Diseño y Geometría Operacional en Minería a Cielo Abierto: Bancos, Bermas y LoopBacks

Diseño Geométrico y Operacional en Minería a Cielo Abierto

1. LoopBack (Viraje en U en Rampa)

El LoopBack es un viraje en U en rampa diseñado para cambiar la dirección de los vehículos. Se puede crear con relleno para evitar un área en la cual la pared puede presentar fallas.

Pasos para la Creación de un Viraje en U

1. Primer paso: El segmento del camino en el área superior es creado fuera del límite económico del pit.
2. Segundo paso: Se construye un área plana en la cual los camiones deberán cambiar la dirección. El camino en el área inferior se construye dentro del límite económico del pit.

2. Ventajas Operacionales

La correcta implementación de estos diseños geométricos ofrece múltiples beneficios:

• Mayores velocidades de los vehículos, resultando en productividades más altas.
• Menor consumo de combustible.
• Mayor vida útil de los neumáticos.
• Menores costos de reparación y mantenimiento.
• Disminución de tiempos muertos por averías.
• Mayor eficiencia de los operadores.
• Mejores condiciones de seguridad.
• Menor número de transporte para una producción dada.
• Menores costos, lo que implica mayor rentabilidad económica.

3. Selección de Rutas y Accesos

La selección de la entrada del camino y la ruta dentro del pit son aspectos muy significativos desde el punto de vista económico.

Restricciones para la Construcción de Accesos

• Permitir el acceso libre y seguro a la zona determinada, a tiempo y de acuerdo con el programa de producción.
• Debe cumplir con las restricciones geométricas de los equipos y las actividades, así como con las restricciones geomecánicas del sector.
• Debe permitir la extracción de todo el material relacionado con el sector.
• Debe permitir la realización de actividades paralelas en completa seguridad.

Parámetros Geométricos del Banco

4. Altura de Banco

La altura del banco es un parámetro crítico que:

• Depende de los equipos de carguío y perforación.
• Depende de las características del macizo rocoso.
• Regula la disposición estructural del yacimiento y el control de dilución en la extracción.

Ejemplos de Alturas de Banco (m):

• Chuquicamata: 13, 24, 26 y 30 m.
• Radomiro Tomic: 15 y 30 m.
• Escondida: 15 m.
• Andina: 16 m y 32 m.

5. Ángulo de Talud del Banco

El ángulo del talud depende de:

• Tipo de material y estructuras menores presentes.
• Altura de banco.
• Calidad y daño de las tronaduras.

Generalmente, un buen ángulo se encuentra entre 75º a 80º (fluctúa de 65º a 90º).

6. Quebradura

La quebradura es función de la altura del banco y del ángulo de talud del banco.

Ejemplos de Quebradura (m):

• Chuquicamata: 10 a 20 m.
• Escondida: 11 m.

7. Berma de Banco

• El ancho está determinado por el volumen de los derrames asociados a inestabilidades estructurales a nivel de banco.
• Ayudan geomecánicamente, ya que descargan tensiones en los taludes de la mina.
• A veces sirve como plataforma de acceso y transporte.

Ejemplos de Ancho de Berma (m):

• Chuquicamata: 13, 15 y 25 m.
• Escondida: 11 m.

8. Ancho Mínimo de Operación

Este ancho es necesario para que los equipos de carguío y transporte puedan realizar su trabajo de forma adecuada en el fondo del pit.

• La determinación del ancho mínimo de operación es similar al cálculo del ancho mínimo de la berma de carguío que se detalla más adelante.
• Bermas de anchos adecuados se traducen en un mejor rendimiento de los equipos y en una operación más productiva y eficiente.

9. Comparativa de Bancos

Bancos Bajos

• Más seguridad para personal y equipos.
• Mayor control de desviaciones en perforación.
• Menores niveles de vibración.
• Mayor control de la fragmentación.
• Mejores condiciones para restauración y tratamiento de taludes finales.
• Mejor selectividad y menor dilución.

Bancos Altos

• Mayor rendimiento de carguío y perforación (menores tiempos muertos).
• Mayor rendimiento de equipos de transporte.
• Menor número de bancos, lo que implica mayor concentración y eficiencia de maquinarias.
• Infraestructura de accesos más económica.

Elementos de Seguridad y Drenaje

10. Zanjas y Cunetas

• Zanjas: Se utilizan para canalizar aguas de drenaje. Generalmente tienen un ancho de 1 metro y una profundidad de 50 cm.
• Cunetas: Diseñadas para detener o contener a los vehículos en caso de emergencia. La altura de la cuneta hacia el rajo debe ser la mitad del diámetro de las ruedas de los equipos.

11. Distancia de Seguridad

Se refiere al efecto visual que se produce al conducir un equipo de gran altura, lo cual hace que el conductor perciba los objetos a una distancia menor de la real. Por lo tanto, la distancia de seguridad deberá ser mayor a dicha distancia de percepción.

Equipos Clave: El Bulldozer

12. Características y Uso del Bulldozer

Existen dos tipos principales: de oruga tipo Komatsu y tipo Caterpillar.

Especificaciones Operacionales

• Precio: 1.600.000 – 2.000.000 US$
• Vida Útil: 5-7 años.
• Disponibilidad: CAT: 80%; KOMATSU: 70%.
• Costo Operacional: 160 US$/hora.
• Consumo: 70 litros/hora.

Utilización

• Para hacer caminos y reparar la cancha de la pala.
• Rompe-caminos: Se utiliza para evitar su tránsito por caminos en uso (uso de caminos rampa).
• Se utiliza también en botaderos, mantención y reparación.