INTRODUCCIÓN La programación del desarrollo en la explotación de u na 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 u n 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.
SISTEMA DE MINADO SUBTERRÁNEO CON RAMPAS MINERIA SUBTERRANEA RAMPAS Son labores similares a las galerías, pero con una inclinación positiva o negativa sobre un 5% que permite servir de entrada principal a una mina accesando a los diferentes niveles de trabajo, que están a distintas cotas. Se diferencian de los túneles por su forma de construcción. Pueden ser circulares, elípticas, zigzag, en ocho, rectas, o elípticas. La pendiente para el tránsito de equipos es de 10 a 12%. De considerable pendiente a fin de ganar longitud y altura se desarrolla fuera de la veta, sobre roca o material estéril como acceso de la superficie a interior mina o para unir dos o más labores horizontales o niveles subterráneos de diferentes cotas y usualmente están dirigidas hacia abajo.
RAMPA. Una rampa es un elemento de la arquitectura o de la ingeniería que permite vincular dos lugares que se encuentran a diferente altura, Lo que permite la rampa es descender o ascender a uno u otro espacio a través de su superficie.
USO DE LA RAMPA Existen muchos requisitos diferentes para las rampas en las operaciones mineras subterráneas con diversos grados de importancia para la producción de minas. En general se pueden clasificar de la siguiente manera:
RAMPA DE PRODUCCIÓN DE SUPERFICIE: Una rampa que proporciona acceso a la mina desde la superficie y se utiliza para transportar mineral utilizando camiones de transporte. En general, se utilizan en minas subterráneas más superficiales como alternativa a los ejes, aunque
recientemente se han utilizado ampliamente en minas de gran volumen y profundidad moderada.
RAMPA DE MANEJO DE MINERAL: Una rampa que no va a la superficie, pero sigue siendo una parte fundamental de la producción y el manejo del mineral. Generalmente se utiliza para mover el mineral de subniveles a niveles primarios o al paso de mineral más cercano donde puede ser transportado a una bolsa de carga para ser transportado a la superficie a través de saltos.
RAMPA DE SERVICIO: Una rampa que se necesita únicamente para mover equipos y personal entre niveles y subniveles a medida que avanza el trabajo, y no para fines de producción.
Nota: En algunos casos, una rampa realizará algunas o todas las funciones listadas. En particular, una rampa de producción de superficie puede realizar todas las funciones y una rampa de manipulación de mineral también puede actuar como una rampa de servicio. Cuando se establece un diseño de planta de minas, de las cuales las rampas son un componente vital, es importante considerar cómo el equipo y el mineral podrán mo verse eficientemente por toda la mina. Algunas grandes minas con varios cuerpos de aluvión pueden necesitar más de una rampa de producción de superficie. Otros pueden necesitar varias rampas de manejo de mineral para acomodar un eje, o tal vez simplemente una sola rampa de servicio para mover ocasionalmente equipo. Cada depósito tiene requisitos únicos. El tipo de rampa y su uso previsto dictarán todos los demás parámetros de diseño de la rampa. Se necesitará construir una rampa de producción de superficie para acomodar la tasa de producción deseada. Esto debe hacerse considerando la proporción ideal de CAPEX a OPEX y un VAN optimizado (u otras metas del proyecto). En términos generales, más gasto en CAPEX resultará en menor OPEX; vehículos de transporte más grandes y más eficientes, tiempos de ciclo optimizados para consumibles y salarios reducidos (ver sección "Grado de Rampa"). En el extremo opuesto del espectro, las rampas de servicio sólo se deben diseñar para cumplir con los requisitos mínimos de la reglamentación, así como con los requ isitos del vehículo.
