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    DiseDiseo de Explotaciones deo de Explotaciones de

    CanteraCantera

    UNIVERSIDAD POLITCNICA DE MADRIDESCUELA TCNICA SUPERIOR DE

    INGENIEROS DE MINAS

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    DISEO DE EXPLOTACIONES DECANTERA PARA RIDOS

    1. INTRODUCCIN

    En el sector de los ridos se est asistiendo a un cambio muy

    notable, en el que se ha pasado sin solucin de continuidad de unas

    explotaciones casi totalmente anrquicas en sus formas y

    planteamientos y donde bastaba con unas simples autorizaciones

    para iniciar los trabajos, a un cmulo de exigencias tcnicas, de

    calidad, medioambientales, sociales, etc., que obligan al

    cumplimiento simultaneo de mltiples requisitos en el planteamiento y

    el desarrollo de un proyecto. Adems, las diferentes Administraciones

    sienten la necesidad de contar con los informes favorables de un

    amplio nmero de Asociaciones, cuya oposicin, muchas veces, no

    tiene gran justificacin o solidez tcnica, adems de imponer el

    requisito de integrar las labores extractivas dentro de la poltica de

    ordenacin del territorio para un terico uso ms racional de ste.

    Hasta hace relativamente poco tiempo, los ridos se consideraban

    como un recurso mineral y de escaso valor, razn por la cual las

    compaas mineras tradicionales no invertan en este sector. Sin

    embargo, la acelerada demanda de productos de cantera y las

    mltiples limitaciones, fundamentalmente de tipo ambiental, para la

    apertura de nuevas graveras y canteras, han hecho que estos

    materiales hayan pasado a tener un carcter agotable y,

    consecuentemente, a revalorizarse.

    Por otro lado, las especificaciones de los productos son cada vez

    mayores y ms difciles de cumplir de forma natural por los propiosyacimientos, con lo que se acude a cubrir este dficit en las plantas

    de tratamiento con sistemas que van incrementando su sofisticacin.

    Las exigencias tcnicas generales de la explotacin se estn viendo

    fuertemente incrementadas y existe una fuerte implantacin de criterios de calidad de los productos y de

    garanta del cumplimiento de sus caractersticas y propiedades. En muchos pases, y Espaa no es una

    excepcin, se est evidenciando la presencia de las corporaciones mineras internacionales en el sector de los

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    ridos. Son muchas las similitudes que existen entre ambos tipos de

    empresas, la tecnologa de explotacin es parecida, la legislacin

    minero ambiental tambin y la rentabilidad de las inversiones es del

    mismo orden de magnitud. Pero sobre todo, es de la mano de estas

    corporaciones que se est viendo la implantacin del desarrollo

    minero sostenible y, a partir de estas polticas, la introduccin de

    recientes desarrollos tecnolgicos y criterios de produccin limpia.

    No obstante, todava existen diferencias apreciables como son: el

    tamao ms reducido de las explotaciones de ridos, las menores

    inversiones iniciales y el menor riesgo si se comparan con otros sectores de

    la minera, al margen del carcter todava reducido fundamentalmente a

    mbitos locales de los mercados de este tipo de productos, a pesar de su

    carcter crecientemente regional e internacional.

    Eikebet en Oster fjord.

    En Espaa el sector de las canteras de ridos est sometido a fuertespresiones por parte de los organismos ambientales de las Administraciones

    Pblicas derivadas, en muchos casos, de la falta de actuaciones de los

    explotadores en restauracin de terrenos y por la ausencia de proyectos

    mineros y planificaciones bien elaboradas y ejecutadas.

    2. LOCALIZACIN DE YACIMIENTOS

    Los datos geolgicos y medioambientales son la base de la

    realizacin de estudios previos e inventarios de ridos.

    Estos inventarios consisten bsicamente en definir las

    explotaciones potenciales de ridos en las proximidades de

    las zonas de demanda: grandes ciudades, grandes

    estructuras lineales (ferrocarriles, carreteras, etc). Se

    tendrn en cuenta los espacios protegidos por razones

    ecolgicas, vas de comunicacin, suelo urbanizable,

    agrcola, impacto visual, etc. Todo ello debe hacerse tomando en consideracin la demanda de ridos previsible

    en cantidad y calidad, as como las caractersticas geolgicas, geotcnicas y tecnolgicas de los ridos de laszonas seleccionadas. Un buen inventario contemplar la posicin del nivel fretico respecto de la futura

    explotacin, as como los planes de restauracin de las explotaciones para su integracin despus del

    abandono.

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    Los trabajos de aproximacin previa a un yacimiento de

    ridos naturales deben permitir definir:

    Parmetros geomtricos

    Parmetros hidrogeolgicos

    Parmetros de material extrable

    Parmetros ambientales

    Parmetros geomtricos :

    Los yacimientos explotables para fabricacin de ridos de machaqueo estn

    condicionados por un modelo geolgico y estructural, por lo que los estudios

    de seleccin de zonas deben comenzar siempre por el estudio y desarrollo

    de un mapa geolgico estructural. Una vez establecido un mnimo decalidad, homogeneidad y continuidad en la formacin geolgica susceptible

    de ser canterable, se proceder a un estudio fotogeolgico que permita

    definir con mayor detalle los puntos o zonas de afloramiento, el buzamiento

    o inclinacin del cuerpo rocoso, los lmites por accidentes estructurales

    (fallas, cabalgamientos) o sus lmites en relacin con los cambios laterales

    de facies.

    El modelo geolgico del yacimiento, que incluya con precisin suficiente

    toda la informacin sobre la forma y dimensiones en el espacio del cuerpo

    rocoso, es el elemento clave a la hora de establecer el mtodo de

    explotacin. En zonas ridas y cobertura vegetal poco desarrollada, muchas

    veces puede ser suficiente con un reconocimiento geolgico detallado para

    llegar a establecer las caractersticas del modelo con muy pocos

    reconocimientos complementarios (geofsica y sondeos, o incluso sin ellos),

    establecer el volumen explotable, la densidad de fracturacin o diaclasado

    natural del material, familias de orientaciones preferentes de debilidad del

    macizo rocoso, comportamiento mecnico de las discontinuidades y

    fracturas (rozamiento, neoformacin de minerales arcillosos, fracturas

    selladas, etc.).

    En otros casos, cuando la cobertera vegetal no permite realizar

    observaciones, los reconocimientos mediante tcnicas geofsicas y de

    sondeos se hacen imprescindibles para definir los parmetros geomtricos.

    Parmetros hidrogeolgicos:

    Tienen como finalidad establecer la posicin del nivel fretico de la futura

    explotacin que se configura como uno de los condicionantes de la

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    explotacin, ya que mantener un bombeo permanente de la cantera puede

    significar un aumento extraordinario de los costes de operacin.

    Parmetros del material

    extrable:

    Constituyen el aspecto ms determinante sobre el mayor o menor inters

    que puede tener un yacimiento de cara a su explotabilidad para fabricacin

    de ridos en referencia a la calidad del material vendible, dado los

    requerimientos de calidad.

    Las propiedades y el comportamiento de muchos materiales elaborados con

    ridos, como el hormign o las mezclas bituminosas, dependen tanto de las

    proporciones en que entran a formar parte sus componentes, como de las

    propiedades individuales de cada uno de ellos. Solamente mediante el

    conocimiento y valoracin de las propiedades de estos materiales a travs

    de los oportunos ensayos y anlisis, es posible proyectar de manera

    adecuada un hormign o una mezcla bituminosa, cuantificar las

    propiedades de los ridos para atender la correcta dosificacin en cadacaso y anticipar su futuro comportamiento.

    Las caractersticas de los ridos dependen tanto de las propiedades

    intrnsecas del propio rido (composicin mineralgica, grado de alteracin,

    textura, forma, tamao de grano, naturaleza del cemento de la roca,

    porosidad, permeabilidad, absorcin y retencin de agua, tamao y

    presencia de discontinuidades, etc.), como de su proceso de fabricacin

    (granulometra, forma, limpieza del producto, etc.).

    Las propiedades de los ridos que hay que considerar para estimar sucalidad para las diferentes aplicaciones son, bsicamente, las siguientes:

    Naturaleza petrolgica, con objeto de determinar las

    caractersticas mineralgico texturales que establecen tanto

    las propiedades geomecnicas y de durabilidad del rido (por

    ejemplo, adherencia o adhesividad al ligante). La composicin

    mineralgica tambin se centra en el estudio de porcentajes de

    minerales estables, de minerales lbiles, de minerales

    oxidables, reactivos, hidratables, etc.

