CONSIDERACIONES EN EL DISEÑO DE RAMPAS. ACCESOS PRINCIPALES Y SOBRE VETAS-by- Christian Eduardo...
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DISEÑO DE RAMPAS-ACCESOS PRINCIPALES Y SOBRE VETAS. CHÁVEZ BAZÁN, Christian Eduardo 09160290 UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS ESCUELA DE PRE-GRADO DE ING. DE MINAS
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RESUMEN EJECUTIVO:La extracción de minerales comprende la ejecución de labores peculiares (túneles) como socavón, pique, chiflón, galerías, rampas, y labores mineras de tajo abierto también llamadas a “cielo abierto”, “rajo abierto”, “open pit” u “open cast”; sea como fuere en cualquiera de estos dos casos nos encontraremos en la situación de hallar la manera de llegar al mineral de una manera segura y rentable, en este trabajo se ha plasmado lo relacionado con las labores subterráneas.Entre una de las decisiones, la más importante sin lugar a duda es la elección del método de explotación, la cual depende de factores como las características geográficas, geológicas, físicas y económicas del yacimiento. Una vez seleccionado el método de explotación se tiene que seguir con la preparación de la mina para lo cual se planifica y diseña un modelo que nos permita acceder al cuerpo mineralizado de tal forma que se cuide o se cause un impacto mínimo en el ambiente, de igual manera se busca llegar a la veta de forma segura y sin ningún accidente o improvisto.Para que todo lo dicho anteriormente se cumpla óptimamente, se tiene que seguir una rigurosa supervisión geomecánica que va de la mano con las diferentes labores mineras.Al hablar de labores mineras se habla del conjunto de operaciones que se realizan en una mina o de las técnicas de aprovechar un yacimiento mediante minería, una de estas técnicas u operaciones vienen a ser la construcción de rampas las cuales vendrían a ser las vías respiratorias de la mina que sirven para el acceso del transporte y de las maquinarias, así como también lo son para el aire sirviendo como una ventilación natural para las instalaciones dentro de la mina, aunque para grandes distancias se necesita ventilación artificial a través de mangas de ventilación.Son las rampas entonces aquellas por donde van a circular nuestra flota de camiones (si ese fuese el caso) que van a extraer a superficie el material arrancado en los diferentes niveles dentro de nuestra mina, para luego ser llevado a otro destino ya sea a un botadero o a alguna planta de chancado si se tratase de estéril o mineral con una ley explotable respectivamente. Ahora que se ha explicado el propósito de una rampa tenemos que considerar que no siempre se contruye una. Al igual que los métodos de explotación, las rampas también requieren de un análisis geográfico, geológico, físico y económico para ver si es conveniente diseñarlas a fin de obtener una alta productividad y bajos costos que generen alta rentabilidad, a continuación se presentan las condiciones favorables y desfavorables para el diseño de una rampa:FAVORABLES:Si la estructura se extiende transversalmente a un valle o quebrada, en la que se puede ingresar con toda facilidad con galerías o cruceros, estas se pueden interconectar con rampas, ya sean inclinadas o declinadas.A una mina con imposibilidad de dotar suficiente volumen de aire por minuto se le hará casi imposible desarrollar rampas debido a la gran cantidad de maquinaria con motores diesel que se necesita para construirla, ya que por cada hp que desarrolle cada equipo se requiere 3m³/minuto de aire al nivel del mar, incrementándose esta velocidad con la altura.DESFAVORABLES:Si el cuerpo mineralizado profundiza en una llanura, sería de locos acceder mediante rampas ya que en esta situación lo mejor sería hacerlo mediante un pique.El clima con demasiadas variaciones de temperatura, muy lluvioso y nieve, es definitivamente desventajoso para la construcción de rampas, porque las lluvias ocasionan mayores gastos en el mantenimiento de rampas.En cuanto a la producción en las grandes operaciones mineras se puede decir que el diseño de las rampas juega un papel muy importante. El planificador debe conocer la tasa máxima de producción de los camiones en las rutas diseñadas. Por lo general, el 50% del total del tiempo de viaje en las rutas empleadas por los camiones es producto de los viajes en las rampas
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DISEÑO DE RAMPAS-ACCESOS PRINCIPALES Y SOBRE VETAS.
