Tema 3 Geometría Del Pit

 

 

UNIVERSIDAD NACIONAL “SAN LUIS GONZAGA” DE ICA

CURSO TEMA

: METODOS DE EXPLOT EXPLOTACIÓN ACIÓN SUBTERRÁNEA 3 : GEOMETRÍA DEL PIT 

DOCENTE : ING. ARTURO ARTURO GUTIÉRREZ  GUTIÉRREZ  NAZCA

 – 

PERU

 

3.1 INTRODUCCIÓ INTRODUCCIÓN N Principal restricción operacional del Pit:

Garantizar la estabilidad de los sectores se ctores en explotación Objetivo: mantener una geometría de diseño óptima (máximo beneficio económico en función de un mínimo factor de riesgo de que ocurra algún siniestro geomecánico).

Parámetros geométricos relevantes del pit: los ángulos de talud

 

INTRODUCCIÓN

3Hay2un gran Características del Talud número de ángulos en el desarrollo de un Pit y que deben ser considerados: •

  Durante toda la vida del proyecto y

•

  A continuación continuación de la finalización finalización del mismo. mismo.

Talud: ángulo formado entre una horizontal y la línea que conec necta el pie pie o pata pata con el top tope de un corte o banc banco o.

Formas de medición del Talud: existen dos formas distintas de medir los ángulos de talud. •

•

  En geomecánica se utiliza el pie a tope o cresta cresta   En planificación se utiliza de pie a pie de banco.

 

INTRODUCCIÓN

3Impor 2 Características del Talud mporttanci anciaa de los ángul ngulos os de Talud. lud.   Los ángulos de talud talud correspondientes al de Tajo Final y al del Banco tienen gran importancia en la determinación de los límites del tajo y los planes de explotación del yacimiento. Ambo Am boss ángu ángulo loss so son n el eleg egid idos os de ta tall mane manera ra que que pu pued edan an satisfacer tanto las condiciones de estabilidad del talud o las paredes como los resultados económicos de la explotación del yacimiento yacim iento.. El ángulo de talud de los bancos en trabajo trabajo deben satis satisfa facer cer las condic condicione ioness de segurida seguridad d para para los equipos equipos y trabajadores.

 

3 3 Part Partes es de un Banco

 

3.4 PROPÓSITO DE LOS BANCOS.

•

  Recibir el m material aterial que ssee desliza desde los niveles superiores y evitar qu quee el mismo se

•

deslice hacia abajo.   Evitar la ccaída aída de bolones hacia los niveles inferior inferiores. es.

•

  Lograr la mayor rentabilida rentabilidad. d.

 

3 5 Tipos de ángulos a) Án Ánggulo de Talud del Banco (α): corresponde al

Geometría segura de un banco mostrando el

ángulo formado el borde banco concon un plano hori horizon zontal. tal. por Repres Rep resenta enta ladeincl inclinaci inación ón que queda la pared (Talud (Talud)) del banco.

Ángulo de Talud de la pared del Banco Banco..

 

3b) Án 5guloloTipos de ángulos Ángu de tal alud ud to tottal al (  (Ov Over eral all) l) o An Angu gulo lo de Tal alud ud de dell Taj ajo o Fi Fina nall: corresponde al ángulo de inclinación con que queda la pared final del Tajo respecto de un plano horizontal, incluyendo todas las singularidades geométricas existentes, formado por la línea imaginaria que une el tope o cresta del banco ubicado en el nivel superior más alto de la explotación con el pie del Banco ubicado en el nivel inferior del Tajo.

 

 

c) Ángulo de Talud Total con rampa incluida.

3.5 Tipos de ángulos.

 

 

3 5 Tipos de ángulos

d) Án Ángu gulo lo de ta talu lud d in inte terr-rram ampa pass y/ y/o o pl plaata tafo form rmas as::  Representa la inclinación con que queda el conjunto de bancos que se sitúan entre una rampa (o plataforma) y la rampa (o plataforma) consecutiva. Este ángulo se mide desde el pie del banco donde se encuentra una rampa hasta la cresta del banco donde se encuentra la otra rampa o plataforma.

 

 

INTRODUCCIÓN

3e) Avance 5 Tipos de ángulos de las paredes del pit operacional hacia el pit final Pit Final Aire

Topografía superficial

Topografía explotada

Expansión 3

Expansión 2 Avance de las hacia el Pit Final

expansiones

θ

α

α : Ángulo de Talud a Pit Final β : Ángulo de la Expansión θ : Ángulo de Trabajo

Expansión 1 β

 

INTRODUCCIÓN

3 5 Tipos de ángulos observ obse rvac ació ión: n: pa para ra llev llevar ar las las paredes de trabajo al pit final, se van angostando las bermas de trabajo. Transi ansici ción ón de desd sdee talu talud d de trabajo a Pit Final:

∠ Pit Fina Finall

∠ Pit Final

∠ Pit

Final

F 2 F 4

F 1

F 3 F 5

 

3.6 Efecto de la variación del ángulo de talud en el Pit.

 

INTRODUCCIÓN

3 5 Tipos de ángulos

 

INTRODUCCIÓN

3 5 Tipos de ángulos

 

3.6 Efecto de la variación del ángulo de talud en el Pit.

La varia ariacció ión n (p (por or pequ pequeñ eñaa que que sea) sea) del del ángul ngulo o de tal alud ud en un Pi Pitt genera gen erará rá dos efect efectos os direct directos: os:

•

•

Camb Ca mbio ioss en la es esta tabi bili lida dad d de dell ta talu lud d y la expl explot otac ació ión. n. Camb Ca mbio ioss en lo loss bene benefi fici cios os econ económ ómic icos os de la ex expl plot otac ació ión. n.

