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8/12/2019 Proyecto de Planeamiento Minero 2013
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1. GENERALIDADES
1.1 LOCALIZACION Y VIAS DE ACCESO
La Mina la Esperanza se encuentra ubicada en la vereda de Morc a 1 Km
va alto Jimnez tanques del mode, sector los rincones, en el municipio de
Sogamoso; su ubicacin geogrfica en los planos se hizo con las
coordenadas tomadas con el GPS:
N E Z1123570 1131489 2896
El acceso a la mina La Esperanza se hace por un carreteable en buenas
condiciones pavimentada que conduce del municipio de Sogamoso a la
vereda de Morc aproximadamente 7 Km, hasta el sitio denominado Alto de
Jimnez, de ah parte un carreteable recebado hacia el sector El mode,
aproximadamente a 1 Km encontramos el proyecto minero denominado
como mina La Esperanza, (figura 1). Las vas se encuentran en buen
estado, aptas para el trnsito de vehculos pesados.
1.2 SITUACION JURIDICA
La mina se encuentra legalizada en el Instituto colombiano de geologa y
minera Ingeominas mediante le contrato de concesin minera No. CD3-143
en el ao de 2002. La duracin de este contrato es de treinta aos.
El titular de la licencia es Luis Alberto Orduz Beltrn.
La mina se encuentra dentro del rea de estudio y corresponde al polgono
con las siguientes coordenadas:
Tabla 1. Coordenadas del polgono del rea de estudio.
PUNTO COORDENADA X COORDENADA Y1 1123.590 1131.459
2 1123.558 1131.459
3 1123.533 1131.485
4 1123.574 1131.509
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Figura 1. Localizacin de la mina La Esperanza
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2. LABORES ACTUALES
2.1. INFRAESTRUCTURA EN SUPERFICIE.
La mina cuenta con una infraestructura en superficie (ver fig. 2), en la que se
encuentra:
- Oficinas
- Casilleros
- Cafetera
- Taller de mantenimiento
- Cuarto de Maquinas
- Tolva
- Bocamina
Figura 2. Infraestructura en superficie, mina la Esperanza.
2.2. INFRAESTRUCTURA BAJO TIERRA
La mina cuenta con unas labores actualmente bajo tierra (ver fig. 3), en
las que se encuentran:
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- Tnel nivel patio: El TNP tiene una longitud de 120 m, es sostenidocon arco tipo D.
- Cruzada: Tiene una longitud de 10 m, comunica el tnel nivel patio conel pozo tolva, y esta sostenida con arco tipo C.
- Pozo tolva: El pozo tolva, tiene una longitud de 60 m, con unainclinacin de 30, y tiene una tolva de almacenamiento con una
capacidad de 200 ton, que descarga sobre el tnel nivel patio, en el
tren de vagonetas, que se compone de cinco vagonetas en total.
Figura3. Infraestructura bajo tierra, Mina la Esperanza.
Escala 1: 1000
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3. LABORES PROYECTADAS
Las labores proyectadas inicialmente, son la sobregua, el inclinado de transporte, y eltambor de ventilacin, que se pueden observar a continuacin en la figura 4.
Figura4. Labores proyectadas, Mina la Esperanza.
Escala 1: 2800
Se ha establecido que por factibilidad el sistema de avance ser con perforacin y
voladura, asumiendo que la roca es bastante dura, y este sistema brinda un buen
rendimiento adems de la facilidad de su implementacin y la necesidad de un altoporcentaje de avance.
Las ventajas que este sistema presenta son:
- Buen avance diario
- Poca inversin inicial
- Aplica para trabajos especiales
- Aplica en cualquier condicin de inclinacin
- Suministro y servicios nacionales
- Fcil mantenimiento a la maquinaria
- Receso de operaciones sin ningn problema
- Disminucin y aumento de seccin segn requerimientos
Las desventajas presentadas:
- Requerimientos altos de seguridad
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- Dao al macizo rocoso
- Seccin no uniforme, necesario sostenimiento
- Personal calificado para el manejo de explosivos
3.1. SOBREGUIA
La sobregua proyectada, tiene una longitud de 800 m, ser sostenida conarco de acero tipo C, con un rea libre de 9.1 m2, sin embargo el rea total aexcavar es 9.9 m2.
