Metodos de Explotacion a Cielo Abierto PDF

7/26/2019 Metodos de Explotacion a Cielo Abierto PDF

1/61

d

Laboreo a ieloAiertoAluviohes


2/61

Saavedra Romah


3/61

EXPLOTACIN A CIELO ABIERTO - GENERALIDADES

En mtodos de explotacin a cielo abierto se trata de arrancar y desplazar masasconsiderables de rocas en condiciones diversas.

Los tiles de la explotacin a cielo abierto son muy diferentes segn la potencia y ladisposicin de los yacimientos, la importancia de los recubrimientos y la naturaleza de las

rocas. En general, la fabricacin de los tiles en los ltimos tiempo ha habido un granprogreso ue an contina. !ntes por e"emplo en una cantera muy anti- gua como#ecazeville, el recubrimiento de $ metros de estril por % metro de carbn constitu&a ungasto importante. En la actualidad sucede lo contrario, la explotacin a cielo abierto esm's venta"osa ue la explotacin subterr'nea para el recubrimiento de por lo menos %( a%.

Las operaciones m's comunes son las siguientes)

El arranque: en caso de mena blanda, el arranue se efecta con pala o conretroexcavadoras de diferentes tipos ue realizan al mismo tiempo la carga, pero hay casos

ue la mena es de dureza relativamente grande tal ue el arranue se debe conseguir conexplosivos.La perforacin se realiza en grandes canteras con m'uinas potentes capaces de

perforar barrenos de %* a +cm de di'metro a profundidades ue superan los (m, songeneralmente levemente inclinados y pueden ser muy inclinados si se trata de mineralesblandos/ y su distancia al muro del escaln y la distancia entre perforacin y perforacindepender' dependiendo de la naturaleza de la roca y del di'metro del barreno.

Existen perforaciones de forma horizontal de %(m de profundidad/ en la base delos escalones de la roca blanda. Este modo de hacer la voladura levanta los materiales sindispersarlos y evita el desmoronamiento del escaln sobre auel por el cual se desplazanlas palas mec'nicas u otra m'uina de carga. 0ero estos casos son excepcionales y la

perforacin de forma vertical es el caso m's general de las canteras.

abierto)

La carga: se pueden distinguir entre las m'uinas de carga ue utilizan lasexplotaciones a cielo

o La pala) es la mauina m's utilizada, la pala tiene los siguientes movimientos1ig %/) %/ avance de

las cadenas u orugas. +/ 2otacin de la cabina la cual arrastra con ella la pluma y elcangiln de la pala. $/ Eleva- cin del cangiln por los cables, gracias a una cabr&a colocadaen la cabina. 3/ !vance y retroceso del brazo del cangiln. / !bertura del fondo del

cangiln por traccin por medio de un cable o cadenas/ e"ercido sobre un sistema decierre. 4/ 5ierre del fondo del cangiln por su propio peso cuando est' vac&o.


4/61

o Las dragalinas) se usan especialmente para traba"ar escarbando 1ig +/. Enlugar de cangilones cuyo fondo se abre, las dragalinas utilizan un cangiln 6scraper7maniobrando por cables y se vac&a por vuelco. La venta"a ue posee estas mauinas es uepermite el empleo de brazos muy largos con perfecta estabilidad, cargar de arriba haciaaba"o y al no tener casi ninguna pieza mvil es a la vez menos delicado y m's ligero siendosu maniobra m's r'pida. La desventa"a es ue e"ercen sobre el suelo una presin deapenas los 38g9cm+ sobre el suelo y no pueden emplearse para m's. 0ierden en movilidadgeneralmente se desplazan a una velocidad de %( a +(m9h en lugar de +8m9h como la

pala. 0ero si las posibilidades de traba"ar en canteras donde se efectuar' solamentedesplazamientos cortos esto se no se lo considera como una desventa"a.


