Metodos De Corte En Mineria Subterranea

Métodos de corte en minería subterránea

BY SEGURIDAD MINERA

EL 16 SEPTIEMBRE, 2013 A LAS 7:10 AM

CATEGORY : OPERACIONES

TAGS : MINERÍA SUBTERRÁNEA, VOLADURA

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El principio de la palabra voladura de túneles reside en la apertura de una cavidad inicial, denominada corte, cuele o arranque, destinada a crear una segunda cara libre de gran superficie para facilitar la subsiguiente rotura del resto de la sección, de modo que los taladros del núcleo y de la periferia puedan trabajar destrozando la roca en dirección hacia dicha cavidad.

La profundidad del corte debe ser igual a la estimada para el avance del disparo, cuando menos. La ubicación influye en la facilidad de proyección del material roto, en el consumo del explosivo y el número de taladros necesarios para el disparo. Por lo general, si se localiza cerca de uno de los flancos (a) se requerirá menos taladros en el frontón; cerca al techo (b) proporciona buen desplazamiento y centrado de la pila de escombros, pero con mayor consumo de explosivo; al piso (c) es conveniente sólo cuando el material puede caer fácilmente por desplome. En general, la mejor ubicación es al centro de la sección ligeramente por debajo del punto medio (d).

Métodos de corte

Corresponden a las formas de efectuar el disparo en primera fase para crear la cavidad de corte, que comprenden dos grupos:

1. Cortes con taladros en ángulo o cortes en diagonal.

2. Cortes con taladros en paralelo.

Cortes en diagonal

Su efectividad consiste en que se preparan en forma angular con respecto al frente del túnel, lo que permite que la roca se rompa y despegue en forma de “descostre sucesivo” hasta el fondo del disparo.

Cuanto más profundo es el avance, tanto más taladros diagonales deben ser perforados en forma escalonada, uno tras otro conforme lo permita el ancho del túnel.

Estos cortes se recomiendan sobre todo para roca muy tenaz o plástica por el empuje que proporcionan “desde atrás”. También para las que tienen planos de rotura definidos, ya que dan mayor alternativa que el corte paralelo para atacarlas con diferentes ángulos.

En su mayoría se efectúan con perforadoras manuales y su avance por lo general es menor en profundidad que con los cortes en paralelo (45 y 50% del ancho del túnel), pero tiene a su favor la ventaja de que no se “congelan” o “sinterizan” por exceso de carga o inadecuada distancia entre taladros, como ocurre frecuentemente con los cortes paralelos.

Es indispensable que la longitud y dirección de los taladros sean proyectadas para que el corte se ubique simétricamente a una línea imaginaria y que no se perfore excesivamente.

Se disponen por parejas, con tendencia a casi juntarse en la parte más profunda para lograr un efecto combinado de las cargas, especialmente en rocas difíciles de romper (duras, estratificadas,etc.). Son más incómodos para perforar porque el operador tiene que ver imaginariamente cómo están quedando ubicados y orientados los taladros, para evitar que se intercepten.

Respecto a la carga explosiva, los taladros de arranque, es decir los más cercanos a la cara libre, no requieren una elevada densidad. Ésta puede disponerse más bien en los más profundos para tratar de conseguir alguna rotura adicional que compense la natural limitación del avance debido a la propia perforación.

Estos cortes son mayormente aplicados en túneles y galerías de corta sección con taladros de pequeño diámetro. Los consumos promedios varían en cifras tan extremas como 0,4 a 1,8 kg/m3.

Además de túneles, los cortes angulares especialmente en cuña y abanico permiten abrir la rotura inicial en frentes planos sin caralibre, como es el caso de apertura de zanjas, pozos, etc. Estos cortes pueden clasificarse en tres grupos:

1. Corte en cuña de ejecución vertical (wedge cut), corte encuña de ejecución horizontal (“v” o “w”) y corte piramidal. En los tres casos los taladros son convergentes hacia un eje o hacia un punto al fondo de la galería a perforar.

2. Corte en abanico (fan cut) con diferentes variantes. En este caso los taladros son divergentes respecto al fondo de la galería.

3. Cortes combinados de cuña y abanico o paralelo y abanico. La geometría de arranque logrado con los cortes angulares básicos se muestran en las siguientes figuras:

Corte en pirámide o diamante (center cut)

Comprende a cuatro o más taladros dirigidos en forma de un haz convergente hacia un punto común imaginariamente ubicado en el centro y fondo de la labor a excavar, de modo que su disparo instantáneo creará una cavidad piramidal.