3.1.1. Ciclo de Avance de la Sobregua.
Se trabajaran dos turnos de ocho horas por da, en el primer turno, se
llevar a cabo todo lo respectivo a Desabombe del frente, perforacin y
voladura, para lo cual se emplearn tres trabajadores, luego de esto se
har el cargue, descargue y transporte del material extrado mediante la
voladura, por dos trabajadores en el transcurso de las ltimas horas del
primer turno, y parte del segundo turno; y por ltimo se realizar el
sostenimiento del tramo avanzado de la sobregua, labor que se
encuentra a cargo de tres trabajadores.
El ciclo de avance de la Sobregua proyectada es el siguiente:
Cuadro 1. Ciclo de Avance de la Sobregua.
TurnoActividad
I II
Perforacin y voladura. 3
Cargue y Transporte. 2 2
Sostenimiento. 3
3.1.2. Perforacin y Voladura.
El esquema de perforacin para la voladura est determinado por varios
factores del mismo tnel como los son rea, avance, dureza de la roca
y otros.
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A. Clculo de taladros.
El clculo de taladros se hizo con la siguiente expresin
matemtica, que fue tomada del manual prctico de perforacin y
voladura de la Exsa.
Dnde: A: ancho del tnel
B: altura del tnel
Y por lo tanto:
B. Cua.
Para el clculo de la cua es necesario el clculo del hueco de
alivio, el cual se establece con una relacin de un dimetro
supuesto que para este caso se tom el 50% ms que el dimetro
de los taladros de carga.
Para el clculo se tiene que dimetro del taladro de alivio se obtiene
mediante la siguiente ecuacin:
Dnde:
1: dimetro grande supuesto.
2: dimetro grande empleado.
n: nmero de taladros grandes.
De lo cual se puede concluir que el dimetro del taladro de alivio es
de 60 mm.
El clculo de la longitud de los taladros de la cua se realiz con la
expresin siguiente:
Dnde:
S: el rea de seccin del tnel
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Para el clculo del burden de la cua en V determinado de la
siguiente manera Burd en (B) no m ayor de (L0,40)/2. Lo que
indica que si remplazamos quedara as:
El espaciamiento se relaciona con el burden de la siguiente manera:
Espaciam iento (E) = 1,1 x B hasta 1,2 x B
De los cual obtenemos un espaciamiento de 0.65 - 0.70 m.
C. Cantidad de Carga.
Depende de la tenacidad de la roca y de la dimensin del frente de
voladura. Influyen: el nmero, dimetro y profundidad de los
taladros y el tipo de explosivo e iniciadores a emplear.
Se debe tener en cuenta que la cantidad de explosivo por metro
cuadrado a volar disminuye cuanto ms grande sea la seccin del
tnel, y tambin que aumenta cuanto ms dura sea la roca.
Tabla 2. Factores de carga
Tipo de roca Factor (kg/m3)
Muy difciles 1,5 a 1,8
Difciles 1,3 a 1,5Fciles 1,1 a 1,3
Muy fciles 1,0 a 1,2Fuente: manual de la Exsa. Pg. 180
En donde podemos considerar:- Rocas muy difciles: granito, conglomerado, arenisca.
- Rocas difciles: arenisca sacaroide, arena esquistosa.
- Rocas fciles: esquisto, arcilla, esquistos arcillosos, lutita.
- Rocas muy fciles: arcilla esquistosa o rocas muy suaves.
Para este caso especfico se utiliza el valor correspondiente a tipode roca fcil.
D. Distribucin de la carga.
El volumen de la roca se calcula de la siguiente manera y depende
de la seccin excavada del tnel y de la longitud efectiva de avance
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que en este caso es de 1.9 m, la ecuacin se expresa de la siguiente
manera.
Dnde:
S: seccin del tnel
L: avance efectivo
Remplazando tenemos que el volumen es:
La cantidad de carga est en funcin del volumen y se puede
calcular con la siguiente expresin:
Dnde:
V: Volumen estimado, en m3.
: Carga por (cuadro posterior)
Para nuestro caso se tom en el cuadro anterior un factor de 1.3
de lo cual obtenemos
Carga por taladro
Dnde:
Qt: carga total de explosivo, en kg.
Ntal: Nmero de taladros.
