OPERACIONES UNITARIAS EN MINERÍA SUBTERRÁNEA

OPERACIONES UNITARIAS MINERÍA SUBTERRÁNEA

EN

Perforación La perforación es la primera operación en la preparación de una voladura. Su propósito es abrir en la roca huecos cilíndricos denominados taladros y están destinados a alojar al explosivo y sus accesorios iniciadores. Por ser la primera operación dentro del ciclo de operación mina. Equipo de perforación

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Percusión: Impactos producidos por los golpes del pistón originan ondas de choque que se transmiten a la broca a través del varillaje. Rotación: Con este movimiento se hace girar la broca para que los impactos se produzcan sobre la roca en distintas posiciones. Empuje: Para mantener en contacto la broca con la roca. Barrido: Fluido de barrido que permite extraer el detrito del fondo de la perforación.

CLASIFICACIONES SEGÚN EL TIPO DE TRABAJO 

Perforación de avance de galerías y túneles: Perforaciones preferentemente horizontales llevadas a cabo en forma manual o en forma mecanizada (jumbos).

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Perforación de banqueo: Perforaciones verticales o inclinadas utilizadas preferentemente en proyectos a cielo abierto y minería subterránea (L.B.H.).

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Perforación de producción: Término utilizado en las explotaciones mineras a trabajos de extracción de mineral (estéril). Los equipos y métodos varían según el sistema de explotación.

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Perforación de chimeneas: Labores verticales muy utilizadas en minería subterránea y obras civiles. Se utilizan métodos de perforación especiales, entre los cuales destacan el método Raise Boring y la jaula trepadora Alimak.

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Perforación con recubrimiento: Utilizado en materiales poco consolidados, en perforación de pozos de captación de aguas y perforaciones submarinas. Sostenimiento de rocas: Utilizado para la colocación de pernos de anclaje en labores subterráneas principalmente.

VOLADURA O TRONADURA Se debe indicar el tipo de explosivo que se utilizará, así como el tipo

de iniciadores, la cantidad de explosivos e iniciadores que se utilizará en cada tronadura y la frecuencia diaria o semanal con la que se realizarán las tronaduras. En cada hoyo cargado con explosivo, se introduce un detonante de encendido eléctrico, el que se detona mediante control remoto. La tronadura involucra el uso de explosivos, Por lo que las personas encargadas de manipular estos productos deberán necesariamente contar Con licencia vigente Como manipulador de explosivos, otorgada Por la autoridad Fiscalizadora. ALMACENAMIENTO Deben efectuarse solo en polvorines autorizados según normas oficiales, cumpliendo con las siguientes recomendaciones:  Deben ser inaccesibles a personas extrañas y vigilados.  Deben estar a distancias prudenciales de otras instalaciones para evitar explosiones o daños por simpatía.  Estando prohibido almacenar juntos explosivos y accesorios deben haber polvorines para ambos.  Está prohibido almacenar explosivos o accesorios con otros materiales o insumos ajenos a ellos. Tipos de Polvorines Polvorines de superficie: Son los construidos sobre el nivel del terreno, y sus capacidades varían de acuerdo a las características del almacén de explosivos y necesidades del usuario. Polvorines subterráneos: Son aquellos que se construyen en galerías o túneles en el interior de una mina. Tienen comunicación con otras galerías de la misma mina y se les destina, por lo general, al almacenamiento temporal de explosivos Polvorines enterrados: Son los almacenes de explosivos instalados en socavones o galerías sin comunicación a otras labores subterráneas en actividad. Pueden también estar constituidos por una bóveda recubierta de tierra suelta, con una techumbre adecuadamente resistente para soportarla. Polvorines móviles: Son aquellos que pueden ser trasladados de un lugar a otro sobre vehí- culos de transporte.

Carguío de tiros

CARGUÍO La carga tradicionalmente se divide en:

