Diseño de Explotaciones e Infraestructuras Mineras Subterráneas (1)

8/13/2019 Diseo de Explotaciones e Infraestructuras Mineras Subterrneas (1)

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DiseDiseo de Explotaciones eo de Explotaciones eInfraestructuras MinerasInfraestructuras Mineras

SubterrSubterrneasneas

NoviembreNoviembre 20072007

UNIVERSIDAD POLITCNICA DE MADRIDESCUELA TCNICA SUPERIOR DE

INGENIEROS DE MINAS


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CONCEPTOS GENERALES YDECISORES DEL DISEO

1. LABORES DE PREPARACIN GENERALDE UNA MINA DE INTERIOR

Uno de los problemas que se plantean en lapreparacin de una mina es definir el tipo de laboresde acceso al criadero subterrneo, ya que staspueden iniciarse con un pozo, una galera inclinada opor medio de rampas. Antes de tomar una decisinhay que considerar cuatro factores; la profundidad delcriadero, el tiempo disponible para la preparacin, elcosto y el tipo de transporte exterior que se elija.

Para el transporte con cintas, la pendiente de lasgaleras no debe pasar de 1/3; el transporte concamiones exige pendientes entre 1/7 y 1/9, y en elcaso de pozos de extraccin se llega a la vertical.

Al aumentar la profundidad, el acceso por galerasinclinadas o rampas deja de ser interesante, pues sulongitud es de tres a nueve veces la del pozo vertical.Ello no solo encarece su construccin, sino quetambin aumentan los gastos de transporte yconservacin.

Un pozo, segn su seccin, profundidad, mtodo deprofundizacin y tipo de roca, tiene siempre un costopor metro muy elevado, considerando la perforacin,infraestructura, equipos y revestimiento. El costo de lapreparacin de galeras con pendiente 1/3 viene a serpor trmino medio la tercera parte del pozo. As pues,con pendientes inferiores a 1/4 resultan ms caras queun pozo vertical. Si puede simultanearse el avance dela galera con la produccin de mineral en las

Captulo 1

OBJETIVOS DEL TEMA

Conocer los aspectos generales quegobiernan las decisiones relativas a lapreparacin de una mina.

Conocer los criterios a tener en cuenta a lahora de establecer un plan general depreparacin y desarrollo de una mina.

Conocer los criterios de configuracingeneral de accesos a una mina.

Conocer Los criterios para la definicin delos puntos de carga.

Conocer los criterios para cada uno de loselementos de infraestructura de una mina.

Conocer y familiarizarse con la terminologautilizada en minera de interior..

Conocer la aportacin de la Mecnica deRocas dentro del conjunto de disciplinasnecesarias para el desarrollo de un proyectode explotacin de una mina.


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DISEO DE EXPLOTACIONES E INFRAESTRUCTURAS MINERAS SUBTERRNEAS

UPM ETSIMM CAPTULO 1

SITUACIN ACTUAL DE LA MINERA Y ANLISIS DEL DESARROLLO DE LAINDUSTRIA DE LOS MINERALES

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explotaciones, de modo que la maquinaria puedaalcanzar la plena utilizacin, el costo de la preparacinpuede bajar. Si el criadero aflora en la superficie y sepuede empezar a producir rpidamente en cuanto seaccede a l, puede ser tan econmico abrir unagalera poco inclinada como profundizar un pozo.

El avance especfico de una galera inclinada puedeser de unos 23/30 m por semana con los mtodosconvencionales (las perforadoras de plena seccin otopos" no se han generalizado an en este tipo detrabajos), aunque pueden llegar a lograrse hasta 8 mpor da.

En pozos poco profundos y sin unos equiposespeciales de profundizacin slo se logran avancesde 5 - 10 m por semana. Para los pozos de unos 500m en los que merece la pena la mecanizacin, seconsiguen avances de 30 m por semana.

Esos altos avances se logran con unos equipos bienadiestrados y una maquinaria especializada, que solose encuentran en las empresas que se dediquen aestos trabajos especiales de profundizacin de pozos.En cambio, una galera inclinada puede avanzarse conlos mineros calificados de la propia empresa, dotadosde unos equipos normales de produccin.

Una decisin importante es la del tipo de transporteque se elija para la mina.

Los camiones pueden subir unas rampas conpendientes de hasta 1/9 a velocidades de 8 a 10 Km/h completamente cargados de mineral; pero debencargarse en el frente o a travs de un coladero, yviajar directamente al punto de descarga.

Si se elige el transporte con vagonetas y la extraccinpor pozo vertical, los vagones se cargan en la galerade base del piso, a travs de un coladero, setransportan hasta el pozo y retornan vacos. No es unsistema tan flexible como el transporte con camiones.Sin embargo, la velocidad de transporte en el pozo esde 45 a 50 Km. /h en la mayor parte del circuito, conuna duracin de "cordada" de 40 a 80 segundos paramover de 10 a 20 t de mineral. Cuando el criadero esprofundo, el pozo es indispensable para extraer lasgrandes cantidades de mineral de una formaeconmica.

Estudios completos sobre el transporte con camionesy galeras en rampa demuestran que ste esantieconmico a profundidades mximas

comprendidas entre 180 y 240 m.No obstante, el acceso por galera en plano inclinadoes interesante en el caso de emplear cintastransportadoras de materiales. En la prctica, en los

criaderos minerales en forma masiva, es bastantecorriente emplear la preparacin diseada en la Figura1. Los primeros aos se extrae el mineral por el planoinclinado, con lo que se da tiempo para profundizar elpozo vertical principal. De esta forma, comonormalmente la vida media de la flota de camiones esde 4 a 5 aos, se inicia el circuito del pozo en esemomento, si no fuera preciso hacerlo antes porrazones econmicas.

En depsitos de filones estrechos, en los que paraabrir un paso a los camiones sera preciso franquearlos hastales en las galeras, es mejor emplearvagonetas y profundizar un pozo desde el principio. Esposible realizar el transporte por galeras conpendiente 1/2 (planos inclinados), pero las velocidadesmximas seran de 16 a 25 Km /h y, adems, lasgaleras tienen que ser rectas.

Por otra parte, las galeras con rampas en espiral sepreparan bien en el muro, y as se evitan las prdidaspor macizo de proteccin, necesarios al penetrar en elcriadero con los planos inclinados. Tambin la durezade las rocas, el exceso de agua, la presencia dearenas u otros inconvenientes obligan a desecharalgunas soluciones tcnicas ms econmicas y adecidirse por el pozo vertical, que resiste mejor y esms fcil de profundizar en terrenos falsos y difciles.

Desde el pozo o el plano inclinado, segn se decida,se avanzan las transversales para cortar el criadero aintervalos regulares prefijados, que completan elacceso al mismo y determinan otras tantas plantas,que lo dividen en pisos de explotacin.

La altura de estos pisos depende del mtodo deexplotacin, de la pendiente del criadero y de otrascaractersticas del mismo. Con unas fuertespendientes la altura oscila entre 50 m y 90 m, pero notodos los pisos se preparan de igual forma para eltransporte. En la figura se muestra un esquema deuna mina en la que se conectan varios pisos conrampas de bajada de mineral hasta una estacin demolienda comn.

Adems, los pisos se conectan verticalmente pormedio de chimeneas de paso o de ventilacin segnlos casos. Las chimeneas se perforan en la masamineral por sistemas cclicos convencionales deperforacin, voladura y carga, o bien con unasperforadoras especiales de chimeneas. Laschimeneas cortas o coladeros, hasta 8 m., se suelenavanzar a mano de modo convencional. Las ms

largas deben mecanizar su avance y dividir la seccinen dos compartimentos separados; el ms pequeosirve para ventilacin y paso, y el mayor paraalmacenar la roca arrancada.


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2. PREPARACIONES EN LA EXPLOTACIN

En los criaderos en masa, una vez cortado el mineralcon el transversal de acceso desde el pozo, seprepara una planta abriendo una red de galeras quedelimitan en la misma una serie de secciones ocuarteles, a cada una de las cuales corresponde unpunto de carga, pocillo o piquera.

Las explotaciones estn situadas en el trozo decriadero comprendido entre dos plantas consecutivasy se inician cargando el mineral arrancado en lospuntos de carga (PC) y sacndolo por la plantainferior.

Estas explotaciones consisten en labores que abrenespacios libres en los que tienen salida las voladuras,hasta ampliar la explotacin a las dimensiones de

trabajo normal.En algunas minas se suprimen los puntos de cargaindividuales y se usa como cargadero el fondo de laexplotacin. El mineral se vuela de forma continua,cae al fondo y all se caiga directamente.

Las explotaciones se realizarn por cualquiera de losmtodos que se describen en los captulos siguientes,elegido segn las caractersticas de las rocas de loshastales y del propio mineral. Se pueden dejarmacizos para proteger las galeras y chimeneas, opara separar las cmaras y huecos de las

explotaciones. El macizo de la galera se dejahorizontalmente a lo largo de la misma y sobre ella, oalrededor de ella si la potencia del criadero es mayorque la seccin, para protegerla y dejar espacio dondemontar los cargaderos (sino se prescinde de ellos, en

cuyo caso se suprime este macizo). Tambin paraproteger la galera de cabeza y las explotaciones queestn sobre ella. Se deja un macizo de proteccininferior horizontal por debajo y a lo largo de la misma.En muchos casos se recuperan estos macizos alabandonar la galera, lo que suele hacerse porcualquiera de los mtodos de "mallas cbicas", o"rebanadas rellenas" en caso de mineralesresistentes; si el mineral es dbil, se vuelan los

macizos en masa o se hunden sobre el huecode la explotacin inferior.

En los criaderos estrechos en forma de filnslo se necesita una galera en cada planta,que se adapta al contorno del criadero, y loscargaderos se disponen en lnea a intervalosadecuados.

La preparacin de cualquier tipo de criadero seplanifica por adelantado y se completa durantesu avance, al arrancar el mineral.

