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UNIVERSIDAD NACIONAL DANIEL ALCIDES CARRION

UNIVE RSIDA D Año de la Diversificación Productiva y del Fortalecimiento de la Educación NACI ONAL Túneles y DANIE CUNETAS EN MINERIA Movimi L de CARHURICRA, DOCENTE: ING. ento MONTALVO Nelson. ALCID Tierras ES INTEGRANTES: CARRI  CAPCHA SANTOS, Jhunyor.  DE LA ROSA CASERES, Richard. ON  ROSAS TORRES, Henrry. Cerro de Pasco, 22 de Junio del 2015

Túneles y Movimiento de Tierras

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CUNETAS EN MINERIA INTRODUCCIÓN El rol del agua en las operaciones mineras es muy decisivo. Para un proyecto minero el agua puede resultar ser una alternativa de abastecimiento, pero muchas veces se vuelve un problema en el proceso de extracción. En este trabajo trataremos el agua como un impedimento en nuestras operaciones para lo cual estudiaremos las formas como desaguar de mina, como instrumentos muy importantes tenemos las bombas, pero en este caso trabajaremos con las cunetas como vía de drenaje. Por lo tanto necesitamos tener un mayor conocimiento sobre las cunetas. En el plano Operativo de una explotación, el objetivo primordial es conseguir que las aguas que entren en contacto con la mina (Tanto superficial como subterránea), sean las mínimas posibles, así como que el previsible contacto se realice de la manera más controlada posible. El estudio de los problemas de drenaje de mina tiene dos aspectos. El primero es el de mantener condiciones adecuadas de trabajo tanto a cielo abierto como en interior, para lo que es frecuente la necesidad de bombeo del agua. El segundo aspecto del drenaje de mina es la gestión de las interferencias de la operación en la hidrósfera. Esta gestión tiene normalmente los siguientes objetivos 1. Minimizar la cantidad de agua en circulación en la áreas operativas 2. Reaprovechas el máximo de agua utilizada en el proceso industrial 3. Eliminar aguas con ciertas características para que no afecten negativamente la calidad del cuerpo agua recepto. Para alcanzar estos objetivos la gestión incluye la implantación y operación de un sistema de drenaje adecuado a las condiciones de cada mina, además de un sistema de recirculación del agua industrial.

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RESUMEN Para satisfacer las demandas de agua, la actividad minera muchas veces acude al agua subterránea. Contrariamente debido al exceso de agua subterránea en algunas minas se acude al drenaje para facilitar el minado, comúnmente esto es extraída por medio de cunetas y bombeo. Por acción de las cunetas, se producen variaciones de los niveles freáticos, lo cual facilita tener más eficiencia en el proceso de minado, tan así que las cunetas en minería se determinan como factores muy importantes y es por eso que tenemos que hacer un estudio muy detallado de las mismas. Las cunetas son construcciones que permiten el flujo de medios liquidas es decir el líquido que se drena por las paredes de la mina y el líquido que se usa en perforaciones y otros.

DRENAJES DE MINA Un sistema de drenaje tiene como objetivo proporcionar una recogida, transporte y vertido final de aguas que escurren tanto superficial como subterránea, de modo tal que garantice la integridad de los terrenos y las características de los cuerpos de agua receptores sean preservadas, garantizando el control de la erosión, la minimización de la colmatación y la conservación de la calidad física y química de los cuerpos de agua receptores. Pero, además, un sistema de drenaje debe ser capaz de funcionar satisfactoriamente todo el año y ciclo de vida de la mina. Es importante remarcar el hecho que para poder diseñar un sistema de drenaje adecuado y eficaz, debe disponerse de una investigación previa climatológica, hidrológica, geológica e hidrogeológica, que aporte la información necesaria sobre las características del terreno a drenar, así como sobre los volúmenes de agua que se prevé extraer y su distribución espacial y temporal. Este último aspecto de gran importancia, cuyo cumplimiento suele ser causa de que muchos sistemas de drenajes resulten ineficientes o insuficientes. Las medidas de drenaje en las explotaciones mineras suelen ser de dos formas, superficiales y profundad, se aplican de manera combinada y en Túneles y Movimiento de Tierras

