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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN DE AREQUIPA FACULTAD DE GEOLOGÍA GEOFÍSICA Y MINAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE MINAS

“HISTORIA DEL TRANSPORTE MINERO SUBTERRANEO” Trabajo Presentado por: ALVAREZ ASTETE, KEVIN APAZA HUANCA, WALTER OSCAR BLANCO HANCCO, JONATHAN DAVID

AREQUIPA - PERÚ 2018

INDICE INTRODUCCION .......................................................................................................... 3 1.

TRANSPORTE EN LA MINERIA SUBTERRANEA ........................................ 4

2.

HISTORIA DEL TRANSPORTE MINERO SUBTERRANEO ........................ 4

3.

TRANSPORTE SOBRE RIELES ......................................................................... 8

3.1.

LOCOMOTORA ................................................................................................. 9

3.2.

CARROS MINEROS ........................................................................................ 13

4.

TRANSPORTE CONTINUO............................................................................... 15

5.

CONCLUSIONES ................................................................................................. 17

6.

BIBLIOGRAFIA ................................................................................................... 18

INTRODUCCION La minería es una actividad históricamente antigua, esto puede corroborarse mediante el testimonio de trabajos mineros subterráneos que aun hoy puede admirarse, por ejemplo, en las Medulas(León-España). En su apariencia más moderna estas minas tenían las siguientes características. Eran minas subterráneas que emplearon galerías en forma de plano inclinado. El mineral se extraía en cestos, cuando la veta era rica se abrió más para dar paso al transporte por bueyes y caballería. Se empleaba pico y cuña para la extracción. Los equipos de trabajo eran reducidos, de 3 a 5 hombres y se componían tanto de jornaleros como por trabajadores por cuenta propia que dedicaban parte del día o del año a estas actividades, compaginándolas con las actividades agrícolas. Por lo que las innovaciones tecnológicas que contribuyeron a la optimización del ciclo de arranque-sostenimiento-carga-transporte se produjeron con lentitud.

1. TRANSPORTE EN LA MINERIA SUBTERRANEA El transporte consiste en el accionamiento, las instalaciones, mecanismos y disposiciones necesarias para desplazar los materiales mineros desde el punto de carga hasta su lugar de descarga o su destino final. Las funciones que debe realizar el transporte son las siguientes: 

Mover el mineral arrancado, materia prima que es el fundamento de la mina que se explota.



Mover el estéril que se produce como consecuencia de la explotación del yacimiento.



Mover el material necesario para realizar las labores mineras: madera, cuadros, etc.



Mover al personal necesario para cumplir todas las labores necesarias en la mina.

Un factor muy importante incluye el mantenimiento de dichas instalaciones para garantizar su funcionamiento con el mínimo número de averías que ocasionen paradas.

2. HISTORIA DEL TRANSPORTE MINERO SUBTERRANEO Hay que esperar el siglo XVI para ver el uso de los carriles de madera en las minas alemanas. A partir de este siglo es que se distingue dos momentos. El primero, dado en el contexto de la Primera Revolución Industrial (1765-1885); el carril, primero de hierro tras la invención de los trenes de laminación por Cort hacia 1783 y después de acero tras la invención de los procedimientos de fabricación de acero barato por Bessemer y Siemens-Martin (1856). Después del descubrimiento de la máquina de vapor por parte de Watt en 1770 se construye la primera locomotora de vapor por medio de Richard Trevithick el 13 de abril de 1771 en Inglaterra, El 21 de Febrero de 1804 se consigue por primera vez el arrastre de cinco vagones por medio de una locomotora de vapor durante 15.5 Km y a una velocidad de 8 Km/h. EL 25 de septiembre de 1825 el inglés George Stephenson construye una potente locomotora de vapor.

La historia que vamos a narrar a continuación es la de la adquisición y puesta en servicio en 1885 de dos locomotoras de vía de 600 milímetros de ancho fabricadas en Francia. El río Aller recorre el valle del mismo nombre, situado al Sur de Mieres, en la zona central asturiana. Dicho río se une con el Lena en Ujo y juntos forman el Caudal, que desemboca aguas abajo en el Nalón.

