EXTRACCIÓN VERTICAL

INTRODUCCIÓN En Minería Subterránea, una vez realizada la tronadura ,es necesario

realizar la extracción del material.

La extracción vertical es un sistema que comunica la superficie con el área de explotación del mineral.

Se utiliza para la subida a la superficie de la especie útil, estéril, bajada y subida de personal, equipos y materiales, etc.

Consta principalmente de una máquina de extracción, skips o jaulas, cables de extracción, peinecillo.

La extracción vertical generalmente se efectúa por un pique de producción o de servicio, este tipo de extracción comprende la mineria metálica (cobre) y la mineria no metálica (carbón).

ESQUEMA DE EXTRACCIÓN VERTICAL

LA EXTRACCIÓN VERTICAL ANALIZA LOS SIGUIENTES FACTORES:

Producción Transporte de Personal Transporte de Materiales y Equipos

LAS INSTALACIONES DE EXTRACCIÓN VERTICAL SE CLASIFICAN POR:

Por el ángulo de inclinación del pozo. Tipo de recipiente de extracción (jaula, skips) Por el tipo de órgano de arrollamiento (eléctrico, neumático,

mecánico.)

LA EXTRACCIÓN VERTICAL ANALIZA LOS SIGUIENTES FACTORES:

Producción Transporte de Personal Transporte de Materiales y Equipos

LAS INSTALACIONES DE EXTRACCIÓN VERTICAL SE CLASIFICAN POR:

Por el ángulo de inclinación del pozo. Tipo de recipiente de extracción (jaula, skips) Por el tipo de órgano de arrollamiento (eléctrico, neumático, mecánico.)

COMPONENTES DEL SISTEMA DE EXTRACCIÓN VERTICAL

Cables de Extracción. Peinecillo (Base, puntales, poleas). Jaulas y Skips. Tambor de Arrollamiento. Paracaídas. Máquinas de Extracción

ESQUEMA GENERAL EXTRACCIÓN VERTICAL

Peinecillo

Es una estructura vertical que se levanta por encima del collar del pique, sobre él se encuentra la polea que dirige el movimiento del cable En su interior sube el balde (skip) hasta el lugar de descarga del mineral; o las jaulas, de estación en estación en el momento de entrada y salida del personal o cuando se trata de transportar el material.

De la cúspide de la torre baja una estructura inclinada que sirve de sostén a toda la torre y contrarresta la tensión de los cables.

PeinecilloPolea

Es una rueda acanalada que gira alrededor de un eje central por el que pasa el cable en cuyos extremos se encuentra la jaula o skip y en la otra el huinche.

La garganta es una ranura cóncava abierta en el contorno de la polea donde se localiza el cable.

Las poleas se puede construir de 3 formas:  Por fundición. Por acero moldeado Por construcción soldada.

PeinecilloPolea

Base

Peinecillo

Huinche

Polea

Base

HUINCHE

Sistema de levante mecanizado, accionado con motor eléctrico que permite el izamiento de una carga.

Se compone de un tambor metálico donde se enrolla el cable de acero .

Caracteristicas:

•Diámetro

•Radio de Curvatura

•Manto del Tambor

•Guiaderas Laterales

•Longitud del Tambor

•Peso

ORGANOS ARROLLAMIENTO

Peinecillo

Huinche

Polea

Cable

Base

CABLE DE ACEROEsta fabricado con alambres de acero, colocados ordenadamente para desempeñar el trabajo de izar los skip y las jaulas.

Para formar cables, se arrolla un gran numero de hilos de acero de alta resistencia (normalmente entre 130 y 180 kg/mm2). Estos hilos se disponen en cordones y torones, según los casos.

Para el sistema de levante se emplean exclusivamente los cables compuestos de varios torones. Estos torones están formados por un cierto numero de hilos arrollados en uno o varios cordones alrededor de un alma de cañamo o de acero, formando el cable.

COMPONENTES DEL CABLE DE ACERO

Alambre: Es el componente básico del cable de acero, el cual es fabricado en diversas calidades, según el uso al que se destine el cable final.

Torón: Está formado por un número de alambres de acuerdo a su construcción, que son enrollados helicoidalmente alrededor de un centro, en una o varias capas.

Alma: Es el eje central del cable donde se enrollan los torones. Esta alma puede ser de acero, fibras naturales o de polipropileno.

