chimeneas y rampas como desarrollo de l
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“CHIMENEAS Y RAMPAS COMO
DESARROLLO DE LA PRODUCCIÓN”
Curso : Métodos de explotación minera
Docente : Ing. Fernández Galvez, Hernan
Alumnos : Moreno Llerena, Teresa
Quiliche Carrasco, Cristian Paúl
Saucedo Julcamoro, Katherine
Ciclo/Año : IX – 5°
CAJAMARCA, 12 DE MAYO DEL 2014
“No implica el método de trabajo, si no la responsabilidad con la que se trabaja”
RESUMEN
Son muy variadas las labores mineras dentro de una mina subterránea, es así que
dentro de la producción y desarrollo para la explotación de dicha mina se realizan
una amplia gama de programas que permitirán llevar a cabo todas las lobares
planeadas, es allí donde las chimeneas, labores subterráneas verticales o
inclinadas; y rampas, labor subterránea en forma de espiral, cumplen un rol
importante porque ayudar dentro de la producción ya sea como enlaces o cómo
métodos de explotación, pero generan una gran ayuda en la explotación.
Es así que dentro del programa de producción y desarrollo, se tienen en cuenta
diversos factores antes de realizar la explotación, desde factores geológicos hasta
los económicos, para poder obtener una óptima producción del recurso mineral que
se está explotando, al igual que estos factores, existen criterios que se involucran
dentro de la producción; cabe resaltar los más importantes que son el ritmo y vida
de la mina, pues estos dos condicionantes nos permiten encaminar un negocio
minero rentable.
TABLA DE CONTENIDOS
RESUMEN ......................................................................................................................... 2
TABLA DE CONTENIDOS ................................................................................................ 3
INDICE DE FIGURAS ....................................................................................................... 4
INTRODUCCIÓN ............................................................................................................... 5
OBJETIVOS ...................................................................................................................... 6
I. OBJETIVO GENERAL ............................................................................................ 6
II. OBJETIVOS ESPECIFICOS ................................................................................... 6
CHIMENEAS Y RAMPAS COMO DESARROLLODE PRODUCCIÓN .............................. 7
1. GENERALIDADES .................................................................................................. 7
1.1. CONCEPTO DE CHIMENEA: .......................................................................... 7
1.2. CONCEPTO DE RAMPAS ............................................................................... 9
1.3. CONCEPTO DE CHUTE ................................................................................ 10
2. ALMACENAJE DE MINERAL “ORE-POCKET” ..................................................... 11
3. PLANEAMIENTO DE DESARROLLO PARA SERVICIOS .................................... 12
4. PROGRAMA DE EXPLOTACIONES Y DESARROLLO ........................................ 13
4.1. PERIODO DE DURACIÓN DEL PROGRAMA MINERO ................................ 13
4.2. PLAN DE LABORES MINERAS ..................................................................... 13
4.2.1. Programa de reservas explotables .......................................................... 13
4.2.2. Programa de maquinaria y medios .......................................................... 14
4.2.3. Programa de personal ............................................................................. 14
4.2.4. Programa de infraestructuras .................................................................. 14
4.2.5. Programa de producción ......................................................................... 14
4.2.6. Presupuestos .......................................................................................... 14
4.2.7. Cronograma de actividades .................................................................... 14
4.3. LOS CRITERIOS DE PLANIFICACIÓN Y DISEÑO EN MINERÍA .................. 14
4.3.1. Reservas ................................................................................................. 14
4.3.2. Ratio Límite Económico .......................................................................... 14
4.3.3. Profundidad de la explotación ................................................................. 15
4.3.4. Secuencia de explotación ....................................................................... 15
4.3.5. Ritmo ...................................................................................................... 15
4.3.6. Vida......................................................................................................... 15
4.4. GRÁFICAS REPRESENTATIVAS DEL PROGRAMA DE EXPLOTACIÓN Y
DESARROLLO ......................................................................................................... 17
5. CONSTRUCCIÓN DE BODEGAS Y ALMACENES............................................... 18
6. SUMIDERO Y ESTACIÓN DE BOMBEO .............................................................. 19
6.1. Bombeo y desagüe en minas subterráneas ................................................... 19
6.1.1. Desagüe principal ................................................................................... 19
6.1.2. Desagüe secundario o auxiliar ................................................................ 21
6.2. Sumideros ...................................................................................................... 22
7. PREPARACIÓN PARA LA EXPLOTACIÓN .......................................................... 23
CONCLUSIONES ............................................................................................................ 28
