Carga, Transporte y Extracción en Minería Subterránea

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1 Carga, Transporte y Extracción en Minería Subterránea

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3 María B. Díaz Aguado Carga, Transporte y Extracción en Minería Subterránea SEPTEM EDICIONES

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5 Índice 1. Introducción Descripción del ciclo de avance Carga en la minería subterránea Tipos de carga Selección del sistema de carga Pala cargadora Pala de descarga central Pala de descarga lateral Cargadora con brazo recolector Scraper Cargadoras de brazos articulados Cargadoras de perfil bajo LHD Transporte en la minería subterránea Definición y funciones del transporte Tipos de transporte Según su situación Transporte interior Transporte de superficie Según su dirección Horizontal Inclinado Vertical Según su sentido Ascendente Descendente Según los lugares donde se realiza el transporte Transporte de explotación Transporte en galerías Extracción por planos inclinados y por pozos Según el ciclo de transporte Simple Doble... 32

6 3.2.6 Según el tipo de minería Transporte de carbón Transporte de sal Transporte en minería metálica Transporte en otras minerías Según la masa que se transporta Transporte de mineral Transporte de estéril Transporte de material Transporte de maquinaria Transporte de elementos de repuesto Transporte de relleno del postaller y material para aprovechamiento de huecos Transporte de lodos Transporte de personal Según el tipo de proceso Continuo Discontinuo Organización del transporte Ejemplo de organización del transporte Transporte continuo en la minería subterránea Transporte continuo por chapas Transporte continuo mediante transportador blindado Partes del transportador blindado Campo de aplicación Ventajas del transportador blindado Desventajas del transportador blindado Otros equipos con transportador blindado Potencia del transportador blindado Cálculo mediante fórmulas Cálculo a partir de los ábacos del fabricante Transporte continuo mediante cinta transportadora Partes de la cinta transportadora Campo de aplicación Ventajas de la cinta transportadora Desventajas de la cinta transportadora Cálculos para la elección de una cinta transportadora Ancho de banda Capacidad de transporte de una banda Velocidad mínima necesaria de la cinta... 74

7 Cálculo de la potencia necesaria Cálculo de las tensiones en la banda Ejemplos de cintas transportadoras Transporte discontinuo sobre vía La vía minera Vagones Partes del vagón Condiciones generales a satisfacer Clasificación de vagones según su función Transporte y extracción de mineral y tierras Transporte de personal Mesillas Vagones de transporte especial Clasificación de vagones según su tamaño Clasificación de vagones según su descarga Ventajas del transporte sobre vía Desventajas del transporte sobre vía Locomotoras Esfuerzo y tracción en el gancho Pendiente característica Tipos de locomotoras Locomotora eléctrica de trole Locomotora eléctrica de acumuladores Locomotora Diesel Locomotora de aire comprimido Elección del tipo de locomotora Transporte discontinuo sobre ruedas Vehículos para transporte de personal Vehículos para transporte de material Vehículos multiuso Vehículos para transporte de mineral Shuttle car o camión lanzadera Volquete minero Camión articulado Camión tipo Kiruna Extracción Tipos de extracción

8 7.1.1 Extracción por plano inclinado Extracción continua Extracción discontinua Extracción por pozo vertical Tipos de pozos mineros Elementos de la extracción por pozo vertical Castillete o torre de extracción Castillete Torre de extracción Dispositivos de seguridad Sistema de guionaje Elemento de transporte Jaula Skip o vasija Cables de extracción con sus amarres Cables de extracción Carga de rotura del cable Tipos de cable redondo Coeficientes de seguridad Amarres del cable Máquina de extracción Doble tambor Doble tambor con cable de equilibrio Tambores bicilíndrico-cónicos Bobinas de cable plano Polea Koepe Extracción multicable Accionamiento de la máquina de extracción Frenos Embarques Señalización Legislación Referencias Páginas web: Agradecimientos

