CONTENIDORESUMEN. 1. INTRODUCCIN 2. OBJETIVOS 2.1. Objetivo
general... 2.2. Objetivos especficos..... 3. DESCRIPCION DE LAS
HERRAMIENTAS Y FUNCIONES DEL MINESIGHT.. 3.1. Data Manager
(Administrador de Datos)........ 3.2. Viewer (visualizador)... 3.3.
Funciones CAD (Computer Aidded Design)... 3.4. Template Editor
(Editor de Plantillas)... 3.5. Point Editor (Editor de Puntos).....
3.6. Extrude/Expand tool (Herramienta de extrusin/expansin) 3.7.
Intersect Surfaces (Intersectar Superficies) 3.8. Intersect Solids
(Intersectar Slidos)... 3.9. Volume Calculator (Calculador de
Volumen)..... 4. BOTADEROS DE DESMONTE Y PISTAS 4.1. Botaderos de
Desmonte.... 4.1.1.Estabilidad de Botaderos.... 4.1.2.Mtodos de
Construccin 4.2. Pistas de Acarreo.... 4.2.1.Elementos del diseo
geomtrico.. 4.2.2.Velocidad de diseo..... 4.2.3.Distancia de parada
y tiempo de reaccin para frena. 4.2.4.Distancia de visibilidad.....
4.2.5.Pendiente... 4.2.6.Seccin transversal de las pistas...
4.2.7.Estabilidad de taludes de corte y relleno...... 5. DISEO DE
BOTADEROS DE DESMONTE EN MINESIGHT.. 5.1. Operacin de extrusin.....
5.2. Calculo de volumen del Dump..... 5.3. Fusionando el Dump con
la Topografa...... 5.4. Reporte de volmenes de corte y relleno por
niveles... 6. DISEO DE PISTAS DE ACARREO EN MINESIGHT 6.1. Trazado
de la Lnea Centro (centerline)..... 6.2. Diseo de las superficies
para el corte y relleno... 6.3. Calculo de volmenes de relleno por
niveles..... 6.4. Calculo de volmenes de corte por niveles.... 6.5.
Balance de volmenes de corte y relleno... 6.6. Interceptando la
topografa con la pista de acarreo...... 7. CONCLUSIONES... 8.
REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS... 2 2 3 3 3 3 3 3 4 5 5 6 6 7 7 8 8 10
10 11 11 12 12 13 13 14 14 16 17 19 20 22 23 24 26 28 29 30 32 34
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DISEO DE BOTADEROS DE DESMONTE Y CARRETERAS EN OPEN PIT USANDO
MINESIGHT RESUMENEl presente trabajo tiene como objetivo demostrar
la versatilidad y flexibilidad en el diseo en tres dimensiones de
botaderos y pistas de acarreo en minera superficial. Despus de
disear el pit operativo, tambin es importante elegir la ubicacin y
capacidad de los botaderos con las respectivas pistas de acarreo,
minimizar las distancias y crear las condiciones de seguridad
necesarias en la operacin. En la primera parte se describen las
principales herramientas que harn posible este diseo, debido a que
el MineSight dispone una amplia gama de recursos de evaluacin y
diseo de minas, solo mostraremos los ms usados. En la segunda parte
se darn conceptos bsicos sobre botaderos de desmonte y pistas de
acarreo y las consideraciones que se deben tomar en cuenta antes de
elegir la ubicacin, diseo y construccin de estas obras. En la
tercera parte se demostrar el diseo paso a paso de un botadero,
tenindose previamente un diseo de pit operativo intersectado con la
topografa. Adems del clculo de la capacidad de este botadero en
metros cbicos y por niveles. En la ltima parte se disear una pista
de acarreo que har posible la interconexin del botadero con la
salida del pit. Para la construccin de esta pista se harn clculos
de volmenes de corte y relleno, con la posibilidad de modificar su
ubicacin en el espacio para el respectivo balance de volmenes en el
movimiento de tierras.