5/61

En el traba"o de la dragalina, es la ca&da libre del cangiln la ue da la potencia parael ataue del maci-

zo.

o Las excavadoras de cadenas de cangilones) se utilizan para explotar espesoresrelativamente peue:os de materiales blandos. ;raba"a con taludes por deba"o delaparato, delante del aparato y por encima de l 1ig

$/.

o La rueda de palas) se utilizan mucho en canteras de lignitos de yacimientos casihorizontales. La rueda de pala es una rueda de cangilones de grandes dimensionescolocado en el extremo de la pluma ue orientable y cambiable con la ayuda de uncabrestante. El con"unto est' montado sobre una torreta orientable y descansa sobre un

bastidor de cadenas para la traslacin de la mauina. 1ig 3/


6/61

DISPOSICIN DE CONJUNTO DE LAS EXPLOTACIONES A CIELO ABIERTO

Es interesante clasion bandas m's o menos largas y m's omenos anchas a explotar entre colinas. 0ara abrir las

canteras es preciso cavar una fran"a a-b 1ig / hasta eltecho de la capa y sobre la mayor longitud de la zona aexplotar. >e comienza en seguida la explotacinlateralmente por ensanchamiento de la fran"a en losterrenos estriles y despus se arranca de maneraprogresivo la capa casi descubierta.

a/ 0erforacin) en los terrenos estriles se hace perfo-raciones levemente verticales. En la capa no se tieneue efectuar voladuras en caso de carbn la cual es lobastante blando para arrancarlo con una cuchara de

una pala, pero en caso de mineral de dureza


7/61

importante se debe tomar las medidas y los c'lculosnecesa- rios para realizar un arranue con el uso deexplosivos.

b/ 5arga) la cara de estriles se efecta con una pala decuchara. ?irando @(A, descarga los escombros en laparte opuesta al frente de explotacin donde sereconstruye un nuevo suelo un


8/61

poco m's elevado ue el del natural a causa del espon"amiento/.c/ ;ransporte) se puede realizar por medio de camiones.

El precio de coste de este tipo de explotacin parece ser sensiblemente inferior a losde las explotaciones subterr'neas. 0ero con el paso del tiempo este costo disminuye ya uese construyen palas m's potentes ue permite intensiepuede utilizar la rueda de palas sobre cadenas con el puente met'lico ue lo prolonguehac&a atr's y la torre de transporte sobre cadenas ue toma los escombros del puentepara arro"arlos a la escombrera. 1ig 4/. La 1ig es una perspectiva de este con"unto. Lacapa de lignito se explota posteriormente al extraer la capa de estriles por dosexcavadoras ue traba"an. La cantera para ue sea rentable debe explotar por lo menos unmilln de toneladas de carbn o dependiendo del consumo mundial. B el volumen deterrenos estriles a desplazar para lograrlo es de millones de m$ por a:o. El transporte sepuede hacer por v&a frrea pero si hay pendientes de elevaciones importantes se utilizam's el transporte por cintas.


9/61

III. Ca*" general

La masa mineralizada, muy gruesa muy extendida, se hunde en el suelo en forma dere"as de arado y su explotacin en cantera exige arrancar tambin una cantidad importantede estriles alrededor de + por % de mena/, de forma ue la cantidad total de rocaarrancada es enorme.

Este tipo de cantera tiene la forma de un cr'ter, el mayor cr'ter arti


10/61

D mineral /

Los gastos no solamente est'n centrados en laextraccin de estriles sino ue tambin se encuentranlas di


11/61

tras di


12/61

0or otra parte cuando se arranca ; de tierras para obtener D de mineral, el precio decoste del mineral es)

( H IJ


13/61

>e ver' ue para cualuier valor de ! de la relacin ;9D 1ig %+/, el bene


14/61

!l elegir un mtodo de explotacin hay ue determinar en primer lugar si debeemplearse el laboreo a cielo abierto o en profundidad. En muchos casos, la eleccin es f'cil.5uando el yacimiento aMora o se encuentra muy prximo a la superolo emplearemos el laboreo a cielo abierto cuando el coste de los movimientos delterreno estril y los de explotacin de mineral no rebasen los costes de explotacinsubterr'nea. 0or consiguiente se debe calcular ue masas han de moverse en laexplotacin a cielo abierto hasta una profundidad determinada, cual es el gasto ue llevaapare"ado y repartir dichos gastos entre las toneladas de mineral til ue pueden extraerseuna vez realizado el movimiento de tierras indicado. ;an pronto como los costes de dichomovimiento de tierras indicado. ;an


15/61

pronto como los costes de dichos movimiento y del laboreo a cielo abierto rebasen los de laexplotacin en explotacin en profundidad, debemos pasar a esta.

!dem's conviene comparar las desventa"as e inconvenientes del laboreo a cieloabierto, los cuales no pueden expresarse bien en los c'lculos econmicos.

0en%a1a* (e la e)l"%ac#2n a c#el" aer%"

N.>e puede alcanzar un gran rendimientoNN. La extraccin puede adaptarse f'cilmente a las circunstancia del mercado, pudiendosuspenderse y vol- vindose a reanudar segn cuando convenga.