En filones estrechos, las galeras de base serealzan unos metros y se preparan poradelantado los cargaderos en este hueco. Deeste modo, la preparacin de cargaderos,guas y chimeneas puede avanzarseadelantndose en 1 1/2 a 2 aos, creandoexplotaciones de reserva que pueden ponerseen explotacin en 4 5 meses.

En las explotaciones que se llevan con relleno, loscoladeros pueden dejarse dentro de ste, colocandoun revestimiento con mampostera, cuadros deentibacin y tablas, o bien con tubos de chapaprefabricados; en los dos ltimos casos, estosrevestimientos se apoyan sobre vigas empotradas, demadera o de hierro. El dimetro interior suele sersuficiente para permitir fijar escalas. Los pocillos deservicio pueden tener secciones de 2,5 x 2,5 m y estardotados de instalaciones de extraccin. Si el mtodode explotacin suprime los coladeros y se carga conpalas mecanizadas automotoras, se pueden prepararrampas en el muro del criadero.

En otros casos los coladeros se perforan dentro delmineral del macizo de la galera de base.

Los Cargaderos son las labores y dispositivos queregulan la carga del mineral en los elementos detransporte, y son intermedios entre el arranque y eltransporte y la extraccin. Se preparan en el macizoinferior, en la base de las explotaciones o cmaras, o

bien comunicados con ellas a travs de un sistema decoladeros y rampas de paso de mineral. Cuando estndirectamente en la base de una cmara tienen laforma de coladeros, embudos o tolvas. La forma se fijapor el tipo de carga del mineral.


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Pueden disponerse cargaderos de gran capacidadpara cargar el mineral a un camin volquete, o instalarvarios cargaderos pequeos a lo largo de la galera debase para cargar en vagones de mina. La disposicinpuede ser simple o doble y simtrica.

El mineral puede caer por gravedad a travs de unatolva reguladora, o por un coladero situado entre elrelleno y montado sobre el piso de la cmara.

Las compuertas reguladoras causan interrupciones enla produccin al atascarse con losa bloques grandes,por lo que deben evitarse estos colocando en el pasode mineral una rejilla formada por barrotes de acero,separados de modo que no dejen pasar los trozosgrandes de roca o mineral, mientras los tamaos mspequeos pasan con facilidad; la separacinentre barras varia segn los casos entre 0,3 my 0,6 m.

Los bloques que no pasan se taquean orompen con cargas (tacos) de explosivos ocon martillos quebrantadores de airecomprimido. Cuando el atasco se produce enel interior de los pasos o coladeros, setaquean con cargas explosivas que se fijanen el extremo de una prtiga para introducirlasy se disparan desde fuera, en lugar seguro. Enlos coladeros entre relleno las rejillas secolocan en su boca superior, en el piso de laexplotacin. Del mismo modo se protegen laschimeneas de paso o ventilacin.

Cuando se elimina el cargadero y el macizoinferior de la cmara, para cargar con pala o

sistema LHD, el diseo se indica en la Figura 4. Laparte baja de la corona permite un buen control de lasalida del mineral.

En caso de no eliminar los coladeros, el mineralarrancado por la voladura en la explotacin cae a

travs de ellos por gravedad a una galera dearrastre y taqueo. En ella, la cuchara de unaarrobadera o scrper puede arrastrarlo por elpiso de la galera hasta un coladero de cargapor el que cae, a travs de una rejilla, a losvagones situados en la galera de base.

En muchos mtodos de explotacin,particularmente en los mtodos ascendentes, sesuele bajar el mineral a travs de rampas ycoladeros hasta la planta general de transportesituada en la cota ms baja de la mina. En estaplanta se instalan la molienda y un sistema detransporte principal mecanizado, lo que resultams econmico y productivo que montarpequeas instalaciones en cada planta, de modoque haya uno para cada tipo o ley de mineral yotro para los estriles. El vaciado de estosalmacenes o tolvas se hace automticamentepor dispositivos mecnicos, y el mineral pasapreviamente por un sistema de moliendaprimaria para adecuar la granulometra a lascondiciones de transporte. Un sistema

intermedio enlaza este almacn con el sistemageneral de transporte, bien por cintas o bien porvagones.

La mayora de los grandes cargaderos de mineral seperforan en la roca de los hastales, a lo largo delcriadero.

Los coladeros entre el relleno, revestidos con tubos dechapa prefabricados, suelen tener una vidaequivalente a 100.000 150.000 t de mineral cargado;


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as, en caso de explotaciones de 100 m de largo y 12m de potencia, la altura til del piso quedara limitadaa 30 m aproximadamente. Pero por razoneseconmicas la altura de pisos debe ser lo mayorposible, por lo que habr que preparar ms de uncoladero con entubado de acero, lo que puedeencarecerlo. La alternativa es preparar los coladerosen el hastial de la roca.

3. TERMINOLOGA FUNDAMENTALEMPLEADA EN MINERA DE INTERIOR

SOCAVN: Galera de acceso desde el exteriorhorizontal con pendiente de drenaje

RAMPA: Acceso inclinado.

GUIA: Galera en mineral y en direccin.

LATERAL o REAL: Galera en roca encajante y endireccin.

TRANSVERSAL: Galera perpendicular a la direccindel yacimiento que une lateral y gua.

CHIMENEA: Pocillo de conexin entre dos galeras,para ventilacin, paso de mineral personal.

POZO: Excavacin vertical o de fuerte inclinacin paraextraccin o acceso principal.

NIVEL: Galera o grupo de galeras con acceso directo

desde el pozo rampa de entrada a mina.SUBNIVEL: Galera desde la que se ejecutan laboresde arranque y / o carga a una cota determinada.

HASTIALES: Contactos delyacimiento con la roca encajante

TECHO: Es el contacto conpendiente superior a 90 grados

MURO: Es el contacto con pendienteinferior a 90 grados.

CMARA: Hueco creado por laexplotacin, limitado por pilares.

CABEZA y BASE de cmara son lasexcavaciones superior e inferior de lacmara

TALLER: En minera sedimentaria,frente de arranque.

BARRENO o TIRO: Taladro perforado para voladura(tambin TIRO)

MENA: Mineral con contenidos valiosos para su ventay transformacin

ZAFRA: Material arrancado para su carga

ENTIBACION: Sistema o tcnica de sostenimiento dehuecos mineros

CORRIDA: Longitud en direccin del yacimiento

POTENCIA: Espesor de la mineralizacin

BUZAMIENTO: Angulo que el deposito forma con lahorizontal

GEOTECNIA: Estado de la geometra de lasdiscontinuidades y / o capacidad que los huecostienen para autosoportarse

FRACTURACION: Intensidad, frecuencia y forma depresentarse las separaciones entre planos de mineral

DILUCIN: Porcentaje de estril o marginal que seextrae con el mineral

SELECTIVIDAD: Proceso de separacin del mineralentre las intercalaciones de estril y / o marginales

CIELO: Limite fsico superior de un hueco o cmara

PISO: Limite fsico inferior de un hueco o cmara

PILAR BARRERA: Macizo de proteccin en loslaterales de una cmara


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PILAR CORONA: Macizo de proteccin entre cmarasseparando dos subniveles de explotacin

BULONES: Pernos de anclaje o entibacin

CUELE: Barrenos de apertura de una voladura

REFUGIO: Abrigo para personal o maquinaria

RELLENO: Material estril que ocupa y entiba unhueco explotado

SOLERA: Parte inferior de un frente o tajo deexplotacin

VENTILACIN: Circuito de aire para la habitabilidadde personas o maquinas

COMPUERTAS: Reguladores de la ventilacin y delrelleno hidrulico

NIVEL PRINCIPAL: Galera de transporte de mineralhasta pozos de extraccin

ANCHURN: Ensanchamiento grande de una capa decarbn.

ARTILLERO: El que coloca y dispara la pega

ATACADOR: Vara de madera para comprimir en elbarreno la dinamita.

BARRENA: Vara metlica que unida al martilloperforador taladra la piedra con el objeto de introducirla dinamita en el hueco formado a tal efecto.

BARRENISTA: Trabajador especializado en el avancede las galeras.

BASTIDOR: Pieza de madera de 250 m de largo enforma de semicrculo utilizada para sostenimiento deltecho en los talleres.

BASCULADOR: Mecanismo donde por medio de ungiro de 360 los vagones depositan el carbn y elmaterial estril en tolvas para su clasificacin.

GUA DE CABEZA: Tambin llamado corte. Es ellugar de una galera general o de servicio donde losbarrenistas desarrollan su labor.

CAMA: Se utiliza cuando un vagn ha salido de lasvas y se ha volcado en la galera o en el exterior; en

este caso se dice que el vagn ha dado cama.CARGADORAS: Especie de excavadoras que utilizanlos barrenistas para cargar la pega (estriles y carbnque se desprende de esta) en los vagones.

Funcionan, dependiendo del tipo que sean, con airecomprimido o electricidad.

CARGUE: Lugar donde se basculan los vagones paraser transportados al lavadero. Tambin es la zonainferior de un taller donde se cargan los vagones concarbn.

CINTAS DE TRANSPORTE CONTINUO: Mecanismosque recorren algunas galeras de gran longitud quetienen la misin de transportar el carbn y los estrileshacia el exterior de la mina.

COMPRESOR: Mquina que introduce el aire en lamina para respirar y servir de fuente de energa acargadoras, martillos picadores, martillos, barreneros,adems para ventilar los cortes de gua y los talleres atravs de mangones.

CONTRAATAQUES: Espacio que hay que formar paraesquivar una falla que ha surgido dentro de una vetade carbn.

CORTES DE GUA: Tambin llamado corte o avancede galera. Es el lugar donde los entibadores realizanlas labores de desescombro y sostenimiento de lagalera que avanza.

COSTERO: En la minera del carbn, expresin quetambin se utiliza para denominar la roca suelta.

CUADROS: Estructuras metlicas realizadas a basede patucos, trabancas y tresillones que sostienen lasgaleras de servicio y las generales.

