Minería y Metalurgia Bombas de drenaje NOMBRE: Camila Cadenas Contreras – Hizabot Chavez Cuadra – Leandro Egaña Esquivel CARRERA: Ingeniería en minas ASIGNATURA: Servicio en minas PROFESOR: Osvaldo Rojas Maluenda FECHA: 15/05/2018 Índice Introducción ................................................................................................................................................... 3 Objetivo del drenaje de mina ...................................................................................................................... 4 Desvió de cauces: .................................................................................................................................... 4 Perforación de pozos de bombeo exteriores: ...................................................................................... 4 Galerías de drenaje: ................................................................................................................................. 4 Sistemas de drenaje .................................................................................................................................... 5 Diseño del bombeo ...................................................................................................................................... 6 Bombeo de agua .......................................................................................................................................... 7 Bombas sumergibles: ……………………………………………………………………………...7 Bombas centrifugas:......................................................................................................................... 7 Bombas verticales: ........................................................................................................................... 7 Diseño para un sistema de bomba ............................................................................................................ 8 Funcionamiento de la bomba ..................................................................................................................... 9 Filtro de entrada para fluidos .................................................................................................................... 10 Filtro cuadrado: ............................................................................................................................... 10 Filtro lateral: ..................................................................................................................................... 10 Filtro rápido: ..................................................................................................................................... 10 Filtro para perforación: ................................................................................................................... 10 Filtro flotante Dolphin: .................................................................................................................... 11 Caso real de bomba de drenaje ............................................................................................................... 11 Conclusión ................................................................................................................................................... 12 Bibliografía ................................................................................................................................................... 13 Introducción Objetivo del drenaje de mina Minimizar la cantidad de agua en circulación en las áreas operativas. Reaprovechar el máximo de agua utilizada en el proceso industrial. Eliminar agua con ciertas características para que no afecten negativamente la calidad del cuerpo de agua receptor. Para que se alcancen estos objetivos, incluye la implantación y operación de un sistema de drenaje adecuado a las condiciones de cada mina, además de un sistema de recirculación del agua industrial. Los sistemas que construir de forma periférica a la explotación, que son diseñados y construidos para tener una vida útil larga son: Desvió de cauces: Estos transcurren en los próximos o sobre el área de la explotación y en la canalización de las aguas de escorrentía hasta su vertido en puntos alejados de la mina. Perforación de pozos de bombeo exteriores: Solución que es viable cuando la permeabilidad es suficientemente alta. Se basa en la perforación, alrededor del perímetro de la explotación, de una serie de pozos con una profundidad ligeramente superior a la de la explotación, para mantener el nivel freático por debajo del fondo de la explotación. Galerías de drenaje: Es un sistema muy efectivo, pero de gran costo económico. Su utilización es viable tanto para el drenaje de pits como para el caso de taludes de gran altura y en situaciones realmente críticas y problemáticas. Sistemas de drenaje El agua y sólido que se generan en la mina, son canalizados a estaciones convenientemente acondicionadas para su extracción mediante bombeo al exterior. A través de las características de explotación, este bombeo puede realizarse con o sin clarificación previa. Las labores de interior son más importantes el correcto y adecuado dimensionamiento y la construcción del sistema de captación periférica de afección antes de que entren en contacto con las labores de minas y sean contaminadas. Es imposible evitar completamente la circulación de aguas por estas labores, por lo que es necesario el diseño y construcción de las oportunas infraestructuras de canalización y conducción de aguas hasta las infraestructuras de bombeo al exterior. Y debido a la circulación en las distintas cámaras, rampas, galerías y pozos, estas aguas irán cargándose de los lodos que se generan por: • Detritus de perforación. • Polvos y finos generados por las voladuras. • Degradación del mineral durante la carga y transporte. • Polvo generado en las estaciones en galerías y rampas. • Finos procedentes del relleno de las excavaciones de explotación. Diseño del bombeo El diseño adecuado y ubicación de los sumideros y puntos de bombeo, es una de las decisiones más importantes en el diseño de una explotación minera subterránea. La decisión entre realizar el bombeo de esta agua directamente a superficie o realizar un tratamiento clarificador y entonces proceder al bombeo, depende fundamentalmente de: • La profundidad de las labores. • El caudal por bombear. • El contenido de sólidos en suspensión. Teniendo en cuenta que el bombeo directo es una operación