II Parcial Maquinaria y Equipo Minero

MAQUINARIA Y EQUIPO MINERO

ÍNDICE1. PERFORACIÓN HIDRÁULICA

1.1.- Concepto……………………………………………………………………..………..…………………1.2.- Características……………………………………………………………………………..……………1.3.- Ventajas de su uso…………………………………………..…………………………………………1.4.- Desventajas de su uso………………………………….………………………………..…………1.5.- Drifter COP1032 HD………………………………………………………….……………………1.6.- Dril jumbo…………………………………………………………………………………….…………….1.7.- Raise borer……………………………………………………………………………………………….

2. CARGUÍO Y ENCENDIDO DE TALADROS

2.1.- Cargadores de cartucho de dinamita ……………………………….……………………2.2.- Cargadores de ANFO…………………………………………………………………………………2.3.- Encendido eléctrico ………………………………………………………………………………….

3. DESATE MECANIZADO

3.1.- Características generales…………………………………………………………….……………3.2.- Requerimientos…………………………………………………………………………………….…3.3.- Componentes……………………………………………………………………………………………..3.3.- Funcionamiento………………………………………………………………………………….…………

4. REMOCIÓN Y CARGUÍO DE MATERIAL FRAGMENTADO4.1.- Rastrillaje…………………………………………………………………………….….………………..4.2.- Pala mecánica………………………………………………………………………….……………….4.3.- Pala cavo……………………………………………………………………………………..…………..

5. CORTES5.1.- Corte con Perforación……………………………………………………………………….……..5.2.- Corte con Rozadora de Brazos……………………………………………………….…………5.3.- Corte con Disco……………………………………………………………………………………….….5.4.- Corte con Hilo Helicoidal………………………………………………………….……………….…5.5.- Corte con Hilo Diamantado……………………………………………………………………..….

6. CONCLUSIONES………………………………………………………………………………………………..7. BIBLIOGRAFÍA………………………………………………………………...………………………..………

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ - FACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS 1


INTRODUCCIÓN

El presente trabajo contiene información acerca de la perforación hidráulica, haciendo énfasis en los drill jumbo y en las drifter. Tambéis contiene información sobre las maquinas perforadoras de gran diámetro como lo son las Raise Borer.

El carguío y encendido de taladros mecanizado también es parte importante de este informe, los cargadores de cartucho de dinamita y los cargadores de ANFO, los camiones mezcladores, y los mezcladores estacionarios. Así como el uso del óhmetro para la comprobación del circuito en un encendido eléctrico.

El carguío de material fragmentado para su posterior traslado a superficie y/o planta metalúrgica. Para este caso nos centramos en los winches, las palas neumáticas (mecánicas) y las palas cavo, estas dos últimas diferenciándose solamente por el uso de línea riel y el uso de neumáticos respectivamente.

En la minería subterránea aproximadamente el 40% de los accidentes es por caída de rocas sueltas, por lo que el desatado constante es una obligación en este tipo de explotación minera. Dependiendo de la sección de la mina se usan barretillas de 4, 6, 8, 10 pies, pero al ser estos generalmente de barrenos usados según sean más largos pesaran más y dificultaran el buen desatado. Es de este problema que se utilizan máquinas para desatar siendo un de las mas conocidas la Scaler.

Las máquinas de corte de minerales industriales y rocas ornamentales y las distintas máquinas que nos permiten darle el corte en lajas el cual los caracteriza como son los travertinos, mármol y demás rocas ornamentales, es tratado con la debida importancia.



PERFORACIÓN HIDRÁULICA

1.1.- CONCEPTO

Significa el uso de un fluido no comprimible (aceite mineral) para accionar los mecanismos de impacto, de rotación, de avance y de posicionamiento de las perforadoras de rocas drifter que se desplazan a través de una viga que empalma a un brazo telescópico.

1.2.- CARACTERISTICAS

Fueron introducidas a comienzos de 1970.

La energía eléctrica es normalmente la fuente primaria para el accionamiento de los motores del sistema hidráulico (percusión, rotación, avance, posicionamiento). Cuentan con opción de accionamiento por motor diésel.

Un sistema automático vigila la perforación y evita el atasco del barreno.

Al completar la perforación del taladro, la perforadora se detiene y retrocede a su posición posterior.

DIFERENCIAS ENTRE PERFORADORA NEUMÁTICA E HIDRAULICA

CARACTERISTICAS NEUMATICA HIDRAULICA

Fuente de energía Aire comp. 59 – 260 psi Presión aceite 2,00 – 3,500 psi

Velocidad de percusión 2,280 RPM 3,600 RPM

Velocidad de penetración 21 mm/s 30 mm/s a más

Diámetro del taladro 7/8” – 4 ½” 7/8” – 4 ½”

Amortiguador Nitrógeno, algunos Nitrógeno, todos

Medio ambiente Partículas de aceite No hay niebla de aceite – agua

Nivel de ruido 103 dB 101 dB

Barrido Agua/aire Aire/agua



Eficiencia de perforación 11 % 35 %

Peso de la drifter 11 – 145 kg 40 – 145 kg

Las funciones hidráulicas que se realiza en este tipo de peroración son:

a. Rotación, realizada por un motor de rotación reversible e independiente que puede graduar paso a paso las revoluciones (18). Así se puede aprovechar al máximo la energía del mecanismo de impactos sin que haya riesgos de atascamiento del barreno.

b. Impacto, que se puede graduar mediante el simple movimiento del Tornillo de regulación (12), así como la variación de la presión de accionamiento.

c. Absorción de las ondas de retroceso, generadas en el golpe del barreno sobre el terreno. Un sistema hidráulico de absorción de las vibraciones (8) limita el esfuerzo y la fatiga del varillaje, haciendo más larga la vida de todo el sistema hidráulico del brazo de avance.

1.3.- VENTAJAS DE SU USO

- Aumento en la velocidad de perforación (mayor presión, mejor barrido)

- Aumento en la productividad de perforación (diámetros y longitudes de taladros mayores)

- Ahorro en los aceros de perforación (la mayor presión del aceite permite menores secciones del pistón; es decir suministra más energía en cada golpe a través de la culata siendo menor la acción destructiva del pistón sobre la culata.

- El uso de nitrógeno como amortiguador disminuye las vibraciones y por lo mismo produce un menor desgaste de los componentes mecánicos).

- Ahorro en el consumo de energía (una perforadora hidráulica consume 1/3 parte compara con la neumática y la distribución de la energía eléctrica a través de cables de 3 a 10 Kw que son más económicos que las tuberías para aire comprimido y con menores pérdidas).



- Menores costos de operación (deja de trabajar en casos de bajo nivel de aceite, baja presión del agua, es decir menor de 175 psi y bajo nivel de voltaje) - Se economiza barrenos o varillas de perforación.

- Mejor ambiente de trabajo (sin niebla, menor intensidad de ruidos) - Cuentan con captadores de polvos.

1.4.- DESVENTAJAS DE SU USO

- Se requiere personal calificado.- Pueden existir pérdidas de aceite.- Pueden existir fallas estructurales en el equipo.- Pueden existir roturas de las mangueras de alta presión.- Pueden deteriorarse los sellos y por lo mismo existir fugas.- Alto costo de inversión inicial y alto costo de energía eléctrica.

