1 Índice
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Índice ................................. ................ ................................... ................................... ................................... ................................... ................................... ................................... ................... 1
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Resumen .................................. ................. ................................... ................................... .................................. ................................... .................................... .............................. ............ 3
3
Objetivos Objetivo s y marco teórico ................................. ................ ................................... ................................... ................................... ................................... ..................... .... 4 3.1
Objetivos Objetivo s específicos específico s................................. ................ ................................... ................................... ................................... ................................... ..................... .... 4
4
Introducción Introd ucción .................................. ................. .................................. ................................... ................................... ................................... .................................... ........................ ...... 5
5
Rampas mineras .................................. ................. .................................. ................................... ................................... ................................... .................................... .................. 6 5.1
Características Caracte rísticas de las rampas ................................... ................. ................................... ................................... .................................... ........................ ...... 7
5.2
Parámetros Paráme tros de construcción construc ción ................................. ............... ................................... ................................... .................................... ........................... ......... 7
5.2.1
Pendiente .................................. ................ ................................... .................................. ................................... ................................... .............................. ............. 7
5.2.2
Ancho.......................... Ancho......... .................................. ................................... ................................... ................................... .................................... ........................... ......... 9
5.2.3
Secciones con curvatura curvatu ra................................... ................. ................................... ................................... .................................... ...................... .... 10
5.2.4
Compactación Compacta ción................................. ................ ................................... ................................... ................................... ................................... ...................... ..... 13
5.2.5
Peralté ................................. ................ .................................. ................................... ................................... .................................. .................................. ................. 18
5.2.6
Drenaje ................................... .................. .................................. ................................... ................................... .................................. ............................... .............. 25
5.2.7
Berma de seguridad ................................... .................. .................................. ..................... Error! Bookmark not defined.
5.2.8
Curvas verticales y distancia de frenado .................. ............................ ................... .................. .................. .................. ............ ... 26
5.2.9
Pretiles Pretile s de seguridad segurida d .................................. ................. .................................. ................................... .................................... ............................ .......... 30
5.3
Construcción Constr ucción de rampas .................................. ................. ................................... ................................... ................................... ............................... ............. 32
5.4
Conservación Conserva ción .................................. ................ ................................... ................................... ................................... .................................. ............................... .............. 33
5.4.1
Regadío ................................... .................. .................................. ................................... ................................... .................................. ............................... .............. 34
5.4.2
Señales de transito transit o .................................. ................. ................................... ................................... ................................... ............................... ............. 34
5.4.3
Evaluación Evaluació n de caminos y rampas ................................... .................. ................................... ................................... ......................... ........ 35
5.5
Rampas en minería ................................. ................ ................................... ................................... ................................... ................................... ...................... ..... 36
5.5.1 6
7
Tipos de rampas ................................... .................. ................................... ................................... ................................... .................................. ................ 36
Pedimento Pediment o .................................. ................. .................................. ................................... ................................... ................................... .................................... ......................... ....... 38 6.1
Coordenadas Coordena das UTM.................................. ................. ................................... ................................... ................................... ................................... ...................... ..... 39
6.2
Punto medio ................................... .................. .................................. ................................... ................................... .................................. ............................... .............. 39
6.3
Procedimiento Procedim iento esquemático pedimento .................................. ................. ................................... ................................... ...................... ..... 41
Levantamiento Levanta miento topográfico topogr áfico .................................. ................. ................................... ................................... ................................... .................................. ................ 42
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7.1
Ubicación Ubicació n .................................. ................. .................................. ................................... ................................... ................................... .................................... .................... 42
7.2
Instrumentos Instrum entos .................................. ................ ................................... ................................... ................................... .................................. ............................... .............. 42
7.3
Procedimiento Procedim iento ................................... ................. ................................... .................................. ................................... ................................... ............................ ........... 44
7.4
Esquema del procedimiento procedimie nto ................................. ............... ................................... ................................... .................................... ......................... ....... 44
7.5
Resultados Resulta dos obtenidos obtenido s ................................... .................. ................................... ................................... ................................... .................................. ................ 45
8
Conclusión Conclusi ón .................................. ................. .................................. ................................... ................................... ................................... .................................... ......................... ....... 50
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Bibliografía Bibliog rafía ................................. ................ .................................. ................................... ................................... ................................... .................................... ......................... ....... 51
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Ubicación Ubicació n .................................. ................. .................................. ................................... ................................... ................................... .................................... .................... 42
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Instrumentos Instrum entos .................................. ................ ................................... ................................... ................................... .................................. ............................... .............. 42
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Procedimiento Procedim iento ................................... ................. ................................... .................................. ................................... ................................... ............................ ........... 44
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Esquema del procedimiento procedimie nto ................................. ............... ................................... ................................... .................................... ......................... ....... 44
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Resultados Resulta dos obtenidos obtenido s ................................... .................. ................................... ................................... ................................... .................................. ................ 45
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Conclusión Conclusi ón .................................. ................. .................................. ................................... ................................... ................................... .................................... ......................... ....... 50
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Bibliografía Bibliog rafía ................................. ................ .................................. ................................... ................................... ................................... .................................... ......................... ....... 51
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2 Resumen Las rampas mineras son de gran utilidad tanto en explotaciones a rajo abierto como en subterráneas. Éstas son galerías de acceso que se diseñan de forma especial según las necesidades de la mina. Dentro del diseño de una rampa, se consideran los parámetros de construcción como: pendiente, ancho, peralté, drenaje y pretil de seguridad, dentro de las más importantes, así como también su forma: elipse, circular, zigzag, recta o en ocho. Un pedimento es un documento escrito, el cual solicita a un juzgado de letras, mediantes las coordenadas UTM del punto medio, un determinado sector a explotar. El levantamiento topográfico realizado en la INACAP, I NACAP, sede Renca. Se desarrolló entre los talleres de mecánica y minería.
