Diseño de-instalaciones-mineras

DISEÑO DE INSTALACIONES MINERAS

JAULAS, SKIPS Y PLANOS INCLINADOS

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE MINAS

DISEÑO DE INSTALACIONES MINERAS Página 2

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA

FACULTAD DE INGENIERÍA

E.A.P. de Ingeniería de Minas

“JAULAS, SKIPS Y PLANOS INCLINADOS”

DOCENTE : Ing. SANCHEZ CARRERA, Germán.

INTEGRANTES:

GARCIA CERQUIN, Carlos.

INFANTE BECERRA, Roger.

HUARIPATA SANGAY, Robert.

MOLOCHO BENAVIDES, Tatiana.

TRIGOSO LEON, Jafet.

CURSO : DISEÑO DE INSTALACIONES MINERAS.

CICLO : VII.

Cajamarca, 10 de junio del 2016.




Contenido

INTRODUCCION ........................................................................................................................... 4

OBJETIVOS ..................................................................................................................................... 5

1. SISTEMAS DE IZAJE ........................................................................................................... 6

1.1. DEFINICION DE WINCHE ......................................................................................... 6

1.2. COMPONENTES DE UN SISTEMA DE IZAJE ..................................................... 6

2. DISEÑO DE SKIPS. ............................................................................................................. 14

2.1. TIPOS DE SKIPS .......................................................................................................... 15

2.2. INFORMACIÓN ADICIONAL ................................................................................... 18

2.3. JAULAS .......................................................................................................................... 20

3. DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE PLANOS INCLINADOS ...................................... 20

3.1. PLANTEAMIENTO GENERAL ................................................................................ 20

3.2. DISEÑO DE LA MAQUINARIA DE EXTRACCIÓN. .......................................... 23

3.3. CICLO DE TRABAJO .................................................................................................. 24

3.4. PESO MÁXIMO Y CAPACIDAD DEL SKIP .......................................................... 26

3.5. CONTRAPESOS ........................................................................................................... 26

4. SEGURIDAD ......................................................................................................................... 26

4.1. PROCEDIMIENTOS DE SEGURIDAD PARA WINCHES, JAULAS Y SKIPS

26

4.2. DS-055-2015 REGLAMENTO DE SEGURIDAD Y SALUD OCUPACIONAL -

JAULAS ...................................................................................................................................... 28

4.3. SEGURIDAD ................................................................................................................. 31

4.4. ACCIDENTE EN EL PIQUE LOURDES - UNIDAD CERRO DE PASCO DE

LA EX-CENTROMIN PERT ................................................................................................... 31

CONCLUSIONES. ........................................................................................................................ 34

BIBLIOGRAFIA ............................................................................................................................ 35




INTRODUCCION

Uno de los problemas que se plantean en la preparación de una mina es definir el

tipo de labores de acceso al mineral subterráneo, ya que éstas pueden iniciarse con un

pozo, una galería inclinada o por medio de rampas. Antes de tomar una decisión

hay que considerar cuatro factores; la profundidad del criadero, el tiempo disponible

para la preparación, el costo y el tipo de transporte exterior que se elija.

En el desarrollo del tema veremos el acceso por galería en plano inclinado es

interesante en el caso de emplear cintas transportadoras de materiales, veremos el uso

de jaulas y skips para el ingreso de de personal y equipo y la salida del material

explotado. En la práctica, en los depósitos minerales en forma masiva. Los primeros

años se extrae el mineral por el plano inclinado, con lo que se da tiempo para

profundizar el pozo vertical principal. De esta forma, como normalmente la vida

media de la flota de camiones es de 4 a 5 años, se inicia el circuito del pozo en ese

momento, si no fuera preciso hacerlo antes por razones económicas.




OBJETIVOS

A. OBJETIVO GENERAL.

Conocer y comprender el diseño de jaulas, skips y planos inclinados,

sistemas de izaje y maquinaria de extracción.

B. OBJETIVOS ESPECÍFICOS.

Conocer y comprender aspectos generales del sistema de Izaje.

Comprender la definición de jaulas y skips.

Conocer los cálculos básicos para el diseño de jaulas y skips.

Comprender la definición de planos inclinados.

