RIESGOS EN LOS SISTEMAS DE EXPLOTACIÓN MINERÍA

SUBTERRÁNEA

JUAN VALDEBENITO TORO

MINERÍA SUBTERRÁNEA Es explotación que permite extraer el mineral

mediante el uso de labores subterráneas.

1.-MÉTODO DE CÁMARAS Y PILARES.

• La explotación se realiza por caserones separados por pilares que sostienen el techo.

• Las dimensiones de las cámaras y los pilares dependen de:

Capacidades resistivas de las rocas.Esfuerzo sobre el macizo rocoso.Potencia del yacimiento.

MÉTODO DE CÁMARAS Y PILARES.

MÉTODO DE CÁMARAS Y PILARES.• En mantos separados se deja una loza entre

los caserones, los pilares deben estar alineados

LOZAS

OPERACIONES UNITARIAS.

• Perforación de arranque. Puede hacerse con tiros paralelos o tiros

perpendiculares al eje del caserón.Se usa Jumbos o Track -Wagon Drill.• Carga con explosivos.Con equipos mecanizados.

• Se usan Jumbos o Track -Wagon Drill.

Carguío del mineral.• Con cargadores frontales o LHD

Transporte.

Camión convencional o de bajo perfil (Dumper).

Sostenimiento del techo.

• Consecuencias de techo y pilares:Seguridad del personal y bienes.Dilución del mineral.• La estabilidad se controla con fortificación:PernosShotcrete Mallas.

RIESGOS ASOCIADOS AL MÉTODO DE EXPLOTACIÓN.

• Se transita por cámaras con techos extensos.• Sobreesfuerzo en pilares puede provocar su colapso

y del techo.• Tronadura deficiente afecta la calidad de las rocas.• Las cámaras son frentes ciegas.• Equipos de carguío y transporte de gran tamaño.• Pisos de apoyo de pilares de baja competencia

permiten hundimiento de pilares delgados.• Al recuperarse pilares el techo se hunde.

2.-REALCE POR SUBNIVELES.

• La explotación se realiza por subniveles desde donde se perfora y truena la roca.

• La perforación se realiza de manera radial o con tiros largos.

• El material tronado cae a la base de la cámara.• Desde la base se extrae y se transporta el

mineral tronado.• Al final de la explotación queda una cámara

vacía de grandes dimensiones (función de la resistencia de la roca y los esfuerzos).

REALCE POR SUBNIVELES.

REALCE POR SUBNIVELES.

OPERACIONES UNITARIAS• Perforación de arranque• En perforación radial se realiza con Simba.• El perforación con tiros largos se efectúa con DTH.

Carga con explosivos.• Con equipos mecanizados.

Carguío y transporte.• Con cargadores frontales o LHD• Camiones convencional o de bajo perfil (Dumper).

CARGADOR FRONTAL

DUMPER

CAMION CONVENCIONAL

LHD

Sostenimiento de la cámara.• Las paredes (grandes dimensiones) pueden presentar riesgos

de inestabilidad• Se emplean cables de acero anclados con lechada de cemento• Se instalan desde galerías anexas.

RIESGOS ASOCIADOS AL MÉTODO DE EXPLOTACIÓN.

• En tiros largos debe transitarse bajo amplio techo abierto.• Perforación DTH producen polvo.• Sobreesfuerzo en paredes de la cámara puede colapsarlas.• Tronadura puede afectar la calidad de la roca de la cámara.• Los bolones obstruyen los puntos de carguío en la base de la

cámara.• Se emplea equipos de producción de gran tamaño.• El equipo de carguío puede entrar a la cámara.• Al final de la explotación queda una cámara abierta de

grandes dimensiones

• En el nivel de carguío y transporte: Se presenta gran concentración de esfuerzos La roca se deteriora por el arrastre del mineral.• La zona debe fortificarse con reforzamiento pesado (cable –

malla – shotcrete).

RIESGOS ASOCIADOS AL MÉTODO DE EXPLOTACIÓN.

3.-CÁMARA ALMACÉN.

• El mineral se arranca por franjas horizontales desde la parte inferior de la cámara y avanzando hacia arriba.

• Una porción del material tronado se deja en la cámara para:

Sirve de piso para la explotación del mineral de arriba.

Sostener las paredes de la cámara. Al alcanzarse el extremo superior de la cámara el

mineral restante se extrae y queda una cámara abierta y vacía.

CÁMARA ALMACÉN.

OPERACIONES UNITARIAS.• Perforación de arranque. Con maquinarias manuales.• Carga con explosivos. Manualmente.• Carguío y transporte. Con cargadores frontales o LHD. Camión convencional o de bajo perfil (Dumper).