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3 Objetivos y marco teórico El presente trabajo analiza detalladamente los parámetros de construcción de una rampa minera, minera, a través de fórmulas, fórmulas, algunas vistas en clases clases teóricas, y de normas reguladas por el Sernageomin.
Describir las rampas mineras, mediante sus parámetros según las normas de construcción y los tipos existentes. Conocer los significados de punto medio de un pedimento. Describir un levantamiento topográfico
3.1 Objetivos específicos
Conocer, mencionar y describir los parámetros de construcción de una rampa minera Detallar, mediante fórmulas, la construcción de las rampas mineras Conocer la conservación de las rampas mineras Describir los tipos de rampas mineras existentes Describir y detallar los pasos de un pedimento Definir conceptos de coordenadas UTM y punto medio Describir y detallar el procedimiento del levantamiento topográfico realizado en Inacap sede Renca.
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4 Introducción Los caminos mineros forman parte de cualquier mina, siendo ésta muy importante en la eficiencia de la mina. Es por ello que en este informe se trataran en particular los temas relacionados con el diseño de rampas en minas a rajo abierto como en subterránea y como estas evolucionan a lo largo de la mina, considerando sus factores de diseño, planificación, como se seleccionan y por ultimo como se construyen. Una mina es un sistema integrado de procesos, donde el transporte juega un rol fundamental al ser el recurso más costoso de la mina, teniendo así gran influencia en el costo operativo. Es por ello que es de suma importancia conocer cuáles son los tipos y clasificaciones que existen de rampas, de acuerdo al trazado que siguen, la geometría del yacimiento o bien el tipo de acceso que tienen al yacimiento, conociendo conociendo cuáles son sus usos y características. características.
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5 Rampas mineras La definición de rampa minera se conoce como aquella que posibilita la vinculación entre dos o más lugares, que se encuentren a diferentes alturas, permitiendo así trasladarse entre ellos a través de su superficie. Dentro de sus características, es posible enumerar: 1. facilitan el acceso de equipos y maquinarias pesadas, ya sea para perforar, transportar, o rellenar. 2. Permite unir labores horizontales que se encuentran en diferentes cotas o profundidades, así como también se realiza la extracción del mineral de una forma rápida y flexible con equipos de bajo perfil. 3. acceso al personal, así como sus materiales, insumos y las herramientas al interior de la mina. 4. Sus dimensiones dependen de la maquinaria que transita por ella. 5. Generalmente se recomienda que las rampas en minería tengan un ancho 4 veces mayor que el equipo más grande que vaya a transitar por la misma. 6. Permite ascender o descender a uno u otro espacio a través de su superficie.
Figura n°1: rampa minería cielo abierto
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5.1 Características de las rampas Para el cálculo y la construcción de una vía en minería, ya sea de un yacimiento a rajo abierto o subterráneo, se deben tener en cuenta una serie de características que son fundamentales para el correcto desempeño y seguridad de los equipos que transiten por ella. Puesto que también una correcta construcción tomando en cuenta estos criterios permitirán abaratar costos, tiempo, mejorar el rendimiento y la producción. Parámetros que son fundamentales en el desempeño de la mina.
5.2 Parámetros de construcción Para que una rampa sea eficiente para todo tipo de vehículos que transiten por esta, debe tener los siguientes parámetros:
5.2.1 Pendiente La pendiente corresponde al % de inclinación positiva o negativa que se le otorga a una rampa, este % definirá la cantidad metros que se suben en el plano vertical, respecto a los metros recorridos en el plano horizontal. Ej.: (una pendiente del 8%, equivale a subir 8m en la vertical recorriendo 100m en la horizontal). Generalmente se recomienda una pendiente para las rampas mineras que va del 8% al 10%, donde los vehículos de acarreo desarrollan su máxima potencia de una forma eficiente, con pendientes mayores, el equipo comienza a perder eficiencia y por ende, baja el rendimiento y producción.
Figura n°2: pendiente de yacimiento a rajo abierto
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5.2.1.1
Formula de pendiente de rampas
Figura n°3: parámetros de las pendientes
Pendiente (%) = (elevación / proyección) * 100
5.2.1.2 Recomendaciones y estándares El perfil longitudinal del camino debe considerar en el trazado de la rasante una compensación entre el corte y el relleno a realizar para satisfacer las necesidades del diseño. A lo largo de una rasante se tienen diferentes valores para las pendientes (%). Un 8% o menos de pendiente es lo recomendable a utilizar cuando no causa un excesivo stripping o cuando el trazado del camino es demasiado complicado. Está pendiente entrega mayor flexibilidad en la etapa de construcción del camino y es adecuada en algunos sectores de la mina tales como la entrada de un banco, acercamientos a botaderos o donde por las características de la operación se estime pertinente.
5.2.1.3 Pendiente transversal Pendiente transversal del terreno es la inclinación natural del terreno, medida normalmente al eje de la vía.
Facilitan el retiro de agua en menor tiempo Construcción de bombeo Pendiente de 2% o menores
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5.2.1.4 Pendiente longitudinal Pendiente longitudinal del terreno es la inclinación natural del terreno, medida en el sentido del eje de la vía.
La pendiente de una zanja no debe ser menor a 0,2% para vías de terreno plano Facilitan la recolección de agua fluvial
5.2.2 Ancho Las rampas deben conservar un ancho mínimo que corresponde a 3½ veces el ancho del vehículo de mayor capacidad que transite por estas vías, esta recomendación se da para vías donde transite un solo vehículo a la vez, es decir un solo sentido. También existen rampas de doble sentido, donde se deben consideras la envergadura de ambos equipos, sumado a otros elementos como la berma de contención, el drenaje y el radio de giro del equipo. Recomendaciones para rampas, caminos interiores y principales de la mina:
cada pista de transporte debe proveer espacio libre tanto a la izquierda como a la derecha igual a la mitad del ancho del equipo mayor que transitará por ella. para el tráfico en dos pistas el ancho del camino no debe ser menor que 3.5 a 4 veces el ancho del camión.