Los intentos de aprovechamiento minero en el valle se sucedieron en el siglo XIX pero hasta que no comenzaron a circular los trenes por la línea de vía ancha de Pola de Lena a Gijón en 1874, resultaba muy difícil poner en explotación los cotos mineros por falta de medios de transporte. A partir de esa fecha, aunque esta tarea fuera más fácil, resultaba imprescindible disponer de otro ferrocarril que recogiera el carbón de las minas y lo condujese hasta la línea de vía ancha. Minas de Hulla de Aller heredó el modesto e inacabado ferrocarril de La Montañesa que resultaba a todas luces insuficiente para llevar a cabo su proyecto de explotación. El primer paso que siguió fue el reforzamiento de la vía, sustituyendo los carriles de 8 kilos por metro lineal por otros de 12, y prolongándola más tarde hasta los puntos de carga y descarga más importantes.

Por aquellas épocas no era algo en absoluto habitual en España pues sólo conocemos dos casos de locomotoras de ancho inferior al métrico, o asimilable al métrico, que daten de 1878 o antes: una locomotora belga para vía de 60 centímetros de ancho perteneciente a Fábrica de Mieres y construida por Couillet en 1877 y otra británica Black Hawthorn, de vía de 50 centímetros de ancho, de las Minas del Horcajo (Ciudad Real), construida en 1878.

En 1883, cuando Felix Parent dirige el arranque de la actividad de Minas de Aller, habiendo alrededor de 35 locomotoras de ancho inferior al métrico (comprendido entre 550 y 800 milímetros) funcionando en España. Cuadro 1. Programa de tracción elaborado por Felix Parent en mayo de 1884 600 mm Ancho de vía Radio mínimo de curvas en plena vía

60 m

Radio mínimo de curvas en los cambios

20 m

Rampa máxima

20 mm/m

Carga máxima que debe remolcar la locomotora

40 tn

Velocidad

18 km/h

Peso de los carriles de la vía

12 kg/m

Superficie de calefacción tubos

18 m2

Superficie de calefacción hogar

3,20 m2 220 mm

Diámetro de cilindros

Se trata en realidad de una locomotora con una caldera diseñada para una máquina de 7 toneladas en vacío y vía de 700 milímetros de ancho y por lo tanto, es más pesada de lo conveniente. Uno de los aspectos fundamentales era la capacidad de arrastre de las locomotoras, característica que viene condicionada, entre otros factores, por el perfil de la línea. El perfil del ferrocarril de Minas de Aller consistía en una bajada de más de 9 kilómetros desde los diferentes grupos mineros hasta Sovilla, con una pendiente media de 12 milésimas, y una subida hasta la línea de AGL en Ujo con una rampa de 20 milésimas durante 450 metros

Con las locomotoras ya en construcción, Felix Parent sigue planteando las dudas propias del comprador que necesita un producto que cumpla con una función muy específica. Una de ellas se refiere al rendimiento de las locomotoras en los dos sentidos de la marcha, pues es conocido que en determinados modelos existen diferencias importantes según circulen en marcha adelante o marcha atrás. El segundo a partir del desarrollo de trenes eléctricos, En 1841, cuando el británico Robert Davidson construyó una locomotora eléctrica que bautizó con el nombre de Galvani. Fue exhibida en la exposición de la Royal Scottish Society of Arts (Sociedad Real Escocesa de Artes). Se trataba de un vehículo de cuatro ruedas, aproximadamente 7 toneladas (7.000 kilogramos) de peso, con 2 pilas eléctricas que entregaban electricidad a 8 electro magnetos fijos que actuaban sobre barras de hierro unidas a un cilindro de madera ubicado en cada eje de ruedas del vehículo, que hacían girar.

Podía tirar una carga de hasta 6 toneladas (6.000 kilogramos) a una velocidad de 6 km/h, por una distancia de 2,5 kilómetros. Fue probado exitosamente en septiembre de 1842 en las vías del Ferrocarril de Edimburgo y Glasgow, sin transportar a bordo ningún pasajero o carga. Pero dada la baja potencia de sus baterías y su bajo rendimiento no sirvió para ser utilizado comercialmente y el proyecto se dio de baja. Finalmente, fue destruido por empleados ferroviarios que lo consideraron una amenaza para sus empleos. Es debido a esto que deberán aguardar el comienzo de la Segunda Revolución Industrial, hacia 1890 para el desarrollo de un mejor diseño. Entonces aparecen los modernos sistemas automóviles mineros (dumpers, cargadoras), los cuales pertenecen a las postrimerías de la Segunda Revolución Industrial, hacia 1940, y solo se generalizarán hacia los años 60.