1. INTRODUCCINComo se sabe el uso del software MineSight es
aplicado en clculo de reservas, evaluacin de pits econmicos,
planeamiento de las operaciones. Esta herramienta tambin es capaz
de disear otros elementos de una mina superficial tales como
botaderos de desmonte, pads de lixiviacin, stockpiles, pistas y
otras obras que sean requeridas. El rpido diseo de botaderos y
pistas en tres dimensiones que se logra con MineSight nos permite
tener varias alternativas en corto tiempo mediante las herramientas
y funciones CAD que nos ofrece este programa, de esta manera
tendremos una visin a futuro y podremos evaluar cual ser la mejor
ubicacin y capacidad de botaderos con el respectivo balance de
corte y relleno. El presente trabajo se basa en un proyecto creado
en MineSight en el cual se ha modelado un yacimiento con su pit
final operativo. Los archivos a usarse sern: 901 Contornos de nivel
de la topografa tri901 Superficie triangulada de la topografa
Horizontal Planes Cuadriculas de los planos horizontales E-W
Sections Cuadriculas de las secciones Este-Norte Topo + Pit
Superficie triangulada de la interseccin de la topografa con el pit
final operativo
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2. OBJETIVOS2.1. Objetivo general El objetivo del presente
trabajo consiste en demostrar el uso del software especializado
MineSight en el diseo de botaderos de desmonte y pistas de acarreo
en minera superficial con el respectivo clculo de volmenes de corte
y relleno. 2.2. Objetivos especficos Describir las funciones y
herramientas esenciales para el diseo de botaderos y pistas en
MineSight. Disear un botadero de desmonte cercano al pit y que sea
de gran capacidad Disear una pista de acarreo que sirva de conexin
entre el pit y el botadero Realizar el clculo de volmenes de corte
y relleno Fusionar el pit, botadero y pista a la topografa
3. DESCRIPCION DE LAS HERRAMIENTAS Y FUNCIONES DEL MINESIGHTA
continuacin se describirn las principales funciones y operaciones
que se usan en MineSight para el diseo de botaderos y pistas, adems
del clculo de volmenes. 3.1. Data Manager (Administrador de Datos)
El Data Manager facilita la forma de manejar la informacin que se
va creando en un proyecto, esto nos ayuda a ordenar los archivos en
carpetas y clasificar los tipos de archivos ya sean: geometrys,
drillholes, model views, grids, plots, texto y legendas. Otra
funcin es la de importar y exportar archivos de otros programas
como el Autocad, Gemcom, Vulcan, etc.
3.2. Viewer (visualizador) Esta es una herramienta esencial de
MineSight que nos permite la fcil manipulacin de las vistas y
planos con el manejo de grids, luces y cmaras.
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Este visualizador se apoya en grupos de cuadriculas (gridsets)
creadas por el usuario que definen planos horizontales, seccionales
y no ortogonales para mostrar secciones en dichos planos. Se puede
cambiar el modo de trabajo en 2D o 3D, filtrar planos y recortar
vistas segn requiera el diseo. Adems se pueden crear varios
visualizadores para obtener varias vistas del trabajo que se
realiza.
3.3. Funciones CAD (Computer Aidded Design) As como otros
programas de diseo, MineSight dispone de funciones CAD que nos
permiten el dibujo y edicin de puntos y polylineas. Point: Create
(Crear) Create at Center of Mass (Crear en el centro de masa) Add
(Aadir) Move (Mover) Move (Locked Z) (Mover Z bloqueada) Adjust
Elevation (Ajustar elevacin) Delete (Eliminar) Group Move (Mover
grupo) Group Delete (Eliminar grupo) General Gridder (Rejilla
general)
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Polyline: Create (Crear) Create Planar (Crear planar) Append
(Anexar) Close (Cerrar) Convert 2D to 3D (Convertir 2D a 3D)
Convert 3D to 2D (Convertir 3D a 2D) Compute area/length (Calcular
area/longitud) Delete Segment (Eliminar segmento) Delete By Length
(Eliminar ppor longitud) Delete By Area (Eliminar por area) Join
(Juntar) Global Combine (Combinar global) Split / Splice (Dividir /
Pegar) Clip (Recortar) Densify (Densificar) Thin (Entresacar)
Fillet (Filetear) Smooth (Pulir/Suavizar) Contour Surface
(Contornar superficie) Line (Lnea) Substring (Subcuerda) Redefine
(Redefinir) 3.4. Template Editor (Editor de Plantillas) El editor
de plantillas provee una rpida y conveniente creacin de secciones a
lo largo de una polilinea. Tal como se crea para las superficies de
corte y relleno en el diseo de una pista o para el diseo de labores
subterrneas.
3.5. Point Editor (Editor de Puntos) Otra herramienta de diseo
que es muy til es el Point Editor, el cual nos permite ingresar y
editar puntos con ms precisin y versatilidad que cuando
digitalizamos con el mouse.
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Como se ve en el grafico hay opciones de ingresar y editar
puntos mediante coordenadas absolutas y relativas, azimuth y
buzamiento (dip) lo cual sirve de gran precisin en la digitalizacin
de puntos y polilineas que se quieran trazar, por ejemplo en el
levantamiento poligonal topogrfico. 3.6. Extrude/Expand tool
(Herramienta de extrusin/expansin) Esta herramienta es usada para
crear nuevos slidos y superficies trianguladas mediante la
proyeccin de una polilinea base que debe ser cerrada. Podemos
elegir la distancia y ngulo de extrusin, crear slidos y
superficies, adems de limitar la extrusin con la ayuda de otras
superficies. Con lo cual podremos disear y proyectar nuestro Dump
(botadero) y otras obras similares. 3.7. Intersect Superficies)
Surfaces (Intersectar
Contiene un conjunto de opciones para la generacin de nuevas
superficies de la interseccin de dos superficies existentes.