    Texturas superficiales por su influencia en el rozamiento interno

    y en la resistencia al pulimento del rido, tamao y forma del

    grano o cristal, porosidad y tamao de poro.

    Densidad de conjunto: funcin de la mineraloga y porosidad.

    Propiedades mecnicas: mdulos elsticos de conjunto, funcin

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    de mdulos elsticos de los minerales y de los poros presentes.

    Resistencia a la compresin, choque y atricin para valorar su

    calidad mecnica.

    Compacidad, por su influencia en la absorcin de agua y de

    ligante.

    Actividad superficial de las partculas respecto al ligante y al

    agua.

    La mineraloga es un factor determinante, aunque difcilmente cuantificable.

    As, las propiedades de estabilidad qumica, gravimtricas, elctricas,

    espectrales, magnticas, elsticas, dureza superficial de las rocas,

    dependen de la composicin mineralgica, de los poros y del fluido (aire,

    agua, agua salada, etc.), que rellena los poros, as como del tamao ydistribucin de los mismos que permite o impide la accesibilidad de los

    fluidos del medio de trabajo a la roca. Los tests de aptitud para un

    determinado tipo de uso dependern de las condiciones mecnicas a las

    que se someta el material, del ambiente fsico qumico creado por el

    aglomerante y de las condiciones climticas o, en general, ambientales en

    las que se ponga el material.

    Por lo tanto, los estudios mineralgicos de detalle (Rayos X) y los estudios

    petrogrficos (lminas delgadas) constituyen un mtodo de trabajo

    fundamental, sin descartar las tcnicas complementarias como el MEB(Microscopa Electrnica de Barrido), que permiten diagnosticar

    simultneamente mineraloga y aspectos texturales.

    Parmetros ambientales:

    La puesta en marcha y desarrollo de un proyecto de explotacin exige dar

    respuesta a un captulo cada vez ms grande y complejo de aspectos

    medioambientales, que es necesario conocer y cuantificar a partir del cada

    vez ms absolutamente necesario Estudio Medioambiental de Base. Este

    tipo de iniciativas no solamente se constituyen en una herramienta bsica

    de una gestin medioambiental correcta, sino que son considerados

    modernamente como herramientas de competitividad.

    En lo que se refiere al conjunto de restantes factores que definen la potencialidad de una masa rocosa como

    yacimiento de ridos de machaqueo, existen algunas normas sencillas y prcticas que establecen que deben, al

    menos tenerse en cuenta los siguientes aspectos:

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    Caractersticas intrnsecas del yacimiento:

    Naturaleza del afloramiento, estructura del mismo en relacin con la topografa del terreno

    Nivel fretico regional.

    Estado tensional y distribucin de diaclasas y fracturas en el macizo rocoso.

    Cobertera no utilizable.

    Composicin mineralgica, grado de alteracin de los minerales, estabilidad qumica, partculas

    friables, minerales oxidables, hidratables, hinchables y materia orgnica.

    Propiedades de conjunto de la roca: dureza, fragilidad, mdulo elstico, dilatacin trmica, etc.

    Aptitud para la molienda, desgaste de los elementos de trituracin, produccin de finos, etc.

    Forma y propiedades de superficie de los productos de trituracin.

    Caractersticas extrnsecas del yacimiento:

    Situacin respecto del centro de consumo.

    Tipo de instalaciones, flexibilidad, rendimiento, etc.

    Tipo de demanda. Impacto ambiental, suelo edificable en proximidades a reas urbanas.

    Caractersticas climticas de la zona en la que se ubica la obra.

    Es a partir de la consideracin de este conjunto de factores que se podr tomar una decisin respecto a la

    explotacin o no de una masa rocosa para la obtencin de ridos de machaqueo.

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    3. CONVENIO TERMINOLGICO EMPLEADO EN EXPLOTACIONES DE CANTERA

    El procedimiento para realizar la explotacin queda definido por la aplicacin de unos parmetros o criterios de

    diseo de la excavacin, que permiten alcanzar las producciones programadas, de la forma ms econmica

    posible y en las mximas condiciones de seguridad.

    Pie de banco

    Cara de banco

    Anc hura de banco

    Fondo de explotacin Talud final

    Talud de trabajo

    Alt urade banco

    BermaTaludde banco

    Los parmetros geomtricos principales que configuran el diseo de las excavaciones corresponden a los

    siguientes trminos:

    Banco: es el mdulo o escaln comprendido entre dos niveles que constituyen la rebanada que se

    explota de estril y/o mineral, y que es objeto de excavacin desde un punto del espacio hasta una

    posicin final preestablecida.

    Al tura de banco:es la distancia vertical entre dos niveles o, lo que es lo mismo, desde el pi del banco

    hasta la parte ms alta o cabeza del mismo.

    Talud de banco:es el ngulo delimitado entre la horizontal y la lnea de mxima pendiente de la cara

    del banco.

    Talud de trabajo: es el ngulo determinado por los pies de los bancos entre los cuales se encuentra

    alguno de los tajos o plataformas de trabajo. Es, en consecuencia, una pendiente provisional de la

    excavacin.

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    Lmites finales de la explotacin:son aquellas situaciones espaciales hasta las que se realizan las

    excavaciones. El lmite vertical determina el fondo final de la explotacin y los lmites laterales los

    taludes finales de la misma.

    Talud final de explotacin :es el ngulo del talud estable delimitado por la horizontal y la lnea que une

    el pie del banco inferior y la cabeza del superior.

    Bermas: son aquellas plataformas horizontales existentes en los lmites de la excavacin sobre los

    taludes finales, que coadyuvan a mejorar la estabilidad de un talud y las condiciones de seguridad

    frente a deslizamientos o cadas de piedras.

    Pistas: son las estructuras viarias dentro de una explotacin a travs de las cuales se extraen los

    materiales, o se efectan los movimientos de equipos y servicios entre diferentes puntos de la misma.

    Se caracterizan por su anchura, su pendiente y su perfil.

    ngu lo de reposo del material: es el talud mximo para el que es estable sin deslizar el material sueltoque lo constituye y en condiciones de drenaje total, despus de vertido.

    Pg.8

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    4. MODELO GEOLGICO DEL YACIMIENTO

    El punto de partida para el diseo de cualquier explotacin es

    la correcta y completa modelizacin geolgica minera del

    yacimiento. Tras efectuar el diseo del hueco final a partir del

    modelo geolgico y evaluar las reservas explotables, se pasa

    a disear algunas fases intermedias para, a continuacin,

    definir el mtodo y el sistema de explotacin y seleccionar la

    maquinaria.

    Los pasos seguidos en las distintas etapas de reconocimiento

    geolgico se dividen en etapas en las que se va reduciendo

    el mbito espacial del estudio, pero ampliando

    simultneamente la escala de trabajo. Al mismo tiempo,

    deber hacerse un inventario de recursos naturales, de cara

    a su proteccin o futura restauracin. Las etapas son:

    Eleccin de las zonas objeto de prospeccin mediante un

    estudio bibliogrfico.

    Bsqueda de posibles yacimientos mediante un estudio de

    formaciones o macizos rocosos.

    Estudio preliminar de uno o varios yacimientos probables.

    Estudio detallado, con labores de investigacin, del

    yacimiento probable considerado como ms interesante. Estudio de viabilidad de la explotacin.

    As se evita realizar una investigacin con medios muy

    escasos, lo que solo conduce a resultados insuficientes y a

    asumir riesgos muy grandes cuando se toma la decisin de

    iniciar la explotacin y, por otro lado, a reducir el elevado

    coste que supondra abordar de entrada una prospeccin

    muy detallada.

    El Proyecto de Explotacin establecer las fases deexplotacin de la cantera que puedan garantizar una

    produccin sostenida anualmente, las labores de preparacin

    necesarias para garantizar la operatividad y productividad de

    la cantera, y las fases en que debe llevarse a cabo. Se

    analizarn, en los planos y en las memorias las distintas

    fases de la planificacin de la explotacin hasta el final, representando la totalidad del diseo geomtrico del

    hueco y, en consecuencia, de los bancos, bermas y accesos correspondientes a cada fase.

