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EXTRACCIÓN MINA II. Generalidades Acerca del Manejo de Materiales. Docente: Hugo Muraña Salinas. Ingeniero en Minas. Preparo: Hugo Muraña Salinas.

Generalidades Acerca del Manejo de Materiales.

Introducción La etapa de carguío y transporte corresponde a la extracción y desplazamiento del material previamente fragmentado de la frente de trabajo. Este material puede ser: • Mineral que será tratado en la planta. • Mineral de baja ley que será depositado en stock para su posterior tratamiento. • Lastre que se está removiendo para acceder al mineral (por ejemplo, durante desarrollos). • En algunos casos, el material es directamente el producto comercial (carbón, fosfatos, minerales industriales).

Introducción El carguío y transporte queda definido por el requerimiento de producción, dado por el plan minero (ton/año, ton/mes, ton/día). Distintas combinaciones de equipos y secuencias de operación pueden satisfacer el requerimiento de producción. Los principales factores en la definición de los equipos para realizar esta labor son: • Capacidad de los equipos • Tiempo requerido para completar un ciclo de operación

CRITERIOS DE SELECCIÓN DE EQUIPOS Para concretar la operación de carguío y transporte es necesario poder seleccionar las maquinarias y equipos necesarios para ejecutar dicha operación.

Varios son los criterios que se deben aplicar, pero principalmente destacan los siguientes.

CRITERIOS DE SELECCIÓN DE EQUIPOS

CRITERIOS DE SELECCIÓN DE EQUIPOS PROCESO DE SELECCIÓN DE EQUIPOS 1. Determinar la producción requerida: En base a estos antecedentes se debe definir la cantidad total de mineral a producir. Requerimientos de producción se establecen, generalmente, para periodos de un año.

2. Determinar alcance o recorridos de transporte. La máxima distancia sobre la cual un equipo puede cargar o botar el material se define como su alcance. La geometría del depósito a excavar es el factor primario para determinar el alcance requerido por el equipo.

CRITERIOS DE SELECCIÓN DE EQUIPOS PROCESO DE SELECCIÓN DE EQUIPOS 3. Calcular tiempo de ciclo: El tiempo de ciclo para una operación unitaria puede dividirse en dos componentes principales. Tiempos fijos y Tiempos variables. 4. Calcular capacidad.

CRITERIOS DE SELECCIÓN DE EQUIPOS PROCESO DE SELECCIÓN DE EQUIPOS 5. Iterar para mejorar la productividad: El tipo de maquinaria considerado en el punto 3 puede no ser el adecuado y tras el cálculo de la capacidad requerida, puede ser necesario utilizar un tipo de maquinaria diferente. Al seleccionar un tipo diferente de equipos, los tiempos de ciclo deben ser re-estimados así como las capacidades y factores de eficiencia.

CRITERIOS DE SELECCIÓN DE EQUIPOS PROCESO DE SELECCIÓN DE EQUIPOS 6. Calcular el tamaño de la flota de equipos. La posible economía de escala que se realiza al tener un solo equipo de gran tamaño debe sopesarse respecto a la incertidumbre asociada a la disponibilidad de este equipo. Mientras una flota de equipos puede seguir trabajando si alguno de sus componentes no estuviera disponible por razones mecánicas, la producción debe esperar si el único equipo de carguío o transporte sufre algún imprevisto y debe detener su operación para solucionar un problema mecánico.

CRITERIOS DE SELECCIÓN DE EQUIPOS PROCESO DE SELECCIÓN DE EQUIPOS 7.

Iterar para reducir costos de capital y de operación.

La fase técnica del proceso de selección identificará cierto número de sistemas alternativos de carguío y transporte. Una comparación de costos debe realizarse, que considere el costo de capital, costo de operación y la vida de los equipos en años.

Aspectos Técnicos del Diseño de Minas. Como se Construye una Mina a Cielo Abierto. El rajo se va construyendo en avances sucesivos, lateralmente y en profundidad. A medida que se va profundizando en la mina, se requiere ir ensanchándola para mantener la estabilidad de sus paredes. De este modo, se genera una especie de anfiteatro escalonado con caminos inclinados especialmente diseñados para el tránsito de los equipos, cuya forma es dinámica ya que va cambiando a medida que progresa la explotación. La estabilidad de los taludes de una mina es particularmente crítica, ya que de eso depende la seguridad de la operación siendo, además, parte importante de la rentabilidad del negocio. Para ello, se establecen los siguientes parámetros geométricos:

Aspectos Técnicos del Diseño de Minas. Como se Construye una Mina a Cielo Abierto. Banco. Cada banco corresponde a uno de los horizontes mediante los cuales se extrae el mineral. El banco se va cortando por el horizonte inferior, es decir hacia abajo, generando una superficie escalonada o pared del rajo. El espesor de estos horizontes es la altura de banco, la que generalmente mide de 13 a 18 m en grandes minas.