Dependiendo del resultado que se quiere obtener se deben elegir las
adecuadas opciones, tales como el relleno o corte, adems de las
operaciones booleanas (diferencia, unin e interseccin).
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3.8. Intersect Solids (Intersectar Slidos) El Intersect Solids
es usado para intersectar dos o ms slidos cerrados. Los slidos o
grupos de slidos pueden ser seleccionados directamente del viewer
con el mouse o a travs del uso del Object Contents Browser. Las
operaciones son similares al del Intersector Surfaces: unin,
diferencia e interseccin. 3.9. Volume Calculator (Calculador de
Volumen) Permite el clculo de volmenes de un solid, entre dos
superficies, y opcionalmente puede reportar los volmenes por
niveles definidos por un gridset. El clculo de volumen puede ser
ajustado usando dos mtodos: Mtodo de integracin Mtodo Analtico De
los cuales el ms preciso es el analtico ya que usa clculos
matemticos basados en matrices y determinantes en 3D.
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4. BOTADEROS DE DESMONTE Y PISTAS4.1. Botaderos de Desmonte Un
botadero de desmonte es un rea en el cual una operacin de tajo
abierto puede disponer mineral de baja ley y/o ridos que ha sido
removido del pit con el fin de exponer el mineral de alta ley. En
algunos casos el material es removido por otras indirectas razones,
tal como obras de estabilizacin y construccin de pistas de acarreo.
Los ms comunes tipos de botadero son: Botaderos en quebradas
Botaderos en medio de valles Botaderos en laderas de cerros.
Botaderos en zonas planas. El primer paso para disear un botadero
es la seleccin de un sitio o sitios que sern apropiados para
manejar el volumen de desmonte de roca a ser removido durante la
vida de la mina. La seleccin del sitio depende de varios factores,
de los cuales los ms importantes son: Ubicacin del Pit y tamao a
travs del tiempo. Topografa. Volmenes de Desmonte de Roca. Lmites
de la propiedad. Rutas de drenaje existente. Requerimientos de
restauracin. Condiciones de fundacin. Equipos y maquinaria para el
manejo del material. Todos estos parmetros sern considerados
durante el proceso de seleccin del sitio. Una vez que un sitio o
numero de alternativas de locaciones han sido seleccionadas, el
diseo del botadero puede comenzar.
Diseo de botaderos El objetivo del planeamiento del botadero es
disear una serie de fases de disposicin de desmontes que minimizar
las distancias horizontales y verticales entre el pit y el
botadero. Desde
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que los costos de manejo de desmontes son usualmente ms grandes
que los costos de minado, el diseo del botadero juega un rol muy
importante y crtico, afectando los costos de la operacin total. La
secuencia de minado a tajo abierto y planeamiento de produccin sern
completados previo al diseo de botadero con el objetivo de
maximizar el retorno de la inversin. Por lo tanto, dos de los ms
importantes parmetros concernientes al diseo de botadero han sido
fijados antes de comienzo de diseo: la ubicacin del pit, tamao a
travs del tiempo y el planeamiento de produccin de desmonte. Estos
dos parmetros definen donde pueden comenzar los botaderos, cun
rpido avanzarn, y el volumen final que pueden almacenar. La
ubicacin donde puede comenzar la descarga puede no necesariamente
ser fuera de los lmites del pit. En algunos casos, la descarga de
desmonte dentro del pit puede ser el ms prctico y econmico mtodo de
establecer pistas de acarreo para la las reas de disposicin o para
las ltimas fases del pit. Tambin, como una alternativa, ello puede
ser ms prudente para un botadero pequeo y para volver a usar el
material en un futuro si las ventajas econmicas de ste puedan ser
demostradas. Esto puede afectar el diseo del pit en el sentido que
las ltimas fases adyacentes para el botadero podran tener ratios ms
altos que el diseo original. Por lo tanto, estas reas deberan ser
examinadas en ms detalle y el costo de transporte ahorrados por un
botadero corto comparado a la potencial prdida de reservas de
mineral. La secuencia de minado del pit definir el ratio y fuente
de desmonte de roca. Generalmente, el material de desmonte de las
reas ms altas deben ser transportadas a los botaderos localizados
en las partes ms altas y el desmonte ms bajo en las locaciones las
bajas. Esto es comn si los costos de transporte son minimizados. Si
bien esto es el objetivo ideal, topografa, lmites de propiedad,
rutas de drenaje, estabilidad, consideraciones medioambientales, y
otras restricciones pueden hacer este objetivo dificultoso o
imposible. La topografa limitar las reas disponibles y usualmente
definirn el tipo o forma del botadero. La configuracin ms comn de
botadero son rellenos de valles (completo o parcial), ladera de
cua, abanico y terrazas o combinaciones de estas. Antes de comenzar
con el diseo de botadero, dos adicionales parmetros deben ser
determinados. El factor de esponjamiento del material y el ngulo de
reposo son factores muy importantes en determinar el volumen del
botadero requerido y el talud global. El material In Situ, cuando
es minado, se esponjara 10 a 60%, dependiendo del tipo de material
y frecuencia de fractura, en operaciones de roca dura, el factor de
esponjamiento est entre 30 a 45%. Las pruebas de densidad suelta
deben ser ejecutadas para determinar el esponjamiento anticipado.
