Innovación Subterránea, en el País y en el Extranjero

Las nuevas herramientas ayudan a las minas subterráneas a operar de manera más segura y eficiente

Alemania puede haber cerrado su última mina de carbón, la operación Prosper Haniel de 150 años de antigüedad, en 2018. Sin embargo, esto no ha sido un obstáculo para los productores de equipos del país cuyos productos subterráneos están ahora destinados principalmente a las operaciones en el extranjero. Los fabricantes alemanes son mundialmente conocidos por sus productos de alta calidad y su destreza en ingeniería, lo cual, como verá más adelante, han mantenido a los vendedores en buena posición durante el último año en algunas de las operaciones mineras más grandes del mundo.

La Tecnología de Perforación de Pozos Mecanizada de Herrenknecht demuestra su capacidad en Canadá

El contratista minero DMC Mining Services utilizó dos perforadoras de pozos (SBRs) de Herrenknecht para excavar dos pozos ciegos, cada uno con un diámetro aproximado de 8-11 metros (m) en el proyecto Jansen Potash de BHP en Saskatchewan, Canadá.

El proyecto fue terminado exitosamente en agosto de 2018, y Herrenknecht dijo que el hito es una prueba de la viabilidad y las ventajas del concepto de la SBR para la industria minera.

Los dos pozos ciegos, que están pensados como túneles de acceso vertical para la mina, fueron excavados a profundidades de -975 y -1.005 m, respectivamente. Las SBRs, totalmente mecanizadas, utilizan un método de corte de cara parcial con un tambor de corte montado en un brazo telescópico. La roca excavada se transportó desde los bancos mediante un sistema de remoción de escombros neumático (PNM) y transferida a baldes para escombros, los cuales se izaron hasta la superficie. Un sistema especial de navegación por láser fue diseñado para el proyecto por la filial de Herrenknecht, VMT GmbH. Ésta utilizó unidades objetivo montadas en la SBR y láseres conectados a la pared del pozo para mantener las máquinas según lo planeado.

Herrenknecht dijo que se basó en su conocimiento y experiencia en la construcción de túneles mecanizados para desarrollar la SBR. La máquina está diseñada específicamente para la perforación mecanizada de pozos ciegos en roca blanda a semidura. Se basa en la tecnología probada de la máquina de perforación vertical de pozos (VSM) de Herrenknecht, y la empresa informó que ofrece un rendimiento de seguridad mejorado comparado con los métodos de perforación de pozos convencionales, al mismo tiempo que logra mayores velocidades de avance.

Herrenknecht describió las condiciones geológicas en Jansen como “todo menos fáciles.” A unos 450 m de profundidad, las SBR se encontraron con una capa de roca competente extremadamente dura, la cual causó un excesivo desgaste de picas y bajas velocidades de avance. Para superar esto y algunos otros inconvenientes de la dureza, se actualizó el tambor de corte por un tambor de roca dura y se duplicó la salida de torque.

Debido a que una vía fluvial subterránea de alta presión existente, conocida como el acuífero de Blairmore, presentaba un riesgo de entrada de agua en el pozo, se realizó la congelación temporal del suelo en el 2011 por BHP a una profundidad de aproximadamente 650 m.

El equipo también utilizó un erector de anillos mecánicos para instalar segmentos de tubos de acero a través del acuífero de Blairmore para minimizar el riesgo al personal y ayudar en el desarrollo de un revestimiento hermético compuesto de acero y hormigón en ambos pozos.

Surge la SBR de Segunda Generación

Como la especificación del proyecto en Jansen requería modificaciones a las SBRs, Herrenknecht, junto con DMC Mining Services, “refinó” la tecnología de las SBRs durante el proyecto.

El resultado es la SBR de segunda generación, la cual está equipada con un nivel de estabilización adicional para permitir la fijación del tubo central de la SBR en ambos extremos. Herrenknecht dijo que esto asegura la transferencia estable de las fuerzas reactivas del proceso de corte a la pared del pozo sin movimiento de la máquina, incluso con diámetros de excavación fluctuantes de 8 m a 11 m.

