Carguio y transporte

7/17/2019 Carguio y transporte

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CLASE N° 9 G-211 MAYO 2013

Carguío y Transporte Subterráneo



Definiciones Básicas –

Introducción a Carguío y Transporte enMinería subterránea



Contenidos

• Definiciones básicas en el diseño de minas subterráneas. – Componentes de infraestructura

– Galerías

– Estocadas

–

Rampas• Desarrollos verticales

– Chimeneas y piques

– Tolvas

• Caserones

• Pilares

• Lozas



Diseño minero

La infraestructura en una mina subterránea debe cumplir diversos roles:

Permitir el acceso a unidades de explotación (Caserones)

Cumplir con funciones de Extracción y Transporte de mineral

Cumplir con funciones de Ventilación y drenaje mina

Albergar oficinas, taller de mantención de maquinaria, polvorines, refugios.

Sus dimensiones deben ser mínimas por costos asociados (construcción y soporte)



Infraestructura Mina



Accesos principales mediante rampa

Mina Panulcillo (2007)



Accesos principales mediante piques

Systema de manejo de materiales Mount Isa Copper Operations

Extraido de Carr and Krause L.E. (2005)



Componentes Infraestructura Mina

• Desarrollos – Accesos principales (rampa, piques)

– Accesos secundarios

–

Niveles/chimeneas de ventilación – Chimeneas de ventilación

• Preparación – Niveles de extracción

– Niveles de perforación

– Sistema de traspaso de mineral

– Chimenea slot



Galerías y túneles

Galería: túnel sin salida al sol, que conecta sectores dentro de la mina.

túnel

Techo

caja

Piso

Drenaje (puede existir sólouno)

Carpeta de rodadoPendiente



Dimensiones en una galería

0.5 a 1 metroArt. 368º

0.5 metrosDimensiones de acuerdo a equipos ylegislación

•Si la galerías es de mas de 100 m delargo ubicar refugios cada 30 m si 0,5m de ancho de equipos

En el diseño de galerías se deben considerar holguras



Equipos en labores



Equipos en labores subterráneas

Considerar equipos queharán uso de las galerias



Fortificación labores subterráneas

Determinar fortificaciónde labores:

Fortif Pernos

CablesShocrete

Malla ACMA



Refugios en galerías



Drenaje



Construcción de galerías en roca

Tiros de

•Rainura

•Zapateras

•Contorno•Auxiliares

•Factores a considerar:

•Perforación:Diametro/equipo

•Espaciamiento y burden

•Tronadura: explosivo

•Costos construcción



Gráficos empíricos numero de perforaciones paradiferentes secciones



Gráficos empíricos factor de carga paradiferentes secciones y tipos de roca

Kg/m

Área de la sección



Desquinches en Galerías

Planta

Cortetransversal

Isométrico

Desquinche en una Galería

Desquinche

Los desquinches se utilizan para permitir el paso de equipos interior mina:

Ancho= ancho equipo a operar

Largo = función del largo del equipo



Punto transferencia

Criterios de diseño:

-Dimensiones de equipos en tránsito

-Número de equipos en tránsito durante laoperación de la mina.

-Fortificación requerida por mayor seccióndel punto de transferencia

-Costos de construcción

Elementos de diseño:

-Dimensiones de galerías

-Número de puntos de transferencia



Forma de construcción de galerías

S1 = A × ( H - A / 2 )

S2 = A2 × p / 8

Sección Total = S1 + S2

A

H

Radio deGiro

interno

Radio de Giroexterno

Radiode Giromedio

Forma de las galerías esta dada por dimensiones de equipos y estabilidad



Rampa de acceso

Rampa en “8”Rampa Circular

Rampa Elíptica

Galería de acceso adistintos niveles:

Puede ser circular o en8.

