Alimak La plataforma trepadora ALIMAK se emplea, desde 1957, en la perforación de chimeneas donde no es posible el acceso superior (frente al Jaula Jora o Raise Boring), necesitando un nivel de trabajo en el subsuelo. Es un método flexible y económico. Consta de los siguientes elementos: jaula, plataforma de trabajo, motores de accionamiento, carril guía y elementos auxiliares. La elevación de la plataforma se realiza a través, de un carril guía curvado empleando motores de aire comprimido, eléctricos o diesel. La fijación del carril a la roca se lleva a cabo con pernos de anclaje, y tanto las tuberías deaire como de agua necesarias para la perforación, ventilación y el riego se sitúan en el lado interno del carril guía para su protección. Las fases en la construcción de la chimenea son las siguientes:
1. Perforación y carga de los barrenos (operación realizada con martillo perforador) 2. Descenso de la plataforma y voladura (cada vez que hay una voladura, hay que retirar la plataforma) 3. Ventilación y riego 4. Elevación de la plataforma y saneo del techo.
Ventajas Entre las ventajas de estos equipos se encuentran las siguientes: se pueden usar en chimeneas de pequeña o gran longitud y en cualquier inclinación (la chimenea más larga efectuada hasta ahora tiene 1.040 m y una inclinación de 45º; es posible cambiar la sección y geometría de la chimenea cambiando la plataforma; se pueden excavar secciones desde 3 a 30 m2; es posible cambiar la dirección e inclinación de las chimeneas mediante el uso de carriles curvos y, además, es fácil extraer los detritus. Como inconvenientes de este método se encuentra la mala calidad ambiente de trabajo para los trabajadores y la rugosidad de las paredes en la perforación. El método Alimak para la ejecución de chimeneas se emplea extensamente a través del mundo debido a su flexibilidad, economía y rapidez
Alimak Este método de excavación de chimeneas y piqueras se introdujo en 1957, y desde entonces debido a su flexibilidad, economía y velocidad se ha convertido en uno de los más usados del mundo, sobre todo en aquellos casos donde no existe ningún nivel de acceso superior. En los últimos años este método se ha visto desplazado por el método Raise Borer, pero aún así continúa siendo usado activamente en minería. Consiste en una jaula con plataforma de trabajo que se desliza a lo largo de guías fijadas a la pared de la chimenea. Además posee un circuito de aire y agua, un equipo de señales, una bomba y un ascensor de servicio, todos instalados en el “nido” de la plataforma, donde regresa al momento de realizar una tronadura. La perforación se realiza mediante martillos pesados y empujadores en barrenos paralelos, consiguiéndose avances por pega de hasta 3 m. La fijación del carril a la roca se lleva a cabo con bulones de anclaje, y tanto las tuberías de aire como de agua necesarias para la perforación, ventilación y el riego se sitúan en el lado interno del carril guía para su protección.
Operación La elevación de la plataforma se realiza a través de un carril guía curvado empleando motores de aire comprimido, eléctricos o diesel. Los accionamientos de aire comprimido son adecuados para longitudes inferiores a 200m, los eléctricos hasta 800m y posteriormente se recomiendan motores diesel. La plataforma utiliza un ciclo operativo de 4 pasos: 1- Extensión del Riel, Perforación y Carga. Instalación Riel Guía: Después de cada tronada y una vez ventilada la frente, el personal sube la jaula deteniéndola a aproximadamente 0.2 m del extremo del riel, y luego de ajustar el techo de seguridad y verificar que la jaula se encuentra en posición en inclinación correcta, se realizan las perforaciones y se instala la extensión del riel guía. Perforación y Carga: Una vez instalada la extensión del riel, se sube hasta la frente, en la cual se hacen las perforaciones para los tiros y se plantan las cargas de tiro. Luego la jaula desciende al nido o a un punto seguro. 2- Tronadura. La cantidad y tipo de explosivo utilizado dependerá de la sección de la excavación y el tipo de roca de la chimenea. Una vez que los tiros han sido conectados, la jaula sólo debe ser activada de forma mecánica o por gravedad, ya que los sistemas eléctricos pueden activar los detonadores accidentalmente. Finalmente se procede a tronar la frente, habiendo puesto en marcha los nebulizadores del equipo. 3- Ventilación Posterior a la tronadura, se debe ventilar el área de trabajo. Esto ser realiza inyectando aire comprimido y agua. Durante este proceso la parte superior del riel guía actúa como el nebulizador de agua. Esta etapa puede demorar entre 30 y 45 minutos, dependiendo de la velocidad con la que se efectúe. 4- Acuñadura / Desmonte Luego de ventilar la chimenea, se procede a subir la jaula, y acuñar el techo para repetir el ciclo. En el caso en que la chimenea se termine o el riel no vaya a ser usado posteriormente, se desmonta el mismo, y se procede a cortar o retirar los pernos de anclaje usados durante su extensión.
Es importante notar que durante el trabajo los perforistas se encuentran sobre una plataforma segura, a diferencia del método manual, y el transporte de materiales y personal se usa la jaula skip que está debajo de la plataforma. El avance de este método es de 2.2 a 3m por ciclo.