1.5.- DRIFTER COP1032 HD

Pesa 100 Kg y es utilizado para perforar taladros de pequeño diámetro (35 a 47 mm). Utiliza barras de 1 ¼” y brocas de 35 a 45 mm de diámetro.

Incorpora Una sustancias amortiguadora (nitrógeno) que absorve el retroceso de la onda de choque, suavizando lo impulsos de presión del sistema hidráulico, lo que reduce las vibraciones y el desgaste de los componentes.

Es de rotación independiente o reversible (motor hidráulico).

Posee un barrido a alta presión (13 bares ó 190 psi) que impide el atasco del barreno.

En el sistema hidráulico puede utilizar aceite mineral, mezcla de agua y glicol o emulsión de agua u aceite en proporción de 40 a 60 %. Este aceite debe contener minerales con buenas características contra el desgaste, impedir que se hagan espuma, así como una capacidad eficaz de separación de aire y agua.

La longitud de percusión (longitud de recorrido del pistón) puede adaptarse a la roca mediante el simple ajuste del regulador.

Existen drifter de diferentes marcas y tipos. La COP 3038 rinde de 1 a 3 m/min

Componentes

Cuerpo delantero



a. Tiene un casquillo descartable en el que se aloja el extremo delantero del Adaptador de culata (2) y la Guía radial (3).

b. En el Cabezal de barrido (4) y Anillo de tope (6) hay dos Juntas (5) para cerrar herméticamente al fluido de barrido.

c. El Anillo de tope (6) restringe el movimiento hacia delante del adaptador de culata.

d. La rotación del varillaje se transfiere desde el Motor hidráulico (19) a través del Eje de acoplamiento (17), el Engranaje (15) y el Buje de rotación (8).

e. El Buje de rotación tiene un Cilindro de guía (7) que aplica el movimiento de rotación al Adaptador de culata (2). La tapa de la caja de engranaje sirve de punto de unión entre el cuerpo delantero, central y posterior a través de los tirantes.

Pieza intermedia

Interiormente contiene al Pistón amortiguador (10) y la juntas correspondientes (11 y 12). Este pistón (10) que se apoya en el casquillo del Buje de rotación (9), aplica las ondas de choque de la percusión. Cuenta además con el Tapón regulador (14) y Cilindro (20).

El Pistón de percusión (18) está conducido por 2 guías, una en cada extremo del cilindro. Estas guías del pistón sirven como retención de la juntas (11 y 12) que impiden las fugas de aceite desde el mecanismo de percusión.

Cuerpo trasero (23)

El Pistón de la válvula (21) está montado en una Camisa (22) paralela al eje central de la perforadora. Esta camisa está obturada por juntas con dobles curvaturas.

Principio de percusión de la drifter COP 1032 HD

Actúan las válvulas del Pistón (C) cuyas posiciones son controladas por la presión del aceite a través de los conductos de regulación (2) o (6) y el Pistón de percusión (B) cuya posición es controlada por la presión del aceite a través de los conductos (1) y (5).

Carrera de retorno

El aceite ingresa por el conducto (6) a la cámara posterior haciendo que el pistón (C) se desplace hacia adelante (primera posición 8), permitiendo el ingreso del aceite del Acumulador (D) por el conducto (1) a la Cámara delantera del cilindro del Pistón de percusión (B) haciendo que este pistón retorne.



Carrera de percusión

El aceite ingresa por el Conducto (2) a la Cámara delantera haciendo que el Pistón (C) se desplace hacia atrás (segunda posición 8), permitiendo de esta manera el ingreso del aceite del Acumulador (D) por el Conducto (5) a la Cámara trasera del cilindro, produciéndose por este efecto la carrera de percusión.

Aceite de retorno (R)

El aceite de retorno procedente de la Cámara del cilindro que no está sometido a presión, se aplica a la Conducción de retorno (R) a través de los conductos (1) y (5) alternativamente.

Cuando el pistón C de la válvula cambia de posición, el aceite sale del espacio de inversión (8), no sometido a presión, a través del conducto (3) hasta el (4).

Acumulador (D)Funciona en el lado de Impulsión (P). Sirve para producir un incremento momentáneo en el caudal de aceite durante la carrera de percusión del pistón y también para absorber cierta cantidad de aceite cuando el pistón cambia de posición.



1.6.- DRILL JUMBO

Características

Consisten de plataformas, chasises o bastidores montados sobre carriles (Rail drill o rail carriage), orugas (Crawler Carriage) o neumáticos (Tired Carriage); accionados por energía eléctrica, neumática, hidráulica, diésel o combinaciones.

Cuentan con uno o más brazos (plumas, vigas, deslizaderas) los mismos que son dirigidos por acción de otros brazos (plumas, cilindros) hidráulicos. Los brazos deslizadores son accionados hidráulicamente y guían automáticamente a las drifter mediante tornillos (husillos), cadena cable o pistón para su avance.

Perforan taladros horizontales, verticales e inclinados, tanto para el carguío de explosivos o con fines de sostenimiento, operados generalmente por un solo perforista.

Son utilizados en minería subterránea y superficial. Para la elección del equipo de perforación se tiene en cuenta el tamaño de los brazos (área que puede cubrir) y su montaje.

INDICADORES NEUMATICO HIDRAULICO

Marca Jarvis Clrk Atlas Copco

Tipo MJM 20B Boomer H 127

Tracción 4 ruedas 4 ruedas

Brazos 2 2

Consumo aire/perforadora 400 cfm

Presión de aire/perforadora 100 psi

Longitud del taladro 10 pies 12 pies



Diámetro de la broca 2 pulgadas

Costo de adquisición $ 500 000 $ 580 000

Vida útil 15 000 horas 15 000 horas

DATOS COMPARATIVOS DE JUMBOS

1.7.- RAISE BORER

Método Raise Borer

Consiste principalmente en la utilización de una máquina electrohidráulica en la cual la rotación se logra a través de un motor eléctrico y el empuje del equipo se realiza a través de bombas hidráulicas que accionan cilindros hidráulicos.

Básicamente la operación consiste en perforar, descendiendo, un tiro piloto desde una superficie superior, donde se instala el equipo, hasta un nivel inferior.Posteriormente se conecta en el nivel inferior el escariador el cual actúa en ascenso, excavando por corte y cizalle, la chimenea, al diámetro deseado.



Dependiendo de las características del equipo el motor eléctrico puede ser de 150 HP a 500 HP, este rango de potencias irá directamente en relación con el diámetro final de escariado y la longitud del pique o chimenea.

En este método de excavación de chimeneas se necesitará contar con dos superficies de trabajo: Al inicio de la excavación, en la parte superior y al final de la excavación en la parte inferior.

Es decir el método será aplicable para excavaciones en interior de la mina entre 2 dos galería o desde superficie a una galería ubicada al interior de la mina

Perforación de un tiro piloto

Realizada en forma descendente, vertical o inclinada, utilizando como herramienta de corte un tricono de rodamientos sellados.

El avance de la perforación se logra, agregando barras a la columna de perforación, la cual se estabiliza con barras estabilizadoras de piloto.

El detritus producto de la perforación es barrido con agua a presión impulsada por bombas de 37 a 50 KW de potencia, extrayéndolo por el espacio anular que queda entre la pared del pozo y la columna de barras de perforación.

