CARGUÍO  Y  TRANSPORTE  EN  LA  MINERÍA  SUBTERRÁNEA  

INTRODUCCIÓN  •  La  extracción  de  los  minerales  que  la  sociedad  necesita  para  el  uso  y  subsistencia  

se  denomina  Minería.      

•  Después  de  un  largo  proceso  de  evaluación,  que  incluye  entre  otros  el  volumen  de  recursos,  la  calidad  de  los  mismos,  la  fac=bilidad  técnica,  económica,  comercial,  etc.,  un  yacimiento  minero  podría  transformarse  en  mina.      

•  Las  Minas  se  componen  de  un  conjunto  de  instalaciones,  equipos,  recursos,  procesos  y  los  trabajos  necesarios  en  las  que  se  incluyen  plantas  de  proceso  necesarias  para  el  tratamiento  del  mineral  extraído.    

•  La  minería  esta  considerada  entre  las  principales  ac=vidades  económicas  del  mundo.  

•  La  minería  se  realiza  con  métodos  superficiales  y/o  subterráneos.  

•  MINERIA  A  CIELO  ABIERTO.  Las  minas  a  cielo  abierto,  o  minas  a  tajo  abierto,  son  aquellas  cuyo  proceso  extrac=vo  se  realiza  en  la  superficie  del  terreno,  la  cual  normalmente  emplea  maquinarias  mineras  de  gran  tamaño.  

•  MINERÍA  SUBTERRÁNEA.    Una  mina  subterránea  es  aquella  explotación  de  recursos  mineros  que  se  desarrolla  por  debajo  de  la  superficie  del  terreno,  el  cual  es  mo=vo  de  este  manual.  

MINERÍA  SUBTERRÁNEA  •  La  minería  subterránea  necesita  para  su  realización  de  túneles,  piques,  galerías,  

chimeneas,  etc.,  así  como  todas  las  labores  necesarias  para  la  producción.    •  Los  métodos  de  minería  subterránea  más  empleados  son:    

–  Caserones  y  pilares,  hundimiento  de  bloques,  hundimiento  por  subniveles,  corte  y  relleno  (cut  and  fill  mining),  realce  por  subniveles  (Sublevel  Stopping),  cámaras-­‐almacén  (Shrinkage),  minería  del  carbón,  etc.  

•  La  minería  subterránea  puede  ser  de  roca  blanda  o  de  roca  dura.  •  Las  minas  de  roca  blanda,  como  el  carbón,  en  muchos  casos  no  usan  explosivos  

para  la  extracción.  Estas  rocas  pueden  cortarse  con  las  herramientas  que  proporciona  la  tecnología  moderna.  También  son  rocas  blandas  la  sal,  la  potasa,  la  bauxita,  etc.  

•  En  las  minas  de  roca  dura,  la  extracción  se  realiza  mediante  perforación  y  voladura.    

•  Básicamente,  primero  se  realizan  barrenos  con  perforadoras  de  aire  comprimido  o  hidráulicas.      Luego  se  insertan  explosivos  en  los  barrenos  y  se  provoca  una  explosión  para  fracturar  la  roca.    Se  carga  la  roca  tronada  transportándola  hasta  los  piques  de  traspaso  de  mineral  o  estéril,  por  las  que  la  roca  cae  hacia  un  punto  de  carguío  y  de  donde  son  de  nuevo  transportadas  para  el  proceso  siguiente.    

Carguío  y  Transporte  Dentro de las operaciones mineras la actividad de manejo y gestión de minerales (Carguío Y Transporte) es una de las más incidentes en el costo de operación general, principalmente por la gran cantidad y variabilidad de recursos involucrados en ella. Gran parte de las innovaciones tecnológicas apuntan a esta actividad, tanto por la importancia de ella en el costo de operación como en la cantidad de etapas involucradas.

En este documento se presentan conceptos básicos para abordar el tema, como también las herramientas fundamentales que permitirán enfrentar una gestión del manejo de minerales en una faena minera y también en otras actividades que involucren el manejo de materiales.

Es importante recalcar que muchas de las herramientas aquí entregadas encierran conceptos importantes en la gestión de recursos, las que podrán ser aplicadas independientemente de las innovaciones tecnológicas que surjan en el tiempo, lo cual es sin duda el objetivo principal de este documento.

La gestión en el manejo de minerales, o de materiales en general, busca optimizar los recursos para lograr un objetivo simple, pero a la vez complejo que es el traslado de un material desde un punto a otro cumpliendo con ciertas exigencias de calidad y cantidad en un período de tiempo definido y al mínimo costo.  

Selección  de  equipos  mineros  Al  igual  que  en  la  minería  a  Cielo  Abierto  la  selección  de  los  equipos  mineros  es  uno  de  los  factores  de  mayor  importancia  en  el  diseño  y  producción  de  la  minas  subterráneas.  

Las  decisiones  de  equipos  son  mul=-­‐personas  y  esta  basado  en  criterios  cualita=vos  y  cuan=ta=vos  

Subnivel  de  reducción  

secundaria  con  martillo  3ijo

Definiciones  básicas  Producción:  es  el  volumen  o  peso  de  material  a  ser  manejado  en  una  operación  especifica.    •  Mineral  (en  unidades  de  peso)  

•  Esteril  (en  unidades  de  volumen)  

•  Las  unidades  son  generalmente  por  año  

Tasa  de  producción:  es  la  producción  por  unidad  de  =empo    •  Horas    •  Turno  o  día  Produc=vidad:  es  la  producción  real  por  unidad  de  =empo  cuando  todas  las  eficiencias  y  factores  de  ges=ón  se  han  considerado  (tons/hombre-­‐turno)  

Definiciones  básicas  (Cont.)  

Eficiencia: Es el porcentaje de la tasa de producción teórica que se alcanza con la maquina.

Reducciones se deben a:

•  Problemas con la maquina

•  Personal

•  Condiciones de trabajo

Se puede expresar como: Tiempo medio de minutos a capacidad plena en una hora

60 minutos

Disponibilidad:  %  de  horas  hábiles  que  el  equipo  esta  listo  para  operar  mecánicamente.  

U=lización:  es  la  porción  de  =empo  disponible  que  la  maquina  esta  cumpliendo  la  labor  para  la  cual  fue  diseñada  

Definiciones  básicas  (Cont.)  

Capacidad: es el volumen de material que una maquina puede manejar en cualquier instante de tiempo

•  Capacidad al ras: es el volumen de material en una unidad de carguío o transporte sin material que sobresalga (e.g dientes de una pala, pila en una camión)

•  Capacidad con pila: máxima capacidad con el equipo lleno y con formación de una pila. Esta depende del diseño del equipo para contener el material a que se desplace en sus bordes

Capacidad de diseño (rated capacity): es la capacidad en términos de peso.

•  Importante determinar la densidad del material a cargar

Esponjamiento: el porcentaje de aumento en volumen que ocurre cuando la roca es fragmentada y removida desde su posición inicial.

•  Se puede expresar como porcentaje

Factor de llenado de la pala: es un ajuste al factor de llenado de la pala. Se debe a correcciones por:

•  Angulo de reposo del material (variable y depende del tipo de material a manejar)

•  Capacidad de formar una pila en la pala

•  Habilidad del operador a cargar la pala

 

Selección  de  equipos  1.  Elegir tipo de equipo

2.  Tamaño del equipo

3.  Numero de unidades para alcanzar un cierto objetivo

   

! ! !

!Algunos  Equipos  de  Carguío  

Proceso  de  selección  de  maquinaria  •  Requerimientos  técnicos  

– Uso  del  equipo  o  aplicación  –  Condiciones  ambientales  –  Infraestructura  

•  Requerimientos  del  proceso  –  Producción  requerida  – Mantención  

•  Requerimientos  económicos  –  Inversión  (US$)  –  Reembolso  –  Costos  de  operación  (US$/hr)  –  Principios  de  inversión  en  la  compañia  

•  Precio  o  rendimiento   !

!