NNN. 0uede arrancarse casi todo el contenido del yacimiento, siendo m&nimas las prdidasde explotacin.

NF. 5omo el arranue se realiza sobre super


16/61

0or e"emplo, sea un yacimiento potente, vertical o de fuerte buzamiento, ue llegahasta la super


17/61

siempre an'logo al dibu"ado en la 1ig %$. La explotacin a cielo abierto procede casisiempre al laboreo en profundidad. ! este ltimo se pasa cuando la explotacin a cieloabierto ha alcanzado una profundidad determinada. Este mtodo no resulta venta"oso.#eber&an emplearse simult'neamente la explotacin a cielo abierto y en profundidad, yaue de estas formas las tierras obtenidas en la corta se pueden utilizar como relleno en laslabores subterr'neas. 1ig %3/.

#urante la explotacin en profundidad en yacimientos potentes es muy frecuente

tener ue rellenar los espacios ya explotados. >i se combinara el laboreo a cielo abierto conla explotacin en profundidad podr&an desmontarse los hastiales del yacimiento en mayorcuant&a, ya ue no se debe efectuar auella sin relleno. Esto permitir&a llevar la explotacina cielo abierto profundidades mayores. 1ig %3/

;ambin se puede emplear el principio de la explotacin combinada en el laboreosubterr'neo. >e combi- nan dos sectores situados uno del otro, o al menos prximo entre s&,empleando como rellenos en uno de ellos la ganga arrancada del otro.

;N0> #E B!5NDNEO;> EP0L;!KLE>

5omo ya se ha visto, una mina tiene mltiples facetas y ob"etivos, entre los ue cabendestacar) la seleccin del mtodo de explotacin, el dimensionamiento geomtrico de lamina, la determinacin del ritmo anual de produccin y la ley de corte, la secuencia deextraccin, etc.

Los depsitos minerales pueden presentar condiciones naturales muy variadas. Lasclasi


18/61

La morfolog&a de los yacimientos marca la geometr&a


19/61

c. Montaosos: el terreno es irregular y presenta importante yacimientostopogr'


20/61

b. El recubrimiento esta constituidas por rocas no homogneas conalternancia de estriles blandos y duros, &gneos o metamr


21/61

d. ;anto el recubrimiento como la zona mineralizadas est'n constituidaspor rocas &gneas o metamr


22/61

La miner&a a cielo abierto se caracteriza por los grandes volmenes de materiales uese deben mover. La disposicin del yacimiento y el recubrimiento e intercalaciones demateria estril determinan la relacin est- ril9mineral. Este par'metro, denominado ratio,puede ser muy variables de unos depsitos a otros, pero en todo condiciona la vialidadeconmica de las explotaciones y la profundidad ue es posible alcanzar por miner&a desuper


23/61

a/ C"r%a*: en yacimientos masivos o de capas inclinadas, la explotacin se lleva a cabotridimensio- nalmente por banueo descendente, con secciones transversales en formatroncocnica. Este mtodo es la tradi-


24/61

cional de la miner&a met'lica y se adopto en las ltimas dcadasa los depsitos de carbn introduciendo algunas modii lasreservas a explotar son elevadas, est' "ustii lasreservas minerales est'n limitadas y el estril derecubrimiento no es tan importante, pue- deaplicarse el mismo mtodo pero con euiposconvencionales como son los tractores, losmototraillas, las palas cargadoras, etc. La extraccindel mineral se realiza casi siempre con euipos con-vencionales.

Este grupo de mtodos se caracteriza por susimplicidad, por las concentraciones de los traba"os

y por la reducida distancia de transporte, tanto en


25/61

horizontal como en vertical, permitiendo una f'cil yeconmica restauracin de los terrenos.

c/ Terra$a*: se basa en una miner&a de banueo conavance unidireccional. >e aplica a depsitosrelativamente horizontales de una o varias capas oestratos de mineral y con recubrimiento potentesue obligan a depositar el estril en el hueco creado,transport'ndolo alrededor de la explotacin. 1ig %@/.

>e los utiliza en todos los tipos de mineral,aunue su desarrollo e importancia la ha aduiridoen los yacimientos de com- bustibles slidos. Lamayor&a de las exploraciones se caracterizan por elba"o valor de los minerales, por ello es esencial laeconom&a de escala, en aras a conseguir la vialidadeconmica de esos pro- yectos. tros factores uedeterminan la aplicacin de este mto-


26/61

do son) la existencia de un gran volumen de reservas y en caso de utilizar rotopalas, la ba"aresistencia al corte y consolidacin de las rocas para poder efectuar su arranue directo.

