“AÑO DE LA DIVERSIFICACIÓN PRODUCTIVA Y DEL FORTALECIMIENTO DE LA EDUCACIÓN”
Universidad Nacina! de Ca"a#arca
In$e%ran$es& • • • • •
Flores Llanos, Jhonatan López Ramírez Aarón Portal Vargas Estefani. Valdivia Delgadillo oelia V!s"#ez P$rez %#adal#pe
Dcen$e& &ng.
Esc'e!a& &ngeniería de 'inas
C'rs& 'etodos de e(plota)ión s#*terranea
Tra(a"& +"#are +et.
CA)AMARCA* )ULIO +,-.
METODOS DE E/PLOTACION E/PLOTACION SU0TERRANEA SU0TERR ANEA METODOS CON SOPORTES ARTIFICIALES -1 S2UA S2UARE RE SET SET1
UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIER ÍA
Escuela Académico Profesional de Ingeniería de Minas Denominado tam*i$n 'inado )on )#adros de madera- en el ta/eo se disparan, e(traen 0 enti*an pe"#e1os *lo"#es de mineral, antes de proseg#ir a la sig#iente se))ión. 2n s"#are set- )onsiste en dos maderas verti)ales 0 dos horizontales generalmente #*i)ados en !ng#lo re)to. Las maderas
horizontales
generalmente
son
llamadas
som*reros,
se
denominan avan)es )#ando se #*i)an en posi)ión perpendi)#lar al frente las maderas verti)ales son denominados postes. En los e(tremos de la madera se ha)en m#es)as a fin de agarrar
las
ad0a)entes. )#adros
maderas +e
instalan
s#)esivos
de
madera a fin de )ompletar #na estr#)t#ra )el#lar de soporte. El enti*ado ad0a)ente es en)#adrado de tal manera "#e soporte el piso )onforme #na estr#)t#ra )ontin#a de pisos horizontales de )#adros re)tang#lares sostenidos en s#s es"#inas por medio de los postes. En general, la apli)a)ión del s"#are set- est! de)linado de*ido a los altos )ostos de la*or 0 materiales, así )omo tam*i$n a la es)asez de 0a)imientos minerales )on la le0
lo s#fi)ientemente alta )omo para e"#ili*rar estos
)ostos de e(plota)ión. +e han desarrollado m$todos de e(plota)ión m!s efe)tivos para ser #tilizados en este tipo de terrenos po)o )ompetentes. El m$todo se *asa so*re sistema de )#adros, el espa)io entre los )#adros es rellenado se de/an )iertas se))iones "#e sirven )omo galería, a))eso 0 ore pass-. La e(tra))ión es )ompletamente man#al, 0 las vigas son armadas man#almente para el soporte en las opera)iones de la la*or. El minado de s"#are set- es ade)#ado para )#erpos pe"#e1os de alta le0, donde la re)#pera)ión sea alta 345567 0 en donde la le0 /#stifi"#e el alto )osto de opera)ión.
-1-1
Cndicines de A3!icaci4n1
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Escuela Académico Profesional de Ingeniería de Minas El m$todo de s"#are set- es apli)a*le en m#)has )ir)#nstan)ias, )om8nmente *a/o las sig#ientes )ondi)iones. 4. Re)#pera)ión de pilares de alta le0 entre los ta/eos de )orte 0 relleno, así )omo tam*i$n por en)ima 0 de*a/o de las galerías de a))eso. 9. E(plota)ión de )#erpos mineralizados en terreno in)ompetente, el )#al es demasiado estre)ho, demasiado plano o demasiado irreg#lar para ser minado por *lo): )aving- # otros m$todos. ;. E(plota)ión de )#erpos mineralizado de alta le0 en donde las p$rdidas por dil#)ión de los m$todos de so)ava)ión sean ina)epta*les de*ido a posi*les inflama)iones espont!neas por presen)ia de s#lf#ros. <. En 0a)imientos )on #na poten)ia mínima de ; a ;.=m.
-1+1
Ven$a"as de! M5$d1 4. %ran re)#pera)ión. La dil#)ión del mineral es tam*i$n pe"#e1a. 9. P#eden separarse d#rante la e(plota)ión distintas )lases de mineral. ;. La ganga p#ede de/arse 0a en las e(plota)iones )omo relleno o sostenimiento. <. P#ede arran)arse el mineral in)l#so )#ando la ro)a )a/a es irreg#lar o los filones son propensos a desmoronarse. =. +e p#eden seg#ir a vol#ntad las ramifi)a)iones de la mineraliza)ión en las )a/as. >. Desde las zonas de e(plota)ión p#eden trazarse )on fa)ilidad galerías de e(plora)ión 0 efe)t#arse sondeos. s"#are set-.