Pendiente dada porequipos:

-10-12% camiones

-15% correas



Estocadas

Planta

Isométrico

EstocadaDiagonal

Planta

Isométrico

Estocada

Perpendicular

Galerías cortas paradistintos usos:

-Conectar galerías

-Almacenamientomineral

-Punto de carguío

-Refugios para personal



Preparación de la base de un caserón

Subniveles de Perforación

Nivel Base (Carguío

de Producción)

Chimenea de Ventilación

Subnivel deVentilación

Punto de descargaa pique

Chimenea o piquede Traspaso

Descarga (Buzón)

Zanja

Caserón

Galeríade Zanja

Estocada de Carguío

Nivel deTransporte

Principal



Desarrollos verticales

Art. 386º:Topes o parrilla50 cm. Sobre el

piso enchimeneas de

traspaso

Chimeneas de Traspaso

Chimenea deVentilación

Pique: galería vertical o sub vertical de secciones variables, construida desde arriba hacia abajo,pudiendo o no romper en superficie. Según su función se le asignan nombres.

Chimenea: excavación o galería vertical o sub vertical de secciones variables, Según el artículo 335º no sedeberá construir chimeneas que desemboquen en medio de la sección de un túnel o galería, por lo que sudescarga tendrá que ser por un costado de dicha excavación. Según el artículo 339º las chimeneas

construidas manualmente no podrán superar los 50 metros de longitud si son verticales



Tolvas de almacenaje

Chimeneas deTraspaso

Descarga a Buzón

Nivel deTransportePrincipal

Silo o Tolva

4metros

Diámetros:8 a 10 m

Tolvas interior mina de Acopiomineral para resguardar producción:

Interior mina (1 dia producción)

Stockpile (1 mes de producción)



Pilares en método de caserones y pilares

Dimensiones de pilares y techosdeterminadas porestabilidad/recuperación

ab

Pilar



Pilares en caserones

Pilares entreCaserones

Pilares entreestocadas

CASERÓN

Accesos enPilares entre

Caserones

Pilares entre caserones 20-25 m



Pilares y lozas en nivel de transporte

Pilares entreEstocadas

Losa deseguridad entre

caserones

Caserón Superior

Caserón Inferior

Espesor de las lozas 20-25 m (Minas ElSoldado, Mantos Blancos)

OBS: Se deben de todos modosdeterminar por estudios geomecánicos

de estabilidad

Pilar entre estocadas 7 -10 m



II.1 Movimiento de materiales

Curso de Carguío y Transporte

Prof.: Julio Kemm



Definiciones de Excavaciones

• Desarrollo minero es toda aquelexcavación que se realiza en estéril ytiene la finalidad de poder acceder uncuerpo mineralizado

• Preparación minera es toda aquella

excavación que se realiza al interiordel cuerpo mineralizado y tiene lafunción de poder facilitar el arranque,selección y el transporte primario delmineral

• Los desarrollos son excavaciones que

se consideran inversión por lo tanto sepueden depreciar

• Las preparaciones son parte del costode operación de la mina

desarrollo Preparación



Infraestructura de la mina



Los métodos de explotación

• Los métodos de explotación son sistemaspreconcebidos y estructurados , para ejecutaruna excavación que permita una recuperación

adecuada y económica de un cuerpomineralizado. Este conjunto de excavacionesse relaciona con las propiedades del macizo

rocoso y factores asociados a la seguridad ycostos involucrados



Explotación caserones



Diseño Minero Subterráneo

• Es el proceso de ingeniería de minas quesoporta el cálculo de los siguientes ítemsasociados a una arquitectura dada: –

Recuperación Minera – Dilución

– Seguridad

– Beneficio económico

– Confiabilidad de las estimaciones de producción



El proceso de Extracción en minas UG

El proceso de extracción o movimiento demateriales en minería subterránea ,comprende la extracción a superficie de los

distintos materiales provenientes tanto de laetapa de desarrollo (Estéril) o de Preparaciónde Galerías ( Mineral o estéril) ,o de mineral

proveniente de los caserones ,o unidades deexplotación .