VENTAJAS DEL ACCESO A LA RAMPA •
Las tasas de avance más rápidas en la etapa de desarrollo permiten un acceso más rápido al mineral
•
Generalmente, el menor costo de capital para
•
Producción flexible basada en la selección de equipos
•
Mayor movilidad de equipos entre niveles
DESVENTAJAS DEL ACCESO A LA RAMPA •
Menos productivo que el acceso al eje
•
Altos costos de operación a medida que aumenta la profundidad
•
Puede requerir apoyo extensivo en tierra en condiciones de roca pobres
COLOCACIÓN Y TIPO DE RAMPA En general, hay tres tipos principales de rampas, así como las variaciones o h íbridos de los tres: rampas en espiral, rampas de cambio y rampas rectas. Cada uno tiene ventajas y desventajas. La colocación también desempeñará un papel importante para determinar qué tipo de rampa es la más adecuada para un proyecto, por lo tanto, estos parámetros de diseño deben establecerse en tándem.
TIPO DE RAMPA
RAMPAS ESPIRALES: Las rampas en espiral permiten que los vehículos viajen a velocidades moderadas sin tener que reducir las curvas en las esquinas redondeadas, como en el caso de las rampas de marcha atrás, y pueden acceder a múltiples niveles razonablemente bien con cortes cortos. También proporcionan una huella compacta cuando el tamaño de la parcela en superficie es una limitación de diseño. No obstante, pueden ser más difíciles para los equipos y operadores que deben someterse a fuerzas centrífugas continuas.
RAMPAS DE CONMUTACIÓN: Las rampas de conmutación son ideales para acceder a todos los niveles y subniveles con cortes transversales mínimos y, por lo tanto, deben ser la opción principal para el manejo del mineral y rampas de servicio, especialmente cuando los bajos costos de desarrollo son una prioridad. Sin embargo, requieren que los vehículos disminuyan en cada esquina, lo que puede aumentar sustancialmente los tiempos de viaje / ciclo.
RAMPAS RECTAS: Las rampas rectas raramente son capaces de acceder a todos los niveles necesarios de una mina y por lo tanto deben reservarse para las rampas de producción de superficie. Permiten a los vehículos viajar más rápido que otros tipos de rampa. Las rampas rectas llegarán a la superficie a una distancia sustancial del yacimiento y la colocación de la infraestructura debe ser planificada en consecuencia. En consecuencia, también se requieren mayores requisitos de propiedad de la tierra. Sin embargo, debe observarse que en algunos casos estos problemas pueden resolverse con un solo cambio de posición bien colocado.
COLOCACIÓN DE RAMPA La colocación de rampa está dictada por requisitos funcionales / de producción y está restringida por consideraciones geotécnicas. En términos generales, una rampa utilizada para la producción debe colocarse centralmente en relación con el cuerpo de mineral para alcanzar tiempos de recorrido promedio mínimos desde el tablero hasta la rampa. Dicho esto, las limitaciones geotécnicas tales como los diques o fallas pueden a veces hacer esto difícil o imposible. También es preferible colocar una rampa en la pared del pie en lugar de la pared colgante donde el esfuerzo de tracción es menos probable que sea un factor significativo. El área geotécnica de influencia es también una consideración clave. Es decir, deben colocarse rampas para que las acumulaciones de tensión causadas por las excavaciones mineras no afecten la integridad estructural de la rampa y viceversa.
Figura 1: Este diagrama ilustra la roca producida alrededor de las excavaciones circundantes y sus efectos entre sí. Demuestra el efecto que la proximidad entre las excavaciones tiene sobre su integridad estructural. Debe tenerse en cuenta que muestra los elementos producidos después de que se haya producido el ciclo de redistribución total del estrés, proceso que toma algún tiempo. Por esta razón, no es inmediatamente problemático dentro de las excavaciones temporales, tales como stops, ya que sería dentro de las excavaciones permanentes, tales como rampas.
GRADO DE RAMPA Grado es un parámetro de diseño muy importante a considerar. Tiene un impacto sustancial tanto en el gasto de capital como en el costo de operación. En términos generales, más capital invertido dará lugar a menores costos generales de operación y viceversa. El rango de gradientes típico para sistemas de rampa subt erráneos está entre el 10% y el 15,5%, aunque en algunas minas de gran volumen con camiones más grandes, pueden estar en un rango más similar a la de los caminos de tiro a cielo a bierto, del 6% al 10%. Es importante identificar sus metas en términos de un a relación ideal de capital y costo de operación al determinar un grado ideal. Esto dependerá tanto de las proyecciones globales de flujo de caja de los proyectos como del propósito final de la rampa.