En ambo amboss ca caso sos, s, los los es estu tudi dios os ge geom omec ecán ánic icos os son son fund fundam amen enta tale less  para decidir la variación. Por otra parte, toda modificación modificación en el ta tallud va a si sig gni nifi ficcar un cam cambio bio en la REM del del Pit it.. Se pueden pueden presen presentar tar distin distintas tas posibi posibilid lidade ades, s, entre entre ell ellas: as:

 

3 6 Efecto de la variación del ángulo de talud en el Pit a)

Aumento de d el án á ngulo de d e ta t alud de d el Pi P it.

Significará una menor cantidad de estéril a remover para la extracción de la misma cantidad de mineral, e incluso se podría acceder a la extracción de otras reservas minerales las que antes no era posible extraer. Esto genera un aumento en los beneficios económicos de la explotación. Ahora bien, este incremento del ángulo de talud solamente será viable en el caso que las condiciones geomecánicas lo permitan.

 

3 6 Efecto Efecto de la variación del ángulo de talud en el Pit

Caso I: Manteniendo fijo el punto en el fondo del Pit y variando el talud, signif sig nific icar aráá una ma mayo yorr can cantid tidad ad de de esté es téri rill a re remo move verr y un unaa ca cant ntid idad ad extra de mineral a extraer.

 

3 6 Efecto Efecto de la variación del ángulo de talud en el Pit

Caso II: Modificando el punto en el fondo del Pit y variando también el talud, significará una mayor cantidad de estéril a remover y una menor cantidad de mineral a extraer.

 

a)   Ángulos en profundidad:

3.7 Sectorización Sectorización del Pit y sus ángulos.

ROCA TIPO 1

ROCA TIPO 2

GENERALIDADES

Angulo de Talud 1

Angulo de Talud 2

ROCA TIPO 1 Angulo de Talud 3

 

GENERALIDADES

b) Ángu Ángulos los en su extensió extensión n horizont horizontal: al:

3.7 Sectorización Sectorización del Pit y sus ángulos.

 

3 8 Geome Geometría tría endela operación del El movimiento de los equipos mineros, todos los tamaños, al interior de unPit Pit, requieren

de espacios físicos en ancho y largo suficientes como para su desempeño y movilización con seguridad, de tal forma que puedan cumplir sus funciones de diseño, evitando accidentes con otros equipos y/o a las personas, optimizando así la producción conjunta de la mina. La visualización en el de estos espacios, del trabajo entre los ingenieros detiempo planificación (largo plazo) yeslosresponsabilidad ingenieros de operación (enconjunto el corto plazo), para los distintos trabajos planificados para el Pit. En el caso de los ingenieros operadores de la mina, sus responsabilidades abarcan todos los equipos e implementos que contribuyen a la producción de la mina (perforación, carguío, transporte, servicios, supervisión, abastecimiento de energía eléctrica, etc.), en su totalidad, tamaño, espacioscondiciones de seguridadgeomecánicas que van a necesitar para donde su trabajo, la secuencia de trabajo de los equipos, del sector se trabajará o pasarán los mismo, etc. l

 

3 8 Geome Geometría tría en la operación del Pit Algunos de estos espacios geométricos son: Accesos. Bermas.

Cunetas. Pendientes.

 Nivel 100 Tope Nivel 100  Nivel 90

Cruce de Camiones o doble vía. Pie Nivel 80

Nivel 80

Ancho máximo de expansión. Rampaa 70 - 80 Ramp

Desfase entre palas.  Nivel 70

Ancho de operación (Perforación, (Perforación, Carguíomínimo y Transporte). La visualización gráfica de estos espacios se realiza de acuerdo a diferentes criterios en las minas, para fines de este texto se utilizará la siguiente: l

 

a) Acceso a Niveles En la explotación de un tajo abierto los accesos (rampas o accesos específicos) se visualizan de la siguiente manera: En vista de planta: NIVEL 370

3.8 en laGeometría operación del Pit

Línea de Diseño Perforación

Área de Perforación

Acceso al Nivel de Perforación

Frente de Carguío

NIVEL 350

NIVEL 340

 

Acceso a Pisos o niveles vírgenes. En vista isométrica:

Cuerpo

3.8 Geometría en la operación del Pit

Mineral

m = 8%

 

Geometría Geom Ge ome etr tría ía de dell Pi Pitt Caso i)

Representación de la expansión lineal de una frente de trabajo en un nivel nuevo.