Proceso  de  selección  de  equipos  •  Requerimientos  sociales  

– Educación  – Capacitación  – Prac=cas  sindicales  

•  Requerimientos  ambientales  •  Requerimientos  locales  y  estándares  para  maquinaria  

•  Plan  estratégico  •  Proyecto  nuevo/reemplazo/  complementar  la  flota  existente  

•  Entender  como  un  equipo  afecta  al  proceso  global  

Selección de equipos – herramientas de calculo

•  Sen=do  común    •  Opinión  experta  •  Simulaciones  •  Cálculos  de  rendimientos    •  Cálculos  con  el  VAN    •  TIR  para  la  inversión  •  Análisis  de  costo  marginal  

Información básica requerida para el análisis Información básica •  Nombre de la mina, dueño, ubicación, etc… •  Numero de trabajadores. Condiciones •  Altura, temperatura minima y máxima, condiciones ambientales en la mina (subterránea) Cuerpo mineralizado •  Tamaño, largo ancho y alto •  Reservas mineras y recursos geológicos •  Minerales valiosos y diluyente Tipo de roca y propiedades •  Resistencia / dureza / peso especifico / esponjamiento •  Condiciones Mecánica de la roca Minería •  Metodo de explotación •  Producción anual por cada metodo •  Tipo de turnos (3 turnos de 8 horas, 2 turnos de 12 horas) •  Productividad (Ton/hombre)

Información básica requerida para el análisis (Cont.) Producción •  Tamaño de caserones y dimensiones •  Numero de caserones por año

Perforación de producción •  Diámetro de perforación, largo, perforación especifica •  Malla de perforación •  Metros perforados por año •  Recuperación y dilución media

Desarrollos •  Horizontales: tamaño de secciones, metros requeridos por año •  Chimeneas; tamaños y requerimiento anual

Transporte •  Tamaño del pique, capacidad de transporte •  Dimensiones de la rampa

Refuerzo de la roca •  Pernos; tipo/ largo/ cantidad por año •  Cables: largo/ cantidad por año •  Otros: malla, shotcrete

Flota existente

•  Traspaso gravitacional •  Sistemas de carguío

– Scraper •  Descripción sistema

•  Rendimiento sistema scraper

•  Estimación costos de operación

– Palas Mecánicas •  Auto-cargadoras

•  LHD

Parrillas

Acceso

Subnivel  de  reducción  

secundaria  con  mar=llo  fijo

Integral

Reducción secundaria/parrillas

Parrillas

LHD Scraper

•  Se  requieren  para  cargar  y  transportar  el  mineral  desde  la  base  de  caserón  (puntos  de  carguío)  

•  Se  definen  por  la  granulometría  del  minera/estéril  

•  En  minería  estos  sistemas  han  evolucionado  de  acuerdo  a  las  tecnologías  existentes  

! !

Cable de tracción cable de retroceso Pala

huinche base de concreto

Reja de protección del

operador

polea de cola

Poleas guías

Chimenea

Puntos  de  recepción

•  Huinche  

•  Pala  

•  Cable  

•  Poleas  

Potenci

a

HP

Capacidad de

arrastre

Kg.

Velocida

d

m/min

Peso

Kg.

Capacidad del

Tambor

m de Cable (7/8”)

Largo

m

Ancho

m

Alto

m

75 3800 90 2800 90 2,3 1,1 1,0

75 4450 75 2900 120 2,2 1,1 1,0

75 3800 90 2800 90 2,3 1,1 1,0

75 3500 100 2800 90 2,3 1,1 1,0

20 1100 75 700 90 (1/2”) 1,5 0,7 0,6

75 4450 75 6750 105 2,4 1,1 0,9

Nº

Tambore

s

Capacidad de

arrastre

Kg.

Velocidad

m/min

Peso

Kg.

Capacidad del Tambor

m de Cable (7/8”)

Presión

Kg/cm2

2 900 40 370 100 (1/4”) y 65 (1/2”) 5,5

1 900 40 200 200 (1/4”) y 120 (1/2”) 5,6

1 270 15 30 200 (1/4”) y 120 (1/2”) 5,6

Eléctricos

Neumáticos

4  a  6  pies

Triangulares

Trapecio

Ancho

“

Capacidad

Litros

Peso

Kg.

Potencia recomendada

KW

26 68 - 100 135 - 160 5 - 7

30 155 - 240 215 - 270 10 - 14

35,5 195 - 280 240 - 320 12 - 17

41,5 250 - 340 300 - 340 15 - 19

47 310 - 450 330 - 420 18 - 25

53,5 420 - 730 400 - 600 24 - 39

59 730 - 900 540 - 650 37 - 46

66 840 - 1000 560 - 680 42 - 50

Dimensiones de palas de arrastre

1 KW = 1,34 HP

Alma

Torón

Alambre

Diámetro Unidad ½” ¾” 7/8”

Peso lineal Kg/m 0,6 1,38 2,1

Resistencia a la ruptura toneladas 12,7 24,2 38,3

Carrete de venta metros 458- 500

Potencia del huinche HP 20 50-75 50-75

• Dimensiones  de  acuerdo  al  =po  de  cable  a  u=lizar  

• 4  ciclos  T1=Tiempo arrastre del balde vacio

T2=Tiempo cambio marcha y llenado de balde

L

T1= L (m)/ Vc(m/s)

Vv=velocidad balde vacio

T3=Tiempo arrastre del balde lleno

T4=Tiempo cambio marcha y vaciado de balde

T1= L (m)/ Vv(m/s)

Vv=velocidad balde lleno

Tciclo= T1 + T2 + T3 + T4

Rendimiento  efecPvo=  RS  (T/h)=  V  ×  Fll  ×  (  δ  /    (  1  +  e  )  )  ×  3600  /  Tciclo  

Rendimiento = RS x Factor Operacional x Disponibilidad Física

α

Esfuerzo tracción por carga

arg 1 2( )c a pW W W K= +

2 2( cos )bW P f senα α= ±

1 1( cos )cW P f senα α= ±

Esfuerzo tracción en vacio

2( )vacio pW W K=

Esfuerzo tracción durante el llenado del balde

1 2( )llenado c b p cW P f P f K K= +

Kp = 1,4 a 1,5 (roce poleas)

Factor  de  resistencia  de  llenado  Kc  

Material Kc

Fino 1,3 - 1,4

Intermedio 1,5 - 1,6

Grueso 2,0 - 2,2

Factor  de  ajuste  que  depende  del  =po  de  mineral  cargado  

argarg

3

c ac a

W LP

Tη=

1

vaciovacio

W LPTη

=

2

llenadollenado

W dPTη

=

2 2 21 2 arg 3

1 2 3

vacio llenado c amedia

P T P T P TP

T T T+ +

=+ +

0,81 2d m

η =

= −

•  Costo  Operación  – Mano  de  obra      (US$/mes)  – Operación        (Kwh)  – Piezas  de  consumo    (US$/  vida  ú=l)  – Costo  mantención    (US$/h)  – Costo  mantención  mayor    (US$/hr)  

•  Costo  Adquisición  (US$)  •  Huinche  •  Cables  •  Poleas  •  Pala  de  arrastre  

Sistema de El Teniente Usaremos para iniciar este análisis el sistema de transporte de la Mina El Teniente en muchas de las diapositivas siguientes. La base principal del sistema de manejo de materiales, es el uso de equipos Load, Haul and Dump (LHD), para iniciar todos el carguío y transporte de minerales en la mina, por lo tanto es considerado como un parámetro de planificación medido en horas efectivas de operación como un valor promedio año, en el cual no se considera la variabilidad en la capacidad de producción producto de la ausencia de algún equipo en mantención programada. En cuanto al sistema de transporte principal de la mina El Teniente es el Ferrocarril, su capacidad productiva es asumida como un parámetro desde el compromiso adquirido en programa de producción anual, la cual es estimada a partir de la información entregada por las superintendencias Mantenimiento Mina y Planta. A partir de la capacidad del sistema de transporte se realiza el cálculo de las capacidades finales de la planta de tratamiento descontando la perdida de oportunidad de producción por mantenciones programadas, entregando un promedio mes como capacidad de producción.

Sistema  de  transporte  de  El  Teniente  

Túnel    

Excavación  de  ,po  minero  o  civil  preferentemente  horizontal  (puede  ser  sub  horizontal),  caracterizada  por  su  alto  y  ancho  (sección)  y  por  la  función  que  desempeña.  Se  excava  en  forma  con,nua  y  consta  de  una  o  dos  salidas  (corta  al  cerro  en  uno  o  dos  puntos).    La  función  que  desempeña  define  su  vida  ú,l.    

