Resumen Clases Chimeneas

Universidad de Chile

Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas

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MI 6071: Tronadura y Excavaciones

Unidad 1: Métodos de excavación vertical

Parte A: Métodos de excavación de chimeneas

Definición de chimenea: excavación vertical que se efectúa desde abajo hacia arriba.

Uso principales de las chimeneas:

Ventilación

Traspaso de mineral

Cara libre

Vía de escape

Servicios

Métodos principales:

1. Manual

2. Jora

3. VCR

4. Alimak

5. Raisebore

6. Blindhole / Boxhole



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1. Método Manual

Método de excavación a través de perforación y tronadura, que requiere solo de nivel

inferior. Este método se caracteriza por operaciones unitarias que están directamente

relacionadas al esfuerzo físico del personal que labora dentro de la chimenea. El uso

de equipos y/o herramientas está limitado solo al uso de perforación pneumática. Para

el ascenso se utiliza una plataforma temporal, la cual, generalmente está compuesta

por patas mineras, tablones de madera y escaleras.

Este método en general es utilizados en secciones menores (< 8.0 m2) y en alturas no

superiores a 50 metros.

Dado los múltiples riesgos asociados a este método, es una metodología destinada a

desaparecer.

Operaciones unitarias:

Topografía y marcado de frente

Perforación manual

Carguío de explosivos

Retiro de plataforma (andamios y escaleras)

Tronadura y ventilación

Marina (cae por gravedad) – se retira con cargador (LHD)

Re-instalación de plataforma (andamios y escaleras)

Acuñadura y Fortificación (según requerimiento)

Plataforma de trabajo

Esquema básico



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2. Método Jaula Jora

Método de excavación a través de perforación y tronadura, que requiere nivel inferior y

superior. Este método se caracteriza por su dependencia del sistema de izaje y

personal trabajando dentro de la chimenea. El uso de equipos y/o herramientas está

limitado solo al uso de perforación pneumática. Para el ascenso y descenso se utiliza

una jaula suspendida por el sistema de izaje, este sistema está compuesto por un

huinche equipado con cables, poleas y conexiones. Para su instalación, se efectúa una

perforación desde el nivel superior a través del eje de la futura chimenea utilizando un

equipo de perforación de tiros largos (DTH, radial, etc.), por esta perforación se

atraviesa el cable del huinche (desde nivel superior a inferior) el cual es conectado a la

jaula ubicada en el nivel inferior.

Este método en general es utilizados en secciones menores (< 9.0 m2) y en alturas no

superiores a 100 metros.

Dado los múltiples riesgos asociados a este método, es una metodología destinada a

desaparecer.



Perforación manual


Descenso y retiro de plataforma

Ascenso y retiro del cable



Re-instalación de plataforma


Diagrama de disparo



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3. Método VCR (Vertical cráter retreat)

Método de excavación a través de perforación y tronadura, que requiere nivel inferior y

superior. Este método se caracteriza por su dependencia del diagrama de perforación.

El uso de equipos y/o herramientas está limitado principalmente al uso de perforación

de tiros largos. Este método no requiere de presencia del personal dentro de la

chimenea. Para su ejecución se efectúan perforaciones desde el nivel superior a través

del eje y perímetro de la futura chimenea, estas perforaciones se cargan con explosivo

y se van tronando por tramos en forma ascendente.

Este método en general es utilizados en secciones menores a intermedias (< 15.0 m2)

y en alturas no superiores a 70 metros, limitado principalmente por las eventuales

desviaciones de la perforación.

Dado la calidad de la excavación, los riesgos asociados a su inspección, es una

metodología cuyo uso ha ido en descenso.


Topografía y Marcado de frente

Perforación de tiros descendentes (en caso de ser desde el nivel superior)






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4. Método plataforma escaladora (Alimak)

Método de excavación a través de perforación y tronadura, que requiere solo de nivel

inferior. Este método se caracteriza por su dependencia del sistema de ascenso y

personal trabajando dentro de la chimenea. El uso de equipos y/o herramientas está

limitado solo al uso de perforación pneumática. Para el ascenso y descenso se utiliza

una plataforma de trabajo suspendida por un sistema de rieles, este sistema está

compuesto por una estación, rieles, plataforma y unidad de emergencia.