Una altura de salida del flujo de agua, con detritus, o " bailing", de 10 a 12 cm, medida de la salida del pozo, nos indicará un buen barrido. Bajo ese valor será necesario revisar posibles inconvenientes como: pérdidas de agua por el fondo, falta de volumen de agua para barrer o aumento de densidad del material a extraer.En todos esos casos será necesario agregar aditivos químicos que nos ayuden con la extracción.

Normalmente junto al equipo será necesario tener dos piscinas de unos 15 m3 cada una para almacenamiento y recirculación de agua utilizada en el barrido del detritus.

En caso de tener un tipo de roca muy disgregable, en que el barrido con agua no sea adecuado, será necesario utilizar aire comprimido a alta presión para esta operación.Habitualmente se utiliza para perforaciones de unos 200 metros de longitud aire comprimido a razón de 900 a 1200 CFM con 200 a 300 PSI.

La deflexión o desviación del tiro piloto dependerá de la pericia de operación y de la calidad del macizo rocoso a perforar. La presencia de diques, fallas o discontinuidades en general, tenderá a provocar mayores desviaciones.



Escariado o ensanchamiento del tiro piloto

Una vez perforado el tiro piloto y después de retirado el tricono, se procede a conectar el cabezal o escariador provisto con cortadores, en la galería ubicada en el interior de la mina, donde finalizó la perforación piloto.

El escariador avanza en ascenso, excavando la roca por corte y cizalle, al diámetro final de la chimenea.

Normalmente la presión de empuje en la etapa de escariado es de unas 5 veces mayor a la etapa de perforación piloto.

Para retirar el escariador al final de la excavación existen 2 alternativas.

· Bajar la columna de barras, desconectar y retirar el escariador por el fondo de la chimenea o pique, a través de la galería inferior. En este caso será necesario dejar un puente de roca, no excavado, en la parte superior de 2 a 3 metros dependiendo del diámetro final de excavación y la calidad geomecánica de la roca excavada.

· Excavar la chimenea completa, retirando el escariador por la parte superior de la excavación. Normalmente es posible utilizar esta alternativa cuando el inicio del pique o chimenea está en la superficie.Para realizar esta operación se requiere montar el equipo Raise Borer en vigas metálicas que atraviesen la excavación circular abierta en superficie, sostener el escariador desconectado de la columna mediante una grúa, retiro del equipo, para finalizar con el retiro del escariador.



Relación entre el diámetro de perforación piloto y diámetro de escariado

Existirá una relación entre los diámetros de perforación que será determinante para la elección del material de perforación, en la excavación.

En la práctica se ha determinado que hasta 2,5 metros de diámetro final de excavación, utilizar un diámetro de perforación del piloto de 12 ¼ pulgadas es adecuado.

Para diámetros finales de excavación de 2,7 m a 3,5 m se utiliza perforación con tricono de 13 ¾" de diámetro.

Sobre 3,5 m de diámetro final de excavación y hasta 6,0 m de diámetro se utiliza normalmente, perforación con tricono de 15".

En la tabla a continuación se indica los diámetros de chimeneas más frecuentes y los diámetros de perforación piloto utilizados.

Descripción de un Equipo Raise Borer

Los siguientes son los componentes principales que forman un equipo Raise Borer

· Motor Eléctrico



Tiene como misión dar la rotación a la columna de perforación en las 2 etapas: perforación piloto y escariado.

En la etapa de perforación piloto la columna rota a una velocidad de 30 RPM y en la etapa de escariado a 8 RPM.

Normalmente en potencias de 150 HP a 500 HP, 750 RPM y 550 o 380 Volt, dependiendo del tipo de equipo.

· Conjunto de Reductores

Conjunto de 3 o 4 transmisiones en base a engranajes y piñones planetarios que reducen las velocidades de rotación a los valores señalados anteriormente, según la operación que se esté realizando.

· Sistema de Empuje electrohidráulico.

Conjunto de bombas hidráulicas y electroválvulas de alta presión, alrededor de 3000 PSI, que entrega la presión de trabajo a los cilindros hidráulicos para el empuje en las dos etapas de la operación.

La presión necesaria para la operación dependerá de: longitud de la columna suspendida, calidad geomecánica de la roca a excavar, calidad estructural de la roca y diámetro final de la excavación.

En general podemos indicar los siguientes rangos de presión de trabajo:

Perforación Piloto: 0 a 3 megapascales

Escariado: 4 a 20 megapascales· Sistema de Sujeción de la Columna de Barras

Corresponden a componentes mecánicos, tratados térmicamente que tienen como misión sujetar la columna en las 2 etapas de la operación, transmitiendo la energía de empuje y rotación a las herramientas de corte.



· Bases y Cuerpo Principal del Equipo

Componentes fabricados en fierro fundido donde se montan los elementos anteriormente señalados. El conjunto completo es montado en la base de concreto.

· Conjunto Eléctrico

Sistema de componentes eléctricos compuestos por transformadores, sistemas de partidas suaves, "soft starter", limitador de torque y sistemas de seguridad que resguardan la rotura o daño de la columna extendida en situaciones de partidas y detenciones de rotación en cualquiera de las etapas.

· Columna de perforación.

Formada básicamente por barras, estabilizadores de piloto y de escariado, cross over, stem bar y barra de partida.La adecuada combinación de este material, permite una operación eficiente y segura.



Habitualmente una barra de 11 1/4" de diámetro y 1,50 m de longitud tiene un peso de 420 kg.

Una barra similar a la anterior pero de 10" de diámetro pesa 260 kg.

· Escariador o Cabezal.

Estructura metálica, asimétrica, donde van ubicados los cortadores que dan el área de corte final de excavación.

Normalmente construido en aceros especiales, conectada a la barra stem, trabaja por empuje y rotación en forma ascendente, contra el macizo rocoso provocando su ruptura por corte cizalle.





Estación de Trabajo

La Estación de Trabajo podrá estar ubicada en superficie o interior de la mina.

Para estaciones en superficie se requiere una plataforma de unos 100 m2 de superficie donde se ubicará la losa de concreto donde se anclará el equipo Raise Borer.

Los diferentes modelos de equipo Raise Borer definen alturas mínimas de operación y área de trabajo en interior mina.

A continuación se entrega las dimensiones de estaciones respecto de diferentes modelos de equipos.

La base de apoyo del equipo debe ser construida en un hormigón simple tipo H-30 y debe asegurarse la perfecta adherencia del concreto con el piso de roca.



Rendimientos de Excavación

El rendimiento en la excavación de chimeneas con equipos Raise Borer es variable y dependerá fundamentalmente de la calidad geomecánica de la roca, la profundidad del pique o chimenea y por supuesto del diámetro final de excavación.

Por ejemplo faenas como la que opera Minera Maipo en Alhue, el yacimiento tiene zonas con alta resistencia a la compresión uniaxial alrededor de 300 a 400 Mpa, en la cual el rendimiento de excavación a diámetro final de 1,5 m aplicando altas presiones de empuje, no llegaba a 4 m por turno, en turnos de 8 horas, con penetraciones de 3 cm. cada 6 minutos.

En cambio excavando a diámetro final de 3,0 m en zonas de calizas en Minera Punta del Cobre, donde la resistencia a la compresión uniaxial de la roca llegaba a 160 megapascales, se logran hasta 8 m por turno con penetraciones de hasta 6 cm cada 6 minutos.

En general podemos indicar los siguientes rendimientos netos para rocas competentes con una resistencia a la compresión uniaxial de hasta 180 Mpa.