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    5. TITULARIDAD Y ACCESO A LOS TERRENOS NECESARIOS

    El desarrollo de un proyecto de explotacin de cantera debe necesariamente partir de la garanta del acceso a

    los terrenos necesarios. La totalidad de las parcelas, definidas de forma individualizada con el nmero o

    denominacin en la que figuren en los documentos catastrales o en las escrituras de propiedad, debern estar

    disponibles para el desarrollo de la explotacin y quedar todo ello claramente documentado.

    Cuando el promotor del proyecto no pueda acreditar la propiedad de la totalidad o parte de las parcelas

    necesarias, al menos deber poder acreditar el tener asegurado por contrato que los titulares de los terrenos

    autorizan al titular de la explotacin el uso de tales terrenos y que le confieren y garantizan los derechos de

    extraccin, arriendos, ocupacin, servidumbre u otros similares, durante el tiempo necesario para desarrollar el

    proyecto completo de explotacin, es decir, por un perodo no inferior a la vida prevista de la explotacin.

    La buena prctica aconseja disponer, adems de todos los datos e informaciones relativas a la titularidad y las

    caractersticas de las parcelas, el disponer de planos parcelarios y taquimtricos a distintas escalas (1:5.000,

    1:1.000 y 1:500) con equidistancia mxima de curvas de nivel de 1 m, donde queden reflejadas la totalidad de

    las parcelas afectadas por el desarrollo del proyecto, incluso las limtrofes, y en los que se especifiquen los

    datos de cada parcela, la superficie, el propietario, el tipo de ocupacin, etc. El rea cubierta por la informacin

    deber ser algo mayor que la necesaria para el desarrollo del proyecto planteado.

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    6. MTODO Y SISTEMA DE EXPLOTACIN

    6.1 DEFINICIN DEL MTODO

    6.1.1 Canteras en terrenos hori zontales

    Las labores se inician en trinchera, hasta alcanzar la

    profundidad del primer nivel, ensanchndose a continuacin el

    hueco creado y compaginando este avance lateral con la

    profundizacin.

    Como ventajas de este tipo de explotaciones figuran:

    Posibilidad de trasladar las instalaciones de

    cantera al interior del hueco una vez alcanzadas

    las suficientes dimensiones, consiguindose un

    menor impacto y una menor ocupacin de terrenos.

    Una mayor aceptacin del proyecto por parte del

    entorno socio econmico, como consecuencia de

    un mejor control medioambiental del proyecto y un

    mucho menor impacto visual.

    Posibilidad de proyectar la pista general de

    transporte en una posicin no inamovible en mucho

    tiempo.

    Permiten la instalacin de un sistema de cintas

    transportadoras.

    Como inconvenientes, figuran:

    La necesidad de efectuar el transporte ascendente

    de materiales y, por tanto, contra pendiente.

    Mayor coste de dimensionamiento de sistemas de

    drenaje y bombeo.

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    6.1.2 Canteras en ladera

    Segn la direccin en la que se realicen los trabajos de

    excavacin, pueden distinguirse las siguientes alternativas:

    Avance frontal y frente de trabajo de altura creciente:

    - Es la alternativa ms frecuente por la facilidad de

    apertura de las canteras y a la mnima distancia de

    transporte inicial hasta la planta de tratamiento

    - El frente de trabajo est siempre activo, salvo en alguna

    pequea zona.

    - El frente es progresivamente ms alto, por lo que es

    inviable proceder a la restauracin de los taludes hasta que no finalice la explotacin.

    Excavacin descendente y abandono del talud final en bancos altos:

    - Permite iniciar la restauracin con antelacin y desde los bancos superiores hasta los de menor cota.

    - Requieren una definicin previa del talud final y, consecuentemente, un proyecto a largo plazo

    - Exigen constituir toda la infraestructura viaria para acceder a los niveles superiores desde el principio y

    obliga a una mayor distancia de transporte en los primeros aos de la cantera

    Avance lateral y abandono del talud f inal:

    - Se puede llevar a cabo cuando la cantera tiene un desarrollo transversal reducido, profundizndose poco en

    la ladera, pero con una avance lateral amplio.

    - Permite recuperar taludes finales una vez excavado el hueco inicial, as como efectuar rellenos parciales- Permite mantener de forma constante la distancia de transporte siempre que la instalacin se encuentre en

    el centro de la corrida de la cantera.

    Excavacin troncocn ica con prdida de macizo de proteccin .

    6.1.3 Supercanteras

    Se trata de explotaciones que operan en yacimientos

    grandes con entornos de menor calidad ambiental y con

    ritmos de produccin de entre 5 y 20 Mt/ao,

    aprovechando los efectos de las economas de escala en

    los costes de operacin, la utilizacin del mtodo de

    corta, con arranque por perforacin y voladura en

    bancos de entre 10 y 18 m para obtener una mayor

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    eficiencia, trituracin dentro de la misma corta con

    equipos mviles y semimviles y extraccin por banda

    transportadora a travs de tneles hasta la planta. Se

    consiguen altas eficiencias de operacin y rendimientos.

    Son explotaciones que requieren inversiones de capital

    muy fuertes, pero que permiten un desarrollo de la

    actividad con altas rentabilidades econmicas.

    6.1.4 Canteras subterrneas

    Este tipo de explotaciones son ya, a pesar de su mayor coste, excelentes alternativas cuando aparecen

    restricciones de tipo geolgico, econmico y/o ambiental.

    El proyecto de una cantera subterrnea deber prestar atencin a los siguientes apartados:

    Mtodos de explotacin elegido en funcin de las caractersticas geomecnicas, costes de arranque,

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    infraestructura, caractersticas de la roca, etc. En

    general, es frecuente la utilizacin del mtodo de

    cmaras y pilares.

    Seleccin de la maquinaria: es frecuente la utilizacin

    de equipos muy similares a los de superficie, debido a

    las ventajas de la estandarizacin de repuestos con

    otras canteras a cielo abierto, un menor coste de

    inversin, una mayor experiencia en el manejo y el

    mantenimiento de la maquinaria, mayor disponibilidad

    de los equipos empleados, mayor capacidad de

    produccin por unidad de capital invertido, etc.

    Accesos a la cantera mediante tneles o rampas, ya

    que los pozos prcticamente no se utilizan por su alto

    coste de inversin y de desarrollo, aunque existenalgunos casos conocidos con este ltimo tipo de

    infraestructura.

    Tcnica de sostenimiento (bulones, cables de anclaje,

    pletinas bulonadas, gunitado, etc.) en funcin de las

    caractersticas de la roca y del adecuado

    dimensionamiento de los pilares.

    Ventilacin, bien dimensionada para la evacuacin

    rpida de humos y gases generados por elfuncionamiento de los equipos mecnicos y las

    voladuras.

    Usos futuros del espacio subterrneo creado, que

    puede compensar unos costes de explotacin

    superiores y completar los proyectos mineros con usos ms racionales.

    Generalmente, las cavidades abiertas presentan como caractersticas

    ms significativas una temperatura prcticamente constante a lo largo de

    todo el ao, una localizacin prxima o bajo reas densamente pobladas

    y con un valor econmico del suelo considerablemente alto, un reducido

    caudal de aguas subterrneas cuando los macizos poseen

    discontinuidades, etc. Por ello, muchas canteras subterrneas estn

    siendo aprovechadas con finalidades tan diversas como el

    almacenamiento de sustancias peligrosas, la construccin de

    aparcamientos, talleres, almacenes, oficinas, etc.

    Pg.14

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    6.2 VIDA Y RITMO DE LA EXPLOTACIN

    La definicin de la vida de la explotacin y su ritmo de

    extraccin debe fijarse mediante un anlisis tcnico y

    econmico que justifiquen no solamente las necesidades

    de maquinaria de arranque, carga y transporte, sino que

    estas, as como las instalaciones de cantera

    (especialmente la planta), tengan la suficiente entidad y

    capacidad para extraer el tonelaje que se prev.

    Este anlisis permitir definir tambin la cadencia de las

    voladuras, la produccin estimada, las necesidades de

    personal, etc., pudindose obtener una idea razonada de la

    necesaria homogeneidad entre las previsiones de venta y

    el dimensionado de los medios humanos y materiales.

    7. DISEO DE LA EXPLOTACIN

    7.1 ESTABILIDAD DE TALUDES

    La estabilidad de los taludes en

    una explotacin a cielo abierto nosolamente es un aspecto de

    fundamental importancia, sino

    que es una de las claves de la

    viabilidad del proyecto, su

    seguridad y su rentabilidad. Es

    por ello que debe ser analizada

    desde las etapas iniciales del

    proyecto y ser comprobada y

    seguida con los datos obtenidos

    durante la explotacin.

