ello puede ser más prudente para un botadero pequeño y para volver ausar el material en un futuro si las ventajas económicas de éste puedan ser demostradas. Esto puedeafectar el diseño del pit en el sentido que las últimas fases adyacentes para el botadero podrían tenerratios más altos que el diseño original. Por lo tanto, estas áreas deberían ser examinadas en más detalley el costo de transporte ahorrados por un botadero corto comparado a la potencial perdida de reservasde mineral.La secuencia de minado del pit definirá el ratio y fuente de desmonte de roca. Generalmente, elmaterial de desmonte de las áreas más altas deben ser transportadas a los botaderos localizados en las

partes más altas y el desmonte mas bajo en las locaciones las bajas. Esto es común si los costos detransporte son minimizados. Si bien esto es el objetivo ideal, topografía, límites de propiedad, rutas dedrenaje, estabilidad, consideraciones medioambientales, y otras restricciones pueden hacer esteobjetivo dificultoso o imposible.La topografía limitará las áreas disponibles y usualmente definirán el tipo o forma del botadero. Laconfiguración mas común de botadero son rellenos de valles (completo o parcial), ladera de cuña,abanico y terrazas o combinaciones de estas.Antes de comenzar con el diseño de botadero, dos adicionales parámetros deben ser determinados. Elfactor de esponjamiento del material y el ángulo de reposo son factores muy importantes endeterminar el volumen del botadero requerido y el talud global. El material In Situ, cuando es minado,se esponjara 10 a 60%, dependiendo del tipo de material y frecuencia de fractura, En operaciones deroca dura, el factor de esponjamiento esta entre 30 a 45%.

Las pruebas de densidad suelta deben ser ejecutadas para determinar el esponjamiento anticipado.Un segundo parámetro que debe ser determinado es el ángulo de reposo del material suelto. Las rocassecas que salen de la mina usualmente están entre 34 a 37°. Para propósitos de diseño, un taludconservador de 1.5:1 (34°) es recomendado en orden para la seguridad del proyecto la anticipada



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posición del pie (toe). Las dimensiones de taludes existentes también darán una buena indicación delángulo de cara del botadero a largo plazo.La configuración del botadero también será afectada por el método de transporte y la estabilidad yconsideraciones de restauración.

Diseño de botadero

4.1.1. Estabilidad de BotaderosLa estabilidad general del botadero depende de un número de factores como:

- Topografía del sitio.- Método de construcción.- Parámetros geotécnicos del desmonte.- Parámetros geotécnicos del material de fundación.- Fuerzas externas que actúan sobre el botadero (presencia de agua y sismos)- Ratio de avance del botadero.

Todos estos factores combinados en varias formas durante la vida del botadero de mina ayudarán en laestabilidad del botadero o para contribuir a su inestabilidad.La elección del sitio del botadero y su topografía usualmente es limitada con una distancia económicade la mina, la topografía usualmente viene a ser una condición fija. El aspecto crucial de la topografíaes el talud existente del terreno natural donde el botadero será construido. Los análisis muestran quefactores de seguridad empiezan a caer significativamente por encima de una inclinación de superficiede 20°, a pesar de los parámetros de esfuerzo de ambos el desmonte o material de fundación.4.1.2. Métodos de construcciónLos botaderos son usualmente construidos por uno de los dos métodos más comunes: en capas odescarga final. Descarga final es controlada por procesos de falla donde el desmonte es depositadoformando un talud cerrado a su ángulo de reposo y el factor de seguridad es por consiguiente cerrado a

uno. Desde que la cara del frente esta siempre avanzando durante la vida del botadero, el talud no estaestabilizado por la nivelación con equipos convencionales hasta el cierre del botadero.El monitoreo de la vida del botadero es recomendado y anticipado debido a las fallas de taludes. Elbotadero de mina construido usando una técnica de descarga final algunas veces son referidas como“construidos desde la parte superior”, mientras que, la descarga en capas son construidos “de abajohacia arriba”. Los botaderos en capas o bancos pueden ser controlados, lo cual añadesignificativamente a su estabilidad general; sin embargo, ello requiere un talud de topografíarelativamente suave y usualmente conlleva una distancia de acarreo mas larga en los años mastempranos de la vida de la mina.