RECOMENDACIONES .................................................................................................... 28
INDICE DE FIGURAS
Figura N° 1: Excavación manual de chimeneas………………………………………………..7
Figura N°2: Técnicas mecanizadas de perforación para construcción de chimeneas: “raise
boring” ............................................................................................................................... 8
Figura N° 3: Rampas o galerías inclinadas ........................................................................ 9
Figura N° 4: Ore-pass o también llamado Hechadero o pique de traspaso. ....................... 9
Figura N° 5: Ejemplos de chute ....................................................................................... 10
Figura N° 6: Almacenamiento de mineral ......................................................................... 11
Figura N° 7: Aberturas de desarrollo de servicios. ........................................................... 12
Figura N° 8: sistemas de ventilación según la disponibilidad de energía ......................... 12
Figura N° 09: Gráfica Ritmo vs, Vida ............................................................................... 16
Figura N° 10: Red de actividades de preparación y desarrollo ......................................... 17
Figura N° 11: Red de actividades calendarizado.............................................................. 17
Figura N° 12: Matriz de tiempos y resumen de secuencias .............................................. 18
Figura N° 13: Vista del diseño de sala con tres bombas principales de bombeo. ............. 20
Figura N° 14: Bombas instaladas en una zona de acopio, funcionan mediante sondas de
nivel. ................................................................................................................................ 22
Figura N° 15: Sumidero ubicado en una rampa ............................................................... 22
Figura N° 16: Llenado de costales con lama .................................................................... 23
Figura N° 17: Preparación de un yacimiento en masa ..................................................... 23
Figura N° 18: Cargadero sobre Galería ........................................................................... 25
Figura N° 19: Carga directa sistema LHD ........................................................................ 26
Figura N° 20: Cargadero con sobrecarga de rastrero ...................................................... 27
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F
INTRODUCCIÓN
La programación del desarrollo en la explotación de una mina, está en función al
tipo de labores que se desarrollan, ya que éstas pueden iniciarse con un pozo, una
galería inclinada o por medio de rampas. Antes de tomar una decisión hay que
considerar cuatro factores; la profundidad del yacimiento, el tiempo disponible para
la preparación, el costo y el tipo de transporte exterior que se elija. Ya que dichos
factores influirán de manera considerada en el ritmo de producción y vida de la mina,
para poder así tener un negocio rentable y próspero.
A lo largo de todas las labores programadas dentro de la explotación, se prevé las
ventajas y desventajas que se pueden tener, por ejemplo; en las galerías con
rampas en espiral se preparan bien en el muro, y así se evitan las pérdidas por
macizo de protección, necesarios al penetrar en el yacimiento con los planos
inclinados. También la dureza de las rocas, el exceso de agua, la presencia de
arenas u otros inconvenientes obligan a desechar algunas soluciones técnicas más
económicas y a decidirse por el pozo vertical, que resiste mejor y es más fácil
profundizar en terrenos falsos y difíciles.
Entonces para obtener una producción óptima en la explotación del yacimiento, es
necesario considerar cada aspecto involucrado con cada labor minera a realizarse,
pues tendrá repercusión a lo largo de la vida de la mina.
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OBJETIVOS
I. OBJETIVO GENERAL
Describir a las chimeneas y rampas como desarrollo y producción en la
explotación minera.
II. OBJETIVOS ESPECIFICOS
Definir rampas y chimeneas en el desarrollo de producción
Definir el almacenaje del mineral “Ore pocket”
Mencionar el planeamiento de desarrollo para servicios.
Describir los distintos programas a realizarse en el desarrollo de producción.
Mencionar los criterios para la construcción de bodegas y almacenes
Describir en qué consiste un sumidero y estación de bombeo en labores
subterráneas como chimeneas.
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CHIMENEAS Y RAMPAS COMO DESARROLLODE PRODUCCIÓN
1. GENERALIDADES
1.1. CONCEPTO DE CHIMENEA:
En minería, una chimenea es una labor vertical entre dos galerías excavada en
sentido ascendente.
Sus funciones pueden ser varias:
Ventilación;
Transporte de material
Acceso de servicios
Evacuación de emergencia.
Los métodos de ejecución son típicamente dos:
a) Excavación manual, en sentido ascendente por medio de andamios o
estructuras que permitan a los mineros excavar hacia arriba hasta conectar las
dos galerías.
Figura N° 1: Excavación manual de chimeneas
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F b) Con técnicas mecanizadas de perforación, conocidas como raise boring.
Figura N°2: Técnicas mecanizadas de perforación para construcción de chimeneas: “raise
boring”
Consiste en ubicar un equipo de perforación en la galería superior, y realizar la
perforación, primero en sentido descendente, conectando barrenas sucesivamente
hasta llegar a la galería inferior.
Una vez allí, se conecta el escariador que por medio de rotación y tiro irá excavando
en sentido ascendente hacia la máquina, dejando caer el material a la galería
inferior.