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Carga manual, efectuada por el hombre. Tiene un rendimiento bajo, con un máximo de tan solo 1,5 a 2,25 t/h por hombre, con lo que está completamente en desuso en la actualidad. Se efectúa como operación auxiliar o de limpieza de galerías, sobre vagón o sobre transportador blindado. Carga mecánica, mediante un equipo mecánico cuyos principales elementos y dispositivos de carga son: Pala cargadora. A su vez puede ser de descarga o vuelco central, pala sobre vías, orugas o ruedas, con una cuchara de capacidad entre 100 y 400 L; y de descarga o vuelco lateral, las principales diferencias con las de descarga central son: su mayor capacidad, su mayor rapidez, su mayor rendimiento y que suelen estar accionadas por motores de combustión interna; pero la diferencia más notable es el propio sistema de descarga. La cuchara está cerrada por un lateral y abierta por otro. Una vez cargada, la cuchara se eleva y pivota sobre uno de sus extremos, volcando por la parte abierta sobre el sistema de evacuación. Scraper (rascador), es un sistema de carga que retira el mineral o el estéril del frente mediante un elemento de carga similar a una cuchara arrastrada por un cable; dicha cuchara tiene una capacidad variable, desde 0,4 a 1 metro cúbico y presenta distintas formas según la densidad y granulometría del material a cargar

Transporte TIPOS DE TRANSPORTE Según su situación: transporte interior (desde el taller de arrastre hasta el embarque interior) o de superficie (parte del embarque y llega hasta la

preparación, la zona de descarga, o la escombrera, según lo que se esté transportando). Según su dirección: transporte horizontal (en galerías y transversales), inclinado (con una cierta inclinación), y vertical (extracción por jaulas o skips desde el embarque situado en el interior hasta el exterior de la mina). Según su sentido: transporte ascendente o descendente. Según los lugares donde se realiza el transporte: transporte de explotación (por gravedad, manual o mecánico), en galerías (manual por vagones, semoviente por mulas o mecánico), o extracción por planos inclinados y por pozos (desde los embarques interiores de la mina hasta los exteriores). Según el ciclo de transporte: transporte simple (se transportan unidades llenas o vacías sucesivamente, nunca a la vez) o doble (se transportan unidades llenas y vacías simultáneamente). Según el tipo de minería: transporte de carbón, sal, minería metálica u otras minerías. Según la masa que se transporta: transporte de mineral, de estéril, de material, de maquinaria, de elementos de repuesto, de relleno del post taller y material para aprovechamiento de huecos, de lodos o de personal (tren de personal, cinta transportadora, telemina, telesilla o monorraíl) 6.1.1. SEGÚN EL TIPO DE PROCESO: TRANSPORTE CONTINUO O DISCONTINUO.

A). TRANSPORTE DISCONTINUO

Transporte discontinuo sobre vías El transporte discontinuo presenta como principales características que se puede descomponer en distintos tramos, con distintas direcciones, siendo más versátil y ajustándose mejor a las condiciones variables de la mina que el transporte continuo. Los principales sistemas de transporte discontinuo son: Trasporte por cabrestante sobre vía o monorraíl. Transporte por locomotora: sistema tradicional de transporte en minería de interior. Si en una mina solo se pudiera tener un medio de transporte, como se necesitaría que éste fuera bidireccional, sería el medio más adecuado. Transporte por monorraíl: se tiene un carril de rodadura formado por un perfil laminado en barras de 3 m de longitud, colgadas por dos puntos de suspensión cada una de la entibación metálica mediante cadenas de acero. Los perfiles de monorraíl van provistos de uniones articuladas, con gorrón y estribo para unir unos a otros y para suspenderlos de la entibación. La carga del material se efectúa en una canoa diseñada para tal fin, o colgada de uno o varios carros. El sistema de transporte puede ser manual o con elemento tractor. Transporte sobre vía: es una solución adecuada para el transporte a larga distancia, pero es poco flexible, pues solo se puede circular por donde hay vía tendida. La vía minera generalmente tiene un ancho de 600-650 mm, aunque llega a 750 mm para locomotoras pesadas y vagones de gran capacidad. La vía minera consta de las siguientes partes: - Carril de patín. Los carriles tienen una longitud de entre 3 y 6 m en galerías de explotación y de 8 a 10 m en galerías generales, uniéndose entre sí por medio de eclipses (placas de hierro atornilladas al alma del carril).

