Minado Por Cuadros
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N O I C A T UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA Facultad de Ingeniería O Escuela Académic !r"esinal de Ingeniería L #el$gica P Alumns% CHOLAN ALCANTARA, LILIBETH LOPEZ ORTIZ, JOSE SALAZAR MARIN, ROMARIUS VILLEGAS JIMENEZ, EDWIN
Cajamarca 16 de Julio del 2013
UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACUL(AD DE IN#ENIERÍA
Escuela Académico Académico Profesional Profesional de Ingeniería Geológica
INTRODUCCIÓN
Deno Denomi minad nado o tamb tambié ién n “squa “square re set” set”;; en el taje tajeo o se disp dispara aran, n, extr extrae aen n y entiban pequeños bloques de mineral, antes de proseguir a la siguiente secc secció ión. n. Un “squ “squar are e set” set” cons consis iste te en dos dos made madera rass ert ertic ical ales es y dos dos !ori !ori"o "ont ntal ales es gene general ralme ment nte e ubic ubicad ados os en #ngul #ngulo o rect recto. o. $as $as made maderas ras !ori"ontales generalmente son llamadas sombreros, se denominan aances cuan cuando do se ubic ubican an en posi posici ción ón perp perpen endi dicu cula larr al %ren %rente te;; las las made madera rass erticales son denominados postes. &n los extremos de la madera se !acen muescas a %in de agarrar las maderas adyacentes. 'e instalan cuadros sucesios de madera a %in de completar una estructura celular de soporte. &l entibado adyacente es encuadrado de tal manera que soporte el piso con% con%or orme me una una estr estruc uctu tura ra cont contin inua ua de piso pisoss !ori" !ori"ont ontal ales es de cuadr cuadros os rectangulares sostenidos en sus esquinas por medio de los postes.
Métodos de explotación :
' &
Minado con cuadros de Madera
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OBJETIVOS
OBEJTIVO GENERAL - (nali"ar &$ )*+D D& &-+(/01- 23 /U(D3'. &studiar sus
caracter4sticas as4 como sus entajas y desentajas en su utili"ación.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS -
Dar a conocer en que condiciones se aplica este método. 0denti%icar en que tipo de material es pre%erido su utili"ación. )ostrar que tipo tipo de materiales son necesarios para su ejecución. ejecución.
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ENTIBACIÓN POR CUADROS
&n general, la aplicación del “square set” est# declinado debido a los altos costos de labor y materiales, as4 como también a la escase" de yacimientos minerales con la ley lo su%icientemente alta como para equilibrar estos costos de explotación. 'e !an desarrollado métodos de explotación m#s e%ectios para ser utili"ados en este tipo de terrenos poco competentes.
$a aplicación del método tradicional “square set” en nuestro medio es limitada. $a entaja principal es que puede ser aplicado a cualquier %orma de cuerpo minerali"ado, sin embargo requiere de una mano de obra intensia y grandes suministros de madera para la estabilidad.
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&l método se basa sobre sistema de cuadros, el espacio entre los cuadros es rellenado; se dejan ciertas secciones que siren como galer4a, acceso y “orepass”.
$a
extracción es completamente manual, y las igas son armadas manualmente para el soporte en las operaciones de la labor. &l minado de “square set” es adecuado para cuerpos pequeños de alta ley, donde la recuperación sea alta 567789 y en donde la ley justi%ique el alto costo de operación.
CONDICIONES DE APLICACIÓN
&l
método de “square set” es aplicable en muc!as circunstancias, com:nmente bajo las siguientes condiciones. 6. 3ecuperación de pilares de alta ley entre los tajeos de corte y relleno, as4 como también por encima y debajo de las galer4as de acceso. . &xplotación de cuerpos minerali"ados en terreno incompetente, el cual es demasiado estrec!o, demasiado plano o demasiado irregular para ser minado por “bloc< caing” u otros métodos. =. &xplotación de cuerpos minerali"ado de alta ley en donde las pérdidas por dilución de los métodos de socaación sean inaceptables debido a posibles in%lamaciones espont#neas por presencia de sul%uros. >. &n yacimientos con una potencia m4nima de = a =.?m.