con un elevado costo, la opción de la clarificación previa es la que se impone en la mayor parte de las explotaciones mineras. Y suele hacerse en dos o tres etapas. La primera etapa, permite la obtención de un lodo de baja densidad, puede llevarse a cabo mediante dos tipos de instalaciones: • Decantadores de flujo horizontal. Sistema poco eficiente y que requieren una gran longitud y anchura. • Decantadores verticales. Sistemas más eficaces que los anteriores, ya que su mayor rendimiento se basa en su mejor aprovechamiento de la fuerza de gravedad. En el caso que la explotación tiene mayor profundidad o las aguas contienen más cantidad de solido en suspensión, se recurre a una segunda etapa destinada al espesado de lodos mediante a espesadores construidos en interior. La tercera etapa suele ser de filtrado, de tal manera que se puede extraerse los lodos casi secos del todo y pueden ser cargados sobre camión, en skip o en banda transportadora. Bombeo de agua Los bombeos de agua se realizan con tres tipos de bombas: Bombas sumergibles: Esta bomba puede proporcionar una fuerza de elevación lo cual o depende de la presión de aire externa para hacer ascender el líquido. `+’0`+¡`p¡o Bombas centrifugas: Maquinas que transforman un trabajo mecánico en otro de tipo hidráulico. Y están mueven un cierto volumen de líquido entre dos niveles. Bombas verticales: Tiene eje vertical, lo cual esta bomba hace que trabaje rodeada de líquido a bombear, estando sin embargo el motor por encima. Diseño para un sistema de bomba Para las aplicaciones de bombeo permanentes o temporales se debe tener los datos del caudal, la elevación y distancia requerida. Para poder determinar el tamaño de la tubería se debe guiar por el caudal y en caso de que se desconozca esté se debe dividir la cantidad por el tiempo para transportar el líquido. La determinación del flujo es lo primero y más importante para poder empezar el diseño de un sistema de bombeo. Se debe controlar muy bien le velocidad del liquida, ya que si es demasiado lenta su velocidad los sólidos que puede llevar no serán arrastrados, y si es muy rápida la velocidad habrá perdida por la fricción. Para poder saber la potencia que requiere la bomba se debe saber bien en qué lugar se debe ubicar, se debe tener conocimiento de la altura manométrica, está es la diferencia de la elevación vertical del origen hasta el punto de llegada. Una vez ya determinado todo lo dicho anteriormente y diseñado un sistema de bombeo básico se deberá ver que es lo que será bombeado para poder instalar una bomba adecuada y que haga un trabajo muy eficiente, si se llega a elegir una bomba que no corresponda al diseño y los fluidos que bombeará se puede averiar y con eso traer algunas perdidas. En caso de que la altura de elevación sea superior a los 6 metros se debe incrementar el tamaño de las mangueras para reducir la velocidad de la aspiración que esta hace y así también poder evitar la cavitación. Funcionamiento de la bomba La bomba se pone en funcionamiento cuando el nivel de agua está alto para así poder mantener un nivel. La bomba se para cuando el nivel está bajo para que esta no siga succionando el poco contenido. La bomba no puede funcionar si la concentración de metano es muy alta, para así evitar riesgos. El operador puede arrancar y parar manualmente la bomba en caso de que así lo necesite. Si no circula agua con la bomba en marcha, se activa una alarma la cual le llega al operador y el tiene que tomar alguna decisión de que se debe hacer. Filtro de entrada para fluidos Filtro cuadrado: Los filtros cuadrados sirven para ser colocados en el fondo de sumideros con lodo. Filtro lateral: Los filtros laterales se utilizan para las zanjas. Filtro rápido: Los filtros rápidos son para usarse directamente en la succión de la bomba cuando está es sumergida en un sumidero. Filtro para perforación: Este filtro debe ser directamente colocado en una perforación. Filtro flotante Dolphin: Se utiliza con una bomba de válvula de bola para minimizar el ingreso de sólidos. Caso real de bomba de drenaje 76666666666666 Legado respecto al Drenaje de Acido de Mina (DAM) de Central Rand Gold. Caso real de la empresa Central Rand Gold que se benefició de la creación de estación de bombeo y drenaje en Johannesburgo. En junio, la empresa informo durante el previo mes, que el agua había alcanzado 165 m bajo la superficie en sus operaciones, experimentando un aumento constante por años. Sin embargo, incluso con solo dos bombas sumergibles operando, el nivel de agua inicialmente había sido estabilizado y se redujo. Central Rand Gold declaro ‘’ la reducción nos entrego la primera prueba importante de la capacidad de las bombas sumergibles y de la capacidad de la planta de lodo de alta densidad para bombear y drenar toda la Cuenca Central, que alberga la base de recursos más importante de la compañía y el objetivo de exploración. Johan du Toit, director ejecutivo, agrega, ‘’Esta es la primera vez desde el 2008, cuando se inundó la estación de bombeo anterior, que se ha detenido el aumento del agua en la Cuenca Central. La disminución del agua es una indicación positiva de que aún, en forma realista, se puede acceder a nuestro recurso dentro de la Cuenca Central y desaguarlo. Con la planta de lodo de alta densidad, ahora capaz de operar a toda capacidad, se espera que podamos ver una aceleración en la reducción de los niveles del agua, con el propósito de que las operaciones mineras puedan re acceder a algunas de las zonas mineras que fueron abandonadas debido al aumento de los niveles del agua.’’ Aunque el problema del Drenaje Acido De Mina se esta abordando por primera vez en Johannesburgo, la situación no es nueva. Los derrames de agua comenzaron en la cuenca occidental, que abarca el área de Krugersdorp – Randfontein, en el 2002, con un tratamiento inicial que consistía en añadir cal para precipitar solidos y neutralizar la acidez. Sin embargo, esto llevo a problemas, ya que el lodo se acumuló en los cursos de agua locales. En Rad del Este, el bombeo se detuvo en la última mina subterránea en operación, Grootvlei. En el 2011, y los niveles del agua comenzaron a aumentar. A principio de este año, el Gobierno de Sudáfrica anuncio un presupuesto de R319 millones (US$29 millones) para un proyecto integrado de tratamiento y bombeo del agua, en un esfuerzo para detener impactos a largo plazo a causa de minas actualmente extinguidas alrededor de Brakpan, Springs y Nigel. Conclusión Bibliografía