Este método requiere alta concentración de carga en el fondo de los taladros (apex de la pirámide). Se le prefiere para piques y chimeneas.

Según la dimensión del frente puede tener una o dos pirámides superpuestas. Con este corte se pueden lograr avances de 80% del ancho de la galería; su inconveniente es la proyección de escombros a considerable distancia del frente.

Corte en cuña o en “v” (wedge cut)

Comprende a cuatro, seis o más taladros convergentes por pares en varios planos o niveles (no hacia un solo punto) de modo que la cavidad abierta tenga la forma de una cuña o “trozo de pastel”. Es de ejecución fácil aunque de corto avance especialmente en túneles estrechos, por la dificultad de perforación.

La disposición de la cuña puede ser en sentido vertical horizontal. El ángulo adecuado para la orientación de los taladros es de 60° a 70°. Es más efectivo en rocas suaves a intermedias, mientras que el de la pirámide se aplica en rocas duras o tenaces.

Corte en cuña de arrastre (drag o draw cut)

Es prácticamente un corte en cuña efectuado a nivel del piso de la galería, de modo que el resto del destroce de la misma sea por desplome. Se emplea poco en túneles, más en minas de carbón o en mantos de roca suave.

Corte en abanico (fan cut)

Es similar al de arrastre pero con el corte a partir de uno de los lados del túnel, disponiéndose los taladros en forma de un abanico (divergentes en el fondo). También se le denomina “corte de destroce” porque se basa en la rotura de toda la cara libre o frente de ataque del túnel. Poco utilizado porque requiere decierta anchura para conseguir unavance aceptable.

Corte combinado de cuña y abanico

Usualmente recomendado para roca tenaz y dura, hasta elástica. Útil y muy confiable, aunque es difícil de perforar.

Cortes en paralelo

Como su nombre lo indica, se efectúan con taladros paralelos entre sí. Se han generalizado por el empleo cada vez mayor de máquinas perforadoras tipo Jumbo, que cuentan con brazos articulados en forma de pantógrafo para facilitar el alineamiento y dar precisión en la ubicación de los mismos en el frente de voladura.

Los taladros correspondientes al núcleo y a la periferia del túnel también son paralelos en razón de que es virtualmente imposible perforar en diagonal con estas máquinas. Todos tienen la misma longitud llegando al pretendido fondo de la labor.

El principio se orienta a la apertura de un hueco central cilíndrico, que actúa como una cara libre interior de la misma longitud que el avance proyectado para el disparo. La secuencia de voladura comprende tres fases; en la primera son disparados casi simultáneamente los taladros de arranque para crear la cavidad cilíndrica; en la segunda, los taladros de ayuda del núcleo rompen por colapso hacia el eje del hueco central a lo largo de toda su longitud, ampliando casi al máximo la excavación del túnel, tanto hacia los flancos como hacia el fondo; por último salen los taladros de la periferia (alzas, cuadradores y arrastres del piso) perfilando el túnel con una acción de descostre.

El perfil o acabado final de la pared continua del túnel, depende de la estructura geológica de la roca, básicamente de su forma y grado de fisuramiento natural (clivaje, diaclasamiento, estratificación) y de su contextura.

El hueco central debe tener suficiente capacidad para acoger los detritos creados por el disparo de los primeros taladros de ayuda, teniendo en cuenta el natural esponjamiento de la roca triturada, de modo que se facilite la expulsión (trow) del material de arranque, después de las segundas ayudas y los taladros periféricos.

Para diferentes diámetros de taladros se requieren diferentes espaciamientos entre ellos. Es importante la precisión de la perforación para mantener estos espacios y evitar la divergencia o convergencia de los taladros en el fondo con lo que puede variar el factor de carga. La densidad y distribución de la columna de explosivo, en muchos casos reforzada, así como la secuencia ordenada de las salidas son determinantes para el resultado del corte.

Usualmente los taladros de arranque se disparan con retardos de milisegundos y el resto del túnel con retardos largos, aunque en ciertos casos los microretardos pueden ser contraproducentes.

Estos cortes son aplicados generalmente en roca homogénea y competente, son fáciles

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