Perforación Piloto 12 ¼": 12 a 20 m por díaPerforación Piloto 13 ¾": 10 a 15 m por día

Escariado a 1,5 m: 12 a 20 m por díaEscariado a 2,5 m: 8 a 14 m por díaEscariado a 3,0 m: 6 a 10 m por díaEscariado a 3,5 m:4 a 8 m por día

Estos rendimientos son netos, consideran una operación de 16 horas por día y son producto de la experiencia en excavaciones en diferentes faenas de Chile.

Control de Calidad

Las operaciones con equipos Raise Borer requieren establecer estándares y procedimientos estrictos que permitan tener operaciones seguras y confiables.

Entre los mayores riesgos que se pueden mencionar es la rotura de la columna en alguna de las etapas con la consiguiente caída de las barras o escariador al nivel inferior.



Las actividades principales, entre otras, que es necesario realizar antes en este tipo de operaciones son:

· Detección de fisuras en el material de perforación mediante test de ultrasonido, líquidos penetrantes y partículas magnéticas.· Detección de fisuras en componentes de sujeción y sistemas de transmisión con los mismos métodos indicados anteriormente.· Chequeo de horizontalidad en superficie del escariador, para asegurar que todos los cortadores realicen el corte a la misma altura.· Alineamiento de cortadores en el escariador.· Revisión del estado de los rodamientos del tricono antes de iniciar la perforación.· Verificar que los sistemas de seguridad del equipo como el soft starter y el limitador de torque estén operando en óptimas condiciones.· Confección de Procedimientos de Trabajo para cada una de las actividades operativas.· Verificar que la base de apoyo del equipo esté construida bajo estrictos estándares.· Instrucción y Capacitación permanente del personal de operaciones.· Buena práctica operacional.

Aplicaciones del Método

El método es aplicable con gran éxito en las siguientes actividades mineras:

· Chimeneas de Ventilación:

Por la calidad de la excavación, al dejar paredes lisas, se disminuye notablemente la pérdida de carga, disminuyendo la sección de la labor de ventilación que permita pasar el mismo flujo de aire, respecto de una labor excavada con explosivos.

· Chimeneas de Traspaso de Mineral:

Al tener paredes lisas aumenta el deslizamiento del material al pasar por la chimenea, aumentando la eficiencia de traspaso y disminuyendo las posibilidades de atascamiento.

· Chimeneas de Cara Libre:

Una buena alternativa para la construcción de chimeneas de cara libre por la rapidez y exactitud de la excavación que favorece la eficiencia del diagrama de disparo de producción.

· Chimeneas de Servicio y Acceso



Por su terminación y en diámetros pequeños, son una excelente alternativa para el paso a diferentes niveles de servicios como agua, aire comprimido, drenajes y cables de energía eléctrica. Como acceso de personal son más seguras por su mayor estabilidad de la pared de roca.

Ventajas de usar este método

· Método altamente seguro para el personal, ya que todo el comando de la excavación se realiza a través de un panel de control fuera de la línea de caída del material.· El personal no está en contacto con el frente a excavar.· No hay riesgos por uso de explosivos.· Rapidez y productividad. Los rendimientos que se pueden alcanzar no tienen comparación con lo de otros métodos de excavaciones de chimeneas.· Método no contaminante por gases de explosivos por lo que no se requiere grandes volúmenes de aire fresco en el área de trabajo.· Gran autonomía. Se pueden excavar chimeneas o piques de grandes longitudes.- Ej: Pique de Ventilación en Minera Punta del Cobre con 381 m de longitud, vertical y 3,0 metros de diámetro, finalizado en 112 días de operaciones. Este es el pique de mayor longitud excavado en Chile con este método.

CARGUIO Y ENCENDIDO DE TALADROS

2.1.- CARGADORES DE CARTUCHO DE DINAMITA

Cargadores neumáticos de cartuchos de dinamita

Consiste de n anillo protector que contiene a una recamara, la misma que es alimentada manualmente con cartuchos de dinamita; a esta recamara ingresa el aire comprimido que obliga a los cartuchos a trasladarse por un tubo de polietileno, pasando por un tramo que contiene cuchillas para el corte de la envoltura de papel y finalmente es evacuado al fondo del taladro, quedando retacado convenientemente son en taladros mayores de 50 mm de diámetro y 15 m de profundidad. Existen para cartuchos de 22 a 44 mm de diámetro. Se puede cargar 300 a 500 kg/hora (3700– 6200 cartuchos/hora). El carguío es con intervalos; se utiliza en minería subterránea y superficial. Requerimientos: aire comprimido.

Recámara semiautomática de cartuchos de dinamita

Consiste de 2 cámaras independientes que son cada una alimentadas por aire comprimido y que finalmente lanzan los cartuchos de dinamita a través de un tubo de polietileno hasta el fondo del taladro. La alimentación de los cartuchos es manual, las recamaras funciona como esclusas que dejan los cartuchos al tubo cargador



manteniendo de la presión del mismo. El carguío prácticamente es continuo. Se usa en minería subterránea y superficial.

Cargado de taladros

Colocar primero un cartucho en el fondo del taladro antes de colocar el cartucho de cebo, para evitar que el fulminante pueda detonar durante el atacado o que la guía se malogre al raspar contra el fondo del taladro, atacar bien.

Colocar luego el cartucho “cebo” doblando suavemente la guía de modo que el extremo libre del fulminante apunte hacia fuera; o sea, hacia la mayor concentración de carga de explosivos. Si hubiera demasiada humedad, no se doblará la guía y el fulminante apuntará hacia dentro del taladro. No se atacará el cebo por ningún motivo.

Se introduce luego los demás cartuchos, atacando bien pero sin exagerar la fuerza. Si se ha de usar tacos hay que atacarlos también.

Las razones por las cuales se coloca al fondo del taladro y con el fulminante mirando hacia fuera son las siguientes:

- Para que no quede demasiada longitud de guía fuera del taladro, de modo que pueda ser cortada al momento de explosionar los taladros vecinos.

- Para evitar que el cebo pudiera ser arrojado fuera del taladro por la acción de la explosión de los otros huecos.

- Con la punta del fulminante mirando hacia fuera, se asegura una mejor detonación de la carga explosiva del taladro, pues la acción detonante del fulminante es mayor en la dirección de su extremo libre.

2.2.- CARGADORES DE ANFO

Al utilizar anfo o sus similares pulverulentos, se ha tenido que impulsar el uso de cargadores neumaticos ,los mismos que pueen cargar taladros mayores de 1” de diametro y 30 metros de longitud y soplar arena para el retacado, ser operados por un trabajador, mecanico, o a ritmos superiores de 4 kg/min.



Cargador de anfo tipo Portanol

Camiones mezcladores – cargadores



Mezcladores estacionarios



2.3.- ENCENDIDO ELÉCTRICO

Referido a los detonadores o cebos eléctricos: Por medio de 2 conductores o electrodos se envía la corriente eléctrica hasta el filamento o resistencia en donde la electricidad se transforma en calor y calienta instantáneamente la masa o carga encendedora y hace explotar la carga explosiva.

Por eso, en todo disparo eléctrico se distingue como componentes a la corriente eléctrica CC o CA), los conductores, el tapón, láminas polares, masa encendedora y cargas explosiva.