-161
Desven$a"as de! Me$d1 4. ?ostos de e(tra))ión m#0 elevados. 9. @a/a prod#)tividad. ;. %ran )ons#mo de materiales, madera. <. Difi)#ltades en el transporte motivadas por el gran )ons#mo de materiales. =. Peligro de in)endios.
-171
En#aderad1 A1 Ss$eni#ien$ cn #adera1
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Escuela Académico Profesional de Ingeniería de Minas El sostenimiento tiene por o*/eto mantener a*iertas las la*ores d#rante la e(plota)ión, resta*le)iendo la masa de ro)a "#e esta s#elta. En la ma0oría de los )asos, solamente es ne)esario "#e las la*ores mineras permanez)an a*iertas d#rante tiempos relativamente )ortos 0 por ello la f#n)ión de los sostenimientos es reesta*le)er la )ondi)ión de e"#ili*rio, m!s "#e aseg#rar #n sostenimiento permanente
01 Fr$i8icaci4n cn #adera1
-1.1
%alerías. ?aminos. ?himeneas. ?#adros. Prepara)ión de a/os. @odegas. +alas de h#in)he, )ompresoras, )omedores, ofi)inas, et).
C'adrs1 A1 C'adrs Rec$s1 +on #sados )#ando la ma0or presión pro)ede del te)ho, est!n )omp#estos por tres piezas, #n som*rero 0 dos postes, aseg#rados )on *lo"#es 0 )#1as, en donde los postes forman #n Ang#lo de B5C )on el som*rero. En la*ores de avan)e horizontales o s#* horizontales, los postes son instalados verti)almente 0 en la*ores )on *#zamiento 3en mineral7, los postes son instalados en forma perpendi)#lar al *#zamiento, de tal manera "#e el som*rero "#e de paralelo a las )a/as.
01 C'adrs C4nics1 Página 4
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Escuela Académico Profesional de Ingeniería de Minas +on #sados )#ando la ma0or presión pro)ede de los hastiales. La diferen)ia )on los )#adros re)tos, solo radi)a en el he)ho de "#e en los )#adros )óni)os se red#)e la longit#d del som*rero, in)linando los postes, de tal manera de formar !ng#los de G a9G respe)to al piso, "#edando el )#adro de forma trapezoidal.
C1 C'adr C"1 Estos
est!n
)omp#estos
por solo #n poste 0 #n som*rero. +e #tilizan en vetas angostas menores de ; m de poten)ia. +# #so permite ganar espa)io de tra*a/o. P#eden ser verti)ales o in)linados seg8n el *#zamiento de la estr#)t#ra mineralizada. Estos )#adros de*en ade)#arse a la forma de la e()ava)ión para "#e )ada elemento tra*a/e de a)#erdo a las presiones e/er)idas por el terreno.
D1 Cn"'n$ De
C'adrs1
9
Este es #n
9 9 9
)ostoso ?on *a/a prod#)tividad 2tilizado en minerales de alta le0 Para #na m!(ima re)#pera)ión, )#ando no se p#eden #tilizar
m$todo
)#adros simples 3re)tos o )óni)os7, lo )#al o)#rre )#ando las Página 5
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Escuela Académico Profesional de Ingeniería de Minas dimensiones de la estr#)t#ra mineralizada o de la la*or minera s#peran los ; m.
-1:1
Fr$i8icaci4n1 +on alg#na piezas de madera "#e, generalmente )omplementan el tra*a/o de la estr#)t#ra de sostenimiento 0a sea transmitiendo las )argas, o fi/ando #na pieza hasta "#e las presiones la s#/etan definitivamente o evitando la )aída de pe"#e1os trozos de te)ho o las hastíales so*re la la*or.
A1 Fr$i8icaci4n cn ca(e;a!es1 El )a*ezal soporta la )arga del te)ho de la galería 0 se lo #sa )#ando ha0 peligro de derr#m*e solamente del te)ho 0 las dos paredes son firmes.
Figura: fortificación con
cabezales
01 Fr$i8icaci4n
cn
P'n$a!
<
Ca(e;a!1 Este tipo de fortifi)a)ión se #sa )#ando #na de las paredes 0 el te)ho representan #n peligro.
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C1 0!='es +irven
0!c>s1
para
mantener
firmemente
las
estr#)t#ras
de sostenimiento hasta "#e sean fi/ados por la propia presión del terreno H transmiten las )argas del terreno a las piezas de sostenimiento.