Cable: Es el producto final que está formado por varios torones, que son enrollados helicoidalmente alrededor de un alma.

a) Redondos del mismo diámetrob) Redondos de diámetros diferentesc) Redondos de formas especiales

d) Garganta doblee) Corchado doble de capa únicaf) Corchado doble de varias capas

CABLES DE EXTRACCIÓN

Peinecillo

Huinche

Polea

Cable

Skip/Jaula

Base

Jaula: Plataforma encerrada que se mueve verticalmente y es usada en un pique de mina para el transporte de trabajadores y materiales.

Balde: contenedor de mineral, usualmente autodescargable, parecido a una caja, usado en un pique para el levante de minerales o rocas.

Existe una cierta independencia de la forma, tamaño y volumen del Skips con relación a la sección del pique.

Comparando vasija y jaula se observan menores cargas muertas a transportar en una extracción con Skips o vasija.

Existe un menor tiempo de perdida en una extracción con vasija (menor tiempo de ciclo implica mayor productividad).

Existe una buena adaptabilidad del Skips con otros medios de transporte o descarga que se requiera combinar en el sistema.

Necesidad de guiaderas tipo rieles o tablones de deslizamiento lo cual es una incomodidad si se piensa en lo dinámico que son los sistemas de explotación.

Existe una buena adaptabilidad para el transporte del personal.

Si se utiliza un sistema con jaula para la extracción de materiales con, en general se evitan los posibles derrames que ocurren en el transporte.

Existe la posibilidad de efectuar un transporte combinado de materiales y personal simultáneamente.

Peinecillo

Tambor

Polea

Cable

Skip/Jaula

Unión

Base

Peinecillo

Huinche

Polea

Cable

Skip/Jaula

Guiaderas

Unión

Base

GUIADERASEvitan el movimiento lateral del sistema Jaula/Balde

MATERIAL

PROCESO DE EXTRACCIÓN

Se extrae el mineral desde la frente de trabajo y se traslada hasta los buzones de almacenamiento.

Se carga el mineral desde el buzón de almacenamiento al balde o skip

El balde es izado por medio de un huinche hasta superficie.

Se descarga el mineral contenido en el buzón.

EN LAS NORMATIVAS DE DISEÑO SE DEBEN CONSIDERAR:

La resistencia a la tracción.

La resistencia a la compresión.

La resistencia a la corrosión.

La resistencia a la abrasión.

Grado de flexibilidad.

Con respecto a la seguridad del cable de extracción se deben

implementar programas de inspección del cable en los lugares

donde se produce el arrollamiento, programas de descarte de cables.

La tensión estática por carga suspendida y peso propio.

Los esfuerzos dinámicos: Arranque, frenado y oscilaciones.

La resistencia del pozo.

La flexión del cable sobre la polea y el tambor.

Las presiones sobre estos órganos que originan compresiones internas y flexiones secundarias.

LOS ESFUERZOS QUE SE ENCUENTRAN SOMETIDOS LOS CABLES DE EXTRACCIÓN SON:

Reglamentos Rusos para la mineria:

Art. 105

m = 9 Para instalaciones exclusivamente para bajadas y subidas de personas;

m = 7 ½ Para instalaciones exclusivamente para transporte de carga y movimiento de personal;

m = 6 ½ Para instalaciones exclusivamente para el transporte de carga;

m =8 Para instalaciones exclusivamente de Koepe.

Art. 106. el coeficiente de seguridad de un cable se determina como el cuociente entre el esfuerzo de ruptura de todos los alambres del cable, determinado según el Art. 118 de carga estática del cable.

Art.124. Si al examinar el cable se establece que en alguna sección, el número de alambres cortados alcanza un 5% de su número total en el cable de extracción, el cable debe ser remplazado por otro.

Art. 106. el coeficiente de seguridad de un cable se determina como el cuociente entre el esfuerzo de ruptura de todos los alambres del cable, determinado según el Art. 118 de carga estática del cable.

Art.124. Si al examinar el cable se establece que en alguna sección, el número de alambres cortados alcanza un 5% de su número total en el cable de extracción, el cable debe ser remplazado por otro.

La capacidad de transporte de un cable de extracción durante su vida en servicio, se eleva en pozos profundos de 200.000 a 500.000 tKm y aun más.