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función de las necesidades concretas de cada caso por lo que no puede hablarse de dos tipos separados o independientes. La selección del sistema de drenaje depende de los siguientes factores:    

Geología e hidrogeología del área de explotación. Objetivos del desagüe. Método minero de explotación y su secuencia Estudios de Costos

Los costos de drenaje han incrementado a lo largo de estos años debido a la inflación y la expansión de la mina, el incremento en el conocimiento de la eficiencia para la reducción del riesgo de inundaciones repentinas para la reducción del riesgo de inundaciones repentinas para mejorar la estabilidad y reducir los costos de desaguado y explotación es una meta en muchas operaciones de mineras subterráneas.

ORIGEN DE LAS AGUAS SUBTERRÁNEAS Las aguas subterráneas tienen como origen la filtración de aguas superficiales que penetran a través de estratos porosos y circulan lentamente, tanto en sentido lateral como descendente, hasta alcanzar la zona de equilibrio o de fuentes profundas. Las aguas de origen profundo ascienden hasta fluir en superficie o hasta alcanzar una superficie de equilibrio que detenga al movimiento ascensional. En las labores mineras realizadas por encima del nivel freático, las aguas no suelen encontrarse más que en forma esporádica e incidental, pero cuando las labores penetran por debajo del nivel freático, es posible contar con un movimiento general del agua hacia las labores.

PROPIEDADES El poder corrosivo del agua tiene una gran importancia, puesto que influye en la selección de los materiales usados para bombas, tuberías, válvulas y accesorios; por tanto es importante analizar el grado de acidez o alcalinidad del agua. Túneles y Movimiento de Tierras

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TIPOS Según su origen, subterráneas:

podemos

tener

hasta

cuatro

tipos

de

aguas

Aguas de Infiltración.- En este caso las aguas subterráneas tienen como origen la filtración de las aguas meteóricas, controladas por cantidad de precipitaciones pluviales, por la existencia de nieves en las partes altas y a la filtración de aguas contenidas por los ríos, lagos y lagunas aprovechando la existencia de fisuras en sus lechos. Aguas de Condensación.- Son las aguas subterráneas que son evaporadas en la profundidad debido a las altas temperaturas existentes, introduciéndose en los poros, diaclasas, fisuras, etc. en forma de vapor. Aguas Congénitas o Fósiles. -Son aguas que antiguamente eran marinas o lacustres que han quedado atrapadas dentro de Lacorteza terrestre en forma de bolsonadas, las cuales no se han evaporado, pasando a formar aguas subterráneas aprisionadas que no discurren. Aguas Magmáticas o Juveniles. -Su origen se atribuye a productos gaseosos que emanaron del magma durante su enfriamiento. Estos vapores al ponerse en contacto con temperaturas más bajas se condensan pasando al estado líquido para luego depositarse en las diferentes estructuras, grietas, etc.

PERMEABILIDAD Las masas rocosas porosas o fisuradas son consideradas siempre como posibles depósitos de agua en profundidad. Las rocas del tipo pizarras arcillosas son prácticamente impermeables y pueden cerrar el paso a flujos ascendentes de agua; o si el agua está por encima de ellos, cerrar el paso a zonas más bajas. Túneles y Movimiento de Tierras

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La mayoría de las rocas sedimentarias compactas y las rocas ígneas que contienen mucha agua son impermeables, salvo que estén fracturadas o fisuradas. Los materiales aluviales como arenas y gravas son porosas y permiten el movimiento libre de las aguas al igual que las calizas que son permeables. En las cadenas montañosas la distribución de las aguas subterráneas es errática y a veces se encuentran caudales insospechables en las labores mineras.