Galería  Túnel  sin  salida  al  sol,  normalmente  se  conecta  con  otras  labores  mineras  subterráneas  

CONOCIENDO  LA  MINERÍA  SUBTERRÁNEA  

Desquinche.      Sobre  excavación  de  una  sección,    en  el  cual  la  cara  libre  para  la  voladura  coincide  con  una  de  la  paredes  o  techo  original  

Estocada.          Galería  horizontal  o  sub-­‐horizontal    que  se    construye  a  par=r  de  otra  galería  y  es    rela=vamente  corta  y  puede  ser  u=lizada  para  diversas  ac=vidades  

Rampa.    Galería  de  acceso  a  diferentes  niveles  .  Su  geometría  puede  ser  elíp=ca,  circular  o  en  8.    Se  construyen  en  pendiente  de  modo  que    se  pueda  acceder  a  dis=ntas  cotas  en  la  mina.  (6  a  20%)    Nivel.    Galería  horizontal  caracterizado  por  una  cota.  (referida  a  un  nivel  de  referencia)    Subnivel.    Galería  horizontal  o  sub-­‐horizontal,  que  se    encuentra  sobre  o  bajo  un  nivel  principal    y  es  paralelo  a  el.    Nivel  Base    Galerías  que  limitan  un  sector  de  explotación  

Pique.    Galería  ver=cal  o  sub-­‐ver=cal  de  secciones  variables,  construida  desde  arriba  hacia  abajo,  pudiendo  no  romper  a  superficie.        Según  su  función  le  asignan  nombres.    Pueden  tener  más  de  una  función.  (Pique  maestro)    Explotación  de  Minas    Conjunto  de  procesos  que  permiten  extraer  el  mineral  en  su  ambiente  natural  para  procesarlo    Preparación    Son  las  operaciones  realizadas  para  que  las  minas  estén  en  condiciones    de  operar,  producir  o  dicho  de  otra    manera  listas  para  cumplir  el  propósito  para  lo  que  fueron  construidas.  

Chimenea.    Excavación  o  galería  ver=cal  o  sub-­‐ver=cal  de  secciones  variables,  construida  de  abajo  hacia  arriba.  Según  su  función  recibe  su  nombre  y  define  su  vida  ú=l    (Por  lo  general  es  corta).    La  construcción  será  manual  o  mecanizada    dependiendo  de  la  longitud  de  ella      

Inclinación  º   Desarrollo  inclinado  max  (m)   Altura  máxima  

80   65   64  

70   80   75  

60   97   84  

50   116   90  

45   Sin  límites  

DISEÑO  DE  UNA  CHIMENEA  Chimeneas  se  caracterizan  por  su  sección  e  inclinación.  La  energía  con  que  el  material  escurre  puede  generar  problemas  en  la  regulación  del  flujo,  por  lo  que  se  opta  por  construir  chimeneas  con  quiebres  (cambios  de  inclinación).    La  chimenea  debe  permi=r  que  el  mineral  escurra  o  fluya  por  gravedad  a  través  de  ella.  La  capacidad  de  escurrimiento  del  material  es  garan=zada  por  la  sección  de  la  chimenea,  la  cual  deberá́  ser  definida  en  función  a  las  caracterís=cas  del  material  tronado  (granulometría,  humedad,  etc.).    En  la  explotación  debería  independizarse  la  extracción  del  transporte  principal,  de  modo  que  se  pueda  controlar  la  producción  sin  depender  de  la  extracción,  es  decir  mantener  una  can=dad  de  mineral  que  permita  regular  la  producción  y  garan=zarla  por  un  periodo  determinado.    Este  obje=vo  se  logra  en  la  etapa  de  almacenamiento  de  mineral,  lo  cual  se  puede  conseguir  con  una  chimenea,  pero  en  los  casos  en  que  la  producción  es  considerablemente  grande  no  se  puede  disponer  de  una  capacidad  adecuada.    

Se  estudia  capacidad  del  sistema  de  chimeneas  de  almacenar  material  y  si  no  es  suficiente  se  construye  un  Silo  o  Tolva,  que  consiste  en  ampliar  la  sección  de  una  chimenea,  aumentando  su  capacidad.    La  can=dad  a  almacenar  depende  de  las  condiciones  de  operación  y  producción  de  cada  faena,  entonces  al  planear  la  infraestructura  de  la  mina  debe  tenerse  presente  el  diseño  y  construcción  de  estos  silos.    Se  recomienda  que  dentro  de  la  mina  se  disponga  de  almacenamiento  suficiente  para  un  día  de  producción  aunque  existan  recursos  inmovilizados  significa=vos,  pero  es  peor  que  el  sistema  produc=vo  falle  por  falta  de  mineral.    

Silo  o  Tolva    Excavación  de  gran  volumen  que  cumple  la  función  de  almacenar  minerales,  para    Regularizar  la  producción.    Caserón    Hueco  final  que  surge  de  una  explotación    (puede  o  no  estar  relleno)    Embudo    Excavación  en  forma  de  embudo  que  recibe  material  volado  o  tronado  y  lo  traspasa  a  un  nivel  inferior    Zanja.    Excavación  en  la  base  de  un  caserón  con  forma  de  V,  que  cumple  las  mismas  las  mismas  funciones  que  un  embudo  

FLUJO  DE  MATERIALES  EN  UNA  CHIMENEA  El  escurrimiento  del  mineral  debe  ser  totalmente  expedito  y  libre.  Al  almacenarse  material  en  los  conductos  se  produce  un  problema,  ya  que  si  el  material  se  deja  en  una  chimenea  o  un  silo  =ende  a  compactarse  a  medida  que  la  columna  crece,  la  roca  =ende  a  formar  un  arco  natural  conocido  como  colgadura  de  una  chimenea.    Los  factores  que  influyen  en  la  formación  del  arco  son:    •  Distribución  de  tamaños  de  los  

fragmentos  de  roca.    •  Tamaño  máximo  de  los  fragmentos.    •  Forma  de  los  fragmentos.    •  Viscosidad  de  la  roca.    •  Material  fino  entre  las  colpas.    •  Contenido  de  humedad.    •  Efectos  de  trituración  que  sufre  la  roca  

al  pasar  por  la  chimenea.      

Para  evitar  una  colgadura  debe  realizarse  un  diseño  basado  en  un  buen  conocimiento  de  las  caracterís=cas  del  material  y  de  la  explotación.        En  la  operación  se  pueden  intercalar  parrillas  previamente  al  paso  del  material,  evitando  que  el  sobre  tamaño  entre  a  las  chimeneas  (el  sobre  tamaño  =ene  que  ser  reducido).    Operacionalmente  ante  la  ocurrencia  de  un  problema  de  colgadura  se  puede  optar  por  diversas  soluciones,  de  las  cuales  mostraremos  las  siguientes  tres:    

accidente  y  a  la  vez  debe  encontrarse  abierto  el  sistema  de  descarga  del  buzón,  de  modo  que  no  sufra  daños  por  la  explosión.    B).    En  este  caso  la  colgadura  no  puede  ser  alcanzada  con  una  vara,  por  lo  que  se  recurre  a  la  perforación  (llamada  a  veces  perforación  coyote),  que  va  tanteando  donde  se  encuentra  el  material  colgado  y  posteriormente  se  introducen  explosivos  para  descolgarla  C).      En  este  caso  se  aprecia  la  construcción  de  una  chimenea  adicional,  con  comunicación  directa  a  la  chimenea  de  traspaso,  permi=endo  un  acceso  a  ella  y  aplicar  algún  método  de  descolgamiento  desde  las  pequeñas  estocadas  o  galerías  que  unen  a  ambas  chimeneas  (niveles  de  control).  El  costo  es  alto,  ya  que  debe  considerarse  la  construcción  de  una  chimenea  extra  más  los  niveles  de  control,  pero  se  =ene  un  acceso  más  expedito.    

A).    En  este  caso  la  colgadura  se  encuentra  a  corta  distancia  del  buzón,  de  modo  que  se  puede  acceder  a  ella  con  una  vara  (comúnmente  coligüe)  con  explosivos.  Debemos  notar  que  esta  operación  es  muy  peligrosa,  por  lo  que  se  debe  realizar  un  tapado  especial  (corta  saca)  de  modo  que  la  descolgadura  no  provoque  un  

Siempre  es  preferible  que  no  ocurran  estos  problemas,  ya  que  la  solución  de  ellos  implica  altos  riesgos  y  altos  costos.  En  algunos  casos  puede  ocurrir  que  el  material  se  tranque  (colgadura  intermedia  o  trancadura),  lo  cual  se  detecta  al  llenarse  la  chimenea  sin  que  el  material  baje,  siendo  que  el  buzón  sigue  alimentando  al  transporte  (balance  de  entradas  y  salidas).  El  problema  es  poder  detectar  el  punto  donde  el  material  se  colgó  o  trancó,  lo  cual  puede  hacerse  con  perforaciones  (como  el  caso  B  visto  anteriormente)  o  a  través  de  los  niveles  de  control.    

