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    UNIVERSIDAD DE ANTOFAGASTA FACULTAD DE INGENIERA EN MINAS

    Extraccin Vertical en

    mina subterrneaServicios Mineros 2015

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    Extraccin Vertical en mina subterrnea 2015

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    INDICE

    Tabla de contenido

    INDICE .................................................................................................................................................. 1

    OBJETIVOS ........................................................................................................................................... 3

    INTRODUCCIN ................................................................................................................................... 4

    Extraccin Vertical ............................................................................................................................ 5

    ESQUEMA DE EXTRACCIN VERTICAL ................................................................................................. 7

    DEFINICIONES ...................................................................................................................................... 9

    PEINECILLO: ..................................................................................................................................... 9

    POLEA O CATALINA. ...................................................................................................................... 11

    Diseo correcto de la Canal de la Polea. ................................................................................... 12

    HUINCHE O TAMBOR. ................................................................................................................... 14

    TAMBOR DEL HUINCHE. ................................................................................................................ 15

    CABLES DE ACERO. ........................................................................................................................ 17

    SKIP: ............................................................................................................................................... 22

    SKIP VOLCADOR PARA POZOS VERTICALES ............................................................................... 23

    SKIP CON DESCARGA DE FONDO PARA POZOS VERTICALES ..................................................... 26

    SKIP VOLCADOR PARA POZOS INCLINADOS .............................................................................. 29

    SKIP CON DESCARGA DE FONDO PARA POZOS INCLINADOS .................................................... 30

    JAULAS ....................................................................................................................................... 31

    SKIP-JAULA ................................................................................................................................ 32

    DISPOSITIVO DE GUIADO .......................................................................................................... 33

    CINEMTICA DE EXTRACCIN ........................................................................................................... 37

    DIAGRAMAS DE EXTRACCIN PARA SKIP CON DESCARGA DE FONDO Y JAULAS ......................... 37

    CLCULO DE N DE VIAJES NV .................................................................................................... 45

    Clculo de carga horaria Qh ....................................................................................................... 45

    Clculo de Carga til Qu ............................................................................................................. 46

    Diseo del Cable ................................................................................................................................ 46

    Factor de seguridad Fs ................................................................................................................ 46

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    Fuerza total de resistencia del cable F ....................................................................................... 46

    Clculo del Peso del Cable Qc ................................................................................................ 47

    Clculo del peso del Skip Qs: ..................................................................................................... 47

    Fuerza de aceleracin o carga nominal Fa............................................................................. 51Carga Equivalente de Flexin Fb ............................................................................................ 51

    DISEO DEL PEINECILLO. ............................................................................................................... 51

    Ecuaciones de cada nudo .............................................................................................................. 52

    CONCLUSIN ..................................................................................................................................... 54

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    OBJETIVOS

    Este informe tiene por objetivo, describir de forma clara y sencilla el proceso de extraccin verticalen una mina subterrnea, la definicin de sus partes principales y clculos necesarios a consideraren la proyeccin de un sistema de extraccin vertical.

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    INTRODUCCIN

    La extraccin vertical de mineral, ha sido uno de los primeros sistemas

    implementados para extraer el mineral de manera vertical hacia la superficie

    mediante piques, en la explotacin subterrnea. As para pequeas profundidades

    menores de 60 m, se utilizaban tornos movidos por mineros, o empleaban

    animales (caballos o bueyes) que tiraban de una cuerda, habiendo una produccin

    horaria de aproximadamente 2 ton.

    Solo a comienzos del siglo XIX, despus de la introduccin de las mquinas a

    vapor, empieza un rpido desarrollo de los sistemas de extraccin vertical,

    alcanzando por los aos 1835, profundidades de 120 a 150 m, a una velocidad de

    extraccin de 0,4 m/s, soportando una carga til de 300 kg aproximadamente.

    Y luego, por los aos de 1834, las cuerdas de extraccin eran reemplazadas por

    cables metlicos de extraccin, que proporcionaron mayor carga til para extraer,

    y en consecuencia una mayor produccin horaria. Con el aumento de las

    profundidades de los piques acercndose a los 300 m, aument el peso de los

    cables por metro lineal, lo que produjo que los sistemas de accionamiento tuvieron

    que innovarse

    EL Sistema de extraccin vertical, se describe como el vnculo que comunica la

    superficie con la explotacin del mineral. Este sistema consiste en el

    desplazamiento de un skip o jaula a travs de un pique vertical o inclinado, el que

    se conecta con un nmero adecuado de niveles, donde se realiza el laboreo,

    adems se utiliza principalmente para el ascenso o descenso del personal,

    equipos, herramientas y otros materiales.

    En este informe se elaborara la descripcin componentes del sistema, descripcin

    de las instalaciones de extraccin, conocimiento de diseo de cables, carga til y

    cinemtica de extraccin son los tpicos que se desarrollarn en este trabajo.

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    Extraccin Vertical

    En la minera subterrnea una vez ejecutada la tronadura, es necesario proceder a

    la extraccin del material, ya sea estril o mineral, esto independiente del sistemade explotacin que utilicemos. La extraccin vertical es una alternativa para la

    evacuacin de estos materiales, y posterior proceso de recuperacin, es decir, el

    mineral debe ser transportado a la planta para ser procesado partiendo por su

    conminucin o ser stokeado, y el material lastre y estril debe ser llevado al

    botadero. Para una mina subterrnea, la extraccin del mineral y del lastre, no

    siempre puede realizarse de manera mecanizada por medio de rampas o correas,

    producto a que la zona mineralizada se encuentra a una mayor profundidad, o

    porque se desea disminuir costos operacionales, por lo que la extraccin del

    material, ya sea mineral o estril, se debe realizarse de manera vertical por medio

    de pozos o piques. De esta manera el sistema de extraccin vertical puededefinirse como el sistema de subir el mineral o estril, desde el interior de la mina

    hacia la superficie, o desde un nivel a otro superior.

    El mecanismo principal para extraer el material rocoso verticalmente, se basa en

    cables que sostienen un recipiente, el cual contiene o carga cierta cantidad de

    material, para luego por un sistema de traccin, alzarse hacia arriba con el objetivo

    de ser transportado hacia un nivel superior en contra de la fuerza gravitacional. El

    sistema de traccin consiste en enrollar los cables en un huinche, apoyndose en

    una estructura denominada castillete y una polea, que ayudan a soportar y

    equilibrar las fuerzas y esfuerzos que hay en el subir y bajar el recipiente deextraccin. El sistema de traccin depende de la maquina instalada que debe

    enrollar el cable.

    Este mecanismo de extraccin, depende de ciertas instalaciones y del

    accionamiento de enrollamiento de las lneas tensionadas, de esta manera en el

    siguiente esquema se puede mostrar los componentes que posee el sistema de

    extraccin vertical.