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Construcción de botadero por bancos o capas

4.2. PISTAS DE ACARREOLas pistas son los caminos por los cuales se realiza el transporte habitual de materiales dentro y fuerade la explotación, es decir, por los que circulan las unidades de acarreo. Algunas consideraciones que deben hacerse en el momento de proyectar los caminos de acarreo en

una explotación minera son las siguientes:• Punto de salida del pit, que dependerá de la localización de la planta de tratamiento y/obotaderos para el vertido del estéril.

• Pistas temporales o semipermanentes.• Número de carriles en pistas principales o auxiliares.• Pendientes medias y por tramos, tanto favorables como desfavorables, para el transporte.• Sentido del tráfico, etc.

4.2.1. Elementos del diseño geométricoLos elementos que definen la geometría de la pista son:

a) La velocidad de diseño seleccionada.b) La distancia de visibilidad necesaria.

c) La estabilidad de la plataforma de la pista, de las superficies de rodadurad) La preservación del medio ambiente.

En la aplicación de los requerimientos geométricos que imponen los elementos mencionados, se tienecomo resultante el diseño final de un proyecto de pista estable y protegida contra las inclemencias delclima y del tránsito. Para el buen diseño de una pista se consideran claves las siguientes prácticas:

• Evitar la alteración de los patrones naturales de drenaje.• Proporcionar drenaje superficial adecuado.• Evitar terrenos escarpados con taludes de más de 60%.• Evitar problemas tales como zonas inundadas o inestables.• Minimizar el número de contactos entre la pista y las corrientes de agua.

• Conseguir una superficie de rodadura de la pista estable y con materiales físicamente sanos.• Instalar obras de subdrenaje donde se necesite, identificando los lugares activos durante la

estación de lluvias.



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• Reducir la erosión colocando cubiertas vegetales o físicas sobre el terreno en cortes,terraplenes, salidas de drenajes y cualquier zona expuesta a corrientes de agua.

• Usar ángulos de talud estables en cortes y rellenos.• Usar medidas de estabilización de taludes, de estructuras y de obras de drenaje conforme se

necesiten y sea económicamente seleccionada.• Proporcionar un mantenimiento debidamente planeado y programado.

4.2.2. Velocidad de diseñoLa velocidad de diseño es muy importante para establecer las características del trazado en planta,elevación y sección transversal de la carretera. Definida la velocidad del diseño se procederá al diseñodel eje de la carretera, siguiendo el trazado en planta compuesto por tramos rectos (en tangente) y portramos de curvas circulares y espirales. Y similarmente del trazado vertical, con tramos en pendienterectas y con pendientes curvilíneas, normalmente parabólicas. La velocidad de diseño está igualmenterelacionada con el ancho de los carriles de circulación y, por ende, con la sección transversal poradoptarse. La velocidad de diseño es la que establecerá las exigencias de distancias de visibilidad en lacirculación y, consecuentemente, de la seguridad de los usuarios de la carretera a lo largo del trazado.

4.2.3. Distancia de parada y tiempo de reacción para frenadoDe un punto de vista de seguridad, deben diseñarse las vías de acarreo para acomodar las capacidadesde frenado de esos vehículos que tienen el potencial de frenado que llega la mayoría frecuentementeatravesado la ruta del acarreo.Desgraciadamente, muy pocos de los fabricantes de camiones definen las capacidades de su servicio ysistemas de frenado de emergencia en términos de eficiencia. Ellos normalmente se describenrevestimiento, tambor o tamaño del disco, método de actuación y presión del sistema. Así, un operadorno sabe si los frenos del vehículo sujetarán en un descenso en caso de una falla de retardo. Debido a laposible necesidad de utilizar los frenos de servicio como los únicos medios para detener o retardar uncamión, su performance debe definirse y debe tenerse en cuenta en el plan de diseño de vías de acarreoseguras.

