Sellado (I)

Desde el punto de vista de la salud y la seguridad, el sellado y la reparación de las bombas centrífugas son los principales motivos de preocupación. Los precintos mecá nicos, que constituyen los principales sistemas de sellado, pueden presentar fugas y, en ocasiones, hincharse. No obstante, se han producido avances importantes en la tecnología del sellado desde el decenio de 1970, que han dado lugar a una reducción significativa de las fugas y han ampliado la vida ú til de la bomba. Algunas de estas mejoras son: precintos de fuelle, precintos de cartucho, diseños externos mejorados, mejores materiales externos y mejoras en el control de las variables de la bomba. La continua investigación en la tecnología del sellado permitirá otras mejoras tecnológicas.

Relleno

El relleno de los tajos impide que la roca se hunda, manteniendo la estabilidad del estrato rocoso y permitiendo una extracció n má s completa del mineral. Tradicionalmente, el relleno se ha utilizado en operaciones de corte y relleno pero tambié n se utiliza en los sistemas de subniveles y RCV.
Por norma general, los mineros vuelcan los residuos de roca en tajos vacíos en lugar de llevarlos a la superficie. Así, por ejemplo, en las minas de corte y relleno la roca residual es distri- buida por el tajo vacío con palas de carga o aplanadoras.
En el sistema de relleno hidrá ulico se utilizan relaves de la instalació n de preparació n mecá nica de la mina que se distribuyen en el subsuelo a travé s de barrenos y tubos de plá stico. Los relaves primero se desenlodan y só lo se utiliza la fracció n gruesa para el relleno. El relleno es una mezcla de arena y agua, con aproxima- damente un 65 % de materia só lida. Al mezclar el cemento en el ú ltimo vertido, la superficie del relleno se endurece formando un lecho firme para los equipos de ruedas neumá ticas.
El relleno también se utiliza en los sistemas de subniveles y RCV, en donde se introduce roca machacada como complemento al relleno de arena. La roca machacada y cribada, obtenida de una cantera cercana, se envía al subsuelo a travé s de pozos especiales de relleno, donde es cargada en camiones
y transportada al tajo, para ser volcada en pozos de relleno espe- ciales. Los tajos primarios se rellenan con roca cementada que se obtiene vaporizando sobre el relleno una mezcla de polvo de cenizas y cemento antes de distribuirlo a los tajos. Este relleno se endurece formando un pilar artificial para explotar el tajo secundario. Por lo general, no es necesaria la mezcla de cemento cuando se rellenan los tajos secundarios, salvo en los ú ltimos vertidos para obtener un suelo de desescombro firme.

Sistema por tajos largos

El sistema por tajos largos se aplica a filones de forma uniforme, grosor limitado y extensió n horizontal amplia (p. ej., vetas de carbó n, capa de potasa o estrato de material de cuarzo explotado en las minas de oro de Sudá frica) y es uno de los principales mé todos utilizados en las minas de carbó n. Con este sistema, se extrae el mineral en lá minas a lo largo de una línea que se repite para extraer el material en un á rea má s extensa. El espacio má s cercano al frente se mantiene abierto mientras que el techo se deja hundir a una distancia segura detrá s de los mineros y de su equipo.
El sistema de tajos largos incluye la realizació n de una red de galerías para acceder al á rea de explotació n y para acarrear el producto extraído hasta el pozo. Dado que la explotació n se realiza en forma de una plancha que se extiende a lo largo de una extensió n amplia, normalmente pueden diseñ arse las gale- rías en forma de red. Las galerías de arrastre se realizan en la propia veta de carbó n. La distancia entre dos galerías de arrastre adyacentes determina la longitud del frente por tajos largos.