    La importancia de los estudios geotcnicos ser funcin de los condicionantes geomtricos (altura del talud

    general, de banco y ngulos de talud), as como de cualquier incidencia que los taludes diseados pudieran

    tener sobre las instalaciones o servicios previstos o existentes. Adems, los estudios geotcnicos incorporarn

    los resultados, consideraciones, implicaciones y recomendaciones de los estudios hidrogeolgicos realizados

    en relacin a la influencia del agua en la estabilidad de los taludes.

    Pg.15

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    18/41

    En lneas generales, los factores ms importantes que

    afectan a la seguridad de las operaciones y cuyo estudio

    debe quedar perfectamente claro desde el principio de las

    operaciones, son los siguientes:

    Cada o deslizamiento de materiales sueltos.

    Colapso parcial de un banco.

    Colapso general del talud de la excavacin.

    Las recomendaciones para el control y eliminacin de estos

    y otros riesgos pasan por la puesta en prctica de los

    estudios necesarios para definir y dimensionar las

    siguientes medidas:

    Diseo adecuado de bancos y plataformas para retener losdesprendimientos de materiales.

    Determinacin y mantenimiento adecuado de taludes

    generales en condiciones seguras.

    Control de voladuras en el permetro de la excavacin, de

    cara a reducir los daos en el macizo remanente.

    Aplicacin de sistemas de drenaje efectivo de los macizos

    para reducir los esfuerzos originados por el agua.

    Saneo sistemtico y efectivo de materiales colgados.

    Los estudios previos necesarios para garantizar la

    estabilidad del diseo geotcnico de un talud implican una

    caracterizacin del macizo rocoso objeto de la excavacin

    a partir de:

    Los sistemas de juntas y discontinuidades.

    La relacin de estos y la excavacin con los

    posibles planos de rotura.

    Los parmetros resistentes de las juntas, las

    caractersticas y propiedades de sus

    superficies, as como los materiales que las

    rellenan.

    Las propiedades geomecnicas de la matriz rocosa.

    Las caractersticas hidrogeolgicas y las presiones de agua en juntas y fracturas.

    Efecto de las vibraciones sobre los macizos residuales, etc.

    Pg.16

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    19/41

    A continuacin el estudio identificar los modos de rotura susceptibles de producirse, apoyndose en los datos

    registrados y en la experiencia de explotaciones prximas o con problemticas anlogas.

    En caso de taludes rocosos, las superficies de rotura

    pueden determinarse a partir de las discontinuidades

    preexistentes en el macizo. Se puede aplicar un mtodo

    grfico para identificar las situaciones en las que

    cinemticamente son posibles ciertos ngulos de rotura.

    Tambin puede introducirse el ngulo de rozamiento de

    las discontinuidades, con el fin de eliminar ciertos casos

    para los que se verifica grficamente la estabilidad, en

    ausencia de presiones intersticiales. La utilizacin de los

    mtodos grficos permite detectar los sectores de la

    explotacin en los que son susceptibles de producirse

    roturas, y as dirigir los esfuerzos de reconocimiento

    hacia las zonas ms crticas.

    En el caso de macizos poco coherentes del tipo suelo, la

    experiencia ha demostrado que las roturas son de tipo

    circular. En los macizos rocosos muy fracturados y de

    manera aleatoria, o donde el talud general vara con

    respecto a la estructura, las superficies de rotura son muy

    complejas, pudiendo ser compuestas y formadas

    parcialmente por discontinuidades prximas a la

    superficie de deslizamiento y, por otro lado, por fracturas

    nuevas en la roca intacta. En el caso de una fracturacinintensa, el grado de imbricacin de bloques y sus

    posibilidades de movimiento juegan un papel importante,

    pudiendo adoptarse la hiptesis de rotura circular.

    Los mtodos de clculo de estabilidad de equilibrio lmite (basados sobre la mecnica de slidos indeformables)

    se pueden aplicar para los diferentes tipos de rotura indicados.

    En geotecnia, el riesgo de colapso de un talud se mide en trminos del llamado coeficiente de seguridad F, que

    es la relacin entre el conjunto de las fuerzas resistentes y las desestabilizadoras que provocaran la rotura del

    talud. La seleccin de un valor de F mayor implica una disminucin de riesgo, pero supone en general taludes

    ms tendidos.

    El valor F = 1 seala la frontera en la cual un talud es, o deja de ser, estable. La necesidad de utilizar valores de

    F > 1 surge como consecuencia de los siguientes factores:

    La posible existencia de caractersticas geolgicas y/o estructuras adversas que puedan afectar a la

    estabilidad del talud y que no han sido detectadas en el estudio geotcnico.

    Pg.17

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    Posibles errores en los ensayos de caracterizacin de los materiales del macizo.

    La variabilidad de las propiedades de los materiales dentro del macizo en estudio.

    La determinacin y variabilidad estacional de las presiones de agua en el talud.

    Errores derivados de los supuestos de rotura utilizados.

    Errores de clculo.

    En la prctica, los valores que se adoptan varan en funcin de las consecuencias que resultaran de un

    colapso, as como del nivel de confianza en los datos utilizados. La experiencia considera que, debido a las

    elevadas implicaciones econmicas, la seleccin de un coeficiente de seguridad F prximo a 1,3 puede ser

    adecuado para taludes cuya estabilidad no se considere a largo plazo, mientras que si tales condiciones soncrticas o permanentes, F debe ser del orden de 1,5 a 1,6, valores que son superiores a los mnimos

    establecidos en la normativa espaola vigente.

    En las explotaciones a cielo abierto, el coeficiente de seguridad se suele obtener para diferentes pendientes del

    talud general. Segn sea la estructura geolgica de los macizos, las variaciones de F con el ngulo de talud

    pueden ser continuas o discontinuas. Por otro lado, en la mayora de los mtodos de clculo se supone que el

    talud es en planta rectilneo, sin tener en cuenta la curvatura del hueco. En la prctica, se ha comprobado que

    los taludes con superficies convexas son ms inestables que taludes con superficies cncavas. En estos

    ltimos es posible aplicar la siguiente regla emprica: si el ngulo de curvatura de un talud cncavo (medido en

    el pi del mismo) es inferior a su altura, la pendiente resultante del clculo bidimensional puede aumentarse10, mientras que en un talud convexo, habr que disminuirlo en esa misma magnitud.

    Pg.18

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    8. DIMENSIONES Y ORIENTACIONES DE LOS BANCOS

    Una vez definidas las pendientes estables de los

    taludes generales, se pasa a estudiar la geometra de

    los bancos, que depender de la configuracin de los

    taludes y su orientacin relativa respecto a la

    estratificacin o familias de discontinuidades

    dominantes. No obstante, es posible clasificar las

    diferentes situaciones de los bancos y dar unos

    criterios bsicos de diseo.

    En el estudio de las dimensiones de los bancos se

    analizarn las alturas mximas y mnimas de los

    bancos, as como las alturas mximas finales de

    banco, que a su vez, estarn siempre condicionadas a

    las consideraciones expuestas en el proyecto de

    restauracin del espacio afectado por las actividades

    extractivas y siempre que el ngulo general

    considerado sea suficientemente estable.

    Siendo absolutamente necesaria la condicin de

    estabilidad, esta no es suficiente, ya que la normativa

    vigente en Espaa establece la obligatoriedad de que

    la pendiente mxima de un talud sea subvertical,prohibindose taxativamente la existencia de taludes

    invertidos.

    Finalmente, es importante mencionar que, en

    numerosas ocasiones, los ngulos de los taludes

    finales se ven rebajados como consecuencia de la

    necesaria inclusin en los diseos de las pistas de

    transporte.

    8.1 ALTURA DE BANCO

    La altura de banco se establece, generalmente, a

    partir de las dimensiones de los equipos de excavacin y carga, las caractersticas del macizo rocoso y de las

    exigencias de selectividad de la explotacin. En lneas generales, el condicionante para establecer la altura de

    banco es el equipo de carga y la altura mxima que alcanza el cucharn. Este criterio permite utilizar la pala o

    Pg.19

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    excavadora para sanear cualquier punto del frente y

    mantener unas condiciones de seguridad aceptables.