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Figura n°4: Ancho rampa
5.2.2.1
Formula ancho rampa: AC = 3,5*A + B
Dónde: A= Ancho del camión más grande en la operación B= Ancho de la berma con pretil de seguridad
5.2.3 Secciones con curvatura El ancho de camino requerido en las curvas toma en cuenta el efecto saliente que ocurre en el equipo en su parte frontal y trasera cuando toma una curva. El procedimiento para determinar el ancho de camino en curvas que considera el efecto recién mencionado, en la conducción en las curvas se muestra en la figura:
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Figura n°5: ancho de caminos en curvas horizontales
5.2.3.1
Formula curvas de rampas C=Z = (U + Fa + Fb)/2
Dónde: U = ancho de la pista del equipo (desde centro a centro de neumáticos) Fa = ancho frontal saliente del equipo Fb = ancho trasero saliente del equipo C = espacio libre lateral total Z = ancho extra asignado debido a las dificultades de conducción en curvas
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5.2.3.2 Categorización de equipos de transporte por peso bruto (Kg) Puesto que el ancho de camino en curvas varía para los equipos según las distintas categorías de peso y diferentes radios de curvatura, se recomiendan los anchos dados en la tabla.
Categoría de equipo 1 2 3 4
Peso (Kg)
bruto
equipo Radio mínimo (m)
< 45,000 45,000-90,000 >90,000-180,000 >180,000
5,8 7,3 9,4 11,9
Tabla n°1 : categoría de pesos y el radio mínimo de curvas
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5.2.4 Compactación Debido al gran peso y constante uso que deben soportas las rampas durante la duración del proyecto minero, es fundamental que estas vías cuenten con una correcta y adecuada carpeta de rodado, que se componga el material idóneo y correctamente compactado, si esto no ocurre, el mantenimiento de las vías se hace más costoso debido a la periocidad con que se debe llevar a cabo, lo cual disminuye la disponibilidad de la vía para su uso. Existen diversos factores que se deben considerar durante su elaboración, como la resistencia a la rodadura, el esfuerzo de tracción, la fricción generada por la rueda, la penetración de las ruedas en el suelo, la flexión de las llantas, etc.
Figura n°6: Compactación
5.2.4.1 Capas de compactación CARPETA DE RODADO: Esta capa debe resistir la presión del neumático sin disgregarse, además proporcionarle el agarre suficiente a la rueda para evitar problemas de deslizamiento de vehículos textura superficial (rugosa áspera). Otra función importante es la de proteger a las capas inferiores de la acción del agua por ello debe ser impermeable se logra en parte utilizando granulometría adecuada.
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Entre los diferentes materiales a utilizar están las mezclas asfálticas tradicionales en caliente y los microaglomerados discontinuo en caliente:
Temperatura asfalto: 135ºC Para esta capa se exige un espesor mínimo de 50mm parte del material más costoso al menos costoso
CARPETA INTERMEDIA O BINDER : Esta capa se utiliza para economizar asfalto, ya que no se requiere que sea tan impermeable como la capa superior por lo tanto tiene una menor cantidad de asfalto. Utiliza los mismos materiales que la cc y también se le exige un espesor
mínimo de 50mm CAPA BASE: Esta capa tiene principalmente una función estructural, es decir resistir y amortiguar la carga de tránsito, por ello se utilizan geometrías más gruesas y más abiertas. Suelen emplearse principalmente bases granulares, ya sea gravas limpias o estabilizado con fino. En ocasiones se puede utilizar bases granulares tratadas con productos químicos como por ejemplo la cal, cemento, proes, e incluso el asfalto en ocasiones caliente y en otras frio. Su espesor mínimo es 100 mm.
SUB BASE: Esta capa también cumple funciones estructurales, pues termina de distribuir las cargas de tal manera que la sub-rasante las pueda soportar, pero su función principal es economizar al permitir reemplazar parte de la capa base por una capa cuyo material es más barato, pero así mismo con menor resistencia. Las capas sub-base suelen ser granulares comúnmente arenas. También tiene un espesor mínimo de 100mm.
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Figura n°7: capas de las rampas
5.2.4.2
Densidad y permeabilidad de capas
El ensayo permite obtener la densidad de terreno y así verificar los resultados obtenidos en faenas de compactación de suelos, en las que existen especificaciones en cuanto a la humedad y la densidad. la densidad del suelo estará dada por la siguiente expresión: γ hum
= P hum / Vol. Exc ( grs/cc )
Si se determina luego el contenido de humedad (w) del material extraído, el peso unitario seco será: γ seco
= γ hum / ( 1 + w ) ( grs/cc )
Métodos utilizados:
Cono de arena
Densímetro nucleares
etc.
5.2.4.2.1 Cono de arena Es el método lejos más utilizado. Representa una forma indirecta de obtener el volumen del agujero utilizando para ello, una arena estandarizada compuesta por partículas cuarzosas, sanas, no cementadas, de granulometría redondeada y comprendida entre las mallas Nº 10 ASTM (2,0 mm.) y Nº 35 ASTM (0,5 mm.).
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5.2.4.2.2 Densímetro nuclear La determinación de la densidad total o densidad húmeda a través de este método, está basada en la interacción de los rayos gamma provenientes de una fuente radiactiva y los electrones de las órbitas exteriores de los átomos del suelo, la cual es captada por un detector gamma situado a corta distancia de la fuente emisora, sobre, dentro o adyacente al material a medir. Como el número de electrones presente por unidad de volumen de suelo es proporcional a la densidad de éste, es posible correlacionar el número relativo de rayos gamma dispersos con el número de rayos detectados por unidad de tiempo, el cual es inversamente proporcional a la densidad húmeda del material. La lectura de la intensidad de la radiación, es convertida a medida de densidad húmeda por medio de una curva de calibración apropiada del equipo. Existen tres formas para hacer las determinaciones, retro dispersión, transmisión directa y colchón de aire, entregando resultados satisfactorios en espesores aproximados de 50 a 300 mm. Estos métodos son útiles como técnicas rápidas no destructivas siempre y cuando el material bajo ensaye sea homogéneo.