1

2

3

4

5 Isométrico en la Etapa 3:

Caso ii) 1

Representación de la expansión circular de una frente de trabajo en un nivel nuevo. 5

Isométrico en la Etapa 4:

2 3

4

 

Caso iii)

1 2

Geometría en la operación del Pit

3 4

5

 

GENERALIDADES c)  Rampas. Permiten la conexión de dos puntos de la mina con cotas topográficas diferentes, permitiendo el desplazamiento entre esos puntos de todo tipo de equipo: camiones, cargadores frontales, palas, equipos de servicio y menores, etc. El diseño de una rampa considera los siguientes datos:

Geometría en la operación del Pit

i ó m: m : pendiente máxima permitida (por los fabricantes fabricantes)) para el desplazamiento de m maquinaria aquinaria  pesada. distancia vertical m = distancia horizontal h: diferencia de cota entre puntos por unir. a: ancho de segu seguridad, ridad, generalmente igual al de las rutas de transporte interior mina, sin embargo, en rampas en curva, este ancho debe incrementarse incrementa rse gradualmente hasta hasta un 20% en  parte central con respecto respecto a los extremos.

su

 

Longitud en planta  Nivel 100 Longitud real

Geometría en la operación del Pit

 Nivel 90

Rampa 100 100 –   – 90 90 m = 8%

Rampa en isométrico: Rampa en vista de planta:

a 1,2 x a a

h = 10 m

 

Se co consi nside dera ran n los siguie siguiente ntess tip tipos os de ramp rampas as:: −

Geometría en la operación del Pit

Rampa de producción: permite el acceso a un nivel de  producción. Las ram rampas pas de prod produc ucci ción ón,, gene genera ralm lmen ente te se cons consid ider eran an como como “rampas operacionales” y se construyen para ser usadas en co cort rto os peri perio odos dos de ti tieempo (s (sem eman anas as,, mese sess o un par de añ año os) s).. La extracción de material de un nivel puede significar la cons constr truc ucci ción ón de vari varias as de esta estass ram rampas pas hast hastaa que que sólo sólo qued quedaa la correspondiente al camino o rampa del tajo final. Pueden llegar a tener hasta un 12% de pendiente para períodos muy cortos tos de tiem iempo. po. Perío íod dos más largos deb deben te tene nerr entr tree 8   –  10%.

 

Línea de Diseño a Pit Final

Rampa 110 - 100 del Pit Final

 Nivel 100

Rampa Posición 1

Apertura del  Nivel 90 c/rampa en posición 1

 Nivel 90

Geometría en la operación del Pit

 Nivel 100

Ensanche del  Nivel 90 c/rampa c/rampa en posición 2 Rampa Posición 2

 Nivel 90

 Nivel 90

Rampa Posición Posición 3

 Nivel 90 explotado a Pit Final y c/rampa de acceso a Pit Final

 

−

Ramp Rampaa de trans transpor porte te..

Estas rampas se planifican para ser utilizadas por largos

Geometría en la operación del Pit

 períodos de tiempo, se caracterizan por: − −

−

 pendiente pareja en toda su extensión. Ancho adec decuado al dobl blee tr tráánsit nsito o de lo loss equip ipo os de mayor  ayor  tam tamaño de la mina. na. - Tienen zanj njaas de desagüe y cune uneta tass. Mantención Manten ción diaria. diaria. Ate Atenc nció ión n pref prefeerent rentee de la sup uper ervi visi sión ón min inaa así co com mo de lo loss equipos de servicio a la operación: motoniveladoras,  pechadores y camión regador.

 

En la figura siguiente se puede apreciar un tajo con rampa  principal de transporte y rampas a niveles de producción:

Geometría en la operación del Pit

 

−

Ra Ramp mpaa del del Pi Pitt Fi Fina nall La mater ateria iali liza zaci ción ón de la ram rampa en el di dise seño ño de un ta tajo jo pu pueede real realiz izar arse se de desd sdee ab abaj ajo o ha haci ciaa arri arriba ba,, es de deccir to tom mand ndo o co como mo  punto de partida la pata del banco más profundo, lo que gener neraría una extr traacción extr traa de mate teri riaal al amp ampli liaars rsee el tajo tajo o ensa ensanc ncha hars rsee má máss lo loss banc bancos os su supe peri rior ores es (Corte).

Geometría en la operación del Pit Fondo Pit Final Fondo Pit Final ( Económico)

 

Caso Ca so i) Ram Rampa de desd sdee el in inte teri rior or de dell ni niv vel, el, con rell rellen eno o

Ensanche del Pit

Fondo Pit Final

Geometría en la operación del Pit

Caso Ca so ii) ii) Ram Rampa de desd sdee el ex exte teri rior or de dell ni niv vel

Fondo Pit Final Ensanche del Pit

 

Caso ii) Rampa desde el exterior del del ni niv vel con cont ontra curv urva en la mi mism smaa pared  pared 

Geometría en la operación del Pit

Ensanche del Pit

Fondo Pit Final

 

CAMBIO DE UN TALUD AL AGREGAR RAMPAS

Geometría en la operación del Pit

B

A Superficie del terreno

A: Talud de la pared si sin n rampa de transporte B: Talud de la pared del pit con rampas de transporte