    Sin embargo, la experiencia en el sector de las

    canteras muestra como, casi de forma sistemtica, se

    acude a alturas de banco comprendidas entre 10 y 20

    m.

    Las alturas de banco mayores tienen, a pesar de sus

    inconvenientes, las siguientes ventajas:

    Mayor rendimiento de la perforacin al

    reducirse los tiempos muertos de cambio de

    posicin y una menor repercusin de los

    costes relativos a sobreperforacin y explosivos.

    Una geometra de voladura ptima, dentro de la tendencia actual hacia mayores dimetros deperforacin.

    Mejora de los rendimientos de los equipos de carga al reducirse los tiempos muertos por cambio de

    tajo, as como por desplazamientos del equipo dentro del mismo.

    Menor nmero de bancos y, por tanto, mayor concentracin y eficiencia de la maquinaria.

    Infraestructura de accesos ms econmica por menor nmero de niveles de trabajo.

    Las ventajas de una altura de banco reducida, sin embargo, son las siguientes:

    Mejores condiciones de seguridad para el personal y maquinaria, pues el alcance de las mquinas

    permite un mejor saneo y limpieza de los frentes durante la operacin.

    Control ms efectivo de las desviaciones de los barrenos, especialmente si se utilizan perforadoras de

    martillo en cabeza.

    Menores cargas operantes de explosivo, por lo que, con secuencias de encendido adecuadas, se

    disminuyen los problemas de vibraciones y de onda area.

    Mayor rapidez en la ejecucin de rampas de acceso entre bancos.

    Mejores condiciones para la restauracin y tratamiento de los taludes finales.

    La seleccin de la altura ms adecuada dentro de las limitaciones establecidas por la normativa, es en

    Pg.20

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    consecuencia, el resultado de un anlisis tcnico econmico apoyado en estudios geotcnicos que incluyen el

    aspecto de seguridad de las operaciones y los estudios de recuperacin de los terrenos afectados por las

    actividades mineras.

    8.2 ANCHURA DE PLATAFORMAS DE TRABAJO (O TAJOS)

    La anchura mnima de banco de trabajo es la suma de los

    espacios necesarios para el movimiento de la maquinaria que

    trabaja en ellos simultneamente, de tal manera que sea

    suficientemente amplia para permitir que los volquetes y

    palas maniobren con facilidad sin aproximarse

    innecesariamente al frente de arranque y mantengan una

    distancia mnima de seguridad de cinco metros (5 m) al borde

    del banco en el desarrollo normal del trabajo.

    Los tres procesos bsicos que tienen lugar en el interior de

    una cantera son la perforacin, la carga y el transporte, que

    pueden, o no, simultanearse en el mismo

    banco. No obstante, en cada caso concreto

    (es decir, en cada proyecto de explotacin)

    debern definirse las operaciones que se

    proyecta realizar en la plataforma de trabajo

    y la maquinaria implicada, justificndose

    siempre que la anchura de la plataforma seajusta a lo establecido en la normativa

    vigente.

    Por tanto, es a partir del funcionamiento

    normal de la explotacin que se definir la

    geometra de las plazas de maniobra que

    existirn en la explotacin, tanto en la fase final como en las etapas de trabajo. La prctica permite establecer

    que las plataformas donde opere maquinaria mvil no debieran tener nunca una anchura inferior a los 20 m

    hasta alcanzar la configuracin del talud final, aunque en situaciones especiales como es la iniciacin de

    plataformas o limitaciones de amplitud por diversas causas, debern adoptarse condiciones especiales yprecauciones adicionales. En cualquier caso, para evitar riesgos de vuelco o cadas, se colocarn topes o

    barreras franqueables en condiciones normales de trabajo.

    De forma orientativa, se puede estimar que las dimensiones mnimas de las plataformas de trabajo en canteras

    donde se emplean maquinas de tamao pequeo a mediano, pueden ser las que se indican en la siguiente

    tabla. Cuanto mayor sea el tamao de la maquinaria, mayores son las dimensiones mnimas y ms rgidos

    sern los criterios generales de diseo.

    Pg.21

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    Operaciones de perforacin, 1 fila 9,5 metros

    Operaciones de carga y volteo con retroexcavadora 25 metros

    Operaciones de carga (con retroexcavadora) y

    transporte

    12,47 metros

    Operaciones de carga (con cargadora de neumticos)

    y transporte

    12,47 metros + radio de giro

    Operaciones de carga (con retroexcavadora),

    transporte y perforacin (una fila)

    19,47 metros

    Operaciones de carga (cargadora de neumticos),

    transporte y perforacin (una fila)

    19,47 metros + radio de giro

    Lgicamente, el rea correspondiente a la perforacin

    depender de la anchura de la voladura proyectada y del

    espacio que ocupe la maquinaria de perforacin, toda vez

    que en el caso de ejecutar barrenos verticales, ser menor

    pues solo ocupar la mitad de su ancho detrs de la ltima

    fila al poder situarse longitudinalmente en el banco. Por

    debajo de las dimensiones definidas en la tabla, no sepodrn considerar trabajos en plataformas y, en

    consecuencia, no se podrn desarrollar en ellas ningn tipo

    de labores. Por tanto, en la etapa de proyecto se

    determinar la anchura mnima de operacin en dichas

    plataformas, su dimensionamiento en funcin de la

    maquinaria propuesta, del estudio de inestabilidades

    locales, del diseo de voladuras, etc., y todas las

    plataformas de trabajo deben quedar convenientemente

    reflejadas en los planos que reflejan las sucesivas fases de

    la explotacin, definindose el modo de operacin en lasmismas.

    La superficie de la plataforma de trabajo debe ser regular,

    de forma que permita la fcil maniobra de la maquinaria, su

    estabilidad y un desage eficaz. Debe preverse el prestar

    suficiente atencin a la conservacin y limpieza de los

    drenajes que se prevean y diseen para evitar encharcamientos, as como al mantenimiento en s de la propia

    Pg.22

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    superficie de la plataforma para eliminar baches, blandones, roderas, etc., eliminndose tambin las piedras

    descalzadas de los taludes o cadas de las cajas de los vehculos.

    En caso de actividad nocturna, las plataformas de trabajo deben estar dotadas con el sistema de iluminacin

    que resulte ms adecuado y est suficientemente dimensionado para garantizar una operacin absolutamente

    segura.

    8.3 BERMAS

    Las bermas se utilizan como plataformas de acceso

    en el talud de una excavacin y tambin como reas

    de proteccin al detener los materiales que pueden

    desprenderse de los frentes en los bancos

    superiores, hasta pistas o zonas de trabajo inferiores.Por consiguiente, las caractersticas y dimensiones

    de las bermas definitivas debern ser justificadas por

    clculo, para lo que deber conocerse la inclinacin

    de las superficies de rotura de los bancos y el ngulo de reposo del material fragmentado. Si las bermas han de

    ser utilizadas como pistas de transporte de todo uno de cantera, las mismas debern ser dimensionadas de

    acuerdo a estas caractersticas.

    Una vez determinadas qu bermas y en qu momento sern

    utilizadas como pista de transporte, se justificar por clculo que esta

    anchura es de magnitud suficiente como para cumplir loanteriormente expuesto y siempre condicionando la validez de la

    anchura mnima de las bermas a las consideraciones del proyecto de

    restauracin definitivo y a que el ngulo general considerado sea lo

    suficientemente estable.

    Lo que no permite la normativa de seguridadminera espaola. Vase el talud del fondo enparticular.

    La altura o separacin entre bermas es funcin del talud de cara de

    banco y de las dimensiones de los equipos existentes. Si el citado

    ngulo es inferior a 45 y los materiales que lo configuran son de tipo

    lajoso, su cada tendr lugar por deslizamiento, recomendndose

    dejar una berma cada tres o cuatro bancos. Normalmente, con

    ngulos del orden de 75, voladuras correctamente realizadas y

    caractersticas geomecnicas del macizo adecuadas, es frecuente

    recomendar una berma cada dos o tres bancos. En el supuesto de

    conocerse la inclinacin de las superficies de rotura de los bancos y

    el ngulo de reposo del material fragmentado, es posible dimensionar

    las bermas para evitar cadas a niveles inferiores. Finalmente, en

    cualquiera de los casos, la normativa vigente en Espaa establece

    Pg.23

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    vehculos y unidades que vayan a utilizarlos, contando tambin con los vehculos de servicio de las mquinas

    en operacin.