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F 1.2. CONCEPTO DE RAMPAS
Las rampas son llamadas también desarrollos inclinados o galerías inclinadas
actualmente se están convirtiendo en una característica común de desarrollo minero,
cuyos objetivos fundamentales son los mismos que las chimeneas es decir como
medios de comunicación entre dos niveles horizontales. Su inclinación se encuentra
entre el 14% al 10%; lo que hace posible el fácil y simple transporte de maquinaria.
Figura N° 3: Rampas o galerías inclinadas
Su uso debe ser planificado como vías de producción si el mineral va a ser izado,
lo cual se puede ejecutar de dos formas diferentes:
El mineral es descargado por un ore pass (Hechadero, pique de trapaso o
traspaso de mineral) donde se mueve por gravedad, siendo descargado en el
nivel más bajo mediante vehículos por una rampa o inclinado.
Figura N° 4: Ore-pass o también llamado Hechadero o pique de traspaso.
ORE-PASS
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F La desventaja del uso de combinado de rampas y ore pass radica en que hay pérdidas
de tiempo de carguío y recargué.
Los factores que favorecen el uso de “ore-pass”:
No hay pérdida de tiempo.
Menos peligro para el operador.
Menos costo de mantenimiento y operación para vehículos de transporte.
Disponibilidad de chutes automáticos para cargar camiones y fajas.
Alta productividad, los alimentadores pueden cargar camiones en 1 o 2 minutos.
1.3. CONCEPTO DE CHUTE
Elemento que se utiliza para traspasar materiales (mineral o roca) a algún equipo,
acopio o medio de transporte.
Figura N° 5: Ejemplos de chute
Cuando se planifican chimeneas de producción se consideran los siguientes factores:
Fragmentación de mineral
Los movimientos efectuados y la estabilidad de las aberturas
El costo de la chimenea que es en función a la longitud
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F 2. ALMACENAJE DE MINERAL “ORE-POCKET”
Es considerado un recipiente para el almacenamiento temporal de mineral en una mina.
Figura N° 6: Almacenamiento de mineral
Se debe contar con una capacidad adicional a la requerida por la producción normal de la
mina. La extracción del mineral producido se efectúa mediante piques, inclinados y/o
galerías principales de extracción. La preparación de estas labores debe ser rápida aunque
esto implique elevar los costos, porque estos tiempos perturban el ciclo de minado, y el
sistema de extracción por múltiples vías debe funcionar inmediatamente. El tamaño
correcto del pocket depende de la manera como se efectúa el izaje del mineral.
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F 3. PLANEAMIENTO DE DESARROLLO PARA SERVICIOS
Los desarrollos de servicios están sujetos a las mismas consideraciones básicas que las
aberturas de producción, así como aquellas necesarias para cumplir sus funciones de
servicios a la producción.
El nombre del desarrollo es una combinación de la función que cumple, por ejemplo:
Chimenea de ventilación, pique de servicios y para personal, galería de limpieza, pique de
emergencias, etc.
Figura N° 7: Aberturas de desarrollo de servicios.
En minas subterráneas se desarrollan piques, chimeneas, galerías, inclinados, cruceros,
teniendo en cuenta el sistema de ventilación y estas aberturas pueden ser aumentadas o
modificadas según la disponibilidad de energía para poder mover la cantidad necesaria de
aire a mínimo costo.
Figura N° 8: sistemas de ventilación según la disponibilidad de energía
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F 4. PROGRAMA DE EXPLOTACIONES Y DESARROLLO
De acuerdo con el artículo N° 08 del Texto Único de la Ley General de Minería, el desarrollo
es la operación que se realiza para hacer posible la explotación del mineral contenido en
un yacimiento.
Consiste en los trabajos previos que se realizan para llegar al mineral desde la superficie,
en otras palabras significa establecer los accesos a las reservas minerales y prepararlas
para su producción comercial.
Si el proyecto es una mina subterránea se realizan trabajos de desarrollo para llegar hasta
el mineral mediante galerías, chimeneas, piques, rampas. Posteriormente se realizan
trabajos de preparación es decir que se diseñar en el terreno la forma de cómo extraer el
mineral estableciendo un método de minado. Al túnel principal de la mina se denomina
comúnmente como socavón.
4.1. PERIODO DE DURACIÓN DEL PROGRAMA MINERO
En función de la diferente precisión de los datos y de la escala espacial de los mismos
periodos el plan minero a completar de una explotación, grande o pequeña, se
descompone en:
Proyecto De 15 a 30 años Largo plazo
Plan de producción De 3 a 5 años Medio plazo
Plan de labores De 1 año Corto plazo
4.2. PLAN DE LABORES MINERAS
Puede y deber ser desglosado en periodos trimestrales y mensuales. Debe
corresponder a la parte anual del proyecto de explotación a largo plazo o de la vida de
la mina y se descompone, además de temporalmente, en una serie de programas
específicos de actuación, junto a la necesidad de informar oficialmente de los resultados
de las operaciones del ejercicio anterior tanto en extracciones como en personal,
inversiones, seguridad y costes.