Equipos Utilizados El principal fabricante de equipos Alimak es Alimak-Hek, la cual provee diferentes equipos para diferentes labores, a continuación se muestran ejemplos de algunos de los equipos utilizados y su alcance. Modelo | Altura Máxima | Longitud Maxima(45°-65°) | Alimak STH-5L | - | 150m | Alimak STH-5LL | - | 150m | Alimak STH-5E | 400 | 900m | Alimak STH-EE | 400 | 800m | Alimak STH-5D | - | 1100m | Alimak STH-5DD | - | 1100m | Modelo | Area de Disparo90°(m2) | Area de Disparo 45°(m2) | STH-5L | 9 | - | STH-5LL | 15 | 18 | STH-5E | 7 | 10 | STH-5EE | 15 | 18 | STH-5D | 5 | 9 | STH-5DD | 15 | 18 | Aplicaciones del sistema Alimak En la minería actual el sistema alimak ha perdido terreno en la construcción de chimeneas dado el gran desarrollo que han tenido los sistemas completamente mecanizados. Pero aún se utiliza en muchas faenas la técnica “Alimak Raise Mining”, la cual es la mayor y mejor aplicación del método hasta la fecha. El sistema Alimak Raise Mining consiste en la extracción de mineral mediante la excavación vertical de la veta y posterior tronadura usando el sistema Alimak como guía. Como se aprecia en la imagen, en éste método se excava una chimenea utilizando una plataforma Alimak, luego de la instalación del riel, se procede a excavar los tiros, y tronar progresivamente hasta llegar al nivel superior, para después rellenar, dado el bajo costo del sistema Alimak en comparación a los sistemas mecanizados, éste sistema de extracción posee una de las mayores rentabilidades dentro de la minería de mediana escala. Algunos ejemplos de compañías que usan este sistema son: * Manroc, empresa Canadiense. (http://www.manroc.com) * Moran Mining, empresa Norteamericana. (http://www.moranmining.com)
Ventajas y Limitaciones del sistema Alimak Ventajas * Es el método semi-mecanizado más seguro para el personal. * Se puede utilizar sin importar la longitud o inclinación de la chimenea. * Las diferentes secciones y geometrías de la chimenea se pueden conseguir cambiando las plataformas. * Es posible realizar cambios de inclinación o dirección mediante el uso de rieles curvos. * Se puede emplear como equipo de producción aplicando el sistema Alimak Raise Mining. * El equipo básico se puede utilizar para abrir varias chimeneas simultáneamente. * El costo de inversión es menor que el del sistema Raise Borer. Desventajas * Cada ciclo tiene una duración extensa, lo que limita la productividad. * Requieren de mucho personal especializado. * El ambiente de trabajo es de escasa calidad. * Las paredes son bastante rugosas, lo que si bien facilita el uso de la chimenea como traspaso, es inconveniente en las chimeneas de ventilación. * El estado final del macizo es pobre en comparación con el del sistema Raise Borer
EJECUCION DE CHIMENEAS MEDIANTE SISTEMA ALIMAK . El método alimak se introdujo por primera vez en 1959 y se constituyo inmediatamente en no de los más empleados por su bajo costo, seguridad y eficacia. Con el mismo equipo pueden excavarse chimeneas de diversas áreas, inclinaciones y longitudes. Las plataformas trepadores con propulsión neumática son generalmente utilizadas en minería para desarrollar chimeneas cortas, cabe destacar que este método no solo es aplicable a faenas mineras si no que también a obras civiles y proyectos hidroeléctricos (proyecto hidroeléctrico Nido de Águila). Con este sistema es posible desarrollar chimeneas, piques de traspaso, piques de ventilación, piques principales y piques de comunicación. Como todo proceso, dispone de etapas operacionales: Perforación Se realiza desde la plataforma bajo un techo protector de acero (paragua), el aire y agua (utilizadas para barrenar) y la ventilación, se reciben a través de las tuberías del riel guía. Quemada Una vez perforado y cargado el material, se lleva la plataforma trepadora en descenso a su lugar de estacionamiento en el fondo de la chimenea, de esta manera está protegida al momento de la detonación.
Ventilación Una mezcla de aire y agua atomizada desde lo alto del riel guía limpia los gases y el polvo de la chimenea resultantes de la explosión. En el extremo superior del riel guía hay una placa cabezal cuyo propósito es protegerla de la explosión. Cubierta Protectora es llamada también paraguas, constituida por acero soldado y consta de 2 patas ajustables fijadas a la plataforma de trabajo, y de una cubierta superior de acero robusto en forma de malla para evitar que un desprendimiento repentino de mineral golpee al operador. Barandilla Protectora Se compone de barrotes tabulares montados en soportes con cadenas enganchadas a aquellos. Plataforma de Trabajo Es una construcción de acero soldado, resistente que posee una sección frontal plegable, un escotillón y soportes para barrenas. Jaula: Suspendida mediante dos tornillos debajo de la plataforma y puede vascular, en este lugar se internan los operadores al ascender. El número de personas admitidas en esta son 3 Bastidor Superior: Estructura de acero con forma de U, unida a la viga por medio de una bisagra que le permite tomar curvas. Equipo de Accionamiento: Está montado sobre el bastidor superior y enganchado al riel guía por medio de rodillos. Viga de Sostenimiento: Está unido a un bastidor en U y a este van acoplados el bastidor superior y los brazos telescópicos. Patas de Apoyo: También llamados brazos telescópicos, gradúan la inclinación de la plataforma de trabajo para adaptarse a cualquier inclinación de la chimenea. Riel Guía: La plataforma trepadora va montada en un mono-riel con cremallera de linterna anclada al muro pendiente. Este posee 4 tuberías de acero, que abastecen de agua y aire en los procesos de perforación y ventilación (posterior a la explosión). Equipo de Seguridad: Dentro de éste existe un freno cónico que frena al riel cuando la velocidad excede los 9 m/s. La jaula cuenta con un teléfono que permite la comunicación entre la persona que va en la plataforma y la que esta operando el carrete. Riel de Servicio: Permite la mantención y reparación de la jaula trepadora. Motor de Aire Comprimido Alimak: Es el motor utilizado por esta máquina, es muy potente en relación a su tamaño y masa (34 kg). Gracias a su estructura y sistema de funcionamiento, puede funcionar en cualquier posición y trabajar en condiciones precarias. Carrete de Manguera MSV-4: Adecuado para chimeneas con magnitud máxima de 230m. Cuando la plataforma sube, la manguera eleva la palanca de mando interrumpiendo el suministro de aire al motor, desenrollándose la manguera del carrete. El motor de aire sirve de freno, tensando la manguera lo suficiente. Cuando la plataforma baja, la manguera se afloja, lo que provoca que la palanca baje activando el motor de aire comprimido y así la manguera se enrolla en el carrete. Datos Técnicos
•La carga máxima de material y personal es de 420kg. •La plataforma tiene un área de 1,6m x 1,6m. •El área máxima de la chimenea en la que se puede aplicar este sistema es de 9m2 •La longitud máxima aproximada de una chimenea vertical en la que se pueda utilizar éste sistema va desde 150m - 200m. Ventajas del Sistema Alimak: •Posee un sistema de ventilación a base de agua y aire muy efectivo, en el que los operadores no actúan directamente, eliminando el peligro de los gases. •Puede utilizarse en chimeneas de diversas áreas, si éstas son mayores, consta de piezas de prolongación que permite agrandar la plataforma para desarrollarlas, y si lo son más aún se puede trabajar con dos plataformas paralelas u opuestas. •Gracias a su estructura permite el desarrollo de variados tipos de chimeneas, verticales o inclinadas, curvas o curvadas, de sección cuadrada, rectangular o redonda. •Es un sistema muy seguro, pues además de estar integrado con un equipamiento de seguridad (anteriormente descrito) lo está con una jaula, en la que viajan los operadores quedando inmune a los peligros de un frente tronado.