Es  importante  que  el  problema  se  detecte  y  se  solucione  lo  antes  posible,  ya  que  así  se  evita  que  el  material  quede  colgado  a  una  altura  importante,  con  el  peligro  que  al  caer  se  produzca  un  impacto  violento  sobre  el  buzón  o  que  genere  un  efecto  pistón  (lo  cual  puede  ser  causa  de  accidentes).    

Unidad  de  Explotación    Es  el  conjunto  de  todas  las  labores  produc=vas  de  un  yacimiento  o  que  están  en    condiciones  de  producir.    Infraestructura    Desarrollo  principal  de  una  mina,  galerías,  túneles  primarios,  que  dan  acceso  al  yacimiento.  

Pilar  Bloques  de  roca  que  se  dejan  sin  explotar  para  garan=zar  la  estabilidad  de  la  explotación.  La  forma  y  tamaño  dependerá  de  las  caracterís=cas  del  yacimiento  y  de  la  explotación    

Losa.    

Bloque  de  roca  que  separa  dos  unidades  de    explotación  con=gua  en  el  ver=cal,  (Una  sobre  otra),  que  se  deja  sin  explotar  para  garan=zar  la  estabilidad  del  sector.    Sus  dimensiones  están    definidas  por  las  caracterís=cas  del  yacimiento,    explotación  y  macizo  rocoso.  

Embudos.    

Los  embudos  son  excavaciones  que  permiten  recibir  y  conducir  por  gravedad  el  material  tronado  en  el  caserón  hacia  el  punto  de  carguío.        Con  pilar  de  dimensiones  mayores,  la  galería  base  es    más  segura.  En  diámetros  de  7.5  m.,  se  recomiendan    alturas  de  9  a  11  m.,  en  cambio  para  15  m.  de    O    se  recomiendan  pilares  de  17  a  19  m.    En  los  embudos  se  generan  áreas  muertas,  donde  el  mineral  se  deposita  y  no  escurre.    

El  área  no  u=lizada  se  ob=ene  del  siguiente  cálculo:    El  espacio  generado  entre  tres  Círculos  =ene  un  área  aprox.  de  0.0179  r2.    

En  el  caso  de  embudos  que  se  encuentran  construidos  directamente  sobre  una  galería,  se  pueden  generar  problemas  de  estabilidad,  debido  a  la  posible  excavación  por  desgaste  permanente  del  mineral.        El  desgaste  es  llamado  caseroneo.    Una  solución  al  problema  es  separar  los  embudos  que  existen  directamente  sobre  la  galería  

El  material  depositado  desde  la    chimenea  en  la  galería  no  debe    cubrir  más  del  30%  de  la  sección  de  la  galería.      Este  material  puede    ser  depositado  sobre  una  parrilla    (en  la  misma  galería),  desde  donde  se  controla  el  flujo  para  que    con=núe  al  pique.    Se  puede  producir  desgate  y  por  ende  excavación,    disminuyendo  el  tamaño  del  pilar  y    los  riesgos  

Embudos  actuales    Los  nuevos  =pos  de  embudos  se  diseñan  de  esta  manera  ya  que  buscan  evitar  este  =po  de  situaciones  y  hacer  más  larga  la  vida  ú=l  de  las  galerías  base  y  más  seguras.      Esto  es  muy  importante  en  la  minería  moderna  en  la  que  se  emplean  los  equipos  mecanizados  de  carguío  actuales.    

En  el  úl=mo  esquema  se  muestra  una  canaleta  que  =ene  forma  de  trapecio  cuyos  lados  =enen  una  inclinación  de  45º,  que  puede  variar  por  las  condiciones  de  diseño,  =po  de  roca  y  material  a    manejar.    La  zanja  se  construye  a  todo  lo  largo    del  caserón,  lo  que  da  una  apariencia  de  una    batea  o  fondo  de  algunas  naves.  

Zanjas.    

En  este  caso  se  puede  apreciar  la  secuencia  en  la  construcción  de  una  zanja  receptora  de  mineral    

1.  Se  construye  una  galería,    a  par=r  de  la  cual  se  construirá  la  zanja.  2.      Se  construye  una  chimenea.  3.      Se  construye  un  slot  a  par=r    de  la  chimenea  con  =ros  en  Abanico.  4.  Se  con=nua  desde  la  galería    Con  una  perforación  en  abanico  la  que  es  tronada  para  producir  La  Zanja  final.  

Existen  otras  excavaciones  =po  zanja  o  embudo  modificado,  que  se  u=lizan  en  Block  caving,  generando  una  malla  de    estas  zanjas  receptoras  de  mineral.  El  método  de  construcción  es  similar,    sólo  debemos  considerar  que  la  zanja  es  más  corta  y  se  inicia  en  su  centro.      

Estocadas  de  Carguío.  La  estocada  de  carguío  es  una  excavación  horizontal  construida  desde  una  galería  base  para  Acceder  al  punto  de  carguío.      Esta  excavación  permite  el  acceso  seguro.  En  las  condiciones  de  diseño  y  operación  se  tendrán  una  o  más  estocadas  con  el  propósito  de  extraer  el  mineral  manteniendo  la  estabilidad  del  área  de  producción.      Tamaño  y  diseño    De  las  estocadas  además  del  macizo  rocoso  y  material  a  extraer  depende  de:  1.  Tamaño  del  equipo  (Largo,  Ancho,  radio  de  giro,  etc.)  2.  Talud  del  material    

•  Ángulo  de  reposo  del  material  •  Altura  de  la  galería  

3.  Distancia  de  seguridad  (desgaste  visera)  4.  Distancia  de  holgura  5.  Distancia  de  impulso  

En  algunas  operaciones  para  reducir  el  desgaste  y/o    colapso  de  la  visera,  estas  viseras  son  for=ficadas    aumentando  el  costo  por  desarrollo,  pero  en  la  mayoría  de  los  casos,  bajando  el  costo  operacional  y  aumentando  la  flexibilidad  operacional  

Parrillas  

 DISEÑO  DE  LA  PARRILLA.    La  forma  de  la  parrilla  se  ob=ene  del  análisis  de  comportamiento  del  material  descargado  sobre  ella,  de  modo  que  se  pueda  aprovechar  la  energía  del  material  de  una  forma  u  otra.  Si  la  parrilla  se  dispone  horizontalmente  se  observa  que  el  material  descargado  se  acumula  en  la  orilla  más  próxima  de  la  descarga,  lo  cual  no  permi=ría  aprovecharla  completamente  (1),  sin  embargo  una  solución  que  aprovecha  la  gravedad  es  darle  cierta  inclinación  a  este  sector,  para  que  el  material  se  desplace  hacia  la  zona  más  alejada  del  punto  de  descarga,  aprovechando  toda  el  área  disponible  (2).    La  zona  “x”  recibe  el  impacto  de  la  descarga  del  material  y  a  su  vez  la  zona  “x’”  el  impacto  de  los  bolones  (el  cual  dependerá́  de  la  energía  con  que  lleguen).  La  energía  con  que  llega  el  sobre  tamaño  a  la  zona  “x’”,  dependerá́  del  ángulo  de  quiebre  (usualmente  25º).  Para  evitar  el  daño  producido  por  ambos  impactos  se  disponen  en  los  extremos  bolones  de  material  similares  a  las  pircas,  los  que  absorben  el  impacto  prolongando  la  vida  ú=l  del  punto  de  descarga  (cajas  de  la  chimenea  y  soportes  de  la  parrilla).    

La  parrilla  es  un  elemento  que  permite  retener  el  material  de  tamaño  indeseable  para  la  chimenea.  La  parrilla  se  compone  de  barras  metálicas  separadas  entre  sí  de  modo  que  el  material  que  traspase  la  parrilla  garan=ce  el  flujo  libre  en  la  chimenea  y  el  sobre  tamaño  quede  fuera  para  ser  apartado  o  reducido  sobre  la  misma  parrilla.  El  material  u=lizado  puede  variar,  al  inicio  se  u=lizaban  tubos  metálicos,  los  cuales  se  doblaban,  también  rieles,  también  es  usual  la  u=lización  de  vigas  doble  “T”  (o  “H”).  Para  evitar  el  desgaste  prematuro  se  añaden  piezas  de  desgaste,  de  modo  que  a  medida  que  dañan  se  pueden  reemplazar.        