- Traviesas: pueden ser de madera o de ferrocarril. Llevan tirafondos o escarpias que atornillan los carriles a las traviesas. - Balasto: el balasto es grava o roca triturada y calibrada para asentar las traviesas y hacer que el conjunto sea estable y resista los esfuerzos del tren. El balasto debe estar bien drenado. Los vagones son el elemento de transporte propiamente dicho en el transporte sobre vía, ya sea con locomotora o con cabrestante. Se carga por medio de palas cargadoras, por descarga sobre ellos de un elemento de transporte continuo, o por gravedad en los pocillos o pozos de carga. Las partes de un vagón son: - Rodamen: el rodamen está formado por la rueda, los ejes y sus piezas de unión. Al aumentar el tamaño del vagón han de aumentar la distancia entre los ejes (batalla), para evitar cabeceos. - Topes: están diseñados para absorber los golpes que reciben los vagones. Son rígidos en los vagones pequeños y elásticos en vagones grandes. - Caja: es el recipiente de transporte, que contiene el mineral o el estéril. - Bastidor o chasis: sobre el que se fija la caja, los topes y los enganches. - Enganches o acoplamientos para unir vagones: el más habitual es del tipo anillogancho. Transporte discontinuo sobre ruedas Cada vez más los carriles son un obstáculo y se tiende a la minería sin vías (trackless mining ), a utilizar el transportes rodado sobre neumáticos, o vehículos de tipo FSV. Los vehículos de tipo FSV se clasifican en: Vehículos para transporte de personal: son jardineras para uso de personal dotadas de asientos. Vehículos para el transporte del material: se dedican únicamente al transporte de material, normalmente de material muy determinado como los elementos de entibación. Vehículos para transporte de mineral: el primer vehículo que cabe mencionar son las palas de perfil bajo. Pero, además, en este grupo se tiene el shuttle car o camión lanzadera, el volquete minero, el camión articulado o vehículos más especiales como el camión de tipo kiruna.

B) TRANSPORTE CONTINUO

Transporte continuo por chapas: es un transporte continuo por canales fijos o chapas metálicas de acero al carbono o aluminio galvanizadas o esmaltadas, habitualmente de 2 m de longitud y 1,5 mm de espesor. Las chapas se colocan consecutivamente montadas una sobre otra, con una pestaña. Son un elemento de transporte económico aunque su precio depende del precio del acero. Estas chapas pueden tener distintas formas y diseños, pero, es más habituales son las semicirculares con un ancho de 500 mm. Transporte continuo mediante transportador blindado: el transportador blindado se denomina también panzer en el argot minero. Es muy robusto, su robustez hace que aguante muy bien los golpes del mineral y roca que se

descargan sobre él provenientes directamente del arranque o de un sistema de carga (como el de la pala o de las patas de cangrejo), así como los desprendimientos de mineral y roca del techo que caen en el taller o en el frente de explotación. En talleres con arranque con cepillo o rozadora cobra otra función importantísima: la de servir de soporte y guía del elemento de arranque a lo largo del frente. Transporte continuo mediante cinta transportadora: Las cintas transportadoras constituyen un método continuo y económico de transporte de grandes volúmenes de material. Su costo de operación y mantención es menor respecto de los camiones, y requiere menos mano de obra menor y menos especializada.

Cargador de bajo perfil LHD Los LHD corresponden a palas de bajo perfil que pueden clasificarse tanto de equipos de carguío con acarreo mínimo o como equipos combinados de carguío y transporte. Tiene la particularidad de poseer una cuchara o balde de gran tamaño , el cual puede ser elevado para cargar un equipo de transporte, tal como un camión de bajo perfil o un camión convencional. Poseen gran versatilidad y por ende son equipos de alta productividad a un bajo costo operacional Características 

Poseen una articulación central que les da una gran maniobrabilidad en el trazo de curvas

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Pueden circular hacia delante y marcha atrás con el mismo numero de velocidades en cada dirección El asiento del operador proporciona igual visibilidad y comunidad circulando en ambos sentidos

Estructura inicial La estructura debe ser diseñada de tal forma que esta soporte la embestida contra el mineral y posibles impactos no deseados con las paredes de los tuneles      

Chasis posterior Chasis delantero Articulación central Aguilón o brazo Cuchar o balde Cabina o canopy

Ciclo Tiempo de carguío: determinado por:   

tiempo necesario para cargar el balde, se encuentra

Las características del mineral (densidad, tamaño y humedad) Las características del puto de carguío, tamaño , orientación, etc La potencia del LHD, la cual se establece durante el proceso de compra

Tiempo que toma el LHD cargado en llegar desde el punto de carguío hasta el punto de vaciado  

El estado de la ruta por donde se desplaza La velocidad que es capaz de desarrollar el equipo

Tiempo de descarga: tiempo necesario para vaciar el balde, se encuentra determinado por 

Las características del equipo, se establece durante el proceso de compra; incluyendo los tiempo de levante, volteo, descenso

Tiempo asociados a perdidas: son los resultantes de:  

Producto de las operaciones, como son maniobras de acomodo propio del equipo Interferencias con otros equipos que se encuentren en el mismo sectos