VENTAJAS DEL MÉTODO 6. @ran recuperación. $a dilución del mineral es también pequeña. . 2ueden separarse durante la explotación distintas clases de mineral. =. $a ganga puede dejarse ya en las explotaciones como relleno o sostenimiento. >. 2uede arrancarse el mineral incluso cuando la roca caja es irregular o los %ilones son propensos a desmoronarse. ?. 'e pueden seguir a oluntad las rami%icaciones de la minerali"ación en las cajas. A. Desde las "onas de explotación pueden tra"arse con %acilidad galer4as de exploración y e%ectuarse sondeos. “square set” B. @ran recuperación. $a dilución del mineral es también pequeña. Métodos de explotación :
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C. 2ueden separarse durante la explotación distintas clases de mineral. . $a ganga puede dejarse ya en las explotaciones como relleno o sostenimiento. 67.2uede arrancarse el mineral incluso cuando la roca caja es irregular o los %ilones son propensos a desmoronarse. 66. 'e pueden seguir a oluntad las rami%icaciones de la minerali"ación en las cajas. 6.Desde las "onas de explotación pueden tra"arse con %acilidad galer4as de exploración y e%ectuarse sondeos. “square set”
DESVENTAJAS DEL METODO 6. /ostos de extracción muy eleados. . aja productiidad. =. @ran consumo de materiales, madera. >. Di%icultades en el transporte motiadas por el gran consumo de materiales. ?. 2eligro de incendios.
ENMADERADO: A. SOSTENIMIENTO CON MADERA &l sostenimiento tiene por objeto mantener abiertas las labores durante la explotación, restableciendo la masa de roca que esta suelta. &n la mayor4a de los casos, solamente es necesario que las labores mineras permane"can abiertas durante de tiempo relatiamente cortos y por ello la %unción de los sostenimientos es reestablecer la condición de equilibrio, mas que asegurar un sostenimiento permanente
B. FORTIFICACIÓN CON MADERA E @aler4as. E /aminos. Métodos de explotación :
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E E E E E
/!imeneas. /uadros. 2reparación de +ajos. odegas. 'alas de !uinc!e, compresoras, comedores, o%icinas, etc.
C. CUADROS
CUADROS RECTOS: &n labores de aance !ori"ontales o sub!ori"ontales, los postes son instalados erticalmente y en labores con bu"amiento 5en mineral9, los postes son instalados en %orma perpendicular al bu"amiento, de tal manera que el sombrero quede paralelo a las cajas
Figura: izquierda: cuadros rectos, derecha: cuadros cónicos CUADROS CÓNICOS Son usados cuando la mayor presión procede de los !astiales. $a di%erencia con los cuadros rectos, solo radica en el !ec!o de que en los cuadros cónicos se reduce la longitud del sombrero, inclinando los postes, de tal manera de %ormar #ngulos de BCF a CF respecto al piso, quedando el cuadro de %orma trape"oidal.
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CUADRO COJO Estos est#n compuestos por solo un poste y un sombrero. 'e utili"an en etas angostas menores de = m de potencia. 'u uso permite ganar espacio de trabajo. 2ueden ser erticales o inclinados seg:n el bu"amiento de la estructura minerali"ada. &stos cuadros deben adecuarse a la %orma de la excaación para que cada elemento trabaje de acuerdo a las presiones ejercidas por el terreno.
Figura: Cuadro cojo
CONJUNTO DE CUADROS G &ste es un método costoso G /on baja productiidad G Utili"ado en minerales de alta ley G 2ara una m#xima recuperación, cuando no se pueden utili"ar cuadros simples 5rectos o cónicos9, lo cual ocurre cuando las dimensiones de la estructura minerali"ada o de la labor minera superan los = m.
D. FORTIFICACIÓN
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FORTIFICACION CON CABEZALES &l cabe"al soporta la carga del tec!o de la galer4a y se lo usa cuando !ay peligro de derrumbe solamente del tec!o y las dos paredes son %irmes
Figura: fortificación con cabezales FORTIFICACIÓN CON PUNTAL Y CABEZAL &ste tipo de %orti%icación se usa cuando una de las paredes y el tec!o representan un peligro.
