4 diseño de obras subtarráneas-túneles

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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Seccin media (de 9 a 12m2): Galeras de explotacionesmecanizadas.


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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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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
http://www.google.cl/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwjem-yn3rXLAhXFUJAKHWTpDuQQjRwIBw&url=http://formared.blogspot.com/2013/06/curso-de-seguridad-en-tuneles.html&psig=AFQjCNErqgfF9ccxnDCN6IBx0kUgC29aCQ&ust=1457686159754529


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Fortificacin


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Ventilacin de Galeras


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Ventilacin de Galeras


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