Para su montaje, se instalan rieles anclados al techo de la estación, se efectúa un

desquinche (excavación de metros iniciales de chimenea) para instalar rieles curvos y

proceder al ciclo de excavación utilizando la plataforma.

Este método en general es utilizados en secciones menores (< 9.0 m2) y permite

excavar a mediana y gran altura (sobre 500 metros), limitado principalmente por las

condiciones de ventilación y la autonomía del sistema de plataforma las cuales puede

ser accionada por motores diesel, eléctricos o pneumaticos.

Esta metodología representa una excelente alternativa cuando no existe nivel superior.

La adecuada mantención del equipamiento es fundamental para obtener buenos

resultados con este método.



Instalación de rieles

Perforación manual


Descenso y protección de plataforma en estocada



Ascenso de plataforma




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5. Método Raisebore

Método de excavación a través de perforación y escariado, que requiere de nivel

inferior y superior. Este método se caracteriza por su dependencia del sistema

mecanizado (máquina raisebore). El método se basa principalmente en dos etapas, la

primera de perforación de piloto y la segunda de escariado.

Para su instalación, se construye una losa de hormigón o se utilizan vigas de acero

(dependiendo de las condiciones del terreno) las cuales sirven de base para el montaje

de la maquina en el nivel superior. Una vez instalada y nivelada se inicia el proceso de

perforación del piloto descendente hasta romper en nivel inferior, luego se instala el

escariador y se procede a escariar en forma ascendente.

Este método en general es utilizado en diámetros desde 0,7 hasta 8,0 metros y

múltiples alturas (sobre 500 metros), dependiendo de la capacidad de la máquina,

diseño de la chimenea y de las condiciones de la roca. Es importante controlar las

desviaciones que se pueden producir en la etapa de perforación de piloto, por lo cual,

en chimeneas de gran altura se considera la utilización de accesorios que permitan

efectuar un adecuado manejo de las desviaciones.

Esta metodología se caracteriza por entregar un producto de muy buena calidad, en

comparación con los métodos de perforación y tronadura, menos riesgos al personal y

mayor eficiencia de construcción. La adecuada mantención del equipamiento es

fundamental para obtener buenos resultados con este método.



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Construcción de losa o vigas de acero

Montaje de la maquina

Perforación piloto con maquina raisebore hasta rotura en nivel inferior

Retiro de bit e instalación de escariado

Escariado ascendente a sección definitiva


Retiro escariador y barras

Acuñadura y Fortificación (según requerimiento) posterior a la excavación de la

chimenea

6. Método Blindhole / Boxhole

Método de excavación a través de perforación y escariado, que requiere solo de nivel

inferior. Este método se caracteriza por su dependencia del sistema mecanizado

(máquina blindhole). El método se basa principalmente en una etapa, de perforación de

piloto y escariado.

Para su instalación, se construye una losa de hormigón o se utilizan vigas de acero

(dependiendo de las condiciones del terreno) las cuales sirven de base para el montaje



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de la maquina en el nivel inferior. Una vez instalada y nivelada se inicia el proceso de

piloto/escariado ascendente hasta alcanzar la altura requerida.

Este método en general es utilizado en diámetros desde 0,7 hasta 1,5 metros y baja

altura (hasta 50 metros), dependiendo de la capacidad de la máquina, diseño de la

chimenea y de las condiciones de la roca. La marina cae por gravedad sobre la

maquina, por lo cual, se cuenta con una tolva de recepción de marina para su

adecuado manejo.

Esta metodología se caracteriza por entregar un producto de muy buena calidad, en

comparación con los métodos de perforación y tronadura, menos riesgos al personal y

mayor eficiencia de construcción. La adecuada mantención del equipamiento es

fundamental para obtener buenos resultados con este método.



Construcción de losa o vigas de acero

Montaje de la maquina

Excavación de piloto/escariado con maquina blindhole


Retiro de barras, bit y escariador

Acuñadura y Fortificación (según requerimiento) posterior a la excavación de la

chimenea

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