Aspectos Técnicos del Diseño de Minas. Como se Construye una Mina a Cielo Abierto. Berma de Seguridad. Es la franja de la cara horizontal de un banco, como un borde, que se deja especialmente para detener los derrames de material que se puedan producir al interior del rajo. Su ancho varía entre 8 y 12 m.

Aspectos Técnicos del Diseño de Minas. Como se Construye una Mina a Cielo Abierto. Berma de Transporte. Las bermas deben tener un ancho tal que permita que se crucen dos camiones y el movimiento de las máquinas de carguío.

Aspectos Técnicos del Diseño de Minas. Como se Construye una Mina a Cielo Abierto. Berma de Transporte. Las bermas deben tener un ancho tal que permita que se crucen dos camiones y el movimiento de las máquinas de carguío.

Aspectos Técnicos del Diseño de Minas. Como se Construye una Mina a Cielo Abierto. Ángulos de Talud. Sin duda uno de los parámetros geométricos más significativos en la explotación de un rajo son los ángulos de talud, ya que en la explotación misma una de las restricciones operacionales más relevantes es garantizar la estabilidad de cada uno de los sectores comprometidos, para lo cual se requiere mantener una geometría de diseño óptima.

Aspectos Técnicos del Diseño de Minas. Como se Construye una Mina a Cielo Abierto. Los ángulos de talud con que se trabaja en una explotación son: - Ángulo de Talud de la pared del Banco: Representa la inclinación con que queda la pared del banco. Este ángulo se mide desde la pata del banco a su propia cresta. - Ángulo de Talud Inter rampas: Representa la inclinación con que queda el conjunto de bancos que se sitúan entre una rampa y la rampa consecutiva. Este ángulo se mide desde la pata del banco donde se encuentra una rampa hasta la cresta del banco donde se encuentra la otra rampa. - Ángulo de Talud de un conjunto de bancos: Representa la inclinación con que queda un grupo de bancos sin existir entre ellos alguna diferencia geométrica importante. Este ángulo se mide desde la pata del banco más profundo hasta la cresta del banco de cota mayor. - Ángulo de Talud Over-all: Representa el ángulo de inclinación con que queda la pared final del rajo, incluyendo todas las singularidades geométricas existentes. Este ángulo se mide desde la pata del banco más profundo hasta la cresta del banco más alto de la explotación.

Aspectos Técnicos del Diseño de Minas. Como se Construye una Mina a Cielo Abierto. Ángulos de Talud. Al aumentar el ángulo de talud se disminuye la cantidad de estéril a remover para la extracción de la misma cantidad de mineral, e incluso se podría acceder a la extracción de otras reservas minerales las que antes no era posible extraer. Esto genera un aumento en los beneficios económicos de la explotación. Ahora bien, este incremento del ángulo de talud solamente será viable en el caso que las condiciones geomecánicas lo permitan.

Aspectos Técnicos del Diseño de Minas. Como se Construye una Mina a Cielo Abierto. Ángulos de Talud. Puede darse el caso contrario, que debido a nueva información geomecánica sea necesario bajar el ángulo de talud, generándose una mayor cantidad de estéril a remover y una menor cantidad de mineral a extraer.

Aspectos Técnicos del Diseño de Minas. Como se Construye una Mina a Cielo Abierto. Ángulos de Talud.

Aspectos Técnicos del Diseño de Minas. Como se Construye una Mina a Cielo Abierto.

Aspectos Técnicos del Diseño de Minas. Como se Construye una Mina a Cielo Abierto. Vías y Rampas. La vía es una faja de terreno con un plano de rodadura especialmente dispuesto para el transito adecuado de vehículos y esta destinada a comunicar entre si los frentes de explotación con los botaderos, centros de acopio y puntos de descarga.

Aspectos Técnicos del Diseño de Minas. Como se Construye una Mina a Cielo Abierto. Vías y Rampas. - Pendiente Es la inclinación del terreno respecto al plano horizontal. La pendiente recomendada para la construcción de rampas a cielo abierto es del 8% al 12%.

Aspectos Técnicos del Diseño de Minas. Como se Construye una Mina a Cielo Abierto. Vías y Rampas. - Pendiente

Aspectos Técnicos del Diseño de Minas. Como se Construye una Mina a Cielo Abierto. Vías y Rampas.

- Pendiente * Pendiente (m) = Diferencia de Alturas x 100 Distancia Horizontal * Recordar que la pendiente de una recta es la tangente del Angulo de inclinación Tan(α) x 100 = m

Aspectos Técnicos del Diseño de Minas. Como se Construye una Mina a Cielo Abierto. Vías y Rampas. - Ancho de Vías.