Sostenimiento del techo.• En el sector de perforación el techo puede ser de grandes dimensiones.• Se cablea anticipadamente en sentido vertical.• Sostenimiento de la cámara. Es confinada por el material tronado. Paredes pueden reforzarse con cables lechados. Yacimientos de baja potencia las paredes pueden sostenerse con puentes

de mineral.

RIESGOS ASOCIADOS AL MÉTODO DE EXPLOTACIÓN.

• Perforación y tronadura se realiza bajo techo abierto.• El piso de trabajo es irregular.• La perforación generara polvo en área pequeña de

trabajo.• Los bolones obstruyen e impiden el escurrimiento de

la saca.• Puede formarse bóvedas en el mineral tronado y

derrumbarse desestabilizando el piso de trabajo.• Al final de la explotación queda una cámara abierta.

4.-CORTE Y RELLENO.

• La explotación se realiza por niveles tronándose tajadas horizontales.

• El mineral tronado se extra completamente por el mismo nivel.

• El espacio vacío se rellena con material estéril que sirve de piso para:

Continuar con la explotación ascendenteSoportar las paredes de la cámara.

CORTE Y RELLENO.

OPERACIONES UNITARIAS.• Perforación de arranque. Con equipos Jumbo.• Carga con explosivos. Con equipos mecanizados.• Carguío y transporte. Con cargadores frontales o LHD Camiones convencional o de bajo perfil (Dumper).• Sostenimiento del techo. En el sector de perforación el techo puede ser de grandes dimensiones.• Sostenimiento de la cámara. Es confinada por el material de relleno.

RIESGOS ASOCIADOS AL MÉTODO DE EXPLOTACIÓN.

• Perforación y tronadura se hace bajo techo de grandes dimensiones.

• Piso irregular con relleno de roca estéril.• Las operaciones se realizan en labores ciegas.• La tronadura deficiente afecta la estabilidad

del techo.• Se emplea equipos de carguío y transporte de

gran tamaño.

5.-GRADAS DE RETROCESO VERTICAL.

• El mineral se excava desde subniveles horizontales.

• Se perfora hacia abajo con tiros largo paralelos.

• La tronadura se realiza desde abajo hacia arriba.

• El mineral se extrae por el fondo de la cámara.

GRADAS DE RETROCESO VERTICAL.

OPERACIONES UNITARIAS.• Perforación de arranque. Con DTH.• Carga con explosivos. Generalmente manual.• Carguío y transporte. Cargadores frontales o LHD. Camiones convencional o de bajo perfil (Dumper).• Sostenimiento del techo. En el sector de perforación el techo puede ser de grandes

dimensiones.• Sostenimiento de la cámara. Cámara de grandes dimensiones (cableado).

RIESGOS ASOCIADOS AL MÉTODO DE EXPLOTACIÓN.

• Perforación y tronadura se hace bajo techo de grandes dimensiones.

• Perforación genera altos niveles de polvo.• La tronadura afecta la calidad de la roca de las paredes de la

cámara.• Bolones obstruyen puntos de carguío.• Se emplea equipos de producción de gran tamaño.• Los equipos de carguío pueden sobrepasar la estocada de

carguío.• Al final de la explotación queda una cámara abierta.• En el nivel de carguío hay gran concentración de esfuerzos y

deterioro por el arrastre del mineral tronado.

6. HUNDIMIENTO POR BLOQUES.• Las rocas mineralizada y encajadora se fractura y se rompe

por sí sola por: Tensiones internas. Fuerza de gravedad.• Se logra al socavarse abertura horizontal de gran área en la

parte inferior de un bloque mineralizado: Se saca el soporte de la roca La masa mineral queda “colgada”. La roca colgada se fractura sucesivamente afectando todo el

bloque ascendentemente. El material fragmentado cae a “embudos” en la roca y es

extraído por cargadores en los niveles inferiores.

HUNDIMIENTO POR BLOQUES.

OPERACIONES UNITARIAS.• Perforación de arranque. La perforación se realiza con equipos Jumbo y Simba .• Carga con explosivos. Con equipos mecanizados .• Carguío y transporte del mineral. Cargadores frontales o LHD Camiones convencional o de bajo perfil (Dumper).• Sostenimiento de las galerías. La concentración de esfuerzos hace necesario que se refuercen con

fortificación pesada:• Marcos de acero.• Cables lechados.• Shotcrete – malla.• Hormigón armado.

RIESGOS ASOCIADOS AL MÉTODO DE EXPLOTACIÓN.

A. En preparación y desarrollo.• Labores ciegas.• Equipos de producción de gran tamaño.• Laboreos sometidos a grandes esfuerzos. B. En producción.• En rocas de buena calidad se produce caídas de rocas desde las paredes de la

cámara no hundidas.• En nivel de parrilla hay atascamiento de las chimeneas.• En los niveles de parrilla y de carguío hay polvo en suspensión.• Se emplea equipos de producción de gran tamaño.• Al final de la explotación, en la superficie queda una gran• abertura.• La fracturación debe ser continua y completa, ya que el macizo rocoso intacto

presenta riesgos de desplomes.