    Se tendr en cuenta la calidad de la superficie de rodadura, la estabilidad y posibilidad de frenado de los

    vehculos y se proyectarn con un perfil transversal que facilite el desage y un perfil longitudinal que evite la

    existencia de badenes y se prevea la existencia de topes o barreras no franquables, junto con el

    correspondiente balizado en aquellas zonas donde exista riesgo de cada o vuelco, o donde la distancia mnima

    al bode superior de un talud sea inferior a los cinco metros de terreno absolutamente firme. Todo ello, deber

    completarse con la adecuada sealizacin.

    9.2 PISTAS

    El diseo de las pistas debe ser tal que las unidades

    de transporte utilizadas se desplacen sin perder elritmo de operacin y en condiciones de mxima

    seguridad. Por ello, los criterios de diseo se centran

    fundamentalmente en:

    Firme.

    Pendiente.

    Anchura de pista.

    Curvas: radios, peraltes y sobreancho.

    Visibilidad en curvas y cambios de rasante.

    Convexidad o bombeo. Conservacin.

    Los dos primeros parmetros tienen que ver

    bsicamente con el rendimiento y coste del

    transporte, pero tambin con la seguridad. La

    determinacin de la pendiente ptima de una pista se

    realiza a partir de las curvas caractersticas de los

    vehculos, que consideran la velocidad y la capacidad

    de frenado. Los mejores rendimientos y costes, junto

    con unas condiciones de seguridad adecuadas, se

    obtienen con pendientes en torno al 8 %, incluyendo

    una resistencia a la rodadura normal. No obstante, en

    cada caso deber tambin tenerse en cuenta si el

    acarreo es ascendente o descendente.

    En planos de diseo, las pistas se representarn en planta y perfil tipo, con perfil longitudinal y transversal y

    Pg.25

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    representacin de eje, arcenes, centros y radios de curvatura en curvas, acuerdos en entronques, etc. Se

    analizar el perfil longitudinal de la pista, sus ramales y los distintos perfiles transversales, justificndose por

    clculo la eleccin de las distintas secciones.

    Pg.26

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    9.2.1 Anchura de las pis tas

    La anchura de las pistas recomendada puede estimarse con la siguiente expresin:

    ( )n1,50,5aA +=

    Donde: A Anchura total de la pista (m).

    a Anchura del vehculo (m).

    N Nmero de carriles deseados.

    Esto significa que, en pistas de un solo carril, tanto a la

    izquierda como a la derecha de cada vehculo debe

    dejarse una separacin de seguridad equivalente a la

    mitad de la anchura de ste, sin reducirse jams por

    debajo de vez y media la anchura del mayor vehculo

    que se prevea que circule por ella. Deber preverse

    adems el diseo de los apartaderos necesarios para

    asegurar el cruce de vehculos, convenientemente

    espaciados y con una longitud mnima del doble del

    vehculo ms largo que se prevea que circule por la

    pista y con la anchura mnima del vehculo ms ancho.

    Tanto en cambios de rasante como en curvas que

    carezcan de visibilidad, la pista deber ser de doblecarril o disponer de apartaderos con un dispositivo de

    seales eficaz que regule el trfico alternativo.

    En pistas de dos carriles, la anchura mnima admisible puntualmente ser de tres veces la del vehculo ms

    ancho.

    Se insiste en que estas cifras dadas se corresponden con mnimos absolutos y que un diseo responsable y

    basado en la seguridad de la operacin debe manejar cifras siempre superiores a estas.

    9.2.2 Radios de curvatura

    Los radios de curvatura, en planta, debern ser capaces de garantizar el giro de los vehculos y maquinaria de

    mayores dimensiones que circulen por ella, garantizndose que es capaz de hacerlo sin riesgo alguno con

    dichas condiciones de diseo. Es por ello necesario utilizar la suficiente informacin tcnica por parte del

    fabricante de la maquinaria para garantizar la bondad del clculo.

    Pg.27

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    Para que las curvas no supongan una limitacin en la produccin deben tener un radio mnimo entre 20 y 30 m,

    dependiendo del vehculo que se utilice, de la velocidad prevista, del peralte y del coeficiente do rozamiento.

    9.2.3 Sobreancho en las curvas

    Los volquetes ocupan en las curvas una anchura mayor que en las rectas, ya que sus ruedas traseras no

    siguen exactamente el movimiento de las delanteras debido a la rigidez del chasis y, adems, existe una

    tendencia de los conductores a no mantenerse en su carril. Por ello, es necesario disponer de un sobreancho,

    que ser funcin del radio de la curva y de la longitud del camin.

    Una expresin utilizada habitualmente para calcular el sobreancho necesario es la debida a Voshell:

    fR127,14

    Ve

    2

    =

    Donde: f Sobreancho (m).

    R Radio de la curva (m).

    L Distancia entre ejes del volquete (m).

    El RGNBSM y sus ITC establecen una expresin para calcular el sobreancho mnimo admisible:

    R2

    S

    2

    =L

    Donde: S Sobreancho del carril (m).

    R Radio de la curva (m).

    L Distancia mxima (m) entre ejes del volquete o camin articulado.

    9.2.4 Peraltes

    Para contrarrestar la fuerza centrfuga que aparece en las curvas, originando deslizamientos transversales e

    incluso vuelcos, el peralte o sobreelevacin del lado exterior de la curva se calcula a partir de la frmula

    siguiente:

    ( )R

    8,5LRR2f22=

    Donde: e Tangente del ngulo del plano horizontal con la pista.

    Pg.28

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    V Velocidad (Km/h).

    R Radio de la curva (m).

    F Coeficiente de friccin.

    En la siguiente tabla se dan las relaciones recomendables entre el radio de una curva circular, peralte con la

    que se la debe dotar y velocidad ms adecuada para recorrer la misma.

    Radio (m) 12 25 50 75 100 150

    Peralte mximo (%) 6,5 6,0 5,5 5,0 4,5 4,0

    Velocidad (Km/h) 10 15 20 22 25 30

    En las uniones de tramos con diferentes peraltes es preciso establecer una longitud de pista en la que el peralte

    variar de forma gradual, esta es la denominada zona de transicin.

    9.2.5 Bombeo y convexidad

    La seccin transversal de la pista debe estar diseada con un determinado bombeo, es decir, a dos aguas, con

    el fin de conseguir una evacuacin efectiva de la escorrenta hacia las cunetas o bordes laterales. Los valores

    ms usuales de dichas pendientes transversales varan entre un 2 % y un 4 %. El menor valor de 2 cm/m es

    adecuado para superficie con reducida resistencia a la rodadura que drenan fcilmente, y el valor mximo para

    casos de elevada resistencia a la rodadura.

    En curva, la pendiente transversal de la superficie es la que corresponde al peralte y se dispone, por tanto en

    todos los casos, a una sola agua. La transicin entre las pendientes o bombeos de las alineaciones rectas y los

    peraltes en curva se har de forma gradual con una variacin lineal de pendientes.

    9.2.6 Visibil idad en curvas y cambios de rasante

    Un factor importante que debe considerarse, tanto en las curvas como en los cambios de rasante, es la

    distancia de visibilidad de parada, es decir, aquella necesaria para que un vehculo pueda detenerse, sin

    deceleraciones inadmisibles, antes de llegar a chocar con cualquier obstculo que pueda hallarse en su camino.

    Pg.29

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    9.2.7 Conservacin

    El sistema de pistas diseado debe tener previsto un mantenimiento peridico y sistemtico, de tal manera que

    se conserven en todo momento en buenas condiciones de seguridad. Desde la propia fase de diseo deber

    quedar establecido cuales sern las condiciones en las que se realizar este mantenimiento, cual ser sufrecuencia, los medios a emplear y las operaciones a desarrollar.

    Como en el caso de las plataformas de trabajo, se prestar una especial atencin a la conservacin y limpieza

    de los drenajes existentes para evitar encharcamientos, as como a la restauracin de la superficie de rodadura,

    eliminacin de baches, blandones, roderas, etc., estableciendo los medios para la retirada de las piedras

    descalzadas de los taludes o cadas de las cajas de los vehculos.

    Asimismo, deber preverse la conservacin y reposicin peridica de las seales de trfico establecidas.

    En el tema de poltica de lucha contra el polvo, en tiempo seco se efectuarn riegos peridicos con el fin de

    reducir la emisin de polvo.