Conocer la maquinaria de extracción y optimizar el aprendizaje por

medio de un problema practico




1. SISTEMAS DE IZAJE

Extracción por medio de un cable único no equilibrado.

Se utiliza en piques poco profundos, como en la prospección y explotación a

pequeña escala y en la extracción con planos inclinados. Es el sistema más empleado

por las minas del país.

Extracción por medio de dos cables parcialmente equilibrados.

Se usa en piques profundos y cuando se requiere izar tonelajes grandes de mineral.

En este caso las cargas se contrapesan parcialmente y el winche menor potencia

para operar.

Extracción por medio de dos cables completamente equilibrados por un cable

que se denomina cable de contrapeso.

Este sistema se usa en piques profundos y las cargas son unidas mediante un

cable de equilibrio. Su uso esta difundido en Europa y USA.

1.1. DEFINICION DE WINCHE

El Winche de izaje, es una maquinaria utilizada para levantar, bajar, empujar o tirar

la carga; el Winche de izaje, es utilizado también para bajar e izar personal del interior

de la mina; siempre que cumpla con exigencias mínimas de seguridad. En otras

palabras el sistema de izaje a través de los Piques de una mina, tiene semejanza a los

ascensores de los edificios; en las minas importantes del Perú, se utiliza el Winche

como maquinaria principal de transporte vertical (para el arrastre de mineral, se

utilizan los winches de rastrillaje). Equipos similares de izaje son los elevadores

eléctricos de aire o hidráulicos, grúas móviles, puentes-grúa y teclees.

1.2. COMPONENTES DE UN SISTEMA DE IZAJE

Dependiendo de las dimensiones y necesidades, un Winche de izane tiene los

siguientes componentes:




1.2.1. Tambora (una o dos)

Son cilindros metálicos donde se enrolla el cable. Podríamos hablar del enrollado

activo que es el cable que verdaderamente trabaja y el enrollado de reserva para los

cortes reglamentarios que dispone la ley de seguridad y para reducir el esfuerzo

ejercido por el cable, a la unión con el tambor. La fotografía muestra Tamboras del

Winche de Uchucchacua Buenaventura.

Skip

Volquete

Tolva

Castillo

Cuadros del

Tolva

Carros Mineros

Pique

Nivel

Guíaderas

Guías o

Tornapunta

Winche

Polea

Cable




1.2.2. Motor

Es el propulsor de la acción mecánica, es el que realiza el trabajo de izaje. Las

características del motor se eligen de acuerdo al requerimiento y la capacidad de la

carga que se quiere izar y a las dimensiones y modelo del pique.

1.2.3. Sistema de seguridad : Lilly control, frenos, etc

Es el dispositivo encargado de regular la velocidad, este actúa en caso de una súbita

aceleración o desaceleración de la velocidad, ocasionado por una posible falla

mecánica, el Lilly control, acciona el dispositivo de emergencia del sistema de izaje.

1.2.4. Palancas de control




Son los dispositivos de control y manejo del Winche.

Estos deben ser manipulados sólo por el operador o maquinista autorizado.

1.2.5. Cables

Dependiendo del tipo de izaje en los winches; ya sea por fricción o enrollamiento; los

cables de izaje pueden ser fabricados de aluminio o de alambre de acero; los mismos

que, son colocados ordenadamente para desempeñar el trabajo de izar los skip o las

jaulas.

Para formar cables, se arrolla un gran número de hilos de aluminio o acero de alta

resistencia (entre 130 y 180 kg/mm2). Estos hilos se disponen en cordones y torones,

según sea el caso.

TIPOS DE CABLES: De acuerdo a su torcido pueden ser:

a. Regular: Los alambres del torón, están torcidos en dirección opuesta a la dirección

de los torones del cable.

b. Tipo Lang: Los torones en un cable tipo Lang, están torcidos en la misma dirección

(lang derecho o lang izquierdo).

Los cables con torcido lang son ligeramente más flexibles y muy resistentes a la

abrasión y fatiga, pero tiene el inconveniente de tener tendencia a destorcerse por lo

que únicamente deberán utilizarse en aquellas aplicaciones en que ambos extremos

del cable están fijos y no le permitan girar sobre sí mismo.