Estos programas específicos son los datos a incluir y los resultados a obtener del plan
de labores y en general vienen obligados por los programas, informáticos o no, a que
obligan las diferentes autonomías que administran las concesiones mineras en el país.
4.2.1. Programa de reservas explotables
Un inventario detallado de las toneladas, con sus leyes y posición (nivel o bloque)
en que se encuentran, con la expresión de su grado de certidumbre o probabilidad
de desviación, tanto en las cantidades extraídas el año anterior, como de la previstas
para el nuevo año y de aquellas nuevas reservas que, en ese año hayan sido
encontradas.
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F 4.2.2. Programa de maquinaria y medios
Un inventario detallado del número y clase de las unidades, tanto de las nuevas
máquinas como de las sustituidas por obsolescencia, con sus capacidades, con
sumos principales, repuestos previsibles y rendimientos. Especialmente debe ser
muy controlado el consumo y previsión de sustancias explosivas.
4.2.3. Programa de personal
Un listado de técnicos, supervisores, operadores, obreros y del personal de
mantenimiento, administrativos, tanto del personal como subcontratado.
4.2.4. Programa de infraestructuras
Necesidades de terrenos, agua, energía, y almacenamiento.
4.2.5. Programa de producción
Productos vendibles o minerales, según las calidades y los precios de venta.
Productos no vendibles, estériles, residuos sólidos y líquidos.
4.2.6. Presupuestos
Presupuestos mensuales de las ventas, de los gastos y de la tesorería.
4.2.7. Cronograma de actividades
Descomposición en meses o semanas cada una de las actividades programadas.
4.3. LOS CRITERIOS DE PLANIFICACIÓN Y DISEÑO EN MINERÍA
Básicamente se deben establecer los siguientes criterios iniciales para comenzar a
trabajar en un proyecto de explotación de un yacimiento descubierto o en la ampliación
de una mina existente y por tanto también en la elaboración de los planes anuales o
mensuales.
4.3.1. Reservas
Función de (Precio, Costes, Beneficios y Rendimientos)
4.3.2. Ratio Límite Económico
RLE = Relación máxima de m3 de estéril por tonelada de mineral que es función de
la geometría del yacimiento y de los parámetros geomecánicos que determinan la
seguridad de la operación.
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F 4.3.3. Profundidad de la explotación
Se encuentra en función de:
RLE = Ratio límite económico
B = Beneficio esperado
Β,α,γ, F,P,D = Parámetros geométricos, geotécnicos y económicos
La profundidad final, a la que se pretende llegar con la mina, es un parámetro
extremadamente importante ya que es la base del diseño de la explotación:
Para establecer los parámetros geométricos y geomecánicos
Para establecer la futura restauración del terreno
Para lograr los beneficios deseados
Para poder planear las fases de explotación
Para aprovechar al máximo el depósito o yacimiento
4.3.4. Secuencia de explotación
Es el camino o los pasos que se deben seguir ordenadamente para llegar al final de
la mina.
4.3.5. Ritmo
Es uno de los parámetros que influye más claramente es un estudio de viabilidad.
La definición del ritmo o escala de explotación es de las toneladas de minerales
extraídas o producidas por año o por hora de trabajo en algunos casos. Este ritmo
viene marcando fundamentalmente por el mercado, que señala la producción anual
susceptible de ser vendida. Evidentemente ciertos factores técnicos condicionan, no
sólo unos ritmos mínimos por la capacidad de la maquinaria, sino también el
incremento de la producción que no puede ser gradual sino por escalones.
Reservas/Vida = Tonelaje/Año, es el tonelaje anual que se va a extraer.
4.3.6. Vida
El concepto de vida de la explotación es el resultado de dividir las reservas
demostradas por el ritmo, y en función de lo enunciado sobre la dinámica del
concepto de las reservas, es también un concepto dinámico. Taylor que ha
estudiado estadísticamente el tema de vida y el ritmo de muchos proyectos mineros
ha propuesto una fórmula que procede del análisis de un buen número de proyectos
rentables en todo el mundo y para un variado número de sustancias minerales.
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F Dicha fórmula se expresa:
Ritmo (Mt/año) = 0.15 x R0.75 (1 ± 0.2)
Siendo R las reservas demostradas en millones de toneladas
Figura N° 09: Gráfica Ritmo vs, Vida
Y en consecuencia resulta la Vida (años) = 6,5 x R0.25 (1 ± 0.2).