CUCHARILLA: Vara metlica que se utiliza paraextraer pequeas piedras que han quedado en elbarreno hecho por los barrenistas para la pega.

CUELE, ZAPATERA, DESTROZA Y CONTORNO:Distintos lugares donde se barrena para producir elefecto deseado al dar la pega.

CHAPA: Estructuras metlicas que se utilizan en lostalleres para deslizar el carbn hacia los cargues.

CHIMENEA: Mtodo de explotacin realizado porpicadores con el fin de comunicar dos pisos de lamina. Normalmente las chimeneas se realizanperpendicularmente a las galeras.

DAR CALE: Expresin que se utiliza cuando unpicador a comunicado por medio de una chimenea dos

plantas o cuando a comunicado dos talleres.EMPUJADOR: Caballete neumtico que eleva yempuja el martillo barrenero.


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ENCARRILADOR: Pieza metlica que orienta lasruedas de los vagones cuando stos se han salidos delos rales.

ENRRACHONAR: Poner rachos o varales entre loscuadros de una entibacin.

ESCRAPER: Mecanismo por el que se recoge la pegaen la minera del carbn.

ESPEQUES: Piezas metlicas que se utilizan comofreno entre las ruedas de los vagones.

ESTAJAR: Limpieza de costeros en el techo que serealiza en las galeras para posteriormente entibar.

ENTIBAR: Funcin que realizan los entibadores alcolocar cuadros, varales o rachos al sanear oensanchar galeras que se reconquistan.

EXPLOSOR: Mquina elctrica que provoca unacorriente elctrica suficiente para conseguir ladetonacin de la pega.

FONDO DE SACO: Parte final de una explotacindonde pueden quedar almacenados gases peligrosospara el minero.

GRUPO: Instalacin minera; lugar de trabajo. Ungrupo puede estar constituido por una o variassecciones con distintos accesos a la mina.

HACHO: Hacha de uso minero.

HOSPITALILLO: Dispensario mdico de la empresadonde se realizan las primeras curas a los minerosaccidentados.

HUNDIMIENTO: Parte del taller que ha sido explotadao extrado el carbn y que se va hundiendo por supropio peso a travs del tiempo.

JAIMES O GREMBAS: Nombres de diferentesmquinas que arrastran los vagones o que sirven paratransporte de personal. El jaime funciona con baterasrecargables y la gremba a travs del tendido elctrico.

JUGADA: Forma de sostener un taller a base demadera o de estemples.

LONGARINA: Freno construido a base de puntalaspara asegurar la niveladura de un taller.

LLAVES: Construccin hecha en la entrada a lostalleres a base de piezas de roble que tiene comofuncin sostener la cabeza de entrada del taller.

MACIZO: Masa de carbn que se deja sin extraer enun primer momento en los talleres para que sirva desostenimiento del techo.

MANGN RETRACTIL: Tubera plstica extensibleque conectada a un extractor desaloja aire y partculasde los cortes o introduce aire en ellos.

MAMPOSTA: Es otro nombre utilizado para losestemples.

MENSFONO: Telfonos especiales que se utilizandentro de los talleres y de las galeras.

MINADOR: Vehculo mecnico que poseyendo uncabezal perforador realiza galeras sin necesidad de laintervencin de dinamita.

MONTERA: Varal o racho metlico que se utiliza parasostener el techo. Las monteras son recuperadas paraproducir el hundimiento; no as el sostenimiento hechocon madera.

NICHO: Lugar donde se deposita la rozadora despusde haber realizado su funcin.

NIVELADURA: Parte alta de una corona o parte altade un taller que se deja como proteccin desostenimiento sin explotar.

PANCER: Cinta transportadora acorazada que seutiliza en los talleres para transportar el carbn o enlas guas para sacar el escombro.

PATUCO: Pieza metlica en forma de "U" que junto ala trabanca forman los cuadros que sostienen lasgaleras.

PEGA DE EXPLOSIVOS: Surtir de dinamita losbarrenos para explosionar.

PLANO INCLINADO: Galera inclinada que comunicaun piso del subsuelo con el exterior.

POTENCIA: Ancho que tiene una capa de carbnentre techo y muro.

PUNTALA: Pieza de pino que se utiliza para sostenerel techo junto a las longarinas y bastidores en un tallerde extraccin.

PUNTEROLA: Punta metlica que unida al martillopicador permite la extraccin y arranque del carbn.

RACHOS: Piezas de madera de eucalipto utilizadaspara entibar; tambin suelen llamarse varales.


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RAMPLOS Y COLADEROS: Pequeos tneles que serealizan entre chimeneas en los talleres con el fin decomunicar ambas.

REGADURA: Zona de la capa de carbn que esmenos dura y en la que se pica con ms facilidadprovocando que las partes ms duras de la capa seextraigan ms fcilmente.

RELEVO: Utilizado para designar un turno de trabajo.

RETACAR: Incorporar a la pega de dinamitaintroducida dentro del barreno un taco de arcilla parahacer presin en la pega.

ROZADORA: Mquina que se utiliza en capasverticales para arrancar el carbn.

TAJO: Expresin utilizada para designar el lugar detrabajo asignado.

TALLER: Lugar donde se arranca el carbn.

TRABANCA: Pieza metlica semicircular en forma de"U" que unida al patuco forma un cuadro de entibar.

TRANSVERSALES: Denominado tambin galerageneral por donde circula materiales y personas condireccin a los cortes de guas y a los distintostalleres.

TRESILLONES: Pieza metlica rectilnea en forma de"U" que une dos patucos de un cuadro a la distanciade un metro.

VARALES: Otra forma de denominar a los rachos. Sonpiezas de madera de eucalipto de distinta medida quesirven para entibar.

VACO: Material mineral que no es carbn. Tambinse le denomina estril.

BOCAZO: Expresin que se utiliza para cuando unapega de dinamita ha resultado fallida o defectuosaprovocando en la explosin efectos no deseados.

CABECEADO: Forma de semicrculo que se da en lacabeza de las pntalas para que acople el bastidor.

CORONA: Cabeza de corte o zona superior de unramplo.

4. IMPORTANCIA DE LA MECNICA DEROCAS EN LA MINERA

La Mecnica de Rocas puede definirse como laciencia que trata de la respuesta de las rocas a loscampos de fuerzas presentes en su entorno fsico.Esta, como la mayor parte de las disciplinasencuadradas en las denominadas Ciencias de laTierra, nace, por una parte, de la bsqueda deexplicaciones cualitativas y cuantitativas a losfenmenos naturales y, por otra, como consecuencia

de la actividad de los ingenieros que tratan deencontrar las mejores soluciones tcnicas paracontrolar el terreno en las minas y en las obras civilesy militares.

La estabilidad de las excavaciones ha preocupadodesde siempre a los mineros, que constantemente hantratado de establecer teoras racionales para sudiseo.

La presencia de discontinuidades constituye el factoresencial del comportamiento mecnico de un mediorocoso, cualquiera que sea la escala considerada: Ladestruccin de una probeta entre las placas de unaprensa es consecuencia de la propagacin de lasfisuras existentes en ella.. La rotura de los macizosrocosos se produce casi siempre segn superficies dediscontinuidad preexistentes. El agua circulapreferentemente por las discontinuidades, y lasfuerzas hidrodinmicas que produce se orientanbsicamente de acuerdo con ellas.

El desarrollo de la Mecnica de Rocas en cuanto aproporcionar soluciones a los problemas que tienenplanteados la minera y las obras subterrneas, esmas bien pequeo. Las respuestas a los interrogantesque plantea la prctica de ingeniera se hallan confrecuencia aplicando el sentido comn, una vez que elmarco geolgico-geotcnico que encuadra elproblema ha sido suficientemente aclarado. En larealidad, por lo mucho que an tiene de subjetiva,puede considerarse a la Mecnica de Rocas casi mscomo un arte que como una ciencia.

Actualmente se est imponiendo el trmino Ingenierade Rocas para designar la correcta combinacin deciencia y experiencia que permite dar solucionesrazonables a los problemas con que se enfrenta elingeniero.

Como sucede en todas las disciplinas, en la Mecnicade Rocas no existe una teora unitaria, sino solucionesms o menos exactas a problemas individuales que alagruparse constituyen el cuerpo de esta materia.


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El especialista en Mecnica de Rocas no puedeobtener soluciones a los problemas planteados msque a partir de modelos constituidos por elementosestructurales de comportamiento mecnico biendefinido. Pero, todo modelo, independientemente deque sea matemtico o fsico, supone unasimplificacin y esquematizacin de la realidad.

La resolucin de cualquier problema geotcnicorequiere, en general, la realizacin de tres modelos:

El modelo geolgico, que compendia loscaracteres litolgicos, estructurales ehidrogeolgicos del macizo rocoso.

El modelo geomecnico que resulta decompletar el anterior mediante laspropiedades mecnicas de las rocas y de lasdiscontinuidades existentes en el macizo.

EI modelo matemtico, que permite, mediantela aplicacin de formulaciones matemticas almodelo geomecnico, predecir elcomportamiento de la mina.

Independientemente de su complejidad los modelos,utilizados no representan ms que unoscomportamientos esquemticos imaginados por elingeniero durante la realizacin del proyecto a partirde los datos estructurales y mecnicos que poseesobre el macizo rocoso. La auscultacin de la minadurante su explotacin constituye, por consiguiente,un complemento indispensable para verificar que elcomportamiento del terreno no difiere de lo previsto,en caso contrario, para detectar a tiempo lasanomalas.