Los conductores (alambre de cobre estañado de 0.6 mm de diámetro) deben tener suficiente longitud para llegar al tope del taladro (dentro del cebo) y exteriormente permitir un empalme cómodo con los conductores del circuito. Estos conductores se encuentran recubiertos con material sintético no combustible, resistente a la humedad y ataques químicos y puede ser fabricado de distintos colores.

La carga encendedora, generalmente moldeada en forma de gota, se compone de una materia explosiva sensible al calor; es una mezcla de picrato de plomo, silicio y cromato de plomo y con su llama logra la detonación de la carga explosiva.

Explosores o detonadores eléctricos

Características

Son magnetos que accionadas por una manija, generan corriente eléctrica y que al ser transmitida por los cables conductores de los detonadores que previamente fueron conectados a éste, causarán la explosión de los mismos.

Son de pequeñas dimensiones y de poco peso.

Cuentan con dos orificios a los que se inserta fácilmente cada cable.

Luego de ser insertados los cables, se acciona la manija hasta que indique determinada carga o se encienda una luz roja, señas que al ser accionado el botón o palanca, causará la explosión.

Existen con mando de cremallera para potencias grandes (mediante el asa se extrae la cremallera lo más posible, para luego empujarla fuertemente hacia adentro, consiguiendo la y de circuitos múltiples (se pueden disparar varios circuitos o cadenas de cebos separados entre sí; con los retardos actuales existentes en los fulminantes, se usan muy poco).

Existen explosores para 50 a 2 400 detonadores.



Accesorios

Se consideran accesorios o medios auxiliares a los instrumentos que sirven para comprobar el rendimiento y buen funcionamiento de los fulminantes eléctricos y conductores.

Comprobadores de línea

Estos aparatos permiten únicamente la comprobación de si el circuito de una instalación de disparo eléctrico está cerrado (existe conductibilidad eléctrica).

Ohmímetro u Óhmetro.

Es un instrumento pequeño que se usa para comprobar si en el circuito existe conductibilidad y además permite medir la resistencia del circuito. Como productor de corriente para su funcionamiento se utiliza una pila seca de 1.6 a 4 V. Antes de iniciar la medición, con ayuda de un tornillo de ajuste se fija la posición de la guja al valor cero. Al conectar una resistencia, la aguja indica sobre la escala, la resistencia existente en la instalación, la misma que corroborará a la resistencia hallada con fórmulas eléctricas como:

I = E/R

En el que:I = Intensidad de la corriente eléctrica,E = Tensión yR = Resistencia del circuito en ohmios.

Ohmio: Resistencia eléctrica medida entre 2 puntos de un conductor cuando una tensión de un voltio existente entre ellos produce en el conductor una corriente de un amperio.

Línea a Tierra (Tomas de tierra)

El suelo o tierra es considerado como un polo y como conductor de electricidad, de potencial prácticamente nulo.

Entre las ventajas, destaca su capacidad de transmitirle todas las energías eléctricas parásitas por medio de cables o „tomas de tierra‟.

Al conectarse las masas metálicas o generadores de electricidad estática con el suelo a través de un cable, de existir un mal contacto o electricidad estática y pasar estas corrientes por aquellas masas, el suelo se hallará a su mismo potencial y la corriente que pueda pasar por el cuerpo es inocua y generalmente imperceptible.



DESATE MECANIZADO

Luego del disparo, sea en minería superficial o subterránea, necesariamente se tiene que desatar las rocas sueltas, la misma que en muchos casos es en forma manual, especialmente en labores subterráneas de sección transversal pequeña (galería de 2.10 m * 2.30 m o tajo de 1.50 m * 2.50m, etc.), con sus características propias.

Actualmente, en minas subterráneas y de grandes secciones (galerías, tajos, túneles), se utilizan para el desatado mecanizado por impacto de estas rocas sueltas y en forma segura, las maquinarias conocidas como:

Rock bolter (desatador)

Scaler and impacter jumbo (rascador – impactador grande o mecanizado)

Mobile scaler (rascador móvil)

3.1.- CARACTERISTICAS GENERALES Son accionados con motor eléctrico o diésel que ponen en funcionamiento el

sistema hidráulico. El radio de desate desde la ubicación de trabajo es mayor a 7.00

metros. Trabaja sobre pisos irregulares, oscilando hasta 10° entre ruedas laterales y

hasta 30 % de gradiente. Son operados por un solo trabajador. Existen modelos operados a control remoto. Brindan seguridad al operador Son de alta movilidad, con chasis fijo o articulado. El martillo percutor gira hasta 35° a ambos lados de su eje axial; de

igual modo, el brazo hidráulico. Cuenta con freno hidráulico en las 4 ruedas y con los sistemas de freno

de servicio, de parqueo y de emergencia. Cuenta con sistema eléctrico proporcionado por una

batería de 24 V.

Las marcas conocidas son:



EIMCO – SECOMA Modelo PEC 22 – 1L

GETMAN CORP. Modelo S – 300 III



TELEDYNE CM PRODUCTS Modelo DS-25

ESPECIFICACIONES GETMAN

S-300 III

EIMCO

PEC 22-II

Longitud

Ancho

Altura

Peso

Velocidad

HP

Impactos/minuto

9.40 m 3.23 m

2.39 m

12.91 Ton

2.7 a 12.4 km/hora

76

2,000

45 gln

9.40 m 2.20 m

2.15 m



Tanque de petróleo 100 gln

3.2.- REQUERIMIENTO

Petróleo Electricidad

3.3.- COMPONENTES

Quebrantador o martillo con sistema hidráulico de impacto Brazo telescópico Cilindros hidráulicos de accionamiento Plataforma de giro del brazo Hoja o cuchilla Neumáticos Chasis Cabina del operador Instrumentación Tacómetro Holómetro Presión aceite, aire e hidráulico Amperímetro Pre-calentamiento Gatos estabilizadores Motor diésel de 6 cilindros Transmisión hidráulica Batería Motor hidráulico de percusión Sistemas de frenos Sistema eléctrico Sistema de conducción Extinguidor contra fuego

3.3.- FUNCIONAMIENTO

El equipo se ubica al inicio de la zona a desatar, se asegura su estabilidad con las gatas y luego con el martillo se pica las rocas sueltas, girando 35° a ambos lados del eje axial del brazo y expandiendo paulatinamente dichos brazos. Luego se ubica al costado hacia delante del espacio desatado, siguiendo el procedimiento.



REMOCIÓN Y CARGUÍO DE MATERIAL FRAGMENTADO

Remoción es la acción de trasladar el mineral roto o preparado en el lugar de trabajo, a la zona de carguío, con fines de limpieza para que continúe el ciclo.

Carguío es poner el mineral roto o preparado sobre un medio o vehículo para su transporte Existen diferentes tipos de carguío como son:.

Por Gravedad.- porque el material derribado cae por si mismo sobre las tolvas o echaderos (Shrinkage, Block Caving, OP, WP, etc.);

Manual.- porque el esfuerzo humano es el que prima, con el apoyo de palas, picos, barretillas, etc. Mecánica.- porque prima el uso de maquinarias o equipos, energía, etc. Aquí es donde se aplica el rastrillaje, el paleado.

El Reglamento de Seguridad y Salud Ocupacional en Minería en sus artículos 210 a 213 y 270 a 271, expresa lo relacionado a Transporte, Carga, Acarreo y Descarga.

4.1.- RASTRILLAJE

Características

Es un medio eficiente de trasladar la carga sea en galería, tajeo, etc. por acción de un cucharón de arrastre que se introduce en el material fragmentado a cargar y así lleno es tirado por el piso hasta el punto de descarga.