    La instalaciones no tan solo sirven para la subida del mineral y del lastre, sino que

    tambin son adecuadas para la subida y bajada del personal de trabajo, y demaquinarias que cumplan el peso respectivo de extraccin, adems de ciertos

    otros materiales, como madera, agua, combustible, entre otros elementos

    indispensables para el trabajo minero. Por lo general, la extraccin del material til

    y estril o lastre se realiza en skips de carga y de descarga, mientras que la

    circulacin del personal y de maquinarias se realiza en jaulas de extraccin.

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    Tambin es importante mencionar, que la instalacin de extraccin, depende de la

    inclinacin del pozo o pique, as la instalaciones pueden estar inclinadas o

    totalmente vertical.

    Por lo tanto, un buen sistema de extraccin vertical va a depender de la estructura

    de este, en donde su funcionamiento refiere en una estructura de subida y bajada,

    a travs de rieles de direccin y un sistema de poleas y cables que sostiene la

    jaula u skip que en su interior se incorpora el material o personal a trasladar. Todo

    ese equipamiento se ve sostenido por un armazn o ms bien un castillete el que

    podra ser de madera o metal, el cual va a depender del peso de los materiales

    que desplazar.

    Adems la construccin de un pique de acceso colabora en gran medida a la

    ventilacin de la mina, debido a que genera una fuerte cada de presin, tanto porventilacin natural como por la ventilacin entregada por un ventilador tipo

    principal.

    Para el uso de una extraccin vertical se deben tener en consideracin lo

    siguiente:

    La extraccin vertical se emplea en minas cuya profundidad no permiten o

    justifican una extraccin por medio de rampas o correas.

    Los sistemas de extraccin vertical utilizan piques por los cuales se

    transporta el material/personal hacia la mina o una combinacin de ambos.

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    ESQUEMA DE EXTRACCIN VERTICAL

    Una instalacin de extraccin vertical sirve para la subida a la superficie de una

    especie til, estril, bajada y subida de personal, equipos, maderas y otros

    materiales. La cual consta de: una maquina de extraccin, skips o jaulas, cables

    de extraccin y castilletes. La extraccin vertical generalmente se efecta por un

    pique de produccin o de servicio, ya sea, vertical o horizontal. Este tipo de

    extraccin comprende a la minera metlica (cobre), como tambin para la minera

    no metlica (carbn).

    Esquema general de extraccin vertical

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    La extraccin vertical considera los siguientes parmetros:

    Produccin

    Transporte de personal

    Transporte de materiales

    Las instalaciones de extraccin vertical se clasifican por:

    Por el ngulo de inclinacin del pozo en instalaciones verticales o

    inclinadas.

    Tipo de recipiente de extraccin (jaula, skips, capachos)

    Por el tipo de rgano de arrollamiento

    Por el tipo de accionamiento (elctrico, neumtico, mecnico)

    Por el mtodo de igualacin (balanceado, no balanceado)

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    DEFINICIONES

    PEINECILLO:

    El peinecillo o castillete de extraccin es la estructura ms importante en la

    extraccin del mineral de una mina, y su importancia es que absorbe los esfuerzos

    que se producen debido a los cables y maquinas de extraccin. Se utilizan para la

    instalacin de las poleas de soporte de cables de extraccin, fijacin de guiaderas

    y curvas de descarga skips.

    La polea del cable de extraccin de un castillete de mina est sometida en su

    periferia a las dos fuerzas ejercidas por el cable, lo que nos interesa conocer es,

    qu magnitud y direccin tiene la fuerza resultante que acta sobre los cojinetes

    de la polea.

    La solucin del problema es como las dos fuerzas son transmitidas por el eje de la

    polea a sus cojinetes y por stos al peinecillo, por lo tanto el punto central del eje

    es el punto de aplicacin comn de ambas fuerzas, para hallar la resultante se

    traza a escala el diagrama de las fuerzas presentes, la resultante es pues, la recta

    que une los puntos de origen y final de la poligonal y su sentido es opuesto al de

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    las fuerzas que estn actuando; en este caso se considera la fuerza actuante en el

    eje Y, y se desprecia la componente en el eje X por ser muy pequea.

    El castillete consta de tres partes principales que son:

    La base. Que consiste en un apoyo para los puntales del castillete y debe ser decarcter slida, especialmente de concreto, con el fin de no permitirle ningn

    movimiento al peinecillo.

    Puntales. Son el cuerpo del peinecillo, es decir, el armazn y que puede ser

    construido de madera o fierro, depende del esfuerzo al cual se le someter, la

    altura del peinecillo va de acuerdo con la base y la distancia a que se encuentra la

    mquina de extraccin.

    PPoolleeaaooCCaattaalliinnaa:: Para elegir el tamao adecuado de la polea, la experiencia hademostrado que existe una relacin bien definida entre el dimetro del cabley el dimetro de la polea sobre la cual trabaja econmicamente el cable.Las normas de seguridad indican que en superficie el dimetro ser:

    Donde:d: es el dimetro del cable en exteriorD: es el dimetro de la polea o catalina

    D > 80 * d

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    POLEA O CATALINA.

    Es una rueda acanalada que gira alrededor de un eje central por el que pasa elcable, se deben obtener los dimetros mas grandes posibles, para as lograr unperiodo de servicio ms largo tanto del cable como de la misma polea.

    Para elegir el tamao adecuado de la polea, la experiencia ha demostrado queexiste una relacin bien definida entre el dimetro del cable y el dimetro de lapolea sobre la cual trabaja econmicamente el cable. Es importante elegir losdimetros ms grandes de poleas para obtener el perodo de servicio ms largo,tanto del cable como de la polea.

    Las normas de seguridad indican que en superficie el dimetro ser:D>80 d

    D>60 d

    D: dimetro del cable interiord: dimetro de la polea

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    Diseo correcto de la Canal de la Polea.

    La profundidad de la canal de una polea debe ser tres veces el dimetro delcable, aunque una profundidad de 1.3/4 veces el dimetro del cable ha

    demostrado ser satisfactoria.La canal debe dar un arco mnimo de soporte para el cable de 135, perogeneralmente un arco de 150 mejora el servicio.

    La figura "a" muestra un cable trabajando en una polea que est diseadacon un canal que es para un cable de mayor dimetro. A pesar que este canalpuede ser de contorno adecuado para un cable ms grande, no proporciona elsoporte necesario para el cable de tamao ms pequeo. Con una tensinnormal se desarrollar una presin suficiente para que el cable se aplaste o sedeforme en su seccin circular. Esta condicin no slo debilita el cable, sino quetambin aumenta la fatiga de los alambres individuales, con la consiguiente falla

    prematura.

    (Figura a)

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    La figura "B" muestra un contorno de polea, de diseo correcto, con el dimetro dela canal de la polea ligeramente ms ancho que el dimetro nominal del cable. Sepuede ver que el cable de esta canal est asentado en casi la mitad de sucircunferencia, disminuyendo la posible distorsin.