Preparación  de  un  Caserón  o  Tajeo  •  Base.    Se  denomina  como  base  de  un  caserón  a  todas  las  excavaciones  requeridas  

para  la  recepción,  manejo  y  conducción  del  mineral  extraído  de  una  explotación.  En  la  base  del  caserón  se  recibe  el  material  tronado  (saca),  el  cual  se  lleva  por  medio  de  un  sistema  de  transporte  secundario.    

•  El  transporte  secundario  corresponde  a  cualquier  sistema  de  transporte  que  se  u=lice  para  trasladar  el  material  extraído  hacia  el  sistema  de  transporte  principal,  el  que  se  encargará  de  trasladar  el  mineral  hacia  el  chancadora  o  el  estéril  al  botadero.  Debemos  preparar  las  cavidades  en  la  roca  que  permitan  recibir  el  material,  por  lo  general  se  u=liza  la  gravedad  para  llevarlo  desde  el  punto  de  arranque  a  los  puntos  de  carguío  (debemos  aprovechar  esta  energía  disponible).    

•  Existen  métodos  de  explotación  en  que  al  hacer  la  galería  se  u=liza  la  misma  para  cargar  el  mineral  y  transportarlo  (por  ejemplo  el  Sub  level  caving).    

•  Básicamente  el  sistema  de  recepción  del  mineral  consiste  en  un  conjunto  de  excavaciones  que  agrupa  galerías,  estocadas,  piques,  puntos  de  recepción  de  material  (como  zanjas  y  embudos)  y  puntos  de  carguío,  como  un  todo  o  algunos  de  ellos,  combinados  de  modo  que  el  material  pueda  ser  extraído  por  el  sistema  de  carguío.  Las  estocadas  pueden  ser  trazadas  regularmente  enfrentadas  o  alternadas  unas  con  otras  (las  opuestas),  horizontales  o  inclinadas  y  pueden  formar  ángulos  de  90o,  60o  o  30o  con  respecto  a  la  galería  base  que  las  une  (para  permi=r  un  mejor  desempeño  de  los  equipos).    

Los  piques  de  traspaso  son  excavaciones  ver=cales  o  sub  ver=cales,  que  aprovechando  la  gravedad  permiten  al  material  llegar  al  sistema  de  transporte  principal  o  hacia  un  punto  intermedio  (por  ejemplo  a  un  nivel  de  parrillas  para  control  de  granulometría,  a  una  intersección  de  piques  de  traspaso  o  a  un  silo  o  tolva  de  almacenamiento  de  mineral).  El  punto  que  conecta  esta  excavación  con  el  nivel  de  transporte  principal  requiere  un  sistema  de  control  de  flujo,  por  ejemplo  un  buzón  (ver  buzones),  para  que  el  material  no  bloquee  dicho  nivel.    

BUZONES  

Podemos  decir  que  un  buzón  cumple  funciones  de  regulación  de  flujo  de  material,  es  decir  actúa  como  una  válvula  de  descarga.  El  sistema  del  buzón  en  sí,  consta  de  partes  metálicas  principalmente,  el  sistema  de  accionamiento  puede  ser  por  aire  comprimido  o  hidráulico  (depende  de  la  capacidad),  debe  ser  capaz  de  abrirse  y  cerrarse  cuando  sea  necesario  y  su  descarga  debe  ser  siempre  sobre  un  equipo  de  transporte.  El  buzón  debe  cumplir  con  dejar  pasar  el  material  sin  obstaculizarlo  (cuando  se  requiera)  y  cumplir  con  las  condiciones  de  diseño  y  sus  dimensiones  son  las  que  permi=rán  cumplir  con  ello,  de  acuerdo  al  sistema  de  transporte  y  la  granulometría  del  material.  Se  pretende  lograr  una  operación  simple,  de  bajo  costo,  sin  riesgo  y  de  alto  rendimiento.  Debido  a  que  el  material  viene  bajando  con  gran  energía  desde  los  niveles  superiores,  el  diseño  del  sistema  debe  considerar  bajar  dicha  energía  de  modo  de  no  dañar  las  componentes  del  buzón.  Esto  se  logra  generando  un  quiebre  en  el  ducto  (chimenea)  antes  del  buzón  mismo.  Los  esfuerzos  a  los  cuales  está  some=do  el  buzón  son  de  =po  dinámico  (por  el  roce  en  la  salida  entre  roca  -­‐  roca  y  entre  roca  -­‐  buzón)  y  también  está=cos  (caja  de  quiebre).  El  ángulo  del  quiebre  (  =  30º  a  50º)  debe  ser  tal  que  se  pueda  compensar  el  peso  de  la  columna  que  soporta  con  el  flujo  de  material  requerido  (a  mayor  ángulo  el  esfuerzo  y  el  flujo  son  mayores).  En  el  caso  de  flujo  de  material  húmedo  el  ángulo  debe  ser  mayor.  La  longitud  de  la  caja  de  quiebre  varía  según  la  granulometría  y  caracterís=cas  del  buzón.    

Elementos  de  Diseño  del  Buzón  Cualquier  diseño  de  la  boca  del  buzón  debe  contemplar   el   estrechamiento   en   la  conducción   por   culpa   del   cambio   de  dirección,   el   limite   de   la   boca   del   buzón  provocará   un   estrechamiento   que   en  general   no   es   deseable   (por   razones   de  flujo).   La   altura   desde   la   boca   del   buzón  hasta   el   punto   de   carga   del   equipo   de  transporte   (altura   de   descarga   del   buzón)  debe  ser  tal  que  el  equipo  de  transporte  no  sufra  daños  por  el   impacto  del  material.  La  disposición  del  equipo  y  del  buzón  debe  ser  tal  que  el  equipo  de  transporte  quede  bien  cargado   (homogéneamente).   Se   pretende  que   el  material   ejerza   una   presión   igual   al  material  vivo,  es  decir  que  quede  dentro  del  ángulo   de   reposo,   y   para   que   el   material  escurra,   el   ángulo   del   piso   ()   =ene   que   ser  mayor   o   igual   al   ángulo   de   reposo  mencionado.    

La  granulometría  y  condiciones,  del  material  que  traspasa  el  buzón,  son  variables  y  debemos  considerar  caracterís=cas  tales  como  la  can=dad  de  fino  y  grueso,  humedad,  mineralogía,  etc.,  con   el   fin   de   determinar   la   necesidad   de   variar   las   condiciones   de   operación   del   buzón,  especialmente   en   la   sección   disponible   para   descargar,   de   modo   que   se   adapte   a   las  condiciones  del  material  a  traspasar.    

Composición  del  sistema  de  buzón  Básicamente   el   buzón   se   compone   por   elementos   fijos,   móviles   y   una   unidad   de  fuerza.   Los   elementos   fijos   se   encuentran   anclados   a   la   roca  misma,   en   cambio   los  elementos   móviles   forman   parte   de   la   estructura   y   son   accionados   por   cilindros  hidráulicos  o  neumá=cos.  Los  elementos  fijos  son  el  ducto  ,  la  tolva  y  la  estructura  de  soporte,   y   los   elementos  móviles   son   las   cor=nas   de   cadenas   y   la   boca  de  descarga  (buzón).  La  unidad  de  fuerza  permite  accionar  los  cilindros,  semáforos  y  la  ven=lación  exterior  y  se  encuentra  en  una  estocada  lateral  del  sistema.    Socucho  o  ducto:  Es  un  ducto  metálico  o  de  hormigón  anclado  a  la  roca  reves=do  con  piezas  de  desgaste  (acero),  que  une  la  chimenea  con  el  buzón.  Tolva:   Estructura   metálica   en   forma   de   canal   reves=da   con   piezas   metálicas   de  desgaste,   se   encuentra   fija   al   soporte   y   está   conectada   directamente   al   ducto.   La  pendiente  de  la  tolva  es  levemente  inferior  a  la  del  ducto.  El   lecho  de  la  tolva  (en  su  tramo  inicial)  es  un  área  de  impacto  del  material  proveniente  de  la  chimenea,  permite  la  formación  de  un  talud  de  material,  el  cual  no  debe  llegar  a  la  boca  del  buzón  (debe  mantenerse  en  su  ángulo  de  reposo).    Estructura  de  soporte:  Básicamente  está  compuesta  por  vigas  de  acero,  anclajes  a  la  roca  y  una  base  de  concreto.  También  se  incluye  en  ella  todo  el  sistema  de  operación  como  pasarelas,  barandas,  balcones,  etc.    