FUNCION DE LAS RAMPAS. •
Labor de accesos de equipos y maquinarias pesadas (perforación, transporte, relleno) sobre llantas a interior Mina desde la superficie o entre los niveles
•
Une labores horizontales de diferentes cotas o profundidades
•
Permite la extracción del mineral por medios rápidos y flexibles con equipos de bajo perfil.
•
Permite el acceso de personal, materiales, insumos y herramientas, etc. a interior mina.
•
Las rampas se pueden construir o desarrollar en variadas formas: Circular, elípticas, rampas en 8, en zigzag, helicoidales, horizontales con la pendiente adecuada.
PARÁMETROS DE DISEÑO Principales: Sección, gradiente, radio de curvatura, longitud. 1. SECCION: Varía de acuerdo con la capacidad de producción a las características geotécnicas del terreno con los cuales se elige el tamaño del equipo a emplear: Para determinar estas secciones y otros accesos se tienen varios métodos:
a) El ancho debe ser entre 1.75 a 2.0 m. más ancho que el equipo más grande que se emplea y la altura es 0.50 m. más alto que la suma del ancho y altura del equipo elegido. b) Otro método considera que la altura de la labor de be ser 1.0 m. a 1.3 m más alto que el equipo elegido. c) También se menciona que la diferencia entre el ancho y la altura de una labor debe ser en un máximo de 2.0 m.
2. GRADIENTE O PENDIENTE: cada rampa tiene una pendiente más favorable a su gradiente optima, determinada principalmente por su producción, evolución o desarrollo y por sus costos de operación. La gradiente optima esta entre 8 a 10 % pudiendo llegar hasta 15 %; siendo en nuestra minería la gradiente promedio de 12 % con resultados satisfactorios. Para casos especiales, cuando se trata de rampas auxiliares la gradiente puede alcanzar entre 17 y 20 % en tramos cortos.
3. RADIO DE CURVATURA: Lo aconsejable es que las vías de transporte deban ser lo más rectas posibles, o que las curvas deben tener un radio de curvatura más grande. Estos radios se eligen en razón a los equipos a emplearse. Tenemos dos tipos de curvatura que se especifican en los catálogos: a)
RI: Radio de curvatura interno
b)
RC: Radio de curvatura externo.
Es más usual tener en cuenta el RE que es el más optimo a fin de evitar choques accidentales u otros problemas de interrupción de transporte, debiendo ser lo suficientemente amplio para una circulación eficaz. Para elegir el radio de curvatura óptimo en una mina, se tomará el RE del equipo más grande en longitud.
PROCEDIMIENTOS PARA EL DISEÑO
Diseñar chimeneas y echaderos de mineral y desmonte.
Procurar que la rampa tenga la menor longitud de desarrollo como sea posible.
Geometría del depósito mineralizado.
Topografía del lugar
Tener ejecutados los niveles principales de acceso y extracción, de 60m a 90m de desnivel.
Gradiente óptima para desarrollar velocidades de 20 a 30 km/h y que todos los vehículos no tengan dificultad para subir.
Radios de curvatura mínimos permisibles.
Sección transversal óptima.
Evitar trabajos de sostenimiento
CONDICIÓN DESFAVORABLE (fig. 1)
TAMAÑO DEL CAMIÓN Aumentar el tamaño de los vehículos de transporte en general reduce los costos de operación. Hay menos operadores y los vehículos más grandes son generalmente más eficientes en términos de $ / tonelada movida. Dicho esto, la tasa de producción debe ser la fuerza motriz para el tamaño del vehículo. El consenso general para el número óptimo de vehículos en funcionamiento en una rampa está en el intervalo de 4-8. El número deseado de vehículos, junto con la tasa de producción le permitirá a los vehículos de tamaño de transporte. Cada vehículo tiene características de rendimiento únicas, por lo que los tiempos de ciclo óptimos con respecto al grado varían con diferentes vehículos. En este caso particular, un grado del 12% es óptimo para los camiones de carga trasera de 25 y 40 toneladas.