CUNETAS EN MINERIA SUBTERRANEA Las cunetas deben tener cierta pendiente. Su sección debe ser tanto más grande cuanto mayor sea el caudal del agua, y el nivel del agua en la cuneta ha de estar por lo menos 10 centímetros por debajo del piso. Cuando el nivel freático es poco profundo y los materiales están meteorizados y/o no consolidados, la captación del agua se puede hacer mediante cunetas colectoras que llegan al nivel de saturación. Se realizan con máquinas retroexcavadoras en el caso de mina superficial y con palas y picos en el caso de mina subterránea hasta profundidades de 0.5 a 1.5 metros y se rellenan de gravas a través de las cuales se puede evacuar el agua por gravedad dándole al fondo una pequeña inclinación. Es frecuente que en la cuneta se instale también una tubería filtrante con orificios apropiados al material granular que la rodea.

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En el caso de instalaciones en cuneta, el material extraído se usa frecuentemente para el posterior relleno, por lo que es conveniente acopiarlo a lo largo de la cuneta a una distancia adecuada de uno de sus bordes. Una buena regla, en el caso de zanjas sin entibación, es situar la tierra extraída a una distancia del borde de la zanja no menor que la mitad de su profundidad.

La construcción de cunetas son operaciones auxiliares en mina como complemento y canalizar y dirigirlas en una dirección específica, puede instalarse un sistema de zanjas y colectores. Las zanjas interiores abiertas en la parte interior de las bermas a modo de cunetas, debieran impermeabilizarse a fin de evitar la infiltración y por lo tanto el aumento de peso de los macizos rocosos. En una mina superficial la cuneta se construye con el fin de canalizar las aguas de drenaje.

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Al no canalizar dichas aguas se corre el riesgo de que estas dañen y corten los caminos. Las cunetas por lo general tienen un ancho de 1 metro por una profundidad de 50 centímetros, lo cual dependerá de las condiciones de drenaje de la zona (lluvias, escurrimientos superficiales o subterráneos).

TIPOS DE CUNETAS PARA MINERIA Cuneta de talud Estas zanjas son construidas siguiendo la línea de máxima pendiente de talud, son muy eficaces en los casos en los que se presentan estratos muy duros y blandos alternantes, de escaso espesor y dispuestas de forma paralela al talud. Túneles y Movimiento de Tierras

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Cunetas Horizontales Construidas paralelas al talud y al pie del mismo. Suelen ser muy eficaces

en

el

caso

de

estratos

horizontales

y

de

diferente

permeabilidad, siempre y cuando las zanjas alcancen un estrato permeable.

Cuneta con relleno drenante En ocasiones las zanjas excavadas pueden rellenarse con materiales granulares drenantes y ser cubiertas para permitir la circulación de vehículos de transporte sobre ellas.

La tierra amontonada en la proximidad del borde de la cuneta produce una sobrecarga que afecta a su estabilidad. La capacidad de la pared de la zanja para soportarla depende del grado de cohesión del suelo. Dicha sobrecarga debe ser considerada al estudiar la estabilidad de los taludes (verticales o no) que constituyen las paredes de la zanja. Cuando la estabilidad del talud no resulte suficientemente segura la zanja debe ser entibada. Túneles y Movimiento de Tierras

