introduccionEn la división de actividades mineras se encuentran muchos procesos de excavación para dejar en óptimas condiciones las labores de explotación. Entre ellos podemos encontrar túneles, rampas, socavones, cortadas, piques y chimeneas entre otras. Estas últimas, las chimeneas, son labores verticales utilizadas especialmente en minas subterráneas las cuales tienen como fin el paso de personal, suministros, equipos, ventilación y en menor medida para el traspaso de mineral.

sistemas de confección de chimeneas • Raise borer, • Blind hole• V.C.R (Vertical Crater Retreat) • Alimak.

Método Con Plataforma Trepadora Alimak

Este método de excavación de chimeneas y piqueras se introdujo en 1957, y desde entonces debido a su flexibilidad, economía y velocidad se ha convertido en uno de los más usados del mundo, sobre todo en aquellos casos donde no existe ningún nivel de acceso superior.

Consiste en una jaula con plataforma de trabajo que se desliza a lo largo de guías fijadas a la pared de la chimenea.

Además posee un circuito de aire y agua, un equipo de señales, una bomba y un ascensor de servicio, todos instalados en el “nido” de la plataforma, donde regresa al momento de realizar una tronadura.

Operación

La elevación de la plataforma se realiza a través de un carril guía curvado empleando motores de aire comprimido, eléctricos o diesel.

Los accionamientos de aire comprimido son adecuados para longitudes inferiores a 200m, los eléctricos hasta 800m y posteriormente se recomiendan motores diesel.

La plataforma utiliza un ciclo operativo de 4 pasos

1- Extensión del Riel, Perforación y Carga

Instalación Riel Guía: Después de cada tronada y una vez ventilada la frente, el personal sube la jaula deteniéndola a aproximadamente 0.2 m del extremo del riel, y luego de ajustar el techo de seguridad y verificar que la jaula se encuentra en posición en inclinación correcta, se realizan las perforaciones y se instala la extensión del riel guía.

Perforación y Carga: Una vez instalada la extensión del riel, se sube hasta la frente, en la cual se hacen las perforaciones para los tiros y se plantan las cargas de tiro. Luego la jaula desciende al nido o a un punto seguro.

2- Tronadura.La cantidad y tipo de explosivo utilizado dependerá de la sección de la excavación y el tipo de roca de la chimenea.

Una vez que los tiros han sido conectados, la jaula sólo debe ser activada de forma mecánica o por gravedad, ya que los sistemas eléctricos pueden activar los detonadores accidentalmente.

Finalmente se procede a tronar la frente, habiendo puesto en marcha los nebulizadores del equipo.

3- VentilaciónPosterior a la tronadura, se debe ventilar el área de trabajo. Esto ser realiza inyectando aire comprimido y agua. Durante este proceso la parte superior del riel guía actúa como el nebulizador de agua.Esta etapa puede demorar entre 30 y 45 minutos, dependiendo de la velocidad con la que se efectúe

4- Acuñadura / DesmonteLuego de ventilar la chimenea, se procede a subir la jaula, y acuñar el techo para repetir el ciclo. En el caso en que la chimenea se termine o el riel no vaya a ser usado posteriormente, se desmonta el mismo, y se procede a cortar o retirar los pernos de anclaje usados durante su extensión.

Es importante notar que durante el trabajo los perforistas se encuentran sobre una plataforma segura, a diferencia del método manual, y el transporte de materiales y personal se usa la jaula skip que está debajo de la plataforma. El avance de este método es de 2.2 a 3m por ciclo.

Método Jaula JoraJaula Jora, que consiste en una máquina construida por Atlas Copco específicamente para este fin. Sus principales componentes son la plataforma de trabajo, la jaula de transporte, el mecanismo de elevación y en chimeneas inclinadas el carril guía.

El procedimiento constructivo consta de varias fases. En la primera se perfora un barreno piloto (75-100 mm de diámetro) y en la segunda se montan los equipos y herramientas. Posteriormente, en la tercera fase, tiene lugar la perforación y la voladura

El campo propicio para este método está entre los 30 y 100 m. El problema que podemos tener es la desviación del barreno piloto. Además, en cada pega debe desengancharse la jaula. El barreno central tiene la ventaja de que permite la entrada de aire fresco y de que sirve de hueco de expansión en los cueles paralelos, con los que se consiguen avances de entre 3 y 4 m por disparo.

Método Vertical Crater RetreatEl sistema V.C.R es un sistema mecanizado en el cual se ocupa equipo directamente, mejorando la prevención de riesgo para el personal correspondiente.

Para efectuar este sistema es necesario tener dos niveles presentes en la mina, uno superior en el cual se ubican los equipos para realizar los tiros, estos ya sean inclinados o verticales, y también un nivel inferior en el cual se deja caer el material tronado para ser retirado posteriormente.

La distancia establecida para la implementación de este método, en comparación con otros, es el largo de la chimenea el cual debe estar en el rango de 30m a 70m.

En sus comienzos, este sistema presento varias fallas asociadas al diámetro de la perforación el cual era muy pequeño, correspondientes a 2”, o excesivamente mayores a 8” los cuales provocaban la perdida de precisión, exceso o déficit de explosivos y desvío al momento de ejecutarlos, de esta forma dañaban la roca adyacente y lo volvía un método más costoso

Método Raise Borer

1. Perforación del tiro piloto o sondaje piloto:Se realiza descendente, vertical o con inclinaciones de hasta 40°, utilizando como herramienta de corte un tricono de rodamientos sellados. El avance de la perforación se logra agregando barras extensoras y estabilizadoras a la columna de perforación, dependiendo de la profundidad deseada y las condiciones geológicas y geomecánicas.

2. Escariado o ensanchamiento del tiro piloto:

1 Se puede apreciar de manera general la segunda etapa del proceso, que consiste en reemplazar el tricono por el cabezal escariador o reamer head, una vez éste haya emergido en la superficie superior de la galería, donde finalizó la perforación piloto.

Aplicaciones El método Raise Borer es actualmente aplicable con éxito a una amplia variedad de actividades mineras: Chimeneas de ventilación: Por la calidad de paredes lisas, la pérdida de carga y la resistencia a la circulación disminuyen notablemente. Chimeneas de traspaso de mineral: Al tener paredes lisas aumenta el deslizamiento de material al pasar por la chimenea, aumentando la eficiencia y reduciendo los casos de atascamiento. Chimeneas de servicio y acceso: Por la terminación y los diámetros pequeños que es posible obtener, el Raise Borer es una excelente opción para el paso de aire comprimido, agua, drenajes y cables de energía eléctrica. Además, al ser más estables las paredes de la chimenea, se hace más seguro el acceso del personal.