PAQUETES DE MADERA (WOODPACKS G /uando los puntales de madera no son su%icientes para soportar el tec!o de una excaación, una alternatia de soporte es el uso de paquetes de madera.
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G &ste tipo de soporte es particularmente e%iciente cuando se desarrollan %allas extensias sobre el tec!o del tajeo, donde un gran peso muerto de la roca necesita ser soportado
CLASES DE MADERA EN EL PERU G &ucalipto G 3oble 3osado G 3oble G /ongona G (sta de Henado G &storaque G Ulcumano G $agarto
•
MINADO CON CUADROS DE MADE RASQUARE SET /onsiste en dos maderas erticales y dos !ori"ontales generalmente ubicadas en #ngulo recto. $as maderas !ori"ontales se llaman sombreros y las erticales se llaman postes TRABAJOS PREPARATORIOS 6. @aler4a de transporte, pre%erentemente en la caja piso. . @aler4as del niel in%erior en eta. =. /!imeneas de bloqueo, a distancias de =7 a >7 m. >. /!imeneas en desmonte pre%erentemente en caja piso, para ore pass y %ill pass. ?. /!imeneas de sericios para camino, ingreso de sericios.
!. MÉTODO DE E"PLOTACIÓN $a roca %racturada se deja caer o es arrastrada por medio de Iinc!es por la caja piso !asta los bu"ones. &n algunos casos se pueden utili"ar pequeños equipos
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cargadores en las #reas enmaderadas, pero en general predominan los Iinc!es, los que pueden ser de dos o tres tambores; son los m#s comunes para operar en las esquinas. $a potencia de estos ar4a entre ?J7 K2, siendo una potencia de 6? K2 la m#xima que el enmaderado resistir# sin ser remoido por los “scraper”. 'e pueden utili"ar “scraper” accionados por aire o eléctricos, sin embargo se pre%iere el accionamiento por aire ya que es m#s controlable y seguro que el eléctrico debido a su peligro potencial de incendio. $a mayor4a de los tajeos por “square set” requieren de un posterior relleno, ya que los cuadros no soportan demasiado peso, siendo métodos de sostenimiento proisionales. $os tajeos generalmente son rellenados con desmonte o relleno !idr#ulico. &l desmonte para el relleno proiene deL 6./lasi%icado manual del material de tajeo; es costoso y generalmente no es practicado .(l"as en la caja tec!o ejecutados con el :nico propósito de obtener material de relleno, de pre%erencias se ejecutan en donde las cajas son competentes. =.Desde lugares %uera del #rea del tajeo, incluyendo desmonte de "onas de desarrollo, graa de rio, etc. &l relleno de desmonte es generalmente costoso debido a los costos de transporte !asta el tajeo y el tener que esparcirlo una e" en el lugar. Usualmente el método m#s barato de rellenar tajeos por square set es el relleno !idr#ulico. /on el uso del relleno !idr#ulico se recomienda que los caminos y c!utes sean enmaderados ya que esta es la manera m#s %#cil de preenir %iltraciones. &l soporte de madera en mina constituye como el m#s %undamental método para sostener rocas que !an sido per%oradas a lo largo de un t:nel de mina. De
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cualquier modo los arios diseños de arma"ón utili"ados y diseñados, !an tenido siempre éxito en el trabajo de mina. 0ntegrado a las excaaciones modernas y contrastado con otros métodos la %orma de aplicación de la madera, que trabaja como arma"ones, y constituye a!ora en una gran ayuda y auxilio.