También se ha instalado un sistema de filtrado mejorado y un sistema PNM diseñado recientemente para crear un mayor grado de separación en el tanque de succión, lo que permite manejar material húmedo e incluso agua.

“El desarrollo técnico de la segunda generación de SBRs se basa en las lecciones aprendidas del proyecto Jansen,” explicó Martin-Devid Herrenknecht, gerente general de minería de Herrenknecht. “Dos SBRs de esta generación están actualmente en funcionamiento en Bielorrusia y están consiguiendo un buen rendimiento como resultado de las mejoras realizadas. Este enfoque pionero es sin duda un giro revolucionario para la perforación de pozos en roca blanda y semidura, lo cual afecta a toda la industria minera.”

Después de la exitosa excavación en Jansen, las dos SBR fueron desmontadas en los pozos. Para desmontarlas, fue necesario reducir el peso de las máquinas de 390 a 340 toneladas. Esto se logró quitando todos los componentes que estaban en la cámara de excavación. Ambas SBR fueron recuperadas de manera segura en mayo de 2019.

MinCa 5.1 E de Paus: Listo para la Acción

Los últimos 12 meses han sido excepcionalmente ocupados para el especialista en vehículos subterráneos Hermann Paus Maschinenfabrik GmbH. Como muchos de los principales fabricantes alemanes de equipos mineros, la empresa es de propiedad familiar. El director general, Franz-Josef Paus, expuso algunos de los más importantes desarrollos del 2019.

“Dada la situación de los mercados mundiales con todas sus incertidumbres, estamos satisfechos con el año pasado,” dijo. “Hemos alcanzado todos los objetivos de ventas, tanto en cifras totales como en desglose por región, y confiamos que el negocio se mantendrá como está o incluso mejorará levemente.

“Después de los años auge, casi 8-10 años atrás, ahora vemos que ha llegado el momento de reemplazar los equipos pronto en todos los mercados. Especialmente porque el precio del oro está subiendo, esto debería ayudar a las minas de oro a invertir. Muchas de ellas son operadas como minas de vetas angostas, por lo que nuestra gama de pequeñas máquinas subterráneas especializadas, como el cargador PFL o el MinCa 5.1, son ideales para este propósito. Presentaremos nuestro nuevo perfilador (scaler) en MINExpo de Las Vegas en septiembre.”

El último lanzamiento de productos de Paus fue el vehículo de pasajeros MinCa 5.1 E accionado eléctricamente, el cual debutó en la feria Bauma 2019 en Munich. La empresa tiene dos vehículos universales en su cartera, el MinCa 5.1 y el MinCa 18A, los cuales pueden ser configurados individualmente para adaptarse a las necesidades de transporte de las minas. El MinCa 5.1 E se basa en el MinCa 5.1 y Paus afirmó que el nuevo modelo puede satisfacer las necesidades de las minas subterráneas profundas del mañana. El MinCa 5.1 E no produce emisiones de gases de escape, lo cual reduce la carga de los equipos de ventilación y mejora al mismo tiempo las condiciones para el personal que trabaja bajo tierra.

El MinCa 5.1 E mide 4 m x 1,95 m y puede llevar una carga útil de aproximadamente 1,2 t. Estas estadísticas lo hacen muy adecuado para su uso en la minería de vetas angostas o en la construcción de túneles. Además, se puede girar 90° con un ancho de vía de sólo 2,9 m. Con el accionamiento eléctrico no es necesario operar la caja de cambios y el vehículo puede alcanzar una velocidad de hasta 30 km/h en vías rectas.

El MinCa 5.1 E puede equiparse como transportador de pasajeros para un máximo de cinco personas con espacio para equipos o como vehículo de reparación. También es posible solicitar combinaciones especiales de superestructuras.