Jaula alimak: Este método de excavación de chimeneas y piqueras se introdujo en 1957, y desde entonces debido a su flexibilidad, economía y velocidad se ha convertido en uno de los más usados del mundo, sobre todo en aquellos casos donde no existe ningún nivel de acceso superior. Estos equipos están constituidos por una jaula, la plataforma de trabajo, los motores de accionamiento, el carril guía y los elementos auxiliares. La elevación de la plataforma se realiza a través, de un carril guía curvado empleando motores de aire comprimido, eléctricos o diesel. La fijación del carril a la roca se lleva a cabo con pernos de anclaje, y tanto las tuberías de aire como de agua necesarias para la perforación, ventilación y el riego se sitúan en el lado interno del carril guía para su protección. Durante el trabajo los perforistas se encuentran sobre una plataforma segura, ya que disponen de una cubierta y una barandilla de protección, y para el
transporte del personal y materiales se utiliza la jaula que se encuentra debajo de la plataforma. En un relevo dos perforistas pueden avanzar de 2,2 a 3 m. Los accionamientos de aire comprimido son adecuados para longitudes inferiores a los 200 metros. Las principales ventajas de estos equipos son: • Pueden usarse para chimeneas de pequeña o gran longitud y con cualquier inclinación. • Las diferentes secciones y geometrías de las chimeneas pueden conseguirse cambiando las plataformas, siendo, posible excavar secciones desde 3 m2 hasta 30 m2. • Es posible en una misma obra cambiar la dirección e inclinación de las chimeneas mediante el uso de carriles curvos. La longitud de las excavaciones puede ser prácticamente ilimitada. La chimenea más larga efectuada hasta la actualidad tiene 1.040 m y una inclinación de 45°. • Puede emplearse como equipo de producción en algunos yacimientos aplicando el método «Alimak Raise Mining». • En el ensanchamiento de chimeneas pilotos para la excavación de pozos de gran sección puede complementarse con unidades de perforación horizontal. El equipo básico es posible emplearlo en la apertura de varias chimeneas simultáneamente. En terrenos malos las plataformas pueden utilizarse para realizar el sostenimiento con empernado, inyección, etc. La inversión es menor que con el sistema Raise Borer. • Requiere mano de obra no demasiado especializada. • La preparación inicial del área de trabajo es muy reducida. Por el contrario, algunos inconvenientes que presenta son: • El ambiente de trabajo es de escasa calidad. • La rugosidad de las paredes es grande, lo cual constituye un inconveniente en las chimeneas de ventilación y una ventaja en las
piqueras de paso de mineral. • El estado del macizo remanente es peor que el conseguido con el método Raise Boring
Alimak Hek en la Industria Minera
El elevador Alimak es la solución perfecta para las aplicaciones mineras subterráneas y sobre la superficie del suelo, como las plantas de peletización, las fundiciones, los concentradores y otras plantas de procesamiento de minerales. El elevador principal de cables de acero es apropiado para levantar cargas pesadas a velocidades
relativamente rápidas y es el medio principal de acceso vertical tanto para hombres como para materiales en una mina subterránea. Los elevadores con cremallera y piñón de Alimak son ideales para ofrecer el acceso vertical de emergencia secundario requerido por las regulaciones de seguridad.
Los elevadores de Alimak también se usan para ofrecer un medio simple y económico de conectar distintos niveles en el sistema de túneles y para transportar a hombres y materiales entre los niveles y los rebajes. El elevador puede instalarse fácilmente, y el costo es moderado porque no se necesita sala de máquinas.
En las plantas de trituración, donde el operador tiene que controlar las alimentadoras, los contenedores, las bandas transportadoras, etc., que están instaladas en distintos niveles, el elevador Alimak puede ofrecer la mejor solución para un rápido movimiento entre niveles. Alimak Hek también apoya en la construcción de instalaciones mineras con soluciones de acceso vertical temporal.
Introducción En la etapa de construcción de una mina, nos encontramos con varios procesos que se deben llevar a cabo para tener una óptima y exitosa explotación. Dentro de estos procesos podemos mencionar la construcción de túneles, socavones, galerías, piques y chimeneas, entre otras. Ésta última es precisamente la cual profundizaremos en sus métodos de construcción, aplicación, ventajas y limitaciones, entre otros aspectos. Las chimeneas son labores verticales muy utilizadas en minería y obras civiles. Consiste en una excavación de sección transversal reducida, trazada de manera vertical o inclinada y en sentido ascendente a partir de una galería. Su uso en minería subterránea tiene como fin el paso de personal, suministros, equipos, ventilación y en menor medida para el traspaso del mineral. Para la construcción de estas chimeneas existen algunos métodos convencionales: Blind Hole, Raise Borer, V.C.R. (Vertical Crater Retreat) y plataforma trepadora Alimak. A la hora de construirla, se deben considerar múltiples aspectos, tales como; seguridad, costos, tiempo, y condiciones físicas en donde se desarrolle. Nos centraremos en la construcción de chimeneas por el método Alimak, explicando el proceso y maquinaria
utilizada, así también los costos, ventajas y limitaciones asociadas con este método.