El lugar de la Mecnica de Rocas en la investigacin

minera resulta evidente si se considera que laextraccin total o parcial de los depsitos mineralesexistentes en la corteza terrestre necesita de diversasaplicaciones de energa, ms o menosinterdependientes, que se combinan para formar unsistema. Este sistema minero puede descomponerseen los siguientes cinco elementos tecnolgicos osubsistemas:

Definicin de los yacimientos minerales Desintegracin de las rocas Control del terreno Manipulacin de los materiales Control del ambiente de la mina

De estas cinco facetas de la investigacin, la segunday la tercera corresponden a la Mecnica de Rocas. Enla minera subterrnea el control del terreno es bsico

tanto en la eleccin del mtodo de explotacin comoen el dimensionado de la mina, y en la minera a cieloabierto constituye el elemento primordial en el diseode los taludes. La explotacin de los yacimientospetrolferos, tanto en las tcnicas de perforacin comoen la utilizacin de la fracturacin hidrulica de lasrocas para aumentar la permeabilidad de lasformaciones geolgicas, ha progresado gracias a laMecnica de Rocas. El diseo de los almacenessubterrneos de materiales energticos se basa engran parte en consideraciones geomecnicas.

A continuacin se describe sucintamente el papel dela Mecnica de Rocas en el diseo de las minassubterrneas y/o a cielo abierto, que constituye, sinduda su aplicacin ms importante para un mejoraprovechamiento de los recursos minerales yenergticos.

4.1. LA MECNICA DE ROCAS EN LA MINERASUBTERRNEA

4.1.1. Eleccin del mtodo de explotacin

El control del terreno es una de las consideracionesmas importante para seleccionar la forma de explotarun criadero, por lo que debe ser tambin un aspectoprimordial en cualquier estudio de mtodo deexplotacin que se realice. Cada yacimiento, por suscaractersticas geolgicas consiste en unacombinacin diferente de factores de los cuales sederivan unos determinados comportamientos delterreno al extraer el mineral.

Los tipos de control del macizo rocoso que deben

considerarse, varan desde el mantenimiento rgido delterreno mediante pilares, pasando por diferentesgrados de cierre de los hastales y de descenso deltecho, hasta el hundimiento completo de la masamineral y del estril suprayacente. En la Fig. 1 estostres tipos estn representados por los Grupos A, B y Crespectivamente, cada uno de los cuales forma elncleo de un crculo mayor en el interior del cual seagrupan los mtodos satlites. El crculo central, msamplio, se solapa con el superior e inferior,delimitando zonas de transicin en las que sontolerables ciertos compromisos con los principiosbsicos que dichos crculos representan, y adems

encierra otros dos crculos: el primero divide lastcnicas de sostenimiento en relleno y soportesIndividuales y el segundo representa la explotacinpor frente largo. El crculo inferior tambin comprendeotro crculo, con objeto de distinguir entre el


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hundimiento de la masa mineral y el de los terrenossuprayacentes.

La influencia de la potencia del criadero se indicamediante divisiones fuera de los crculos. Sedenomina yacimientos estrechos a aquellos cuyaanchura no sobrepasa de los 10 m. ya que es elmximo que suele sostenerse mediante entibacin. Lanocin de criadero ni ancho ni estrecho se haintroducido para agrupar los mtodos de cmaras ypilares, y realces con almacenamiento, que sonprcticamente independientes de la potencia de laexplotacin. Los llamados mtodos para criaderosgeneralmente potentes son apropiados para grandesespesores, pero esto no quiere decir que los mtodosde relleno por ejemplo, no pueden emplearse enyacimientos estrechos. Criaderos invariablementepotentes son aquellos que se explotan por mtodoscomo los de hundimiento, que requieren grandesespesores (normalmente ms de 30 m).

La escala de energa de deformacin acumulada quese muestra a la derecha de la figura es de graninters, pues en ella se incluye la aportacin de laMecnica de Rocas. En el Grupo A, en el que tanto losanchos de las cmaras como las cargas sobre lospilares son pequeos, la energa de deformacin estcontrolada. En la zona de transicin y en la derecuperacin de pilares, se produce un aumento depresin en stos, debido a la mayor profundidad yextensin de la mina, y a la reduccin del rea de lospilares, que puede dar lugar a la rotura gradual osbita de algunos de ellos. Ambas son zonas deconcentracin de energa elstica y por tal motivo,cuando se trata de rocas resistentes, existe el riesgode que se produzcan "explosiones de roca". La roturaprogresiva del terreno es la caracterstica principal delos mtodos que se han ubicado entre el centro delcirculo medio y la parte baja del inferior. En ellos, si larotura del terreno sigue normalmente su curso, alextraer el mineral la energa de deformacin vadisminuyendo.

4.1.2. Diseo de estructuras subterrneas

Cuando se disea una nueva estructura subterrneaen roca o se evala la estabilidad de una ya existente,se deben determinar los aspectos siguientes:

Tensiones y deformaciones que se producenen la estructura como resultado de las fuerzasexternas e internas.

Capacidad de la estructura para resistir estastensiones y deformaciones. El lmite de esta

capacidad se estima generalmente por latensin necesaria para producir la rotura de laestructura, aunque algunas veces ladeformacin excesiva puede tambinconstituir una limitacin.

Disear una estructura en roca es, por lo generaldifcil. Una de las principales dificultades proviene deque las rocas se hallan sometidas a tensionesdesconocidas, debidas principalmente al peso delrecubrimiento y a las fuerzas tectnicas. Aunque elestado tensional de la corteza terrestre podraestimarse suponiendo que es debido solamente alpeso de los terrenos suprayacentes, las medidasefectuadas muestran que las estimaciones realizadassobre esta base suelen ser completamente errneas.

La dificultad en obtener una informacin sobre laspropiedades mecnicas del macizo rocoso antes de laapertura de la cavidad es otro inconveniente. Losmateriales de construccin pueden producirse deacuerdo con unas especificaciones determinadas, ylas estructuras convencionales disearse para utilizar,dichos materiales; sin embargo, el diseo deestructuras subterrneas se ve dificultado por laescasez de informacin acerca del comportamiento ypropiedades del macizo rocoso.

El tercer problema surge al tratar de calcular lastensiones y deformaciones en diferentes partes de laestructura, ya que, a medida que la forma de lascavidades se hace ms compleja, o el macizo rocosoms heterogneo, la estructura resulta difcil de tratarmatemticamente, y es preciso recurrir a modelosnumricos y medidas "in situ".

Las bases de diseo en minera subterrnea son casiopuestas a las utilizadas en la ingeniera civil.

Consideraciones econmicas suelen hacer necesarioextraer el mayor porcentaje posible del criadero, por loque el tamao y nmero de pilares, machones, u otrossoportes estructurales abandonados, se reducen almnimo. Las minas tienen una vida corta comparadacon la de las estructuras convencionales y esteaspecto, junto con las ventajas econmicas quereporta operar con coeficientes mnimos de seguridad,son dos facetas del diseo exclusivamente mineras.Por fortuna, el desarrollo de una mina esnormalmente tan lento que suele haber numerosasoportunidades para experimentar, y modificar elproyecto de acuerdo con los resultados obtenidos

En el diseo inicial de una mina adems de laMecnica de Rocas debe utilizarse la experiencia,sobre todo si sta ha sido adquirida en estructurasequivalentes, rocas similares y profundidades


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comparables a las de la mina que se trata de disear.Ms adelante, conforme se van recogiendo datossobre las propiedades del macizo rocoso y sobre elcampo tensional, las hiptesis de partida debenreconsiderar y el diseo modificarse en consecuencia.No hay otra alternativa para proyectar minas aunqueen algunos casos se ha conseguido realizar buenosproyectos abriendo cmaras experimentales, galerasy pozos, para obtener informacin geolgica, mejoresmuestras para los ensayos de determinacin de laspropiedades mecnicas de las rocas, y medidas delcampo natural de tensiones en el macizo rocoso. Laevaluacin de la estabilidad de estructuras rocosasexistentes presenta menos dificultades, ya que, altener acceso a la mina, pueden realizarse lasobservaciones y medidas que aconseja la naturalezadel problema.

4.2. LA MECNICA DE ROCAS EN EL DISEODE MINAS A CIELO ABIERTO

Una parte importante del proyecto de una mina a cieloabierto es el diseo de los taludes, para lo que se

utiliza la Mecnica de Rocas.En la mayor parte de los casos la rotura de los taludesse produce segn planos de debilidad (fallas,estratificacin y juntas) existentes en el macizo rocosoy desfavorablemente orientados. Donde no haydiscontinuidades crticamente orientadas, si eldesmonte es suficientemente alto (ms de 700 m. enla mayor parte de la rocas competentes),puedenproducirse roturas a travs del propio material rocosoque dan lugar generalmente a deslizamientosrotacionales. Otra forma de inestabilidad es la debidaa pequeos desplazamientos que llegan a

desencadenar movimientos mayores. En cierto tipo deestructuras geolgicas, principalmente en lasconsistentes en planos de estratificacin oesquistosidad muy pendientes, suelen producirseroturas de taludes por vuelco de las lajas de roca.

No es posible disear taludes con la misma precisincon que se disean estructuras de edificiosconvencionales, pues el clculo de estabilidad detaludes requiere la determinacin de lascaractersticas resistentes y la geometra de lasdiscontinuidades del macizo rocoso, y de los nivelesdel agua subterrnea en el futuro talud, parmetros

que no pueden conocerse con exactitud. Esta falta deinformacin se palia, en cierto grado, utilizando en losclculos coeficientes de seguridad muy superiores auno.