Minería Subterránea

• Es sólo una excavación bajo la superficie

• Existen sólo 3 métodos de explotación

– Soportados por pilares (recuperación minerareducida)

– Artificialmente soportados o relleno (alto costo)

– Sin soporte o hundimiento: natural e inducido

(alta incertidumbre)



Sistemas de explotación de minas

• Métodos subterráneos – Métodos por hundimiento

– Método auto soportados – Métodos soportados



Métodos de ExplotaciónSubterráneos

SoportadoPor Pilares

ArtificialmenteSoportadocon Relleno

Sin soporte oHundimiento

Room and PilarSublevel and

Longholestoping

Bench and Fillstoping

Cut and FillStoping

ShrinkageStoping

VCRStoping

LonwallMining

SublevelCaving

BlockCaving



Explotación Caserones

Mina El Soldado



Caserones y pilares

Perforación usando Simba

Carguío usando LHD

Transporte: camiones



Cut and Fill

• Cut and Fill veta angosta Cut &fil Cuerpo Tabular



Método SLS



Sublevel stoping con tiros largos radiales

Preparación incluye todos los desarrollosrequeridos previos a la producciónpropiamente tal:

1. Accesos a niveles2. Nivel de transporte

• Galería transporte secundario• Estocadas de carguío• Galería de zanja

3. Nivel de Perforación

1. Galería de perforación4. Zanjas recolectoras

4,5” – 6”



Sublevel Stoping con tiros radiales

2,5 – 4,5”

Perforación radial se utiliza cuando elcuerpo es irregular y se requiere seguir sucontorno. Largo perforación es de no masde 30 m.

1. Accesos a niveles2. Nivel de transporte

• Galería transporte secundario• Estocadas de carguío• Galería de zanja

3. Nivel de Perforación1. Varios niveles2. Galería de perforación

4. Zanjas recolectoras



Método VCR



Métodos de Hundimiento por subniveles

Perforación usando Jumboradial

Carguío usando LHD

Pique traspaso

Transporte: ferrocarriles



Sub level Caving

• Se utiliza en cuerpos mineralizadoscon orientación vertical y altapotencia mayor a 40m

• La roca de caja es de bajacompetencia y la roca mineralcompetente a mediana

• Se explota por subniveles donde serealizan en ciclo las operacionesunitarias de perforación, tronadura,carguío y transporte

• Consiste en hundir la roca de caja y lapared colgante de esta manera elmineral queda en contacto con elestéril facilitando el acceso de LHDs através de las galerías de producción

•

Productividad 4000 a 20000 tpd• Costo 7-12 $/t• Dilución es alta hasta un 15%• Recuperación 75%



Shrinkage Stoping

• Realce sobre mineral

C í i d l é d d



Características de los métodos deexplotación

Costo Operación Capac. Prod. Recuperación Dilución($/t) (tpd)

Rajo 1 10.000-350.000 95% 5%Cut and Fill 45 500-4.500 100% 2%VCR 28 8.000 90% 5%

Open Stoping 14 1.500-15.000 80% 10%Room and pillar 13.5 1.000-15.000 75% 15%Sub level caving 12.3 2.500-12.000 65% 15%Block caving 5 12.000-50.000 60% 25%



DESARROLLO HORIZONTAL YVERTICAL

Desarrollo

P d t ió tú l



Proceso de extracción en túneles ygalerías de desarrollo

• El proceso de construcción de una galeríahorizontal , se compone de operaciones unitariasy tiene un ciclo definido de trabajo ,de la cual elCarguío y Transporte es prácticamente el 50% de

la actividad :• Ciclo : Perforación – Tronadura –ventilación –

acuñadura y (fortificación si es necesario ),carguío , transporte .

• Con la frente limpia se vuelve al ciclo de trabajopara el desarrollo del próximo disparo,adelantando los servicios que sean necesarios .



Extracción desde Galerías

• La extracción de material desde galerías opiques ,normalmente corresponde a estéril , sison Labores de Desarrollo , y que

corresponden a la infraestructura principal dela mina .

• Cuando se extrae mineral desde las galeríasnormalmente corresponde a Galerías de

Preparación, y estas son las que permiten laexplotación de un caserón determinado



Etapas la extracción Interior

• La extracción de material a superficie se haceen tres o cuatro etapas principales :

• Carguío de Material .

• Transporte Interior.

• Traspasos .

•

Transporte a Superficie .



Ciclo de desarrollo vertical

• En la construcción de un pique ( De arribahacia abajo )las etapas son mas o menos lasmismas , agregándose el drenaje de la frente

y la reducción de tamaño si es necesario parapoder cargar el skip o balde .Actualmente setienen métodos continuos que simplifican el

proceso.(SBS shaft Boring System )



Sistemas de extracción vertical

• La extracción vertical se emplea en minas cuya profundidadno permiten o justifican una extracción por medio de rampaso correas.

