2 excavación subterránea

7/24/2019 2 Excavacin Subterrnea

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2.- EXCAVACINSUBTERRANEA MINERA

Ing. Enrique Sigarrstegui Mendoza


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2.- EXCAVACIN SUBTERRNEA MINERA

Contenido:

1. Introduccin.2. Definicin.3. Partes de una excavacin subterrnea.4. Elementos de una excavacin subterrnea.5. reas tpicas de excavaciones de acuerdo al objetivo.

6. Condiciones para ejecutar una excavacin subterrneaTnel.7. Criterios para el diseo de una labor de avance.8. Infraestructura de seguridad.


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2.1.- INTRODUCCIN

Las excavaciones subterrneas son parte fundamental de todaslas etapas de la minera.Ejemplos de excavaciones mineras o tneles:- Galera, avance en mineral

- Crucero, avance en desmonte.- Rampa, avance para va de transito, puede ser negativo opositivo

- Chimeneas, avance vertical positivo.- Pique, avance vertical negativo.

- Inclinados, avance con pendiente positivo o negativo.- Tajo, avance de explotacin.- Otros, como cmaras, bodegas, comedores, refugios,

polvorines, subestaciones, talleres, pozas, etc.


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2.1.- INTRODUCCIN

Estas operaciones se realizaban al comienzo en formaartesanal y se les conoca con el nombre de socavonesy tenan una mnima seccin, ahora se han

desarrollado con las nuevas tcnicas y son partesfundamentales y necesarios de la actividad minerasubterrnea.

El tamao y la profundidad del yacimiento y el mtodode explotacin decide el mtodo y el equipo dePerforacin y Voladura.


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2.1.- INTRODUCCIN

Las excavaciones pueden ser temporales o a largoplazo. De acuerdo a la necesidad de la extraccin delmineral, ya sea la excavacin subterrneo o cielo

abierto.

Los niveles de extraccin se debe mantener siempre enbuenas condiciones de ventilacin, de iluminacin, dedrenaje, de trnsito, de sealizacin, de comunicacin yde seguridad. No debe tener ningn obstculo.


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2.1.- INTRODUCCIN

Todos los estudios de estabilidad y de operaciones debeestar en relacin sobre un tiempo que se requieremantener estable la excavacin.

El concepto de tnel abarca globalmente al proceso deexcavacin, control de la roca, control de toda la periferia,sostenimiento, presencia de agua, revestimiento yconsolidacin de la excavacin.

El xito de una correcta y econmica obra de Tunelaradepender de la buena combinacin que se efecte entreestos factores.


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2.2.- DEFINICIN

Excavacin Subterrnea, avance, tnel o labor

minero son actividades para hacer hoyos, zanjas o

tneles en un terreno de interior del subsuelo,para realizar trabajos civiles y/o mineros


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2.3.-Partes de una excavacin minera -Tnel

Corona, Alza o Techo Paredes, Cajas o Hastiales

Piso o Arrastras Cuneta Solera


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2.4.- Elementos de una excavacin ode un tnel minero.


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2.4.- Elementos de una excavacin o untnel minero

Tubera de aire comprimido.

Tubera de agua.

Tubera de relleno hidrulico.

Cable elctrico. Cable de alumbrado.

Cable de comunicacin.

Mangas de ventilacin

Sealizacin.

Sostenimiento.

Otros


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2.5.- reas tpicas de excavaciones deacuerdo al objetivo

El objetivo principal es de realizar excavaciones paraconstruir con diversas finalidades para dar paso a unavas frreas, carreteras, minas, acueductos, etc. Atravs de una montaa, con el fin de evitar grandesrodeos o declives fuertes, para explotar un yacimiento,conducir agua, realizar desviaciones de aguas de un rio,

construcciones de metros, alojar tuberas deelectricidad, agua, gas, telfono, etc. Necesarios para elhbitat en las grandes ciudades.


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2.5.- reas tpicas de excavaciones deacuerdo al objetivo

Son de acuerdo a los objetivos:

FORMA DE SECCIN OBJETIVO

a. Perfil circular Hidrulico

b. Perfil doble circulo. Tipo boca Hidrulico

c. Perfil curvo con piso recto. Tipo herradura Hidrulico-Viald. Perfil nrdico. Tipo Bal Minera

e. Perfil rectangular Exploratorio

f. Perfil trapezoidal Minera

g. Doble conducto Vialidad

h. Conductos gemelos Vialidad

i. Dos niveles con piso de trabajo Vialidad

Fuente: Excavacin y Sostenimiento de Tneles en Roca Nerio RoblesEd. CONCYTEC


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2.6.- Condiciones para ejecutar unaexcavacin subterrnea - Tnel

2.6.1.- Particularidad.

Usar la tcnica recomendada para todos las

excavaciones o tneles de minera, con sus

variantes que exija las circunstanciasespeciales.

Empleando los mismos equipos de perforacin(compresoras, perforadoras, instalaciones,herramientas, etc.).

Usar un equipo apropiado para la extraccin oacarreo del material volado.


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2.6.1.- Particularidad La ventilacin tiene que buena y apropiada para el

personal, equipos, evacuacin de gases del disparo y de

la roca. Mantener la temperatura efectiva de toda la labor.

Tener el personal adecuado e idneo.

Tener todas las circunstancias del caso que amerite parasuperar los problemas particulares que se puede

presentar durante la ejecucin de la excavacin otnel.

Cada obra subterrnea trae consigo problemas muy

particulares


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2.6.2.- Seguridad.En los trabajos de excavacin subterrnea Tnel, ocurren accidentespersonales, equipos, proceso y ambiental.La causa principal es la cada de la roca. Esto se debe a la inestabilidad de la

roca, a la falla del sostenimiento o por la falta de est.