Son utilizados también para el arrastre de concentrado. El winche puede ser asegurado al piso y techo con puntales de madera o a las

cajas y piso con cables de acero. Existen winches que pueden ser accionados con comandos a distancias. Las partes incorporadas son fácilmente transportables. Es posible utilizar mano de obra semi - calificada, es decir se requiere

solamente un entrenamiento técnico sencillo para su operación. El cabrestante o winche normalmente se sitúa lejos de la zona de disparo y es

asegurado convenientemente, evitando accidentes al operador y al winche.

Requerimientos

Energía eléctrica (winche de 2 ó 3 tamboras) Energía neumática (winche de 1 tambor)

Componentes y descripción

Rastrillo, Raedera o Cuchara (cucharón) de Arrastre



Es una plancha de acero curvada con brazos laterales que al ser impulsada por los cables de arrastre, transporta el mineral sobre el suelo a las estaciones de carga (echadero) o directamente a los vehículos de transporte.

Tipos: Rastrillos tipo Azadón, plegable y Cajón (desmontable o ensamblado).

Tecnología del Diseño:

Forma de la plancha posterior.- debe presentar la forma curvada en su altura, con un radio mínimo de 0,60 m. Esta curvatura ayuda a retener el material a la vez que incrementa su resistencia y evita que el rastrillo “flote”. Angulo de excavación.- la plancha posterior con respecto a los brazos, debe tener un ángulo entre 60 y 70°, en base a reales necesidades de cada mina. Capacidad.- los fabricantes emiten las siguientes capacidades teóricas, en base a dimensiones.

Accesorios:

Brazos.- que deben ser ligeramente curvados y cuyo diseño debe considerar los esfuerzos de fricción, choque y tensión.


ANCHO ALTURA TIPO AZADON TIPO CAJON

34 pulgadas 18 pulgadas 6 pies cúbicos 8,5 pies cúbicos

40 “ 20 “ 8 “ 12 “

42 “ 20 “ 10 “ 12 “

48 “ 22 “ 13 “ 15 “

54 “ 22 “ 17 “ 24 “

60 “ 22 “ 22 “ 30 “

72 “ 22 “ 30 “ 45 “

84 “ 22 “ 40 “ 60 “

90 “ 22 “ 46 “ 70 “


Dientes (o cuchilla), que se adicionan al labio de la plancha posterior, a fin de mejorar la eficiencia del carguío y arrastre.

Winche de Arrastre o Cabrestante

Es una unidad compacta que acciona a las tamboras rotacionales que enrrollan o desenrrollan los cables de acero y de este modo halan al rastrillo con el mineral (arrastre) o vacío (retorno).

Funciona con energía eléctrica (winchas de 2 tamboras y de 15 a 59 HP y winchas de 3 tamboras y de 30 a 75 HP) o neumáticas (wincha de 1 tambora).

Son fácilmente transportables, por ser desarmables. Los distribuidores más conocidos son: Joy, Ingersoll Rand, Derena, Gardner Denver, Pikrose, etc.

Partes principales:

Bastidor o base, es una pieza rígida de acero fundido con orificios para el anclaje de la máquina. Sirve de protección a la unidad durante su traslado.

Guías y rodillos, de tubos de aceros templados y colocados verticales y horizontalmente, los mismos que giran sobre sus ejes en cojinetes de bronce. Previenen el rozamiento y desgaste de los cables.

Tamboras, que enrollan y desenrollan los cables (de arrastre y de retorno respectivamente).

Embrague, controladas por las palancas, a fin de accionar a las tamboras. Frenos tipo de banda o de zapata, que son automáticos y accionados por una

palanca de pi o de mano. Sirven para mantener estirados el cable al desenrollarse.

Engranajes, que ponen en funcionamiento rotacional a través de un eje central al piñón principal y coronas dentadas o unidad planetaria.

Modelos:

Tamboras (Joy – 211) - Motor eléctrico de 15 HP - Velocidad con carga de 165 pie/min - Velocidad del motor de 1 770 RPM - Voltaje, de 220 ó 240 Voltios; amperaje, de 21 ó 42 Amperios

Tamboras (Sala 3-SS-40) Motor eléctrico de 40 HP - Velocidad con carga de 200 pie/min



- Voltaje, de 440 Voltios - Capacidad del cable en tamboras - 160 m cable de 5/8” - 110 m cable de ¾”

Cables de Acero

Constituidos de alambres de acero al carbono trenzados en espiral que forman los torones o cordones, sin alma o elemento central que los contenga.

Se utilizan los cables de tracción (que halan el rastrillo con mineral) y los de retorno (que halan el rastrillo vacío, de retorno).

Si se trabaja con winches de 3 tamboras, requiere 2 cables de tracción.

Roldanas


POTENCIA MOTOR CABLE ARRASTRE CABLE RETORNO

5 HP 5/16 pulgadas ¼ pulgadas

7 - 10 HP 7/16 pulgadas ¼ pulgadas

10 - 20 HP 3/8 pulgadas 5/16 pulgadas

20 - 30 HP ½ pulgadas 3/8 pulgadas

30 - 50 HP 5/8 pulgadas ½ pulgadas

50 - 75 HP ¾ pulgadas 5/8 pulgadas

75 a más 1 pulgada 7/8 pulgadas


Son ruedas que giran libremente sobre su eje y cuentan con una garganta en su periferie sobre la que gira el cable de acero.

Sus tamaños están dados por el diámetro de la rueda. Se utilizan en interior mina de 6 y 8 pulgadas de diámetro.

Existen de diferentes tipos: De gancho simple De gancho de seguridad De soporte móvil









4.2.- PALA MECÁNICA

Características

Es un equipo montado sobre ruedas para rieles que carga el material roto a través de una cuchara accionada neumáticamente, a los carros mineros.

Trabaja sobre vía decauville de 24 pulgadas de trocha.

También existen montados sobre orugas o sobre neumáticos.


MARCA ANCHO ALTO LARGO PESO CUCHARA

Eimco 12B 0,76 m 1,40 m 1,78 m 1 800 kg 0,155 m3

Eimco 21 0,84 m 1,50 m 2,05 m 2 700 kg 0,198 m3

Sullivan 0,83 m 1,40 m 1,87 m 1 900 kg 0,113 m3

Gardner Denver 0,81 m 1,35 m 1,94 m 1 950 kg 0,115 m3


La parte característica de esta máquina es la pala en forma de cuchara.

Requieren una presión mínima de aire de 85 psi.

Los principales fabricantes para América son: Atlas Copco, Eimco, Conway, Sullivan, Joy, etc.

Requerimientos

Aire comprimido

Componentes y descripción

Bastidor o chasis, montado sobre ruedas para rieles. Cuenta con:

Motor de avance, con su palanca de control. Estando ésta en forma vertical, el motor produce una acción de freno; moviéndose hacia adelante o hacia atrás, avanza o retrocede respectivamente. Presionando o jalando, gira el cuerpo superior 30 grados, respectivamente.

Mecanismo de giro del cuerpo superior, compuesto por 2 cilindros neumáticos que permiten el giro de 30° a ambos lados del eje longitudinal.

Cuerpo Superior, que cuenta con:

Corona de giro, que rota sobre rodajes (bolas de acero) y que es asegurado por un pin vertical. Sirve de apoyo al motor de accionamiento de la cuchara.