Excavación de Chimeneas
Método Alimak Éste método se empezó a utilizar en el año 1957 constituyéndose como el más utilizado debido a su seguridad, bajo costo, velocidad y gran flexibilidad. Durante el último tiempo, este método se ha visto desplazado por el método Raise Borer, sin embargo, el método Plataforma trepadora Alimak, sigue estando dentro de los más utilizados en el mundo minero. Básicamente este método consiste en una jaula de trabajo tripulada, guiada por rieles fijados a la pared de la chimenea y consta de tres partes principales: -Plataforma de trabajo. -Sistema de carril guía. -Equipo de Seguridad.
Operación
La jaula es guiada por los rieles que están fijados a la pared de la chimenea, y su movimiento es accionado mediante motores de aire comprimido, eléctricos o diesel. Los motores de aire comprimido se utilizan para distancias inferiores a 200m., los motores eléctricos son adecuados hasta 800m de longitud y posteriormente se recomienda el uso de motores diesel, debido a su gran desempeño. Dentro del proceso o ciclo operativo, se distinguen claramente 4 pasos fundamentales como muestra el siguiente esquema. Extensión del riel, perforación y carga: Instalación del riel guía: Luego de cada tronadura y luego de la ventilación, la cabina sube y se posiciona a 0,2m del extremo del riel, y luego de haber asegurado el techo de la cabina, que la inclinación y posición de estas sean las correctas, se procede a la perforación e instalación de la extensión de los rieles. Perforación y carga: Luego de haber instalado la extensión del riel, se procede a la perforación y posterior carga para realizar la voladura. Para esto, se sube hasta la frente, en la cual se hacen las perforaciones para los tiros y se plantan las cargas de tiro. La perforación se hace mediante martillos pesados y empujadores en barrenos planos. Luego, la jaula desciende hasta ubicarse en un punto seguro. Descenso de la plataforma y voladura: Luego de la perforación y carga de la zona a tronar, la jaula desciende hasta ubicarse en un punto seguro. La carga, es decir, cantidad y tipo de explosivo a utilizar dependerá única y exclusivamente de la sección de excavación y el tipo de roca de la chimenea. Para el descenso de la plataforma, una vez instalados los explosivos, debe ser activada solamente por acción mecánica o por gravedad, ya que los sistemas eléctricos pueden activar accidentalmente los detonadores. Finalmente, se procede a tronar el área,
activando los nebulizadores del equipo. Ventilación y Riego: Como sabemos, luego de una tronadura es muy importante ventilar la zona de trabajo. En esta tarea los gases y el polvo del nitrógeno creados por la ráfaga son despejados rociando una mezcla de agua y de aire a través de las pipas en el carril de guía. Durante este proceso, la parte superior del riel guía actúa como el nebulizador de agua. Esta etapa puede tener una duración de entre 30 a 45 minutos. Esto es debido a la importancia que conlleva este proceso, ya que una mala ventilación puede traer serios problemas al personal.
Elevación de la plataforma y saneo del techo: Luego de la ventilación, se sube la plataforma y se acuña el techo para que no haya desprendimiento de la roca durante el nuevo ciclo. En el caso de haber terminado el trabajo, se procede a desmontar los rieles y se cortan o retiran los pernos de anclaje utilizados en la extensión. Es importante destacar que durante el proceso el personal se encuentra en una plataforma estable y segura. El avance por ciclo se encuentra entre los 2,0 y 3,0 metros.
Sistema Económico y Exacto: La inversión requerida usando el método de Alimak se estima en 10 ,20% más bajos que equipos que cumplen tareas similares. Más aún, los gastos de explotación son perceptiblemente más bajos (se calcula un 65% aproximadamente) que otros métodos. De esta manera, este método a corto plazo se hace mucho más conveniente económicamente, ya que en muy poco tiempo se aprecia el ahorro y efectividad que posee este método.
Costos unitarios de referencia: $us/m $us/m $us/m $us/m $us/m $us/m $us/m 377.28 234.65 43.23 66.84 4.66 4.21 41.69 Costo Labor : Costo Equipo y Maquinaria (depreciación): Costo Perforación: Costo Voladura: Costos Implementos PP: Costo herramientas: Costo equipos y Energía eléctrica: Costo Total: $us/m 908.63
Equipos El principal proveedor de equipos para construcciones tipo Alimak es la empresa Alimak-Hek . Esta empresa dispone de variados equipos que contemplan todas las obras necesarias para realizar este tipo de trabajo. A continuación presentamos algunos de los equipos más utilizados con sus respectivas características. Modelo Alimak STHAlimak STHAlimak STHAlimak
STHAlimak STHAlimak STHAltura Máxima 400 400 Longitud Máxima (45°-65°) [m] 150 150 900 800 1100 1100
Modelo
STH STH STH STH STH STH
Área de Disparo 90° (m2) 9 15 7 15 5 15
Área de Disparo 45° (m2) 18 10 18 9 18
Ventajas y Limitaciones Ventajas Es uno de los métodos más seguros para el personal, se habla de que es uno de los métodos semi-mecanizados más seguros que existen hoy en día. Tiene un costo de inversión menor a otros métodos como el sistema Raise Borer. Debido a la flexibilidad otorgada por los rieles, este método puede aplicarse sin discriminar la longitud o inclinación de la chimenea. El equipo básico permite una multiplicidad de operación, es decir, con elementos básicos se pueden abrir chimeneas simultáneamente. Debido a la maleabilidad en la dirección de los rieles, permiten cubrir áreas difíciles geométricamente sin mayor problema. El equipo se puede utilizar en producción aplicando el sistema Alimak Raise Mining.