APLICACIÓN DE MADERA PARA USOS EN MINERÍA COMO SOPORTE $a madera usada como soporte en la mina es obtenida de muc!as especies de #rboles. $a madera de consistencia dura es usada en #reas donde !ay muc!a presión de tierras y rocas y en donde se necesita una alta capacidad de resistencia. -ormalmente la madera es usada luego de prepararla conenientemente, para esto se destaja la corte"a a lo largo de la longitud de la madera de tal %orma que nos queda una madera en %orma cuadrada. $a madera es usada ampliamente en las modernas operaciones mineras. /omo en la construcción del soporte en el c!ute. &stos diseños est#n ligados a cada operación para con%ormar la dimensión de equipo de acarreo 5arrastre9. $a madera no requiere de ning:n modo de equipo especial para ubicar soportes de concreto o acero. $a ubicación de estos soportes requiere de un cuidadoso dimensionamiento y excaación para su instalación. $a madera puede ser %#cilmente aserrada a %in de ajustarla con otras maderas, logr#ndose as4 un empalme que brinda seguridad. &l éxito del uso de madera en tierra pesada depende del cuidado y seguridad de la ubicación de los cuadros y abra"aderas para alcan"ar y controlar el rendimiento de la producción y la resistencia necesaria para soportar la excaación que se abrir#. (s4 mismo, la distancia a la que se ubican los cuadros a lo largo de la excaación de la mina, tamaño, %orma de los mismos y la distancia entre el tec!o y el piso, son cuidadosamente determinadas.
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FACTORES QUE AFECTAN EL USO DEL SISTEMA DE CUADROS )uc!os %actores deben ser considerados en la relación del método para explotación de minas cualquiera sea la %orma que el cuerpo minerali"ado posea. /uando se utili"a el sistema dé cuadros en mina, se considera el cambio a los siguientes métodosL • • •
M/ut and %illM M+op slicingM M'ubleeN caingM
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0n%luyen en la decisión para usar el sistema de cuadros sonL a9 /antidad o grado de mineral. b9 /aracter4sticas %4sicas del mineral y las rocas cajas. c9 +amaño, %orma, bu"amiento del cuerpo minerali"ado. d9 &%ecto del moimiento de tierras. e9 Disponibilidad y costo de madera. %9 Disponibilidad de la mano de obra cali%icada para la construcción de los cuadros. g9 Helocidad de oxidación de los minerales y seguridad de operaciones. !9 Ouentes y costos del relleno de material inserible.
B6*7$# 8// M*$ I+&9, USA &l un?, se recuperó de alto grado de cadmio en los productos de desec!o de la %undición. un?F de #ngulo sobre el mineral al niel próximo A6m m#s arriba. $as intersecciones de mineral en los cortes adyacentes determinan la alineación de las c!imeneas. &sta c!imenea se encriba con cribado de 6?mm x 7mm por 6.Cmm, obteniéndose 7=mm de aance por anillo, con dimensiones internas 6.?m x 6.?m. ( una eleación de B.Am por encima del tec!o de la cortada se instalan cuadros de 6.?m x =m x .>m. 'e contin:a entonces la c!imenea !asta el próximo niel. 'e ejecuta una tola encribada desde la cortada !asta el piso del cuadro empleando a unos >.?m a lo largo del rumbo desde la c!imenea de sericio. 'e conectan la tola del mineral y la c!imenea de sericio, y el #rea es entibada con maderas de 6.?m x =m, los cuadros se aan"an 6.?m a lo largo del rumbo por cuadro. 'e construyen dos cribas de 6.?m x 6.?x con maderos de ?6mm x 6?mm por 6m que se asientan sobre cada cuadro para apoyar el tec!o.
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$os cuadros se cubren con ?6mm de maderos para impedir la ca4da de material suelto. &l tajeo puede aan"arse a lo largo de la caja piso o de la caja tec!o sobre ambos lados de la c!imenea de camino. /uando el tajeo aan"a !asta el l4mite de la minerali"ación o a la longitud deseada, se iniciar# entonces una segunda %aja. 2ara reali"ar esto, se instala un cuadro o puente consistente de dos postes y un sombrero corto al lado apropiado de la tola debajo de los dos sombreros de 6.?m, permitiendo a uno de los postes ser quitado. &sto proee acceso a la tola para ser el segundo carril. $a necesidad del puente puede eliminarse excepto en el terreno m#s pesado, instalando un cuadro de =m x =m en la tola al cortar el primer carril.
