UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ

LABORES MINERAS SUBTERRANEAS

CONTENIDO

Introducción

Minería Subterránea

Labores mineras subterráneas

Labores mineras superficiales

Otras labores de importancia

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INTRODUCCIÓN

Las materias primas necesarias para la obtención de los metales las constituyen los minerales, cuya extracción es, precisamente la tarea primordial de la industria minera. La disciplina que estudia los métodos y las técnicas de extracción de los minerales se llama explotación minera. La explotación de los yacimientos de minerales posee una serie de etapas y procesos cuyo estudio, precisamente constituye el objeto de la minería: excavación y entibado de las galerías subterráneas, transporte y extracción(elevación) de los minerales, ventilación y alumbrado de las galerías, trabajos de perforación y voladura, destape o acceso, métodos de explotación, etc.

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MINERÍA SUBTERRÁNEA

La minería subterránea puede ser desarrollada sobre roca blanda o sobre roca dura.

Las minas de roca blanda, como el carbón, no necesitan el empleo de explosivos para la extracción. Estas rocas pueden cortarse con las herramientas que proporciona la tecnología moderna. También son rocas blandas la sal, la potasa, la bauxita.

En las minas de roca dura, la extracción se realiza mediante perforación y voladura. Primero se realizan orificios con perforadoras de aire comprimido o hidráulicas. Luego se insertan explosivos en los orificios y se provoca una explosión para fracturar la roca. Se carga la roca volada hasta galerías de gran inclinación, por las que la roca cae hacia un pozo de acceso. Se la carga en unos contenedores llamados cucharones y se la retira de la mina.

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LA PREPARACIÓN DE LA MINA Una mina subterránea, para explotar el depósito mineral o criadero, requiere de una red cuidadosamente planificada de LABORES DE ACCESO, como son: Pozos, galerías, chimeneas y rampas, entre otros. La ejecución de esta red de labores se denomina PREPARACIÓN DE LA MINA, a fin de lograr un minado sistemático, buena productividad y producción.

La preparación de la Mina para su explotación consiste en desarrollar ó ejecutar labores mineras de acceso para arrancar y extraer el mineral económico de los depósitos minerales en forma sistemática y con la mayor productividad.

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ELEMENTOS COSTITUTIVOS DE UNA MINA SUBTERRÁNEA

Si la explotación se va a realizar a cotas inferiores del terreno base, entonces el acceso a las labores se realizará por un pozo (shaft) o una rampa (decline espiral, decline sixsac). Los pozos cumplen diversas funciones, entre otras permitir el acceso y salida del personal de mina, la ventilación de las labores mediante inyección de aire desde la superficie, y por supuesto, el transporte del material extraído a la superficie. Las rampas por su parte han ido ganando adeptos con gran velocidad en la minería moderna. Estas permiten el acceso directo a la mina de material rodado, lo que facilita las labores de transporte de mineral.

Dentro de la mina tenemos las galerías, que pueden ser en dirección (de la masa mineralizada; drifts) o perpendiculares a ésta, esto es, transversales (cross-cuts).

La conexión entre los distintos niveles de una mina se realiza por pozos inclinados ( raise, hacia arriba; winze, hacia abajo), que sirven para el trasvase de mineral y movimiento del personal.

Tendremos niveles de producción, y por debajo de éstos, de transporte de mineral.

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LABORES MINERAS

Una labor minera es cualquier hueco excavado para explotar un yacimiento. Una mina es el conjunto de todas esas labores, especialmente cuando es subterránea. La técnica de aprovechar un yacimiento mediante minería se conoce como Laboreo de Minas.

La zona de la labor en que se trabaja para su excavación se denomina frente, corte o testero.

Las labores que sólo tienen una entrada (por ejemplo una galería que se está avanzando) se denominan labores en fondo de saco. Al no tener salida es necesario forzar la ventilación mediante una tubería hasta el frente de la labor.

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Las labores mineras se pueden clasificar en:

SUBTERRÁNEA

Verticales

Horizontales

Inclinadas

SUPERFICIAL

POZOPIQUECHIMENEAECHADERO DE MINERALECHADERO DE DESMONTE

TÚNELGALERÍASOCAVÓNCORTADANIVEL

RAMPA

BOTADEROSBANCOSBERMASRAMPASSTOCKPILE

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LABORES MINERAS SUBTERRANEASLABORES VERTICALES

POZOSEn minería, los pozos se utilizan como labores de acceso desde la superficie en las minas subterráneas situadas por debajo del nivel del fondo del valle. Los pozos pueden ser verticales o inclinados. En este último caso se conocen también como pozos planos, planos inclinados, o simplemente, planos. Los pozos de extracción es la apertura más importante en minas subterráneas y por él pasan todos los suministros para la explotación tales como ventilación, transporte de mineral, suministros y personas, electricidad, aire comprimido, agua, bombeo.