Engranaje de accionamiento de la cuchara, que con su palanca moviliza hacia adelante o hacia atrás y a los costados (giro).

Cuchara, que sirve para cargar, voltear y descargar el mineral roto en el carro minero que se halla enganchado a la Pala.

Motor de accionamiento de la cuchara, con aire comprimido. La palanca accionada hacia adelante o atrás lleva la cuchara hacia adelante (sobre el piso) o hacia atrás a fin que traslade su carga en el carro minero que se encuentra enganchado a la pala.

Válvula de alimentación, que controla el ingreso del aire comprimido a la máquina, una vez instalada la manguera a la toma principal, que también cuenta con su válvula.

Funcionamiento

La cuchara en su posición inferior y mediante el avance de la máquina, se introduce en el material roto llenándose mediante embragues y desembragues del motor de elevación. Luego la cuchara se levanta y vuelca atrás, lanzando el material roto sobre el carro minero para inmediatamente volver a su posición de carguío, por efecto de los resortes de retorno y de su propio peso, además del control de la cuchara.











4.3.- PALA CAVO

Características

Creado por Atlas Copco en 1950. Es una pala sobre llantas con tolva que carga, transporta y descarga

(equipo LHD) con motor neumático (también existen con motor diésel o eléctrico).

Cuenta con tracción en las 4 ruedas. Puede ser controlado a distancia por acción de un control especial. Puede presentar problemas de pinchaduras de sus llantas. Su desplazamiento máximo es de 200 metros en una dirección.

Requerimientos

Aire comprimido (o electricidad o diésel)

Dimensiones, Capacidades y demandas

CARACTERISTICAS CAVO 310 CAVO 511

Longitud de pala; mm 2920 3600

Ancho de cuchara; mm 1270 1500

Ancho de pala; mm 1440 1730

Ancho de pala con plataforma; mm 1930 2400

Altura con cuchara levantada; mm 2120 2700

Altura con tolva levantada; mm 2420 2700

Altura libre al piso; mm 115 207

Capacidad de cuchara; m³ 0.13 0.5

Capacidad de tolva; m³ 1.00 2.1

Presión de aire requerido 85 85

Demanda de aire comprimido, m³/min 8 15



Componentes

Cuchara Tolva Pistón neumático o hidráulico para la cuchara (Cavo 310 y 511

respectivamente.). Chasis Neumáticos 2 controles manuales - Plataforma en el lado izquierdo - Elementos de seguridad: Palanca que acciona la válvula de cierre instantáneo de pase de aire a

los mandos. Seguro de la tambora de arrollamiento de la cadena de levante de la

cuchara. Barra de bloqueo de la tolva en la posición de levantada.



MÁQUINAS DE CORTE

Son máquinas que se utilizan para los minerales no metálicos ornamentales e industriales como calizas, areniscas, pizarras mármoles, travertinos, ónix y granitos (blandos y pórfidos) gabros, etc. los mismos que son explotados en canteras y en minas subterráneas.

El proceso de arranque de estas rocas generalmente consiste en la separación de la roca madre previamente desbrozada, de un macizo rocoso o bloque, de dimensiones tales que puedan ser cargados y transportados para su industrialización.

Esta separación primaria estará directamente relacionada con determinados factores geológicos del macizo rocoso (estructura, dirección de estratificación, diaclasamiento, etc.) para orientar la secuencia de arranque. Los sistemas o técnicas de corte más aplicados en minería son:

Corte con perforación, Rozadora de brazo, Corte con disco, Corte con hilo helicoidal Corte con hilo diamantado.

5.1.- CORTE CON PERFORACION

Características

Consiste en la apertura de una batería de taladros muy próximos (10 a 20 cm) y paralelos de pequeño diámetro, realizados con Jack Hammer, drifter, etc. para producir un corte a través del plano constituido por los mismos, mediante la posterior acción de una presión mecánica, hidráulica o por bajos explosivos (pólvora, dinamita).

Requerimientos

Aire comprimido Equipo de perforación, Equipo de rotura, Accesorios

Procedimiento

Comienza con la creación de dos caras libres en los laterales del gran bloque, bien a partir de diaclasas existentes, bien mediante la perforación de taladros verticales de 1



¼ a 2 ½ pulgadas de diámetro; luego se perforan taladros horizontales en lo que será la base del bloque y a 30 o 40 cm debajo, debiendo este último volumen ser roto mecánicamente o con explosivos débiles a fin de liberar el bloque en su base; se deja en el piso un lecho de arena o grava o un colchón de goma inflable que logre amortiguar la caída y evitar la rotura de este bloque.

Luego se perforan taladros verticales en el plano posterior del bloque con 5 a 10 cm menos que la altura del bloque, para que finalmente, con la ayuda de cuñas y lengüetas de acero, cuñas o gatas hidráulicas sea separado. Este proceso se visualiza en los gráficos adjuntos.

Posteriormente, el bloque deberá ser escuadrado en las caras que lo requieran (acabado).

5.2.- CORTE CON ROZADORA DE BRAZO

Características

Es un sistema altamente mecanizado que elimina la fase de escuadrado, ya que realiza cortes verticales y horizontales dejando las paredes del bloque completamente lisas.

Puede ser utilizada en minería subterránea o superficial (carbón, sales potásicas, rocas ornamentales, etc.).

La altura del banco está limitada por el alcance del brazo cortador (1.50 a 3.00 m).

Las velocidades de corte son de 2 a 10 cm/min; la velocidad de rotación de los dientes oscila entre 0.4 y 1.4 m/s.

La gradiente máxima de trabajo es de 15°. El sistema de accionamiento es electrohidráulico. Se pueden obtener bloques de diferentes medidas comerciales.

Requerimientos

Energía eléctrica y/o diésel

Composición

Se utiliza una maquinaria que consiste en una cadena provista de dientes de carburo de tungsteno o compuestos diamantados y situados a intervalos de 40 mm como elementos de corte y que gira alrededor de un brazo o carcaza laminar orientable, que lo contiene. La anchura del corte es de 4 cm.



Todo el conjunto puede ser acoplado a diferentes órganos sustentantes, directamente sobre los bancos o base de deslizamiento (carriles direccionales de corte)..

Este brazo oscila entre 1.50 y 3.00 metros de longitud y es accionado poor motores de 10 a 60 KW.

La cadena tiene grosores de 22 a 45 mm. A mayor dureza de la roca requiere menor grosor.

Rozadora de brazo ST 30 VH

Peso 5 500 lb Potencia instalada 35 HP Capacidad tanque hidráulico 16 galones Velocidad de trabajo hasta 3 m/hora Ancho de corte 1 5/8 pulgadas Profundidad útil 6 pies y 7 pulgadas Rotación del brazo 360° Velocidad de la cadena 17 a 47 m/seg

Funcionamiento

Una vez que los bancos han quedado preparados, se ejecuta con la rozadora un corte horizontal al ras del suelo y en toda la longitud prevista para el banco (s).

Se realiza a continuación otro corte paralelo a 30 ó 40 cm encima de éste.

La masa de roca comprendida entre corte, se rompe con martillos picadores de aire comprimido y se evacua, dejando algunos fragmentos de roca para el apoyo provisional del bloque superior.

Se cambia la posición de la sierra a vertical y se efectúa otros 2 cortes, delimitando los bloques lateralmente con lo que tendrían en cada bloque 5 caras libres, siendo la cara posterior la que sujeta al bloque a la roca madre.

