Control del terreno en minas subterráneas

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DESARROLLO

1. Comente: ¿Por qué es imprescindible que, para la selección del soporte del terreno, sean altamente consideradas las supervisiones de condiciones del terreno? Ejemplifique brevemente, con un caso de minería subterránea real, ya sea una noticia, sucesos de derrumbes o tragedias, experiencias laborales personales, etc.
R: En el diseño de las construcciones subterráneas, se requiere la toma de decisiones ingenieras sobre aspectos como ubicación, dimensiones y características de excavaciones y pilares de roca, el orden de explotación y implementación de sistemas de soporte. Para garantizar la seguridad y el correcto funcionamiento de la mina, es necesario llevar a cabo la supervisión del terreno por diversas razones:

• Recopilar la información pertinente, como por ejemplo, la capacidad de deformación del estrato rocoso, las tensiones en la roca, entre otros.
• Para diseño de la mina, es necesario verificar la precisión de los datos y supuestos involucrados mediante la calibración de modelos computacionales y adaptación de los métodos de minería, con el fin de mejorar la estabilidad de la operación.
• Se debe analizar la eficacia del entibado del terreno actual y, en caso necesario, considerar la instalación de entibados adicionales para prevenir posibles desprendimientos del terreno y detectarlos a tiempo.

Además, la supervisión de las condiciones del terreno se puede llevar a cabo mediante la observación visual o con la ayuda de instrumentos especializados, y es importante realizar una inspección cuidadosa tanto de la superficie como del subsuelo. En algunos casos, puede ser necesario utilizar focos de luz de alta intensidad. Tanto los mineros como los supervisores, técnicos y geólogos tienen un rol crucial en la realización periódica de estas inspecciones. Algunas señales visuales o auditivas de posibles cambios en las condiciones del terreno incluyen:

- El estado del núcleo del trépano de diamantes.
 - Contactos entre tipos de rocas.
- Terreno con sonido hueco.
- Presencia de características estructurales.
- Carga obvia de entibado del terreno.
- Pandeo (inestabilidades elásticas) del suelo.
- Nuevas grietas en paredes o techos.
- Aguas subterráneas y fallas de los pilares.

Es importante destacar que, sin una supervisión adecuada de las condiciones del terreno, no se puede llevar a cabo una correcta implementación del soporte del terreno.
Los mineros pueden utilizar herramientas simples, como cuñas de madera colocadas en grietas, para detectar movimientos en el techo.
Para planificar e implementar un sistema de supervisión adecuado, es necesario definir los objetivos del programa y las variables que se supervisarán, determinar la precisión necesaria en las mediciones, seleccionar e instalar el equipo, y establecer la frecuencia de observación y la forma de presentación de los datos. Es importante que el personal encargado de la instalación del equipo de supervisión tenga experiencia en el área. Algunos aspectos clave del equipo de supervisión son su facilidad de uso, su redundancia y su confiabilidad.
El diseño debe identificar las posibles amenazas para la seguridad o la estabilidad, y debe incluir la elaboración de planes de emergencia en caso de que se superen ciertos niveles de señal. Un sistema de supervisión se compone de un sensor que registra los cambios en la variable supervisada, un sistema de transmisión que utiliza indicadores, cables eléctricos, líneas hidráulicas o radiotelemetría para enviar la señal del señor al punto de lectura, una unidad de lectura como un dial, un calibrador de presión, un multímetro o una pantalla digital, y una unidad de registro o procesamiento como un grabador de cinta, un registrador de datos o un microordenador. Los instrumentos de supervisión pueden funcionar de diferentes maneras:

- Mecánico: Estos instrumentos son generalmente son los más simples, económicos y confiables en cuanto a la detección, transmisión y lectura. Los detectores mecánicos utilizan una varilla o cinta de acero que está fijada a la roca por un extremo y en contacto con un indicador graduado o un sistema eléctrico por el otro. Sin embargo, la principal desventaja de los sistemas mecánicos es que no permiten la lectura remota ni la grabación continua de los datos.

- Óptica: Estos instrumentos se emplean en métodos de supervisión convencionales, precisos y fotogramétricos para establecer los perfiles de excavación, medir los movimientos de los límites de excavación y supervisar el asentamiento superficial.

- Hidráulico y neumático: Estos instrumentos utilizan transductores de diafragma para medir la presión del agua, las cargas de soporte y otros parámetros similares. Estos instrumentos miden la presión del fluido que actúa en un extremo de un diafragma flexible, que puede estar hecho de metal, goma o plástico.

- Eléctrico: Los instrumentos de minería utilizan predominantemente el modo de funcionamiento eléctrico, aunque todavía se utilizan sistemas mecánicos para supervisar fallas en muchas ocasiones. Los sistemas eléctricos emplean indicadores de variación de la resistencia eléctrica, cables vibratorios o autoinducción para medir la variable en cuestión. Las variables más comúnmente supervisadas en las minas son:
- El movimiento: Mediante métodos de supervisión, mecanismos de superficie como indicadores de grietas y extensómetros de cinta, mecanismos de voladura como extensómetros de varilla o inclinómetros.
- Las tensiones de la roca: Tensión absoluta o cambio de tensión en dispositivos de barreno.
- La presión.
- La carga.
- La deformación de los sistemas de soporte del terreno (por ejemplo, celdas de carga), así como los seísmos (vibraciones provenientes desde el interior de la Tierra) y las vibraciones por voladura.

El soporte del terreno es imprescindible en la minería subterránea ya que garantiza la estabilidad de la excavación y, por ende, la seguridad de los trabajadores y el correcto funcionamiento de los equipos. Las condiciones del terreno pueden variar significativamente en distintas zonas de la mina y, por lo tanto, es fundamental realizar supervisiones exhaustivas para seleccionar el tipo de soporte adecuado en cada caso.
Un ejemplo: De la importancia de la supervisión de las condiciones del terreno en minería subterránea es el derrumbe ocurrido en la mina San José en Chile en 2010, donde 33 trabajadores quedaron atrapados durante 69 días. El accidente fue causado por un derrumbe masivo en una excavación que no había sido supervisada adecuadamente. Además, la mina no cumplía con los requisitos de seguridad necesarios para su operación. Este incidente tuvo impacto significativo en la industria minera a nivel mundial y llevó a la implementación de medidas más rigurosas para garantizar la seguridad de los trabajadores en las minas subterráneas.

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