Cantidad de cartuchos por cada disparo
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Tabla 3. Parmetros calculados para el avance de la sobregua.
SOBREGUIA
N Taladros 34
Longitud cua (m) 1,57
Burden (m) 0,59
Espaciamiento (m) 0,65
Volumen (m3) 18,81
Cantidad carga (kg/m3) 24,453
Carga por taladro (Kg/tal) 0,73
Cartuchos por taladro 3,03
Cartuchos por disparo 102
Cajas por disparo 0,98
Total de cajas consumidas 412,5
E. Distribucin de los barrenos.
La distribucin de los barrenos se hizo por medio de formas
cuadradas y rombos que se entre cruzan dando la ubicacin y
tiempo nominal de detonacin, estos quedaron distribuidos de la
siguiente manera:
Tabla 4. Distribucin de barrenos en el avance de la Sobregua.
Explosivo Tipo: INDUGEL PLUS PM
N Barreno CantidadL
Barreno(m)
L total(m)
NTaco/B
N totalTaco/B
t
1 Cuas 4 1,5 6 6 18 1
2 Ayudantes 10 2 20 8 80 2
3 Talabordones 8 2 16 8 64 3
4 Pateros 6 2 12 8 48 4
5 Techeros 6 2 12 8 48 5
Total 34 66 38 258
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Figura5. Esquema de perforacin y voladura de la Sobregua.
Escala 1:50
3.1.3. Cargue y Transporte en la Sobregua.
El cargue y Transporte en la sobregua, se lleva a cabo mediante un
sistema de Rastrillo Estacada Vagoneta, la capacidad de cada
vagoneta es de una tonelada. Este sistema se muestra en la siguiente
figura:
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Figura 6. Sistema de cargue y Transporte Rastrillo Estacada Vagoneta
Escala 1: 50
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3.1.4. Sostenimiento de la Sobregua.
El sostenimiento en la sobregua, se lleva a cabo por medio de arco de aceroTipo C, de tres segmentos, con 3.7 m de base, y 2.8 de altura, libres, comose puede observar en la siguiente figura:
Figura 7. Sostenimiento utilizado en la Sobregua.
Escala 1: 50.
3.2. INCLINADO DE TRANSPORTE.
El inclinado proyectado tiene una longitud de 120 m, con una inclinacin de
30, sostenido con arco tipo D, con un rea libre de 10.7 m 2, sin embargo el
rea total a excavar es 11.6 m2.
3.2.1. Ciclo de Avance del Inclinado.
Se trabajaran dos turnos de ocho horas por da, en el primer turno, se
llevar a cabo todo lo respectivo a Desabombe del frente, perforacin y
voladura, para lo cual se emplearn cuatro trabajadores, debido a que
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es una labor inclinada, luego de esto se har el cargue, descargue y
transporte del material extrado mediante la voladura, por dos
trabajadores en el transcurso de las ltimas horas del primer turno, yparte del segundo turno; y por ltimo se realizar el sostenimiento del
tramo avanzado del inclinado de transporte, labor que se encuentra a
cargo de tres trabajadores.
El ciclo de avance del inclinado proyectado es el siguiente:
Cuadro 2. Ciclo de Avance del inclinado.
TurnoActividad
I II
Perforacin y voladura. 4
Cargue y Transporte. 2 2
Sostenimiento. 3
3.2.2. Perforacin y voladura en el avance del inclinado.
Para el diseo de perforacin y voladura en el inclinado, se sigue el
mismo procedimiento de clculo utilizado en la Sobregua, losresultados se muestran en la siguiente tabla:
Tabla 5. Parmetros calculados para el avance del inclinado.
INCLINADO
N Taladros 36
Longitud cua (m) 1,70
Burden (m) 0,65
Espaciamiento (m) 0,72
Volumen (m^3) 20,88
Cantidad carga (kgm^3 ) 27,144
Carga por taladro (Kg/tal) 0,75
cartuchos por taladro 3
cartuchos por disparo 113
cajas por disparo 1,09
Total de cajas consumidas 72,5
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La distribucin de los barrenos se hizo por medio de formas
cuadradas y rombos que se entre cruzan dando la ubicacin y
tiempo nominal de detonacin, estos quedaron distribuidos de lasiguiente manera:
Tabla 6. Distribucin de barrenos en el avance del Inclinado.