El nuevo MinCa 5.1 E es una adición a la familia MinCa 5.1. Éste presenta baterías de óxido de níquel, manganeso y cobalto (NMC) y, con la tecnología de carga adecuada, se puede cargar hasta el 80% de su capacidad sólo en media hora. El paquete de baterías se encuentra en la parte trasera del vehículo. Sin embargo, la capacidad “bajo el capó” puede ampliarse con otros 50 kWh. Esto da a las minas la oportunidad de aumentar la capacidad del MinCa 5.1 E a 100 kWh, el cual puede funcionar durante un turno de ocho horas incluso bajo las condiciones más duras. La pendiente de 35% es casi inigualable. Con hasta 25 km/h, puede conducir rápidamente de un lugar a otro. La velocidad de 20 km/h en rampas con pendiente de 30% es impresionante. Debido al alto par motor, las rampas de hasta 35% no son un problema. Con el cargador a bordo disponible opcionalmente, también es posible cargar en cualquier conexión de CA de ocho fases.

Al igual que todos los vehículos mineros de Paus, el MinCa 5.1 E fue diseñado y construido específicamente para su uso en la minería subterránea. El espesor de los materiales utilizados está especialmente dimensionado para operaciones subterráneas con el fin de garantizar una larga vida útil. Aspectos de seguridad, como la cabina del conductor ROPS/FOPS, son un hecho. Incluso los ejes rígidos planetarios no pueden compararse con los vehículos de carretera adaptados, estos son mucho más duraderos. El MinCa 5.1 E también cuenta con un sistema de tracción a las cuatro ruedas para manejar caminos difíciles y rampas inclinadas de hasta 45°.

“El MinCa 5.1 E ha superado con éxito todas las pruebas superficiales y subterráneas y está listo para salir,” dijo Franz-Josef Paus con orgullo. “El siguiente es el MinCa 18 y una serie de cargadores LHD.

“Justo antes de terminar el 2019, pusimos en marcha un lote más grande de MinCa 5.1s para nuestro antiguo cliente Norilsk Nickel. Después de las pruebas con algunas unidades piloto previas, nos alegramos de poder entregar la nueva flota.”

CFT Suministra Innovadores Sistemas de Ventilación de Pozos Contenedorizados

En 2018 y 2019, la empresa alemana CFT GmbH Compact Filter Technic, con sede en Gladbeck, suministró sistemas de ventilación diseñados y construidos a medida para proyectos de perforación de pozos en dos minas de potasa: la mina Nezhinsky de Slavkaliy en Bielorrusia y la mina Woodsmith de Sirius Mineral en el noreste de Inglaterra. Ambos proyectos se están llevando a cabo actualmente utilizando tecnologías de perforación de pozos mecanizados de la siguiente generación.

El equipo de ventilación destinado a la operación de Bielorrusia fue suministrado al contratista Redpath Deilmann GmbH de Dortmund, Alemania (anteriormente Deilmann-Haniel GmbH), mientras que el sistema destinado al proyecto de Reino Unido fue entregado a DMC Mining Services (U.K.) Ltd. de Scarborough.

En ambas minas se instaló un equipo de ventilación contenedorizado por sobre el suelo para proporcionar un suministro adecuado de aire fresco durante la fase de perforación. CFT dijo que esto asegurará que tanto las máquinas de perforación como los trabajadores en el pozo sean capaces de operar en las mejores condiciones posibles. Por lo tanto, los sistemas de ventilación contribuirán de manera fundamental a la protección de la salud y la seguridad en el lugar de trabajo y del medio ambiente, al tiempo que promoverán la eficiencia y la durabilidad de las máquinas de perforación de pozos.

CFT dijo que los contenedores móviles han demostrado ser una solución rentable para los proyectos de perforación de pozos, y su flexibilidad y reutilización pueden abrir nuevas opciones de aplicación. Por ejemplo, si el equipo debe ser reubicado en otro sitio, la capacidad para desmontar y volver a montar rápidamente el sistema ayuda a los operadores a cumplir con los ajustados plazos de tiempo.

Los contenedores también son fáciles de transportar y pueden colocarse fácilmente en un depósito provisorio. El sistema es aún más eficiente porque se eliminan los cierres individuales para cada componente, mientras que la contenedorización también satisface las más altas exigencias en materia de aislamiento acústico.