Buzón  o  boca:  Esta  pieza  es  la  que  realiza  la  descarga  del  material  hacia  el  equipo  de  transporte.   Está   sujeto   al   extremo   inferior   de   la   tolva   con   un   pivote   que   se  mueve  entre   -­‐30o   y   30o   aproximadamente   (respecto   a   la   horizontal),   sube   o   baja   con   el  accionamiento  de  cilindros  neumá=cos  o  hidráulicos.  En  algunos  casos  el  buzón  puede  regular   el   ancho  de  descarga   con   compuertas.   El   sistema   cuenta   con  un   contrapeso  que  permite  mantener  el  equilibrio  y  el  control  de  la  operación.      CorPnas  de   cadenas:  Estos  elementos  actúan  principalmente   como  pieza  de   control  de  flujo   y   granulometría.   Las   cadenas  =enen   la   resistencia   y   la   flexibilidad  necesaria  para   cumplir   con  este  obje=vo  a  diferencia  de  elementos   rígidos   cuya  vida  ú=l   seria  menor  por  culpa  de  los  impactos  y  rozamiento  propio  de  la  operación.  Las  cadenas  son  accionadas  por  dis=ntos  cilindros  hidráulicos  dependiendo  de  su  función.  Las  cadenas  se  sos=enen  en  tres  puntos  que  son  un  empalme  fijo  superior,  porta  cadenas  a  media  altura  (accionado  por  un  cilindro  hidráulico,  que  permite  regular  la  sección)  y  un  porta  cadenas  inferior  (accionado  por  otro  cilindro  hidráulico,  que  permite  regular  el  flujo).  Los  extremos  inferiores  de  las  cadenas  están  libres.    Cilindros:  Estos  elementos   se  encuentran  dispuestos  en  dis=ntos  puntos  del  equipo,  según  la  función  del  mismo.  Bajo  del  buzón  se  encuentran  los  cilindros  que  le  dan  la  movilidad   a   la   boca   del   buzón   para   realizar   las   tareas   de   descarga   de  material   (A).  Sobre   una   cor=na   de   cadenas   se   ubican   otros   cilindros   que   permiten   controlar   la  granulometría  del  material  (B)  y  por  úl=mo  los  cilindros  de  control  de  flujo,  que  actúan  sobre  la  cor=na  de  cadenas  (C).      

Composición  del  sistema  de  buzón  (Cont.)  

Debemos  destacar  que  la   instalación  de  un  buzón  requiere  una  excavación  importante  (para  el  caso  de  la  figura:  alto  10  m,   largo  20  m  y  ancho  8  m).  Existen   otros   sistemas   de   buzones  que   difieren   en   la   disposición  espacial  y  en  algunas  caracterís=cas,  pero   la   funcionalidad   es   la   misma.  También   se   requiere   for=ficación  (para  cuidar   la   inversión  y  garan=zar  la   operación),   hay   que   construir   la  estructura,   montar   las   piezas,  construir  el  socucho,  sellar  el  sistema  chimenea-­‐socucho   (por   el   polvo)   y  montar   el   sistema   hidráulico   o  neumá=co.      

Reducción  Secundaria  La   reducción   secundaria   se   lleva   a   cabo   por   la   necesidad   de   cumplir   restricciones  granulométricas  en  el  traspaso  y  en  el  transporte  de  materiales.  Uno  de  los  problemas  con  los   cuales   debemos   enfrentarnos   es   la   aparición   de   material   con   sobre   tamaño,   el   cual  puede  generar  otros  problemas  tanto  en  el  traspaso  del  material  como  en  las  instalaciones  relacionadas  (buzones  por  ejemplo).    Es  por  ello  que  se  hace  necesaria  estudiar  y  diseñar  un  buen  sistema  de  reducción  de  colpas  antes  de  que  se  produzcan  los  efectos  del  traspaso  de  dicho  material.    La  reducción  de  tamaño  sobre  una  parrilla  se  puede  realizar  principalmente  de  tres  formas:    •  Parche:   Carga   explosiva   que   se   aplica   en   la   superficie   de   la   colpa   y   que   al   detonar  

provoca   la   fragmentación   de   ella.   Se   considera   como   una   mala   prac=ca,   ya   que   el  explosivo  debe   tener   confinamiento  para   su  buen  aprovechamiento   y   en  este   caso  no  ocurre  por  lo  que  la  eficiencia  de  la  tronadura  es  muy  baja  y  la  proyección  de  material  es  alta,  provocando  danos  en  los  alrededores  (cables,  tuberías,  caja,  etc.).    

•  Cachorreo:  Consiste  en  perforar  la  colpa  con  un  equipo  manual  o  mecanizado,  de  modo  que   el   explosivo   quede   confinado   como   corresponde.   En   este   caso   la   eficiencia   del  explosivo   es   mayor,   pero   debe   considerarse   el   =empo   que   demora   la   perforación   y  además  se  necesita  personal  (cuadrilla)  que  realice  la  perforación.    

•  MarPllo   rompedor,   picador   o   demoledor:   Equipo   diseñado   para   demolición   por  impacto,   puede   ser   neumá=co   o   hidráulico,   manual   o   mecanizado.   Las   ventajas   que  presenta  son  su  eficiencia  y  su  independencia  (no  requiere  paralizar  la  faena  o  el  sector,  sólo  el  punto  donde  se  encuentra  el  problema).  El  monto  de  la  inversión  es  mucho  más  significa=vo  en  comparación  de  los  anteriores  métodos.    

La  secuencia  lógica  y  comúnmente  vista  en  terreno  en  el  manejo  de  materiales,  en  relación  a  granulometría,  es  la  siguiente:    •  LHD  (una  pala  o  scraper):  El  material  requiere  una  granulometría  apta  para  ser  cargada.    •  Parrilla  de  chimenea  de  traspaso:  El  material  debe  pasar  por  la  parrilla.    •  Chimenea  de  traspaso:  El  material  debe  fluir  a  través  de  ella  sin  colgarse.    •  Parrilla  de  cámara  de  reducción  secundaria:  El  sobre  tamaño  debe  reducirse  para  no  

dañar  el  buzón.    •  ConPnuación  de  la  chimenea  de  traspaso:  El  material  debe  fluir  a  través  de  ella  sin  

colgarse.    •  Buzón  de  descarga  intermedia:  El  material  debe  fluir  y  no  dañar  las  componentes  del  

buzón.    •  Equipo  de  transporte  intermedio  (Ferrocarril  o  camión):  El  material  debe  ser  apto  para  su  

recepción,  transporte  y  descarga  posterior.    

•  Parrilla  descarga  hacia  almacenamiento:  El  material  debe  pasar  la  parrilla  y  llegar  sin  problemas  al  silo  o  la  tolva.    

•  Buzón  de  descarga  principal:  El  material  debe  fluir  y  no  dañar  las  componentes  del  buzón.  

•  Equipo  de  transporte  principal  (Ferrocarril  o  camión):  El  material  debe  ser  apto  para  su  recepción,  transporte  y  descarga  posterior.    

•  Recepción  en  Chancadora:  El  material  debe  ser  apto  para  el  chancado  posterior    

Reducción  secundaria  –  (Cont.)  La   secuencia   lógica   y   comúnmente   vista   en   terreno   en   el   manejo   de  materiales,   en   relación   a   su  granulometría,  es  la  siguiente:    •  LHD  (una  pala  o  scraper):  El  material  requiere  una  granulometría  apta  para  ser  cargada.    •  Parrilla  de  chimenea  de  traspaso:  El  material  debe  pasar  por  la  parrilla.    •  Chimenea  de  traspaso:  El  material  debe  fluir  a  través  de  ella  sin  colgarse.    •  Parrilla   de   cámara  de   reducción   secundaria:   El   sobre   tamaño  debe   reducirse   para   no  dañar   el  

buzón.    •  ConPnuación  de  la  chimenea  de  traspaso:  El  material  debe  fluir  a  través  de  ella  sin  colgarse.    •  Buzón  de  descarga  intermedia:  El  material  debe  fluir  y  no  dañar  las  componentes  del  buzón.    •  Equipo  de   transporte   intermedio   (Riel   o   camión):   El  material   debe   ser   apto  para   su   recepción,  

transporte  y  descarga  posterior.    •  Parrilla   en   descarga   hacia   almacenamiento:   El   material   debe   pasar   la   parrilla   y   llegar   sin  