>on muchos los sistemas mineros empleados, desde los convencionales deexcavadoras de cables y voluetes, hasta los constituidos por rotopalas, cintas yapiladoras, entre ambos sistemas existe un gran nmero de variantes y combinaciones.

Los esuemas b'sicos de explotacin para estos euipos son dos) explotacin conavance paralelo y explotacin con rotacin.

d/ C"n%"rn": en yacimiento semihorizontales y con reducida potencia, donde la orograf&a delterreno hace ue el espesor del recubrimiento aumente de forma considerable a partir delaMoramiento del mineral, se realiza una miner&a conocida como se contorno. 5onsiste en laexcavacin del estril y mineral en sentido transversal hasta alcanzar el l&mite econmico,de"ando un talud de banco nico, y progresin longitudinal siguiendo el citadoaMoramiento. #ado el gran desarrollo de estas explotaciones y la escala profundidad de loshue- cos, es posible realizar una transferencia de los estriles para la posteriorrecuperacin de los terrenos. 1ig +(/

#entro de este grupo existen diversas variantes, en funcin de la secuencia de avanceplanteada y euipos mineros empleados. #e estos ltimos los m's utilizados son los

tractores de orugas, las palas cargadoras, las excavadoras hidr'ulicas y los voluetes.e/ E*ec#ale*: este grupo de mtodos se aplica en auellos depsitos en ue por sus

caracter&sticas se llega muy r'pidamente al l&mite de explotacin por miner&a a cieloabierto. !s& ocurre cuando se aplica una miner&a de contorno en yacimientos de carbn uede"a una parte de los recursos sin explotar. >i esos recursos no pueden ser extra&dos de

forma rentable por miner&ade interior convencional, pueden aplicarselos siguientes mtodos especiales yconocidos en pa&ses sa"ones por) !ugerDining 1ig +%/, 0unch Dining y LongTall>trip Dining. >on mtodos ue consisten enminar o taladrar desde el exterior la capade carbn, siguiendo los frentesdescubiertos de estas.

Exigen la preparacin de un banco oplataforma para situar las mauinas de


27/61

arranue y unidades de transporte decarbn. Estas plataformas pueden ser lasue se de"an en la miner&a de contorno olas ue a propsitos se realizan a modo detrincheras o zan"a cuando el recubrimientono es demasiado potente o est' "usti


28/61

Los euipos utilizados son los ue en este caso de


29/61

constituidas por dragalinas, dragas, scrapers si la extraccin se realiza por deba"o del nivelfre'tico.

h/ D#*"luc#2n 6 l#)#+#ac#2n: algunos yacimientos de sales, como la glauberita, la thenardita,etc., se explotan procediendo primero a la descubierta del estril super


30/61

te voladuras y seguidamente efectuar su disolucin mediante la circulacin de agua, ue esrecuperada como una salmuera ue, mediante un sistema de tuber&as y bombas, se llevahasta la planta de mineralurgia en la ue se encuentran unos cristalizadores ue permitenobtener el producto i la extraccin se realiza sin extraer el mineral se habla de 6lixiviacin in

situ7, mientras ue si el mineral se arranca, transporta y deposita en un lugar adecuado, elmtodo se denomina 6lixiviacin en pilas7. =na variante consiste en tratar al mineral,despus de su molienda, en tanues ue disponen de agitadores, conocindose elprocedimiento como 6lixiviacin din'mica7.

i/ Draga(": en mineralizaciones especiales, como son las met'licas de oro, casiterita, etc.,conteni- das en aluviones, resulta interesante la aplicacin del mtodo de dragado,inundando previamente la zona de explotacin. Este mtodo es econmico cuando la propiaagua de inundacin se utiliza en el proceso de utilizacin, como ocurre con la separacingravimtrica. Las dragas 1ig +3/, adem's del sistema de extraccin ue utilicen,cangilones, cabezas de corte, etc., capaces de tratar grandes volmenes de material y de

un sistema de evacuacin de los estriles a la zona ya explotada.