A partir de la observación empírica Taylor (1977) dedujo las siguientes reglas
elementales para determinar el tiempo de vida óptimo de un yacimiento:
𝒏 ≈ 𝟎. 𝟐 √𝒓𝒆𝒔𝒆𝒓𝒗𝒂𝒔 𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍𝒆𝒔 (𝒕)𝟒
𝒏 ≈ 𝟔. 𝟓 √𝑻𝒐𝒏𝒆𝒍𝒂𝒋𝒆 (𝑴𝒕)𝟒
Como resumen del trabajo de Taylor podemos decir que, en general:
A un mayor ritmo corresponderá
Mayor inversión y menor coste
Mayor flujo de caja
Menor vida
A un menor ritmo corresponderá
Menor flujo de caja.
Mayor vida
Menor inversión y mayor coste
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F 4.4. GRÁFICAS REPRESENTATIVAS DEL PROGRAMA DE EXPLOTACIÓN Y
DESARROLLO
Para poder comprender con una mayor facilidad las distintas etapas en los programas
de explotación y desarrollo, cada empresa realiza gráficas para poder sintetizar las
distintas labores que se irán generando a lo largo de lo que duren las labores mineras.
Figura N° 10: Red de actividades de preparación y desarrollo
Figura N° 11: Red de actividades calendarizado
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Figura N° 12: Matriz de tiempos y resumen de secuencias
5. CONSTRUCCIÓN DE BODEGAS Y ALMACENES
Generalmente en la etapa de construcción se realizan actividades para establecer y
perpetrar las instalaciones para la extracción, tratamiento y transporte de los recursos
minerales, esas instalaciones incluyen infraestructura productiva energética y vial;
posteriormente el acondicionamiento de maquinarias y equipos. La construcción y el
desarrollo a menudo se realizan en forma simultánea.
Los criterios más importantes para la construcción de una bodega son:
Una o dos grúas con puertas grandes.
Facilidad de acceso de diferentes lugares.
Áreas de servicio para el mantenimiento
Áreas separadas para operaciones de soldaduras
Área para montajes y reparaciones de equipos y neumáticos.
Área para preparación de baterías
Áreas de trabajos equipadas para talleres
Un almacén de repuestos
Áreas para lavar y limpiar equipos
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F 6. SUMIDERO Y ESTACIÓN DE BOMBEO
6.1. Bombeo y desagüe en minas subterráneas
La capacidad de bombeo requerida en las minas subterráneas varía
considerablemente.
En algunas minas, debe depurarse el agua usada y ser reciclada para atender las
necesidades operativas del resto de instalaciones y reducir los costes. En otras, por el
contrario, se han de bombear millones de litros de agua cada día de cada año, es
indudable que el tamaño e infraestructura de mina va a ser un factor muy a tener en
cuenta, y desde luego los grandes avances que han ido apareciendo para esta
actividad.
El agua que tiene que ser extraída de las minas no es H2O pura, contiene tanto:
Partículas sólidas, entre las que se incluyen finos procedentes de la perforación,
grandes partículas abrasivas y varios tipos de lodos que pueden resultar dañinos
para los equipos que se utilicen para su extracción.
Productos químicos, que se encuentran disueltos en el agua de mina, estos
productos producen un agua altamente corrosiva que igualmente pueden afectar
gravemente a los equipos de bombeo.
El diseño de la red de bombeo o desagüe de una mina subterránea, va a ser muy variable
con el transcurso del tiempo, ya que el diseño de una explotación en origen va ser muy
definido, pero con el paso del tiempo y con la ampliación del campo de explotación, esta
red tendrá que variar ya que comenzará a variar tanto la longitud de las galerías como
la profundización, por lo tanto en cada planta habrá un depósito general, y de este en un
momento dado será desde donde se bombeará al exterior, pero puede ser que con el
paso del tiempo pueda dejarse de bombear al exterior y pueda servir de depósito
secundario para bombear a otro principal y si este se sitúa a una cota inferior solo por
una conducción por gravedad pase el agua del uno al otro.
Podemos en cada caso atender a diferentes tipos de bombeo:
6.1.1. Desagüe principal
La recogida y extracción de las aguas constituye la instalación de desagüe
propiamente dicha, en términos generales el agua se recoge en las galerías, en
cunetas practicadas a piso en la base de uno de los hastíales que conforman la
galería, lo normal es que vayan hormigonadas y con una pendiente mínima de 1 por
1000, y dirigida esa pendiente hacia unas galerías colectoras que normalmente
están situadas unos 4 metros por debajo del piso de la llamada sala de bombas,
incluso se puede recoger el bombeo de otras zonas de la mina y se conduce esta
agua a este nivel más bajo de bombeo general.
Para determinar el volumen de estas galerías colectoras hay que conocer el sistema
de funcionamiento del desagüe, y este va a depender del caudal de aporte y si las
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F bombas van a funcionar con o sin interrupción, en principio sería conveniente que
las bombas trabajasen a un turno donde haya menor consumo de energía, por lo
tanto el volumen de las galerías necesita una capacidad para recoger el caudal de
agua de las restantes horas de desagüe parado.
