Aplicación del rompedor hidráulico en túneles mineros: selección del modelo pesado y técnicas para mejorar la eficiencia

El trabajo en túneles mineros somete un rompedor hidráulico a la combinación más exigente posible de condiciones: roca dura, espacio confinado, mala ventilación y turnos continuos. El rompedor que opera en una banquisa de cantera a cielo abierto sigue un ciclo de servicio distinto bajo tierra. Las técnicas de eficiencia que funcionan al aire libre no todas son aplicables en entornos subterráneos. Seleccionar correctamente el modelo pesado y establecer prácticas operativas adecuadas para un túnel minero constituye un problema distinto al de hacerlo en cualquier otro lugar.

Selección de Modelo Pesado para Roca Dura Subterránea

La restricción del portador subterráneo es distinta de la superficial. Una excavadora de 20 toneladas en una cantera superficial tiene extensión completa de la pluma y despeje vertical ilimitado. Subterráneamente, el perfil del túnel determina qué equipo cabe. Derribos estrechos —con frecuencia de 3 a 5 metros de ancho y de 3 a 4 metros de alto— pueden limitar al portador a una máquina compacta de 10 a 15 toneladas. En el caso de la perforación en roca dura, esto significa seleccionar un rompedor que proporcione la máxima energía dentro de la categoría de peso que el túnel pueda alojar. Una máquina compacta de 15 toneladas con un rompedor de alta presión de 155 mm a 200–220 bares transfiere más energía de fracturación a granito duro por turno que una unidad mayor que no pueda mover adecuadamente su pluma en el frente de avance.

La investigación china sobre perforación e impacto hidráulico en túneles de roca dura (DHIHT, por sus siglas en inglés) realizada por la Universidad de Taiyuan mostró que el espaciado entre perforaciones previas no debe superar los 0,20 metros para crear de forma efectiva una superficie libre delante de la zona de fracturación por impacto. El mismo principio se aplica en cualquier túnel minero en roca dura: la fracturación hidráulica exclusiva contra una cara intacta, sin perforaciones previas de alivio, es más lenta que la fracturación con algunas superficies libres hacia las que trabajar. Combine la perforadora y el rompedor como una secuencia, no como alternativas.

Mejora de la eficiencia en el avance

En una cabeza de túnel, cada ciclo en el que el operario se detiene para reubicarse supone un coste mayor que en un banco superficial, porque la máquina dispone de menos espacio para maniobrar y el frente es más estrecho. Colocar con precisión la herramienta rompedora al inicio de cada ciclo de golpe —en una grieta, junta o taladro— y trabajar desde el frente libre hacia afuera permite obtener material más rápidamente que golpear repetidamente la misma superficie sólida. Nunca utilice la herramienta rompedora en el mismo punto durante más de 30–60 segundos de forma continua: la cinceladora se calienta, su dureza disminuye en la punta y la herramienta se desgasta más rápidamente sobre una superficie ya resistente.

El control del polvo en una frente de túnel no es opcional. La norma OSHA 29 CFR 1926.800 exige al menos 200 CFM de aire fresco por trabajador en operaciones subterráneas con actividades generadoras de polvo. La perforación húmeda y la niebla de agua en la zona de la punta suprimen el polvo de sílice en el punto de generación. La carcasa cerrada del rompedor impide que el polvo de roca ingrese al cojinete; en un túnel de roca dura, la carga de polvo expuesta es lo suficientemente alta como para que la junta de estanqueidad contra polvo de un rompedor de tipo abierto falle significativamente más rápido que en trabajos a cielo abierto en canteras.

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Túnel minero: retos y adaptación

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