La madera tiene #na ma0or
resisten)ia a la )ompresión paralela a s#s fi*ras
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D1 C'?a1 +irve para mantener en s# l#gar los elementos de sostenimiento límite del !ng#lo 4=C a 95C
E1 E1 E1 E1 E1 Encri(ads e#3arri!!ads1 Es ne)esario )#ando el te)ho de #na la*or horizontal se halla elevado m#)ho.
F1 Ln%arina1 Página 8
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Escuela Académico Profesional de Ingeniería de Minas +e #sa )#ando se va a )om#ni)ar #na )himenea o ta/eo a #n nivel s#perior 0 se )olo)a de*a/o de la solera.
-1@1
Prcedi#ien$s 3ara ar#ar 'n c'adr1 A1 Marcar e! cen$r de !a !a(r1 &dentifi)ar los p#ntos de dire))ión 0 )olo)ar los )ordeles s#spendidos 0 orientar al tope de la la*or los p#ntos 0 mar)ar el )entro de la la*or.
01 Marcar
!s
3'n$s de %radien$e1
?olo)ar
los
)ordeles
p#ntos de gradiente 0 orientar ha)ia el tope de la la*or.
Página 9
en
los
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C1 Picar
!as
3a$i!!as1
De a)#erdo a
la #*i)a)ión de
los elementos
0
del
)omportamiento del terreno, pi)ar las patillas )on la longit#d ne)esaria.
D1 C!car
!s
e!e#en$s1 Realizado
las
patillas
)ortar todos
los
elementos
de a)#erdo a las distan)ias o*tenidas en el pi)ado de patillas.
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E1 Nive!aci4n de! ?olo)ado postes
0
c'adr1
los
elementosI
el
som*rero,
)olo)ar los )ordeles en los e(tremos del som*rero 0 a la alt#ra del p#nto de gradiente medir las distan)ias del poste al )ordel.
F1 0!='ear ivelado
<
enre"ar1
los
elementos
*lo"#ear en primer l#gar el som*rero a las )a/as 0 l#ego )olo)ar los tirantes. Primero se de*e en)ri*ar el te)ho 0 enre/ar los hastiales
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-11
M5$d
de
EB3!$aci4n1
La ro)a fra)t#rada se
de/a )aer o
es arrastrada por medio de in)hes por la )a/a piso hasta los *#zones. En alg#nos )asos se p#eden #tilizar pe"#e1os e"#ipos )argadores en las !reas enmaderadas, pero en general predominan los in)hes, los "#e p#eden ser de dos o tres tam*ores son los m!s )om#nes para operar en las es"#inas. La poten)ia de estos varía entre =95 KP, siendo #na poten)ia de 4= KP la m!(ima "#e el enmaderado resistir! sin ser removido por los s)raper-. +e p#eden #tilizar s)raper- a))ionados por aire o el$)tri)os, sin em*argo se prefiere el a))ionamiento por aire 0a "#e es m!s )ontrola*le 0 seg#ro "#e el el$)tri)o de*ido a s# peligro poten)ial de in)endio.
La ma0oría de los ta/eos por s"#are set- re"#ieren de #n posterior relleno, 0a "#e los )#adros no soportan demasiado peso, siendo m$todos de sostenimiento provisionales. Los ta/eos generalmente son rellenados )on desmonte o relleno hidr!#li)o. El desmonte para el relleno proviene deI 4. ?lasifi)ado man#al del material de ta/eo es )ostoso 0 generalmente no es pra)ti)ado. 9. Alzas en la )a/a te)ho, e/e)#tados )on el 8ni)o propósito de o*tener material de relleno, de preferen)ias se e/e)#tan en donde las )a/as son )ompetentes.
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61 Desde l#gares f#era del !rea del ta/eo, in)l#0endo desmonte de zonas de desarrollo, grava de rio, et). El relleno de desmonte es generalmente )ostoso de*ido a los )ostos de transporte hasta el ta/eo 0 el tener "#e espar)irlo #na vez en el l#gar. 2s#almente el m$todo m!s *arato de rellenar ta/eos por s"#are set es el relleno hidr!#li)o. ?on el #so del relleno hidr!#li)o se re)omienda "#e los )aminos 0 )h#tes sean enmaderados 0a "#e esta es la manera m!s f!)il de prevenir filtra)iones. El soporte de madera en mina )onstit#0e )omo el m!s f#ndamental m$todo para sostener ro)as "#e han sido perforadas a lo largo de #n t8nel de mina. De )#al"#ier modo los varios dise1os de armazón #tilizados 0 dise1ados, han tenido siempre $(ito en el tra*a/o de mina. &ntegrado a las e()ava)iones modernas 0 )ontrastado )on otros m$todos la forma de apli)a)ión de la madera, "#e tra*a/a )omo armazones, 0 )onstit#0e ahora en #na gran a0#da 0 a#(ilio.