    10. DEFINICIN DEL SISTEMA DE EXPLOTACIN

    10.1 LABORES DE PREPARACIN, FASES, REQUERIMIENTOS, ETC.

    El diseo preliminar de una explotacin de cantera y su planificacin operativa a corto, medio y largo plazo debe

    tener cuantificado el volumen de recubrimiento en forma de tierras y suelos o en su caso, de formaciones

    litolgicas no interesantes, que es necesario remover anualmente en operaciones de especficas de desmonte.

    La importancia del correcto desarrollo de las operaciones de desmonte no est solo en conseguir un coste bajo,

    sino en tambin en permitir que los frentes sean lo ms estables posible dndoles un talud apropiado en funcin

    de sus caractersticas geomecnicas, que muy frecuentemente son mucho peores que el macizo rocoso

    explotado por la cantera, y protegindolos de la accin erosiva de las aguas mediante la construccin de

    cunetas de guarda para las de escorrenta y de drenajes para las de infiltracin.

    El diseo de la explotacin debe prever que, entre el pie del desmonte y la cabeza del frente de explotacin,

    debe guardarse una berma de seguridad que impida que los posibles desprendimientos o corrimientos del

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    recubrimiento caigan sobre la explotacin y se permita, si fuera necesario, la reanudacin de los trabajos de

    desmonte en condiciones suficientes de seguridad al disponerse del espacio necesario para el acceso y

    maniobra de la maquinaria.

    10.2 SANEO

    El diseo de la explotacin debe prever el adecuado saneo de

    todos los frentes y taludes excavados para su conservacin en

    perfectas condiciones y en prevencin de la aparicin de

    problemas de mayor gravedad.

    Despus de una parada y antes de comenzar los trabajos es

    necesario inspeccionar los frentes de explotacin,

    asegurndose de que no existen masas de rocas inestables y

    ordenndose, en caso necesario, su saneo por parte de

    personal adecuadamente formado para estas labores y utilizando, preferiblemente, medios mecnicos.

    Las inspecciones y los saneos deben realizarse de forma sistemtica en los casos siguientes:

    Despus de lluvias, heladas o nevadas intensas. Cuando se haya producido el desprendimiento de

    masas importantes de roca.

    Despus de cada voladura.

    Cuando exista riesgo de deslizamiento o de

    desprendimientos en los taludes que afecten a una pista, sta

    debe protegerse mediante mallazo, bulonado, gunitado, etc.,

    del talud, dejando en caso necesario un arcn de cinco

    metros de anchura.

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    10.3 SISTEMA DE CARGA Y TRANSPORTE. CARACTERSTICAS, PERSONAL Y EQUIPOS

    Tras la seleccin del mtodo aplicable a la explotacin de ridos, es necesario establecer el sistema de

    explotacin que se utilizar y que estar constituido por los diferentes equipo de arranque, carga y transporte.

    En funcin de estos, ser necesario posteriormente definir los equipos de servicios.

    Segn la continuidad del ciclo bsico, se diferencian los siguientes sistemas:

    Sistema totalmente discont inuo.

    La operacin de arranque, con o sin voladura, se lleva a cabo con equipos

    discontinuos y el transporte se efecta con volquetes mineros. Es el sistema

    ms implantado debido a su gran flexibilidad y versatilidad.

    Sistema mixto con trituradora estacionaria dentro de la

    cantera.

    Una parte de la operacin se realiza con medios

    semejantes al sistema anterior, hasta una trituradora

    instalada dentro de la explotacin con la que se consigueuna granulometra adecuada para poder efectuar desde

    ese punto el transporte continuo por cintas.

    Sistema mixto con trituradora semimvil dentro de la

    cantera.

    Conceptualmente es igual al sistema anterior, pero con mayor

    flexibilidad, ya que la trituradora puede cambiarse deemplazamiento cada cierto tiempo, invirtiendo en estos traslados

    varios das o semanas.

    Planta semi-mvil de trituracin yclasificacin.

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    Sistema continuo con trituradora mvil y arranque

    discontinuo.

    En este sistema se prescinde del transporte con volquetes, ya

    que la trituradora mvil acompaa constantemente por el tajo

    el equipo de arranque y carga discontinuo.

    Sistema de transporte mixto y arranque continuo.

    Es una variante de la tercera alternativa, donde se sustituye el arranque discontinuo por un minador

    continuo. Es un sistema poco utilizado, aunque algunas canteras lo aplican.

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    Sistema de arranque y transporte continuos.

    Es el sistema que presenta mayor porcentaje de electrificacin, puesto que todas las unidades a

    excepcin de las auxiliares, van accionadas por motores elctricos.

    A su vez, en cada uno de esos sistemas, la maquinaria utilizada puede ser distinta pues, por ejemplo, en el

    arranque continuo es posible emplear minadores y, en el transporte continuo, cintas transportadoras

    convencionales, cintas de alta pendiente, etc.

    10.4 CONSIDERACIONES AL ARRANQUE POR EXPLOSIVOS

    En las explotaciones de cantera para la fabricacin de ridos de machaqueo, el

    arranque suele realizarse por medio de perforacin y voladura, quedando el arranque

    directo reservado para aquellas formaciones de tipo gravera o formaciones arenosas.

    La perforacin para la carga del explosivo debe realizarse segn un conjunto de

    proyectos tipo, diseados para cada una de las voladuras que se prevea deban

    darse en la cantera y dimensionadas de tal manera que los frentes queden saneadosy se eviten, en lo posible, la ejecucin de voladuras de repies o de troceo secundario.

    11. DESAGE Y DRENAJE

    El diseo de la explotacin debe asentarse sobre los necesarios estudios hidrolgicos e hidrogeolgicos

    encaminados a caracterizar las necesidades de desage y de drenaje de la explotacin, estableciendo las

    medidas preventivas y correctivas correspondientes.

    Se estudiar y disear una red de drenaje que garantice que las aguas recogidas en la explotacin son

    adecuadamente canalizadas, tratadas y depuradas antes de su vertido a los cauces pblicos. Se debern

    contemplar, en los clculos, los caudales aportados tanto por los cauces y cuencas superficiales, como por las

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    estructuras hidrogeolgicas, de manera a determinar la suficiencia de la red de drenaje y desage diseada.

    Los estudios tambin debern prever las calidades de las aguas evacuadas en cada sitio y sus necesidades de

    depuracin, tanto en condiciones normales de operacin como en condiciones climticas extraordinarias.

    12. CORRECCIN DE IMPACTOS AMBIENTALES DURANTE LA EXPLOTACIN

    Los problemas relativos al medio ambiente que pueden surgir en la

    implantacin y desarrollo de una actividad minera son funcin de las

    caractersticas de tales acciones y delas caractersticas del lugar en el que se

    proyecta. Su consideracin es clave no solo por las repercusiones econmicasen el desarrollo del proyecto, sino por la directa incidencia en la reputacin y

    fama de la compaa, as como en la accesibilidad a nuevos proyectos.

    El origen de los problemas o efectos puede derivarse de la fase de

    planeamiento del proyecto donde se abordan los objetivos concretos de la

    explotacin a travs del inters que la empresa tiene de las dedicaciones

    presupuestarias. O de la fase de diseo donde se recoge como se debe hacer

    la explotacin (diseo de apertura de mina, de

    localizacin, tamao y forma de la escombrera, etc.), o

    bien de la propia fase de ejecucin, cuando la explotacin

    est funcionando.

    En cada caso, la forma de abordar el problema requiere

    de un anlisis diferenciado pero que posteriormente se

    integre dentro del conjunto de la problemtica ambiental

    de la explotacin, de manera tal a conseguir soluciones

    integrales, bien planteadas, ms efectivas que las

    soluciones parciales, mejor implantadas y de coste proporcionalmente ms reducido.

    A la hora de proceder al estudio de los distintos tipos de contaminacin producidos en una explotacin, es

    frecuente recurrir a los modelos de simulacin. Sin poner en duda las ventajas de la utilizacin de los mismos,

    es necesario tener en cuenta, sin embargo, que estos tienen una estructura bsica que depende de las

    caractersticas y propiedades consideradas en los sistemas ambientales, y que la calidad del modelo depende

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    considerablemente de la calidad de los supuestos de partida, as como de su tratamiento.

    En el captulo de la adopcin de medidas preventivas o correctoras de los distintos impactos ambientales, es

    necesario tener en cuenta que siempre es mejor no producir la alteracin que establecer una medida correctora,

    pues aparte de suponer un coste adicional de tiempo y de dinero, en la mayora de los casos solamente se

    elimina una parte de la alteracin y, en otros, ni siquiera esto.