Una nueva forma de operar con datos variables oimprecisos consiste en estudiar estadsticamentedicha variabilidad o imprecisin y tenerlas en cuentaen el diseo. En este enfoque, los clculos deestabilidad toman en consideracin las variaciones delrumbo, buzamiento, resistencia al corte y dimensionesde las discontinuidades crticas, y las alteracionesanuales del nivel fretico. En este contexto surgenvarias cuestiones: cmo influyen en la seguridad deun talud las diferentes medias y desviaciones tpicasde la presin del agua, del buzamiento de las juntascrticas o de otros factores? . Cul es el riesgoaceptable para un talud?. La respuesta a esta ltimapregunta se encuentra principalmente en los anlisiseconmicos y financieros. Las consecuencias de lainestabilidad sobre las rampas, instalaciones desuperficie, reservas de mineral y operaciones minerasse traducen en costos, siendo el talud con laseguridad adecuada aqul para el que la relacincosto / beneficio es mnima. Tambin influye laefectividad del sistema de vigilancia instalado, ya quesi se pueden predecir las inestabilidades y susconsecuencias, lo que permite remediarlasrpidamente, puede aceptarse un mayor nivel deriesgo

La importancia de los estudios d estabilidad quedeben realizarse en cada fase del desarrollo de unamina a cielo abierto depende de la cantidad y calidadde los datos de que se disponga y de la influencia queel ngulo del talud tenga sobre el volumen deexcavacin a realizar En la fase de viabilidad no sedispone, en general, de mucha informacin por lo queadems de la Mecnica de Rocas, debe utilizarse enel diseo la experiencia adquirida en taludesexcavados en macizos rocosos similares. En la fasede proyecto, sobre todo cuando se trata de cortasprofundas, debe hacerse lo posible por obtener lainformacin necesaria y analizarla convenientementeLos pasos que hay que dar, en general para analizarla estabilidad de la excavacin en cualquier fase deldesarrollo de una mina a cielo abierto son lossiguientes:

Establecer los lmites de cada uno de lossectores en que a efectos de diseo detaludes conviene dividir la mina.

Determinar los condicionantes de proyecto encada sector como, por ejemplo: localizacinde la rampa, situacin del pie de corta,pendientes optimas desde el punto de vistaoperativo de los frentes de trabajo y de los

taludes finales y temporales de la mina,mtodos de saneo, proteccin de rampascrticas o instalaciones de superficie y posiblereutilizacin del terreno en el futuro.


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Determinar el tipo ms probable deinestabilidad en cada sector, respondiendo alas siguientes preguntas de costos:

1. Existen discontinuidades geolgicasaproximadamente paralelas al talud? . Encaso afirmativo se debe analizar suestabilidad por el mtodo de la roturaplana o de la rotura por vuelco.

2. Descalza el talud la interseccin dedos discontinuidades? . Si fuera as hayque emplear el mtodo de clculo de larotura en cua.

3. Es el material rocoso dbil ydeformable, o se halla muy fracturado?En este caso el talud debe analizarse poralguno de los modelos utilizados para lasroturas circulares.

Pueden las concentraciones detensiones en el pie exceder la resistenciade la roca? .El mtodo utilizadonormalmente para determinar lastensiones es el de elementos finitos.

Identificar las variables de diseo yclasificarlas en incontrolables (estructurageolgica, resistencia al corte de lasdiscontinuidades, etc.) y controlables (altura ytalud de los bancos, drenaje del aguasubterrnea, voladuras, sistemas devigilancia, elementos de retencin, situacinde la rampa, etc.).

Determinar las mximas pendientes de lostaludes provisionales y finales factibles encada sector, considerando slo los

condicionantes del laboreo y de una posiblereutilizacin final del terreno.

Analizar la estabilidad de los taludes,seleccionando varios ngulos (incluido eloptimo econmico) y determinando el riesgode cada uno para alturas variables entre 30 my el mximo previsto.

Determinar las repercusiones de lainestabilidad de los taludes sobre los costosdel laboreo.

Hallar la pendiente ptima de los taludesmediante clculos Beneficio-Costo.

Compaginar los ngulos ptimos de talud paracada uno de los sectores en que se ha

dividido la mina estudiando la geometra delas transiciones con objeto de eliminar lasprotuberancias.

Planificar la realizacin de los ensayos devoladuras de contorno, cuando se juzguennecesarias para disminuir los costos demantenimiento de los taludes.

Disear sistemas de vigilancia de laestabilidad de los taludes

Disear elementos mecnicos de retencinpara aquellos sectores donde su costo seainferior al de otos mtodos de estabilizacin odonde no pueda excavarse el talud hasta unapendiente estable a causa de instalacionesexistentes en las proximidades de sucoronacin.

Disear taludes experimentales en los lugaresen que puede obtenerse informacinsuplementaria para mejorar el diseo yconseguir una disminucin de costos. Estosensayos deben realizarse donde no interfierancon la explotacin.

5. SELECCION DEL METODO DEEXPLOTACION

1. Factores determinantes en la eleccin del mtodode explotacin:

Geometra del yacimientoo Forma (masiva, tabular, filoniana,

etc..)o Potencia y buzamientoo Tamaoo Regularidad

Aspectos geotcnicoso Resistencia (Mena, techo y muro)o Fracturacion (intensidad y tipo de

fracturacin)o Campo tensional in-situ (profundidad)o Comportamiento tenso-deformacional

Aspectos econmicoso Leyes de la menao Valor unitario de la menao Productividad y ritmo de explotacin

Seguridad y medio ambiente


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o Aspectos de seguridado Impacto ambiental (paisaje,

subsidencia, aguas etc..)o Impacto social

2. Tipos de mtodos de explotacin subterrneos Autoportantes

o Cmaras y pilares ( room/stope andpillar)

o Cmaras almacn (shrinkage stoping)o Cmaras por subniveles (sublevel

stoping)

Con sostenimiento artificial

Corte y relleno (cut and fill)

Por hundimientoo Hundimiento por bloques (block

caving)o Hundimento por subniveles (sublevel

caving)o Tajo largo (long wall)o Tajo corto (short wall)

3. Seleccin del mtodo de explotacin

2.4. Sistemas de explotacin. Sostenimiento y fortificacin

o Cuadros (madera o acero)o Bulones y pernoso Rellenos

o Posteoo Entibaciones mecanizadas (carbn)

Arranqueo Por gravedad (hundimiento

controlado)o Perforacin y voladurao Arranque mecnico (rozadoras,

perforadoras, etc...)

Carga y desescombrado del frenteo Sistemas discontinuos (cargadoras)o Sistemas continuos (transportadores

continuos)

Transportes en interioro Sistemas discontinuos (L.H.D.,

camiones)o Sistemas continuos (transportadores

de banda, panzers)

Extraccino Pozos de extraccino Planos inclinados para transporte por

bandao Rampas para camin

o Sistemas hidrulicos Servicios

o Ventilacino Desage, etc...

5. Sistemas tecnolgicos mas empleados


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DISEO DE POZOS VERTICALES DE EXTRACCIN Pg.: 18

2. SELECCIN DE LA UBICACIN DEL POZO

Los pozos de extraccin no deben ser afectados porlas inundaciones, y para ello se analizar la mximavenida de los cien aos. Tampoco deben situarsedemasiado prximos a carreteras de gran circulacin,ni en entornos industriales que puedan ser objeto de

incendios con gran produccin de humos. En losparajes boscosos con rboles incendiables, se talarpreviamente un radio de unos 100 m y se eliminar lavegetacin que pueda incendiarse, todo ello con el finde evitar que entren humos en la ventilacin. Seanalizarn todas aquellas cuestiones externas quepudieran poner en peligro la vida de los trabajadores yla integridad de la mina y que pueden influir en ladecisin sobre el emplazamiento del pozo.

El nmero mnimo de pozos que deben excavarsepara la explotacin de la mina es dos, siendo dedicadouno de ellos para produccin, personal, entrada demateriales, equipos y aire. El otro pozo es para elretorno del aire y como va adicional de escape. Aveces es necesario la excavacin de tres pozoscuando la extensin de la mina no permite unaadecuada ventilacin con dos pozos. Cuatro pozossern necesarios cuando las necesidades deproduccin doblen aproximadamente la capacidad de

Localizacin de los dos pozos de una mina: A) En el centro de gravedad,B) En el muro con el eje de unin en direccin

de la corrida.

a), b), c), minas con tres pozos. d) mina con cuatro pozos


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una eventual mina de dos pozos con la mitad deproduccin.

Dos pozos: La posicin central (a) de los pozos tiene lasventajas de menores costos de transporte yrecorridos menores del aire de ventilacin. Lospozos deben estar separados al menos 100m.

Sin embargo, la necesidad de dejar unos macizosde proteccin importantes reduce la reservaexplotable. En yacimientos tabulares monocapa aprofundidad moderada es la ubicacin mseficaz. Una localizacin lateral (b) a muro delyacimiento, incrementa los costes de transporte ylas distancias de ventilacin, pero no se haceimposible la explotacin de parte de las reservasmineras por la existencia de los macizos deproteccin de los pozos.

El eje de unin de los pozos ser paralelo a ladimensin mxima del yacimiento, y si los pozosson rectangulares el eje mayor se pondrperpendicular a la corrida de la capa o filn, a laesquistosidad, a los planos de sedimentacin, y alos esfuerzos tectnicos regionales y planos deexfoliacin de las rocas en presencia.

Tres pozos:El pozo principal suele tener un dimetro(7 a 8 m)mayor que los auxiliares de ventilacin (5 a 6 m).

Si el pozo principal se coloca en el centro degravedad del yacimiento, los pozos auxiliares secolocarn en los extremos opuestos de ladireccin de la corrida siempre que la longitud dela concesin minera en esta direccin sea 2 a 3veces mayor que en la direccin del buzamiento.

En el caso de un yacimiento masivo, estrecho,alargado en el sentido de la corrida el pozoprincipal se sita en el centro y a muro; los pozosauxiliares se ubican en los extremos y fuera delyacimiento.

Si el rea a minar se alarga en el sentido delbuzamiento el pozo principal y uno de losauxiliares se colocan en el centro del yacimiento,mientras que el segundo pozo auxiliar se colocaren la zona del yacimiento ms prxima a lasuperficie

Cuatro pozos:

En este caso el pozo principal se usar paraextraer la produccin y como entrada, el segundopozo para personal y entrada de materiales y losotros dos para ventilacin. Los cuatro pozossern de dimetro similar. Los dos primeros se

colocarn en posicin central y los dos deventilacin en posicin extrema en la direccin dela corrida. Si el yacimiento es alargado en ladireccin del buzamiento tres pozos se colocarnen le centro y el cuarto en la zona en la que elyacimiento est ms prximo a la superficie.