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1. Selección de la ubicación del pozo: Los pozos de extracción no deben ser afectados por las inundaciones, para ello se analizará la máxima venida de los cien años. Tampoco deben situarse demasiado próximos a carreteras de gran circulación, ni en entornos industriales que puedan ser objeto de incendios con gran producción de humos. Se analizarán todas aquellas cuestiones externas que pudieran poner en peligro la vida de los trabajadores y la integridad de la mina y que pueden influir en la decisión sobre emplazamiento del pozo. El número mínimo de pozos que deben excavarse para la explotación de la mina es dos, siendo dedicado uno de ellos para producción, personal, entrada de materiales, equipos y aire. El otro pozo es para el retorno del aire y como vía adicional de escape. A veces es necesario la excavación de tres pozos cuando la extensión de la mina no permite una adecuada ventilación con dos pozos. Cuatro pozos serán necesarios cuando las necesidades de producción doblen aproximadamente la capacidad de una eventual mina de dos pozos con la mitad de producción.

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* Dos pozos: La posición central (a) de los pozos tiene las ventajas de menores costos de transporte y recorridos menores del aire de ventilación. Los pozos deben de estar separados al menos 100m.Sin embargo, la necesidad de dejar unos macizos de protección importantes reduce la reserva explotable. En yacimientos tubulares monocapa a profundidad moderada es la ubicación más eficaz. Una localización lateral (b) a muro del yacimiento, incrementa los costes de transporte y las distancias de ventilación, pero no se hace imposible la explotación de parte de las reservas mineras por la existencia de los macizos de protección de los pozos.

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* Tres pozos: El pozo principal suele tener un diámetro(7 a 8 m) mayor que los auxiliares de ventilación(5 a 6 m). Si el pozo principal se coloca en el centro de gravedad del yacimiento, los pozos auxiliares se colocarán en los extremos opuestos de la dirección de la corrida siempre que la longitud de la concesión minera en esta dirección sea 2 a 3 veces mayor que en la dirección del buzamiento.

* Cuatro pozos: En este caso el pozo principal se usará para extraer la producción y como entrada de materiales y los otros dos para ventilación. Los cuatro pozos serán de diámetro similar. Los dos primeros se colocarán en posición central y los dos de ventilación en posición extrema en la dirección de la corrida. Si el yacimiento es alargado en la dirección del buzamiento tres pozos se colocarán en el centro y el cuarto en la zona en la que el yacimiento está más próximo a la superficie.

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2. Diámetro del pozo: En el pozo principal o de producción, el diámetro se evalúa de modo que sea el mínimo requerido para la circulación de las jaulas o skips y para dar espacio a los conductos eléctricos, de aire comprimido, de agua fresca, de ventilación, bombeo y relleno en su caso y para la escala del escape de emergencia. Se realiza un plano de la sección del pozo y se dibujan la sección y disposición de cada uno de los elementos anteriores, adaptando en lo necesario el contorno del pozo. Se tendrá en cuenta las distancias mínimas a considerar entre los elementos móviles y los parámetros del pozo. Se comprueba que la cantidad y la velocidad del aire de ventilación son las especificadas. El volumen de los skips se estima de la forma siguiente:

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Sea Q la carga máxima de mineral de skip que se quiere utilizar para una producción diaria de W toneladas, siendo T las horas de extracción diarias. Se tiene:

Dónde: k es un factor de irregularidad = 1,5 para dos skips y k = 1,25 para un solo skip o jaula; t = t1 + t2 es el tiempo total de un ciclo en S1 (t1 es el tiempo de funcionamiento, t2 es el tiempo de parada).

El volumen del skip es:

Dónde: γ es la densidad aparente de la carga de mineral en t/m³. Para carbón se toma un valor entre 0,8 – 0,85 y para minerales, de 1,4 a 1,5.

Q = ktW/3600T

P = Q / γ

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Basándose en estas estimaciones y cálculos y teniendo en cuenta las consideraciones previas KF, Unrug propone el ábaco siguiente para la evaluación de los principales parámetros del pozo:

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3. Profundización de pozos: De todas las aperturas realizadas en las minas los pozos son las obras más costosas en tiempo y dinero. Además la profundización de pozos es un procedimiento complicado. Aunque algunos pozos se perforan mediante sondeos de gran diámetro, en la mayoría se emplea el método tradicional de perforación y voladura bien se sección rectangular con sostenimiento de madera bien de sección circular con sostenimiento de hormigón, que es hoy lo comúnmente empleado, y recurriéndose a contratistas externos para ello. Excepto a grandes profundidades, los pozos perforados en roca dura no requieren consideraciones especiales para el mantenimiento de la estabilidad del paramento. Los pozos se perforan de arriba abajo, aunque en minas ya existentes a veces se realizan de abajo a arriba.