Explosivo Tipo: INDUGEL PLUS AP
N Barreno Cantidad
L
Barreno
(m)
L total (m)
N
total
Taco/B
tN Taco/B
1 Cuas 4 1,7 6,8 3,4 13,6 1
2 Ayudantes 9 2 18 4 36 2
3 Talabordones 8 2 16 4 32 3
4 Pateros 7 2 14 4 28 4
5 Techeros 8 2 16 4 32 5
Total 36 70,8 19,4 141,6
Figura8. Esquema de perforacin y voladura del inclinado.
Escala 1:60
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3.2.3. Cargue en el inclinado.
El cargue, inicialmente se har de forma manual, sin embargo se buscaimplementar un cucharn de funcionamiento hidrulico que realice el
cargue al skip, para la evacuacin del mineral hasta el pozo de
almacenamiento.
3.2.4. Transporte en el inclinado.
El Transporte en el inclinado, se llevar a cabo mediante un sistema de
Skip, que tiene 1 m de altura, 1.5 m de largo, y 0.9 m de ancho, cuya
capacidad es de 1.35 ton aproximadamente, y est ubicado en un pozo
de 30 de inclinacin.
El skip es accionado por un cabrestante de motor elctrico de tambor
cilndrico y su respectiva caja de reduccin. Al final del pozo, en donde
descarga el skip, se encuentra una tolva de almacenamiento de 200 ton,
que desemboca sobre el tnel nivel patio, en donde se evacua el
mineral por medio de un tren de vagonetas.
Las instalaciones de extraccin por skip constan de una mquina de
extraccin, el skip, cables de extraccin y la estacin en donde estarinstalada la mquina de traccin o cabrestante. La va del skip es sobre
rieles, con una inclinacin de 30.
Los cabrestantes son aparatos flexibles y de relativa facilidad de
instalacin, de empleo muy frecuente. El cabrestante esta siempre
constituido por un tambor de fundicin o acero moldeado sobre el cual
se enrolla el cable de traccin.
Existen dos tipos de skip en la industria minera, que son el skip volcador
y el skip de descarga inferior.En este caso se utilizar el skip volcador que descarga su contenido por
vuelco sobre la tolva de almacenamiento. El skip volcador est formado
por:
- Skip, vagoneta o cuba de forma prismtica.
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- 4 ruedas sobre ejes fijos a la vagoneta.
- Marco giratorio sobre ejes fijos en los costados del skip.
Figura 9. Sistema de Transporte - Skip.
Escala 1: 60
3.2.5. Sostenimiento del inclinado.
El sostenimiento en el inclinado, se lleva a cabo por medio de arcos de
acero de tres segmentos, Tipo D, con 4.20 m de base, y 2.9 m de altura,
tiene un rea libre de 10.7 m2 como se puede observar en la siguiente
figura.
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Figura 10. Sostenimiento con Arco Tipo D para el inclinado.
Escala 1:50
3.3. TAMBOR DE VENTILACIN.
El tambor de ventilacin proyectado tiene una longitud de 80 m, con unainclinacin de 30 siguiendo el buzamiento del manto de carbn.
3.3.1. Ciclo de avance del Tambor de ventilacin.
El avance del tambor de ventilacin se hace con un movimiento de roca
relativamente pequeo, ya que es una labor de inclinacin ascendente y
el material cae por gravedad, y esto podra ocasionar algunos
inconvenientes. Igualmente se trabajaran dos turnos de ocho horas por
da, en el primer turno, se llevar a cabo todo lo respectivo a
Desabombe del frente, perforacin y voladura, para lo cual seemplearn tres trabajadores, debido a que es una labor inclinada, pero
de menor seccin que todas las anteriores, luego de esto se har el
cargue, descargue y transporte del material extrado mediante la
voladura, por dos trabajadores en el transcurso de las ltimas horas del
primer turno, y parte del segundo turno; y por ltimo se realizar el
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sostenimiento del tramo avanzado del inclinado de transporte, labor que
se encuentra a cargo de dos trabajadores.
El ciclo de avance del inclinado proyectado es el siguiente:
Cuadro 3. Ciclo de Avance del Tambor de ventilacin.