En régimen normal debe de haber dos galerías, una en funcionamiento y otra en
limpieza y reserva, sabiendo que una de las funciones que cumplen estas galerías
es la servir de decantación para el agua que llega; estas se disponen simétricas con
relación a la sala de bombas y se comunican con ellas por pocillos verticales por los
que baja la tubería de aspiración, que termina en la alcachofa rodeada de una
envoltura de tela metálica para evitar la entrada de elementos que puedan fastidiar
la bomba.
Las salas de bombas son galerías ensanchadas y revestidas de hormigón, deben
tener un puente grúa para mover las piezas pesadas con la mayor facilidad posible,
y sobre todo deben estar bien ventiladas, ya que los motores que alimentan dichas
bombas desprenden mucho calor; lo normal es que se construyan en zonas muy
cercanas a los pozos o planos de bajada a la mina, para utilizar la ventilación limpia
que entra del exterior y también para la colocación de la tubería de salida al exterior.
Las bombas principales de desagüe prácticamente todas son centrifugas y
alimentadas con motores eléctricos, son bombas de varios rodetes o pisos de
presión, cada rodete equivale a 70 ó 150 metros de altura de agua, por lo tanto para
el cálculo de la bomba a colocar en el desagüe principal de la mina habrá que
conocer el caudal de aporte, la altura a la que haya que subir el agua al exterior y
las pérdidas de carga.
Figura N° 13: Vista del diseño de sala con tres bombas principales de bombeo.
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6.1.2. Desagüe secundario o auxiliar
Este es que se utiliza para enviar el agua a las galerías colectoras principalmente,
aunque en algunos casos según al nivel que se realiza lo hacen directamente al
exterior, este es muy variable tanto en caudal como la ubicación, por lo tanto las
dimensiones de estos depósitos van a ser muy variables y no con tanto detalle en
su construcción como los anteriormente descritos; e igualmente el tipo de bombas
utilizadas serán muy amplio dentro de las que existen en el mercado dependiendo
de la cantidad de agua a desagüar, su calidad, etc; además si es conveniente que
sean sumergibles, si tienen que estar alimentadas eléctricamente o por aire
comprimido. Estos equipos pueden ser atendidos por alguna persona o incluso se
pueden accionar de forma automática mediante la colocación de un sistema de
control de nivel.
A continuación vamos a ver una serie de posibilliades y soluciones que se puedan
dar, o casos:
- Bombeo por etapas con bombas pequeñas, que normalmente son sumergibles, y
que se utilizan para mantener el agua fuera de los frentes de trabajo y para el
transporte a estaciones de bombeo secundarias o principales, siempre en el mismo
nivel; estás no requieren más que un pequeño sumidero para la captación del agua
y pueden ser alimentadas tanto con corriente eléctrica como aire comprimido.
- Bombeo entre niveles, se emplean bombas sumergibles para el bombeo entre uno
a varios niveles, a la estación de bombeo principal más cercana, puede darse el
caso que según a la profundidad que esté situada se bombee directamente al
exterior.
- Drenaje de pozos y lugares de trabajo., por cuestiones de trabajo y
mantenimiento, no se construyen estaciones de bombeo complicadas tanto en los
fondos de pozos y planos, como en otro tipo de labores, se constituyen unas
estaciones de bombeo que pueden funcionar sin recibir atención durante periodos
de tiempos más largos que en el caso de instalaciones fácilmente accesibles. La
capacidad de bombeo requerida varía según las circunstancias, debido a que el lodo
se acumula en el fondo sin drenaje natural, es por lo que se utilizan bombas
especialmente construidas para trabajar con este material.
- Es importante también comentar que dentro de la infraestructura de la mina, y
que según vaya evolucionando el campo de explotación, es importante integrar un
depósito de almacenamiento de aguas para uso en las mismas labores de interior,
bien sean para riegos en los frentes o para alimentar máquinas que precisan dicho
elemento para su funcionamiento o refrigeración, este depósito se ubicará en una
zona intermedia a donde se bombeará el agua y luego mediante una conducción de
tuberías bajará por gravedad a las zonas de uso.
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F
Figura N° 14: Bombas instaladas en una zona de acopio, funcionan mediante sondas de
nivel.
6.2. Sumideros
Los sumideros son pozos de decantación de material que se encuentran junto
con las estaciones de bombeo, normalmente son de 2 a 3 sumideros por estación.
Figura N° 15: Sumidero ubicado en una rampa
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F El agua de las labores superiores a la estaciones de bombeo, es transportada
por gravedad hacia los sumideros por medio de las cunetas; para que luego
cumpla el proceso de decantación pasando de sumidero a sumidero decantando
la lama y/o material en cada uno de ellos hasta el último sumidero al que llega el agua
más limpia, para próximamente ser enviada por las bombas hacia la siguiente estación.