31/61

52N;E2N> #E #N>EU #E DNO!> ! 5NEL !KNE2;

=na explotacin a cielo abierto es una excavacin realizada en la supere caracterizan por su anchura, su pendiente y su per


32/61

El punto de partida para el dise:o de cualuier explotacin a cielo abierto es lamodelizacin geolgica del yacimiento ue se haya realizado con anterioridad a partir delos traba"os de investigacin. ;ras efectuar el dise:o del hueco


33/61

E*%al#(a(e* (e %alu(e*

La estabilidad de los taludes en una explotacin a cielo abierto tiene importanciafundamental en lo ue se re


34/61

respecto a la estructura, las super


35/61

brio l&mite se pueden aplicar para los diferentes tipos de rotura indicados.En geotecnia, el riesgo de colapso de un talud se mide en funcin del llamado

coe


36/61

`) altura de grieta de traccin, Zm[ `^) altura del agua en grietas de traccin, Zm[ ) 'ngulo de rozamiento, ZA[ ^) peso del bloue deslizante, Zt[

En las explotaciones a cielo abierto, el coeegn sea la estructura geolgica de los macizos,las variaciones de 1 con el 'ngulo de talud pueden ser continuas o discontinuas. En la 1ig+* se representan dos casos distintos) en el primero, se trata de un macizo homogneo enel ue el tipo de rotura no est' determinado por las discontinuidades, los valores de 1


37/61

dependen as& de la altura del talud y 'ngulos del mismoQ en el segundo caso, la estabilidadest' controlada por las discontinuidades del macizo caso de las roturas planas y del tipo decu:a/, los valores de 1 suelen ser altos por deba"o de un valor l&mite de 'ngulo de talud, apartir del cual existe una posibilidad cinem'tica de deslizamientoQ superando este valor 1cae dr'sticamente y disminuye suavemente si la cohesin no es nula o toma un valor cons-tante en caso contrario.

0or otro lado, en la mayor&a de los

mtodos de c'lculo se supone ue el taludes en planta rectil&nea, sin tener en cuentaa curvatura del hueco. En la pr'ctica se hacomprobado ue en taludes de super


38/61

selectividad. 1undamentalmente es el euipo de carga y la altura m'xima ue alcanza elcucharon, el condicionante para establecer la altura del banco. Este criterio permite utilizarla pala o excavadora para sanear cualuier punto del frente y mantener unas condicionesoperativas de seguridad aceptables. Las experiencias de las explotaciones a cielo abiertom's tecni


39/61

Las venta"as de una altura de banco reducida es lasiguiente)

De"ores condiciones de seguridad para el personal de mauinaria, pues el alcance de lasmaui- nas de carga permite un me"or saneo y limpieza de los frentes durante la operacin

5ontrol m's efectivo de las desviaciones de los barrenos, especialmente si se usaperforadoras de martillo en cabeza

Denores cargas operantes de explosivos, por lo ue, con secuencias de encendidoadecuadas, se disminuyen los problemas de vibraciones y onda area.

Dayor rapidez de la e"ecucin de rampas de acceso entre bancos. De"ores condiciones para la restauracin y tratamiento de los taludes iempre

ser' necesario de"ar del orden de %,mcomo anchura de seguridad>/ hasta el borde del banco.

7ngul" (e cara (e &anc"

En cuanto al 'ngulo de la cara del banco puede decirse ue es funcin del tipo dematerial y de la altura del banco. 5uanto m's coherente y m's ba"o sea el banco, m'svertical puede ser la cara del mismo, y por el contario, cuanto m's suelto y alto, m'stendido ser' el taludQ funcin, pues de las caracter&sticas estructurales y resistentes de los

materiales y ue deber' ser determinado geomec'nicamente.


40/61

tro factor ue puede obligar a inclinar la cara del banco es el buen efecto ue sobrela voladura e"erce el disparo con barrenos inclinados. 0ero puede darse la recomendacinde operar con dos, uno inclinado ue puede coincidir con el 'ngulo de la cara del banco detraba"o y otro m's vertical, igual al 'ngulo


41/61

Ber'a*

Las bermas se utilizan como plataformas de acceso en el talud de una excavacin ytambin como 'reas de proteccin al detener los materiales ue pueden desprenderse delos frentes de los bancos superiores 1ig $%/. La altura o separacin entre bermas es funcindel talud de cara de banco y las dimensiones de los euipos existentes.

>i el citado 'ngulo es inferior a 3A, y losmateriales ue lo conon los caminos por los cuales las unidades de acarreo realizan el transporte demateriales dentro de la explotacin. ;ambin existen rampas ue se utilizanexclusivamente para el acceso a sus ta"os de las m'uinas ue efectan el arranue uoperaciones auxiliares.