Figura n°9: método nuclear
5.2.4.2.3 Porchet (permeabilidad de suelos) En algunos casos es posible estudiar la capacidad de infiltración de un suelo a partir de la incorporación de agua dentro del suelo a través de lagunas,
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sistemas de infiltración como los anillos concéntricos o a través de una excavación. Para la estimación de la tasa de infiltración en terreno se puede utilizar el método de Porchet, el cual consiste en excavar un cilindro de radio R y se llenarlo con agua hasta una altura h.
Figura n°10: método porchet
5.2.5 Peralté El peralte es una sobre elevación que se le da al lado exterior de una curva, Con el fin de contrarrestar la fuerza centrífuga que se genera al momento de ingresar a una curva a exceso de velocidad. Esto ayuda a evitar el deslizamiento transversal de los camiones e inclusive los vuelcos y descarrilamientos. Por ende, una rampa con curvas que esté exenta de los peraltes, genera un alto riesgo para la seguridad de los trabajadores, de los equipos y de la continuidad de los procesos.
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Figura n°11: peralté
5.2.5.1 Peralté de una curva Cuando un equipo transita por una curva es forzado hacia el exterior por la fuerza centrífuga, en cambio, cuando el equipo transita por una superficie plana este efecto es contrarrestado por el peso del equipo y la fricción entre la superficie del camino y los neumáticos. Para una combinación adecuada de velocidad y radio, si la Fuerza Centrífuga iguala o excede la Fuerza Resistente, en ese caso el equipo patinará hacia fuera del camino. Para ayudar a los equipos cuando transitan en curvas el camino debiese frecuentemente estar inclinado. Esta inclinación es llamada peralte. El valor del peralte debe ser tal que cancele la Fuerza Centrífuga. Radio de 16
24
32
40
48
>56
curvatur a (m)
(km/hr )
(km/hr )
(km/hr )
(km/hr )
(km/hr )
(km/hr )
15
4%
4%
30
4%
4%
4%
45
4%
4%
4%
5%
75
4%
4%
4%
4%
6%
90
4%
4%
4%
4%
5%
6%
180
4%
4%
4%
4%
4%
5%
300
4%
4%
4%
4%
4%
4%
Tabla n°2: peraltes recomendado para curvas horizontales
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5.2.5.2 Formula peralte en la curva Según el manual de carreteras, existen 3 fórmulas para el cálculo de peralté: 5.2.5.2.1
Teórico
Dónde:
P = Peralte (%) Vd = Velocidad de diseño (km/hr). R= radio de curvatura (mts). 5.2.5.2.2
Largo de transición
Dónde: L = Largo de transición (m.) P = Peralte (%) B = Bombeo (%) A = Ancho camino (m.) 5.2.5.2.3
Desarrollo de curva
Dónde:
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D = Desarrollo de la curva (m.) R = Radio curvatura (m.) α = ángulo de la curva (°)
5.2.5.2.4
Tasa de giro
Dónde: Tg = Tasa de giro cada 1% (m.) P = Peralte (%) b = Bombeo (%) L = Largo de transición (m.)
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Figura n°12: parámetros peralte
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Figura n°13: ubicación puntos principales curva
Dónde: PT = Principio de transición FT = Final de transición PC = Principio de la curva FC = Final de la curva Pmáx = Peralte máximo (se aplica solo en la parte curva) 1/3L = un tercio del largo de transición (se ubica en la parte curva de la curva) 2/3L = dos tercios del largo de transición (se ubica en la parte recta de la curva) T = puntos intermedios definidos por la tasa de giro.
5.2.5.3 Bombeo y convexidad El bombeo y la convexidad corresponden a pequeñas pendientes que se le otorgan a la sección transversal de las rampas, este diseño conocido como “a dos aguas” permite conseguir la evacuación efectiva hacia las cunetas, de todo
tipo de correntias que se presenten sobre la rampa; ya sea por lluvias, nieve o regadío de las vías. Se recomienda una pendiente que va del 2% al 4%, siendo el valor más pequeño para superficies con reducida resistencia a la rodadura, y el valor más grande para casos de elevada resistencia, como muestra la figura:
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Figura n°14: bombeo de un camino
Un mayor bombeo puede generar problemas en el equipo de acarreo, generando inestabilidad en la carga y moviendo su centro de masa.
Recomendaciones de bombeo: A
1%- 2%
Superficie bien drenada y compactada, con pendiente mayor a 3%
B
2%- 3%
Caminos normales, con drenaje promedio y superficie de compactación construida en una pendiente menor a 3%
C
3%- 4%
Caminos inclinados, pobremente drenados y con superficies compactada. No importa su pendiente. Tabla n°3: porcentaje bombeo
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5.2.6 Drenaje Toda vía de acarreo debe tener por norma bien definido sus drenajes por ambos lados de la rampa, los drenajes consisten en pequeñas excavaciones que descienden paralelamente a la vía. Con el fin de colectar y dirigir todo tipo de correntia que de alguna manera pueda llegar a la carpeta de rodado, su propósito es de reducir al máximo la acumulación de aguas en la pista que podrían generar un potencial accidente para los vehículos de acarreo.
