CANTERASCANTERAS

CAMINOS II

Prof: Ing. Arturo Alayza ValenzuelaUAP – Escuela Profesional de Ingeniería Civil

• GRAVERAS:– Arranque directo.

• CANTERAS:– Arranque con explosivos.

PASOS PREVIOS

• IDENTIFICAR POSIBLE ZONA

• ESTUDIOS DE VIABILIDAD

• OBTENCION DE LOS PERTINENTES PERMISOS

• COMPRA DE TERRENOS

IDENTIFICACIÓN DE LA ZONA

• DOCUMENTACIÓN SOBRE POSIBLES ZONAS

• ESTUDIOS GEOLÓGICOS

• ANTIGUAS LABORES MINERAS

• PROXIMIDAD DE OTRAS CANTERAS

• ZANJAS Y CALICATAS

• SONDEOS CON Y SIN RECUPERACIÓN DE TESTIGO

ESTUDIOS DE VIABILIDAD

• CÁLCULO DE ESPESORES

• DETERMINACIÓN DE CALIDAD DEL MATERIAL

• CÁLCULO DE RATIOS ESTÉRIL/MINERAL

• PERSPECTIVAS DE VENTAS DE MATERIAL EN LA ZONA

OBTENCIÓN DE PERMISOS

• INVESTIGACIÓN, EXPLORACIÓN, EXPLOTACIÓN…

• DECLARACIÓN DE IMPACTO AMBIENTAL

• INSTALACIÓN DE PLANTA INDUSTRIAL

• Etc…

COMPRA DE TERRENOS

• NEGOCIACIONES CON AYUNTAMIENTOS Y PROPIETARIOS

INICIO DE LAS LABORES

• Importante en todo momento tener claros los límites de la futura explotación. MARCAR LÍMITES

»CONCESIÓN

»PROPIEDAD

EJEMPLO (1)

• Situación entre dos canteras de caliza• Caliza Nº 1: Heterogéneas en calidad, espesores

variables en la zona entre 10 y 40 m.• Ratio estéril/mineral de 28%• Caliza Nº 2: Posee como principal cliente las plantas de

hormigón del grupo. Asegura ventas de determinados productos.

• Terrenos en propiedad fuera de cuadrícula en algunas zonas y cuadrícula fuera de terrenos en propiedad en otras.

• No se conocen resultados de estudios previos de sondeos.

EJEMPLO (2)

• Material fragmentado en yacimiento, intercalaciones arcillosas y terrosas. Aumentos de ratio estéril/mineral respecto a yacimientos de caliza Nº 3.

• Humedad en los frentes. Tierra+Humedad = Barro (problemas en trituración y cribado), (Problemas de calidad en productos finales)

DIMENSIONAMIENTO

RESERVAS ESTIMADAS

DIMENSIONAMIENTO DE PLANTA Y MAQUINARIA

VENTAS ESTIMADAS = RITMO DE EXPLOTACIÓN

• Ratio Estéril/mineral + Ventas (Producto útil) determinarán las necesidades en t/h para abastecer la planta de tratamiento, en función de esto se dimensionarán las máquinas de la planta. La calidad del yacimiento y la exigida al producto final determinará el tipo de maquinaria a emplear. El tamaño de la planta determinará el hueco necesario para su ubicación.

• Las toneladas de producto final a obtener y el diseño de la explotación (Distancias previstas a los frentes … etc.) son factores determinantes a la hora de dimensionar tanto la capacidad como el número de vehículos a emplear en las operaciones de carga y transporte.

UBICACIÓN DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO

• Cuidadosa elección del emplazamiento• Minimizar el impacto visual ( Buscar las cotas

más bajas del terreno o aprovechar huecos existentes)

• Lo mas cerca posible de los frentes de explotación

• Planificación de accesos, pasos de vehículos y peatones, oficinas y servicios, báscula de ventas, zona de residuos, Zonas de mantenimiento y talleres… etc. = NECESIDAD DE MAYORES SUPERFICIES.

CONDICIONANTES A LOS EQUIPOS DE PERFORACIÓN,

CARGA Y TRANSPORTE• Perforación: El número capaz de perforar los

metros cúbicos de material necesarios. Capaz de perforar con la malla necesaria para obtener el tamaño idóneo para la planta de tratamiento.

• Carga: Suficientemente grande como para poder abastecer a la planta de tratamiento.

• Transporte: La capacidad suficiente como garantizar el servicio de la planta.

CALICATAS

ESTATIGRAFIA

INVERSIONES INICIALES

• Todos los pasos seguidos hasta el momento implican unos costes de inversión. Se supone que dichos costes deberán recuperarse durante la vida de la explotación para garantizar la RENTABILIDAD DE LA EXPLOTACIÓN. Estos costes se reparten entre los años disponibles para amortización de las inversiones realizadas

hasta el momento. (C0)

Primeros costes por producir (Costes de operación)

• Perforación y Voladura (Cp+Cv)• Carga (Cc)• Transporte (Ct)• Retirada de acopios + Carga ventas (Cav)• TENDENCIA ACTUAL A SUBCONTRATAR =

Precio cerrado con material en tolva. En base a la producción y ventas estimadas el contratista oferta un precio por tonelada en tolva debiendo considerar todos estos costes.

¿DÓNDE COMENZAR LAS LABORES?

• Ideal comenzar en frentes abiertos, (accesos y pistas ya abiertos) y cercanos a la planta de tratamiento.