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La apertura de zanjas muy profundas o muy anchas produce un gran volumen de tierras extraídas cuyo peso puede resultar excesivo para la estabilidad del talud. En este caso será necesario alejar una parte de dichas tierras o extenderlas en una mayor superficie. Si se prevé utilizar como relleno las mismas tierras procedentes de la excavación, éstas deben ser inspeccionadas a fin de retirar trozos grandes de roca, terrones helados, pedazos de escombro, y todo aquello cuyo peso y dureza pueda causar daños a la tubería en el impacto de caída o producir presiones puntuales al compactar el relleno. En el caso de alcantarillado, con arreglo a los planos, se fija el eje de las zanjas de las alcantarillas clavando estacas en los bordes y, sobre ellas, un listón de madera que se coloca en rasante y alineación mediante niveletas Los listones deben pintarse de blanco y rojo a cada lado de la línea de eje de alineación. Abierta la zanja y llegando a las proximidades de la cota de solera, se fija la alineación de la misma mediante un cordel tenso y se clavan estacas en el fondo a 10 o 15 metros una de otra, que se hincan con cuidado hasta ponerse a la rasante justa, mediante niveletas.

Las cunetas se realizan principalmente para: Túneles y Movimiento de Tierras

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Aparición de corrientes subterráneas, nivel freático alto, antiguas minas etc., que ocasionan derrumbamientos y socavones. En otros casos, aparición de rocas que precisan la voladura con explosivos.

El objetivo de las cunetas es conseguir que las aguas que entren en contacto con las minas (tanto superficiales como subterráneas) sean las mínimas posibles, así como, que el previsible contacto se realice de la manera más controlada posible. Así también las cunetas se encargan de mantener condiciones adecuadas de trabajo en las minas subterráneas, para lo que es frecuente el bombeo del agua.

MATERIALES PARA LA CONSTRUCCION DE CUNETAS

a) CEMENTO Es un material que combinado con la arena, la piedra y el agua, crea una mezcla capaz que endurece hasta adquirir la consistencia de una piedra.

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El cemento tipo 1 es de muy alta resistencia al ataque de sales, recomendable cuando el concreto este en contacto con agua o ambientes salinos.

b) Piedra de zanja Se utiliza en la mezcla de concreto que se usa para los cimientos. Puede ser piedra redondeada, o piedra partida o angulosa de cantera y puede medir hasta 25 cm de lado o diámetro. c) La arena gruesa Sus partículas tienen un tamaño máximo de 5mm y se utiliza en la preparación del concreto. La arena gruesa debe estar libre de polvo de sales o de materia orgánica (raíces, tallos, excrementos, etc.). En consecuencia es recomendable comprarla en canteras conocidas y una vez que llegue a la obra, debe almacenarse en zonas limpias y libres de desperdicios.

d) Arena Fina ´

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Sus partículas deben tener un tamaño máximo de 1mm. Se utiliza en la preparación del concreto.

ELEMENTOS DE PROTECCION PERSONAL PARA LA CONSTRUCCION DE LA CUNETA El equipo de protección personal debe verse siempre como la última línea débil de defensa. Tanto el empresario como el trabajador deben percatarse que el dejar de usarlo expone de inmediato a la persona al riesgo inminente.

*OVEROL: debe ser de dos piezas chaqueta y pantalón debe tener cinta reflexiva en los brazos, piernas y en el tórax. *BOTAS: deben ser de caucho, caña alta, punta de acero y plantilla de acero. *LAZO DE VIDA O ESLINGA DE VIDA: debe ser de 50cm mínimo y de 2 metros máximos. *LAMPARA DE SEGURIDAD. *CASCO: Debe llevar porta lámpara, tafilete, porta cable, extensión de barbiquejo. *TAPABOCAS O MASCARILLA: deben ser con filtros. *TAPAOIDOS: deben ser de coca para una mayor protección. *GUANTES: deben ser de carnaza reforzados y un poco más largos. Túneles y Movimiento de Tierras

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CONSTRUCCION DE UNA CUNETA DE CONCRETO

DIMENSIONES

1.1

0.1

Terreno: tierra

0.6

Longitud: 100m

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Terreno: tierra – nivel de la vía. , construir una cuneta de concreto de una longitud de 100 m lineales según diseño. Excavación a nivel de la vía de tránsito, construir el presupuesto a todo costo.

DISEÑO: primero se realizará el vaciado de la parte inferior y se terminara con los encofrados.

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