Figura n°15: Drenaje
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5.2.7 Curvas verticales y distancia de frenado Las curvas verticales son usadas para proveer una transición suave desde una pendiente a otra. 5.2.7.1 Recomendaciones La longitud de estas curvas debe ser adecuada para la confortable conducción y además entregar amplias distancias de visibilidad en el diseño. Generalmente la longitud de las curvas verticales es mayor que lo
deseable y resulta en grandes distancias de visibilidad. Excesivas longitudes en ellas pueden resultar en largas secciones planas que impiden un buen drenaje y frecuentemente conducen a puntos blandos y baches. Distancia de frenado: Debe ser calculada para cada equipo y el alineamiento del camino ajustado a los equipos con la mayor distancia de frenado. Distancia de visibilidad: Debe ser mayor o igual a la distancia de frenado del equipo. Para las curvas horizontales se tiene que la distancia de visibilidad es limitada por pretiles muy altos, cortes de roca pronunciados, estructuras, etc
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5.2.7.2
Formula Longitud de la curva vertical
Dónde: L = Longitud de la curva vertical (metros) S = Distancia de frenado alcanzable del equipo (metros) A = Diferencia algebraica entre las pendientes (%) h1 = altura del ojo del conductor arriba del terreno (metros) h2 = altura del objeto sobre la superficie del camino (metros)
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5.2.7.3
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Fórmula de cálculo de curva vertical
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5.2.8 Pretiles de seguridad El estándar de Pretiles en Caminos Interior Mina indica que con tránsito de camión de alto tonelaje, deberá haber un pretil lateral de seguridad con una altura mínima de 1,80 metros El pretil de seguridad será construido a los costados externos de los caminos, para demarcar el borde la rampa o del banco y servir de referencia para que los camiones transiten en una zona segura. Recomendaciones:
La construcción del núcleo del pretil deberá ser con material grueso, de la extracción normal de la mina. Nunca se deberá usar “chusca”, grava, o ripio para construir el núcleo
El ancho del pretil, en la parte superior será de 50 cm. en la parte central. La base del pretil será de 5,2 metros y una altura mínima de 1,80 metros La forma trapezoidal de este se construirá con retroexcavadora, siguiendo los procedimientos operacionales establecidos. Se deberá construir los pretiles sobre terreno firme a los costados de los caminos. En caso contrario, la base del banco deberá ser reforzada con relleno de material grueso en el talud, o bien construir el pretil en la zona resistente hacia el interior del camino.
Figura n°17: unidades (metros) del pretil de seguridad
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5.2.8.1 Pretil de lixiviación A diferencia del pretil de seguridad, habrá un núcleo de material grueso cubierto por una capa de ripios de unos 10 cm. dándole verticalidad y por ende mayor estabilidad al pretil.
Figura n°18: diseño pretil de seguridad cubierto con capas de ripio de lixiviación
5.2.8.2 Pretil intermedio La principal funcionalidad de los pretiles intermedios es en algunos sectores de la mina proporcionar a los camiones que transitan en las pistas la posibilidad de reducir la velocidad y lograr detenerse cuando han perdido el control, por falla de sus frenos o han tenido algún tipo de emergencia Recomendaciones:
Estas construcciones son necesarias en tramos largos donde los camiones transitan cargados o vacíos bajando por rampas La altura de estos pretiles es diseñada para detener (agarrar) el chasis del camión en su parte inferior y así impedir que el vehículo sufra grandes daños en su estructura y pueda reducir la velocidad.
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No es necesario construir una gran barrera que en definitiva proveerá solo otro riesgo de colisión. deben ser construidos con material granulado de mediano tamaño y en su exterior preferiblemente material fino y parcialmente suelto la posición será en el eje y centro de cada porción de 150 mts de rampa a 10% con una longitud máxima de 60 mts, dejando 45 mts libres de obstáculos hacia arriba y hacia abajo con el fin de permitir el acceso libre a los bancos.
Figura n°19: diseño pretil intermedio
5.3 Construcción de rampas Al realizar el diseño ingenieril de todos los caminos y rampas, debe ser presentado al Sernageomin, el cual será responsable de efectuar la revisión, seguimiento y control de los expedientes de concesiones mineras. Luego se procederá a replantear topográficamente el trazado con sus respectivos parámetros de diseño previamente calculados por el planificador. Los diseños de caminos nuevos o reparados deben cumplir con los parámetros de diseño (ancho, pendientes, peraltes, etc.) descritos anteriormente. Durante la construcción se debe usar estacado topográfico permanente para las alineaciones correspondientes y niveletas para mantener las pendientes de diseño, con el fin de evitar rehacer trabajos con el respectivo costo asociado a
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esto. En aquellos casos en que el equipo cuente con sistema computacional (propio o modular), debe usarse éste como primera fuente de información. Consideraciones:
El material a usar debe ser el generado por los equipos de extracción y se debe tener presente las características de calidad de éste, con el fin de no diluir la ley en los sectores mineralizados. Se debe evitar usar material grueso en la carpeta a menos que la capa de material fino sea de 40 cm. de espesor o más y en la cual no existan rocas de tamaño mayor a los 10 cm, pues en el corto plazo siempre comienza a aflorar el material grueso, siendo un peligro para los neumáticos y vehículos livianos. obtener la compactación con rodillos compactadores y realizar ensayos para verificar estos
5.4 Conservación Problemas por efecto de la degradación una vez en uso
Deformaciones (por material arcilloso, transversales, longitudinales), baches (hoyos) rocas aflorando impermeabilidad exceso de polvo pérdida de ancho por acumulación de materia degradación de pretiles
Los objetivos básicos que persigue la conservación de caminos son:
Mantener el nivel de producción con la maquinaria disponible reducir costos de producción disponer de condiciones de seguridad y eficiencia óptimas.
La buena conservación del camino tiene incidencia directa con:
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productividad velocidad del transporte consumo de combustible vida de los neumáticos vida de los equipos Seguridad medio ambiente fatiga de los conductores.