3. TRANSPORTE SOBRE RIELES La aplicación principal del transporte sobre rieles es llevar la mena de los lugares de producción al punto de recolección como echaderos o tolvas de la concentradora, también se utiliza para el movimiento de personal y materiales. Las razones principales por las que se opta por un transporte sobre rieles es su capacidad de mover grandes tonelajes, grades distancias, flexibilidad, seguridad, confiabilidad y bajos costos de operación. Las locomotoras, de acuerdo a la fuente de energía, actualmente son eléctricas y diésel. Las locomotoras eléctricas pueden ser con baterías o una a troley. Las locomotoras diésel evitan los riesgos eléctricos, pero contaminan el ambiente con gases de la combustión y crean riesgos de incendios, por lo que es necesario una ventilación y prevención de incendios adecuados.

3.1.

LOCOMOTORA

Se denomina así a cualquier tipo de vehículo autopropulsado utilizado en vías férreas o ferrocarriles para impulsar o arrastrar otros tipos de unidades rodantes. Las locomotoras se diferencian de otros tipos de vehículos de vías férreas autopropulsados en que sólo se utilizan como unidades de arrastre y por lo general no están diseñadas para el transporte de pasajeros o de cargas. Pueden ser a vapor Eléctricas o Diésel, sin embargo, esta última es la más utilizadas para el traslado de cargas puesto que no están expuestas a la falla del suministro eléctrico y son menos contaminantes que las de vapor. Las locomotoras son utilizadas para el traslado de cargas cuando se tienen áreas para el traslado ya definidas y que además la ruta a cubrir esta establecida y está acordado que será la misma durante largo tiempo. Inicialmente constituyen una fuerte inversión.



LOCOMOTORAS ELÉCTRICAS TROLLEY Las locomotoras eléctricas requieren la instalación de cables eléctricos de alimentación a lo largo de todo el recorrido, que se sitúan a una altura por encima delos trenes a fin de evitar accidentes. Esta instalación se conoce como catenaria, debido a la forma que adopta el cable del que cuelga el cable electrificado, que debe permanecer paralelo a las vías. Las locomotoras toman la electricidad por un trolley, que la mayoría de las veces tiene forma de pantógrafo y como tal se conoce. Las locomotoras mineras a trolley de la serie "EE" , están destinadas para el transporte horizontal sobre rieles, especialmente en minas con medio húmedo y polvoriento sin riesgo de explosión de los polvos de carbón y gases metano. Es capaz de desplazarse por carriles con pendiente superable de hasta 35‰ (2°) y a temperaturas desde - 10 hasta + 35°C.

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LOCOMOTORAS A BATERIA

En las minas, frecuentemente se usan las locomotoras de baterías para una mayor facilidad o en operaciones no permanentes. Para calcular la capacidad de las baterías, se requiere conocer las condiciones de trabajo y el perfil de la vía. Una manera de determinar la capacidad de las baterías es convertir el trabajo pies-libra a Kilowatts/hora de un viaje de ida y vuelta, luego se multiplica por el número de viajes para obtener la capacidad. En las minas, comúnmente se usan baterías de plomo-acido, por el menor volumen que ocupan, y el voltaje de las celdas es generalmente 2 volts. Una batería que se usa durante 6 horas requiere un recargado de 8 horas. Los lugares de carguío de baterías deben estar muy ventilados para evitar la acumulación del gas de hidrogeno que es explosivo.