ESTRUCTURA DE LOS CABLES




NUCLEO O ALMA

El alma del cable sirve como soporte a los torones que están enrollados a su alrededor.

El alma se fabrica de diversos materiales, dependiendo del trabajo al cual se va a

destinar el cable, siendo lo más usual el de alambre de acero o el alma de torón que

está formado, como su nombre lo indica, por un torón igual a los demás que componen

el cable; hay alma de fibra que puede ser de fibras vegetales o fibras sintéticas.

El alma de acero se utiliza para zonas donde el cable está sujeto a severos

aplastamientos o cuando el cable trabaja en lugares donde existen temperaturas muy

elevadas que ocasionen que el alma de fibra se dañen con el calor. También este tipo

de alma proporciona una resistencia adicional a la ruptura, de aproximadamente un

10%, dependiendo de la construcción del cable.

TORONES O CORDONES.

Un cable está formado por un conjunto de torones o enrollados. Cada torón, está

formado por un conjunto de hilos. La mayoría de hilos utilizados en la construcción de

cables son redondos y de diámetro comprendido corrientemente entre 2 y 3 mm. El

alma de acero se utiliza para zonas donde el cable está sujeto a severos aplastamientos

o cuando el cable trabaja en lugares donde existen temperaturas muy elevadas que

ocasionen que el alma de fibra se dañen con el calor. También este tipo de alma




proporciona una resistencia adicional a la ruptura, de aproximadamente un 10%,

dependiendo de la construcción del cable.

1.2.6. Jaula, baldes o skips

SKIPS

Son recipientes que circulan en el interior de los piques y sirven para transportar

mineral desde el fondo del pozo hasta el exterior.

El Skip una vez que llega al punto de descarga superior se abre automáticamente

(por choque de los seguros en el cuerpo del guionaje y soportes), la compuerta situada

en la parte inferior del skip.

La ventaja del skip es que se puede izar tonelajes grandes, se utiliza mejor la sección

del pique; se disminuye el peso muerto, el carguío y descargue del mineral es rápido,

se usa poco personal en su operación (pudiendo ser automático).

BALDE




Son recipientes cilíndricos de poca capacidad, usados en izaje de tonelajes

pequeños de mineral y desmonte. La descarga se efectúa por balanceo accionado para

tal fin

JAULAS

Son compartimientos metálicos de uno o dos pisos que se usan para subir o bajar

personal, materiales y carros mineros, en este caso en el piso de la jaula se

fijan rieles para la entrada del carro minero. En las paredes laterales se fijan unas

canaletas para que se deslicen por las guías del pique.

1.2.7. Poleas

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 (resistencia) y en la otra el winche o

tambora (potencia).

La polea de izaje debe ser hecha y mantenida para acomodar adecuadamente el cable.

El diámetro de la polea está establecido por reglas de seguridad para piques.




Las poleas se pueden construir de 3 formas:

1. Por fundición

2. Por acero moldeado

3. Por construcción soldada.

1.2.8. Estructuras de desplazamiento o castillo

Es la cúspide de la estructura del pique donde se encuentra la polea que dirige el

movimiento del cable.

Es una estructura vertical que se levanta por encima del collar del pique.

De la cúspide de la torre o del castillo baja una estructura inclinada que sirve de

sostén a toda la torre y contrarresta la tensión de los cables.

La torre vertical y la estructura inclinada son las partes fundamentales del castillo y

soportan en su cima la caseta de las poleas. La estructura del castillo puede ser de

madera o de acero y se debe construir respetando los reglamentos de seguridades

existentes.

Hay una escalera de servicio que sube a lo largo del pique.

Junto al pique hay una tolva donde se descarga el mineral para luego transportarse a

la planta concentradora.




1.2.9. Tipos de winche de izaje

Winches de tambores

Winches de friccion

Los Pequeños Productores Mineros y Mineros Artesanales, utilizan winches de izaje de

tamboras, por ser maquinarias que se adaptan a su infraestructura y requerimientos

de izaje. Ejemplos resaltantes de winches de izaje de fricción tenemos en las minas de

Casapalca (Yauliyacu – Glencord) y Cerro de Pasco (Paragsha – Volcán Cía. Minera).

