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7/26/2019 4 Diseo de Obras Subtarrneas-tneles
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MIN-314(C4)Diseo de tneles
INGENIERA DE ROCASPROFESOR : SOLEDAD MAASS V.
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Obras
Mineras
S
ubterrneas
Caserones
Pilares
Tneles
Chimeneas ypiques
Cavernas
Puntos deextraccin
Puntos de vaciado
Buzones
Carpetas derodados
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Diseo de Tneles
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Tnel
Excavacin de tipo minero o civil , preferentemente horizontal,caracterizada por su alto y ancho (seccin) y por la funcin quedesempea.
Se excava en forma continua y consta de una o dos salidas (corta al
cerro en uno o dos puntos). Segn la funcin que desempeadebemos definir su vida til.
Segn el artculo 333 del reglamento n72, en toda mina deexplotacin subterrnea debern existir por lo menos 2 labores
principales de comunicacin con el exterior habilitadas para eltrnsito de personas (piques, chiflones o socavones), las cuales nodebern interrumpirse entre s (independientes). Segn el artculo334, se establecen 20 metros como distancia mnima entre estosaccesos.
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Preguntas Claves
Para que es el tnel?
Qu duracin va a tener?Cul es su finalidad?
Qu tipo de transporte usaremos?
Galera en horizontal , inclinada o en direccin?
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Tipos de Tneles Mineros
T
neles
Rampas de accesoEspiral/Zig-Zag/En 8
Rectas /etc
Galeras
Produccin
Perforacin
Ventilacin
EstocadasCarguo
Servicios e infraestructura
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Consideraciones
Hacer el frente de avance del tnel tan rpido como seaposible
Consideraciones detalladas en los requerimientos de diseo
Tiempos y costos estn fuertemente relacionados
Cumplir con regulaciones de seguridad , calidad y medioambiente
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Galera
Tnel sin salida al sol, que conecta sectores dentro de la mina.
Su seccin se define en funcin de los equipos que transitarn yla normativa vigente . Debe considerarse el paso deinfraestructura de ventilacin y drenaje .
Si la galeras es demas de 100 m delargo ubicar refugioscada 30 m
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Desquinches
Sobre excavacin de una seccin , en la cual la cara libre parala tronadura corresponde a las paredes o techos de la galera
Planta
Corte transversal
Isomtrico
Desquinche en una Galera
Desquinche
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Punto de Transferencia
Criterios de diseo:
Dimensiones de equipos en trnsito
Nmero de equipos en trnsito durantela operacin de la mina.
Fortificacin requerida por mayorseccin del punto de transferencia
Costos de construccin
Elementos de diseo:
Dimensiones de galeras
Nmero de puntos de transferencia
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Estocadas
Galera horizontal o subhorizontal que se construye a partirde otra galera y es relativamente corta y puede ser utilizadapara diversas actividades
Planta
Isomtrico
Estocada Diagonal
Planta
Isomtrico
Estocada Perpendicular
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Rampa
S1= A
( H - A / 2 )
S2= A2 / 8
Seccin Total= S1+ S2
A
HRadio de
Girointerno
Radio de Giro
externo
Radio de
Giro
medio
Galera de acceso a diferentes niveles. Su geometra puede ser elptica,circular o en 8. Se construyen en pendiente de modo que se pueda acceder
a distintas cotas en la mina (6 a 20%). Normalmente se disea en esteril.
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Tipos de Rampas
Rampa en 8
Ram a Circular
Rampa Elptica
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Otras Definiciones
Nivel: galera horizontal caracterizado por una cota (referida aun nivel de referencia).
Subnivel: galera horizontal o sub horizontal, que se encuentra
sobre o bajo un nivel principal y es paralela a l.
Nivel base: galeras que limitan un sector de explotacin.
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Subniveles de Perforacin
Nivel Base (Carguo
de Produccin)
Chimenea de Ventilacin
Subnivel de Ventilacin
Punto de descarga a pique
Chimenea o pique
de Traspaso
Descarga (Buzn)
Zanja
Casern
Galera
de Zanja
Estocada de Carguo
Nivel de Transporte
Principal
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Diseo de Tneles
Eleccin de la seccin necesaria.