    (Figura B)

    La figura "C" muestra a un cable nuevo, de dimetro nominal, se coloca enservicio sobre una canal gastada, produciendo una accin de cua a cada lado dela canal, bajo tensiones de operacin normal, la presin sobre la polea sersuficiente para forzar el cable hacia abajo de la canal pequea, lo anteriorproducir una restriccin en la rotacin y el desgaste abrasivo normal, en vez dedistribuirse equitativamente por toda la superficie de la circunferencia del cable.

    (Figura c)

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    HUINCHE O TAMBOR.

    El Huinche est siempre constituido por un tambor de fundicin o de acero

    moldeado sobre el que se enrolla el cable de traccin. Las dimensiones del tambordeben estar en relacin con el trabajo que la mquina tiene que suministrar.

    El tambor es arrastrado por un motor de aire comprimido o elctrico,algunos Huinches tienen dos tambores que permiten el des enrollamiento de uncable y el enrollamiento simultneo del otro.

    Todos los Huinches tienen en la actualidad un dispositivo de embragueprogresivo, conseguido casi siempre por engranajes satlites y que permiten elarranque del motor en vaco, lo cual facilita la operacin.

    En resumen el Huinche es un sistema de levante mecanizado, accionadocon motor elctrico que permite el izamiento de una carga. Se compone de untambor metlico donde se enrolla el cable de acero.

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    TAMBOR DEL HUINCHE.

    El tipo de tambor cilndrico ya sea de cara l isa o acanalada, se usa en la mayorade las operaciones de levante. Al trabajar el cable sobre un tambor, se produceflexin y mientras ms pequea sea el dimetro, ms aguda se hace estacondicin.

    Tambores de superficie lisa.

    Se les denomina de esta manera porque la superficie sobre la cual se

    enrolla el cable es lisa y no tiene guas para el paso del cable durante elenrollamiento de la primera capa.Es necesario empezar el enrollamiento de la primera capa de cable en el paso deun espiral verdadera, ya que el enrollamiento de esta primera capa influyegrandemente en la uniformidad del enrollamiento sobre todo el tambor.

    Es tambin importante que cada vuelta de estas capas quede junto a lasiguiente.

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    El enrollamiento correcto de las vueltas muertas har que las vueltas vivas de laprimera capa sigan la misma espiral, a menos que el ngulo de desviacin sea talque produzca enrollamiento abierto. Otra operacin que se experimenta en estetipo de tambores es que su superficie no ofrece control contra el enrollamientomuy abierto o demasiado cerrado, permitiendo que el cable se apoye en cierto

    punto de la primera capa, en vez del soporte adecuado que presentara lacurvatura de una canal.

    Muy a menudo la superficie del tambor se acanala generalmente cuando lostambores estn hechos de fierro fundido.

    Para corregir partes desgastadas a las fallas en el tambor mencionadasanteriormente, los tambores deben retornearse, o si la coraza es muy delgada,deber reemplazarse por una coraza nueva de acero laminado que debecolocarse firmemente sobre la superficie del tambor original.

    Tambores de superficie acanalada.

    Ofrecen un mejor soporte y uniformidad de enrollamiento y tambin poseenun mayor apoyo circunferencial, slo un poco menor que la semicircunferencia delcable, en vez de un solo punto de contacto como ocurre en los tambores desuperficie lisa. Debido a este mejor apoyo para el cable se reducir la presinradial y significar una notable reduccin del desgaste del cable y tambor.

    Cuando hay varias capas de enrollamiento, la primera influye en el

    enrollamiento de la segunda, y de las capas subsiguientes, siempre que el cambiodesde una capa a la siguiente sea debidamente controlado.

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    CABLES DE ACERO.

    En la extraccin en pozo solamente se ocupan cables de acero. Lasexigencias que deben cumplir los alambres de acero con respecto a launiformidad de su resistencia a traccin como a su flexibilidad para enrollarse sonelevadas:

    Proteccin contra la oxidacin.

    Deben tener una lubricacin adecuada (interior) el alma de camo delcable debe ser saturada con un lubricante. Tipos de Cables.

    Un cable de acero se compone de las siguientes partes:

    Centro o alma.El centro o alma sirve de apoyo a los torones, sostenindolos en su

    posicin correcta y evitando que se aplasten entre s.

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    Se usan tres tipos de almas.

    Las almas de fibra se hacen de manila.

    Las almas de algodn.

    Las almas de materiales sintticos.El algodn se usa frecuentemente en los cables que requieran almas de menos de3/32" de dimetro, la fibra da elasticidad al cable y es apropiada para operacionesnormales.

    Torones y alambres.Un torn es un grupo de alambres; el nmero de torones indica cuntos de

    estos grupos estn colocados alrededor del alma para formar el cable.

    Datos necesarios para pedir cables de acero.

    a) Construccin. Numero de i torones

    Nmero de alambres por torn

    Disposicin de los alambres

    Peso

    Tipo de torcido

    Alma

    Tipo de fabricacin

    b) Calidad del acero.

    Grado de acero

    c) Dimensiones

    Larg en pies

    Dimetro en pulgadas

    d) Condiciones de trabajo.

    Donde se va a emplear

    Accesorios

    Diseo de los cables de extraccin.

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    Normativas de

    Diseo

    Seguridad.

    En las normativas de diseo se deben considerar: La resistencia a la

    traccin, cuanto deber soportar el cable cuando est en pleno funcionamiento, la

    resistencia a la compresin (hasta qu grado puede aplastarse el cable), la

    resistencia a la corrosin, resistencia a la abrasin, grado de flexibilidad. Con

    respecto a la seguridad del cable de extraccin se deben implementar programas

    de inspeccin del cable en los lugares donde se produce el arrollamiento,

    programas de descarte de cables.

    Los esfuerzos que se encuentran sometidos los cables de extraccin son

    La tensin esttica por carga suspendida y peso propio.

    Los esfuerzos dinmicos: Arranque, frenado y oscilaciones.

    La resistencia del pozo.

    La flexin del cable sobre la polea y el tambor.

    Las presiones sobre estos rganos que originan compresiones internas yflexiones secundarias.

    Programas de lubricacin del cable de extraccin.

    Condiciones que deben cumplir los lubricantes empleados en programas de

    lubricacin:

    Deben ser qumicamente neutros.

    No deben contener humedad en su estructura.

    Deben ser fcilmente aplicables.

    Deben ser resistentes a altas temperaturas.

    No deben endurecerse al ser aplicados sobre la superficie del cable.

    Criterio para evaluar el dimetro del cable de extraccin.

    El factor de seguridad de un cable es la razn entre la resistencia y su

    esfuerzo de operacin. Los esfuerzos de operacin constituyen el conjunto deesfuerzos aplicados al cable durante el trabajo, como son: flexin, friccin, cargade aceleracin y aquellos derivados de las cargas manejables.

    La vida del cable vara directamente con el factor de seguridad si losfactores abrasivos del cable permanecen constantes.