Una vez que el material decante y el agua pase al siguiente sumidero, el
deslamador se encarga de llenar costales con la lama para próximamente ser
evacuado del sumidero y continuar con el ciclo explicado anteriormente.
Figura N° 16: Llenado de costales con lama
7. PREPARACIÓN PARA LA EXPLOTACIÓN
En los yacimientos se prepara una planta abriendo una red de galerías que delimitan
en la misma una serie de secciones o cuarteles, a cada una de las cuales
corresponde un punto de carga, pocillo o piquera.
Figura N° 17: Preparación de un yacimiento en masa
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F Las explotaciones están situadas en la zona del yacimiento comprendido entre dos
plantas consecutivas y se inician cargando el mineral arrancado en los puntos de
carga (PC) y sacándolo por la planta inferior.
Estas explotaciones consisten en labores que abren espacios libres en los que
tienen salida las voladuras, hasta ampliar la explotación a las dimensiones de
trabajo normal.
En algunas minas se suprimen los puntos de carga individuales y se usa como
cargadero el fondo de la explotación. El mineral se vuela de forma continua, cae al
fondo y allí se caiga directamente.
Las explotaciones se realizarán por cualquiera de los métodos conocidos, elegido
según las características de las rocas de los hastíales y del propio mineral. Se
pueden dejar macizos para proteger las galerías y chimeneas, o para separar las
cámaras y huecos de las explotaciones. El macizo de la galería se deja
horizontalmente a lo largo de la misma y sobre ella, o alrededor de ella si la potencia
del criadero es mayor que la sección, para protegerla y dejar espacio donde montar
los cargaderos (sino se prescinde de ellos, en cuyo caso se suprime este macizo).
También para proteger la galería de cabeza y las explotaciones que están sobre
ella. Se deja un macizo de protección inferior horizontal por debajo y a lo largo de
la misma.
En muchos casos se recuperan estos macizos al abandonar la galería, lo que suele
hacerse por cualquiera de los métodos de "mallas cúbicas", o "rebanadas rellenas"
en caso de minerales resistentes; si el mineral es débil, se vuelan los macizos en
masa o se hunden sobre el hueco de la explotación inferior.
En los yacimientos estrechos en forma de filón sólo se necesita una galería en cada
planta, que se adapta al contorno del yacimiento, y los cargaderos se disponen en
línea a intervalos adecuados.
La preparación de cualquier tipo de yacimiento se planifica por adelantado y se
completa durante su avance, al arrancar el mineral.
En filones estrechos, las galerías de base se realzan unos metros y se preparan
por adelantado los cargaderos en este hueco. De este modo, la preparación de
cargaderos, guías y chimeneas puede avanzarse adelantándose en 1 1/2 a 2 años,
creando explotaciones de reserva que pueden ponerse en explotación en 4 ó 5
meses.
En las explotaciones que se llevan con relleno, los coladeros pueden dejarse dentro
de éste, colocando un revestimiento con mampostería, cuadros de entibación y
tablas, o bien con tubos de chapa prefabricados; en los dos últimos casos, estos
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F revestimientos se apoyan sobre vigas empotradas, de madera o de hierro. El
diámetro interior suele ser suficiente para permitir fijar escalas. Los pocillos de
servicio pueden tener secciones de 2,5 x 2,5 m y estar dotados de instalaciones de
extracción. Si el método de explotación suprime los coladeros y se carga con palas
mecanizadas automotoras, se pueden preparar rampas en el muro del yacimiento.
En otros casos los coladeros se perforan dentro del mineral del macizo de la galería
de base.
Los Cargaderos son las labores y dispositivos que regulan la carga del mineral en
los elementos de transporte, y son intermedios entre el arranque y el transporte y la
extracción. Se preparan en el macizo inferior, en la base de las explotaciones o
cámaras, o bien comunicados con ellas a través de un sistema de coladeros y
rampas de paso de mineral. Cuando están directamente en la base de una cámara
tienen la forma de coladeros, embudos o tolvas. La forma se fija por el tipo de carga
del mineral.
Pueden disponerse cargaderos de gran capacidad para cargar el mineral a un
camión volquete, o instalar varios cargaderos pequeños a lo largo de la galería de
base para cargar en vagones de mina. La disposición puede ser simple o doble y
simétrica.
Figura N° 18: Cargadero sobre Galería
El mineral puede caer por gravedad a través de una tolva reguladora, o por un
coladero situado entre el relleno y montado sobre el piso de la cámara.
Las compuertas reguladoras causan interrupciones en la producción al atascarse
con los bloques grandes, por lo que deben evitarse estos colocando en el paso de
mineral una rejilla formada por barrotes de acero, separados de modo que no dejen
pasar los trozos grandes de roca o mineral, mientras los tamaños más pequeños
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F pasan con facilidad; la separación entre barras varía según los casos entre 0,3 m y
0,6 m.