Una de las formas más eficientes de conservación es con un programa definido y controlado por Operaciones Mina que asegure el mantenimiento en forma periódica de los caminos. Durante la conservación el Líder de grupo responsable debe definir la ruta alternativa o si permitirá el uso de ésta al menos en un sentido o ambos si el ancho del camino lo permite.
5.4.1 Regadío El regadío es una de las actividades más críticas asociadas a la conservación de los caminos y debe realizarse de acuerdo a los procedimientos establecidos, para evitar, ya sea la falta o el exceso de humedad, generadora de polvo o de resbalamientos de equipos. En las pilas de lixiviación de sulfuros debe utilizarse solo agua, sin aditivos (sales) que entorpezcan el proceso posterior. Esto se aplica también en los botaderos y stock.
5.4.2 Señales de transito Las señales de tránsito cumplen en los caminos un rol de ayuda a las diferentes preferencias y mandatos y el objetivo principal es de generar un flujo seguro sin lugar a interpretaciones. Por diseño, deben posicionarse según los diferentes elementos del camino y de acuerdo a los flujos determinados por los planificadores.
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Obviamente estas señales deben seguir los principios básicos de cualquier camino en cuanto a operatividad, uniformidad, comprensibilidad, emplazamiento y visibilidad. Las señales de tránsito deben estar dispuestas de acuerdo con lo que indica el diseño, además de todas aquellas que sean necesarias para permitir el máximo de seguridad en el flujo vehicular. Deben ponerse en terreno de tal forma que no produzcan riesgos por caídas de ellas u otras circunstancias, de preferencia deben usarse aquellas que tienen bases que permiten una mejor estabilidad. En los cruces deben ubicarse de tal forma que faciliten la visibilidad, especialmente de los vehículos livianos. En las fotografías siguientes se aprecian algunas señales dispuestas dentro de la mina.
5.4.3 Evaluación de caminos y rampas Existen múltiples formas de evaluar una pista de circulación, dependiendo de las características de cada mina, especialmente en lo que a condiciones climáticas se refiere, se ha propuesto la forma de evaluación descrita en el punto de categorización de caminos. Una vez finalizada la reparación, el mantenimiento o conservación del camino se debe chequear el ancho de éste, la pendiente, el estado de la carpeta, de los peraltes, de los pretiles y las señales de tránsito.
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5.5 Rampas en minería 5.5.1 Tipos de rampas Existen tipos de rampas subterráneas: 5.5.1.1 Rampas inclinadas o recta Las rampas inclinadas, tienen la misma finalidad que las chimeneas, las cuales se utilizan como medio de comunicación entre niveles horizontales. Características:
Inclinación 10-14% Traslado rápido de maquinaria Uso para equipos motorizados para perforación y escombros
Figura n°20: rampa inclinada o recta
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5.5.1.2 Rampa en “8” y elípticas Son de galería de acceso a diferentes niveles su geometría se construyen en pendientes de que se pueda acceder a distintas cotas en la mina con un porcentaje aproximado de (6 a 20%)
Figura n°22: rampas elípticas y en 8
5.5.1.3 Otras rampas: Circulares Espirales Zig zag
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6 Pedimento Es un escrito (documento) mediante el cual una persona natural o jurídica solicita un determinado sector con ubicación geográfica específica, con el objetivo de explorar sustancias minerales concesibles. Figura n°23 : formato documento de pedimento
En este documento, se debe especificar las coordenadas UTM y el punto medio del lugar, es por ello que se definirá cada una de ellas:
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6.1 Coordenadas UTM El sistema de coordenadas universal transversal de Mercator (en inglés Universal Transverse Mercator, UTM) es un sistema de coordenadas basado en la proyección cartográfica transversa de Mercator, que se construye como la proyección de Mercator normal, pero en vez de hacerla tangente al Ecuador, se la hace secante a un meridiano.
A diferencia del sistema de coordenadas geográficas, expresadas en longitud y latitud, las magnitudes en el sistema UTM se expresan en metros únicamente al nivel del mar, que es la base de la proyección del elipsoide de referencia.
Figura n°24 : coordenadas UTM mundial
6.2 Punto medio Es aquel en que se corta las diagonales del cuadrado o rectángulo que encierran la superficie total que se pide en la concesión, basándose en el Art 46. Observaciones para realizar un pedimento:
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Debe indicarse las coordenadas UTM (Universal Transversal de Mercator) del punto medio. Los lados del pedimento, horizontalmente y a voluntad del concesionario, medirán como mínimo mil metros o múltiplos de mil metros. Aquel Pedimento que no cumpla con la indicación de las coordenadas UTM del punto medio, o bien éstas se presentan con error, será rechazado y se anulará la presentación. Las coordenadas UTM del punto medio, se pueden obtener mediante la carta topográfica del Instituto Geográfico Militar (IGM) El largo y ancho de las dimensiones del terreno pedido no podrán tener una relación superior de cinco a uno. Es decir el lado más largo no debe ser más de cinco veces el lado más pequeño
El escrito se presenta por el interesado al Juzgado de Letras, que tiene jurisdicción sobre la comuna donde se ubique el punto de medio de la zona de interés.
Figura n°25: esquema presentación pedimento
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6.3 Procedimiento esquemático pedimento
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7 Levantamiento topográfico 7.1 Ubicación La ubicación del levantamiento topográfico se realizó entre los talleres de mecánica y minería, como muestra la imagen
7.2 Instrumentos Los instrumentos utilizados para el levantamiento topográfico son:
Taquímetro
Figura n°26: taquímetro
Trípode
Figura n°27: trípode
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Mira topográfica
Figura n°28: mira topográfica
Niveleta
Figura n°29: niveleta
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Adicionalmente se hizo uso de una hoja y lápiz para anotar los datos que registraba el taquímetro.