Ciclo de operaciones CARGUIO

TRASLADO AL PUNTO DE VACIADO

VACIADO O DESCARGA

TRASLADO AL PUNTO DE CARGUIO

INTERFERENCIAS

FUERZA DE EMPUJE DEL EQUIPO

VELOCIDADE S TRASLADO DEL EQUIPO

VELOCIDAD DE TRASLADO

CARACTERI STICAS DEL PUNTO DE VACIADO

CARACTERIST ICAS DE LA CARRETERA

VELOCIDAD DE VOLTEO Y LEVANTE DEL EQUIPO

TIEMPOS MUERTOS POR ESPERAS DEBIDO A OTRAS ACTIVIDADES MINERAS

DISTANCIA ENTRE EL PUNTO CARGUIO Y VACIADO

Rango de cargador (capacidad) Lhds pequeños

DISPONIBILID AD DEL PUNTO DE VACIADO

FORMA DE LA CARRETERA DISTANCIA ENTRE EL PUNTO CARGUIO Y VACIADO

Capacidad 3.500 kg

Lhds medianos 6.200 kg

6.700 kg

10.000 kg Lhds gran tamaño 14.000 kg

17.000 kg

21.000 kg

Panzer Transporte continuo mediante transportador blindado: el transportador blindado se denomina también panzer en el argot minero. Es muy robusto, su robustez hace que aguante muy bien los golpes del mineral y roca que se descargan sobre él provenientes directamente del arranque o de un sistema de carga (como el de la pala o de las patas de cangrejo), así como los desprendimientos de mineral y roca del techo que caen en el taller o en el frente de explotación. En talleres con arranque con cepillo o rozadora cobra otra función importantísima: la de servir de soporte y guía del elemento de arranque a lo largo del frente.

Carguio scraper Rendimiento del SCRAPER La operación del sistema Scraper es cíclica y en dicho ciclo se distinguen 4 etapas Etapa 1 = Tiempo de arrastre del balde vacío desplazamiento

Etapa 2 = Tiempo de cambio de marcha y llenado de balde (Cargar).

Etapa 3 = Tiempo de arrastre del balde cargado (Transporte).

Etapa 4 = Tiempo de cambio de marcha y vaciado del balde (descarga).

Camión Bajo perfil Los camiones de bajo perfil realizan trabajos de transporte de mineral en faenas subterráneas. Son equipos de baja altura pero de gran capacidad. El número total de equipos observados es 76. Es un equipo diseñado y empleado en minería subterránea para el transporte de material tronado, de allí que en su diseño se privilegia su poca altura en comparación a camiones convencionales utilizados en minería a cielo abierto o camiones articulados . El camión bajo perfil más usado en Chile pertenece a la marca Dux, con un 32% de participación en el mercado, seguido por Sandvik y Caterpillar con un 24%, Kiruna un 6% y Atlas Copco con un 5%. En el año 2007, los datos entregados por el Catastro realizado ese año, indicaba a Dux como empresa dominante en este sector, con un 37% de participación en el mercado chileno. Sandvik como segundo competidor mantenía el 26% mientras Caterpillar y Atlas Copco lograban el 9% cada uno. La evolución en este segmento, según los equipos catastrados, indica una tendencia al alza en la participación de Caterpillar, disminuyendo la participación de los otros competidores, debido al salto de 9% a 24% que Caterpillar logró en 6 años.

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DUX Machinery Corporation es un fabricante y proveedor canadiense de equipo subterráneo pesado. Con más de 45 años de experiencia, DUX ofrece una completa gama de productosdiseñados para satisfacer las necesidades de los proyectos de minería y excavación de túneles del mundo entero.

Conclusion Conclusion Gracias al informe leido anteriormente pudimos darnos cuenta de las características que tiene la minería subterránea sobre las operaciones unitarias, ademas vimos los principales métodos utilizados de explotación, al igual que pudimos conocer como se conforma y que se necesitan en la parte de carguio, como las características de cargador de bajo perfil, panzer y scraper. al igual que entregamos la informacion sobre los cargadores lHD diesel y eléctricos. También pudimos ver que para cada tipo de transporte se utilizan una variedad de equipos distintos según la ocasión. Describimos la informacion de estos tales como (camión bajo perfil, ferrocarril, correa transportada, skip). Explicamos los ciclos que se utilizan en cada ocasion tanto para carguio y transporte. Podemos darnos cuenta que para elegir una maquina no solo necesitamos ver su tamaño, si no que sus parámetros de carga o transporte, sus gastos, entre otras cosas mas