Naturaleza del terreno.
Eleccin del mtodo.
Equipo de carga
Avances mecanizados.
Tronadura, tuneleras.
Equipo de perforacin.
Explosivos para minas.
Tronadura, esquema de tiro
Mtodos de sostenimiento (fortificacin ).
Ventilacin de galeras
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Partes de un tnel
Seccin : ancho x alto
Curvatura
Pendiente
Peraltes
Drenaje
Fortificacin
FUNCIONES
Acceso de personal , materiales e insumos
Acceso de equipos u maquinaria pesada Permite extraccin de mineral de manera rpida y flexible mediante
equipos de bajo perfil
Permite ventilacin y drenaje al interior mina
Accesos a instalaciones .
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Trayectoria
Forma geomtrica del yacimiento
Caractersticas geo mecnicas de roca mineralizada y roca decaja
Disposicin de discontinuidades.
Mtodo de explotacin
Radios de curvatura requeridos , (tratando de minimizar ).
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Factores para Seccin
La seccin de un tnel depender de factores tales como :
Uso ( equipos , peatones , ambos)
Equipos
Infraestructura contenida
Normativa vigente
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Eleccin de la Seccin
Seccin normal (de 5 a 8 m2): Usualmente galeras para
explotacin manual-max 300m.
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Eleccin de la Seccin
Seccin media (de 9 a 12m2): Galeras de explotacionesmecanizadas.
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Eleccin de la Seccin
Seccin grande (mas de 12m2): Galeras principales detransporte, con mangas, doble va, galeras de ventilacin.
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Terreno
Un factor determinante que influye en el avance de la galera.
Tipo de roca
La resistencia a la compresin, determina el mtodo dearranque. Por encima de 50 Mpa el arranque con minador no es
posible. Es muy importante conocer la resistencia a la compresin delos terrenos por donde pasar.
Para uso de tuneleras es importante evaluar el diseo de lasgaleras : longitudes , secciones, intersecciones y radios decurvatura.
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Terreno
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Como se desarrollar
Caractersticas del terreno
Carguo
Transporte
Fortificacin
En minera en roca dura usualmente los tneles se desarrollancon perforacin y tronadura . Sin embargo , esta prcticaconvencional es lenta y cara . Se han evaluado mtodos
alternativos , como las tuneleras .En yacimientos de carbn, pizarra, arenisca, caliza estastecnologas dan buenos resultados .
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Evolucin y Tendencias
Pasado
Roca secundariaGranulometra fina
Baja dureza
Ley alta
Presente
Roca primariaProblemas
geomecnicos
Mineral grueso
Disminucin de ley
Tendencias
Roca primariaDisminucin de leyProfundidad
Mayor produccin
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Como se desarrollar
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Ciclo Minero de Construccin
de un Tnel
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Caractersticas del terreno
Dependiendo del tipo de terreno y la envergadura de laexcavacin existen distintas alternativas para el desarrollo
Martillo picador manual.
Martillo picador mecnico.
Explosivos.
Cemento expansivo
Minador.
Tunelera.
Normalmente se utiliza perforacin y tronadura , con los mismos jumbosconsiderados en la preparacin de todas las galeras de la misma .
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Tipo de Perforacin por Seccin
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Perforacin y Carguo de Tiros
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Perforacin y Carguo de Tiros
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Perforacin y Carguo de Tiros
Tiros huecos : Maricon( 1 o ms)
Se disean tiros de carga de acuerdo a seccin
La rainura puede ser con tiros paralelos o en V
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Anlisis de Diseo de PyT
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Carguo de marina
Pala manual.
Pala neumtica.
Pala electrohidrulica.
Minador.
Scraper.
Tunelera.
Cargador mecnico especial.
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Transporte de marina
Camiones bajo perfil
Transportador blindado (panzer).
Banda transportadora.
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Consideraciones Geomecnicas
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Consideraciones Geomecnicas
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Fortificacin
Sin Fortificacin.
Madera.
Arcos de acero.
Malla , pernos , shotcrete.
Concreto
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Fortificacin
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Ventilacin de Galeras
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Ventilacin de Galeras
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