Los bloques que no pasan se “taquean” o rompen con cargas (“tacos”) de
explosivos o con martillos quebrantadores de aire comprimido. Cuando el atasco se
produce en el interior de los pasos o coladeros, se “taquean” con cargas explosivas
que se fijan en el extremo de una pértiga para introducirlas y se disparan desde
fuera, en lugar seguro. En los coladeros entre relleno las rejillas se colocan en su
boca superior, en el piso de la explotación. Del mismo modo se protegen las
chimeneas de paso o ventilación.
Cuando se elimina el cargadero y el macizo inferior de la cámara, para cargar con
pala o sistema LHD. La parte baja de la corona permite un buen control de la salida
del mineral.
Figura N° 19: Carga directa sistema LHD
En caso de no eliminar los coladeros, el mineral arrancado por la voladura en la
explotación cae a través de ellos por gravedad a una galería de arrastre y taqueo.
En ella, la cuchara de una arrobadera o scráper puede arrastrarlo por el piso de la
galería hasta un coladero de carga por el que cae, a través de una rejilla, a los
vagones situados en la galería de base.
En muchos métodos de explotación, particularmente en los métodos ascendentes,
se suele bajar el mineral a través de rampas y coladeros hasta la planta general de
transporte situada en la cota más baja de la mina. En esta planta se instalan la
molienda y un sistema de transporte principal mecanizado, lo que resulta más
económico y productivo que montar pequeñas instalaciones en cada planta, de
modo que haya uno para cada tipo o ley de mineral y otro para los estériles. El
vaciado de estos almacenes o tolvas se hace automáticamente por dispositivos
mecánicos, y el mineral pasa previamente por un sistema de molienda primaria para
adecuar la granulometría a las condiciones de transporte. Un sistema intermedio
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F enlaza este almacén con el sistema general de transporte, bien por cintas o bien por
vagones.
La mayoría de los grandes cargaderos de mineral se perforan en la roca de los
hastíales, a lo largo del yacimiento.
Figura N° 20: Cargadero con sobrecarga de rastrero
Los coladeros entre el relleno, revestidos con tubos de chapa prefabricados, suelen
tener una vida equivalente a 100.000 – 150.000 t de mineral cargado; así, en caso
de explotaciones de 100 m de largo y 12 m de potencia, la altura útil del piso
quedaría limitada a 30 m aproximadamente. Pero por razones económicas la altura
de pisos debe ser lo mayor posible, por lo que habrá que preparar más de un
coladero con entubado de acero, lo que puede encarecerlo. La alternativa es
preparar los coladeros en el hastial de la roca.
Riesgos asociados a la explotación subterránea.
Hay varios aspectos que son coincidentes en la minería subterránea, especialmente
aquellos riesgos asociados a las siguientes variables:
Incendio
Caída de rocas
Tráfico de equipos rodantes
Manejo de explosivos
Desarrollo de piques y chimeneas
Aire comprimido
Agua
Otros
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F
CONCLUSIONES
Las aberturas construidas ya sea manual o mecánicamente hacia arriba con ángulo
bastante pronunciado se llama chimenea y las aberturas inclinadas con una
pendiente entre 14% a 10% se denominan rampas.
Ore pocket es denominado un recipiente para el almacenamiento temporal de
mineral en una mina cuyo tamaño dependerá de la manera como se realice el izaje
del mineral.
El término desarrollo es una combinación de una función que cumple la abertura en
la producción: chimeneas de servicios, ventilación, etc.
De acuerdo con el artículo N° 08 del Texto Único de la Ley General de Minería, el
desarrollo es la operación que se realiza para hacer posible la explotación del
mineral contenido en un yacimiento, es así que se realizan distintos programas
cómo, el programa de reservas explotables, de maquinaria y medios, de personal,
de infraestructura, de producción, de presupuestos y cronograma de actividades,
para cumplir cabalmente con el desarrollo.
Los sumideros son pozos de decantación de material que se encuentran junto
con las estaciones de bombeo, normalmente son de 2 a 3 sumideros por estación.
DISEÑO DE EXPLOTACIONES E INFRAESTRUCTURAS MINERAS
SUBTERRÁNEAS, Noviembre2007-Universidad Politécnica de Madrid Escuela
Técnica Superior de Ingenieros de Minas.
EL AGUA EN LA MINA, Editado en MTI Textos el 2 de noviembre de 2007- Antonio
Pizarro Losilla.
Manual de Bombas Flygt, 2002.
CURSO DE EVALUACIÓN Y PLANIFICACIÓN MINER, Universidad Politécnica de
Madrid – Escuela Técnica Superior de Ingenieros.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS