Introducion:

En la minería subterránea se utilizan distintos tipos de labores para poder tener un buen desempeño de esta, y cada una de estas labores se va a utilizar con un fin determinado, ya sea para transporte, producción, acumular material, ventilación, ingreso a la mina, etc. Entre estas se encuentran las chimeneas que son una de las labores más utilizadas dentro de la minería subterránea, que se utiliza ya sea para ventilar, ingresar, traspasar material de un nivel a otro o también como salida de emergencia.

Las chimeneas ponen solución a muchos de los problemas generados por la comunicación entre niveles e incluso aprovechando la energía, utilizando la fuerza de gravedad.

En minería, una chimenea es una labor vertical entre dos galerías excavada en sentido ascendente. Esta se puede hacer de distintas maneras, ya sea manual o mecanizada.

RAISE BORER

Descripción:1. Perforación del tiro piloto o sondaje piloto: Se realiza descendente, vertical o con inclinaciones de hasta 40°, utilizando como herramienta de corte un tricono de rodamientos sellados. El avance de la perforación se logra agregando barras extensoras y estabilizadoras a la columna de perforación, dependiendo de la profundidad deseada y las condiciones geológicas y geomecánicas.

Durante la perforación, la extracción del detritus se realiza mediante la inyección a presión de agua o sustancias acuosas con aditivos espesantes a fin de eyectarlas a la superficie. Usualmente, para conseguir esto, se recurre a bombas de 37 a 50kW de potencia. Sin embargo, si la calidad de la granulometría de la roca es muy disgregable, se utiliza aire a presión para la evacuación de los residuos.

La deflexión o desviación del tiro piloto dependerá de la pericia de operación y de la calidad del macizo rocoso a perforar. La presencia de diques, fallas o discontinuidades en general, tenderá a provocar mayores desviaciones, de las cuales se consideran dentro de los rangos esperados desviaciones no mayores al 1%.

Escariado o ensanchamiento del tiro piloto: En la imagen central de la Fig. 1 se puede apreciar de manera general la segunda etapa del proceso, que consiste en reemplazar el tricono por el cabezal escariador o reamer head, una vez éste haya emergido en la superficie superior de la galería, donde finalizó la perforación piloto.

El escariador avanza en ascenso y rotando (imagen en la derecha, Fig. 1), siguiendo la dirección del tiro piloto, excavando la roca por corte y cizalle para lograr el diámetro deseado de la chimenea. Por este motivo, el cabezal consta de piñones para triturar la roca a medida que sube.

La presión de empuje es mayor en esta etapa que en su antecesora, y no es injustificado, pues el avance realizado es contra la gravedad y se requiere de un mayor esfuerzo para ascender entre el macizo.

Durante el ascenso del escariador, se requiere de un scooptram en la línea de caída de la roca, a fin de transportar la ganga a los botaderos y la mena a la sección de tratamiento posterior.

Para retirar el escariador al finalizar la excavación existen dos alternativas:

Bajar la columna de barras extensoras y estabilizadoras por el fondo de la chimenea o pique, a través de la galería inferior. En este caso, es necesario dejar un puente de roca no excavado en la parte superior de 2 a 3 metros de espesor, dependiendo del diámetro final de excavación y de la calidad geomecánica de la roca.

Excavar la chimenea completa, retirando el reamer head por la parte superior de la excavación.

Ventajas y limitaciones

el Raise Borer es un sistema que garantiza seguridad y eficiencia, siendo éstas sus principales ventajas. Sin embargo, no está demás mencionar otras, tales como:

Excelente seguridad de personal, ya que en la mayoría de los casos no hay trabajadores en la línea de caída de la roca.

Mayor producción y rendimiento, comparado a métodos convencionales de ruptura de roca con explosivos.

Gran autonomía en excavación de piques de gran longitud.

Alta razón de avance en metros por día.

No existe overbreak (sobreexcavación), debido a la precisión del equipo.

Versatilidad para excavar en ángulos sub-horizontales, a pesar de estar diseñado para piques verticales.

Los muros escariados son perfectamente lisos, facilitando el trabajo posterior a la excavación de la chimenea y la circulación de aire. Además, en la mayoría de los casos no se requiere de sostenimiento o fortificación.

No obstante, también existen desventajas propias de éste método. Dentro de las más relevantes tenemos:

Falta de flexibilidad en cuanto a tamaños y formas de la chimenea. La dirección de ésta no puede ser cambiada una vez ha comenzado el proceso.

Requiere de una gran inversión en infraestructura, equipo y mantención, aproximadamente 15.000 US$.

Alto costo por metro lineal de excavación, ascendente a 600 US$/m.

Presenta inconvenientes al ser utilizado en rocas de mala calidad.

Requiere de personal altamente especializado y preparación previa en el área de trabajo.

Raise Boring constituye un procedimiento constructivo para la ejecución mecanizada de pozos o chimeneas entre dos niveles dentro de una mina o en un proyecto de ingeniería civil. Los niveles pueden ser subterráneos o, el superior, estar en la superficie. El procedimiento, desarrollado en la década de los 50 en Estados Unidos, consiste básicamente en perforar un barreno piloto y luego ensanchar la perforación hacia arriba mediante una cabeza escariadora

Se han perforado con diámetros habituales entre 2 y 3 m, a unas profundidades de 100 a 200 m, aunque se han llegado a 6 m de diámetro y más de 1000 m de profundidad

Entre las ventajas de este sistema se encuentra la alta seguridad y buenas condiciones de trabajo, la productividad más elevada que con explosivos (por ejemplo, método Jaula Jora), el perfil liso de las paredes, la sobreexcavación inexistente y la posibilidad de realizar excavaciones inclinadas. En cuanto a los inconvenientes, la inversión elevada, el coste de excavación unitario elevado, la poca flexibilidad en dimensiones y cambios dedirección, las dificultades en rocas en malas condiciones y la necesidad de personal especializado