TurnoActividad
I II
Perforacin y voladura. 3
Cargue y Transporte. 2 2
Sostenimiento. 2
3.3.2. Perforacin y voladura en el Tambor.
Para el diseo de perforacin y voladura en el tambor, se sigue el
mismo procedimiento de clculo utilizado en las labores anteriores, los
resultados se muestran en la siguiente tabla:
Tabla 7. Parmetros calculados para el avance del tambor.
TAMBOR
N Taladros 22
Longitud cua (m) 1,10
Burden (m) 0,35
Espaciamiento (m) 0,38
Volumen (m^3) 4,35
Cantidad carga (kgm^3 ) 5,6511
Carga por taladro (Kg/tal) 0,26
cartuchos por taladro 1
cartuchos por disparo 24cajas por disparo 0,23
Total de cajas consumidas 20,125
La distribucin de los barrenos se hizo de la siguiente manera:
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Tabla 8. Distribucin de barrenos en el avance del Tambor.
Explosivo Tipo: INDUGEL PLUS AP
N Barreno CantidadL Barreno
(m)L total (m)
N Taco/B N totalTaco/B
t
1 Cuas 4 1,1 4,4 2,2 8,8 1
2 Ayudantes 4 2 8 4 16 2
3 Talabordones 6 2 12 4 24 3
4 Pateros 4 2 8 4 16 4
5 Techeros 4 2 8 4 16 5
Total 22 40,4 18,2 80,8
Figura8. Esquema de perforacin y voladura del Tambor de ventilacin.
Escala 1: 50
3.3.3. Descargue y Transporte en el Tambor de ventilacin.El Descargue del material extrado del tambor ser por gravedad, en el
tren de vagonetas (5 vagonetas) que se desplaza por la sobregua hasta
bocamina de aproximadamente 1 ton de capacidad por vagoneta.
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Figura 9. Descargue en el Tambor de ventilacin.
Escala 1: 50
3.3.4. Sostenimiento del tambor de ventilacin.
El sostenimiento en el tambor de ventilacin se lleva a cabo mediantecuadros de madera de 15 cm de dimetro, con una separacin de 0.80 m.
Figura10.Sostenimiento con madera del Tambor de ventilacin.
Escala 1:40
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3.4. GALERIA
3.4.1. Ciclo de avance de la Galera.
Se trabajaran tres turnos de ocho horas por da, en el primer turno, se
llevar a cabo todo lo respectivo a Desabombe del frente, perforacin y
voladura, y parte del descargue del material volado, para lo cual se
emplearn tres trabajadores, luego de esto se continuara con el
descargue y transporte del material extrado, en el segundo turno; y por
ltimo se realizar el sostenimiento del tramo avanzado de la sobregua,
labor que se encuentra a cargo de 2 trabajadores.
El ciclo de avance de la Sobregua proyectada es el siguiente:
Cuadro 4. Ciclo de Avance de la Galera.
TurnoActividad
I(6 am - 2 pm)
II(2 pm10 pm)
III(10 pm6 am)
Perforacin y voladura.3
Descargue y Transporte. 2
Sostenimiento. 2
3.4.2. Perforacin y voladura
Para el diseo de perforacin y voladura de la galera, se sigue elmismo procedimiento de clculo utilizado en las labores anteriores, los
resultados se muestran en la siguiente tabla:
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3.4.3. Cargue en la Galera.
El cargue en la Galera se realizar inicialmente, con la implementacinde un monorriel que transporta una canastilla que tiene una capacidad
de media tonelada (Ver figura 6).
Escala 1:10
3.4.4. Descargue en la Galera.
Para llevar a cabo el descargue del material extrado mediante la
voladura en la Galera, se planea la construccin de una labor especial,
que nos permita desplazar un tren de vagonetas, y descargarlo en un
pozo de almacenamiento, que posteriormente descargar el material
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sobre el skip. El perfil de la cruzada y el pozo, se pueden observar en la
siguiente figura.
Figura 14. Perfil Cruzada-Pozo.
Escala 1:25
3.4.4.1. Cruzada.
3.4.5. Sostenimiento en la galera.
El sostenimiento en la galera, se lleva a cabo con arcos de acero TipoC, de tres segmentos, con 3.7 m de base, y 2.8 de altura, libres, comose puede observar en la siguiente figura 7 (pg. 22).
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