    La poltica de establecimiento de medidas preventivas en los diseos se basa en el empleo de metodologas

    basadas en el conocimiento por expertos de los impactos generados en proyectos similares. Posteriormente, el

    diseo y dimensionamiento de las medidas correctoras debern tener en cuenta la clasificacin de las mismas:

    Medidas que reducen el impacto : Este tipo de medidas correctoras se consiguen, generalmente, con

    un diseo adecuado del proyectoo limitando la intensidad de las acciones.

    Medidas que compensan el impacto: Mediante la reposicin y conservacin de los elementos que

    permanecen, desarrollo de otros nuevos que permitan suplir los elementos alterados.

    Cambian la condicin del impacto: Favorecen los procesos de regeneracin natural o permiten

    restaurar el entorno afectado.

    Otro aspecto a considerar sobre las medidas correctoras, es la escala temporal de su aplicacin, pues es

    conveniente llevarlas a la prctica lo antes posible, ya que de este modo se pueden evitar impactos

    secundarios.

    12.1 PREVENCIN Y ELIMINACIN DE LA CONTAMINACIN POR POLVO Y GASES

    La contaminacin producida por partculas slidas, polvo y gases, derivada de las operaciones de apertura de

    huecos, de la creacin de las escombreras y del trfico de volquetes y de maquinaria pesada (que es cuando se

    producen los impactos ms severos de este tipo) y, en menor cuanta, de la construccin de pistas, ha tenido

    tradicionalmente un conjunto de medidas correctoras basadas en:

    Riego peridico de las pistas con agua, acudindose algunas veces a la utilizacin de sustancias

    qumicas o salinas reductoras de la emisin de polvo. Ello requiere dimensionar desde el principio las

    necesidades en medios humanos y equipos, para el adecuado riego de las pistas, as como la

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    infraestructura adecuada para el suministro y canalizacin del agua necesaria hasta la explotacin. En

    este sentido, es frecuente observar prcticas manifiestamente contraproducentes como la instalacin

    de aspersores de funcionamiento permanente en las pistas.

    Estabilizacin qumica de pistas.

    Pavimentacin de los accesos permanentes a la mina, prctica cada vez ms extendida en las

    explotaciones especialmente en zonas de terrenos muy ridos.

    Retirada de las pistas del material formado por acumulacin del polvo mediante el uso de

    motoniveladoras, barredoras, etc.

    Revegetacin rpida de los terrenos restituidos (superficies finales de vertederos y taludes excavados),

    estableciendo en la planificacin de la explotacin los medios materiales, humanos y econmicos

    necesarios para ello.

    Control del polvo durante la perforacin por medio de captadores (hoy da ya obligatoria en todos los

    casos) y reduccin del nmero de tajos con voladuras y retirada del detritus de la perforacin, evitando

    siempre su utilizacin en el retacado de las voladuras.

    Reduccin del tiempo entre las fases de explotacin y restitucin mediante el desarrollo de una ptima

    planificacin.

    12.2 PREVENCIN DEL IMPACTO ACSTICO POR ACTIVIDADES RUIDOSAS

    La reduccin de los impactos acsticos se consigue mediante:

    La reduccin de la velocidad de circulacin de los vehculos, especialmente de los de transporte, lo que

    redunda en una menor formacin de polvo y en un incremento de la seguridad.

    Minimizacin de los cruces en las pistas.

    Planificacin, construccin y desarrollo de pantallas vegetales contra el viento, de manera tal que

    dificulten su libre circulacin en los niveles superficiales.

    Sustitucin de los volquetes por cintas transportadoras.

    Riego de las pilas de materiales que se cargan sobre los volquetes.

    Estudio de la ubicacin de las plantas de tratamiento conforme a las direcciones predominantes de los

    vientos.

    Ubicacin de las plantas lo ms alejadas posible de las zonas habitadas.

    Construccin de barreras snicas perimetrales.

    Instalacin de silenciadores en equipos mviles.

    Estudio de rutas alternativas de transporte en zonas prximas a las reas habitadas.

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    Desarrollo de las polticas ms adecuadas de mantenimiento preventivo, lo que redundar en una

    reduccin del coste de operacin.

    Recubrimiento con gomas de todos los elementos metlicos que sufren los impactos de las rocas (por

    ejemplo, las cajas de los camiones, etc.).

    Utilizacin de equipos accionados elctricamente. Limitacin a las horas diurnas de aquellas unidades ms ruidosas o molestas.

    Disminucin de las cargas operantes de explosivo y empleo de detonadores y de accesorios de

    microrretardo.

    Recubrimiento del cordn detonante expuesto al aire libre.

    Reduccin al mximo de las operaciones de taqueo de bolos con explosivos, etc.

    12.3 PREVENCIN DEL PROCESO DE EROSIN

    Se encuentran relacionados con este tipo de riesgos la ocupacin irreversible de suelo frtil por la creacin de

    huecos y escombreras, y por la construccin de pistas, edificios y plantas de tratamiento. Otro efecto es la

    induccin de efectos edficos negativos en los alrededores de la explotacin por las operaciones derivadas de

    la creacin de huecos, escombreras y pistas, debido a la acumulacin de residuos, elementos finos, polvo, etc.

    Tambin se incluyen en este captulo el aumento del riesgo de desprendimientos, deslizamientos o

    hundimientos por la creacin de escombreras, el aumento de la carga de sedimentacin aguas abajo debidas a

    la adicin de materiales slidos derivados de la creacin de las escombreras y la construccin de las pistas e

    infraestructuras, el aumento de la erosin derivadas de todo este tipo de operaciones, etc.

    Entre las acciones correctoras o de recuperacin habitualmente empleadas figuran:

    Retirada y acopio de las tierras vegetales de las zonas ocupadas por la explotacin.

    Diseo de un modelado en la recuperacin que permita la reutilizacin productiva y ecolgica del

    terreno a la conclusin de la explotacin.

    Adopcin de medidas que eviten la produccin de polvo, desprendimientos y deslizamientos.

    Preparacin del suelo, mejora del microclima (riego y abonado) y revegetacin con especies autctonas

    de los sistemas afectados.

    Adecuado diseo de las estructuras mineras, con esquemas constructivos que aseguren la existencia

    de los necesarios elementos de drenaje interno y la estabilidad.

    Desarrollo de buenos estudios y a cargo de profesionales solventes para el anlisis del emplazamiento

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    de cada estructura.

    Adopcin de medidas que eviten la formacin de polvo.

    Establecimiento de sistemas de drenaje generales y particulares

    Revegetacin rpida tras los movimientos finales de tierra en cada zona.

    Disminucin de pendientes y de longitudes de declive en taludes de pistas y escombreras, situndoseen los lmites inferiores que permitan la correcta explotacin.

    13. IMPOSICIONES DERIVADAS DEL PROYECTO DE RESTAURACIN DEFINITIVA

    La gestin moderna de los proyectos mineros establece la incorporacin desde el principio de todas las

    consideraciones derivadas de la necesidad de cerrar la explotacin y proceder a su restauracin y abandono.

    Esto ha llevado a permitir tener en cuenta no solamente todas las implicaciones econmicas, sino al desarrollo

    de diseos que faciliten al final la gestin de las actividades de restauracin.

    Las exigencias derivadas del necesario acondicionamiento de los terrenos van desde la reduplicacin exacta de

    las condiciones originales, que es cuando se debe hablar con rigor de restauracin, hasta el intento de

    conseguir un aprovechamiento nuevo y sustancialmente diferente al que corresponda a la situacin primitiva,

    que es lo que se entiende por rehabilitacin o recuperacin.

    Modernamente se ha venido implantando en Europa la concepcin americana de la Remediacin o

    restablecimiento del medio, entendindose por tal un paso ms avanzado y ms complejo a lo que es la propia

    restauracin, pues se trata de dejar el emplazamiento y el espacio afectado por la actividad minera mejor que

    estaba en trminos de actividad biolgica.

    En cualquier caso, independientemente del uso previsto para los terrenos afectados por las labores mineras, la

    revegetacin suele jugar un papel protagonista, ya que posibilita:

    La restauracin de la produccin biolgica del suelo.

    La reduccin y el control de la erosin.

    La restauracin de los terrenos sin consolidar.

    La proteccin de los recursos hdricos.

    La integracin paisajstica.