"CHIMENEAS Y RAMPAS COMO DESARROLLO DE LA PRODUCCIÓN" Curso : Métodos de explotación minera

“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.

6.1.1.

Desagüe principal ................................................................................... 19

6.1.2.

Desagüe secundario o auxiliar ................................................................ 21

6.2. 7.

Bombeo y desagüe en minas subterráneas ................................................... 19

Sumideros ...................................................................................................... 22

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

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA Facultad de Ingeniería Escuela Académico Profesional de Ing. Geológica

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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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F

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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b) Con técnicas mecanizadas de perforación, conocidasFcomo 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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1.2. CONCEPTO DE RAMPAS

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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.

ORE-PASS

Figura N° 4: Ore-pass o también llamado Hechadero o pique de traspaso.

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La desventaja del uso de combinado de rampas y ore pass radica en que hay pérdidas F 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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2. ALMACENAJE DE MINERAL “ORE-POCKET”

F

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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3. PLANEAMIENTO DE DESARROLLO PARA SERVICIOS F 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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4. PROGRAMA DE EXPLOTACIONES Y DESARROLLOF 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  Plan de producción  Plan de labores

De 15 a 30 años De 3 a 5 años De 1 año

Largo plazo Medio plazo 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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4.2.2. Programa de maquinaria y medios

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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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4.3.3. Profundidad de la explotación

F

Se encuentra en función de:   

RLE = B = Β,α,γ, F,P,D =

Ratio límite económico Beneficio esperado 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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Dicha fórmula se expresa:

F

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 𝟒√𝒓𝒆𝒔𝒆𝒓𝒗𝒂𝒔 𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍𝒆𝒔 (𝒕) 𝒏 ≈ 𝟔. 𝟓 𝟒√𝑻𝒐𝒏𝒆𝒍𝒂𝒋𝒆 (𝑴𝒕) 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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4.4. GRÁFICAS REPRESENTATIVAS DEL PROGRAMAF 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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F

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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6. SUMIDERO Y ESTACIÓN DE BOMBEO

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6.1. Bombeo y desagüe en minas subterráneas La capacidad de considerablemente.

bombeo

requerida

en

las

minas

subterráneas

varía

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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bombas van a funcionar con o sin interrupción, en principio F 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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F 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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El agua de las labores superiores a la estaciones de bombeo, es transportada F 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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Las explotaciones están situadas en la zona del yacimientoFcomprendido 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 24


revestimientos se apoyan sobre vigas empotradas, de madera o de hierro. El F 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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pasan con facilidad; la separación entre barras varía segúnFlos 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 26


enlaza este almacén con el sistema general de transporte, bien F 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.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 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.

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"CHIMENEAS Y RAMPAS COMO DESARROLLO DE LA PRODUCCIÓN" Curso : Métodos de explotación minera

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