2. DISEÑO DE SKIPS.

Son recipientes que circulan en el interior de los piques y sirven para transportar

mineral desde el fondo del pozo hasta el exterior. El Skip una vez que llega al punto de

descarga superior se abre automáticamente (por choque de los seguros en el cuerpo del

guionaje y soportes), la compuerta situada en la parte inferior del skip. La ventaja del

skip es que se puede izar tonelajes grandes, se utiliza mejor la sección del pique; se

disminuye el peso muerto, el carguío y descargue del mineral es rápido, se usa poco

personal en su operación (pudiendo ser automático).




El cajón de extracción para minería (Skip), puede ser aplicado en diferentes tipos de

minas de metal y no-metal, como oro, plata, hierro, plomo, potasa, carbón, sal, etc.

Diseñado para el rápido y limpio descargue de minerales, el vagón trasportador para

minas está hecho de aluminio o acero inoxidable con resistencia a la corrosión.

Con una simple estructura mecánica, nuestro skip está caracterizado por la alta

capacidad y una distancia corta de descarga. El skip minero y el soporte de vuelca

puede girar con el eje estacionario. Dando vuelta así adelante 45-55°.

2.1. TIPOS DE SKIPS

2.1.1. Skip de Descarga de Fondo

Liviano y Robusto para cargas medianas a grandes. Bien adecuado para

finos húmedos fangosos y pegajosos. El vaciado por el fondo fijo es el tipo

más versátil de skip Fácilmente se puede convertir de un skip a una jaula.

En el mecanismo de descarga no se necesitan rollos. Con este tipo de guías

de transporte fijo o guías de cables a menudo se requieren.

Características:

• Descarga limpia debido a la acción de inclinación del balde, es

particularmente adecuado para manejar materiales pegajosos.

• Derrame de finos minimizado por la bisagra tipo piano y la compuerta

del Skip que sobresale dentro del chute de descarga.

• La Descarga por el Fondo tiene la mayor apertura sin obstrucciones y

sin el problema de puenteo de material grande sin triturar.

• Mecanismo de cierre y descarga simple y seguro, minimiza el

mantenimiento.

• La descarga es activada por rodillos que ruedan en espirales montadas

en el marco (Cilindro de descarga opcional en el marco minimiza el tiempo

del ciclo y la altura del marco)

• Desde que todos los skips de descarga por el fondo tienen un estribo

alrededor del balde, son buenos para piques cuyas guías no están

perfectamente alineadas.




2.1.2. Swing out body or front dump

Este tipo de skip tiene la capacidad de manejar una gran carga útil. Tiene un

relativamente pequeño marco de la cabeza y es fácil de vaciar. Algunos de

los problemas que surgen a menudo con este tipo de salto son una

acumulación de suciedad en el punto de articulación y limos goteo de la parte

inferior. También el mecanismo de la puerta es compleja y en ocasiones hace

que los problemas de mantenimiento difíciles de solucionar de una manera

oportuna.




2.1.3. Skip Kimberley

Es capaz de manejar gran tamaño con lodo bajo el derrame. Algunos de

los aspectos negativos son que es a menudo tiene material que se adhiere

a la parte inferior durante la descarga del mineral o de residuos. Se

construye con un marco de cabeza grande debido a los altos esfuerzos

efectuados

• La mejor relación de peso a carga de cualquier Skip

• Muy simple con mantenimiento mínimo.

• Descarga limpia posible debido a la acción de volteo y sin posibilidades

de restricciones de descarga en el balde

• Siempre la mejor selección para toda aplicación de skip pequeño debajo

de volúmenes de aproximadamente 200 pies cúbicos




2.1.4. Skip Rolachute™

La compuerta RolachuteTM provee a este skip el ciclo de tiempo más

rápido que cualquier diseño de skip. La ausencia de espirales en el marco

significa que no es necesario disminuir la velocidad cuando se encuentre

con los carruseles. En su lugar, simples Rodillos de Descarga montados en

el marco permiten a las compuertas abrirse con movimiento vertical

mínimo. Requerimientos de bajo mantenimiento; no hay cilindros de aire,

actuadores ni tuberías requeridas en el skip. Más adecuados para

materiales secos y triturados.