Sistema de hundimiento en bloque

Este sistema es aplicable a explotaciones del orden de 100 millones de toneladas distribuidas en todas las direcciones del estrato rocoso con posibilidad de hundimiento (p. ej., con tensiones internas que, al extraer los elementos de soporte del estrato rocoso, ayudan a fragmentar el bloque barrenado). El rendimiento anual previsto tiene que situarse entre 10 y
30 millones de toneladas. Estos requisitos hacen que el sistema de hundimiento en bloque só lo pueda aplicarse en algunos filones específicos. Se utiliza en todo el mundo en minas de cobre, hierro, molibdeno y diamantes.
El té rmino bloque se refiere al diseñ o de la mina. El yacimiento se divide en grandes secciones o bloques con un tonelaje sufi- ciente para muchos añ os de explotació n. El hundimiento se induce eliminando el soporte del estrato rocoso directamente debajo del bloque mediante la realizació n de un corte, una secció n de roca de 15 m de alto fracturada mediante perforació n de pozos profundos y voladura. Las tensiones creadas por fuerzas tectó nicas naturales de considerable magnitud, similares a las que provocan los movimientos continentales, agrietan el estrato rocoso y fracturan los bloques en trozos de un tamañ o que les permite pasar por las aberturas de los puntos de vaciado en la mina. A veces, sin embargo, es necesaria la ayuda de los mineros para manejar bloques demasiado grandes.
El sistema de hundimiento de bloques requiere una gran planificació n y un trazado inicial detallado, que incluye un complejo sistema de excavaciones bajo el bloque. Aunque é stas pueden variar segú n el lugar, por lo general incluyen rozas, aber- turas có nicas, cribones para separar las rocas de tamañ o exce- sivo y rumbaderos que envían el mineral al vagó n de carga.
Las aberturas có nicas excavadas por debajo de una roza recogen el mineral de un á rea mayor y lo envían a un punto de vaciado en el nivel de explotació n inferior. Allí, el mineral es recogido en vehículos CLV y trasladado a rumbaderos. Los bloques demasiado grandes que no caben en el cangiló n se barrenan en puntos de vaciado, mientras que los má s pequeñ os son tratados en el cribó n. Los cribones, conjunto de barras de hierro paralelas para clasificar las rocas, se utilizan por lo general en minas de hundimiento de bloques aunque para esta tarea cada vez se emplean má s los equipos hidrá ulicos.
Las brechas en una mina de hundimiento de bloques está n sometidas a una elevada presión por la roca, de modo que las galerías y demá s aberturas se excavan con la secció n mínima posible. Es necesario realizar un cuidadoso anclaje de las rocas y un recubrimiento con hormigó n para mantener las aberturas en buen estado.
Adecuadamente aplicado, el sistema de hundimiento de bloques es un mé todo de minería barato y rentable. Sin embargo, no siempre se puede prever la capacidad de hundi- miento de un estrato rocoso. Ademá s, el extenso trazado nece- sario requiere una larga fase previa antes de comenzar la explotació n de la mina, y el retraso en la entrada de ingresos puede influir negativamente en las previsiones econó micas que sirvan para justificar la inversió n.

Sistema de hundimiento de subniveles (II)

La voladura rellena el frente del subnivel con una mezcla de mineral y desechos. Cuando llega el vehículo CLV, el hundi- miento contiene un 100 % de mineral. A medida que avanza la carga, la proporción de roca residual irá aumentando gradual- mente hasta que el operario decida que la dilució n es excesiva y detenga la carga. Cuando el vehículo se desplaza a la siguiente galería para continuar el desescombro, el té cnico en voladuras prepara el siguiente círculo de barrenos.
El trabajo de desescombro en los subniveles es una aplicació n ideal para el vehículo CLV. Este vehículo, disponible en diferentes tamañ os, rellena el cangiló n, se desplaza unos 200 m, vacía el cangiló n en el rumbadero y vuelve por otra carga.
El sistema de hundimiento de subniveles consta de tareas repetitivas (excavación de galerías, perforación de pozos profundos, barrenado y voladura, carga y transporte) que se realizan de forma independiente. Así, el personal y los equipos pueden trasladarse continuamente de un subnivel a otro, lo que permite un uso muy eficiente de los mismos. Realmente, la mina es como una fábrica con departamentos. Sin embargo, el sistema de subniveles es menos selectivo que otros mé todos y no propor- ciona unas tasas de extracción especialmente eficientes. El hundimiento genera un 20-40 % de residuos y una pé rdida de mineral de entre el 15 % y el 25 %.