problemas  al  silo  o  tolva  de  almacenamiento.    •  Buzón  de  descarga  principal:  El  material  debe  fluir  y  no  dañar  las  componentes  del  buzón.    •  Equipo   de   transporte   principal(Riel   o   camión):   El   material   debe   ser   apto   para   su   recepción,  

transporte  y  descarga  posterior.    •  Recepción  en  Chancador:  El  material  debe  ser  apto  para  su  posterior  chancado.    Para  lograr  que  se  cumpla  esta  secuencia  debe  garan=zarse  el  diseño,  construcción  y  habilitación  de  los  elementos  citados,  si  no  es  así  habrá́  que  corregir  la  operación  u=lizando  reducción  secundaria.    El   tamaño  de   las   rocas  minadas  =ene   relación   con   las   estructuras   asociadas   al  material   in   situ   y   el  diseño  de  la  voladura.  En  los  casos  en  que  el  minado  se  realiza  con  roca  a  la  vista  se  puede  controlar  este  punto  (Cut  &  Fill,  Shrinkage,  Room  &  Pillar).  Sin  embargo  con  los  métodos  en  que  no  se  =ene  ese  control  resulta  más  complicado  (Sub  Level  Stopping,  Sub  Level  Caving,  Block  o  Panel  Caving),  es  por  ello  en  estos  casos  se  diseña  la  malla  de  extracción  dependiendo  de  las  caracterís=cas  estructurales  de  la  roca  (frecuencia  de  fracturas,  condiciones  de  relleno,  disposición  tridimensional,  etc.).        

Criterios de Planificación de Extracción En la construcción del plan de producción de corto plazo se consideran los siguientes criterios de planificación. •  Método de Explotación que se implementara en el sector (variante de hundimiento). •  Distancias máximas entre frentes de socavación y extracción •  Ángulo de extracción entre 30o y 45o respecto de la horizontal, medido en la

dirección de crecimiento. •  Incorporación y socavación de área sujeta a geometría de frentes, ángulo de

extracción, estado de fortificación e infraestructura minera. •  Velocidades de extracción máximas recomendadas por Geomecánica para los

puntos con extracción menor al 30% de la columna de primario. •  Reservas mineras limitadas en zona de riesgo de ingreso de barro y marginales en •  Disponibilidad de área abierta variable entre 60% - 75% área nueva y 70 - 85% en

área en proceso de quiebre y régimen. •  Aporte máximo por calle de 3.800 [tpd] y como mínimo 3000, capacidad definida por

operación mina y la flota de equipos de LHD �s presentes en el sector. Al construir el plan de actividades mensuales a escala diaria, la perdida de oportunidad de producción mina, cuando las líneas de proceso se encuentran en mantención, debe compartir su valor entre el resto de los días del mes entre la moda del día +/- un 5%.

Para facilitar la compresión de la generación del programa de producción, se utilizará la figura, en la cual se ilustran la secuencia de pasos lógicos presentes en el cálculo de las capacidades de producción de un sector en particular, que aporta las restricciones geomecánicas, perfil de velocidades de extracción y restricciones de operación, capacidades de producción de la infraestructura de manejo de minerales, piques, calles, cruzados de transporte intermedio. Se calcula la capacidad de un sector productivo como la suma parcial de los aportes de cada punto de extracción considerados en el periodo de evaluación. Este modelo de programación genera planes a escala mes, para calcular la perdida de oportunidad de tratamiento utiliza factores de disponibilidad y utilización de los recursos presentes de cada sector como un valor constante, que pretende capturar el efecto de un plan de mantenciones programadas. El modelo de programación de capacidad de producción de un sector de la mina, consiste en simular la generación de planes mineros en función de los siguientes parámetros: •  Secuencia de incorporación de puntos de extracción. •  Tasa de incorporación de área nueva •  Altura económica extraíble, •  Altura de columna primario, •  Perfil de velocidades de extracción, régimen y liberado.

Modelo Programación Transporte Ferrocarril La capacidad de transporte por ferrocarril es normalmente el principal método de transporte en muchas minas y que depende de las condiciones productivas de la Mina que lo abastece y de la Planta de Chancado donde descarga el mineral. Dada esta condición el análisis de capacidad de transporte del ferrocarril debe realizarse como una red de proceso integrado, donde la interacción de los sistemas componentes condiciona la capacidad máxima de producción de cada uno de ellos. El modelo de transporte del ferrocarril en términos de proceso, posee tres componentes: •  Operaciones Carguío. •  Transporte de mineral. •  Operaciones Descarga en Planta de Chancado Primario-Secundario. En la figura, se ilustran las operaciones principales que intervienen en el sistema de transporte, en el cual se incluyen para el cálculo de la perdida de oportunidad de producción se consideran las tasas de falla de cada operación. Es la lógica de operación de las tres componentes del sistema de transporte.

Las operaciones al interior de una mina representan el comportamiento en términos de magnitud y variabilidad del nivel de producción de cada sector. En particular estos están caracterizados por: capacidad tolva, medida y utilizada en carga viva, capacidad del buzón de carga, las tasas de falla asociadas a la infraestructura de carga y el tiempo en reponer la interferencia, función de llenado de cada OP, según el plan de producción y a las horas efectivas de operación de cada turno. Las operaciones de transporte de mineral abarcan: •  Los criterios de tráfico, perfil de velocidades dentro de cada tramo de vías y el sistema de turnos traslapados deja a

los convoy en el nivel de extracción hasta una hora antes del cambio de turno. •  Asignación de tareas, misiones destino de carga dentro del complejo mina, de acuerdo a la capacidad de transporte

por convoy. •  Operaciones de carga y descarga, incorporando los parámetros operacionales, tiempos de ciclo, etc. •  Capacidad en carga viva de las tolvas descarga, buzones de las líneas de chancado. •  Las restricciones operacionales pertinentes a las tasas de falla de la infraestructura, vías, desrieles, falla en el

sistema de locomotoras y carros. •  Ventana de mantención, 2 horas diarias. En la operación de descarga las líneas de la Planta de Chancado son alimentadas por tolvas de almacenamiento abastecidas por el ferrocarril, las que poseen una capacidad fija, limitando la descarga desde los trenes y condicionando las reglas de tráfico en la evacuación hacia los sectores productivos. La operación de descarga abarca: •  Carga viva de los buzones de descarga. •  Capacidad de tratamiento de las líneas de chancado. Capacidad mínima del buzón para bajar el flujo de

alimentación hacia las líneas de proceso. •  Tiempo de descarga. •  Tasas de fallas de la infraestructura de almacenamiento y los tiempos necesarios para restablecer la operación.

El modelo de programación de la capacidad productiva de la planta chancado, normalmente, es un modelo basado en la ecuación de Bond, condiciones energéticas, para determinar la capacidad de tratamiento de las líneas de molienda. Esta capacidad es la que determina el valor máximo a programar a las líneas de chancado, dado que como criterio de planificación (no se considera el manejo de acopios como mitigadores) frente a las mantenciones programadas de los equipos de proceso o falta de alimentación desde las líneas de transporte cuando hay falta de mineral en los puntos de carga y a la ventana de mantención de vías del ferrocarril, 2 horas al día, en la cual no hay alimentación a los buzones de las líneas de chancado. La metodología utilizada en el modelo es la que se ilustra en la figura

En la figura se ilustra la estrategia general en la cual se conceptualiza el modelo que replica el comportamiento del sistema de transporte y la interacción entre los sistemas definidos.