2.2. INFORMACIÓN ADICIONAL

2.2.1. Seguridad

Todos los cajones están disponibles con mecanismos de seguridad

probados para madera, acero o guías de cables.

2.2.2. Material




Todos los cajones pueden construirse de acero, aluminio, acero inoxidable

o de combinaciones estratégicamente colocadas. Los recubrimientos

protectores avanzados y las barreras de aislamiento se usan para resistir

la corrosión galvánica y química.

2.2.3. Revestimientos

Todos los cajones tienen muchas opciones de revestimiento disponibles,

entre las que se incluyen aceros resistentes a la abrasión, fundiciones con

alto contenido de manganeso o caucho, todos estratégicamente colocados

en áreas de alto impacto y de mucho desgaste, diseñados para ser

sustituidos con facilidad

2.2.4. Diseño

Todos los cajones están diseñados tomando como base la experiencia de

más de 80 años suministrando miles de cajones para todas las

aplicaciones, desde oro, plata, hierro y plomo hasta potasio, carbón, sal y

otros materiales.

La experiencia documentada, las normas y los métodos se unen a la

última tecnología de diseño de ingeniería y a los Sistemas de garantía de

calidad de cada empresa para producir cajones eficientes, seguros y de

larga vida útil.

2.2.5. Rodillos guía

Todos los cajones pueden equiparse con una amplia gama de sistemas de

guía para adecuarse a todas las aplicaciones y condiciones, desde el Heavy-

Ply, económico y de larga duración para velocidades más bajas, hasta el de

neumáticos de aviones con resortes helicoidales sobre suspensión de

cilindros cargados de gas. Existen varios tamaños y tipos de neumáticos

disponibles, entre los que se incluyen los neumáticos, de caucho sólido,

rellenos de espuma y de poliuretano sólido. Las ruedas pueden estar




montadas en cubos y soportes de acero, aluminio o acero inoxidable con

ajustes de eje fijos, aserrados o excéntricos.

2.3. JAULAS

Son compartimientos metálicos de uno o dos pisos que se usan para subir o bajar

personal, materiales y carros mineros, en este caso en el piso de la jaula se fijan

rieles para la entrada del carro minero. En las paredes laterales se fijan unas

canaletas para que se deslicen por las guías del pique.

3. DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE PLANOS INCLINADOS

3.1. PLANTEAMIENTO GENERAL

Para yacimientos de poca profundidad que hayan de explotarse por minería

subterránea, y para yacimientos de profundidad media (500 m), se prefiere realizar

planos inclinados en vez de pozos para el acceso principal al yacimiento debido a su

menor coste de inversión, menor tiempo de construcción y menores costes de

mantenimiento y de seguridad. Una cinta transportadora admite un ángulo máximo

de 15º de pendiente con la horizontal. Como se necesita un mínimo de dos accesos a las

labores, el plano inclinado se utiliza como entrada de ventilación y se perfora un

pozo de ventilación para el retorno del aire.




El plano inclinado servirá de entrada a todos los servicios de mina, por lo que su

sección se diseñará de acuerdo con la sección de cada uno de los que se instalen, de

forma similar a como se hizo para la sección de los pozos de extracción,

procurando que las tuberías y mangueras se pongan del lado de la cuneta para dar

espacio a la cinta transportadora y a la circulación de las máquinas de mayor

dimensión de la mina. En las curvas o en los cambios de dirección bruscos, se

excavarán calderas para recoger las aguas que bajan por la cuneta y se instalará el

sistema de bombeo correspondiente. El piso o muro del plano inclinado se realizará lo

más plano posible y se hormigonará en caso necesario. Los tramos que atraviesen

niveles de agua se impermeabilizarán y se fortificará con los medios adecuados los

tramos sujetos a debilidad del techo o a deformación del perfil del plano inclinado.

La ejecución del plano inclinado es más rápida que la del pozo vertical y puede

realizarse con el personal de la propia mina ya que se diferencia poco de la

perforación de galerías. En rocas competentes se necesita poco sostenimiento y basta

con un simple gunitado de hormigón. Aunque para llegar a la misma cota la longitud

del plano es mayor que la de un pozo vertical, en grandes producciones los costes de

operación del plano inclinado son sensiblemente menores que los del pozo por lo

que el plano es a menudo la opción escogida.