;ienen distintas caracter&sticas de dise:o, pues mientras ue por las primeras lacirculacin es continua en los dos sentidos y a marcha r'pida, la utilizacin de las segundases m&nima y a velocidad mucho m's lenta. 5o- menzando por estas ltimas, su pendienteno debe sobrepasar el +(C %%A/. 5on respecto a su anchura, esta debe superar, por lomenos, en dos metros el ancho de la v&a de la unidad m's ancha ue vaya a circular porellas.

En las pistas, su dise:o debe ser tal ue las unidades de transporte ue se utilicen semuevan sin perder el ritmo de operacin en condiciones seguras. Los criterios se re


42/61

5urvas) radios, peraltes y sobreancho Fisibilidad en curvas y cambios de rasante 5onvexidad o bombeo

Los dos primeros par'metros tienen ue ver b'sicamente con el rendimiento y costede transporte, pero tambin con la seguridad. La determinacin de la pendiente ptima deuna pista se realiza a partir de las curvas caracter&sticas de los veh&culos ue consideran lavelocidad y la capacidad de frenado. Los me"ores rendimientos y


43/61

costes, "unto con unas condiciones de seguridad adecuadas, se obtienen con pendientes entorno al *C incluyen- do una resistencia a la rodadura normal.

Anc!ura (e la* #*%a*

La anchura de las pistas ue se recomiendanpuede estimar- se con la siguiente expresin)

H , J %, #

#onde

o !) anchura total de la pista, Zm[o a) anchura del veh&culo, Zm[o n) nmero de carriles deseados

Esto signi


44/61

!

#onde)

o e) tangente del 'ngulo de plano horizontal con la pistao v) velocidad, Z8m9hs[o 2) radio de la curva, Zm[o f) coe


45/61

En las uniones de tramos con diferentes peraltes es preciso establecer una longitud depista en la ue el pe- ralte variara de forma gradual) esta es la denominada 6zona detransicin7.

B"'&e" 6 c"n+e)#(a(

La seccin transversal de la pista debe estar dise:ada con un determinado bombeo,es decir, a dos aguas, con el


46/61

Ra%#"* ec"n2'#c"*

#os par'metros de dise:o importantes,cuando los yacimientos presentan recubrimientosde estril y tierra vegetal, son los siguientes)

%atio &imite Econ'mico (%&E): indica el m'ximo volumen de estril ue individualmente unatone- lada de mineral puede soportar con una extraccin y tratamiento, produciendo unbene


47/61

%atio Medio Econ'mico (%ME): expresa la relacin media de estril a mineral para elcon"unto de las operaciones con la ue se consigue un bene


48/61

f/ Sistema de arran-ue , transporte continuos: es el siste- maue presenta un mayor porcenta"e de electri


49/61

Oerac#"ne* &8*#ca* 6 cla*#4cac#2n (e equ#"*

El ciclo de explotacin minera se puede dee basa en la extraccin o desplazamientosde los diferentes materiales hasta las plantas de tratamiento, en el caso de los minerales, ohasta vertederos, en el caso de los estriles.

>egn el transporte se lleve a cabo dentro de los l&mites propios de la explotacin einstalaciones mine- ralrgicas, o fuera de ellas, se suele hablar de transporte interno oexterno. En este ltimo grupo se incluyen sistemas tales como el realizado por barcos, por

ferrocarril, etc.La operacin de vertido, normalmente, las realizan las propias mauinas ue realizan

el transporte ayuda- das por euipos auxiliares.#e acuerdo con una serie de consideraciones espec&


50/61

La eleccin del con"unto de euipos necesarios para llevar a cabo un proyecto se suelerealizar, normalmente, despus de de


51/61

Las combinaciones ue pueden hacerse entre euipos, destinados a una explotacinconcreta, son muy numerosas, tal ue ueda ilustrado en la 1ig $*, pues pueden ser variaslas mauinas ue, con diferente dise:o y forma de funcionamiento, realicen la mismaoperacin.

Oo obstante, la tendencia actual se dirige hacia los sistemas continuos, como ya se haindicado, ya ue permiten mayor abaratamiento de los costes de explotacin. Es, pues, enlos grupos de mauinas de operacin continua y en los euipos complementarios donde ha

habido un mayor desarrollo e innovaciones en los ltimos a:os.

,aqu#na* (e er3"rac#2n

La fragmentacin con voladura se efecta combinando dos operaciones, consiste en laapertura de un hueco o barreno en el macizo rocoso perforacin/ y posteriormentecolocando en el mismo de un explosivo cuya energ&a liberada produce la rotura ydesplazamiento del material.