7.3 Procedimiento 1) Se ubicó un PR de forma arbitraria y se procedió a abrir el trípode, midiendo la altura de éste según mis requerimientos. 2) Se aflojaron los tornillos del trípode de forma “semi ajustada”, para así colocar el taquímetro, cohesionando la base de éste, sobre el trípode con el objetivo de atornillarlo. 3) Se debe regular las burbujas de nivelación, mediante el movimiento de las patas del trípode, como también los 3 tornillos de la base del taquímetro. 4) Una vez ya instalado, se procede a encender el taquímetro y calar al norte, que en este caso, se hará hacia la pared del taller de mecánica. 5) Con la ayuda de un alarife, la mira topográfica y la niveleta, se procede a tomar los datos de Azimut, Hi, Hs y DH. 6) Los datos obtenidos en terreno, se llevaron a un Excel, donde se calculó las coordenadas norte, este y cota. 7) Al concatenar estas coordenadas, se procedió llevarlas al software CAD y así reconocer los puntos mediantes bloques e información.
7.4 Esquema del procedimiento
Ubicación de PR
Datos Excel y luego
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Ajustar taquímetro con la base trípode
Tomar
Nivelación de burbujas.
datos
Encender
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7.5 Resultados obtenidos Datos obtenidos a través del taquímetro: DESDE
HACIA
P.R P.R P.R P.R P.R P.R P.R P.R P.R P.R P.R P.R P.R P.R P.R P.R P.R P.R P.R P.R P.R P.R P.R P.R P.R P.R P.R P.R P.R P.R P.R P.R P.R
P.R
Topografía
AZIMUT
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32
0 112,646 139,6735 169,9485 176,7445 178,4945 181,091 191,8175 198,537 210,6255 211,6885 214,0935 216,965 222,472 237,572 268,3535 270,412 277,6715 256,549 234,985 215,481 221,249 227,682 234,8715 279,704 281,7725 284,71 285,895 294,3325 295,3465 299,866 319,9685 70,2865
H.V
90,2035 100,15 100,3735 100,2705 100,1635 100,158 100,0265 99,903 100,3155 100,152 100,077 100,049 100,0515 100,1765 100,217 100,444 100,1415 100,1635 100,4715 101,008 100,0055 100,1345 100,0165 100,1965 100,1255 100,054 100,098 100,1675 100,036 99,935 99,7955 99,5575 99,995
H.I
H.M
0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
H.S
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
D.H
0 1,06 1,057 1,137 1,2 1,31 1,285 1,29 1,301 1,245 1,325 1,299 1,311 1,25 1,16 1,099 1,13 1,11 1,02 1,057 1,33 1,35 1,231 1,25 1,065 1,16 1,245 1,305 1,302 1,248 1,125 1,041 1,063
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0 6 5,7 13,7 20 31 28,5 29 30,1 24,5 32,5 29,9 31,1 25 16 9,9 13 11 2 5,7 33 35 23,1 25 6,5 16 24,5 30,5 30,2 24,8 12,5 4,1 6,3
Datos calculados en Excel: D.N
D.E
0 -1,18403462 -3,32668174 -12,2017539 -18,6803574 -29,2479896 -27,2520519 -28,7607886 -30,0920522 -24,1595399 -31,9537514 -29,1703002 -30,0022429 -23,4585869 -13,2934519 -4,72111543 -5,82679139 -3,77947235 -1,26151143 -4,86075053 -32,0290865 -33,0683917 -20,9503736 -21,3423269 -2,03733159 -4,51873577 -5,82787311 -6,70245302 -2,6850015 -1,81119184 -0,02631081 1,26504013 2,83484937
Topografía
0 5,88201173 4,62851905 6,22954261 7,14452567 10,2740014 8,34120304 3,71712757 0,69165969 -4,07021252 -5,93361371 -6,56533226 -8,18995851 -8,64260965 -8,90416397 -8,7017854 -11,621037 -10,3303237 -1,55196292 -2,97709662 -7,94591825 -11,4665369 -9,73097359 -13,0194118 -6,17246142 -15,348649 -23,7967623 -29,7544471 -30,080405 -24,7337742 -12,4999723 -3,89995814 5,62615579
D.V
0 0,014137154 0,033441277 0,058211181 0,051364983 0,076937525 0,011863439 -0,044186484 0,149170848 0,0584964 0,039309168 0,023013735 0,025158657 0,069311299 0,054537943 0,069045364 0,028894775 0,028250741 0,014812474 0,090247903 0,002850995 0,073945182 0,00598709 0,077165247 0,012813763 0,013571679 0,037714805 0,080247965 0,017077697 -0,025321232 -0,040153412 -0,028497943 -0,000494801
C.N
C.E
1000 998,8159654 996,6733183 987,7982461 981,3196426 970,7520104 972,7479481 971,2392114 969,9079478 975,8404601 968,0462486 970,8296998 969,9977571 976,5414131 986,7065481 995,2788846 994,1732086 996,2205277 998,7384886 995,1392495 967,9709135 966,9316083 979,0496264 978,6576731 997,9626684 995,4812642 994,1721269 993,297547 997,3149985 998,1888082 999,9736892 1001,26504 1002,834849
COTA
1200 1205,882012 1204,628519 1206,229543 1207,144526 1210,274001 1208,341203 1203,717128 1200,69166 1195,929787 1194,066386 1193,434668 1191,810041 1191,35739 1191,095836 1191,298215 1188,378963 1189,669676 1198,448037 1197,022903 1192,054082 1188,533463 1190,269026 1186,980588 1193,827539 1184,651351 1176,203238 1170,245553 1169,919595 1175,266226 1187,500028 1196,100042 1205,626156
Página 46
500 500,0141372 500,0475784 500,1057896 500,1571546 500,2340921 500,2459556 500,2017691 500,3509399 500,4094363 500,4487455 500,4717592 500,4969179 500,5662292 500,6207671 500,6898125 500,7187073 500,746958 500,7617705 500,8520184 500,8548694 500,9288146 500,9348016 501,0119669 501,0247807 501,0383523 501,0760671 501,1563151 501,1733928 501,1480716 501,1079182 501,0794202 501,0789254
Datos calculados para CAD DESCRIPCIÓN
X
Y
Z
P.R VERTICES ARBOL ARBOL ARBOL VERTICES ARBOL ARBOL ARBOL ARBOL VERTICES ARBOL VERTICES ARBOL ARBOL ARBOL VERTICES VERTICES BANCA ARBOL CAMINO CAMINO CAMINO CAMINO POSTE CAMINO CAMINO CAMINO CAMINO CAMINO CAMINO CAMINO CAMINO