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    Un cable que trabaje con factor seis, durar casi el doble que uno quetrabaje con un factor de seguridad tres. de tal manera que n p debe estar enfuncin de una carga mxima admisible que soporta un cable y de los esfuerzosoperacionales que afectan al mismo:1,5 < np< 5,0

    Una de las formas de calcular el factor de seguridad (np) es:

    130

    alambrecable

    po lea

    cabletaa

    bacablemulesoperaciona

    lesoperaciona

    mazp

    dd

    d

    aQQQF

    FFQQQF

    F

    Qn

    Luego:

    bacablemu

    pFFQQQ

    Qn

    max

    Donde:

    Qu: Carga til

    Qm: Carga muerta

    Qcable: Carga del cable

    Fa: Factor nominal que soporta el cable.

    Fb: Es la fuerza equivalente de flexin.

    Qt: Carga total

    a : Aceleracin (m/seg2)

    g : Gravedad (m/seg2) = 9,8

    A : Seccin del cable en mm.

    E : Modulo de elasticidad del acero que compone el cable.

    Tipos de aceros que conforman los torones de un cable de extraccin.

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    a) b) c)

    d) e) f)

    a) redondos del mismo dimetro

    b) Redondos de dimetros diferentes

    c) Redondos de formas especiales

    d) Garganta doble

    e) Corchado doble de capa nica

    f) Corchado doble de varias capas

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    SKIP:Los recipientes de extraccin, segn su construccin se dividen en 4 tipos, tachos,

    skips, jaulas, y skip-jaula.

    Los tachos son simples recipientes compuestos por una cuba y un estribo de

    suspensin. Hoy en da los tachos se emplean exclusivamente en la

    profundizacin de pozos, especialmente en la mediana y pequea minera.

    Los skips y las jaulas tienen mayor importancia en las labores de extraccin

    vertical, por lo que se dar mayor nfasis a estos recipientes de extraccin.

    Los skips son recipientes que se utilizan para subir mineral y esteril, desde un

    pique de gran profundidad, y as extraer el material verticalmente desde un nivel a

    otro superior, en especial en piques de gran produccin.

    Los skips pueden clasificarse para pozos verticales y para pozos inclinados, y

    segn su descarga, pueden clasificarse como volcadores o con descarga de

    fondo, siendo que estos ltimos pueden ser con recipiente inmvil o con

    inclinacin en la parte inferior del mismo.

    Las dimensiones del skip, dependen de la seccin del pozo o pique, del tamaodel material a transportar, adems de la humedad y de la presencia de arcilla

    dentro del pozo.

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    Extraccin Vertical en mina subterrnea 2015

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    SKIP VOLCADOR PARA POZOS VERTICALES

    Generalmente consta de un recipiente rectangularsin tapa, un marco de acero, un

    aparato de suspensin fijo al marco ubicado en el eje de suspensindel skip, tal

    como se muestra en el siguiente esquema.

    El recipiente gira para la descarga del material por el eje de giro, respecto a sucentro de gravedad apoyndose por un eje de apoyo, y al llegar a las guas de

    descarga, los rodillos de volteoentran en unas ondulaciones que poseen las guas

    de descarga, donde desvan al recipiente y finalmente lo vuelcan en un ngulo de

    135 aproximadamente. Con movimiento inverso el skip vuelve a su posicin

    inicial.

    1 Recipiente rectangular

    2 Marco de acero3 Aparato de suspensin

    4 Eje de suspensin

    5 Eje de giro

    6 Eje de apoyo

    7 Rodillos de volteo8 Topes triangulares

    9 Cerrojos automticos10 Rodillos de cerrojo

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    Extraccin Vertical en mina subterrnea 2015

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    Los cerrojos automticosque poseen los skip, son para evitar el vuelco accidental

    durante su desplazamiento por el pique, y un momento antes de que los rodillos

    de descarga volteen el recipiente, los cerrojos de levantan automticamente

    producto de una rampa prensora instaladas sobre el casquillete.

    Las paredes y el piso del recipiente del skip se hacen de acero, con un espesor de

    6 a 12 mm de espesor para las paredes, y de un espesor de 2 a 4 mm para el

    piso. Se debe destacar que las paredes y el piso del skip se protegen con madera.

    Estos tipos de skip se utilizan con mayor frecuencia en la minera subterrneametlica para pozos de gran produccin. En la siguiente tabla se muestra la

    capacidad en volumen de los skip estandarizada para la minera metalfera.

    Capacidad

    del Skip (ton)

    Volumen del

    Skip (m3)

    Dimensiones del Skip (cm) Peso propio del

    Skip (kg)a b h

    2.0 1.00 90 100 115 1400

    3.0 1.50 90 100 170 1700

    4.5 2.25 110 130 160 29006.0 3.00 110 130 210 3600

    Tambin se pueden distinguir skip volcadores para pozos verticales, con recipiente

    en forma de copa, con fondo esfrico, y con la pared delantera inclinada en un

    ngulo de 40 a 60 respecto a la horizontal. Estos skip presentan la ventaja de

    necesitar un menor ngulo de vuelco disminuyendo a 105, lo que implica una

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    Extraccin Vertical en mina subterrnea 2015

    Ayudantia Servicios Mineros Pgina 25

    menor altura del casquillete, aunque presenta la desventaja de necesitar una

    mayor seccin del pozo. Por sus caractersticas, este tipo de skip fue diseado

    especialmente para la extraccin vertical en la minera del carbn, aunque ha

    entregado buenos resultados en la minera metlica.

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    Extraccin Vertical en mina subterrnea 2015

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    SKIP CON DESCARGA DE FONDO PARA POZOS VERTICALESLos skip con descarga de fondo tienen un recipiente o cuba inmvil, los cuales

    poseen una compuerta trasera abatible, que se cierra cuando el skip se carga y se

    abre cuando se desea la descarga. A continuacin se muestra un esquema dl skip

    de descarga de fondo.

    El recipiente del skipse suspende por el eje de suspensinsostenindose por el

    marco de acero, y cuya descarga del material se realiza por medio de una

    compuerta giratoriaubicada en el fondo del recipiente sobre el eje de apoyo. Esta

    compuerta se retiene en posicin cerrada por rodillos de apoyo, cuyo eje est fijo

    en la parte inferior del marco de acero. Al llegar el skip a las guas de descarga, al

    igual que en los skip volcadores, los rodillos de descarga entran en las curvas o

    ondulaciones que posen las guas en el lugar de descarga, en donde el recipiente

    del skip se inclina 15 respecto a la vertical, y luego de esto, se abre la compuerta

    de descarga al ya no estar sostenida por los rodillos de apoyo y cerrojo, formando

    una canaleta de descarga en un ngulo de 45 respecto a la horizontal, por lo que

    el material cargado cae y se desliza por su peso aprovechando la accin de la

    gravedad.