Limitaciones El tiempo empleado en cada ciclo, no asegura una producción muy efectiva. Lentitud de operación. Si bien es un método bastante seguro, el ambiente de trabajo es de escasa calidad. Las paredes son bastante rugosas, aspecto que favorece en las chimeneas de traspaso, pero representa un inconveniente en las chimeneas de ventilación. El estado del macizo es pobre en comparación al obtenido con el método Raise Borer. Requiere de una gran cantidad de personal especializado.
Aplicaciones En la minería contemporánea la construcción de chimeneas por el método Alimak ha cedido terreno a nuevas tecnologías que aseguran mayor eficiencia, en cuanto a tiempo y productividad. No obstante, sigue dentro de los primeros
lugares en utilización debido a su gran cantidad de ventajas, principalmente en el tema de seguridad y flexibilidad. De manera concreta, la aplicación de mayor uso de este método en faenas es la técnica "Alimak Raise Mining", la cual es la mayor y mejor aplicación conocida hasta la fecha. La técnica "Alimak Raise Mining" consiste en la extracción de mineral mediante la excavación vertical de la veta y posterior tronadura, obviamente utilizando el método Alimak como guía. A continuación presentamos un esquema de esta técnica. Como bien se aprecia en la imagen, se observa claramente el ciclo previamente descrito de construcción de chimeneas por el método Alimak. Este método de extracción es utilizado principalmente en mineria a mediana escala, producto de que el gran beneficio económico que entrega, debido al bajo costo de producción comparado a otros sistemas y las ventajas mismas del método.
Conclusión Luego de haber expuesto y presentado extensamente el método Alimak, podemos concluir que, si bien es un sistema que ya tiene varios años de antigüedad, aún sigue vigente debido a los grandes beneficios y ventajas que este sistema otorga, la eficiencia que posee en términos producción v/s costo, la gran maniobrabilidad de éste y su enorme flexibilidad, lo que permite una mayor y más fácil aplicación a las labores mineras. A la fecha, han surgido otros métodos de construcción de chimeneas, mucho más tecnológicos, mecanizados y con mayor velocidad, pero ninguno ha podido desplazar a este método tan convencional, la pregunta es: ¿Por qué? La respuesta es simple: seguridad, bajo costo, eficiencia y flexibildad. Estos cuatro conceptos son los que le dan la firmeza a este método, y que seguramente lo llevarán a perdurar en el tiempo como uno de los métodos de construcción más acabados y completos dentro de la minería. Por otro lado también debemos mencionar que uno de los inconvenientes que tuvimos a la hora de realizar nuestro trabajo de investigación fue la poca información sobre los costos operacionales del modelo Alimak, se entiende por estos costos actualizados ya que la mayoría de la información referente a este tema había sido obtenida hace ya varios años, con lo cual la información inferida a partir de esos costos no nos brindaba la seguridad necesaria para hacer estimaciones y comparaciones con otros modelos utilizados actualmente. Producto de la investigación debemos destacar la necesidad de conocer los distintos modelos de ejecución de chimeneas, cada método de extracción y cada labor minera para de esta forma al momento de planificar la ejecución y extracción del mineral del yacimiento tengamos las herramientas necesarias para elegir el método necesario para asi, obtener el mayor beneficio monetario.
Bibliografía Audiencia pública rendición de cuentas empresa Huanuni (2011) “Manual de perforación y
voladura de rocas”- Carlos López- Editorial Española
Plataforma Trepadora Alimak Este método de excavación de chimeneas y piqueras se introdujo en 1957, y desde entonces debido a su flexibilidad, economía y velocidad se ha convertido en uno de los más usados del mundo, sobre todo en aquellos casos donde no existe ningún nivel de acceso superior. En los últimos años este método se ha visto desplazado por el método Raise Borer, pero aún así continúa siendo usado activamente en minería. Consiste en una jaula con plataforma de trabajo que se desliza a lo largo de guías fijadas
a la pared de la chimenea.
Además posee un circuito de aire y agua, un equipo de señales, una bomba y un
ascensor de servicio, todos instalados en el “nido” de la plataforma, donde regresa al
momento de realizar una tronadura.
La perforación se realiza mediante martillos pesados y empujadores en barrenos
paralelos, consiguiéndose avances por pega de hasta 3 m.
La fijación del carril a la roca se lleva a cabo con bulones de anclaje, y tanto las tuberías
de aire como de agua necesarias para la perforación, ventilación y el riego se sitúan en el
lado interno del carril guía para su protección.
Operación
La elevación de la plataforma se realiza a través de un carril guía curvado empleando
motores de aire comprimido, eléctricos o diesel.
Los accionamientos de aire comprimido son adecuados para longitudes inferiores a 200m,
los eléctricos hasta 800m y posteriormente se recomiendan motores diesel.
La plataforma utiliza un ciclo operativo de 4 pasos:
1- Extensión del Riel, Perforación y Carga.
Instalación Riel Guía: Después de cada tronada y una vez ventilada la frente, el
personal sube la jaula deteniéndola a aproximadamente 0.2 m del extremo del riel,
y luego de ajustar el techo de seguridad y verificar que la jaula se encuentra en
posición en inclinación correcta, se realizan las perforaciones y se instala la
extensión del riel guía.
Perforación y Carga: Una vez instalada la extensión del riel, se sube hasta la
frente, en la cual se hacen las perforaciones para los tiros y se plantan las cargas
de tiro. Luego la jaula desciende al nido o a un punto seguro.
2- Tronadura.
La cantidad y tipo de explosivo utilizado dependerá de la sección de la excavación
y el tipo de roca de la chimenea.
Una vez que los tiros han sido conectados, la jaula sólo debe ser activada de
forma mecánica o por gravedad, ya que los sistemas eléctricos pueden activar los
detonadores accidentalmente.
Finalmente se procede a tronar la frente, habiendo puesto en marcha los
nebulizadores del equipo.
3- Ventilación
Posterior a la tronadura, se debe ventilar el área de trabajo. Esto ser realiza
inyectando aire comprimido y agua. Durante este proceso la parte superior del riel
guía actúa como el nebulizador de agua.