• Buscar comienzo en límites de explotación, esto permite acopiar estériles en zonas donde no deberán ser movidos posteriormente (Restaurar y semirestaurar + Rápida recuperación de Avales)

COMIENZO DE LAS LABORES

• En frente abierto : Perforación y Voladura del frente.

• En terreno virgen : Perforación y Voladura de Rampa de acceso hasta obtener un frente abierto y espacio suficiente para la maniobra de la maquinaria.

PERFORACIÓN

• Calidad de frentes + Tamaño final deseado determinan la malla de perforación.

• Cálculo teórico de la malla de perforación y posteriores ajustes prácticos destinados a disminuir el coste de perforación por metro lineal.

EJEMPLO (3)

• Inicialmente perforación en malla de 3,5x3,5 con diámetro de perforación pequeño y perforadora de martillo en cabeza.

• Actualmente mayor diámetro de perforación malla de 5 x 5,5 con perforadora de martillo en fondo.

ELECCIÓN DEL EXPLOSIVO

• CARGA DE FONDO: Explosivo con alto poder rompedor.

• SOBREPERFORACIÓN: Arrancar desde el fondo.

• CARGA DE COLUMNA: Explosivo capaz de generar grán cantidad de gases tras la explosión.

• RETACADO: Impedir la salida de gases por la parte superior del barreno.

ELECCIÓN Y CONEXIÓN DE DETONADORES

• Detonadores eléctricos en cabeza + Cordón detonante. Retardo entre barrenos según número del detonador

• Detonadores en fondo con retardo según tipo e iniciación con un detonador eléctrico en superficie.

EJEMPLO (4)

• Carga de fondo: Explosivo Gelatinoso tipo dinamita. GOMA 2ECO 65mm y GOMA 2ECO 55mm.

• Carga de Columna: Explosivo tipo Anfo. Nagolita o Riogel si hay agua en los barrenos)

• Detonadores de fondo: No eléctricos. Primadet• Conectores: Retardos de 25ms, 42ms y 67ms.

EZTL• Detonador de inicio: Eléctrico altamente

insensible.

PREPARACIÓN DEL TAJO PARA LA CARGA

• Limpieza y nivelado de superficies de trabajo.

• Apartar las probables proyecciones de la voladura para facilitar el acceso de los vehículos a la zona de trabajo

CARGA

• FRONTAL O RETRO

• RUEDAS O CADENAS

• Función de la movilidad que esperamos para la máquina, y de las alturas máximas de trabajo esperadas.

TRANSPORTE A TOLVA DE RECEPCIÓN

• Dumperes rígidos o articulados• Capacidad suficiente para abastecer a planta de

tratamiento• Dimensiones de pistas y accesos• Una disposición interna de seguridad regulará

las velocidades y normas de tráfico en todo momento

• Limpieza periódica de pistas y accesos, la carga en exceso obliga a frecuentes mantenimientos.

CARGA PARA VENTAS Y RETIRADA DE ACOPIOS

• Palas cargadoras sobre ruedas

• Necesaria movilidad con rapidez

MAQUINARIA AUXILIAR

• Camión de riego

• Cuba de repostaje de vehículos

• Otros…

EJEMPLO (5)

• Perforadora Atlas Copco Roc F6 con martillo en fondo

• Retroexcavadora Liebher 974• 2 Dumpers Terex Tr-60• 1 Dumper Caterpillar Cat-773• 1 Pala cargadora Volvo L-220-D• 1 Pala cargadora Caterpillar Cat 980 G• 1 Dumper Articulado Volvo A-40• 1 Vehículo auxiliar Pegaso (Riego)• 1 Manipulador telescópico Manitou (Elevación

y transporte de palets y repuestos, barredora de pistas…)

• 1 minipala Komatsu

TRATAMIENTO DEL MATERIAL EN PLANTA

• Recepción del material. TOLVA.

• Alimentación. ALIMENTADORES.

• Machaqueo y Trituración. MACHACADORAS Y MOLINOS.

• Cribado. CRIBAS.

• Transporte del material de unos elementos a otros. CINTAS TRANSPORTADORAS.

PRODUCTO FINAL

• Venta directa de material

• Retirada a acopios y Venta desde estos

• Relleno de huecos de excavación para restauración según PREN autorizado.

COSTOS DE TRATAMIENTO

• Repuestos (Cr) y Mantenimiento (Cm)

• Personal Cp

• Energía (Eléctrica o Gasoil) Ce

• Otros…

• Estos costos van encareciendo el producto final.

RESUMEN BÁSICO DE COSTOS DE PRODUCCIÓN

• Perforación y Voladura

• Carga y Transporte

• Retirada de acopios y ventas

• Tratamiento de material hasta el producto final.

Ctp

• Inadecuado mantenimiento implica averías y aumentos en el coste de repuestos.

• Escaso rendimiento de la planta o de la maquinaria

• Aumentos en precios de repuestos, Gasoil, explosivos…

• Rotaciones de productos• Productos no conformes

LOS PILARES BÁSICOS EN PRODUCCIÓN

• PRODUCCIÓN• SEGURIDAD

• CALIDAD• MEDIO AMBIENTE

• Uno sólo de ellos no es válido, debe buscarse el equilibrio entre los cuatro factores.

CUIDADO DEL MEDIO AMBIENTEREFORESTACIÓN