    1 Marco de acero

    2 Recipiente del skip3 Eje de suspensin

    4 Compuerta de descarga giratoria5 Eje de apoyo

    6 Rodillos de apoyo y cerrojo

    7 Eje de los rodillos de apoyo8 Rodillos de descarga

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    Extraccin Vertical en mina subterrnea 2015

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    Este tipo de skip se utiliza principalmente para el transporte de carbn y de

    mineral de hierro para ngulos de inclinacin del pozo no mayor de 25, cuyo

    funcionamiento depende especialmente de la compuerta de descarga.

    Entre los Skip de descarga de fondo, se puede distinguir el Skip Venot, que posee

    dos compuestas de fondo, una principal y otra auxiliar, que aseguran gran

    apertura para la salida del producto. En el siguiente esquema se puede

    representar al skip venot.

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    Extraccin Vertical en mina subterrnea 2015

    Ayudantia Servicios Mineros Pgina 28

    La compuerta principalse apoya sobre una estructura alrededor del cual gira, y

    adems se apoya por un conjunto de bielas que aseguran su cierre y abertura. Encambio la compuerta auxiliarsolo se manejo por el conjunto de bielas que unen la

    compuerta principal, de tal manera que una vez abierta la compuerta principal,

    seguidamente se abre la compuerta auxiliar.

    Las bielas superioresllevan resortes los que frecuentemente empujan la

    compuerta contra el fondo del recipiente y amortiguan los choques e impactos

    producidos por la cada del material a cargar en el skip.

    La abertura de las compuertas de descarga est asegurada por planchas de

    cerrojo y descargacolocadas sobre una estructura ubicada en las guas en ellugar de descarga. Cuando el skip llega al lugar de descarga, los rodillos de

    articulacinde las bielas se articulan con las planchas y su movimiento provoca la

    abertura de la compuerta principal y de la compuerta auxiliar.

    1 Compuerta de descarga principal

    2 Compuerta de descarga auxiliar3 Bielas de unin

    4 Biela superior5 Planchas de cerrojo y descarga

    6 Rodillos de articulacin7 Biela inferior

    8 Eje de ubicacin

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    Extraccin Vertical en mina subterrnea 2015

    Ayudantia Servicios Mineros Pgina 29

    Por ltimo es importante mencionar los skip de descarga de fondo con recipiente

    inmvil, que son aquellos cuyo recipiente est fijado al marco del skip. En este tipo

    de skip, la descarga se produce por una inclinacin de las guas del skip que por s

    lo inclinan, para luego abrir la compuerta de descarga. En la siguiente tabla se

    muestra la capacidad en volumen de los skip con recipiente inmvil, estandarizadapara la minera del carbn.

    Capacidad

    del Skip (ton)

    Volumen del

    Skip (m3)

    Dimensiones del Skip (mm) Peso del

    Skip (kg)b a d g h

    3 3.6 1.7 1.35 1.54 3.30 5.30 2700

    4 4.7 1.85 1.59 1.78 3.70 6.00 3910

    6 7.1 1.85 1.59 1.78 4.50 6.90 4530

    8 9.4 1.85 1.59 1.78 5.40 7.70 50309 10.6 2.23 1.77 1.98 5.00 7.70 5700

    12 14.1 2.23 1.77 1.98 6.00 8.70 6330

    SKIP VOLCADOR PARA POZOS INCLINADOS

    Se compone de un recipiente prismtica montado sobre 4 ruedas, siendo que las

    ruedas traseras son siempre ms anchas que las delanteras. El funcionamiento de

    este tipo de skip es por deslizamiento de las ruedas guiadas por rieles, cuyo

    deslizamiento se logra por el tirar de cables sujetos al skip, tal y como se muestraen el siguiente esquema.

    1 Recipiente

    2 Ruedas

    3 Marco de acero4 Ejes de sostenimiento

    5 Aparato de suspensin

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    Extraccin Vertical en mina subterrnea 2015

    Ayudantia Servicios Mineros Pgina 30

    El skip se carga y se descarga por la pared frontal abierta. Durante la descarga del

    skip, las ruedas traseras pasan sobre una va ms ancha del camino

    suplementario, apoyndose sobre los rieles por la parte exterior de sus anchas

    ruedas. La parte delantera del skip va inclinada de manera que est horizontal

    durante el movimiento del skip en el pozo inclinado.

    Este tipo de skip se utiliza en especial en la minera metalfera, para pozos

    inclinados entre 20 a 70.

    SKIP CON DESCARGA DE FONDO PARA POZOS INCLINADOS

    Estos skip tienen el mismo mecanismo de traslado que los skip volcadores para

    pozos inclinados teniendo el recipiente fijo al marco del skip, la nica diferencia

    que posee es que como su nombre lo dice poseen una descarga con compuerta

    de fondo, y adems son de mayor tamao y de mayor capacidad, alcanzando las

    9 y 12 ton.

    Este tipo de skip se frecuenta su utilizacin en la minera del carbn en la minera

    de hierro, para pozos inclinados no mayores de 25.

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    Extraccin Vertical en mina subterrnea 2015

    Ayudantia Servicios Mineros Pgina 31

    JAULASLas jaulas se utilizan ms para la circulacin, bajada y subida de personal y de

    maquinaria, adems de herramientas, y en ocasiones para la extraccin de

    material rocoso mediantes vagonetas, sobre todo en minas poco profundas y de

    baja produccin.

    Las jaulas estn construidas de acero, las cuales constan de 2 marcos

    horizontales unidos por montera. Esta unin por lo general se hace por roblonado

    con ciertos elementos soldados. Los costados de la jaula se revisten por chapa de

    acero perforada.

    El techo de la jaula generalmente se construye con una compuerta doble para la

    bajada y subida de materiales de tamao largo o superior al largo de la jaula. Los

    costados de la jaula se revisten con acero, los lados frontales de la jaula se cierrany abren con puertas, y en el piso de la jaula hay dispuestos rieles para el descanso

    de vagonetas cargadas de material.

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    Extraccin Vertical en mina subterrnea 2015

    Ayudantia Servicios Mineros Pgina 32

    Los cables de extraccin estn unidos a la jaula por un aparato de amarre, y por

    debajo de su chasis inferior puede tener suspendidos uno o dos cables inferiores.

    Las jaulas pueden tener uno, dos y hasta tres pisos, de una misma seccin. Las

    jaulas de ms de un piso, dan mayor produccin, pero la carga y descarga de las

    vagonetas es ms complicada, ms an si son varios pisos, siendo necesario de

    maniobras suplementarias o de construcciones de enganches de varias

    plataformas.

    En la siguiente tabla se muestra la capacidad de las jaulas, estandarizada para la

    minera metalfera.