1200 1205.88201173202 1204.62851905047 1206.22954261163 1207.14452566585 1210.27400141487 1208.34120303894 1203.71712757034 1200.69165968755 1195.92978747628 1194.06638628985 1193.43466774257 1191.8100414887 1191.35739035149 1191.09583603382 1191.29821460346 1188.37896295205 1189.6696762506 1198.44803708039 1197.02290338349 1192.05408174691 1188.533463136 1190.26902640784 1186.98058823709 1193.82753857922 1184.65135096938 1176.20323771892 1170.24555287933 1169.91959496698 1175.2662258413 1187.50002769038 1196.10004186371 1205.62615579473
1000 998.81596537871 996.673318259965 987.798246074853 981.319642588804 970.752010412215 972.74794811646 971.23921136989 969.907947778913 975.840460062084 968.046248603041 970.829699824144 969.997757090792 976.541413118787 986.70654807571 995.278884569024 994.173208607624 996.220527651554 998.738488566775 995.139249467833 967.970913482974 966.931608258843 979.049626424601 978.657673103715 997.962668409656 995.481264232666 994.172126894145 993.297546975682 997.314998500981 998.188808164121 999.973689188642 1001.26504013186 1002.83484937403
500 500.014137153862 500.047578430419 500.105789610945 500.157154594371 500.234092119484 500.245955558401 500.201769074819 500.350939922789 500.409436322428 500.448745490927 500.471759225642 500.496917882269 500.566229181404 500.620767124267 500.68981248787 500.718707262514 500.746958003398 500.761770477342 500.852018380081 500.854869375411 500.928814557494 500.934801647628 501.011966894664 501.024780657402 501.038352336039 501.076067140955 501.156315105723 501.17339280248 501.148071570089 501.107918158035 501.079420215145 501.078925414303
Topografía
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Coordenadas corregidas: COORDENADAS CORREGIDAS
1200,1000,500 1205.88201173202,998.81596537871,500.014137153862 1204.62851905047,996.673318259965,500.047578430419 1206.22954261163,987.798246074853,500.105789610945 1207.14452566585,981.319642588804,500.157154594371 1210.27400141487,970.752010412215,500.234092119484 1208.34120303894,972.74794811646,500.245955558401 1203.71712757034,971.23921136989,500.201769074819 1200.69165968755,969.907947778913,500.350939922789 1195.92978747628,975.840460062084,500.409436322428 1194.06638628985,968.046248603041,500.448745490927 1193.43466774257,970.829699824144,500.471759225642 1191.8100414887,969.997757090792,500.496917882269 1191.35739035149,976.541413118787,500.566229181404 1191.09583603382,986.70654807571,500.620767124267 1191.29821460346,995.278884569024,500.68981248787 1188.37896295205,994.173208607624,500.718707262514 1189.6696762506,996.220527651554,500.746958003398 1198.44803708039,998.738488566775,500.761770477342 1197.02290338349,995.139249467833,500.852018380081 1192.05408174691,967.970913482974,500.854869375411 1188.533463136,966.931608258843,500.928814557494 1190.26902640784,979.049626424601,500.934801647628 1186.98058823709,978.657673103715,501.011966894664 1193.82753857922,997.962668409656,501.024780657402 1184.65135096938,995.481264232666,501.038352336039 1176.20323771892,994.172126894145,501.076067140955 1170.24555287933,993.297546975682,501.156315105723 1169.91959496698,997.314998500981,501.17339280248 1175.2662258413,998.188808164121,501.148071570089 1187.50002769038,999.973689188642,501.107918158035 1196.10004186371,1001.26504013186,501.079420215145 1205.62615579473,1002.83484937403,501.078925414303
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Plano de levantamiento realizado en CAD
¿
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8 Conclusión
Las rampas mineras tienen como función el acceso a la mina, como también en la comunicación de ésta. La construcción de una rampa posee Parámetros que son fundamentales en el desempeño de la mina. Generalmente la pendiente para las rampas mineras van del 8% al 10% Existen dos tipos de pendiente: longitudinal y transversal Las rampas deben conservar un ancho mínimo que corresponde a 3½ veces el ancho del vehículo de mayor capacidad que transite por estas vías, de un solo sentido. para el tráfico en dos pistas el ancho del camino no debe ser menor que 3.5 a 4 veces el ancho del camión. El ancho de camino requerido en las curvas toma en cuenta el efecto saliente que ocurre en el equipo en su parte frontal y trasera cuando toma una curva. El peralte es una sobre elevación que se le da al lado exterior de una curva, evitando posibles vuelcos de camiones. El bombeo y la convexidad corresponden a pequeñas pendientes que se le otorgan a la sección transversal de las rampas un pretil lateral de seguridad debe poseer una altura mínima de 1,80 metros Es un escrito mediante el cual una persona natural o jurídica solicita un determinado sector con ubicación geográfica específica (coordenadas UTM respecto el punto medio), con el objetivo de explorar sustancias minerales concesibles. El levantamiento topográfico realizado de forma práctica, reforzó los conocimientos adquiridos en las clases teóricas
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