Un segundo parmetro que debe ser determinado es el ngulo de reposo
del material suelto. Las rocas secas que salen de la mina
usualmente estn entre 34 a 37. Para propsitos de diseo, un talud
conservador de 1.5:1 (34) es recomendado en orden para la seguridad
del proyecto la anticipada posicin del pie (toe). Las dimensiones
de taludes existentes tambin darn una buena indicacin del ngulo de
cara del botadero a largo plazo. La configuracin del botadero
tambin ser afectada por el mtodo de transporte y la estabilidad y
consideraciones de restauracin.
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Diseo de botadero 4.1.1.Estabilidad de Botaderos La estabilidad
general del botadero depende de un nmero de factores como:
Topografa del sitio. Mtodo de construccin. Parmetros geotcnicos del
desmonte. Parmetros geotcnicos del material de fundacin. Fuerzas
externas que actan sobre el botadero (presencia de agua y sismos)
Ratio de avance del botadero. Todos estos factores combinados en
varias formas durante la vida del botadero de mina ayudarn en la
estabilidad del botadero o para contribuir a su inestabilidad. La
eleccin del sitio del botadero y su topografa usualmente es
limitada con una distancia econmica de la mina, la topografa
usualmente viene a ser una condicin fija. El aspecto crucial de la
topografa es el talud existente del terreno natural donde el
botadero ser construido. Los anlisis muestran que factores de
seguridad empiezan a caer significativamente por encima de una
inclinacin de superficie de 20, a pesar de los parmetros de
esfuerzo de ambos el desmonte o material de fundacin. 4.1.2.Mtodos
de construccin Los botaderos son usualmente construidos por uno de
los dos mtodos ms comunes: en capas o descarga final. Descarga
final es controlada por procesos de falla donde el desmonte es
depositado formando un talud cerrado a su ngulo de reposo y el
factor de seguridad es por consiguiente cerrado a uno. Desde que la
cara del frente est siempre avanzando durante la vida del botadero,
el talud no est estabilizado por la nivelacin con equipos
convencionales hasta el cierre del botadero. El monitoreo de la
vida del botadero es recomendado y anticipado debido a las fallas
de taludes. El botadero de mina construido usando una tcnica de
descarga final algunas veces son referidas como construidos desde
la parte superior, mientras que, la descarga en capas son
construidos de abajo hacia arriba. Los botaderos en capas o bancos
pueden ser controlados, lo cual aade significativamente a su
estabilidad general; sin embargo, ello requiere un talud de
topografa relativamente suave y usualmente conlleva una distancia
de acarreo ms larga en los aos ms tempranos de la vida de la
mina.
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Construccin de botadero por bancos o capas 4.2. Pistas de
acarreo Las pistas son los caminos por los cuales se realiza el
transporte habitual de materiales dentro y fuera de la explotacin,
es decir, por los que circulan las unidades de acarreo. Algunas
consideraciones que deben hacerse en el momento de proyectar los
caminos de acarreo en una explotacin minera son las siguientes:
Punto de salida del pit, que depender de la localizacin de la
planta de tratamiento y/o botaderos para el vertido del estril.
Pistas temporales o semipermanentes. Nmero de carriles en pistas
principales o auxiliares. Pendientes medias y por tramos, tanto
favorables como desfavorables, para el transporte. Sentido del
trfico, etc. 4.2.1.Elementos del diseo geomtrico Los elementos que
definen la geometra de la pista son: a) b) c) d) La velocidad de
diseo seleccionada. La distancia de visibilidad necesaria. La
estabilidad de la plataforma de la pista, de las superficies de
rodadura La preservacin del medio ambiente.
En la aplicacin de los requerimientos geomtricos que imponen los
elementos mencionados, se tiene como resultante el diseo final de
un proyecto de pista estable y protegida contra las inclemencias
del clima y del trnsito. Para el buen diseo de una pista se
consideran claves las siguientes prcticas: Evitar la alteracin de
los patrones naturales de drenaje.