    Tipo y

    tamao

    N

    pisos

    L B H b h h K P W

    1 KSh 1 1 2550 1156 2650 1022 2350 --- 600 1282 23502 KSh 1 1 3600 1536 2710 1382 2350 --- 900 1684 3850

    3 KSh 1 1 4000 1636 2940 1472 2400 --- 900 1826 5590

    1 KSh 2 2 2550 1156 2950 1022 2350 2100 600 1338 3850

    2 KSh 2 2 3600 1536 5140 1382 2400 2100 900 1734 6470

    3 KSh 2 2 4000 1636 5380 1472 2500 2100 900 1790 8000

    3 KSh 1 a 1 4000 1720 2940 1555 2400 2100 900 1855 5700

    3 KSh 2 a 2 4000 1720 5380 1555 2500 2100 900 1975 8120

    Dimensiones bsicas en unidades de mm

    L Largo

    B Ancho exterior

    H Altura del armazn

    b Ancho interior

    h Altura del piso inferior

    h Altura del piso superior

    K Ancho de la va

    P Tamao de paracadas

    W Peso sin cable inferior

    SKIP-JAULA

    Son recipientes combinados constituidos por skip y por jaula, utilizados

    especialmente cuando se requiere la extraccin de material y la circulacin de

    personal en el mismo pozo, adems de otras operaciones auxiliares. Es

    importante mencionar que durante la circulacin de personal en la jaula, el skip no

    debe cargarse.

    Los inconvenientes de este tipo de recipiente de extraccin, son que posee mayor

    peso muerto y requieren de una mayor altura del casquillete.

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    Extraccin Vertical en mina subterrnea 2015

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    DISPOSITIVO DE GUIADOPara el deslizamiento de los recipientes de extraccin, se identifican tres

    dispositivos:

    Deslizaderas:Todos los recipientes de extraccin llevan dispuestos dispositivos

    de deslizaderas para que puedan deslizarse por las guiaderas del pique. Los

    dispositivos de deslizaderas estn compuestos por una suela y de dos hierros

    laterales, aunque tambin se utilizan guas elsticas de tres rodillos revestidos decaucho.

    Guiaderas:Las jaulas y los Skips estn guiados por guiaderas para que puedan

    deslizarse por el pique, ya sea vertical o inclinado, las cuales estn fijas sobre los

    divisores. Este deslizamiento de los recipientes depende de los dispositivos de

    deslizaderas que posee cada recipiente de extraccin.

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    Extraccin Vertical en mina subterrnea 2015

    Ayudantia Servicios Mineros Pgina 34

    Las guiaderas pueden ser rgidas, ya sean de madera, metlicas o mixtas, y

    tambin pueden ser flexibles, como son las guiaderas de cables. Las guiaderas de

    madera pueden tener una seccin de 12 x 15 cm, 15 x 18 cm, y 18 x 20 cm con un

    largo de 6 m, y pueden estar hechas de roble, pino, o de azobe, siendo que estas

    ltimas son las ms utilizadas por su gran resistencia a la friccin y a la

    compresin. Por otra parte las guiaderas metlicas se hacen de rieles de 46 a 62

    kg/m, con una longitud de 12 m.

    El guiado por cable, es un guiado flexible, el cual solo se utiliza en la extraccin

    con jaulas, el cual presenta ciertas ventajas con respecto a los otros tipos de

    guiado rgido, entre las cuales podemos destacar:

    1. Gran velocidad de extraccin, con un movimiento bastante suave.

    2. Se excluye la necesidad de divisores

    3. El cambio de guiaderas es bastante rpido, en caso de que se deterioren

    4. Mejoran la ventilacin en el pique, al reducir las prdidas de presin.

    5. Disminuye la resistencia al movimiento de extraccin de los recipientes,

    mejorando los ciclos de extraccin vertical.

    Sin embargo el guiado por cable, presenta sus pro y sus contra, teniendo ls

    siguientes inconvenientes:

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    Extraccin Vertical en mina subterrnea 2015

    Ayudantia Servicios Mineros Pgina 35

    1. Imposibilidad de utilizar paracadas o lo que sera lo mismo, frenos. Estos

    implica una menor seguridad.

    2. Necesidad de cambiar todo el cable de extraccin de forma inmediata en

    caso de presentar dao local.

    3. Necesidad de construir castilletes altamente resistentes y slidos.4. Imposibilidad de utilizar ls cables en piques curvados.

    5. Necesidad de utilizar cables de extraccin antigiratorios.

    En las instalaciones de extraccin de pequea capacidad, con pequea y mediana

    profundidad de pozos, se utilizan 2, y a veces 3 cables guas por jaula. En las

    instalaciones potentes para pozos de 500 a 1000 m de profundidad se utilizan

    comnmente 4 cables por cada jaula. Ms frecuentemente los cables de guiado se

    colocan 2 por cada lado mayor de la jaula. La distancia entre los cables debe ser

    lo mayor posible, para crear mayor resistencia a la rotacin del recipiente deextraccin, provocada por distorsin del cable de extraccin.

    Divisores:Los divisores, como su nombre lo indica dividen la seccin del pozo o

    pique en varias otras secciones, que determinan por ejemplo el rea por donde

    pasa el recipiente, el rea por donde pasan cables de alimentacin elctrica, u

    otros elementos que crucen el pique. Los divisores pueden ser de madera o ser

    metlicos.

    Con el fin de hacer el guiado de cables capaces de resistir a los esfuerzos

    laterales, estos deben estar fuertemente tensados mediante instalaciones

    apropiadas con pesas. Esta tensin generalmente es de 1 ton por cada 100 m de

    cable

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    Extraccin Vertical en mina subterrnea 2015

    Ayudantia Servicios Mineros Pgina 36

    Tipos de armado de guiado

    La fijacin de las guiaderas con los divisores, se hacen con pernos de acero

    hundidos, o con abrazaderas especiales en el caso de unir guiaderas con

    divisores ambos metlicos.

    Ahora segn el tipo de divisores, de guiaderas y de deslizaderas, se puede

    distinguir varios tipos de armado, siendo los ms importantes:

    Armado de madera:Es el que est compuesto por divisores y guiaderas de

    madera, el cual presenta las caractersticas de ser poco

    duradero y de presentan una alta resistencia de friccin al

    desplazamiento del recipiente.

    Armado metlico:Es el que est compuesto por divisores y guiaderas metlicas,

    el cual es ms duradero y presenta un poco resistenciaaerodinmica del pozo. Este tipo de armado se utiliza en los

    piques con extraccin por skips.

    Armado mixto:Es el que est compuesto por divisores metlicos y guiaderas

    metlicas, el cual aumenta la suavidad del movimiento de los

    recipientes y la seguridad de trabajo de los paracadas (frenos)

    con cargas suspendidas de hasta 10 ton, sin embargo presenta

    la desventaja de necesitar mayores niveles de divisores y de

    presentar una menor duracin. Este tipo de armado es eficiente

    por extraccin en jaulas con cargas suspendidas menores de 10ton, siendo que para cargas mayores debe n haber cables de

    frenado para paracadas (frenos).

    Los dispositivos de guiado soportan los esfuerzos estticos producto a: torsin del

    cable de extraccin, inclinacin del pozo (del orden de 100 kg), y los esfuerzos

    horizontales por choque y de friccin durante el desplazamiento del recipiente. En

    la prctica los esfuerzos pueden calcularse a base de los esfuerzos desarrollados

    durante el agarre de un paracadas (frenos), siendo que el caso ms desfavorable

    sera que los esfuerzos seran soportados por una sola guiadera.