9 1. Introducción Carga, Transporte y Extracción en Minería Subterránea 1 La minería subterránea existe desde el principio de la Historia de la Humanidad, pues se han encontrado restos de una mina de hematita con una antigüedad de unos años en el cerro de Bomvu (Swazilandia), y de minas explotadas en torno al año a.c., de las que los hombres primitivos extraían sílex para fabricar sus herramientas y útiles. Pero la minería como tal está muy ligada al cobre, que ya se explotaba mediante distintos métodos mineros. Desde entonces, la minería subterránea ha sufrido un gran desarrollo tecnológico, muchas veces unido a grandes avances de la Ciencia, como la aparición de las máquinas de vapor o de la electricidad en el siglo XIX, que supusieron el comienzo de la mecanización de las labores mineras. Estos avances no sólo no se detuvieron, sino que experimentaron su mayor impulso durante el siglo XX, y esta evolución de los equipos continúa en el siglo actual. La adquisición de los equipos suele rondar el % de los costes de capital de una mina y, de ellos, un gran porcentaje se destina a las operaciones de carga, transporte y extracción. Además, solo la carga y el transporte ocupan entre un 25 % y un 45 % del tiempo total de un relevo normal. Por tanto, las operaciones de carga, transporte y extracción adquieren una gran relevancia en el ciclo minero, y de su rendimiento y buena organización depende en gran medida la producción. Esa organización, aunque indispensable para cualquier tipo de minería, es aún más necesaria, a la vez que más complicada, en minería de interior. La selección del sistema más adecuado y de los equipos idóneos para cada una de estas operaciones, así como el acoplamiento entre ellas, se convierte en un parámetro fundamental de optimización de una explotación minera. El reto de la minería del futuro es continuar disminuyendo costes y consumos, así como mejorando rendimientos y productividad de todas las operaciones mineras en general y del sistema acoplado carga-transporte-extracción en particular. Antes de proceder a describir estas tres operaciones es importante situarlas en el contexto del ciclo básico minero o ciclo de avance, pues van muy ligadas a la producción y, por ello, al avance y al arranque. 9

10 1 María B. Díaz Aguado 1.1 Descripción del ciclo de avance El ciclo minero básico consta de las operaciones que se muestran en la Figura 1.1 y se explican brevemente a continuación. 1. Perforación de barrenos con martillo neumático o, más comúnmente, con jumbo de perforación, seguido de la carga de los mismos. Figura 1.1. Ciclo minero básico 2. Voladura, siguiendo alguno de los principales tipos de cuele. Consiste en conexionar y disparar la pega. 3. Ventilación: Una vez disparada la pega se evacuan los gases y el polvo generado durante la operación de la voladura. 4. Saneo del frente de trabajo: Generalmente, antes de proceder a cargar el mineral o el estéril, es preciso sanear la zona del frente de trabajo para evitar pequeños desprendimientos de la corona y del frente. Esta operación es frecuente realizarla desde la pila de material generado. Otras veces, como en el caso que muestra la Figura 1.1, se sanea después de la carga y el transporte y previamente a la colocación del sostenimiento. 5. Carga y transporte de la roca o mineral volado a su destino, que se desarrollan en los siguientes capítulos. Antes de cargar, es frecuente regar para minimizar el polvo durante estas operaciones. 10

11 Carga, Transporte y Extracción en Minería Subterránea 6. Sostenimiento. Posteriormente se coloca el sostenimiento necesario para garantizar la seguridad de las personas y máquinas que van a trabajar en el frente de trabajo. 7. Replanteo topográfico de la dirección de avance, que cierra el ciclo básico. Normalmente el relevo comienza con las tareas indicadas en el apartado 4 del ciclo; es decir, se empieza saneando la zona. Posteriormente se riega y retira el material producido en la voladura al final del turno anterior y se continúa con el resto de las operaciones del ciclo. El relevo finaliza cargando el explosivo y disparando la pega, con el fin de disparar sin interrumpir las labores y de aprovechar el cambio de relevo para la ventilación. Toda la producción y el estéril generado se transportan fuera de la mina mediante la extracción, que además debe garantizar la entrada en la explotación del personal, el material y los equipos necesarios para dar la producción en condiciones de trabajo seguras. A continuación se describen detalladamente la carga, el transporte (tanto continuo como sobre vía minera o rodado) y la extracción, así como los principales equipos y elementos que las componen. Aunque en la minería de interior se utilizan no sólo equipos propios de interior, sino también equipos de minería a cielo abierto (como se puede observar en la Fotografía 1.1, que muestra una retro en una mina de pizarra subterránea), para este libro se han seleccionado únicamente los equipos específicos de minería de interior, que en general también tienen aplicación en obra civil. 1 Fotografía 1.1. Retro empleada en carga en mina de interior de pizarra 11

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