DIMENSIONES TRANSVERSALES La sección transversal de una rampa indica que debe haber al menos 1,5 metros de espacio lateral entre la anchura máxima de la pieza más grande de equipo móvil y ambos lados de la rampa o cualquier obstrucción que pueda pasar el equipo móvil. Verticalmente, las regulaciones requieren un mínimo de 30 cent ímetros de espacio libre entre el punto más alto de la pieza más alta de equipo móvil y el techo de la rampa o el fondo de cualquier obstrucción que el equipo pueda pasar debajo. Estas obstrucciones pueden incluir pasarelas, conductos de ventilación, estaciones de seguridad, etc. Debe recordarse que estos son requerimientos mínimos de regulación y consideración también debe hacerse a situaciones tales como la altura del estiércol en un camión de transporte cargado. También es prudente considerar el equipo que se utilizará para desarrollar la rampa. Debe haber una holgura suficiente para permitir que el equipo de desbarbado pueda cargar los vehículos de transporte durante la construcción de la rampa. Las secciones transversales pueden variar de 2,2 por 2,5 metros a 5,5 a 6,0 metros. Las rampas más pequeñas se permiten para el equipo ferroviario, mientras que un camión pesado de la mina pesada junto con un conducto de la ventilación requiere aproximadamente 25 metros cuadrados del área transversal. Un ejemplo visual de esta área de sección transversal más grande se puede encontrar.
Se deben efectuar cálculos para determinar la longitud total de la rampa en los tramos entre niveles, estos cálculos se deben efectu ar con diferentes alternativas de gradientes, para estimar el costo de su ejecución.
INTERSECCIONES Las principales consideraciones para determinar el tamaño apropiado de una intersección del sistema de rampa incluyen: Líneas de vista de vehículos, requisitos de radio de giro del vehículo y grado en la intersección. Para ilustrar mejor los efectos de estas consideraciones. Para el propósito de este análisis, se utilizaron las especificaciones de equipo de una variedad de camiones de transporte CAT de tamaño . Equipo
Anchura de Apagado (m)
Radio de giro: Exterior (m)
Radio de giro: Interior (m)
CAT AD30
4,00
8,57
5,03
CAT AD45B
4,50
9,29
5,31
CAT AD60
5,00
10,01
5,54
Estos valores se utilizaron para crear un ejemplo de una intersección del sistema de rampa. Para el diseño de la anchura de la rampa y el radio de giro máximo para cada tipo de camión se utilizó el ancho mínimo de holgura para cada tipo de camión para diseñar las esquinas de la intersección.
Ejemplo de una intersección de rampa con parámetros variables según el tamaño del camión mostrado
muestra las especificaciones típicas del fabricante relacionadas con el radio de giro. Tenga en cuenta que éstas son dimensiones mínimas para el espacio libre y que se necesita aplicar anchura adicional como se detalla en la sección "Dimensiones transversales" de este artículo. Es posible que también sea necesario aplicar una autorización adicional para lograr líneas de visión mejoradas con fines de seguridad.
DETERMINAR EL EJE DE TRAYECTORIA DE LA RAMPA. Se toma en cuenta:
Forma geométrica del yacimiento.
Condiciones mecánicas del relleno mineralizado y de las rocas encajonantes.
El método de explotación por aplicarse.
Mínimo radio de curvatura durante su desarrollo.
SECUENCIA DE EJECUCIÓN
1)
Perforación y voladura (Jumbo de 2 brazos depende de equipo disponible).
Malla de perforación 4m x 5m
2)
Ventilación y sostenimiento (Depende del tipo de roca y tipo de explosivo)
3)
Limpieza y acarreo (Volvos N10 N12, scooptram)
4)
Drenaje (Depende del nivel freático, uso de bombas según demanda)
–
FUNCION DE LAS RAMPAS.