Oigura =. 2reparación y minado por square set. (ntes de poder aan"ar el segundo carril, se instala una pared de maderas sobre el enmaderado a excepción del #rea desde el camino a la tola el cual es llenado con arena 5%igura =9. &n lugar de relleno de arena se pueden instalar puntales separadores entre los postes de la caja tec!o y caja piso pegados adyacentemente a los cortes que se est#n disparando. &stos tirantes deben
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quitarse con anterioridad a la limpie"a de la arena luego de que toda l #rea del tajeo !aya sido minada. &n #reas que requieran soporte m4nimo, se puede aan"ar una cara de !asta > cuadros 56m9 de amplitud. &l tec!o se mantiene plano y bastante cerca de la madera para que los cuadros cortos puedan proeer un soporte adecuado del tec!o sin tener que instalar rellenos. /uando se prepara el minado de la caja piso, el #rea desde el camino a la tola se leanta o se tajea al tec!o. &l enmaderado en el corte superior es colocado al igual que en el primer corte. $os postes superiores son ubicados directamente encima de los postes in%eriores, se utili"a un marco en ( de apoyo en la caja tec!o. Wa que el bu"amiento general de estos cuerpos minerali"ados ar4a entre >?F y A7F !ay com:nmente una comparación de cuadros a la caja piso por cada corte !ori"ontal de tal manera que los postes en la caja piso est#n ubicados en roca sólida. Después de que toda el #rea !aya sido minada en la eleación del primer corte, todo el equipo es leantado y la tola se encriban !asta la próxima eleación, y el primer corte es rellenado con arena !asta la cima de la madera. &l segundo corte es minado de la misma manera que el primero, excepto que se per%oran %rentes !acia abajo.
C,4-,4 1 %#,+6'-3+&+$4: Durante 6BC los costos de labor en el tajeo por tonelada minada oscilaron entre U'T .C7 a U'T?.?7 promediando en U'T=.7. $as toneladas por !ombreJguardia oscilaron desde 67 a C y promediaron sobre 7.
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LA UNIDAD ECONÓMICA ADMINISTRATIVA CULEBRILLAS
U'&')* 1 &''$4, $a U.&.(./ulebrillas se ubica el paraje denominado /ulebrillas, dentro de la jurisdicción de los %undos /ulebrillas y (tunpata, en el distrito de 2arcoy, proincia de 2ata" y departamento de $a $ibertad, er 2lano 3&J6 entre las coordenadas U+) 2'(D ?A X Yona 6CL Z66B,>77 - y ?,?77 & con cotas entre los =7 msnm y B77 msnm. &l acceso por carretera se reali"a siguiendo la ruta $ima X +rujillo, +rujillo X Kuamac!uco seguido por la ruta Kuamac!ucoJ 2uente /!agual X/!ilcapampa J/ulebrillas, 2arcoy. 2or 4a #rea se puede llegar !asta el aeropuerto de /!agual desde las ciudades de +rujillo y $ima en aioneta, con tiempos de uelo de >? minutos y 6!ora >7 minutos respectiamente. Desde /!agual la mina se encuentra a una distancia aproximada de ?> .= m=Sdia respectiamente. $a U.&.(. /ulebrillas se encuentra operatia desde 6? y !asta la %ec!a no se obseran señales de que se genere drenaje #cido de roca ni lixiiación de metales en las bocaminas.
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CONCLUSIÓNES
&ste método consume una gran cantidad de madera y requiere muc!a mano de obra, por lo que actualmente casi est# en desuso y solo se justi%ica cuando el mineral es muy rico.
$a utili"ación de este método requiere de una masia mano de obra as4 como de gran material de madera para la estabilidad.
$a potencia óptima del yacimiento para este método es de = a =.?m.
@eneralmente se reali"a en terrenos poco competentes.
&s un método adicional para la recuperación de material de alta ley.
BIBLIOGRAFÍA !ttpLSSIII.estudiosmineros.comS)anual)ineriaS)anual])ineria.pd% !ttpLSSes.scribd.comSdocS?>B=76S)etodosJdeJ&xplotacionJ'ubterranea !ttpLSSingeminaSmetodosJdeJ&xplotacionJ'ubterranea Métodos de explotación :
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