Sistema  de    Asignación  

Sistema  de    Carguío  

Sistema  de    Transporte  

Sistema  de    Descarga  

-  Protocolos -  Parámetros -  Interferencias

-  Protocolos -  Parámetros -  Interferencias

-  Protocolos -  Parámetros -  Interferencias

En el análisis en detalle que se realiza a modelos de programación de producción para distintos sistemas de producción de la red de flujo Mina-Transporte- Planta, se encuentra la oportunidad de desarrollo de estudio y la inclusión de mejoras a la metodología de planificación para la elaboración del programa de producción de corto plazo en una mina. En este contexto se plantea un modelo de programación que integre los tres sistemas productivos de la red de flujo a una escala que permita una conexión eficaz y coherente. Para ello se plantea en la metodología de trabajo del presente estudio determinar la escala de evaluación y la metodología de conexión de resultados entre modelos de capacidad que permitan incorporar el efecto de un plan de mantenciones programadas. En la figura se ilustra el diagrama de la red flujo que conforma el proceso extractivo desde los sectores de producción hasta las líneas de flotación y su posterior ventas al mercado

Reservas à Cámaras Producción à O.P. Y Buzones à FF.CC. à Plantas Procesos à Ventas

En la figura se ilustra el tipo de modelo de programación de la producción para cada sistema de la red de proceso. La unidad de planificación debe contar con las herramientas computacionales para la proyección de las capacidades de producción de los sectores de la mina, transporte y planta. Para el caso de la mina es un modelo lineal no optimizante que entrega capacidades de producción para periodos mensuales, utilizando parámetros de disponibilidad, utilización y capacidades nominales para los equipos de manejo de minerales e infraestructura de producción. En general podemos decir que es  un  modelo  de  múl=ples  componentes  relacionados  unido  de  de  diversas  formas.    En  este  caso,  cada línea de trabajo puede estar en serie, en paralelo o mixto. En el modelo del Ferrocarril puede estar implementado con un software, un modelo de simulación de eventos discretos a escala de minutos que incorpore las singularidades del sistema de transporte debido a un programa de mantención y un conjunto de eventos indicados como tasas de falla, las cuales se incorporan al sistema de carguío, transporte y descarga de manera aleatoria, permitiendo evaluar planes de producción mina. Este modelo de transporte permite la conexión entre los extremos de la red de flujo. Para el caso de la planta chancado molienda el modelo basado en condiciones energéticos es reemplazado por un modelo basado en programación lineal resuelto en un modulo de optimización para estimar la calidad del mineral a planta. Los modelos de programación lineal tienen por función objetivo maximizar la entrada de mineral a las líneas de chancado más la salida de mineral a las líneas de producción obligando al sistema de conminación siempre a funcionar al máximo de su capacidad nominal descontado la perdida de oportunidad de tratamiento por mantenciones programadas. Sin embargo en virtud de la complejidad de abstraer a nivel de detalle de horas en la coordinación de operaciones mina se puede decidir a optar por una escala de evaluación a nivel de día de operación, por otro lado el nivel de detalle de la información del programa de mantención tanto de infraestructura como equipos de manejo de materiales se encuentra a escala de días para un año plazo. La decisión de optar por una escala diaria de evaluación puede reforzar el estudio y análisis de los resultados que se realizan para el modelo lineal de la planta chancado molienda en que se presupone para el cálculo de la capacidad de producción de este sistema. En este contexto las modificaciones propuestas para cada modelo de programación serán a escala diaria para incorporar las singularidades de un plan de mantención exclusiva vía para el cálculo de la oportunidad de tratamiento de las instalaciones de la red de flujo.

El modelo de programación de la producción mina se debe incorporar un programa de mantención idealmente a escala diaria tanto para la infraestructura de producción relevante (cámaras de producción, piques de traspaso de mineral, estéril, etc.), como el parque de equipos LHD`s presentes en el sector para lograr una conexión coherente de resultados con el modelo del sistema de transporte. Además de permitir estimar resultados la escala de evaluación permite estimar la variabilidad de la capacidad de producción de las minas y su efecto en la capacidad del sistema productivo. Al modelo del sistema de transporte es necesario incorporar al reporte el flujo de mineral extraído por OP. Esta información permite calcular la probabilidad de cumplimiento del sistema de transporte frente a un programa de producción dado. Al analizar el reporte de flujo de mineral por OP, este permite gestionar las holguras operacionales que puedan soportar una mayor producción. La frecuencia de falla de la infraestructura de carga, transporte y descarga debe incorporarse con un adecuado nivel de detalle, ya que es el medio que se utiliza para estimar la pérdida de oportunidad de transporte frente a las interferencias propias de la operación.

FACTORES  A  CONSIDERAR  EN  EL  DISEÑO  DE  LA  BASE  DE  UN  CASERÓN.    

•  Ancho  efecPvo  del  pilar  entre  puntos  de  extracción:  Con  el  objeto  de  mantener  la  estabilidad  debe  tenerse  el  máximo  ancho,  lo  cual  desfavorece  la  recuperación  del  mineral,  ya  que  se  =enen  menos  puntos  de  extracción  disponibles.    

•  Distancia  entre  puntos  de  extracción:  Está  determinado  por  el  ancho  aparente  del  pilar  más  dos  veces  el  semi  ancho  de  la  sección  aparente  de  la  estocada  de  carguío.    

•  Grado  de  sustentación  del  nivel  base:  Es  la  relación  entre  el  área  de  pilares  y  el  área  total  de  la  base  del  caserón.  En  un  sub  level  stopping  se  debe  llegar  a  un  GS  =  60  %.    

•  Longitud  de  las  estocadas  de  carguío:  Debe  cumplir  con  que  el  equipo  quede  completo  y  recto  en  su  interior  cuando  se  realiza  la  operación  de  carguío,  con  el  fin  de  aprovechar  como  corresponde  la  potencia  del  equipo  sin  dañar  sus  componentes  como  podría  ocurrir  en  el  caso  de  que  el  equipo  enfrente  la  saca  torcido  (por                                                                                                            ejemplo  los  cilindros  de  viraje).  La  longitud  total  debe  considerar  el  espacio  que  ocupa  el  material  tronado  dentro  de  la  estocada,  por  lo  general  se  manejan  valores  de  18  a  22  metros.      

•  Orientación  de  los  puntos  de  extracción:  La  distribución  de  los  esfuerzos  puede  definir  la  orientación  de  explotación   y   con   ello   la   disposición   y   orientación   de   los   puntos   de   extracción,   para   garan=zar   la  estabilidad  de  las  labores.  Además,  es  bueno  considerar  el  sen=do  del  transporte  secundario.    

•  Tonelaje   a   traspasar   en   un   punto   de   extracción:   Si   tenemos   una   gran   can=dad   de   tonelaje   y   pocos  puntos   de   carguío,   se   desgastaran   más   rápido;   mientras   mayor   sea   el   tonelaje   a   manejar   mayor  can=dad  de  puntos  de  extracción.  La  vida  ú=l  de  estos  puntos  dependerá́  de  las  caracterís=cas  propias  de   la   roca,  del  diseño  y  de   la  operación   (bolones  cayendo  pueden  generar  daño  en  viseras).  El   factor  contradice  al  GS  y  al  ancho  de  pilares,  pero  se  debe  aplicar  criterios  para  conjugar  y  cumplir  los  factores.    

•  Armonía   en  el   diseño  de   la  obra:   La  materialización  del   diseño  en   terreno  debe   verse  bien,   es   decir  armónico,  por  lo  que  debe  estar  bien  hecho  y  bien  diseñado.  Las  consecuencias  si  no  hace  bien  pueden  ir   desde   la   inhabilitación   de   sectores   hasta   el   colapso   general   de   la   explotación   (no   solo   del   bloque  involucrado  sino  de  varios  sectores  del  yacimiento).    

•  Capacidad  de  carguío  y  transporte:  Obviamente  debemos  garan=zar  la  u=lización  de  equipos  de  carguío  y  transporte  acordes  a  la  producción  de  cada  sector  de  la  mina,  lo  cual  se  verá  reflejado  en  el  diseño  de  la  labor  (por  ejemplo,  si  se  trata  de  una  faena  pequeña  no  se  diseñaran  galerías  de  gran  sección,  ya  que  lo  más  probable  es  que  se  u=licen  equipos  de  baja  capacidad).    

•  Capacidad   de   reducción   secundaria:  Material   con   sobre   tamaño   puede   impedir   su   buen   manejo   e  interrumpir   las   ac=vidades   bajando   el   rendimiento   de   los   equipos   y   del   sector,   comprome=endo   la  producción,  por  lo  que  debemos  considerar  alguna  forma  de  controlar  la  situación.  Se  debe  considerar  sectores  especialmente  aptos  para  su  reducción.  Contemplar  sectores  de  reducción  de  tamaño  depende  del  conocimiento  que  se  tenga  de  las  caracterís=cas  granulométricas  del  material,  lo  cual  eś  función  de  la  roca  y  las  caracterís=cas  de  la  voladura.    

•  Minimizar  el  desarrollo:  El  diseño  de   las  excavaciones  debe  considerar   las  dimensiones  adecuadas  de  cada  una,  de  modo  de  minimizar  los  costos  involucrados  en  el  desarrollo  y  que  sean  eficientes.    

•  Condiciones  de  seguridad:  Uno  de  los  factores  más  importantes  de  considerar  son  los  de  la  seguridad,  que  incluye  estabilidad  de  labores  como  ambiente  de  trabajo.  Se  debe  evaluar  sistema  de  carguío  y  vías  de  transporte.