Esta etapa puede demorar entre 30 y 45 minutos, dependiendo de la velocidad
con la que se efectúe.
4- Acuñadura / Desmonte
Luego de ventilar la chimenea, se procede a subir la jaula, y acuñar el techo para
repetir el ciclo. En el caso en que la chimenea se termine o el riel no vaya a
ser usado posteriormente, se desmonta el mismo, y se procede a cortar o
retirar los pernos de anclaje usados durante su extensión.
Es importante notar que durante el trabajo los perforistas se encuentran
sobre una plataforma segura, a diferencia del método manual, y el
transporte de materiales y personal se usa la jaula skip que está debajo de
la plataforma. El avance de este método es de 2.2 a 3m por ciclo.
Equipos Utilizados
El principal fabricante de equipos Alimak es Alimak-Hek, la cual provee
diferentes equipos para diferentes labores, a continuación se muestran
ejemplos de algunos de los equipos utilizados y su alcance.
Modelo | Altura Máxima | Longitud Maxima(45°-65°) |
Alimak STH-5L | - | 150m |
Alimak STH-5LL | - | 150m |
Alimak STH-5E | 400 | 900m |
Alimak STH-EE | 400 | 800m |
Alimak STH-5D | - | 1100m |
Alimak STH-5DD | - | 1100m |
Modelo | Area de Disparo90°(m2) | Area de Disparo 45°(m2) |
STH-5L | 9 | - |
STH-5LL | 15 | 18 |
STH-5E | 7 | 10 |
STH-5EE | 15 | 18 |
STH-5D | 5 | 9 |
STH-5DD | 15 | 18 |
Aplicaciones del sistema Alimak
En la minería actual el sistema alimak ha perdido terreno en la construcción
de chimeneas dado el gran desarrollo que han tenido los sistemas
completamente mecanizados. Pero aún se utiliza en muchas faenas la
técnica “Alimak Raise Mining”, la cual es la mayor y mejor aplicación del
método hasta la fecha.
El sistema Alimak Raise Mining consiste en la extracción de mineral mediante la
excavación vertical de la veta y posterior tronadura usando el sistema Alimak
como guía.
Como se aprecia en la imagen, en éste método se excava una chimenea utilizando
una plataforma Alimak, luego de la instalación del riel, se procede a excavar los
tiros, y tronar progresivamente hasta llegar al nivel superior, para después rellenar,
dado el bajo costo del sistema Alimak en comparación a los sistemas
mecanizados, éste sistema de extracción posee una de las mayores rentabilidades
dentro de la minería de mediana escala.
Algunos ejemplos de compañías que usan este sistema son:
* Manroc, empresa Canadiense. (http://www.manroc.com)
* Moran Mining, empresa Norteamericana. (http://www.moranmining.com)
Ventajas y Limitaciones del sistema Alimak
Ventajas
* Es el método semi-mecanizado más seguro para el personal.
* Se puede utilizar sin importar la longitud o inclinación de la chimenea.
* Las diferentes secciones y geometrías de la chimenea se pueden conseguir
cambiando las plataformas.
* Es posible realizar cambios de inclinación o dirección mediante el uso de rieles
curvos.
* Se puede emplear como equipo de producción aplicando el sistema Alimak Raise
Mining.
* El equipo básico se puede utilizar para abrir varias chimeneas simultáneamente.
* El costo de inversión es menor que el del sistema Raise Borer.
Desventajas
* Cada ciclo tiene una duración extensa, lo que limita la productividad.
2- Requieren de mucho personal especializado.
* El ambiente de trabajo es de escasa calidad.
* Las paredes son bastante rugosas, lo que si bien facilita el uso de la
chimenea como traspaso, es inconveniente en las chimeneas de
ventilación.
* El estado final del macizo es pobre en comparación con el del sistema
Raise Borer.
Conclusión
En base al trabajo realizado cabe destacar la importancia que posee cada
método en las labores mineras, y la importancia de distinguir el sistema
adecuado para la realización de determinadas labores. La toma de
decisiones es muy importante en minería y estudios como el realizado nos
permiten elaborar un mejor juicio para evaluar condiciones de proyectos
futuros.
Uno de los inconvenientes que se encontraron durante la elaboración de
este trabajo fue la escasa cantidad de información actual, ya que la mayoría
de la información disponible es antigua, y la información actual de costos y
equipos no es fácil de obtener, cosa que hace notar lo importante que es
dentro de la carrera estar al tanto de los últimos equipos y tecnologías.
Sin más que agregar, podemos concluir que el trabajo permitió el acceso al
conocimiento tanto de construcción de labores, como de sus distintas
aplicaciones dentro del área minera.
Bibliografía
* “Manual de Perforación y Voladura de Rocas”- Carlos López Jimeno –
2003- Editorial Española.
* “Mecanización de Desarrollos Verticales con equipos escareadores” – Luis
Rodrigo Ubilla- 1994- Tesis USACH.
* Fotos cortesía de la búsqueda de imágenes de Google.
RESUMEN
Este método se utiliza para la excavación de pozos de gran longitud y sección en
el cual se utilizan estructuras metálicas o equipos de accionamiento neumático o
hidráulico que van equipados con 3 o 4 brazos e igual número de deslizaderas y
perforadoras
Como observamos en la figura hay muchos sistemas de construcción de
chimeneas, pero el sistema alimak es el más adecuado en cuestión de seguridad.
Este sistema tiene todos los ciclos de minado a escala. El emplazamiento del
proyecto debe considerar rocas con un RQD mínimo de 60, que en la tabla de
clasificación del macizo rocoso representa una calidad de roca REGULAR A
BUENA ya que de lo contrario el anclaje seria ineficiente y sucumbiría al hacer los
disparos por ser roca de mala calidad.
OBJETIVOS
• Conocer el Diseño de las chimeneas Alimak en cuanto a sus características y la
seguridad.