7. HUNDIMIENTO POR SUBNIVELES.• Se construyen subniveles espaciados

verticalmente.• El mineral inmediatamente encima de cada

subnivel se perfora con barrenos largos ascendentes.

• La tronadura se efectúa desde los niveles superiores hasta la base del yacimiento y en retroceso.

HUNDIMIENTO POR SUBNIVELES.• Al producirse la extracción en las

frentes de producción, el mineral escurre.

• A medida que se extrae el mineral, el estéril de las cajas se hunde rellenando el espacio creado.

• Se produce subsidencia en la superficie.

HUNDIMIENTO POR SUBNIVELES.

OPERACIONES UNITARIAS.

• Perforación de arranque. La perforación se realiza con equipos Jumbo y Simba • Carga con explosivos. Con equipos mecanizados .• Carguío y transporte del mineral. Cargadores frontales o LHD Camiones convencional o de bajo perfil (Dumper).• Sostenimiento de las galerías.• Las galerías de producción son de baja sección por lo

que el reforzamiento puede ser con apernado puntual.

RIESGOS ASOCIADOS AL MÉTODO DE EXPLOTACIÓN.

• Puede haber rodada de la frente de producción.• Las operaciones de producción se realizan en labores ciegas.• El techo de la frente de carguío sufre desgaste por el

escurrimiento del mineral.• Se emplea equipos de producción de gran tamaño.• Difícil conducir el hundimiento en macizos de muy buena

calidad.• Al generarse el hundimiento se produce subsidencia con

destrucción de la superficie.• Al final de la explotación del yacimiento, en la superficie

queda

RIESGOS EN LA MINERÍA SUBTERRÁNEA.

a. Riesgo de Diseño• Ventilación.• Fortificación.• Energía eléctrica, agua y aire comprimido.• Características geoestructurales de la roca.• Propiedades geomecánicas de la roca.• Dimensiones de las labores mineras.• Nivel de producción de mineral.b. Riesgos de Operación.• Factores humanos.• Factores mecánicos.• Factores ambientales.

NORMAS FUNDAMENTALES DE DISEÑO.

• A lo menos dos labores principales de comunicación con la superficie.

• Las labores con acceso expedito a las labores principales de comunicación con la superficie.

• Las labores deben construirse perpendicularmente al rumbo de las estructuras geológicas.

• PRINCIPALES RIESGOS.Caídas de roca.Ruido Polvo Gases tóxicos Atropellos Lesiones por energía eléctrica.

EQUIPOS DE MINERÍA SUBTERRÁNEA.

• Los equipos de operaciones mineras son fuentes de accidentes.

• A medida que el nivel de producción se incrementa, los equipos aumentan en tamaño y cantidad, favoreciendo los riesgos.

PERFORACIÓN.

• Equipo Jumbo

Equipo Simba.• Son accionados con energía eléctrica.• Principales riesgos. Exceso de ruido. Polvo en suspensión. Atrapamiento y golpe con materiales y herramientas.

Equipo Down The Hole.• Es accionado por aire comprimido• Principales riesgos. Exceso de ruido Polvo en suspensión Atrapamiento y golpe con materiales y herramientas.

CARGUÍO DE MATERIAL.• Principales riesgos. Exceso de ruido Polvo en suspensión Caída de material Gases tóxicos

Atropellos y atrapamientos contra cajas.

LHD

TRANSPORTE DE MATERIAL.• Principales riesgos. Exceso de ruido Polvo en suspensión Caída de material Gases tóxicos Atropellos y atrapamientos contra cajas.

Dumper

FORTIFICACIÓN

• Son accionados con energía eléctrica.A. Equipos Apernadores y Cableadores.• Principales riesgos. Exceso de ruido Polvo en suspensión Atrapamiento y golpe con materiales y herramientas.

FORTIFICACIÓNB. Equipos shotcreteros.• Son accionados con energía eléctrica y aire comprimido• Principales riesgos. Exceso de ruido Polvo en suspensión Irritaciones por cemento y aditivos. Atrapamiento y golpe con materiales y herramientas.

ACUÑADURAMECANIZADA.• Equipo acuñador. Son accionados con energía eléctrica.• ACUÑADURAMECANIZADA.• Principales riesgos. Exceso de ruido Polvo en suspensión Caída de rocas desde techo y cajas. Atrapamiento y golpe con materiales y herramientas.

RIESGOS INHERENTES A LOS MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN.

A. Riesgos de Incendio.• Causas. Incendios de vehículos motorizados Instalaciones eléctricas Madera de fortificación Polvo de carbón Soldadura. Acumulación de basura, etc. Producen gran cantidad de humos tóxicos. Se conducen por las galerías por la ventilación. Los gases pueden afectar gran área de la mina.