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Proporcionar drenaje superficial adecuado. Evitar terrenos
escarpados con taludes de ms de 60%. Evitar problemas tales como
zonas inundadas o inestables. Minimizar el nmero de contactos entre
la pista y las corrientes de agua. Conseguir una superficie de
rodadura de la pista estable y con materiales fsicamente sanos.
Instalar obras de subdrenaje donde se necesite, identificando los
lugares activos durante la estacin de lluvias. Reducir la erosin
colocando cubiertas vegetales o fsicas sobre el terreno en cortes,
terraplenes, salidas de drenajes y cualquier zona expuesta a
corrientes de agua. Usar ngulos de talud estables en cortes y
rellenos. Usar medidas de estabilizacin de taludes, de estructuras
y de obras de drenaje conforme se necesiten y sea econmicamente
seleccionada. Proporcionar un mantenimiento debidamente planeado y
programado. 4.2.2.Velocidad de diseo La velocidad de diseo es muy
importante para establecer las caractersticas del trazado en
planta, elevacin y seccin transversal de la carretera. Definida la
velocidad del diseo se proceder al diseo del eje de la carretera,
siguiendo el trazado en planta compuesto por tramos rectos (en
tangente) y por tramos de curvas circulares y espirales. Y
similarmente del trazado vertical, con tramos en pendiente rectas y
con pendientes curvilneas, normalmente parablicas. La velocidad de
diseo est igualmente relacionada con el ancho de los carriles de
circulacin y, por ende, con la seccin transversal por adoptarse. La
velocidad de diseo es la que establecer las exigencias de
distancias de visibilidad en la circulacin y, consecuentemente, de
la seguridad de los usuarios de la carretera a lo largo del
trazado. 4.2.3.Distancia de parada y tiempo de reaccin para frenado
De un punto de vista de seguridad, deben disearse las vas de
acarreo para acomodar las capacidades de frenado de esos vehculos
que tienen el potencial de frenado que llega la mayora
frecuentemente atravesado la ruta del acarreo. Desgraciadamente,
muy pocos de los fabricantes de camiones definen las capacidades de
su servicio y sistemas de frenado de emergencia en trminos de
eficiencia. Ellos normalmente se describen revestimiento, tambor o
tamao del disco, mtodo de actuacin y presin del sistema. As, un
operador no sabe si los frenos del vehculo sujetarn en un descenso
en caso de una falla de retardo. Debido a la posible necesidad de
utilizar los frenos de servicio como los nicos medios para detener
o retardar un camin, su performance debe definirse y debe tenerse
en cuenta en el plan de diseo de vas de acarreo seguras. La
Sociedad de Ingenieros Automotores (SAE), comprendiendo la
necesidad por las normas de performance de frenos eficaces, ha
desarrollado los procedimientos de pruebas y criterios de distancia
mnima de parada para algunos que pesan en las categoras de grande,
fuera de la pista y camiones. La SAE recomend los siguientes
valores como distancias de frenado mximo permisible de una
velocidad inicial de 20 millas por hora, en una seco, nivelada y
limpia superficie de concreto.
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Tabla 4.1. Distancia de parada o frenado Distancia mxima de
parada del servicio de Peso del Vehculo (libras) frenado a 20
mill/hr. (pies) < 100,000 60 100,000 200,000 90 > 200,000
400,000 125 > 400,000 175 El tiempo necesario para hacer actuar
a los componentes del sistema de frenos est definido por: Tabla
4.2. Tiempo de reaccin Peso del Vehculo (libras) Tiempo de reaccin
de frenado (seg) < 100,000 0.5 100,000 200,000 1.5 > 200,000
400,000 2.75 > 400,000 4.5 4.2.4.Distancia de visibilidad Se
denomina distancia de visibilidad de parada a la mnima necesaria
para que un vehculo pueda detenerse antes de colisionar con un
obstculo que se halle en su trayectoria, sin dar lugar a
deceleraciones inadmisibles. Determinado el tiempo de parada
necesario, la distancia de visibilidad de parada ser proporcional a
la velocidad del vehculo. Es, por tanto, necesario definir una
velocidad de proyecto o velocidad mnima, que han de poder mantener
los vehculos durante todo el ciclo de transporte. Esta velocidad
es, por supuesto, inferior a la mxima que puede llegar a
desarrollar los volquetes y debe establecerse en funcin de estudios
econmicos relativos a la explotacin, los costes de operacin y los
de construccin y conservacin de la pista. 4.2.5.Pendiente El primer
criterio de diseo es el relativo a que no son deseables los tramos
con gran inclinacin longitudinal, sobre todo si son largos, por la
reduccin que provocan en la velocidad de los vehculos al subir, que
afecta a la produccin horaria, y por incidencia desfavorable en: La
seguridad, mayores distancias de frenado al bajar. Los costes de
operacin, mayor consumo de carburante y mayores tiempos de
recorrido. Los costes de conservacin, aparicin de roderas. Tampoco
interesan, sin embargo, tramos horizontales que puedan dar lugar a
problemas de evacuacin de aguas pluviales. Atendiendo a criterios
puramente mecnicos, las pendientes que pueden remontar y descender
los volquetes son superiores al 20 %; sin embargo, por cuestiones
de seguridad, el lmite hay que situarlo en el 15 % e, incluso, en
valores menores en zonas en las que sea posible la formacin de
placas de hielo. Introduciendo consideraciones de tipo econmico, se
ha comprobado que, salvo zonas muy localizadas, las pendientes en
continuo no deben superar el 7 a 9 %. En cuanto a la inclinacin
mnima, el mnimo absoluto se recomienda fijarlo en el 0,5 % (este
mnimo debe ser del 1 % en zonas de transicin de peralte, en las que
la pendiente transversal de la pista llega a anularse).