Las fuentes de la inestabilidad son:

1.- Inestabilidad ocasionada por la geologa estructural, ocurre en rocasduras, pero que presentan fallas geolgicas y fracturas.

2.- Inestabilidad debido a esfuerzos exagerados en la roca, puedenrelacionarse con rocas duras a grandes profundidades, ya que algunasveces no se cumple con realizar el arco de autosostenimientoadecuadamente.


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2.6.2.- Seguridad3.- Inestabilidad ocasionado por meteorizacin de la roca, se relacionangeneralmente con excavaciones en rocas malas, tambin por la instalacin delsostenimiento luego de varios das que esta expuesta la roca libre.

4.- Inestabilidad debido a presiones por flujos excesivos de aguas subterrneas y adiferentes temperaturas.

Pueden presentarse dos o ms fuentes de inestabilidad asociadas, haciendodecidir el mtodo racional de ejecutar.

Se debe actuar tomando las medidas correctivas ante la presencia de gases,presencia de presin de agua, presencia de agua acida y lodo.La mejor manera de prevenir estos tipos de accidente es METRO QUE SE AVANZAMETRO SOSTENIDO.


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2.6.3.- Economa.Toda obra de excavacin subterrnea Tnel, se debe considerar las pautassiguientes:

- Que sea mediamente costosa.

- Que tenga calidad normal.

- Que los plazos de ejecucin tengan la duracin prevista.

COSTO

CALIDAD CRONOGRAMA

En la ejecucin de la excavacin subterrneoTnel, se prev la posibilidad deincrementos de los presupuestos por los factores siguientes:


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2.6.3.- Economa

Conceptos equivocados en el planeamiento de laobra.

Inadecuadas especificaciones tcnicas.

Errada eleccin de equipos.

Sobredimensionamiento de los elementos de

sostenimiento. Mala calidad y/o disposicin de los explosivos.

Accidentes geolgicos inesperados.


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2.6.- Mecanizacin.

Actualmente se tiene nuevos equipos cada vez mspotentes y sofisticados, dando lugar a nuevos sistemas

y/o mtodos de avance, para seleccionar lo adecuadose debe tener en cuenta los factores siguientes:

Dimensin del tnel.

Tiempo previsto del tnel.


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2.6.4.- Mecanizacin

Caractersticas geolgicas, hidrolgicas yambientales.

Costumbre y disponibilidad de la empresa ejecutora. Disponibilidad de los equipos.

Capacitacin, entrenamiento y autorizacin del

personal que va operada los equipos. Disponibilidad mecnica.

Stock de repuestos y servicios.


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2.7.- Criterios para el diseo de una laborde avance

Toda obra de excavacin subterrnea o tnelespresenta una serie de complejidades como la calidaddel medio rocoso que es anisotrpico, conparticularidades de tectonismo, presencia de gases de

los explosivos y de las rocas, presencia de aguassubterrneas, etc.

Elementos que participan en el proceso de diseo de

una labor.1.- La geologa nos da un reconocimiento superficial dela franja o rea donde se va ubicar el eje del tnel enprofundidad.


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2.- Investigaciones Geotcnicas, nos da lascaractersticas del sub-suelo. Esfuerzos primarios delsuelo y la roca.

3.- Estimaciones por experiencia, datos de la seccin,mtodos de la excavacin y elementos estructurales desostenimiento.

4.- Modelos mecnicos, tomar en cuenta lasexperiencias y el sistema estructural por los anlisis.


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5.- Criterios de diseo, con hiptesis de falla y deconceptos de proteccin.

6.- Riesgos de inversin. Tanto el contratista como el

propietario, riesgos consideran los posiblesfallamientos en las estructuras de soporte y derevestimiento del tnel despus de completada la obray las responsabilidades en el riesgo financiero.

7.- Finalmente, se logran los objetivos con un ciertomargen de seguridad.


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2.8.- Infraestructuras de Seguridad

Una excavacin subterrnea o tnel esta consideradocomo una obra atrevida de ingeniera, por suscondiciones de secciones transversales, longitudes, por

el tiempo que va estar abierto, surgiendo numerososproblemas de condiciones tectnicas que las rocas osuelos presentan de difcil solucin, calidad de roca,presencia del agua, condiciones ambientales, etc.

Entonces tiene que tener un grado de estabilidad o deseguridad, que se exige de la roca que circunde a unaexcavacin o tnel


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2.8.- Infraestructuras de Seguridad

Para emplear el sostenimiento adecuado, oportuno yseguro.

Los Sres. Barton, Lien y Lunde, proponen las categoras

siguientes de excavaciones subterrneas, en funcindel tipo de sostenimiento y su factor de seguridad.


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2.6. Infraestructuras de SeguridadA.Minas con excavaciones

temporales.B. Chimeneas o piques verticales.

C. Tneles de conduccin de aguapara proyectos hidroelctricos yde irrigacin, tneles deexploracin, accesos permanentespara desarrollos mineros, galerasy cortes parciales en grandesexcavaciones.

D. Tneles para obras viales(carreteras, ferrocarriles,viaductos), tneles de accesoa casa de mquinas en proyectoshidroelctricos, pozos deoscilacin, plantas detratamiento de agua.

E. Casas de mquinas subterrneas,refugios de defensa civil,almacenes subterrneos,ferrocarriles subterrneos enreas metropolitanas.

F. Estaciones de trenes, fbricassubterrneas, instalaciones

deportivas y pblicas.

Fact

orde

Seguridad

FINALIDAD DE EXCAVACION

Fuente: Excavacin y Sostenimiento de Tneles en Roca Nerio RoblesEd. CONCYTEC

Variacin del Factor de Segundad en relacin con los fines de la

Excavacin


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GRACIAS!!!!

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