• Conocer el método de construcción de una chimena alimak
INTRODUCCION
CARACTERISTICAS DE LA MAQUINA ALIMAK
• Es un sistema de jaula plataforma que se desliza, propulsado por el aire
comprimido, energía eléctrica o diesel-hidráulica, a través de un carril anclado en
uno de los axiales de la chimenea.
• Permite perforar chimeneas cuya consistencia del terreno no sea calificado como
suave o deleznable.
• Cuando se trabaja con energía neumática, la presión mínima de trabajo es de 50
PSI, debajo de la cual la trepadora alimak tiene dificultades para ascender. La
presión máxima de trabajo es de 90 PSI, siendo 75 PSI las que satisface las
necesidades normales.
• La velocidad de ascenso es de 9 a18 m/min.
• El consumo de aire dela maquina es de 7 m3/min.
• Transporta 2 personas, máquina perforadora y accesorios de trabajo.
• Dispone de un sistema de comunicaciones por teléfono propio.
LOS CARRILES DE DESPLAZAMIENTO (deslizamiento)
• Éste constituye el accesorio indispensable para la operación de ascenso y
descenso de la trepadora alimak.
• Los carriles van anclados por medio de pernos en uno de los axiales de la
chimenea que se va perforando, los cuales deben ser fijados de acuerdo a la
inclinación de la chimenea a perforar.
• Estos pernos, ligeramente inclinados en dirección de la chimenea, deben
penetrar en la roca un máximo de 0.5 m en una profundidad de 0.6 m(ello permitirá
su posterior recuperación)
• Estos carriles vienen en longitudes de:
- 1 m recto, con 2 pernos de anclaje.
- 2 m recto, con dos pernos de anclaje.
- 2 m recto especial, con 8 pernos de anclaje.
• Además hay carriles de 1 m de longitud con un ángulo de inclinación de 8° y 25°
que sirven para atravesar curvaturas de 45° hasta 90°.
• En curvaturas de 90°, para salvar este se debe colocar carriles en el orden
siguiente 8° - 25°- 25°- 8°.
• Los carriles de 2 m especial se debe colocar cada 50 metros de avance.
• Los carriles llevan fijos en él, conductos para las mangueras de agua, aire cable
del teléfono.
CAMARA DE LA TREPADORA Y ACCESORIOS
Para un trabajo cómodo la cámara debe tener: Largo 9 metros, ancho 3m y alto
3m.
Inicio de la perforación:
Para poder operar con la trepadora a partir de la cámara se deberá perforar la
chimenea hasta una altura de 5 metros, ascendiendo con las plataformas de
madera o sobre el cumulo del material que se va disparando.
A partir de este punto (8 m desde el piso de la cámara), la trepadora puede operar
e iniciar su ascenso normal.
VENTAJAS DE LA TREPADORA ALIMAK
• Si la chimenea que se perfora va sobre veta, permite seguir a través de las
sinuosidades que esta puede presentar.
• Provee de inmediato una plataforma de trabajo que es muy laborioso en
perforación de chimeneas.
• Bajo este sistema se puede realizar hasta dos disparos por guardia.
• Se eliminara el uso de madera.
• El mantenimiento es rápido y sencillo.
• Las mangueras de aire, agua, etc. Van bien protegidos.
DESVENTAJAS DE LA TREPADORA ALIMAK
• Las chimeneas no pueden ser menores de 1.5 m de ancho.
• En terrenos suaves no es muy funcional por el anclaje de los carriles.
EL SISTEMA ALIMAK
El sistema alimak es un método semi-mecanizado de ascensión de chimeneas que
ha tenido éxito para roca dura y chimeneas largas. La inversión en equipos es
elevada aunque pueden ser reutilizados numerosas veces. La figura siguiente
muestra un sistema alimak:
Plataforma trepadora Alimak
Este método se utiliza para chimeneas y piques debido a su flexibilidad, economía
y velocidad se usa sobre todo en donde no existe ningún nivel de acceso superior.
Están constituidos por una jaula plataforma, motores de accionamiento, el carril
guía y los elementos auxiliares. La elevación de la plataforma se realiza a través
de un carril guía curvado empleando motores de aire comprimido, eléctricos o
diesel. Durante el trabajo los perforistas se encuentran sobre una plataforma
segura disponen (cubierta y barandilla de protección).
CICLO DE TRABAJO CON ALIMAK
El ciclo operativo por guardia requiere de menos tiempo efectivo de trabajo al
prescindir de horas-hombre relativos al empleo de la madera, como sería en el
método convencional para la construcción de chimeneas.
• Ventilación
La ventilación es monitoreada desde el nivel de base o del subnivel
correspondiente, mediante una tercera línea de aire comprimido. El uso de
ventilación auxiliar eléctrica dependerá de la evaluación del ambiente de trabajo.
• Desatado
Concluida y comprobada la ventilación se realiza el DESATADO. Es importante
que esta actividad sea permanente durante el ciclo de trabajo.
• Verificación de los elementos de sostenimiento:
El supervisor o personal entrenado deberá verificar rigurosamente el estado real
de los elementos de sostenimiento, corrigiendo o reemplazando los averiados,
posiblemente ocurridos como producto de la voladura realizada.
• Colocación de plataformas y avance del sistema de jaulas:
Esta es la secuencia más importante del sistema que realiza el personal, fijando
los anclajes, para finalmente presentar la nueva posición de las plataformas de
trabajo, de seguridad, descansos.
• Perforación:
Se inicia la perforación de un nuevo juego de taladros subhorizontales para los
anclajes sujetadores de las plataformas. Luego se realiza la perforación de la
chimenea. Se usará la perforadora Jack leg.
• Voladura
Es empleado el sistema integrado de accesorios no eléctricos para la voladura
controlada, con el inicio desde el nivel de base o subnivel de las chimeneas
desarrolladas en “H”. Previamente se desinstala todo el juego de plataformas.