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4.2.6.Seccin transversal de las pistas La seccin de las pistas
es funcin de las dimensiones de los volquetes, de manera que sea
suficiente para que la operacin de transporte se lleve a cabo con
continuidad y en condiciones de seguridad. En cuanto al nmero de
carriles en que ha de subdividirse la anchura total, las pistas
mineras son diseadas, generalmente, con solo dos carriles, debido,
por un lado, a la baja intensidad de trfico y, por otro, a la
escasa disponibilidad de espacio. Excepcionalmente, puede
recurrirse a un solo carril con apartaderos. Sin embargo, los
tramos exteriores de las pistas que conducen a los vertederos o a
las chancadoras primarias suelen disearse con ms de un carril en
cada sentido.
Diseo de una pista de dos carriles para volquetes de 85 t.
4.2.7.Estabilidad de taludes de corte y relleno
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En este caso se determinar la inclinacin de los taludes
definiendo la relacin H:V de diseo (considerando parmetros
obtenidos de ensayos y clculos o tomando en cuenta la experiencia
del comportamiento de los taludes de corte in situ y/o ejecutados
en rocas o suelos de naturaleza y caractersticas geolgicas,
geotcnicas similares que se mantienen estables ante condiciones
ambientales semejantes). Los taludes de corte dependern de la
naturaleza del terreno y de su estabilidad, pudiendo utilizarse (a
modo referencial) las relaciones de corte en talud siguientes los
que son apropiados para los tipos de materiales (rocas y suelos)
indicados en la siguiente tabla:
Los taludes de relleno, igualmente, estarn en funcin de los
materiales empleados, pudiendo utilizarse (a modo de taludes de
relleno referenciales) los siguientes taludes que son apropiados
para los tipos de material incluidos en la siguiente tabla:
Para controlar los sectores con taludes inestables en este tipo
de casos, se disearn soluciones de bajo costo para lo cual se
evaluar y definir soluciones mediante: mtodos fsicos como zanjas de
coronacin, estructuras de contencin, mtodos de revegetacin.
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5. DISEO DE BOTADEROS DE DESMONTE EN MINESIGHTEl diseo de
botaderos depende del espacio que se tenga en quebradas o zonas
planas cercanas a la mina.
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La capacidad de botaderos es un factor importante que puede
incidir en el rediseo del pit, debido a que no se cuenta con la
capacidad necesaria para abastecer los materiales debajo de la ley
de corte econmica o se tienen distancias de acarreo demasiado
largas que conducen a un costo mayor de transporte y, por
consiguiente, de minado. El diseo de esta obra consiste
primeramente en elegir una ubicacin adecuada sobre la topografa del
terreno cercano al pit, para ello se trabajar con el siguiente
plano: Para tener organizado los objetos que nos servirn en el
diseo, crearemos una nueva carpeta en el Datamanager denominada
DUMPS, hacemos clic derecho sobre la carpeta, elegimos New/Geometry
Object y lo nombramos D4345 que ser la polilinea cerrada inicial la
que posteriormente ser extruida hacia abajo con un ngulo de -45
(ngulo de reposo), esta polilinea debe trazarse en el nivel 4345
con la ayuda del gridset Horizontal Planes.
5.1. Operacin de extrusin A partir de la polilinea procederemos
a extruirla hacia abajo con un talud de 45 grados que es un valor
referencial, ya que la eleccin de este ngulo depende de los
estudios geotcnicos previos de la zona elegida y de las propiedades
fsicas y qumicas del material de desecho. Crear el geometry
D4345solid y poner en modo de edicin Abrir el D4345 y seleccionarlo
con Abrir la herramienta Extrude, desde Surface/Create/Extrude
(para la versin 4.0-4.5) Procedemos a extruir la polilinea con una
distancia de 200 metros con un talud de extrusin de 45 a una
direccin de 90 y lo fijamos como un solid cerrado activando Along.