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    Extraccin Vertical en mina subterrnea 2015

    Ayudantia Servicios Mineros Pgina 37

    CINEMTICA DE EXTRACCIN

    La cinemtica de extraccin incluye todos los factores que definirn los ciclos de

    extraccin, como es la velocidad de extraccin, aceleracin de extraccin, tiemposde extraccin, cuyos factores depende de la altura del pique y de las instalaciones

    de extraccin vertical.

    DIAGRAMAS DE EXTRACCIN PARA SKIP CON DESCARGA DE FONDO YJAULAS

    Para este tipo de extraccin se pueden distinguir el diagrama trapezoidal y el

    diagrama con parbola al principio.

    Diagrama Trapezoidal:Este diagrama se emplea cuando el motor de extraccin

    es a vapor, o es motor asincrnico. Este diagrama consta de tres periodos como

    se muestra a continuacin, para un periodo total (T) de extraccin, el cual se

    efecta a una aceleracin constante.

    Donde podemos mencionar los siguientes parmetros:

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    Extraccin Vertical en mina subterrnea 2015

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    1 periodo de duracin t1Movimiento uniforme con aceleracin (a1)

    constante hasta alcanzar una velocidad

    mxima (v max).

    2 Periodo con duracin t2Movimiento con velocidad constante igual a la

    mxima y aceleracin nula (a2=0).

    3 Periodo con duracin t3Movimiento con desaceleracin (a3) hasta

    alcanzar una velocidad cero (v=0).

    Cada periodo de movimiento, implica un desplazamiento en el pique, de esta

    manera, si dividimos al pique en tres tramos y si decimos que para cada periodo

    se llega a un tramo del pique, entonces, se puede distinguir lo siguiente:

    De esta manera la profundidad del pique ser igual a:

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    Extraccin Vertical en mina subterrnea 2015

    Ayudantia Servicios Mineros Pgina 39

    Ahora, la velocidad es la razn de la distancia por el tiempo, entones:

    Siendo que la velocidad media es igual a:

    Por lo tanto la profundidad del pozo queda expresada como:

    Como el periodo total de extraccin es igual a:

    Por lo tanto la formula anterior queda expresada como:

    Ahora, la velocidad de extraccin en los tres periodos, est relacionada con la

    aceleracin, por lo que podemos distinguir lo siguiente:

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    Extraccin Vertical en mina subterrnea 2015

    Ayudantia Servicios Mineros Pgina 40

    Por lo tanto:

    Designando como modulo de aceleracin a:

    Por lo tanto:

    Por lo que, resolviendo esta ecuacin cuadrtica, encontramos que la velocidad

    mxima est expresada como:

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    Extraccin Vertical en mina subterrnea 2015

    Ayudantia Servicios Mineros Pgina 41

    Diagrama de inicio parablico:Este diagrama se emplea cuando el motor de

    extraccin es elctrico de corriente continua. Este diagrama al igual que el

    diagrama trapezoidal, consta de tres periodos como se muestra a continuacin,

    para un periodo de extraccin total (T), cuya nica diferencia con el diagrama

    trapezoidal, es que en el primer periodo de extraccin la aceleracin es variable.

    Donde podemos mencionar los siguientes parmetros:

    1 periodo de duracin t1

    Movimiento con aceleracin variable

    decreciente (a1) hasta alcanzar una velocidad

    mxima (v max).

    2 Periodo con duracin t2Movimiento con velocidad constante igual a la

    mxima y aceleracin nula (a2=0).

    3 Periodo con duracin t3Movimiento con desaceleracin (a3) hasta

    alcanzar una velocidad cero (v=0).

    Cada periodo de movimiento, implica un desplazamiento en el pique, de esta

    manera, si dividimos al pique en tres tramos, entonces la profundidad del pique se

    expresa como:

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    Extraccin Vertical en mina subterrnea 2015

    Ayudantia Servicios Mineros Pgina 42

    Y al igual que en el diagrama trapezoidal, la velocidad es la razn de la distancia

    por el tiempo, entones:

    Siendo que la velocidad media es igual a:

    En el primer periodo de movimiento, la velocidad de extraccin se expresa como:

    Al final del periodo (para t = t1), se obtiene la velocidad mxima de extraccin, que

    es igual a:

    Comparado esta frmula con la obtenida por el diagrama trapezoidal, se observa

    que la duracin del primer periodo es dos veces mayor que en el primer periodo

    del diagrama trapezoidal.

    Ahora, la distancia recorrida para una aceleracin variable, se puede determinar

    de la siguiente manera:

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    44/55

    Extraccin Vertical en mina subterrnea 2015

    Ayudantia Servicios Mineros Pgina 43

    Por lo tanto al final del periodo 1 (t = t1 ; v = v max), el tramo recorrido en el pique

    es igual a:

    Como ya se tiene la expresin t1, por lo tanto esta frmula se expresa como:

    Por lo tanto la profundidad del pique queda expresada como:

    Pero como, la velocidad tambin puede expresarse en funcin de la aceleracin,

    para una aceleracin constate:

    Entonces:

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    Extraccin Vertical en mina subterrnea 2015

    Ayudantia Servicios Mineros Pgina 44

    Por lo tanto la expresin de la profundidad del pique se expresa como:

    Simplificando trminos, se llega al siguiente polinomio:

    Designando como modulo de aceleracin a:

    Por lo tanto la expresin anterior queda expresada como:

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    Por lo que:

    Resolviendo el polinomio cuadrtico, se tiene que la velocidad mxima de

    extraccin queda expresada como:

    CLCULO DE N DE VIAJES NVEs el N de viajes que realiza el Skip en una hora.

    Tt= Tiempo total de ciclo (en segundos)

    Es el tiempo que demora el Skip en dar una vuelta, considerando tiempo de viaje,

    tiempo de maniobra y carga, ms el tiempo de regreso

    T= tiempo de viaje (sg)Tm= tiempo de maniobra (sg)Tc= tiempo de carga (sg)

    Clculo de carga horaria QhEs la carga a transportar en una hora segn meta de produccin

    C= Coeficiente de irregularidad de produccin para el Skip: 1,15(A+a)= Carga diaria a sacar (ton)

    A= Tonelaje diario de MineralA= Tonelaje diario de esteril

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    T= N de horas de trabajo al da (hrs)

    Para poder calcular las toneladas diarias, hay que considerar el mineral estril, elcual se podr calcular sabiendo la ley mineral y las toneladas diarias de mineralexigidas por produccin.

    Clculo de Carga til QuEs la carga en toneladas que transportar el Skip por cada vuela

    Diseo del CableEs muy importante el escoger un cable adecuado, segn las necesidades de

    produccin, sin embargo, generalmente se cuanta con un cable de extraccin y

    por ende hay que verificar si el cable de extraccin proporcionado es adecuado

    para el trabajo. Adems los tonelajes de produccin pueden variar segn el precio

    de venta del mineral y capacidad de la planta.