La Sociedad de Ingenieros Automotores (SAE), comprendiendo la necesidad por las normas deperformance de frenos eficaces, ha desarrollado los procedimientos de pruebas y criterios de distanciamínima de parada para algunos que pesan en las categorías de grande, fuera de la pista y camiones. LaSAE recomendó los siguientes valores como distancias de frenado máximo permisible de unavelocidad inicial de 20 millas por hora, en una seco, nivelada y limpia superficie de concreto.

Tabla 4.1. Distancia de parada o frenado

Peso del Vehículo (libras)Distancia máxima de parada del servicio de

frenado a 20 mill/hr. (pies)

< 100,000

100,000 – 200,000> 200,000 – 400,000> 400,000

60

90125175

El tiempo necesario para hacer actuar a los componentes del sistema de frenos esta definido por:Tabla 4.2. Tiempo de reacción

Peso del Vehículo (libras) Tiempo de reacción de frenado (seg)

< 100,000100,000 – 200,000> 200,000 – 400,000> 400,000

0.51.5

2.754.5



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4.2.4. Distancia de visibilidadSe denomina distancia de visibilidad de parada a la mínima necesaria para que un vehículo puedadetenerse antes de colisionar con un obstáculo que se halle en su trayectoria, sin dar lugar adeceleraciones inadmisibles. Determinado el tiempo de parada necesario, la distancia de visibilidad deparada será proporcional a la velocidad del vehículo.

Es, por tanto, necesario definir una velocidad de proyecto o velocidad mínima, que han de podermantener los vehículos durante todo el ciclo de transporte. Esta velocidad es, por supuesto, inferior ala máxima que puede llegar a desarrollar los volquetes y debe establecerse en función de estudioseconómicos relativos a la explotación, los costes de operación y los de construcción y conservación dela pista.

4.2.5. PendienteEl primer criterio de diseño es el relativo a que no son deseables los tramos con gran inclinaciónlongitudinal, sobre todo si son largos, por la reducción que provocan en la velocidad de los vehículosal subir, que afecta a la producción horaria, y por incidencia desfavorable en:

• La seguridad, mayores distancias de frenado al bajar.• Los costes de operación, mayor consumo de carburante y mayores tiempos de recorrido.• Los costes de conservación, aparición de roderas.

Tampoco interesan, sin embargo, tramos horizontales que puedan dar lugar a problemas de evacuaciónde aguas pluviales.Atendiendo a criterios puramente mecánicos, las pendientes que pueden remontar y descender losvolquetes son superiores al 20 %; sin embargo, por cuestiones de seguridad, el límite hay que situarloen el 15 % e, incluso, en valores menores en zonas en las que sea posible la formación de placas dehielo. Introduciendo consideraciones de tipo económico, se ha comprobado que, salvo zonas muylocalizadas, las pendientes en continuo no deben superar el 7 a 9 %. En cuanto a la inclinación

mínima, el mínimo absoluto se recomienda fijarlo en el 0,5 % (este mínimo debe ser del 1 % en zonasde transición de peralte, en las que la pendiente transversal de la pista llega a anularse).

4.2.6. Sección transversal de las pistasLa sección de las pistas es función de las dimensiones de los volquetes, de manera que sea suficientepara que la operación de transporte se lleve a cabo con continuidad y en condiciones de seguridad. Encuanto al número de carriles en que ha de subdividirse la anchura total, las pistas mineras sondiseñadas, generalmente, con solo dos carriles, debido, por un lado, a la baja intensidad de tráfico y,por otro, a la escasa disponibilidad de espacio. Excepcionalmente, puede recurrirse a un solo carril conapartaderos. Sin embargo, los tramos exteriores de las pistas que conducen a los vertederos o a laschancadoras primarias suelen diseñarse con más de un carril en cada sentido.

Diseño de una pista de dos carriles para volquetes de 85 t.



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4.2.7. Estabilidad de taludes de corte y rellenoEn este caso se determinará la inclinación de los taludes definiendo la relación H:V de diseño(considerando parámetros obtenidos de ensayos y cálculos o tomando en cuenta la experiencia delcomportamiento de los taludes de corte in situ y/o ejecutados en rocas o suelos de naturaleza ycaracterísticas geológicas, geotécnicas similares que se mantienen estables ante condicionesambientales semejantes).

Los taludes de corte dependerán de la naturaleza del terreno y de su estabilidad, pudiendo utilizarse (amodo referencial) las relaciones de corte en talud siguientes los que son apropiados para los tipos demateriales (rocas y suelos) indicados en la siguiente tabla:

Los taludes de relleno, igualmente, estarán en función de los materiales empleados, pudiendo utilizarse(a modo de taludes de relleno referenciales) los siguientes taludes que son apropiados para los tipos dematerial incluidos en la siguiente tabla:

Para controlar los sectores con taludes inestables en este tipo de casos, se diseñarán soluciones de bajocosto para lo cual se evaluará y definirá soluciones mediante: métodos físicos como zanjas decoronación, estructuras de contención, métodos de revegetación.

.



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5. DISEÑO DE BOTADEROS DE DESMONTE EN MINESIGHTEl diseño de botaderos depende del espacio que se tenga en quebradas o zonas planas cercanas a lamina.La capacidad de botaderos es un factor importante que puede incidir en el rediseño del pit, debido aque no se cuenta con la capacidad necesaria para abastecer los materiales debajo de la ley de corteeconómica o se tienen distancias de acarreo demasiado largas que conducen a un costo mayor detransporte y, por consiguiente, de minado. El diseño de esta obra consiste primeramente en elegir una ubicación adecuada sobre la topografía delterreno cercano al pit, para ello se trabajará con el siguiente plano:

Ubicaciónplaneada



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Para tener organizado los objetos que nos servirán en el diseño, crearemos una nueva carpeta en elDatamanager denominada “DUMPS”, hacemos clic derecho sobre la carpeta, elegimos New/GeometryObject y lo nombramos “D4345” que será la polilinea cerrada inicial la que posteriormente seráextruida hacia abajo con un ángulo de -45° (ángulo de reposo), esta polilinea debe trazarse en el nivel4345 con la ayuda del gridset “Horizontal Planes”.

5.1 Operación de extrusiónA partir de la polilinea procederemos a extruirla hacia abajo con un talud de 45° grados que es unvalor referencial, ya que la elección de este ángulo depende de los estudios geotécnicos previos de lazona elegida y de las propiedades físicas y químicas del material de desecho.

- Crear el geometry “D4345solid” y poner en modo de edición

- Abrir el “D4345” y seleccionarlo con- Abrir la herramienta Extrude, desde Surface/Create/Extrude (para la versión 4.0-4.5)- Procedemos a extruir la polilinea con una distancia de 200 metros con un talud de extrusión de

- 45° a una dirección de – 90° y lo fijamos como un solidó cerrado activando “Along”.- En la pestaña Advanced limitaremos la extrusión con la superficie de la topografía, activando

“Limit” y picando la superficie “topo + pit”.



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5.2. Calculo de volumen del dumpUtilizando el calculador de volúmenes procederemos a estimar la capacidad de nuestro botadero enmetros cúbicos.

- Abrir el Volume Calculator del menú Surface- Seleccionar “In a Solid”- Clic en el “D4345solid”- Usar el método analítico- Apply

También se puede calcular de una manera rápida y sencilla usando la opción del query



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5.3. Fusionando el Dump con la TopografíaEs necesaria la creación de un modelo de superficie del dump, el cual es requisito para la fusión con latopografía.

- Crear el geometry “D4345surface” y poner en modo edición

- Abrir y seleccionar el “D4345”

- Realizamos similar operación de extrusión para solidó, pero esta vez se extruirá como sólidoabierto en la base (superficie)- Desactivar “Along” del Extrude tool- En la pestaña Advanced desactivar “Limit”



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Para la versión 4.5 de l minesight, en la ficha general debe llenarse así:

- Crear geometry “D4345merge” y poner en modo edición- Abrimos el Intersect Solids del menú Surface- Seleccionamos como grupo “A” a la superficie del dump (D4345surface), y la topografía

(topo + pit) como grupo “B”- Elegir el método de intersección unión.- Clic en preview para una vista preliminar si estamos de acuerdo hacer clic en;- Apply



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5.4. Reporte de volúmenes de corte y relleno por niveles

Anteriormente se calculo un volumen global del dump. En la siguiente operación se calculara losvolúmenes diferenciados por niveles apoyados en la cuadricula “Horizontal planes” que fija losniveles cada 15 metros (altura de bancos).

- Tener abierto el “D4345merge” y “topo + pit”

- Abrimos el Volume Calculator del menú Surfaces- Seleccionar Betwen Surfaces (Entre Superficies)- Clic en la superficie “topo + pit” como Top Surface- Clic en “D4345merge” como Bottom Surface



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- Activar “Levels” y seleccionar el gridset “Horizontal planes” u otro que contenga los planoshorizontales.

- Apply

Este reporte nos muestra un informe de volúmenes de relleno (fill) por cada nivel de operación.Además de los acumulativos de volúmenes que ascienden a un total de 15530661 m3. En las dosúltimas columnas se tienen los volúmenes netos y acumulativos netos que están con signo negativo elcual corresponde a volúmenes de relleno, y signo positivo para los volúmenes de corte (cut), pero queno se consideran en este reporte.

6. DISEÑO DE PISTAS DE ACARREO EN MINESIGHT



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Una vez diseñado el dump, se requerirá la construcción de una pista que servirá de conexión entre elpit y el dump; como se ve en la figura de arriba se requerirán volúmenes de relleno y a la vezvolúmenes que serán arrancados por donde se trace el eje de la pista. Trazaremos una línea centro o ejede pista según las normas establecidas para la construcción de este tipo de obras con el fin de darseguridad y flexibilidad a la operación. Usando el Editor de Plantillas crearemos los perfiles de corte yrelleno, en este ejemplo consideraremos los taludes de ambos en 45°, para la elección de ángulos en

aplicaciones reales se considerará estudios geotécnicos y ambientales. Con el uso del Point Editorpodremos mover nuestra pista en cualquier dirección, esto con el fin de balancear los volúmenes decorte y relleno. Se pueden crear varios diseños, los cuales nos permitirán tener una mejor evaluaciónde la obra a proyectarse.

6.1. Trazado de la Línea Centro (centerline)Sobre la topografía trazaremos nuestra línea centro, considerando que debe empezar en la salida del pit(nivel 4112.5) y terminar en el dump (nivel 4345), además que cada tramo que digitalicemos no debeexceder 11% de gradiente.

- En el Data Manager crearemos una nueva carpeta denominada “ROAD DESIGN”- Dentro de ella crear geometry “centerline” y poner en modo edición- Previo a la digitalización del centerline tenemos que configurar en el menu snap como “face

snap” para que los puntos que tracemos se ubiquen sobre la topografía.

- Activaremos el “Show selection nodes” para visualizar los puntos que se trazan.

- Digitalizar los puntos cuidando que no se sobrepase 11% de gradiente.



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Para la versión 4.5 ir al menú File/Project Settings, en la pestaña Status bar, configurar el Dip enpercent.

Una vez digitalizado se puede ver en la barra de estado del Minesight que la longitud de la polilineaes de 3370.41 metros, la cual tendremos que densificar puntos y suavizar las curvas para un mejordiseño.

- Seleccionar la polilinea, ir al menú polyline y hacer clic en Densify y llenar tal como se ubicaen la figura de abajo.

- Ira a Menú Polyline, elegir Smooth, llenar como se muestra en la figura.- En ambos casos clic en Apply



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6.2. Diseño de las superficies para el corte y rellenoCrearemos unos perfiles de superficie en forma trapezoidal de 30 metros de base menor (ancho depista), 50 metros de altura y un ángulo de 45° esto en ambos perfiles.Relleno (Fill):



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Corte (Cut):

Creación de la superficie de relleno- Crear geometry “surface fill”, poner en modo de edición- En el menú UTILITIES abrir el Template Editor

- Seleccionar el centerline- Llenar la información de la figura de abajo- Ir a Surfaces/Create solids/Attach Template Along Polyline- Preview/Apply

Creación de la superficie de corte- Crear geometry “surface cut”, poner en modo de edición- En el menu UTILITIES abrir el Template Editor

- Seleccionar el centerline- Llenar la información de la figura de abajo- Ir a Surfaces/Create solids/Attach Template Along Polyline



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- Clic en Preview/Apply

6.3. Calculo de volúmenes de relleno por niveles- Abrimos el Volume Calculator del menú Surfaces- Seleccionar Betwen Surfaces (Entre Superficies)- Clic en la superficie “D4345 merge” como Top Surface

- Clic en “surface fill” como Bottom Surface- Activar “Levels” y seleccionar el gridset “Horizontal planes” u otro que contenga los planoshorizontales.

- Apply



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Se tiene un acumulado de 360466 m3 de volúmenes de relleno

6.4. Calculo de volúmenes de corte por niveles- Abrimos el Volume Calculator del menú Surfaces- Seleccionar Betwen Surfaces (Entre Superficies)- Clic en la superficie “D4345 merge” como Top Surface- Clic en “surface cut” como Bottom Surface

-

Activar “Levels” y seleccionar el gridset “Horizontal planes” u otro que contenga los planoshorizontales.- Apply



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Se tiene un acumulado de 200543 m3 de volúmenes de corte

6.5. Balance de volúmenes de corte y rellenoSi no estamos de acuerdo con el reporte de volúmenes mostrados, tal vez porque en el rellenotendremos que usar materiales de préstamo para cumplir con los volúmenes calculados pero con unincremento de costos. Para ello tenemos la opción de modificar tales cantidades, usando el PointEditor, para mover las superficies de corte y relleno en el eje Z, esto generara una variación en losvalores acumulados de volúmenes, como ejemplo desplazaremos en 1 metro hacia arriba del eje Z yveremos la diferencia de los cálculos anteriores.



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- Generación de nuevos reportes con la variación de 1 metro de desplazamientoCalcular los volúmenes siguiendo los procedimientos anteriores mostrados

474654 m3 de volúmenes de relleno

145764 m3 de volúmenes de corte



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6.6. Intersectando la topografía con la pista de acarreo- Crear geometry “Topo with fill” y poner en modo edición.- Abrir D4345 merge y surface fill- Abrir Intersect Surfaces del menú Surface

Por ultimo, cerrar surface fill y abrir surface cut, crear geometry “Final Topo”



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Topografía final: pit, pista y dump



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7. CONCLUSIONES- La geometría de la pista de acarreo se diseñará acorde a la magnitud de equipos que se tenga

en la mina.- Para la reducción de las distancias de acarreo, se debe relacionar el sentido de la rampa

(horario o antihorario) con el diseño de pista, ya que eligiendo cualquiera de estos sentidos seelige la salida del pit y el inicio de la pista.

- Debido a que se maneja grandes volúmenes en el diseño de pistas, se debe tener varios diseños

o alternativas que nos permitan balancear el movimiento de tierras.- Para el cálculo de volúmenes, es fundamental un buen levantamiento de la topografía,

mientras más detallado y mas puntos tenga, el margen de error será menor.- Es necesario considerar en el modelamiento de la topografía de la mina, el drenaje natural,

porque si no se toma en cuenta; podríamos estar diseñando los botaderos y pistas en zonas noadecuadas.



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8. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Kaufman, Walter. - Ault, James. “Design of Surface Mine Haulage Roads - A Manual”. UnitedStates Department of the Interior - Bureau of Mines

Kennedy, Bruce A. “Surface Mining”. Society for Mining Metallurgy and Exploration (U.S.)

Ministerio de Transportes y Comunicaciones (2008). “Manual para el diseño de carreteras nopavimentadas de bajo volumen de tránsito”. República del Perú.

Mintec. (2000). “MineSight – Manual de Introducción a Aplicaciones Geológicas”.

Mintec. (2000). “MineSight – Manual de Introducción a las Aplicaciones de Ingeniería de Mina”.

Mintec. (2000). “MineSight 2 - Introduction to General Applications”.

Orderique, Edgardo (2001). “Optimización de la Secuencia Anual de Minado”.

Diseño de botaderos de desmonte y pistas - Coneingemmet Piura 2009

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