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LOCOMOTORAS MINERAS CON MOTOR DIESEL Las locomotoras mineras con motor diesel están destinadas para el transporte horizontal de carga y de personas en vías en ambiente que contiene polvo de carbón o gas metano CH4 (hasta 1,5%). La locomotora está compuesta de tres partes - dos cabinas y la parte central motriz. Las dos cabinas disponen de equipos para manejar, controlar y de seguridad las cuales está posible desmontar durante el transporte de la locomotora hacía a mina

3.2. CARROS MINEROS El diseño de los carros mineros ha evolucionado de simples cajones a carros con sofisticados mecanismos de descarga. Los carros mineros son vehículos destinados a la carga de diversos elementos y materiales. Esos carros se apoyan a su vez en unos elementos denominados “bogies” que están compuestos por un chasis o armazón que aloja dos ejes. En las minas pequeñas, se usan carros de descarga lateral.

CARROS SEGÚN EL TIPO DE DESCARGA o CARROS DE DESCARGA POR EL FONDO. Para una operación eficiente y rápida se han diseñado estos carros con una capacidad de carga de 15 a 30 toneladas. Este tipo de carros, con una tolva adecuada, permite el vaciado continuo.

o CARROS TIPO GRANBY. Es te tipo de carros es de uso frecuente en minas de niveles múltiples para mover grandes tonelajes. Requiere de instalaciones mecánicas para vaciar los carros.

o CARROS DE PROPÓSITOS ESPECIALES Es las minas se trasladan a personas y se mueven materiales tales como: madera, explosivos, maquinarias, repuestos y otros. Para ser eficientes y seguros en el manejo de personas y materiales, se usan carros de diseño especial adecuados a la operación.

4. TRANSPORTE CONTINUO 

Transporte continuo por chapas: es un transporte continuo por canales fijos o chapas metálicas de acero al carbono o aluminio galvanizadas o esmaltadas, habitualmente de 2 m de longitud y 1,5 mm de espesor. Las chapas se colocan consecutivamente montadas una sobre otra, con una pestaña. Son un elemento de transporte económico, aunque su precio depende del precio del acero. Estas chapas pueden tener distintas formas y diseños, pero, es más habituales son las semicirculares común ancho de 500 mm.

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Transporte continuo mediante transportador blindado: el transportador blindado se denomina también panzer en el argot minero. Es muy robusto, su robustez hace que aguante muy bien los golpes del mineral y roca que se descargan sobre él provenientes directamente del arranque o de un sistema de carga (como el de la palao de las patas de cangrejo), así como los desprendimientos de mineral y roca del techo que caen en el taller o en el frente de explotación. En talleres con

arranque con cepillo o rozadora cobra otra función importantísima: la de servir de soporte y guía del elemento de arranque a lo largo del frente. 

Transporte continuo mediante cinta transportadora: Es un sistema basado en una cinta sinfín colocada sobre unos rodillos, en forma de artesa, que es arrastrada por adherencia sobre dichos rodillos, por medio de una cabeza motriz formada por un tambor o tambores y por un grupo motor-reductor. Sobre ella se vierte el mineral, el estéril.

5. CONCLUSIONES 

Como se observa a través de la historia siempre hubo inconvenientes en el momento de transportar el mineral, viéndose esta situación con mayor notoriedad a partir del siglo XVIII, tiempo en el que empezaba el auge de las industrias, requiriéndose grandes cantidades de materia prima para el desarrollo de máquinas. Motivo por el cual se impulsó la creación de máquinas capaces de transportar cargas con inmensos pesos.

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Las locomotoras a batería son máquinas muy eficientes para el transporte de material en minería subterránea debido al ahorro de instalación de cableado eléctrico para su uso temporal.

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Las locomotoras a trolley son equipos que pueden ser utilizados sin correr el riesgo de producir accidentes especialmente en minas con medio húmedo y polvoriento sin riesgo de explosión de los polvos de carbón y gases metano.

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Las locomotoras diésel utilizan fuente de energía producida por un motor de combustión interna, motivo por el cual no es una opción viable debido a su alto grado de contaminación, lo cual generaría un aumento en costos de ventilación.

6. BIBLIOGRAFIA o https://es.scribd.com/doc/160860315/Transporte-Sobre-Rieles o Instituto Geológico y Minero de España, Introducción a Los Usos industriales y Urbanos del Espacio Subterráneo y su Tecnología o https://www.academia.edu/9728042/Acarreo_en_miner%C3%ADa_subterr%C3%A 1nea