En la pestaa Advanced limitaremos la extrusin con la superficie de
la topografa, activando Limit y picando la superficie topo +
pit.
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5.2. Calculo de volumen del dump Utilizando el calculador de
volmenes procederemos a estimar la capacidad de nuestro botadero en
metros cbicos. Abrir el Volume Calculator del men Surface
Seleccionar In a Solid Clic en el D4345solid Usar el mtodo analtico
Apply
Tambin se puede calcular de una manera rpida y sencilla usando
la opcin del query
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5.3. Fusionando el Dump con la Topografa Es necesaria la creacin
de un modelo de superficie del dump, el cual es requisito para la
fusin con la topografa. Crear el geometry D4345surface y poner en
modo edicin Abrir y seleccionar el D4345
Realizamos similar operacin de extrusin para solid, pero esta
vez se extruir como slido abierto en la base (superficie)
Desactivar Along del Extrude tool En la pestaa Advanced desactivar
Limit
Para la versin 4.5 del minesight, en la ficha general debe
llenarse as:
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Crear geometry D4345merge y poner en modo edicin Abrimos el
Intersect Solids del men Surface Seleccionamos como grupo A a la
superficie del dump (D4345surface), y la topografa (topo + pit)
como grupo B Elegir el mtodo de interseccin unin. Clic en preview
para una vista preliminar si estamos de acuerdo hacer clic en;
Apply
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5.4. Reporte de volmenes de corte y relleno por niveles
Anteriormente se calculo un volumen global del dump. En la
siguiente operacin se calculara los volmenes diferenciados por
niveles apoyados en la cuadricula Horizontal planes que fija los
niveles cada 15 metros (altura de bancos).
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Tener abierto el D4345merge y topo + pit Abrimos el Volume
Calculator del men Surfaces Seleccionar Betwen Surfaces (Entre
Superficies) Clic en la superficie topo + pit como Top Surface Clic
en D4345merge como Bottom Surface Activar Levels y seleccionar el
gridset Horizontal planes u otro que contenga los planos
horizontales. Apply
Este reporte nos muestra un informe de volmenes de relleno
(fill) por cada nivel de operacin. Adems de los acumulativos de
volmenes que ascienden a un total de 15530661 m3. En las dos ltimas
columnas se tienen los volmenes netos y acumulativos netos que estn
con signo negativo el cual corresponde a volmenes de relleno, y
signo positivo para los volmenes de corte (cut), pero que no se
consideran en este reporte.
6. DISEO DE PISTAS DE ACARREO EN MINESIGHTUna vez diseado el
dump, se requerir la construccin de una pista que servir de conexin
entre el pit y el dump; como se ve en la figura de arriba se
requerirn volmenes de relleno y a la vez volmenes que sern
arrancados por donde se trace el eje de la pista. Trazaremos una
lnea centro o eje de pista segn las normas establecidas para la
construccin de este tipo de obras con el fin de dar seguridad y
flexibilidad a la operacin. Usando el Editor de Plantillas
crearemos los perfiles de corte y relleno, en este ejemplo
consideraremos los taludes de ambos en 45, para la eleccin de
ngulos en aplicaciones reales se considerar estudios geotcnicos y
ambientales. Con el uso del Point Editor podremos mover nuestra
pista en cualquier direccin, esto con el fin de balancear los
volmenes de corte y relleno. Se pueden crear varios diseos, los
cuales nos permitirn tener una mejor evaluacin de la obra a
proyectarse.
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6.1. Trazado de la Lnea Centro (centerline) Sobre la topografa
trazaremos nuestra lnea centro, considerando que debe empezar en la
salida del pit (nivel 4112.5) y terminar en el dump (nivel 4345),
adems que cada tramo que digitalicemos no debe exceder 11% de
gradiente. En el Data Manager crearemos una nueva carpeta
denominada ROAD DESIGN Dentro de ella crear geometry centerline y
poner en modo edicin Previo a la digitalizacin del centerline
tenemos que configurar en el menu snap como face snap para que los
puntos que tracemos se ubiquen sobre la topografa. Activaremos el
Show selection nodes para visualizar los puntos que se trazan.
Digitalizar los puntos cuidando que no se sobrepase 11% de
gradiente.
Para la versin 4.5 ir al men File/Project Settings, en la pestaa
Status bar, configurar el Dip en percent.
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Una vez digitalizado se puede ver en la barra de estado del
Minesight que la longitud de la polilinea es de 3370.41 metros, la
cual tendremos que densificar puntos y suavizar las curvas para un
mejor diseo. Seleccionar la polilinea, ir al men polyline y hacer
clic en Densify y llenar tal como se ubica en la figura de abajo.