Control de riesgos de incendio• Procedimientos de trabajo seguros• Mantenimiento de equipos y maquinarias.• Elementos de detección y extinción de incendios.• Entrenamiento en prevención y control de incendios.• Brigadas bomberiles y de rescate minero.• Registro del sistema de ventilación frente a una

emergencia.• Procedimiento de evacuación del personal.• Control de ingresos y salidas del personal de la mina.

Autorrescatador.• Purifica el aire del CO de fuegos.• El equipo contiene un catalizador que

convierte el CO en CO2 inocuo.• Concentración de CO de 0,5 % puede causar: ColapsoPérdida de conocimientoMuerte en pocos minutos.• Efectivo por 60 minutos con 1 % de CO a 32

litros / minuto.

Autorrescatador.

RIESGOS INHERENTES A LOS MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN.

B. Caídas de rocas desde cajas y techo.• Causa. Resistencia de la roca es superada por esfuerzos actuantes.• Control de riesgos.• Acuñadura• Fortificación.• Perforación y tronadura.

RIESGOS INHERENTES A LOS MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN.

C. Atropellos y atrapamiento de equipos rodantes.

• Causas. Operación del vehículo. Volcamientos y choques Deslizamiento de equipos estacionados Fallas por mala mantención o desga• Control de riesgos. Licencia Municipal y autorizados por la empresa. Mantenimiento de equipos. Galerías con desquinches en las cajas cada 30 m a 40 m Reglamentos de preferencias en el tránsito Lugares de estacionamiento Vehículos con pértiga y luz roja. Personal con chalecos reflectantes. Señales entre el conductor y el peatón

RIESGOS INHERENTES A LOS MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN.

D. Caídas de roca desde equipos de carguío y transporte.

• Causas.Mala estibación de la carga.Velocidad del vehículo.• Control del riesgo.Control del llenado de balde y tolva.Ubicación de las personas a una distancia

segura.

RIESGOS INHERENTES A LOS MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN.

E. Explosivos y tronaduras.• Causas.Descuido. Falta de instrucción.• Control del riesgos.Personas con instrucción y Licencia para

Manipular explosivos.Número mínimo de personas.

RIESGOS INHERENTES A LOS MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN.

F. Desarrollos verticales.• Máquinas manuales.Perforar sobre andamios instalados en patas

mineras. Instalar malla de seguridad.Amarrarse a una pata del andamio.Usar cable de 1” al subir, colgado de pata del

andamio.

Cañerías de aire comprimido y agua ancladas a la roca.

Perforación con agua.• Al faltar 2 m para romper al nivel superior:Detener el desarrollo desde abajoRomper la loza por arriba.• El personal debeAmarrarse con cinturón de seguridad.Pararse sobre una tarima de madera en el

piso.

• Accidentes habituales. Caída de rocas luego de cada tronada.Caída de materiales.Caída de los andamios, corte del cable auxiliar

y resbalamientos al ascender.Intoxicación con gases de la tronadura.

RIESGOS INHERENTES A LOS MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN.

• Control de riesgos.Prueba de pre uso de equipos.El trabajador debe estar amarrado.

RIESGOS INHERENTES A LOS MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN.

G. Aire comprimido.• Causas. Desacople de uniones de cañerías y mangueras. Rotura por tronada. Rotura por equipos móviles. Sobre presión.• Control de riesgos. Asegurar las uniones de tramos con cadenas. Los terminales de las cañerías deben ubicarse a una distancia

que asegure que la proyección de rocas no las dañen. Anclar cañerías en cajas y techo en lugar que no sea dañado

por los vehículos. Realizar mantención a compresores de aire.

RIESGOS INHERENTES A LOS MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN.

H. Agua.• Causas. Desacople de uniones de cañerías y mangueras. Rotura por tronada. Rotura por equipos móviles. Sobre presión.• Control de riesgos. Instalar válvulas reguladoras de presión Instalar cañerías en cajas contrarias a electricidad y aire

comprimido

I. Energía eléctrica.• Se requiera de una red de abastecimiento:SubestacionesCentros de distribuciónTransformadoresTerminales de distribución, etc.• Los equipos deben ser aprobados por la

Superintendencia de Electricidad y Combustibles.

• Cada cien metros colocar marcas para individualizar los cables eléctricos.

• Control de riesgos. La mantención debe hacerla personal autorizado. No debe haber cables con energía expuesta a las

personas. Programa de mantenimiento eléctrico. Los cables eléctricos deberán instalarse en las cajas

contrarias con respecto a las líneas de agua y aire comprimido.

Los cables eléctricos no deben posarse en el suelo. Los cables que conectan a los equipos deben estar

sobre caballetes.