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4. Profundización de pozos por el sistema tradicional: Cuando se trata de minas ya establecidas con pozos gemelos la operación de profundización se facilita ya que se profundiza el pozo auxiliar y con una galería se llega a la proyección del pozo principal y se sube en realce con sección estrecha que se deja un macizo de 5 a 10 m en el fondo del pozo que se destruye en el último momento. Con un solo pozo es más frecuente trabajar en caldera descendente o en calderilla, para lo cual se construye un techo de madera bajo el cual se trabaja. Cuando el terreno es suelto y descompuesto y la venida de agua importante se emplean métodos especiales que se encargan a empresas especializadas.

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5. División del pozo en compartimientos: Una vez perforado y revestido, se instalarán en el pozo los diferentes elementos necesarios para la operación. En primer lugar se instalan las traviesas y los guionajes. El pozo se divide en compartimientos y se instalan las jaulas y skips definitivos. Se dotará al pozo de la escala de escape y de la plataforma de salida. La tubería de ventilación estará de agua, aire comprimido, de evacuación del bombeo, de energía, de introducción de rellenos, y alguna conducción de respeto. En la siguiente figura se ve un esquema de la distribución de la sección de un pozo.

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6. Enganches: Se llaman así a las galerías que, en los niveles, enlazan el pozo con los transversales y sirven para las maniobras de carga y descarga. En los enganches de interior cuando se utilizan vagonetas, se realiza la recepción de los vagones cargados, desenganchado de los mismos, carga y descarga de las jaulas, reunión de vagones vacíos y formación de trenes, tanto vacíos como con material y para circulación de material. En el de superficie hay que cargar y descargar las jaulas, pero los vagones circulan sueltos en dirección a los basculadores o al almacén y vuelven vacíos o con material. En cualquier caso se utiliza la gravedad para ayudar al movimiento de los vagones y además cables, cadenas rastreras, empujadores, o bien, frenos y topes. Los enganches para skips tienen ventajas sobre los de vagones. La capacidad de extracción es mayor, el coste de la instalación es menor, menos pérdidas de tiempo, automatismo más fácil y menos personal de operación. Sin embargo, desmenuzan más el mineral, las excavaciones son mayores para alojar tolvas, producen más polvo y vertidos a la caldera del pozo durante la carga de los skips.

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PIQUES Los piques son labores verticales que sirven de comunicación entre la mina subterránea y la superficie exterior con la finalidad de subir o bajar al personal, material, equipos y el mineral. La construcción se hace normalmente de arriba para abajo, por método de bancos de tal manera que se perfora y dispara la mitad de la superficie del fondo del pique y esta operación se hace en forma alternada hasta su terminación. Las paredes del pique se disparan con smoth blasting (voladura controlada) para conseguir una pared lisa o superficie plana. La sección puede ser circular o rectangular, dependiendo del diseño. Puede tener dos o más compartimentos, los que dependen de la capacidad y de las instalaciones con que cuenta la operación, por lo que cada sección puede ser: - Para la jaula y su contrapeso - Para los baldes o Skips - Para tuberías de agua, aire, relleno. - Para cables eléctricos - Para caminos.

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1. ESTRUCTURA: La estructura puede ser de madera o de acero. En otros casos, si se contara con un nivel inferior, la construcción del pique se puede practicar con un equipo raise borer, para el cual se perfora primero el hueco piloto y luego del nivel inferior se empieza a rimar (ensanchar) con una broca de mayor diámetro y finalmente se completa a la sección diseñada. En todos los casos el terreno debe ser competente y zona donde no exista agua de filtración. Dentro de la estructura del pique el sistema que cumple efectivamente la función de bajar y subir los materiales este formado por cinco elementos con sus respectivos accesorios y son: - Winche o tambora o aparatos de enrollamiento - Cable - Polea - Jaula y/o balde (Skips) - Torre o Castillo.

Sección transversal de un pique central de una mina

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2. ELEMENTOS DEL SISTEMA DE IZAJE:

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A) Winche, Tambora o Aparatos de Enrollamiento. Son cilindros metálicos donde se enrolla el cable. Podríamos hablar del enrollado activo que es el cable que verdaderamente trabaja y el enrollado de reserva para los cortes reglamentarios que dispone la ley de seguridad y para reducir el esfuerzo ejercido por el cable, a la unión con el tambor. Los elementos principales de la tambora son:Eje principal .- Que contiene a la tambora o tamboras, el motor y el reductor.El tambor.- son cilindros en el que se enrolla los cables, cuya superficie puede ser liso o con ranuras helicoidales. Es girado por el eje principal. El sentido de rotación de los tambores es el mismo: para asegurarse la subida de una jaula y el descenso de la otra, los cables pasan por encima del tambor correspondiente y el otro por debajo del otro tambor.Las ranuras.- Son canaletas a donde encajan los cables, las que deben recibir una inspección cuidadosa de su entorno, el ancho y estado de conservación. Debe cuidarse que encaje perfectamente en el fondo de la ranura cuando se aplica un nuevo cable del diámetro correspondiente.

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Las pestañas.- Cuya función es evitar que el cable se desprenda y donde se pinta el punto exacto de los niveles de estacionamiento.Los embragues.- Para dejar libre el movimiento del eje, sin necesidad de mover la tambora, tiene Anillos.Brazos o rayos. Templadores. Torno interior. Zapata. Hay embragues de fricción los que son utilizados para servicios muy pesados en la extracción. El embrague de mordaza es positivo y eficaz en las máquinas de extracción de grandes toneladas.Frenos.- Las máquinas están equipadas de frenos de mordaza sobre cada tambor, con movimiento paralelo que trabaja sobre superficie de frenado de diámetro y anchura suficiente para poder regular el movimiento de las tamboras. Hay varios tipos de winches o tamboras: los cilíndricos, los cónicos, y las poleas Koepe (polea multicable). Figs. 5 y 6

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Fig 5. Esquema de la Polea multiplicable Fig 6. Polea multiplicable

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La velocidad de extracción para el transporte del personal está regulada por los reglamentos de seguridad. El limite máximo es de 240 m/min. La velocidad para la extracción de minerales, esta determinada por las características de los piques, tamboras, altura del pique o profundidad y de los castillos o torres. En los piques mas profundos la velocidad de extracción llega a 900 y 1000 m/ min.

B) Cables. Es un producto fabricado con alambre de acero, colocados ordenadamente para desempeñar el trabajo de izar los skip y las jaulas. Para formar cables, se arrolla un gran numero de hilos de acero de alta resistencia (normalmente entre 130 y 180 kg/mm2). Estos hilos se disponen en cordones y torones, según los casos. Para el sistema de izaje se emplean exclusivamente los cables compuestos de varios torones. Estos torones están formados por un cierto numero de hilos arrollados en uno o varios cordones alrededor de un alma (núcleo) de cáñamo o de acero, formando el cable.

PROFUNDIDAD VELOCIDAD

150 metros 365 metros/min.

150 – 300 480 metros/min.

300 – 600 600 metros/min.

900 900 metros/min. CABLE

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ESTRUCTURA DE LOS CABLES. >Los cables se componen de: -Núcleo o alma. -Torones. * Núcleo o Alma.- Que puede fabricarse de fibra de metal y depende de la aplicación a la que va a destinarse. El alma del cable sirve como soporte a los torones que están enrollados a su alrededor. El alma se fabrica de diversos materiales, dependiendo del trabajo al cual se va a destinar el cable, siendo lo más usuales: a)El alma independiente de cable fabricado con el alambre de acero dispuesto generalmente en construcciones de 7 x 7; b) El alma de torón, que está formado por un torón, igual a los demos que componen el cable c) Alma de fibra que puede ser de fibras vegetales o sintéticas.

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El alma de acero se utiliza para zonas donde el cable esta sujeto a severos aplastamientos o cuando el cable trabaja en lugares donde existen temperaturas muy elevadas que ocasionen que el alma de fibra se dañen con el calor. También este tipo de alma proporciona una resistencia adicional a la ruptura, de aproximadamente un 10%, dependiendo de la construcción del cable. Los cables con alma de acero son ligeramente más rígidos que los cables de alma de fibra, pero soportan los dobleces adecuadamente. Los Cables con alma de fibra se usan en aquellas aplicaciones en que los cables no están expuestos a las condiciones mencionadas. Estos cables son fáciles de manejar y más elásticos. De acuerdo al tipo de alma, podemos denominar los cables: FW (Fiber core ) Alma de fibra. WSC (Wire strand core) Alma de cordón de alambre. IWRC (Independent wire rope core) Alma independiente de cable de acero.

* Torones o Cordones.- Un cable está formado por un conjunto de torones o enrollados. Cada torón, está formado por un conjunto de hilos.

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La mayoría de hilos utilizados en la construcción de cables son redondos y de diámetro comprendidos corrientemente entre 2 y 3 mm. Tipos de cables. De acuerdo a su torcido pueden ser: a) Regular.- Los alambres del torón, están torcidos en dirección opuesta a la dirección de los torones del cable. b) Lang.- Los torones en un cable torcido lang, están torcidos en la misma dirección. Los cables con torcido lang son ligeramente más flexibles y muy resistentes a la abrasión y fatiga, pero tiene el inconveniente de tener tendencia a destorcerse por lo que únicamente deberán utilizarse en aquellas aplicaciones en que ambos extremos del cable están fijos y no le permitan girar sobre si mismo. De acuerdo a su construcción pueden ser: a) Preformados b)No Pre-formados - Polea.- Rueda acanalada que gira alrededor de un eje central por el que pasa el cable en cuyos extremos se encuentra la jaula o skip (resistencia )y en la otra la wincha o tambora (potencia) La garganta es una ranura cóncava abierta en el contorno de la polea donde se localiza el cable. Las poleas se puede construir de 3 formas: - Por fundición. - Por acero moldeado - Por construcción soldada.

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C) Castillo o Torre . Es la cúspide de la estructura del pique donde se encuentra la polea que dirige el movimiento del cable. Es una estructura vertical que se levanta por encima del collar del pique. En su interior suben los baldes desde el nivel del bolsillo del pique (pocket) hasta la ventana de descarga del mineral; o las jaulas, de estación en estación en el momento de entrada y salida del personal o cuando se trata de transportar el material. De la cúspide de la torre o del castillo baja una estructura inclinada que sirve de sostén a toda la torre y contrarresta la tensión de los cables. La torre vertical y la estructura inclinada son las partes fundamentales del castillo y soportan en su cima la caseta de las poleas. La estructura del castillo puede ser de madera o de acero y se debe construir respetando los reglamento de seguridad existentes. Hay una escalera de servicio que sube a lo largo del pique. Junto al pique hay una tolva donde se descarga el mineral para luego transportarse a la planta concentradora.

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Fig. 7 Pique María

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D) Skips: - Skipping consiste en llenar, transportar, vaciar y retorno a llenado de materiales. - El mineral puede ser chancado o no y la operación de llenado puede ser manual o automatizada. - Para alcanzar altas velocidades los skips se guían por medios de rieles. - Se vacían en cualquier parte aunque es más común el vaciado en la infraestructura. - Las dimensiones del skip están restringidas por el tamaño del material (para que fluya)

Existen tres tipos de skips

Volteo o KimberleyCuerpo movibleCuerpo fijo

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TIPOS DE SKIP:

Cuerpo móvil descarga por el fondo Cuerpo fijo descarga por

el fondo

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ACCESORIOS:

Otras componentes del sistema de transporte son:

Carguío skip: Para transferir material desde la mina al skip.   Buzón medidor (bin)  Bin – alimentador - Correas  Pueden ser automatizados

Control del Derrame: Se puede llegar a 1,5 hasta 5 % de derrame durante la carga al skip. Se utilizan deflectores bajo el skip o bien se desarrolla una rampa hasta el fondo del pique. Especial cuidado en sistema Koepe porque el cable llega al fondo.

Jaulas: Para transporte de personal y materiales que entran y salen de la mina.

Contrapesos: Para balancear el sistema. Se diseñan de manera de llenar el espacio disponible

Elementos de seguridad: “safety dog” que se activa en el caso de corte de cuerda y penetran las guías

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CHIMENEAS Las chimeneas y coladeros en una mina sirven como conexiones entre diferentes niveles horizontales con las funciones de servir de paso al mineral, al personal, a la ventilación o para facilitar la preparación. La inclinación varia normalmente desde vertical hasta unos 55º, ya que una inclinación menor hace difícil la evacuación de la rica por la chimenea. Una sección normal de frente es entre 4 y 6 m2, de forma cuadrada, rectangular o circular. Existen varios métodos de uso corriente para la realización de chimeneas. Los métodos mas simples no se encuentran mecanizados; los operarios montan una estructura de madera o metálica, y esta sirve de plataforma durante la perforación.

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1. Perforación de Chimeneas. La perforación de chimeneas es una técnica nueva que ha aumentado de popularidad durante los últimos años. Una máquina especial, la perforadora de chimeneas, se usa para perforar un barreno guía de un diámetro de alrededor de 200 mm en el centro de la chimenea planeada. Después de que el barreno guía ha sido perforado a penetración se conecta una cabeza de escariar a la cadena de tubos. La sección completa de la chimenea es escariada después por la perforadora ascendente que tira hacia arriba. La perforadora de chimeneas es capaz de ejercer una fuerte presión hacia a bajo para perforar el barreno guía, y una fuerza de tiro aún más fuerte al realizare l escariado. La perforación de chimeneas es una técnica completamente mecanizada que elimina casi todos los riesgos en esta tarea que es tradicionalmente peligrosa. La capacidad de la perforadora de chimeneas en lo que se refiere a diámetro y altura de chimenea es suficiente para los requerimientos normales en el plan de preparación de una mina.

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2. EJECUCIÓN DE CHIMENEAS: El peso ligero y su maniobrabilidad, hace fácil el transporte, instalación y desmontaje.

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A) Identificación de peligros y evaluación de riesgos: El personal es capacitado en la identificación de peligros, evaluación de riesgos, conocimiento de procedimientos, estándares y prácticas de trabajo seguro.

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B) Chimeneas desarrolladas en H:

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C) Elementos metálicos:

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D) Secuencia operacional:

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ECHADEROS DE MINERAL Es una abertura vertical o inclinada a través del cual se traslada el mineral. Son labores verticales o casi verticales realizadas sobre roca y sirve para dar paso exclusivo de mineral o recolectar el mineral de varios niveles. Estos echaderos conectan varios niveles y son generalmente circulares.

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64Scooptram llevando el material al echadero de mineral(ore pass)

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ECHADERO DE DESMONTE Son labores verticales o inclinadas, realizadas sobre rocas y sirve para dar pase exclusivo al relleno o material estéril para ser usado en el interior mina.

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* Echaderos de mineral y desmonte

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HORIZONTALESTÚNEL

Es una labor horizontal que comunica una superficie subterránea por ambos extremos. Es abierta al extremo de una montaña o una colina para permitir el acceso a un yacimiento mineral.Son desarrollados sobre roca o material estéril.

Sus funciones son: Vías de comunicación de carreteras , ferrocarriles. Desviar cursos de ríos. Para ventilación en minas. Vías de acceso al depósito mineral. Drenaje o desagüe de minas. Casas de fuerza eléctrica en subterránea. Etc.

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1. MÉTODOS PARA LA CONSTRUCCION DE TÚNELES

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2. TIPOS DE TÚNELES (SECCIONES)

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3. CICLO MINERO PARA LA CONSTRUCCIÓN DE UN TÚNEL

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4. LA SECCIÓN DEPENDE DE … :

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5. ¿CÓMO SE HACE UN TÚNEL?

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PRIMERO: Distinguir las zonas en un túnel para perforar y cargar los tiros

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SEGUNDO: Perforar los tiros de acuerdo a un diseño de disparo (RAINURA).

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TERCERO: Preocuparse de la RAINURA

RAINURA(cuele): Conjunto de tiros cargados y huecos(maricón), que permiten en su profundidad, crear la cara libre necesaria para que el resto de los tiros puedan ir saliendo(secuencia de disparo).

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Identificando la RAINURA:

Tiros huecos: Maricon (pueden ser 1 o más)

Se diseñan tiros con carga de acuerdo a cuadrantes (IMM 2500)

La rainura se puede perforar ya sea con tiros “paralelos” o en “V” (depende de cómo se quiera que de la botada o marina).

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RAINURA en V… bien en la conceptual, mal en la operacional.

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RAlNURA en tiros paralelos:

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Una vez diseñada la RAINURA, se procede a determinar el resto del disparo.

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6. NUEVAS TENDENCIAS PARA LA CONSTRUCCIÓN DE TÚNELES EN MINERÍA

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7. MINERÍA CONTINUA (CONSTRUCCIÓN DE TÚNELES SIN PERFORACIÓN Y TRONADURA (TBM)

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GALERÍA Labor casi horizontal que se desarrolla sobre veta o en alguna de sus cajas, siguiendo el rumbo ó dirección de la veta.

Las galerías en una mina son utilizadas con varias finalidades: Para la preparación de los túneles.Exploración.Acceso del personal a las explotaciones o frentes de trabajo.Transporte del material, del mineral, etc. En ellas se instalan las vías, bandas transportadoras, conducciones, cables eléctricos, etc.

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1. PERFORACIÓN DE GALERIAS Todas las galerías están dimensionadas para una finalidad específica, normalmente para acomodar equipos que se desplazarán o funcionarán dentro de las mismas. Esto concluye una relación entre las dimensiones del equipo y el perfil de la galería. Las galerías están así diseñadas alrededor de las máquinas tomando en consideración un espacio libre requerido a paredes y techo, espacio para pasaderas, conductos de ventilación y líneas de servicio.

La preparación de galerías es un componente necesario y frecuente en un programa de desarrollo de una mina. La mayor parte de las minas están organizadas por esto para llevar acabo la preparación de galerías por personal separado con su equipo especial. La elección de equipos requiere integración con condiciones en la mina, que son distintas, que son distintas de un sitio a otro.

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2. SECCIONES DE UNA GALERÍA Los tamaños de galerías normales tienen una sección transversal de entre 5 y 25 m². L a galería de 5 m² es suficiente para acomodar el tamaño más pequeño de pala cargadora, mientras que se necesita una de 25 m² para un equipo grande de perforación de producción.

Los tamaños de galerías en operaciones de explotación han aumentado durante los últimos años. debido al cambio de equipos sobre carriles a máquinas con ruedas de goma. La mayor parte de las máquinas y equipos de transporte sobre carriles funcionarán en una sección transversal de10-12 m² mientras que un jumbo o una cargadora sobre ruedas de goma puede necesitar 15m² o más para un funcionamiento conveniente.

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Las galerías, cuando por las presiones del terreno lo requieran, son fortificadas mediante entibación. Antiguamente todos los soportes eran de madera construidos por dos montantes que descansan sobre una soleras y coronados por un cabezal(fig. 1,6). Actualmente se utilizan soportes metálicos, que son mas seguros y menos embarazosos. Cuando las galerías deben estar conservadas de forma permanente, como las principales de acceso a la mina, entonces se enmarcan con hierros perfilados colocados a pocos metros y sobre los marcos se construye una corona de hormigón (fig. 1.7)

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SOCAVÓNEs una labor horizontal o casi horizontal que conecta subterráneamente un punto superficial con otra subterránea.

Son también labores horizontales iniciada en la superficie para el acceso y trabajo de un depósito mineral, usado a veces para desagüe, ventilación a ambos servicios.

El socavón puede desarrollarse “en dirección” a la veta o “de cortada”, según se siga al mineral o busque cortarlo.

El nombre de “túnel” se usa casi con el mismo significado de “socavón”, solo se diferencia en el uso y la comunicación a superficie.

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CORTADA

Es una labor semejante a la galería, solo que se abre en ángulo con la dirección de la veta y se desarrolla sobre roca o material estéril. Es decir formando ángulo con el rumbo de la veta o la galería.

La cortada tiene como función:La de cortar a la zona mineralizada, con la galería y/o pique.

Delimitar la potencia del cuerpo o depósito mineral.

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NIVEL O PISO

Galerías horizontales en un horizonte de trabajo en una mina; es usual trabajar las minas desde una chimenea de acceso, y se establecen niveles a intervalos regulares, generalmente con una separación de 50 metros o más; o a partir de varios túneles de acceso con diferente cota, o a partir de rampas de acceso que unen diferentes niveles.

Su Función primordial es de facilitar el transporte del mineral de los tajeos hacia los echaderos de mineral

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INCLINADAS

RAMPA Son labores inclinadas desarrolladas sobre roca o material estéril, son de secciones grandes, considerable pendiente (12%) a fin de ganar longitud y altura .

La rampa une dos ó más labores horizontales ó niveles de diferentes cotas.

Sus Funciones son: Labor de accesos de equipos y maquinarias pesadas sobre llantas a interior Mina desde la superficie o entre los niveles.Permite la extracción del mineral por medios rápidos y flexibles con equipos de bajo perfil.Permite el acceso de personal , materiales, insumos y herramientas ,etc.

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1. CONSTRUCCIÓN DE RAMPA DE ACCESO: En la Industria Minera, el cemento Fraguamax ha sido exitosamente utilizado para la construcción de rampas, ya que provee el mejoramiento de superficies de rodamiento para eficientar los ciclos de acarreo y el acceso a las áreas de trabajo, sin afectar las operaciones de la mina.

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2. VENTAJAS DE RAMPAS PAVIMENTADAS VS RAMPAS NO PAVIMENTADAS:

Mayor avance en las obras de preparación y desarrollo. Incremento de la producción por mayor productividad en los equipos de acarreo. Reducción en los costos de mantenimiento. Mayor disponibilidad en los equipos. Acceso rápido y seguro a las áreas de producción. Pisos libres de lodo. Agilizar el acceso a las áreas de trabajo del personal obrero y eficientar los tiempos de supervisión.} Disminución del polvo en el ambiente

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> LABORES MINERAS SUPERFICIALES

BOTADEROS DE DESMONTE

Son grandes extensiones de áreas superficiales donde se deposita el material estéril que es extraído del fondo de la mina.

La función básicamente es la de almacenamiento de la roca o material de baja ley que no puede ser explotado económicamente (desmonte).

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1. CRITERIOS DE DISEÑODatos operacionales de la mina:Días de operación por año de la minaVolumen diario de producción de desmontesCapacidad de la desmonteraVida útil de la mina

Parámetro Sísmico:Sismo con TR de 475 años Coeficiente sísmicoParámetro Hidrológico:Avenida máxima probable (TR) 500 añosAvenida máxima de diseño (TR) 10,000 años

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Método de colocación, la flexibilidad y facilidad de operación

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2. ESTUDIOS BÁSICOS DE INGENIERÍATOPOGRAFIA

Curvas de nivel cada 1.0 m escala 1/1000 o 1/500.Sistema UTM elipsoide referencial

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3. HIDROLOGÍA Y GEOLOGÍAGeología:unidades geomorfológicas.unidades litológicaselementos geoestructuralesfenómenos de geodinámica externa

Hidrogeología:Presencia de agua subterránea.Zonas de infiltración.Fuentes de agua.bofedales

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4. PELIGRO SISMICODe conformidad con la legislación peruana se requiere:- 100 años de tiempo de retorno (TR)

para condiciones de operación.- 475 años de TR para condiciones de cierre. - Casos excepcionales se usa un TR de 10000 años.

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5. HIDROLOGÍA Frequency Analysis - Annual Precipitationat Huangascar, 1964-1998

Probability that precipitation will be less than value indicated (%)0.010.11 10305070909999.999.99A

nn

ua

l P

recip

ita

tio

n (

mm

)

2030405060708090200300400500600700800900

10

100

1000Frequency Analysis was based on:Three Parameter Lognormal Distributionfor wet conditions, Gumbel Distributionfor dry conditions.

P:\PROJECT\CW\1723\PREC_FREQUENCY\PRECIP_FREQ.JNB

1:100 year wetMean

1:10 year wet

1:100 year dry1:10 year dry

Figure 2.2AMEC Earth & EnvironmentCerro Lindo Project

Probable Maximum Flood Hydrograph for Pahuaypite Site

0

10

20

30

40

50

60

70

0 10 20 30 40 50 60

Time (hours)

Dis

ch

arg

e (

m3 /s)

Total Drainage Area=5.4 km2

CN=77Area Adjustment Factor = 1.0

Elevation Adjustment Factor = 1.0SCS Type I Storm DistributionRainfall Depth Used in HEC-1

PMP=236 mm

Channel length = 5250 mChannel Slope = 0.22

SCS Lag Time = 0.7 hr

Based on 24 hour Probable Maximum Precipitation Estimated by Hershfield Method Registros de precipitación máxima de 24 horas, para precipitación extrema probable de 500 años y 10,000 años.El caudal se calcula con la precipitación extrema, tiempo de concentración, forma de la cuenca y condiciones de los suelos y rocas.

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6. INVESTIGACIONES GEOTÉCNICASSÍSMICA DE REFRACCIÓN

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CALICATAS Y TRINCHERAS

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PERFORACIONES DIAMANTINAS

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7. DISEÑO GEOTÉCNICOMaterial Comportamiento

Cohesión, c (kPa)

Angulo de Fricción, °

Desmonte de Roca de Mina drenado 5 45

Dique de Arranque drenado 10 37

Basamento rocoso Drenado 297 54

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8. ASPECTOS CONSTRUCTIVOS

TRATAMIENTO DE LA CIMENTACIONCONSTRUCCION DEL DIQUE DE MATERIAL DE PRESTAMO

CONSTRUCCION Y VERTIDO DE LOS ESCOMBROS

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BANCO Y BERMA

Banco: Cada banco corresponde a uno de los horizontes mediante los cuales se extrae el mineral. El banco se va cortando por el horizonte inferior, es decir hacia abajo, generando una superficie escalonada o pared del rajo. El espesor de estos horizontes es la altura de banco, la que generalmente mide de 13 a 18 m.

Berma: Es la franja de la cara horizontal de un banco, como un borde, que se deja especialmente para detener los derrames de material que se puedan producir al interior del rajo. Su ancho varía entre 8 y 12 m.

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Ángulo de talud: El talud o pared de la mina es el plano inclinado que se forma por la sucesión de las caras verticales de los bancos y las bermas respectivas. Este plano presenta una inclinación de 45° a 58° con respecto a la horizontal, dependiendo de la calidad geotécnica (dureza, fracturamiento, alteración, presencia de agua) de las rocas que conforman el talud.

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RAMPA Es el camino en pendiente que permite el tránsito de equipos desde la superficie a los diferentes bancos en extracción. Tiene un ancho útil de 25 m, de manera de permitir la circulación segura de camiones de gran tonelaje en ambos sentidos. Así mismo, se determinan los lugares donde se ubicarán los botaderos de material estéril, las instalaciones eléctricas, los puntos de suministro de petróleo y agua, las plantas de beneficio, los talleres y las dependencias administrativas, de manera que no sean afectadas por los avances del rajo en un tiempo considerable.

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STOCKPILE

Son grandes áreas de acumulación de mineral que generalmente lo realizan las compañías mineras que realizan la explotación a tajo abierto, se utiliza en aquellos períodos en los que la mina debe parar (condiciones climáticas), permitiendo mantener el ritmo de producción y de alimentación a la planta de procesamiento.

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OTRAS LABORES MINERAS DE IMPORTANCIA:

FRENTE

Lugar donde explotan y extraen los minerales de interés económico.

Es una superficie expuesta por la extracción.

Superficie al final de una labor minera (túnel, galería, cruzada, otras).

Lugares donde se ejecutan las tareas de avance y desarrollo de la mina

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TRINCHERA

Es una zanja que se hace perpendicular al rumbo de la veta, tiene poca profundidad porque su finalidad es simplemente descubrir el afloramiento en una forma mas clara, para ello no se requiere usar explosivos ni equipos de exploración.

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TOLVA SUBTERRANEA Apertura subterránea en el fondo de una cámara o frente de explotación por donde se conduce el material extraído. Para designar las tolvas dentro de una mina subterránea se usa, informalmente, el término "chute". En su parte inferior posee una estructura, generalmente de madera, y equipada con una puerta por la cual el material es evacuado o cargado en los coches, vagones y otros medios de transporte.

Canal o clavada subterránea, o canal inclinado con origen en superficie, a través del cual cae, por gravedad, el material de mena.

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GRACIAS POR SU ATENCIÓN…