La vía debe conservar un ancho mínimo de 3,5 veces el ancho del vehículo de mayor capacidad que transite en la mina. El ancho de las vías que se recomienda puede estimarse con la siguiente expresión. A = a (0,5 + 1,5n) Donde: A: Anchura total de la vía (en metros). a: Anchura del vehículo (en metros). n: Numero de carriles deseados.

Aspectos Técnicos del Diseño de Minas. Como se Construye una Mina a Cielo Abierto. Vías y Rampas. - Peralte en Curvas. Es la sobreelevación del lado exterior de la curva que se utiliza para contrarrestar la fuerza centrifuga que aparece en las curvas, originando deslizamientos transversales e incluso vuelcos, el cual se calcula a partir de la formula siguiente.

e = ____V2____ - f 127,14 * R Donde: e: Tangente del Angulo del plano horizontal de la vía. V: Velocidad (Km/hr). R: Radio de la Curva (mts). f: Coeficiente de fricción.

Aspectos Técnicos del Diseño de Minas. - Peralte en Curvas.

Explotación a Cielo Abierto. MÉTODOS MINEROS Y SISTEMAS DE EXPLOTACIÓN - Peralte en Curvas.

Explotación a Cielo Abierto. MÉTODOS MINEROS Y SISTEMAS DE EXPLOTACIÓN - Peralte en Curvas.

Ejemplo Mina Escondida: Manual BHP. Para definir el ancho total de un camino se deben considerar tres componentes: ancho de la vía de transporte, el pretil de seguridad y la berma central. El criterio para definir el ancho de las pistas en secciones rectas está basado en el ancho del equipo más grande que esté actualmente en uso, que para el caso de Escondida es 9,15 metros (Camión 797).

Se recomienda que cada pista de transporte debe proveer espacio libre tanto a la izquierda como a la derecha igual a la mitad del ancho del equipo mayor que transitará por ella. Además se recomienda que para el tráfico en dos pistas el ancho del camino no debe ser menor que 3.5 a 4 veces el ancho del camión.

Ejemplo Mina Escondida: Manual BHP. En rampa y caminos interiores mina En estas pistas se considera el criterio del espacio libre a cada lado del camión igual a la mitad del ancho del mismo. Y da como resultado que el ancho total del camino debe ser 3,5 veces el ancho del camión más el pretil.

Ejemplo Mina Escondida: Manual BHP. En rampa y caminos interiores mina

A = ancho del camión más grande en la operación. B = ancho de la berma con pretil de seguridad. ** Aplicar formula con los siguientes valores: A = 9,15 m. (Camión 797) y B = 5,7 m.

Ejemplo Mina Escondida: Manual BHP. En caminos principales. En estas rutas se considera el criterio del espacio libre a cada lado del camión igual a la mitad del ancho del mismo. Y da como resultado que el ancho total del camino debe ser 4 veces el ancho del camión más el pretil más la berma intermedia.

Ejemplo Mina Escondida: Manual BHP. En caminos principales.

A = ancho del camión más grande en la operación. B = ancho berma con pretil de seguridad. Bi = ancho berma intermedia.

**Aplicar formula con los siguientes valores: A = 9,15 metros (Camión 797) B = 5,7 metros Bi = 5,7 metros

Ejemplo Mina Escondida: Manual BHP. Pendientes. A lo largo de una rasante se tienen diferentes valores para las pendientes (%), siendo el valor máximo permitido en Escondida un10% para los caminos mineros y rampas principales; y para rampas auxiliares es de un 8% como máximo.

Ejemplo Mina Escondida: Manual BHP. Peralte en curvas. Cuando un equipo transita por una curva es forzado hacia el exterior por la fuerza centrífuga, en cambio, cuando el equipo transita por una superficie plana este efecto es contrarrestado por el peso del equipo y la fricción entre la superficie del camino y los neumáticos.

Para ayudar a los equipos cuando transitan en curvas el camino debiese frecuentemente estar inclinado. Esta inclinación es llamada peralte. El valor del peralte debe ser tal que cancele la Fuerza Centrífuga.

Ejemplo Mina Escondida: Manual BHP. Peralte en curvas. A continuación se describen varias fórmulas que permitirán obtener cada uno de los puntos de la curva a la que se aplicará el peralte, donde es fundamental conocer las distancias de transición de éste. (Estas fórmulas provienen del Manual de Carreteras Vol.3).

P = Peralte (%) Vd = Velocidad de diseño (km/hr). R= radio de curvatura ( mts).

D = Desarrollo de la curva (m.) R = Radio curvatura (m.) α = ángulo de la curva (°)