Se asierra verticalmente la cara posterior dejando una pequeña porción in situ antes de llegar al corte horizontal, quedando el bloque libre y por su propio peso o con la ayuda de cuñas cae sobre el apoyo provisional en el piso.

Con la ayuda de gatos, tecles, polines, rieles, se traslada el bloque fuera de la zona de explotación.



5.3.- CORTE CON DISCO

Características

Este sistema permite obtener desde el principio, bloques de reducidas dimensiones, sin recurrir a las sucesivas etapas de división y acabado.

Puede realizar cortes verticales y horizontales; la altura de corte está supeditado al radio máximo del disco.

CORTE VERTICAL CORTE HORIZONTAL

Diámetro del disco (m) 2.50 a 3.00 2.70

Velocidad periférica (m/s)

40 a 55 40 a 55

Profundidad de corte (m)

1.00 a 1.25 1.10

Anchura de corte (mm) 12 12

Consumo de agua (l/min)

80 a 140 80 a 140

Potencia (KW) 60 75 75

Requerimientos

Energía eléctrica o diésel

Componentes

El equipo a utilizar consta básicamente en un disco giratorio cortador con el filo de acero diamantado y que se desplazará montado sobre un carretón móvil a través de carriles.



5.4.- CORTE CON HILO HELICOIDAL

Características

Aplicable a rocas de dureza media a baja (mármoles, travertinos, piedras calizas, pizarras, etc.)

Fue desarrollado en Italia a principios del siglo XVIII. Sirve para explotar bloques de mayores dimensiones (3 a 10 m de altura, 2 a 3 m de ancho y 15 a 20 m de longitud) y es utilizado en minería superficial. Una vez situado el bloque en la cancha, se corta a medidas comerciales, con el mismo hilo. Reduce la producción de detritus en base a un acabado plano de las caras.

La técnica de penetración en la roca se lleva a cabo con unos equipos cuya herramienta de corte es un cable de acero de 5.15 mm e hilos de 2.40 mm, que actuará como conductor de los materiales abrasivos (arena fina con 90 % de SiO2 o granalla de carburo de silicio) y refrigerante (agua).

Circula a una velocidad de 6 a 20 m/s sobre el macizo rocoso.

El hilo al entrar en contacto con la roca produce en ella una incisión longitudinal y va penetrando en la masa, cortándolo.

El sistema permite disponer el plano de corte en cualquier orientación aunque operativamente las más habituales son las posiciones horizontales y verticales.

Requerimientos

Energía eléctrica o diésel Agua Abrasivo (arena silícea o granalla de carburo de silicio)

Composición

Un grupo motor eléctrico o diésel de 25 a 50 HP que transmitirá el movimiento a un cable que pasa por una polea motriz.

Un sistema móvil de contrapesos, que permitirá mantener el circuito del cable en tensión (300 kg por 1000 m de cable)

Una batería de poleas de re-envío y alineación, cuya función será concentrar en un corto espacio o longitud (10 a 100 m) la mayor parte del cable en operación.



Una serie de columnas con poleas móviles de avance automatizado, ubicadas en los extremos de la superficie de corte para el guiado del hilo

Un equipo de almacenamiento y dosificación de la mezcla abrasivo-agua, con alimentación directa al punto de entrada del hilo en el macizo rocoso en corte.

Cable de 5 mm de diámetro con 3 hilos de acero, enrollados en espiral, de recorrido continuo (circuito cerrado).

Templadores

Funcionamiento

En los extremos superiores del banco se excavan 2 pozos verticales en toda su altura. Generalmente se usa de 9 a 21 cm de diámetro. Además, se excavan en la base del bloque 2 “galerías” perpendiculares a los pozos y hasta llegar a ellos.

En estas pozos se introducen las columnas para el guiado del hilo que al poner en funcionamiento, practica el corte de arriba hacia abajo.

Se excavan 2 taladros perpendiculares a los pozos y hasta llegar a ellos.

En estas galerías se introducen las columnas para el guiado del hilo, que al poner en funcionamiento, practica el corte horizontal de afuera hacia adentro tanto en la base del banco como a la altura del techo de las galerías, con lo que se obtiene 2 bloques de mineral, cada uno con 5 caras libres.

El bloque inferior se rompe por medios mecánicos o con explosivos, sirviendo este material roto como colchón al bloque superior.

Con una nueva disposición de las columnas, se practican 2 cortes de arriba hacia abajo siguiendo la línea VN y V’N’, separando el bloque que cae sobre el colchón.

El gran bloque cortado (2 a 3 m de ancho, 5 m de altura y 15 a 20 m de longitud), será finalmente cortado en bloques de medidas comerciales mediante sucesivos cortes y el escuadrado final que sea requerido.

5.5.- CORTE CON HILO DIAMANTADO

Características

Permite con menores longitudes de cable en operación, unos rendimientos de corte muy superiores al hilo helicoidal.

Las velocidades de avance oscilan entre 0.6 y 1.5 m2/hora.



La velocidad lineal del cable entre 1 y 40 m/s

Requerimientos

Energía eléctrica o hidráulica

Componentes

Se utiliza un cable de acero de 5mm de diámetro que llevará engarzados a modo de cuentas de collar: Juntas o uniones a ambos extremos, Separadores de 30 mm (entre anillos y muelles), Muelles o distanciadores, Anillos con perlas diamantinas de 8,5 mm de longitud y 6,0 mm de longitud útil y 10 mm de diámetro

La separación entre insertos es de 30 mm. La velocidad de trabajo es de 10 a 45 m/s. La tracción puede ser eléctrica o hidráulica. La máquina se desplaza sobre rieles, en forma manual o mecánica. Sistema automático de control electrónico de arranque, velocidad y tensión del

cable, de paradas por rotura o final de carrera.

Funcionamiento

Es similar al Hilo Helicoidal



1. CONCLUSIONES

La incorporación de sistemas mecanizados en la excavación de chimeneas ya sea utilizando las técnicas Blind Hole o Raise Borer contribuyen a un trabajo seguro para el personal, equipos y materiales especialmente en aquellos macizos rocosos de mala calidad geomecánica.

La productividad que se pude lograr con estos métodos es significativamente alta, y no son comparables con los métodos tradicionales de construcción de chimeneas con utilización de explosivos.

La calidad de terminación de las excavaciones son perfectas con lo cual los hace muy atractivos para los sistemas de ventilación, por la reducción de la pérdida de carga y la consiguiente disminución de la potencia necesaria en los sistemas de ventilación.

De igual forma, la calidad de terminación de las paredes, contribuye a tener piques de traspaso más fluidos, disminuyendo riesgos por atascamiento de la roca.

·La incorporación del método Raise Borer en la excavación de chimeneas slot, o de cara libre, contribuye a contar con chimeneas más regulares, produciendo un mayor rendimiento en las tronaduras de producción o apertura de caserones mineros.

El entrenamiento y la capacitación del personal estos métodos es fundamental para el éxito de las operaciones.



2. BIBLIOGRAFÍA

MALLQUI TAPIA Aníbal. “Maquinaria y equipo utilizado en minería”. UNCP- Huancayo, Perú.

AMES LARA, Víctor. “Tecnología de Explosivos”. UNCP, Huancayo, Perú- 2014.


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II Parcial Maquinaria y Equipo Minero