-11
A3!icaci4n de #adera 3ara 'ss en #inera c# s3r$e1 La madera #sada )omo soporte en la mina es o*tenida de m#)has espe)ies de !r*oles. La madera de )onsisten)ia d#ra es #sada en !reas donde ha0 m#)ha presión de tierras 0 ro)as 0 en donde se ne)esita #na alta )apa)idad de resisten)ia. ormalmente la madera
es
#sada
l#ego
de
prepararla
)onvenientemente, para esto se desta/a la )orteza a lo largo de la longit#d de la madera de tal forma "#e nos "#eda #na madera en forma )#adrada. La madera es #sada ampliamente en las modernas opera)iones mineras. ?omo en la )onstr#))ión del soporte en el )h#te. Estos dise1os Página 13
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Escuela Académico Profesional de Ingeniería de Minas est!n ligados a )ada opera)ión para )onformar la dimensión de e"#ipo de a)arreo 3arrastre7. La madera no re"#iere de ning8n modo de e"#ipo espe)ial para #*i)ar soportes de )on)reto o a)ero. La #*i)a)ión de estos soportes re"#iere de
#n
)#idadoso
dimensionamiento 0 e()ava)ión para s# instala)ión. La madera p#ede ser f!)ilmente aserrada a fin de a/#starla )on otras maderas, logr!ndose así #n empalme "#e *rinda seg#ridad. El $(ito del #so de madera en tierra pesada depende
del )#idado 0
seg#ridad de la #*i)a)ión de los )#adros 0 a*razaderas para al)anzar 0 )ontrolar el rendimiento de la prod#))ión 0 la resisten)ia
ne)esaria
para soportar la e()ava)ión "#e se a*rir!. Así mismo, la distan)ia a la "#e se #*i)an los )#adros a lo largo de la e()ava)ión de la mina, tama1o, forma de los mismos 0 la distan)ia entre el te)ho 0 el piso, son )#idadosamente determinadas.
Prepara)ión De La 'adera
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Pro)ediendo a enti*ar
Revisan! e" a#$s%e
Realizando alinea)ión 0 aplome
Revisan! &eias e" '$a(! '!n e" es'an%i"")n
ra*a/o
terminado
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-1-,1 Fac$res ='e a8ec$an e! 's de! Sis$e#a de C'adrs1 '#)hos fa)tores de*en ser )onsiderados en la rela)ión del m$todo para e(plota)ión de minas, )#al"#iera sea la forma "#e el )#erpo mineralizado posea. &nfl#0en en la de)isión para #sar el sistema de )#adros sonI a7 ?antidad o grado de mineral. *7 ?ara)terísti)as físi)as del mineral 0 las ro)as )a/as. )7 ama1o, forma, *#zamiento del )#erpo mineralizado. d7 Efe)to del movimiento de tierras. e7 Disponi*ilidad 0 )osto de madera. f7 Disponi*ilidad de la mano de o*ra )alifi)ada para la )onstr#))ión de los )#adros. g7 Velo)idad de o(ida)ión de los minerales 0 seg#ridad de opera)iones. h7 F#entes 0 )ostos del relleno de material inservi*le.
E1 CONCLUSIONES1
El m$todo s"#are set )ons#me #na gran )antidad de madera 0 re"#iere m#)ha mano de o*ra, por lo "#e a)t#almente )asi est! en des#so 0 solo se /#stifi)a )#ando el mineral es m#0 ri)o.
La #tiliza)ión de este m$todo re"#iere de #na masiva mano de o*ra así )omo de gran material de madera para la esta*ilidad.
La poten)ia óptima del 0a)imiento para este m$todo es de ; a ;.=m.
%eneralmente se realiza en terrenos po)o )ompetentes.
Es #n m$todo adi)ional para la re)#pera)ión de material de alta le0.
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F1 0I0LIORAFIA1 httpI.est#diosmineros.)om'an#al'ineria'an#alM'ineria.pdf httpIes.s)ri*d.)omdo)=B='ane/oAm*ientaldeResid#os de?ian#ra)iondeNroenElLa*oratorio'etal#rgi)odeLa Fa)#ltadde&ngenieria httpIsis*i*.#nmsm.ed#.pe*i*virt#alp#*li)a)ionesgeologiav49Mn9< pdfa54v49n9<.pdf httpIge)o.mineroartesanal.)omti:idonloadMi:iMatta)hment.phpO att&d4954
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