CHÁVEZ BAZÁN, Christian Eduardo 09160290
UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS
ESCUELA DE PRE-GRADO DE ING. DE MINAS
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 deposito mineralizado. Topografía del lugar: (desfavorable – figura 1) (favorable – figura 2)
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)
Figura 2
Se deben efectuar cálculos para determinar la longitud total de la rampa en los tramos entre niveles, estos cálculos se deben efectuar con diferentes alternativas de gradientes, para estimar el costo de su ejecución.
Diferencia de cotas 60m
ALTERNATIVA GRADIENTE L.I L.H. COSTO U.S.$
UNITARIO TOTAL
1 10% 603m 600m 1000-1200/m 603000-723600
2 12% 504m 500m 1000-1200/m 504000-604800
3 14% 432m 429m 1000-1200/m 432000-518400
4 15% 405m 400m 1000-1200/m 405000-486000
5 16% 380m 375m 1000-1200/m 380000-456000
6 17% 358m 353m 1000-1200/m 358000-429600
L.I = Raíz (L.H²+Dif.cota²) L.H = (dif. Cota(m)/gradiente)x100
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.
Vista en planta
RAMPA RECTA
RAMPA EN ZIGZAG
RAMPA EN ESPIRAL
RAMPA EN LEMNISCATA
SECUENCIA DE EJECUCIÓN
1) Perforación y voladura (Jumbo de 2 brazos)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)
Malla de perforación 4m x 5m
VENTILACIÓN
SOSTENIMIENTO
Pernos cementados sin tensión (Split set de 7´ = 2.10m)Espaciamiento: 1.20 m𝑁° = (10.5−2 1.2)/1.2 - 1 = 7 pernos.𝑑𝑒 𝑝𝑒𝑟𝑛𝑜𝑠 𝑥
LIMPIEZA
ACARREO
Bombas centrífugas.
Drenaje
Características de Diseño de Rampas en Espiral en la Mina Cobriza.
1) Radio de curvatura: 14m 4) Desarrollo sobre mineral : 86%2) Paso: 12m 5) Desarrollo sobre desmonte: 14%3) Gradiente: 12% 6) Pilar: 72m7) 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:Por la dureza del terreno mayor cantidad de perforación y explosivos
130% más que en desmonte.La longitud del pilar disminuye la longitud de los tajeos, por lo tanto
menor porcentaje de recuperación.Poca visibilidad por exceso de curvas, por lo tanto mayor riesgo de
accidentes y menor capacidad para desarrollar velocidad en el transporte.
Características de Diseño de Rampa en Zigzag en la mina Cobriza.
1) Radio de curvatura: 14m 4) Ancho del pilar: 52m2) Paso: 24m 5) Desarrollo sobre mineral: 44%3) Gradiente: 12% 6) Desarrollo sobre desmonte: 56%4) 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 vehiculos.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:d) Mayor utilización de elementos de sostenimiento.e) Menor tonelaje de extracción de mineral durante la perforación.f) Problema de deposición o echadero de desmonte.
Ejercicio aplicativo
¿Cuánto costaría desarrollar una rampa de 3m x 4m para comunicar dos niveles de 82m de diferencia de cotas, sabiendo que lo desarrollaríamos con una gradiente de 12% y cuyo costo unitario es de USA $ 692/m sin considerarse costo por sostenimiento?
Solución:Si en 100 m se sube 12 mEn X m se subirá 82 m
X = (82/12)100 =683.33 m
L.I = Raíz [(683.33)² + (82)²] = 688.23 m
Þ Costo = (US.$ 692/m)(688.23 m) = US.$ 476255.00 Respuesta: Para subir 82 m, se recorrerá 688 m a un costo total de US.$
476255.00
GRACIAS