Sistema de hundimiento de subniveles (I)

El sistema de hundimiento de subniveles se aplica a filones con una inclinació n importante o moderada y una gran profundidad.
El mineral se fractura en bloques manejables mediante voladura. El techo se hunde al extraer el mineral y el suelo en la superficie del yacimiento tambié n lo hace (debe acordonarse la zona para evitar el acceso de personal a este á rea).
El hundimiento de subniveles está basado en la fuerza de la gravedad dentro de un estrato rocoso fracturado que contiene mineral y roca. El estrato rocoso se fractura mediante perfora- ció n y voladura y, a continuación, se desescombra a travé s de galerías por debajo del estrato rocoso hundido. Es un mé todo seguro, porque los mineros siempre trabajan en el interior de aberturas del tamañ o de una galería.
En este sistema, se abren subniveles con galerías de forma regular preparadas dentro del yacimiento con una separació n vertical bastante pequeñ a (entre 10,0 m y 20,0 m). El diseño de la galería es el mismo en todos los subniveles (es decir, galerías paralelas a travé s del yacimiento desde la galería de transporte de base hasta la de techo) pero ligeramente desplazadas en cada subnivel con respecto al anterior de forma que las galerías del nivel inferior está n situadas entre las galerías del subnivel superior. Una secció n transversal de las mismas mostraría un esquema en diamante con galerías verticales y horizontales espaciadas de forma regular, lo que da idea de la complejidad del sistema de hundimiento de subniveles. Sin embargo, la excava- ció n de galerías es una tarea fá cilmente mecanizable. La posibi- lidad de trabajar en frentes mú ltiples a diferentes subniveles favorece un elevada tasa de utilización de los equipos.
Cuando se ha completado el trazado de un subnivel, el equipo de perforació n de pozos profundos pasa a perforar barrenos en forma de abanico en la roca superior. Cuando todos los barrenos está n listos, el equipo se desplaza al subnivel inferior.
La voladura de pozos profundos fractura el estrato rocoso por comienza en contacto con el techo y va retrocediendo hacia
el suelo siguiendo un frente recto a travé s del yacimiento en el subnivel. Una secció n vertical mostraría una escalera en donde cada subnivel superior se encuentra avanzado respecto al subnivel inferior.

Disminución de la calidad del suelo (II)

La quema de los residuos de saca ha sido en el pasado el medio preferido para favorecer la regeneración o preparar una estación para plantar. Sin embargo, las investigaciones reali- zadas han demostrado que las quemas intensamente calientes pueden provocar la pérdida de nutrientes del suelo (carbón, nitrógeno, azufre y algo de fósforo, potasio y calcio). Las conse- cuencias del agotamiento de la reserva de nutrientes del suelo pueden ser la reducción del crecimiento de árboles y cambios en la composición de especies. La práctica de reemplazar los nutrientes perdidos por medio de fertilizantes inorgánicos puede resolver parte del problema. Sin embargo, esto no mitiga los efectos de la pérdida de materia orgánica, que es un medio importante para la fauna del suelo.
El uso de maquinaria pesada para el aprovechamiento y los preparativos de plantación puede provocar la compactación del suelo. La compactación puede reducir la circulación de aire y agua en el suelo y aumentar la resistencia del mismo hasta el punto de que ya no puedan penetrarlo las raíces de los árboles. En consecuencia, la compactación de los suelos forestales puede reducir el crecimiento y la supervivencia de los árboles y aumentar las escorrentías pluviales y la erosión del suelo. Es importante observar que, sin cultivos, la compactación de los subsuelos puede persistir durante 20 o 30 años después de la saca forestal. Cada vez se utilizan más los métodos de saca que reducen las áreas y el grado de compactación para reducir la disminución de la calidad del suelo. Los repertorios de reco- mendaciones prácticas en materia forestal adoptados en un número cada vez mayor de países y comentados en el artículo titulado “Normas, legislación, disposiciones y recomendaciones en la práctica forestal” en este mismo capítulo ofrecen orienta- ción sobre tales métodos.