3. DIMETRO DEL POZO

En el pozo principal o de produccin, el dimetro seevala de modo que sea el mnimo requerido para lacirculacin de las jaulas skips y para dar espacio alos conductos elctricos, de aire comprimido, de aguafresca, de ventilacin, bombeo y relleno en su caso ypara la escala del escape de emergencia. Se realizaun plano de la seccin del pozo y se dibujan la secciny disposicin de cada uno de los elementos anteriores,adaptando en lo necesario el contorno del pozo. Setendr en cuenta las distancias mnimas a considerarentre los elementos mviles y las paramentos delpozo.

Se comprueba que la cantidad y la velocidad del airede ventilacin son las especificadas. El volumen de losskips se estima de la forma siguiente:

Sea Q la carga mxima de mineral del skip que sequiere utilizar para una produccin diaria de Wtoneladas, siendo T las horas de extraccin diarias.Se tiene:

Dnde: k es un factor de irregularidad = 1,5 parados skips y = 1,25 para solo un skip o jaula; t = t1 + t2 es el tiempo total de en ciclo en s, (t1 estiempo de funcionamiento, t2 es el tiempo de

parada).El volumen del skip es:

dnde ? es la densidad aparente de la carga demineral en t/m3. Para carbn se toma un valor entre0,8 - 0,85 y para minerales, de 1,4 a 1,5.

Basndose en estas estimaciones y clculos yteniendo en cuenta las consideraciones previas KF,Unrug propone el baco de la pgina siguientesiguiente para la evaluacin de los principalesparmetros del pozo:

3600TktWQ =

=QP


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4. REVESTIMIENTO DEL POZOEl revestimiento del pozo cumple las misiones deservir de soporte a los equipos y sostener las paredes.En los pozos modernos de seccin circular o elptica elrevestimiento se hace de hormign armado con un

espesor mnimo de 20 cm., aunque en pozos deseccin rectangular perforados en rocas competentespuede usarse revestimiento de madera. Antiguamentese ha usado revestimiento de ladrillo o de bloque.

Las ventajas del hormign son las posibilidades deconseguirse resistencias altas de hasta 50 Mpa y quepuede impermeabilizarse para presiones hidrostticasno demasiado elevadas de los niveles freticos.

Normalmente el revestimiento no se calcula en pozosrealizados en rocas duras ya que la resistencia del

hormign es inferior a las tensiones de la roca, por loque el hormign no debera estar sometido apresiones del terreno. Sin embargo el brocal y la partede pozo excavado en el terreno de recubrimiento spueden estar sometidos a tales esfuerzos del terreno

baco para la determinacin de diferentes parmetros y la capacidad de extraccin con 1 y 2 skips.


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o de la presin del fretico. La presin del agua secalcula fcilmente como la altura mxima de lacolumna de agua, y la presin debida a terrenos nocohesionados (arenas) como el producto altura xdensidad. Si los terrenos estn cohesionadosconviene recurrir a un especialista en geotecnia omecnica de suelos.

Para calcular el espesor de hormign del brocal y del

revestimiento en el recubrimiento se utilizan lassiguientes expresiones:

en el caso de que se considere que lapresin se aplica de golpe provocandouna reaccin elstica del hormign (frmula de Lam), o bienen el caso en que la presin sea alta yse aplica gradualmente, provocandouna reaccin plstica del hormign(frmula de Huber).

d = espesor del revestimiento en mr = radio interior del pozo en mRc = resistencia del hormign enMpap = presin externa que acta sobreel hormign en MpaF = 2, coeficiente de seguridadrespecto de la tensin decompresin

Para el clculo del revestimiento del brocal y delrecubrimiento es prudente suponer que la columna deagua llega hasta la superficie y que al menos el 70%de la presin mxima terica del terreno activo seaplica a lo largo de toda la embocadura del pozo.

La forma del brocal depende de las condiciones delterreno. El primer tramo se reviste con un espesor de1 a 2 m; el siguiente tramo es de 0.6 a 1 m de espesoro aproximadamente dos veces el espesor delrevestimiento normal del pozo. El espesor en el tercertramo estar entre el del primero y el del revestimientonormal. La base de la embocadura se asentar enroca firme, a 2 3 m por debajo del terreno derecubrimiento. La forma es a menudo de doble troncode cono para mejor transmitir los esfuerzos. Ademsde los esfuerzos descritos, pueden inducirse otros porla presencia de fundaciones cimentacionesprximas. Se define una zona de influencia por el conode eje vertical con 35 de semingulo en el vrtice conste en la base de la cimentacin. El efecto de cargasadicionales ser despreciable cuando la distanciahorizontal del borde del pozo a la cimentacin seamayor que (ho-hf ) tg 55, donde ho es la profundidadde la embocadura del pozo y h f es la profundidad de lacimentacin.

= 1

pF2RRr d

c

c

= 1

FpR

Rr d2

1c

c

EJEMPLOHallar el espesor d de hormign necesario para un pozo circularsometido a presin externa mediante la frmula de Lam.

Datos:Dimetro interior del pozo D = 6,1 mPresin externa p = 1,4 MPaResistencia del hormign a los 28 das R = 25 Mpa

Solucin:

=1

4,122252505,3d = 0,412 m

Diferentes formas de brocal de pozos (Urug, 1985)


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5. ENTRADAS HORIZONTALES AL POZOLas entradas en los pozos de ventilacin, sinmaquinaria de extraccin, deben calcularse en funcinde la mnima resistencia a la circulacin del aire.

Las dimensiones de las entradas en los niveles de unpozo de extraccin se calcularn de acuerdo con elancho y el nmero de skips y jaulas que se elevan aese nivel, nmero de pisos por jaula y la longitudmxima de los equipos y suministros que debandescargarse en el nivel. Adems se comprueba que laseccin eficaz es suficiente para la ventilacinrequerida: las velocidades de aire recomendadas sonde 4 m/s para los pozos de produccin y de 8 m/s paralos pozos de ventilacin.

En la entrada del nivel se debe adems prever

espacio para los empujadores, giro y volteo deplataformas y vagonetas, galeras para entrada ysalida simultnea de personal de las jaulas multipiso,nichos para equipos de control, bypass alrededor delpozo, etc.

La altura de la entrada en el nivel se determina por lamxima longitud de los objetos transportados como,por ejemplo, los carriles de las vas.

Zona de influencia de otras cimentaciones prximas. Sedibuja el semicono cuyo eje vertical forma 35 con lageneratriz y cuyo vrtice se encuentra en el vrtice de basede la cimentacin. El efecto de las cargas adicionales serdespreciable cuando LO es mayor que (hO-hF) tg 55, siendohO la profundidad del brocal del pozo, y hF la profundidad dela cimentacin de la construccin aneja. (Urug,1985)

Clculo de la altura de la entrada:H = (L-D) tg 45.D = dimetro del pozo, a =


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6. PROFUNDIZACIN DE POZOS

De todas las aperturas realizadas en las minas lospozos son la obras ms costosas en tiempo y dinero. Adems la profundizacin de pozos es un

procedimiento complicado.

Aunque algunos pozos se perforan mediante sondeosde gran dimetro, en la mayora se emplea el mtodotradicional de perforacin y voladura bien de seccinrectangular con sostenimiento de madera bien deseccin circular con sostenimiento de hormign, que

es hoy lo comnmente empleado, y recurrindose acontratistas externos para ello.

Excepto a grandes profundidades, los pozosperforados en roca dura no requieren consideracionesespeciales para el mantenimiento de la estabilidad delparamento.

Los pozos se perforan de arriba abajo, aunque en

Operacin de profundizacin

Esquema de perforacin para un pozo de 9 m dedimetro


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minas ya existentes a veces se realizan de abajo aarriba. A ttulo de ejemplo se muestra en las figurasadjuntas un esquema de perforacin y disparo de lapega y algunos casos de perforacin de pozos.

7. PROFUNDIZACIN DE POZOS POR ELSISTEMA TRADICIONAL

Cuando se trata de minas ya establecidas con pozosgemelos la operacin de profundizacin se facilita yaque se reprofundiza el pozo auxiliar y con una galerase llega a la proyeccin del pozo principal y se subeen realce con seccin estrecha que se ensanchabajando. Para proteger el personal se deja un macizode 5 a 10 m en el fondo del pozo que se destruye enel ltimo momento. Con un solo pozo es msfrecuente trabajar en caldera descendente o encalderilla, para lo cual se construye un techo demadera bajo el cual se trabaja. Cuando el terreno essuelto y descompuesto y la venida de agua importantese emplean mtodos especiales que se encargan aempresas especializadas.

Cabezal de profundizacin


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Skip de seguridad


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8. OTROS MTODOS DEPROFUNDIZACIN

8.1. MTODO DE CONGELACIN

Consiste en congelar el terreno suelto y muy acuferoy perforar el pozo en la zona congelada. Para ello sehacen una serie de sondeos en crculo a 2 3 m delcontorno del futuro pozo y separados 1 m entre shasta llegar a una base firme impermeable. Estossondeos se entuban con tubos cerrados por el fondo yse introduce en ellos, mediante otros tubos de menordimetro, una leja o salmuera de cloruro magnsico oclcico, refrigerada de 19 a 25C. El terreno secongela y el pozo puede perforarse. La verticalidad delos sondeos es extremadamente importante porque encaso contrario pueden quedar zonas sin congelar.

Este mtodo permite explotar yacimientos en elpermafrost que de otro modo sera imposible.