La penetracin de la roca se realiza mediante la aplicacin de energ&a mec'nica sobre

una herramienta, o, en algn caso, mediante energ&a trmica, aunue el avancetecnolgico en el dise:o y las caracter&sticas de los tiles de accin mec'nica,pr'cticamente, ha eliminado este ultimo sistema.

Los dos grandes mtodos mec'nicos de perforacin de rocas son los rotopercutivos ylos rotativos)

Mtodos rotopercuti*os: son los m's utilizados en casi todos los tipos de rocas, tanto si elmartillo se sita en cabeza como en el fondo del barreno.

Mtodos rotati*os: se subdividen, a su vez, en dos grupos, segn ue la penetracin serealice por trituracin, empleando triconos, o por corte utilizando bocas especiales. El

primer sistema se aplica en rocas de dureza media a alta y el segundo en rocas blandas.Los componentes b'sicos de cualuier sistema de perforacin son)=na cabeza motriz, ue convierte la energ&a original elctrica, neum'tica, hidr'ulica, etc./en energ&a mec'nica ue suministra al sistema.

El varilla"e o bater&a de tubos, ue transmite la energ&a hasta la herramienta de pene-tracin

supenetracin

o La boca o tricono, ue aplica la energ&a del sistema directamente sobre laroca para lograr

o El Muido en circulacin, ue evacua el detritus producido, refrigera laherramienta y, en

ocasiones, estabiliza las paredes del barreno.


52/61

Los euipos de perforacin realizan taladros en di'metros de ( a $*(mm, sonautopropulsados sobre ruedas y orugas, de accionamiento diesel, diesel hidr'ulicos, oelctricos, y comprensor incorporado y remolcable.

!tendiendo a la resistencia a compresin de las rocas y el di'metro de perforacin, sepueden delimitar los campos de aplicacin de los diferentes mtodos, tal como se reMe"a enla 1ig $@.

0or otro lado segn el tipo de traba"o ue se realice en obras de super


53/61

,aqu#nar#a (e arranque 6 carga

E-uipos de arran-ue contin+o

!. %otopalas: las rotopalas, o excavadoras de rodetes, son euipos dotados de un dispositivotipo noria, cuyos cangilones realizan las funciones de arranue y carga 1ig 3%/. El materialfragmentado se vierte sobre un sistema de cintas ue lo transporta a su destino. Estoseuipos se empezaron a utilizar sobre materiales pocos consolidados, dando su uso enminer&a a cielo abierto al denominado Dtodo !lem'n.

La operacin de arranue se realiza por la accin de corte d cada uno de loscangilones de rodetes en el curso de su movimiento de rotacin ascendente, se realiza ladescarga sobre una cinta transportadora paralela al mismo hasta el e"e de giro de larotopala, trans


54/61

transferencia sobre camiones o sistemas de cintas. El accionamiento es de tipo diesel-hidr'ulico con potencias de hasta @((8^.

o Minadores de rodete: este euipo es un hibrido entre rotopala y minador horizontal. Donta enun lateral o rodete de e"e horizontal, con cangilones distribuidos en su periferia, uearranca el material por pasadas sucesivas. El sistema de recogida, evacuacin ytransferencia es similar al descrito en el euipo ante- rior, as& como su accionamiento detipo diesel-hidr'ulico y potencias de hasta %+((8^.


55/61

o Minadores de cabeza m'*il: son una adaptacin a cielo abierto de losminadores subterr'neos 1ig 3+/. consisten en un chasis sobre orugas, con uno o variosbrazos, de orientacin y alcance variable en cuyo extremo se sita al cabezal de corte. Elmaterial fragmentado desliza por gravedad sobre un sistema de carga y evacuacin, contransferencia u accionamiento es diesel o electro-hidr'ulico.

5. Monitor /idr0ulico: consiste en un ca:n de agua cuyo efecto sobre el material a arrancar essu disgregacin y posterior arrastre hacia zonas determinadas. >e aplica en materialesescasamente consolidados, como los ue caracterizan los depsitos aluviales y suelos derecubrimiento. El monitor consiste en un ca:n orientable con movimiento autom'tico enlos planos horizontal y vertical, dispuesto sobre patines para facilitar su traslado yconexin general de suministro de agua.