En cuanto a costo de tKm por amortización del cable, es bastante variable. Es mínimo en los cables redondos de acero para polea Koepe.

Mayor con máquinas de tambor y máximo en los cables planos de acero.

El costo es especialmente elevado en los pozos húmedos a

consecuencia de la oxidación, muy especialmente si las aguas del pozo son ácidas o salinas

Tipo de alma.

Él número de torones.

Él número de alambres por torón.

Tipo de acero que componen los alambres.

El peso lineal del cable

Densidad del cable.

VARIABLES A TOMAR EN CUENTA EN LA COMPRA DE UN CABLE DE EXTRACCIÓN

En este tipo de máquina un solo tambor sirve para el arrollamiento de ambos cables que se fijan en los dos extremos opuestos del tambor.

Al desenrollarse un cable, en la superficie que queda libre se arrolla el otro cable.

Al invertir la maquina, se produce la operación inversa.

Estas máquinas tiene grandes inconvenientes en la explotación, consistente en la imposibilidad de realizar extracciones simultaneas desde varios niveles, dificultades en la colocación del cable nuevo y en la regulación de este durante el servicio.

DETERMINACION DE LA CARGA ÚTILCAPACIDAD HORARIA DE LA INSTALACIÓN:Al proyectar una instalación de extracción vertical , debe contarse con : la producción por hora de un pozo para la extracción de carga se obtiene por la formula

td

aAcQh

)((ton/hr.)

Donde:

a: Tonelaje anual del estéril extraído del pozo.

d: Nro. de días trabajados al año. (300).

t: Nro. de horas de trabajo por día, generalmente 14.

c: coeficiente de irregularidad de la producción, 1.25 para extracción con jaulas y 1.15 para extracción con skips.

A: profundidad del pozo

El problema de la elección de la carga útil del recipiente de extracción puede tener muchas soluciones. Pero actualmente con la estandarización de jaulas y skips el número de variantes es bastante reducido.

Para una primera determinación de la carga útil de la extracción, se puede recurrir a las tablas preparadas por Kiselev.

ELECCIÓN DE LA CARGA ÚTIL

LIMITES DE UTILIZACIÓN DE LOS SIGUIENTES TIPOS DE RECIPIENTES DE EXTRACCIÓN PARA CARBÓN, SEGÚN KISELEV

TIPO DE RECIPIENTE DE EXTRACCIÓN

ALTURA DE EXTRACCIÓN

(metros)

PRODUCCIÓN ANUAL

(Miles de Toneladas)

J-1

J-1-2

J-2

J-2-2

JV-2

S-3

S-4

S-6

S-8

50-250

70-300

90-300

300-700

200-450

200-500

200-500

200-700

300-700

120-450

250-600

275-700

550-800

350-550

500-1400

750-1800

950-2800

1400-2900

Tiempo total de un viaje, paradas incluidas:

nTt

3600 (segundos)

El tiempo de parada para entrada de personal a las jaulas:

5 personas 15 seg.

10 personas 20 seg.

15 personas 25 seg.

20 personas 30 seg.

Para una extracción horaria Qh dada, si fijamos la carga útil Qu, el numero de viajes n por hora resulta

n = Qh/ Qu

FINALMENTE Y RESOLVIENDO LAS ECUACIONES (*) Y (*)(*)

CON RESPECTO A Qu, SE TIENE

Qu =Qh x Tt

3600

Componente de seguridad para el sistema, de uso no obligatorio.

Sirven para la retención de las jaulas o skip en caso de ruptura del cable.

El dispositivo del paracaídas actúa como freno, que empieza a ejercer su acción un tiempo t despues de la ruptura.

PARACAIDAS STANDARD Para para guiaderas de madera

NOTA: Para que la retardación del frenado por el paracaídas no sea peligrosa para los trabajadores, su valor debe ser menor a los 30 (mts/seg2)

Paracaídas ptkEl paracaídas descansa sobre el techo de la jaula.

Actua en combinación con especiales cables de frenado que están filos

en los amortiguadores

del castillete y que recorren todo el largo del pozo.

Es una alternativa viable y económica. Pequeña y Mediana Minería. Rápido y Eficiente. Traslado de Personal y Material. Sistema relativamente simple. Instalaciones = f(prod, prof) Variables = f(Cútil)

Consultas?o

Preguntas?