    Factor de seguridad Fs

    Por razones de seguridad la resistencia de ruptura del cable Ro no puede sermenor a la fuerza total que debe resistir el cable de extraccin F, ni tampoco estedebe ser exigido en su lmite, es por ello, que es necesario considerar un factor deseguridad el cual deber encontrarse entre los valores [2 y 5].

    Ro=Resistencia de ruptura del cableF= fuerza total que debe soportar el cable

    Fuerza total de resistencia del cable FEs la suma de todas las fuerzas relacionadas a la extraccin vertical del skip.

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    Qu= Carga til, (este calculado fue explicado anteriormente.Qc= peso del cable.Qs= Peso del Skip, este se calcula segn las dimensiones y material ocupado,

    como lo veremos ms adelante.Fa= Fuerza de aceleracin o carga nominal.Fb= Carga equivalente de flexin.

    Clculo del Peso del Cable QcEl peso del cable tambin es considerado para efectos del clculo de las fuerzas

    Pc = Peso por metro lineal del cable (ton/mts)

    Ho= la profundidad total del Pique (mts)

    Clculo del peso del Skip Qs:Para este clculo se debe considerar el material de la estructura, y sus

    dimensiones.

    Ejemplo de dimensionamiento del Skip:

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    Primero debemos saber cul es el volumen de material a transportar

    Vm=Volumen de materialQu= Carga til, (clculo demostrado anteriormente)m= Densidad del material (mineral + esteril)

    Ahora este volumen debe ser equivalente al volumen interno del skipVskip, pero no es posible llenar a tope siempre al skip, por lo tanto,debemos castigar el volumen del skip al 80% para poder igualarlo alvolumen del material

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    Ahora teniendo definido el modelo del skip, podemos igualar el volumeninterno del skip (por diseo) con el volumen interno calculado.

    Volumen interno del Skip

    Por lo general, las dimensiones del pique ya se encuentran definidas, entoncesdejaremos el ancho y largo (Z e Y) fijos (valores ya conocidos), y la altura Xcomo variable dependiente del volumen.

    Ahora sabiendo los lados del Skip podemos calcular el sus lados, luego el

    volumen de la estructura metlica, y sabiendo la densidad de esteobtendremos finalmente el peso:Para ello se necesita saber el grueso del acero que se va a ocupar

    Para efectos del clculo consideraremos el siguiente esquema.

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    Los datos a, b y c, son conocidos por diseo.Para el Clculo del volumen de las paredes del Skip, consideraremos conocidotambin el espesor e.

    Volumen total de las paredes del Skip:

    Peso total del Skip:

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    Fuerza de aceleracin o carga nominal Fa

    g= 9,8 (mts/seg2) fuerza de aceleracin de gravedada= aceleracin del Skip.

    Carga Equivalente de Flexin Fb

    A= reaEn= mdulo de elasticidad del cabledW= dimetro de un alambre, componente de un tornD= dimetro de la polea

    DISEO DEL PEINECILLO.

    Para realizar el diseo del peinecillo, debemos calcular las fuerzas que estn

    actuando en cada barra, para esto se utiliza el mtodo de los nudos. Este mtodo consisteen hacer sumatoria de fuerzas en el eje x e y e igualarlas a 0, para cada nudo.

    Consideremos un peinecillo bsico con el siguiente esquema (ejemplo):

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    Para realizar este clculo, se debe considerar la fuerza total que ejerce el sistema sobre la

    polea en el peinecillo, que ser la misma calcula anteriormente F

    Ecuaciones de cada nudo.

    Nudo 1.FX= R1 sen = 0FY= - R2R1 cos1 + F+Peso estructura/n de nudos = 0

    Nudo 2.FX= R3sen1= 0

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    FY= R2- R4 - R3cos1 + Peso estructura/n de nudos = 0

    Y se prosigue de la misma forma con todos los nudos restantes, para obtener eltotal de las fuerzas en cada barra, se debe igualar la sumatoria de momento enciertos nudos segn corresponda.

    Luego de obtener todas las fuerzas que reaccionen en las barras, se calcula elpandeo de las barras sometidas a compresin, estas son las barras que resultancon fuerza positiva.

    Se tiene que cumplir que: crtico >=solicitantePara el clculo del crtico se tiene que realizar el siguiente clculo:

    = [L geom *K] /i

    Donde:

    = esbeltezL geom.= largo geomtrico de la barrai = radio de giroK = 0,65 (empotrado-empotrado)i= [(D^2 + d^2) ^ (1/2)]/4D = dimetro exteriord = dimetro interior

    Calculo solicitante:solicitante=P/A

    Donde:P=fuerza de la barra

    A=AreaA=/4 (D^2-d^2)

    Estos datos se comparan y si el crtico >=solicitante, esto nos indicar que laestructura del peinecillo es suficientemente resistente a los esfuerzos que estarsometido.

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    CONCLUSIN

    Revisadas las caractersticas del mtodo de extraccin vertical, nosmuestra que este sistema es una alternativa que brinda muchas ventajas, ya que

    muchas veces por la profundidad del yacimiento no justifican una extraccin pormedio de rampas o correas.

    En su uso tenemos principalmente jaulas o skips, que son recipientes semiabiertos o cerrados respectivamente Adems este sistema tambin otorga lafacilidad de poder transportar persona, materiales y herramientas que se necesiteninterior mina. Estos se utilizan para el traslado de mineral, desde cotas inferiores acotas superiores. Estos sistemas de transporte son impulsados por cables sonimpulsados por un Huinche y a su vez sostenido por una polea que se encuentrasobre un Peinecillo, que es una estructura metlica que se encuentra en lasuperficie.

    Tenemos como ventajas ciertos factores que son importantes, como el

    material a remover de la mina, la cantidad de material que se encuentra en el

    yacimiento, la produccin que se necesita en mina, por lo cual uno puede ver

    como una alternativa factible la extraccin vertical.

    Cuando ya se tienen las caractersticas de remocin y produccin de la mina, se

    debe asignar el tamao del skip o jaula, el grosor del cable, las dimensiones del

    peinecillo, el dimetro de la polea, la potencia del motor, etc.

    Ciertos factores variables a considerar dentro de los componentes de la

    extraccin vertical girarn en torno a la carga til que se pretenda tener, es decir,dependiendo de la carga es la eleccin del dimetro de cable, el consumo de

    energa, el tipo de skip, las dimensiones de las maquinas de extraccin, entre

    otros.

    Toda empresa minera tiene que tener parmetros aceptables para poder

    explotar un yacimiento y es por eso que la extraccin vertical puede llegar a ser

    una de las formas ms seguras de extraer el material, ya que sus parmetros de

    seguridad son bastante altos, adems para grandes profundidades se pueden

    asegurar costos de extraccin muy bajos y convenientes a comparacin de otros

    mtodos de extraccin.