Dos tipos de mquina de desescombro de la pega del fondo del pozo durante la profundizacin


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8.2. MTODO DE HONIGMANN

Deriva del antiguo King Chaudron, en desuso y queutilizaba grandes trpanos de percusin. En elHonigmann el trpano es rotativo y los residuos seextraen por circulacin de lodos, bajando por el pozo ysaliendo por el varillaje, inyectando aire comprimido.El pozo se mantiene siempre lleno de agua y lodo, yse parece un rotary grande. Terminada laprofundizacin se introduce un revestimiento cilndricode chapa que se empalma por secciones y se hundepoco a poco. Cuando llega al fondo se cementa elhueco entre el revestimiento y el terreno eliminando ellodo con agua limpia lo que a veces da lugar apresiones y hundimientos. El mtodo es bueno paraterrenos blandos y profundidades medias.

8.3. MTODO DE CEMENTACIN

Consiste en inyectar una lechada de cemento apresin a travs de una corona de sondeos. Lacementacin cierra las grietas y porosimpermeabilizando el terreno. Las grietas deben tenerms de 0,1 mm de ancho para admitir la lechada. Enlas arenas solo puede aplicarse cuando son losuficientemente permeables para no comportarsecomo un filtro y detener el cemento rpidamente. Estemtodo sirve tambin para galeras cimentaciones etc.

Al secar el macizo se profundiza por el mtodoordinario y es de excelente aplicacin en rocas firmescon grietas no demasiado grandes y sin arcilla ya queesta es un veneno que impide el fraguado delcemento. La cementacin se hace desde el fondo ysolo en los tramos con grietas.

Perforacin de pozos porel mtodo ascendente apleno dimetro

1. Compartimento de

evacuacin delescombro2. Escala de paso de

personal3. compartimento del

recipiente deevacuacin

4. almacenamiento delescombro

5. nivel inferior del pozo6. macizo de proteccin7. sondeo de ventilacin

desde la caldera delpozo superior


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8.4. MTODO DE HINCA

En este mtodo el revestimiento se clava en el terrenoa medida que se completa su construccin por la partesuperior y se extraen las tierras interiores. Para ello elrevestimiento apoya sobre un anillo o rodete cortantede acero pudiendo ser el resto de hormign o deanillos de fundicin. Cuando su propio peso no bastase ayuda a hincar el revestimiento con gatoshidrulicos, inyectando aire comprimido, lubricante contubos por detrs del revestimiento, etc. Este mtodosolo se aplica en terrenos blandos o sueltos con aguay hasta 30 m de profundidad. Se trabaja a nivel llenopor lo que para sacar las tierras se emplean cucharasy buzos si es preciso.

8.5. MTODO DE TABLESTACAS

Se trabaja como en el avance de galeras en terrenosinconsistentes y acuferos en los que la fortificacin seclava avanzada sobre el arranque, para evitar que lastierras fluyan inundando el hueco abierto. Se llegahasta 25 m de profundidad. Las tablestacas sesolapan entre s impidiendo el paso de las tierras y seclavan a maza o con peso suspendido o martinete.Son de madera o metlicas y se apoyan en cuadrosde madera o en anillos metlicos como en el avancede galeras

8.6. MTODO DE DESECACIN

Consiste en bajar el nivel del acufero mediantebombas introducidas en sondeos de dimetro elevado,alrededor del futuro pozo, para a continuacinproceder como habitualmente.

8.7. MTODOS TURBO-ROTARY Y CONCORONA

El turbo-rotary utiliza turbinas en el fondo junto atriconos transmitindose una gran potencia conmotores. El de corona utiliza una corona de 3 a 4 m dedimetro con 12 triconos en su borde y saca un testigocentral cada 5 m de profundizacin


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Perforacin ascendente del pozo con el escariador ascendentede gran dimetro(a) Perforacin del sondeo piloto(b) Ensanchamiento ascendente por escariado de gran dimetro


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8.8. MTODOS ALIMAK


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9. DIVISIN DEL POZO ENCOMPARTIMENTOS

Una vez perforado y revestido, se instalarn en elpozo los diferentes elementos necesarios para laoperacin. En primer lugar se instalan las traviesas ylos guionajes. El pozo se divide en compartimentos yse instalan las jaulas y skips definitivos. Se dotar alpozo de la escala de escape y de la plataforma desalida. La tubera de ventilacin estar en sucompartimento as como la tubera de agua, aire

comprimido, de evacuacin del bombeo, de energa,de introduccin de rellenos, y alguna conduccin derespeto. En la siguiente figura se ve un esquema de ladistribucin de la seccin de un pozo:

10. ENGANCHES

Se llaman as a las galeras que, en los niveles,

enlazan el pozo con los transversales y sirven para lasmaniobras de carga y descarga. En los enganches deinterior cuando se utilizan vagonetas, se realiza larecepcin de los vagones cargados, desenganchadode los mismos, carga y descarga de las jaulas, reuninde vagones vacos y formacin de trenes, tanto vacoscomo con material y para circulacin de material. En elde superficie hay que cargar y descargar las jaulas,pero los vagones circulan sueltos en direccin a losbasculadores o al almacn y vuelven vacos o conmaterial.

En cualquier caso se utiliza la gravedad para ayudar al

movimiento de los vagones y adems cables, cadenasrastreras, empujadores, o bien, frenos y topes.

Los enganches para skips tienen ventajas sobre los devagones. La capacidad de extraccin es mayor, elcoste de la instalacin es menor, menos prdidas detiempo, automatismo ms fcil y menos personal deoperacin. Sin embargo, desmenuzan ms el mineral,las excavaciones son mayores para alojar tolvas,producen ms polvo y vertidos a la caldera del pozodurante la carga de los skips.

Seccin de un pozo circular forrado de hormign.Posicin de los diferentes compartimentos entradas

Pozo vertical de seccin rectangular. El skip se gua con cablesy la jaula con guionaje de madera.


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Enganche de un solo nivel con maniobra en jaula de varios pisos.


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Enganche para skips


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DISEO Y CONSTRUCCIN DEPLANOS INCLINADOS

1. PLANTEAMIENTO GENERAL

Para yacimientos de poca profundidad que hayan deexplotarse por minera subterrnea, y parayacimientos de profundidad media (500 m), se prefiererealizar planos inclinados en vez de pozos para elacceso principal al yacimiento debido a su menorcoste de inversin, menor tiempo de construccin ymenores costes de mantenimiento y de seguridad.Una cinta transportadora admite un ngulo mximo de15 de pendiente con la horizontal. Como se necesitaun mnimo de dos accesos a las labores, el planoinclinado se utiliza como entrada de ventilacin y seperfora un pozo de ventilacin para el retorno del aire.

El plano inclinado servir de entrada a todos losservicios de mina, por lo que su seccin se disearde acuerdo con la seccin de cada uno de los que seinstalen, de forma similar a como se hizo para la

Captulo 3

OBJETIVOS DEL TEMA

1. Conocer la funcin e importancia de los planosinclinados.

2. Conocer los criterios para definir la ingenieraasociada a un plano inclinado.

3. Entender las dificultades inherentes al diseoy construccin de un plano inclinado.


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DISEO Y CONSTRUCCIN DE PLANOS INCLINADOS Pg.: 36

seccin de los pozos de extraccin, procurando quelas tuberas y mangueras se pongan del lado de lacuneta para dar espacio a la cinta transportadora y ala circulacin de las mquinas de mayor dimensin dela mina. En las curvas o en los cambios de direccinbruscos, se excavarn calderas para recoger lasaguas que bajan por la cuneta y se instalar elsistema de bombeo correspondiente. El piso o murodel plano inclinado se realizar lo ms plano posible yse hormigonar en caso necesario. Los tramos queatraviesen niveles de agua se impermeabilizarn y sefortificar con los medios adecuados los tramossujetos a debilidad del techo o a deformacin del perfil

del plano inclinado.La ejecucin del plano inclinado es ms rpida que ladel pozo vertical y puede realizarse con el personal dela propia mina ya que se diferencia poco de laperforacin de galeras. En rocas competentes senecesita poco sostenimiento y basta con un simplegunitado de hormign. Aunque para llegar a la mismacota la longitud del plano es mayor que la de un pozovertical, en grandes producciones los costes deoperacin del plano inclinado son sensiblementemenores que los del pozo por lo que el plano es amenudo la opcin escogida.

La entrada al plano desde el exterior se eleva conrespecto a la cota del terreno con el fin de evitarentradas de agua, y es ejecuta en hormign con el finde sujetar bien las tierras de ladera, si es el caso.

La ejecucin de los planos inclinados puede hacersecon mtodos mineros similares a los utilizados para laperforacin de galeras, aunque ofrece algunadificultad suplementaria debido a la pendiente del piso.En rocas cuya resistencia a compresin no excede de110 MPa se pueden emplear minadores continuospara el arranque y carga de la roca debido a la altavelocidad de avance que dan a la obra. En rocas demayor dureza se emplear el sistema tradicional deperforacin y voladura. En planos de seccin circularde gran dimetro llegan a utilizarse tuneladorassiempre que las distancias a perforar compensen el

coste de instalacin de tales ingenios.En el caso del minador continuo se da al techo formaabovedada y se mantiene la direccin de arranquemediante un lser. El polvo se controla con ventilaciny con aspersin de agua. El techo se sostiene concuadro metlico o con bulones. El escombro seevacua mediante cinta transportadora quehabitualmente se cuelga del techo para dejar espaciosuficiente para los vehculos. Si el avance se hace porperforacin y voladura se emplear un jumboapropiado, una cargadora de roca dura, untransportador blindado con un molino rompedorincorporado para poder verter en cinta transportadora,una mquina elevadora de una celda de hombre parael saneo del techo y una mquina de gunitar parasostener los paramentos y evitar desprendimientos depiedras.

Excavacin de un plano inclinado mediante perforacin y voladura


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DISEO Y CONSTRUCCIN DE PLANOS INCLINADOS Pg.: 37


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DISEO DE LA MAQUINARIADE EXTRACCIN

1. INTRODUCCIN

Aunque no es posible exponer aqu el diseo detalladocompleto de la maquinaria de extraccin, se intenta enlo que sigue que el lector pueda determinar el ciclo detrabajo y las necesidades elctricas y de potenciaconsumidas.