El cuerpo del monitor tiene un dise:o curvo >, ue elimina las componentes de la fuerzade reaccin, permitiendo un f'cil mane"o 1ig 3$/. El tramo curvo es de una sola pieza,sin soldaduras para reducir las prdidas de carga y obre el riper se e"ercen dos accionesb'sicas, una de presin hacia aba"o parapenetrar en la roca y otra de traslacin paradesgarrarla, unidas al movimiento circularoscilan- te ue el dise:o de la herramientapermite. Duy reciente- mente. >e hadesarrollado un nuevo riper dotado de un mo-

vimiento vibratorio ue acta como un martillo


56/61

hidr'ulico de impactos, lo ue posibilita laexcavacin de rocas de mayor dureza yresistencia.

K. Exca*adoras de cables: son los euipos mineros m's antiguos y m's utilizados enoperaciones de carga y arranue de materiales poco consolidados 1ig 3/. 5omocaracter&sticas generales de dise:o y operacin destacan)


57/61

o Donta"e sobre orugaso ?iro completo de la superestructurao Elevacin de la cuba por cables y empu"e por cable o cremallera y pi:no 0otencia instalada de hasta 3((8^, con accionamiento fundamentalmente

elctrico.

La descarga se realiza sobre voluetes o tolvas de alimentacin a sistemas detransporte por cinta y, en algunos casos, transuperestructura

con giro completoy dise:ocompacto

>u campo de aplicacin, comoeuipo de arranue directo, permitela realizacin de excavaciones deobras de drena"e, trincheras, etc.,para tama:os peue:os y loseuipos mayores, de carga frontal,desempe:an funciones de arranuey carga sobre voluetes o

instalaciones de trituracin ytransporte con- tinuo.

1rente a las excavadoras decables, presentan la venta"a dedisponer de un tercer movimiento delcazo, ue las dotas de una mayorversatilidad y capacidad de arranuede las rocas, al penetrar en estasaprovechando los planos de debilidad1ig 3/


58/61

#. Palas car1adoras: son unidades de ruedas o cadenas dotadas de un cucharon en la partedelante- ra. >on euipos muy vers'tiles, utilizadas en funciones de carga y transportefundamentalmente, tanto en obra pblica como en miner&a 1ig 3*/. Las caracter&sticasgenerales de dise:os son)

o 5hasis articulado modelos de ruedas/o !ccionamiento diesel o diesel elctrico y potencias de hasta %(((8^.

5ompite con las excavadoras descritas en los apartados anteriores, bas'ndose en surapidez, movilidad y versatilidad, aunue su capacidad de arranue es muy limitada,

utiliz'ndose en formaciones poco consolidadas o pilas de material suelto.Esta capacidad de arranue depende fundamentalmente de la inercia con la ue se

desplaza la mauina, la cinem'tica del euipo de carga y dimensiones del cazo.

E. 2ra1alinas: son euipos cuyas caracter&sticas b'sicas es su gran alcance y posibilidad deexcava- cin mvil de mayores dimensiones existentes en la miner&a a cielo abierto 1ig3@/. el movimiento de traslacin se consigue a travs de orugas o mediante sistemas depatines desplazables, ue caracterizan los dos tipos de dragalinas existentes.

El accionamiento es diese con potencias de hasta %((8^, para las montadas sobreorugas y elctrico para las de patines con potencias de hasta %*(((8 . El uso dedragalinas est' indicado en operaciones donde el material arrancado es transferido

directamen-te a distancias cortas, inferiores a %+(m.

La capacidad de excavacindepende no solo de lascaracter&sticas resistentes de la rocasino incluso de su disposicinestructural. En ocasiones, el arranuese combina con prevo- laduras dem'xima proyeccin.


59/61

1. Mototraillas: es un euipo de movimiento de tierras con capacidad para arrancar materialesen capas horizontales, cargar, transportar y verter igualmente en tongadas. La unidad

articulada consiste b'sicamente en un tractor con una ca"a y dos o tres e"es. Los diversostipos existentes se caracterizan por poseer uno o dos motores hasta ((8^/, acoplados acada e"e, y una carga directa o un mecanismo autocargable. >u 'mbito de traba"o se hallalimitado a materiales escasamente consolidados o sometidos a preparacin previa.


60/61

,aqu#nar#a (e %ran*"r%e

#entro del con"unto de los euipos de transporte, los camiones extrav&ales constituyenel sistema m's ex- tendido e importante actualmente en la miner&a. Estos veh&culos puedenclasi


61/61

o e/culo todo terreno: para la inspeccin y supervisin del estado de las pistas.

Metodos de Explotacion a Cielo Abierto PDF

Documents

Transcript of Metodos de Explotacion a Cielo Abierto PDF