• Limpieza
La limpieza en el nivel de base se efectúa de inmediato para evitar obstrucciones
en la ventilación, atoramiento o campaneos en el flujo del material de disparo.
SOSTENIMIENTO
El emplazamiento del proyecto debe considerar rocas con un RQD mínimo de 60,
cuya equivalencia con el Q de Barton es de 5,91, que en la tabla de clasificación
del macizo rocoso representa una calidad de roca REGULAR A BUENA. Y el
diámetro máximo recomendable de la chimenea debe ser 2,40 metros, con
inclinaciones no mayores a 75°.
La evaluación geomecánica de la estabilidad, discontinuidad estructural y zonas
de debilidad, a pesar de la aparente homogeneidad de la masa rocosa, permitirá
determinar el tipo de sostenimiento adecuado, pudiendo ser métodos de soporte
externo o un determinado refuerzo interno.
sección de trabajo de chimenea alimak
El soporte externo en la abertura subterránea es de naturaleza pasiva. Una vez
instalados, no soportan carga alguna, y llegan a trabajar gradualmente los
elementos del sostenimiento, que, entre otros, pueden ser el entibado, el anillo
metálico o el concreto lanzado.
El refuerzo interno consiste en insertar los elementos del sostenimiento en la masa
rocosa, pasando a formar parte del arco portante. Su estado es de cambio
constante. La variedad de los pernos de roca va de los pasivos hasta los activos
Es importante tender a la sección circular, para conseguir el sostenimiento por
arco natural de las rocas
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
• El diseño de chimeneas con jaula trepadora alimak es la forma más segura de
hacer este trabajo tan riesgoso, ya que los trabajadores están dentro de la jaula
protegidos por todo el sistema.
• El sistema de construcción de la chimenea es el mismo que en el ciclo de
minado, es decir perforación, voladura, ventilación, limpieza, etc.
• Para construir una chimenea con jaula trepadora alimak el terreno debe ser
competente.
QUE ES EL SISTEMA ALIMAK?
Elevadores para pasajeros y carga
Los elevadores Alimak para pasajeros y carga han sido diseñados desde la mesa
de dibujo no sólo para sobresalir como transportadores de personas en múltiples
aplicaciones, sino también para manipular materiales de cargas de hasta 3,300
kilogramos. Todos los elevadores Alimak han sido construidos para durar en los
ambientes más rigurosos. El elevador Alimak es la solución perfecta para las
aplicaciones mineras subterráneas y sobre la superficie del suelo.
El elevador principal de cables de acero es apropiado para levantar cargas
pesadas a velocidades relativamente rápidas y es el medio principal de acceso
vertical tanto para hombres como para materiales en una mina subterránea. Los
elevadores con cremallera y piñón de Alimak son ideales para ofrecer el acceso
vertical de emergencia secundario requerido por las regulaciones de seguridad.
Los elevadores de Alimak también se usan para ofrecer un medio simple y
económico de conectar distintos niveles en el sistema de túneles y para
transportar a hombres y materiales entre los niveles y los rebajes. El elevador
puede instalarse fácilmente, y el costo es moderado porque no se necesita sala de
máquinas.
DESCRIPCION DEL SISTEMA ALIMAK?
Datos
Técnicos:
* Capacidad de carga útil: 300–3,300 kg (capacidad aumentada sobre pedido)
* Clasificaciones de carga (ANSI): Clase A, B, C1, C2, (C3)
* Velocidad de recorrido: 0.4–1.0 m/s
* Altura de elevación máx.: 250 m (altura de elevación aumentada a solicitud)
* Tamaños de la cabina elevador: 40 tamaños de cabinas disponibles
* Ancho de cabina (interno): 0.78–1.82 m
* Longitud de cabina (interno): 1.04–3.90 m
* Altura de cabina (interno): 2.35 m or 2.17 m
* Control del motor: Control de frecuencia (CF) o Directo-en-línea (DOL)
* No. de motores: 1–3
* Rango de suministro de energía: 380–500 V, 50 ó 60 Hz, trifásico
* Tipo de torre mástil: Tipo "A", "A-Mini", "FE" o "A-50"
* Longitud de sección del torre mástil: 1.508 m
COMO OPERA EL SISTEMA ALIMAK?
Consiste en una jaula con plataforma de trabajo que se desliza a lo largo de guías fijadas
a la pared de la chimenea.
Además posee un circuito de aire y agua, un equipo de señales, una bomba y un
ascensor de servicio, todos instalados en el “nido” de la plataforma, donde regresa al
momento de realizar una tronadura.
La perforación se realiza mediante martillos pesados y empujadores en barrenos
paralelos, consiguiéndose avances por pega de hasta 3 m.
La fijación del carril a la roca se lleva a cabo con bulones de anclaje, y tanto las
tuberías de aire como de agua necesarias para la perforación, ventilación y el
riego se sitúan en el lado interno del carril guía para su protección.
BIBLIOGRAFIA
* Ensayo: Ejecucion de chimeneas mediante sistema alimak – universidad de
SANTIAGO DE CHILE
INTRODUCCION
La necesidad de implementar sistemas de extracción de mineral con el método de
chimeneas obligo a las empresas a solucionar el problema de transporte vertical
para cualquier actividad incluso la minería para lo cual se adecuaron solucionando
el problema de carga pesada en labores verticales con velocidades que permiten
una producción constante y continua del mineral a extraer y o personal que labora
sobre estas chimeneas.
La invención inicial de este medio de transporte se hiso por medio de dos líneas
de cable uno que actúa como guía y el otro como tracción, donde el primero es
capaz de mantener la tención absorbiendo la las variaciones de altura
OBJETIVOS
* Conocer la aplicabilidad de la invención del sistema de transporte vertical de
personas y mineral, exactamente sobre el método de explotación de chimeneas.
* Conocer las características específicas de este tipo de elevadores.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1.VENTILACION :CHIMENEA: Adelino Taipe Rosales -----Consultor
2. MAQUINARIA MINERA I: ing. Máximo V. Mayta Lino. Pag:52-55