• Los sistemas de extracción vertical utilizan piques por loscuales se transporta el material/personal hacia la mina o unacombinación de ambos.



Sistema de extracción vertical

Sistema de tracción

Poleas

Estructura

Skip o jaulapique



Pique Artesanal



Clasificación sistemas extracción vertical

1. Tipo de tracción Tambor – el cable es almacenado en el tambor Polea Koepe o fricción – el cable pasa sobre el tambor

2. Numero de elementos de transporte Un elemento Dos elementos (skip + jaula) Un elemento + 1 contrapeso

3. Tipo de guía y frenos Guías de madera/ metálica / cables

4. Tipo de recipiente Balde cónico

Skip automático Jaula para transporte de personal



Principales componentes de un sistema de traspasovertical

1. Tipo de tracción:1. Tambor2. Koepe

• Elemento de transporte (clasificado de acuerdo a uso) Jaulas: personal y materiales Skips: transporte de roca quebrada o carbón y estéril

• Tipo de cable1. Según tipo de cable:2. Cuerda Tracción: round strand, flattened strand, locked coil3. Cuerda contrapeso: non-rotating4. Cuerda guía: half-locked coil

1. Tipo de pique1. Propósito : pique de producción, servicio, exploración, escape, combinación2. Configuración: circular, rectangular, elíptico3. Tamaño: 3-15 m2 a 200 m24. Métodos de excavación: convencional (perforación y tronadura)

2. Sistema de soporte1. Soporte: madera, concreto

3. Estructura1. Madera, acero o concreto: torre,



Skips y accesorios

• Skipping consiste en llenar, transportar, vaciar yretorno a llenado de materiales.

• El mineral puede ser chancado o no y laoperación de llenado puede ser manual oautomatizada.

• Para alcanzar altas velocidades los skips se guian•

Se vacían en cualquier parte aunque es mascomún el vaciado en la infraestructura.• Las dimensiones del skip están restringidas por

el tamaño del material (para que fluya)

Existen tres tipos de skips

• Volteo o Kimberley

• Cuerpo movible

• Cuerpo fijo



Tipos de skip

Cuerpo móvil /descarga por elfondo

Cuerpo fijodescarga por elfondo



Accesorios

Otras componentes del sistema de transporte son:

• Carguío skip: para transferir material desde la mina al skip. – Buzon medidor (bien) – Bin- alimentador- Correas – Pueden ser automatizados

• Control del Derrame: Se puede llegar a 1,5 hasta 5 % de derrame durante la carga al skip. Seutilizan deflectores bajo el skip o bien se desarrolla una rampa hasta el fondo del pique..

• Jaulas: para transporte de personal y materiales que entran y salen de la mina.

• Contrapesos: para balancear el sistema. Se diseñan de manera de llenar el espacio disponible

• Elementos de seguridad:• “safety dog” que se activa en el caso de corte de cuerda y penetran las guías



Cálculos de ingeniería

• Producción requerida del sistema (ton/h) - input

• Determinar tiempos de ciclo

• Tamaño del skip

• Tamaño (peso) de los cables

• Tamaño del tambor

• Calculo de potencia del motor

• Calculo del tipo de cable a utilizar



Ciclo en un sistema de extracción vertical

T1= tiempo aceleración

T3= tiempo desaceleración

T2= tiempo viaje veloc. máxima

Tr = tiempo parado (descarga/carga)v



Calculo numero de sistemas de extracción mina

1. Numero de viajes de mineral por día2. Numero de viajes estéril por día

3. Numero viajes materiales por día

4. Numero de viajes hombres por día5. Tiempo requerido para inspecciones del pique,

tambor/Koepe, cables, mantención y las requeridaspor legislación.

6. Tiempos perdidos



Shaft Boring System

El SBS fue diseñado para profundizaciónde piques verticales ciegos en roca dura .

El ciclo de trabajo es :

excavacióndesquinche

extensión de los soportesalineamiento

extracción de marina



Profundización de pique

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