Labor de accesos de equipos y maquinarias pesadas (perforación, transporte, relleno) sobre llantas a interior Mina desde la superficie o entre los niveles
Une labores horizontales de diferentes cotas o profundidades
Permite la extracción del mineral por medios rápidos y flexibles con equipos de bajo perfil.
Permite el acceso de personal, materiales, insumos y herramientas, etc. a interior mina.
Las rampas se pueden construir o desarrollar en variadas formas: Circular, elípticas, rampas en 8, en zig-zag, helicoidales, horizontales con la pendiente adecuada.
UNIDADES MINERAS QUE VIENE UTILIZANDO RAMPAS Rampas de 6.0 m. x 4.0 m.
Rampas de 3.2 m. x 3.2 m.
(Mina Cobriza)
(Mina San Cristobal)
DUX de 30 TM.
Camiones de bajo perfil de 11 TM
Scooptrams de 13 Yd³.
Scooptrams de 2 a 5 Yd³.
Jumbos Hidráulicos de 3 brazos.
Jumbos y Track drill).
Otros equipos de servicios de gran capacidad.
Rampas de 4.2 m. x 4.2 m.
Rampas Auxiliares de 2.5 m. x 2.5 m.
(Mina Andaychagua).
Equipos de baja capacidad de
Camiones volquetes de bajo perfil 9
transporte.
(Teletrams). Payloaders o Cargadores frontales. Scooptrams de hasta 8 Yd³.
CARACTERÍSTICAS DE DISEÑO DE RAMPA EN ZIGZAG EN LA MINA COBRIZA. 1) Radio de curvatura: 14m 2) Paso: 24m 3) Gradiente: 12% 4) Ancho del pilar: 52m 5) Desarrollo sobre mineral: 44% 6) Desarrollo sobre desmonte: 56% 7) 7. La chimenea de ore pass o echadero, se hace dentro del centro de –
figura de zigzag y la chimenea de servicio se perfora al costado del zigzag.
Ventajas: a) Mayor visibilidad con el consecuente desarrollo de mayores velocidades de los vehículos. b) Incremento del avance mensual del desarrollo de la rampa. c) Mayor porcentaje de recuperación, debido a la reducción del ancho de los pilares.
Desventajas: a)
Mayor utilización de elementos de sostenimiento.
b)
Menor tonelaje de extracción de mineral durante la perforación.
c)
Problema de deposición o echadero de desmonte.
CARACTERÍSTICAS DE DISEÑO DE RAMPAS EN ESPIRAL EN LA MINA COBRIZA 1. Radio de curvatura: 14m 2. Paso: 12m 3. Gradiente: 12% 4. Desarrollo sobre mineral: 86% 5. Desarrollo sobre desmonte: 14% 6. Pilar: 72m 7. Las chimeneas de servicio y ore-pass se encuentran al costado del espiral.
Ventajas: a) Mayor extracción del mineral durante el desarrollo de la rampa. b) Por la competencia del terreno en mineral, menor costo en sostenimiento.
Desventajas: a) Por la dureza del terreno mayor cantidad de perforación y explosivos 130% más que en desmonte. b) La longitud del pilar disminuye la longitud de los tajeos, por lo tanto, menor porcentaje de recuperación. c) Poca visibilidad por exceso de curvas, por lo tanto, mayor riesgo de accidentes y menor capacidad para desarrollar velocidad en el transporte.
CONCLUSIONES En el siguiente trabajo las conclusiones son:
Al empezar el laboreo se debe de considerar las características geomecánicas del macizo rocoso para la implementación de una rampa.
Para el buen diseño de la rampa es importante seleccionar los equipos con la cual se va a laborar.
Se debe de considerar la especificaciones técnicas de los equipos para el diseño de la curvatura y así evitar accidentes, disminuir el tiempo de acarreo por ciclo.
Al momento de diseño de rampa se debe tener en cuenta el gradiente apropiado para no perjudicar en el tiempo de acareo del mineral.
1) Perforación y voladura (Jumbo de 2 brazos) 2) Ventilación y sostenimiento (Depende del tipo de roca y tipo