Ira a Men Polyline, elegir Smooth, llenar como se muestra en la
figura. En ambos casos clic en Apply
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6.2. Diseo de las superficies para el corte y relleno
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Crearemos unos perfiles de superficie en forma trapezoidal de 30
metros de base menor (ancho de pista), 50 metros de altura y un
ngulo de 45 esto en ambos perfiles. Relleno (Fill):
Corte (Cut): Creacin de la superficie de relleno Crear geometry
surface fill, poner en modo de edicin En el men UTILITIES abrir el
Template Editor Seleccionar el centerline Llenar la informacin de
la figura de abajo Ir a Surfaces/Create solids/Attach Template
Along Polyline Preview/Apply
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Creacin de la superficie de corte Crear geometry surface cut,
poner en modo de edicin En el menu UTILITIES abrir el Template
Editor Seleccionar el centerline Llenar la informacin de la figura
de abajo Ir a Surfaces/Create solids/Attach Template Along Polyline
Clic en Preview/Apply
6.3. Calculo de volmenes de relleno por niveles Abrimos el
Volume Calculator del men Surfaces Seleccionar Betwen Surfaces
(Entre Superficies)
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Clic en la superficie D4345 merge como Top Surface Clic en
surface fill como Bottom Surface Activar Levels y seleccionar el
gridset Horizontal planes u otro que contenga los planos
horizontales. Apply
Se tiene un acumulado de 360466 m3 de volmenes de relleno. 6.4.
Calculo de volmenes de corte por niveles Abrimos el Volume
Calculator del men Surfaces Seleccionar Betwen Surfaces (Entre
Superficies) Clic en la superficie D4345 merge como Top Surface
Clic en surface cut como Bottom Surface
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Activar Levels y seleccionar el gridset Horizontal planes u otro
que contenga los planos horizontales. Apply
Se tiene un acumulado de 200543 m3 de volmenes de corte. 6.5.
Balance de volmenes de corte y relleno Si no estamos de acuerdo con
el reporte de volmenes mostrados, tal vez porque en el relleno
tendremos que usar materiales de prstamo para cumplir con los
volmenes calculados pero con un incremento de costos. Para ello
tenemos la opcin de modificar tales cantidades, usando el Point
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Editor, para mover las superficies de corte y relleno en el eje
Z, esto generara una variacin en los valores acumulados de
volmenes, como ejemplo desplazaremos en 1 metro hacia arriba del
eje Z y veremos la diferencia de los clculos anteriores.
Generacin de nuevos reportes con la variacin de 1 metro de
desplazamiento Calcular los volmenes siguiendo los procedimientos
anteriores mostrados
474654 m3 de volmenes de relleno
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145764 m3 de volmenes de corte 6.6. Intersectando la topografa
con la pista de acarreo Crear geometry Topo with fill y poner en
modo edicin. Abrir D4345 merge y surface fill Abrir Intersect
Surfaces del men Surface
Por ltimo, cerrar surface fill y abrir surface cut, crear
geometry Final Topo
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Topografa final: pit, pista y dump
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7. CONCLUSIONESLa geometra de la pista de acarreo se disear
acorde a la magnitud de equipos que se tenga en la mina. Para la
reduccin de las distancias de acarreo, se debe relacionar el
sentido de la rampa (horario o antihorario) con el diseo de pista,
ya que eligiendo cualquiera de estos sentidos se elige la salida
del pit y el inicio de la pista. Debido a que se maneja grandes
volmenes en el diseo de pistas, se debe tener varios diseos o
alternativas que nos permitan balancear el movimiento de tierras.
Para el clculo de volmenes, es fundamental un buen levantamiento de
la topografa, mientras ms detallado y ms puntos tenga, el margen de
error ser menor. Es necesario considerar en el modelamiento de la
topografa de la mina, el drenaje natural, porque si no se toma en
cuenta; podramos estar diseando los botaderos y pistas en zonas no
adecuadas.
8. REFERENCIAS BIBLIOGRFICASKaufman, Walter. - Ault, James.
Design of Surface Mine Haulage Roads - A Manual. United States
Department of the Interior - Bureau of Mines Kennedy, Bruce A.
Surface Mining. Society for Mining Metallurgy and Exploration
(U.S.) Ministerio de Transportes y Comunicaciones (2008). Manual
para el diseo de carreteras no pavimentadas de bajo volumen de
trnsito. Repblica del Per. Mintec. (2000). MineSight Manual de
Introduccin a Aplicaciones Geolgicas. Mintec. (2000). MineSight
Manual de Introduccin a las Aplicaciones de Ingeniera de Mina.
Mintec. (2000). MineSight 2 - Introduction to General Applications.
Orderique, Edgardo (2001). Optimizacin de la Secuencia Anual de
Minado.
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