Para determinar las dimensiones, capacidad y tamaode los componentes mecnicos el diseador debetener en cuenta determinados criterios bsicos. Sonestos entre otros:

Captulo 4

OBJETIVOS DEL TEMA

1. Conocer los aspectos clave a definir en eldiseo e ingeniera de una mquina deextraccin. Comprender la importancia relativa

de cada uno de ellos.2. Conocer los criterios bsicos para ladeterminacin de las dimensiones, capacidad ytamao de los componentes bsicos de lamquina de extraccin.

3. Conocer los aspectos generales que rigen elclculo del ciclo de trabajo.

4. Conocer cmo hacer un clculo preciso deltonelaje horario.

5. Conocer cmo calcular el peso mximo y lacapacidad del skip.

6. Conocer el criterio de clculo de loscontrapesos.

7. Conocer cmo son y cmo se fabrican losdistintos tipos de cables de extraccin.

8. Conocer el criterio general para el clculo de uncable.

9. Comprender la forma como se calcula eltamao de un tambor de arrollamiento.

10. Conocer los distintos tipos de mquinas deextraccin.

11. Conocer los distintos tipos de amarres, unionesde cable y guionaje.12. Conocer la forma de calcular la potencia de la

mquina de extraccin.


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DISEO DE LA MAQUINARIA DE EXTRACCIN Pg.: 39

- Velocidad de elevacin incluyendo laaceleracin, desaceleracin o frenado, yvelocidad mxima

- Produccin en t/h- Peso mximo que debe ser elevado- Peso de la carga y de los equipos de

elevacin- Dimetro del cable de elevacin

Con estos datos se puede determinar la potencia delmotor elctrico necesario para subir y bajar los pesosnecesarios en los tiempos requeridos.

Los datos deben ser calculados o estimados en elorden siguiente:

(1) tiempos de los ciclos de trabajo,(2) velocidad de elevacin,(3) pesos de las cargas de mineral y de los

medios de transporte,(4) dimensiones del cable de extraccin,(5) dimensiones de los tambores,(6) potencia requerida del sistema motor de la

mquina de extraccin(Root Mean Squarepower equivalent, RMS kw).

2. CICLO DE TRABAJO

El ciclo de trabajo describe el tiempo total necesariopara mover el elemento de transporte desde el puntode carga en la base del pozo de extraccin hasta elpunto de descarga en la cabeza o parte alta del pozoen el caso de doble tambor con dos skips jaulas y enel caso de un solo tambor con una sola jaula skip elciclo comprende la subida y la bajada. Para que seacompleto el ciclo debe comprender los perodos detiempo de carga, marcha lenta inicial, aceleracin,velocidad plena, desaceleracin, marcha lenta deparada, descarga y parada. A menudo se representanestos tiempos mediante un grfico de tiempos velocidades.

Las relaciones entre la velocidad mxima, longitud derecorrido, y tiempo de trabajo son como sigue:

Tiempo de aceleracin (s)

t1 =aV

Distancia de aceleracin (m)

aV Vt 22

21 =

Tiempo de frenado (s)

t3 =r V

Distancia de frenado (m)

r V Vt 22

23 =

Tiempo a plena velocidad (s)

t2 =V L

- )11

(2 r aV +

Recorrido a plena velocidad (m)

L - )11

(2

2

r aV +

Dnde a es la aceleracin en m/s 2, r es ladesaceleracin o frenado en m/s 2, t1 es el tiempo deaceleracin, t2 es el tiempo de a plena velocidad, t 3 esel tiempo de frenado, todos ellos en segundos, V es lamxima velocidad o velocidad plena en m/s, y L es elrecorrido mximo asimilable a la profundidad del pozoen m. Si llamamos tr al tiempo de reposo (carga ydescarga) tenemos tiempo del ciclo (en s):

t = t1 + t2 + t3 + tr = .22 r

t r

V a

V V L +++

Por ejemplo, si L = 400m; V = 10 m/s; a = r = 0,75m/s2; tr = 20 s; el ciclo en s es

t (ciclo) = 74 (s).

Las velocidades mximas a utilizar sern lassiguientes en funcin del tipo de guionaje utilizado

Guionaje de madera 10 m/sGuionaje de carril de acero 15 m/sGuionaje de cable 20 m/s.


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Adems el ingeniero ha de comprobar cual es lalegislacin al respecto en la comunidad autnoma,provincia, estado o pas en el que ha de instalarse elpozo minero.

3. PRODUCCIN EN T/H

Debe definirse la produccin horaria en t/h en funcinde las necesidades de produccin anual de laempresa o mina en cuestin. Una vez definido elobjetivo anual se analizar con extremo cuidado todaslas condiciones necesarias para obtener la produccinpretendida, tales como la inversin necesaria, laplantilla de personal, las horas de trabajo anuales, lasproductividades de cada mquina, etc. La humedaddel mineral ha de ser tenida en cuenta para el clculode la produccin horaria as como el factor deutilizacin que puede ser tan alto como 0,90 en minasmuy bien organizadas, aunque lo normal es 0,70.

4. PESO MXIMO Y CAPACIDAD DEL SKIP

El peso mximo que ha de ser elevado en el pozo deextraccin se compone del peso del cable y del pesodel skip o peso muerto y del peso del mineral cargadoen cada skip o peso til.

La carga por skip se deduce de:

Peso til p =)/(3600

)()/(h s

scicloht produccin

n de viajes =)(

)/(3600

sciclo

h s

A su vez, el peso del skip se aproxima con alguna delas relaciones siguientes:

peso skip = 0,5 peso del mineral + 680 (kg) bien5/8 del peso del mineral en el skip.

De todas formas se consultar con los fabricantes delos equipos de extraccin.

5. CONTRAPESOS

En determinadas circunstancias y en particular enmquinas de tambor simple se utiliza a veces una sola

jaula o skip equilibrado mediante un contrapeso. Elcontrapeso se ha de calcular como la media de lasuma del peso de la jaula o skip totalmente cargado ydescargado. Con ello se obtiene el mejor compromisopara el contrapeso.

6. CABLES DE EXTRACCIN

Los factores que deben considerarse en el diseo delos cables de extraccin son: 1) los hilos de acero, 2)los torones, 3) el alma, y 4) el trenzado.

1. Los hilos de acero: Los cables de extraccinse construyen con hilos de acero de 1,5 a 3,5mm de dimetro cuya resistencia a la rupturallega a los 2500 Mpa. Los hilos pueden ser deseccin circular, en Z y de doble garganta;estos dos ltimos tipos de hilos se emplean encables cerrados y semicerrados.

2. Los torones: se llama torn o cordn al cablems sencillo que puede obtenerse del hilo deacero y para formar el torn los trozos dealambre se unen con soldaduras que nodeben coincidir y se disponen varios hilos enhlice adosados en una o varias capas. Eltorn se caracteriza por la naturaleza delalma, el nmero de capas, el sentido deltrenzado y el paso de la hlice. Hay cuatrotipos de torones: redondos, triangulares,ovalados y planos. Los torones se designanpor el nmero de hilos del alma y de las capassucesivas.

3. El alma: el objeto del alma es absorber losesfuerzos internos de compresin que seproducen principalmente por aplastamiento enlos tambores de arrollamiento y en las poleas.Las fibras naturales como el camo seutilizan normalmente aunque paraaplicaciones anticorrosivas se utilizan fibrassintticas tales como el nylon y elpolipropileno.

4. El trenzado: Los cables redondos se formanenrollando en hlice, en una sola capa, 4 a 8torones alrededor de un alma de camo. El


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trenzado ms normal es a derechas, a menosque por alguna circunstancia especial haya deser a izquierdas. Los trenzados pueden ser devarios tipos:

a) Trenzado cruzado: los torones seenrollan al contrario que los hilos paraobtener cables ms rgidos. Tienenbuena resistencia a los golpes y no sedesenrollan y aguantan bien los

aplastamientos y distorsiones. Seusan para eslingas y para cables deequilibrio.

b) Trenzado Lang: los torones seenrollan en el mismo sentido que loshilos para cables ms flexibles. Estostipos de cables son los habituales enextraccin. Estos cables tienen mayorresistencia a la abrasin y se alojanmejor en los tambores. Por sutendencia a destrenzarse no seemplearn si las cargas a elevar no

van guiadas.c) Cables compuestos Nuflex: se

realizan con dos capas de torones dehilos de acero ms finos. Son flexibles

y antigiratorios. Existen otros tipos decables tales como los especialesformados por torones de seccintriangular, aplastados en la ltimacapa que se usan poco. Los cablescerrados estn formados por series decapas de hilos circulares, de dosgargantas o en Z, siendo de estosltimos la superficial. Estos cables sonanticorrosivos, antigiratorios y de fcil

enrollamiento aunque ms rgidos,adems de ser sensiblemente mscaros y propensos a destrenzarse.

Los cables planos estn formados por6 a 12 cables de 4 torones y alma decamo, trenzado alternativamente ederechas e izquierdas, adosadosparalelamente y cosidos. Se arrollanen bobinas sobre s mismos. Sontambin antigiratorios y se usaban enBlgica antes del cierre de la mineradel carbn

Diferentes tipos de cables


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7. CARACTERSTICAS DE LOS CABLES

Las caractersticas fsicas ms importantes de loscables son:

la seccin terica: es la suma de lassecciones de los hilos

el dimetro terico: es el crculo circunscrito ala seccin terica

el dimetro prctico: es el del cable nuevo sinusar y es mayor en un 2 a 5 % al usado

el peso por metro: figura en los catlogos enkilogramos.

Las caractersticas mecnicas principales son:

la carga de rotura experimental que sedetermina sometiendo un trozo de cable a unensayo de traccin en el laboratorio

la resistencia totalizada experimental que seobtiene sumando las individuales de los hilosdel

cable obtenidas por separado la resistencia que se retendr a efectos

reglamentarios es

Diseño de Explotaciones e Infraestructuras Mineras Subterráneas (1)

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