La entrada al plano desde el exterior se eleva con respecto a la cota del terreno con

el fin de evitar entradas de agua, y es ejecuta en hormigón con el fin de sujetar bien

las tierras de ladera, si es el caso.

La ejecución de los planos inclinados puede hacerse con métodos mineros similares a

los utilizados para la perforación de galerías, aunque ofrece alguna dificultad

suplementaria debido a la pendiente del piso. En rocas cuya resistencia a compresión

no excede de 110MPa se pueden emplear minadores continuos para el arranque y

carga de la roca debido a la alta velocidad de avance que dan a la obra. En rocas

de mayor dureza se empleará el sistema tradicional de perforación y voladura. En

planos de sección circular de gran diámetro llegan a utilizarse tuneladoras siempre

que las distancias a perforar compensen el coste de instalación de tales ingenios.




En el caso del minador continuo se da al techo forma abovedada y se mantiene la

dirección de arranque mediante un láser. El polvo se controla con ventilación y con

aspersión de agua. El techo se sostiene con cuadro metálico o con bulones. El

escombro se evacua mediante cinta transportadora que habitualmente se cuelga del

techo para dejar espacio suficiente para los vehículos. Si el avance se hace por

perforación y voladura se empleará un jumbo apropiado, una cargadora de roca dura,

un transportador blindado con un molino rompedor incorporado para poder verter

en cinta transportadora, una máquina elevadora de una celda de hombre para el

saneo del techo y una máquina de gunitar para sostener los paramentos y evitar

desprendimientos de piedras.

En depósitos de filones estrechos, en los que para abrir un paso a los camiones

sería preciso franquear los hastíales en las galerías, es mejor emplear vagonetas y

profundizar un pozo desde el principio. Es posible realizar el transporte por galerías

con pendiente 1/2 (planos inclinados), pero las velocidades máximas serían de 16 a 25

Km /h y, además, las galerías tienen que ser rectas.

Para el transporte con cintas, la pendiente de las galerías no debe pasar de 1/3; el

transporte con camiones exige pendientes entre 1/7 y 1/9, y en el caso de pozos de

extracción se llega a la vertical. Al aumentar la profundidad, el acceso por galerías

inclinadas o rampas deja de ser interesante, pues su longitud es de tres a nueve veces




la del pozo vertical. Ello no solo encarece su construcción, sino que también aumentan

los gastos de transporte y conservación. Por otra parte, las galerías con rampas en

espiral se preparan bien en el muro, y así se evitan las pérdidas por macizo de

protección, necesarios al penetrar en el criadero con los planos inclinados. También la

dureza de las rocas, el exceso de agua, la presencia de arenas u otros inconvenientes

obligan a desechar algunas soluciones técnicas más económicas y a decidirse por el

pozo vertical, que resiste mejor y es más fácil de profundizar en terrenos falsos y

difíciles.

Desde el plano inclinado, se avanzan las transversales para cortar el criadero a

intervalos regulares prefijados, que completan el acceso al mismo y determinan

otras tantas plantas, que lo dividen en pisos de explotación. La altura de estos pisos

depende del método de explotación, de la pendiente del criadero y de otras

características del mismo. Con unas fuertes pendientes la altura oscila entre 50 m y

90 m, pero no todos los pisos se preparan de igual forma para el transporte. En la

figura se muestra un esquema de una mina en la que se conectan varios pisos con

rampas de bajada de mineral hasta una estación de molienda común.

3.2. DISEÑO DE LA MAQUINARIA DE EXTRACCIÓN.

Para determinar las dimensiones, capacidad y tamaño de los componentes mecánicos

el diseñador debe tener en cuenta determinados criterios básicos. Son estos entre

otros:

Velocidad de elevación incluyendo la aceleración, desaceleración o frenado, y

velocidad máxima.

Producción en t/h.

Peso máximo que debe ser elevado.

Peso de la carga y de los equipos de elevación.

Diámetro del cable de elevación

Con estos datos se puede determinar la potencia del motor eléctrico necesario para

subir y bajar los pesos necesarios en los tiempos requeridos.




Los datos deben ser calculados o estimados en el orden siguiente:

(1) tiempos de los ciclos de trabajo,

(2) velocidad de elevación,

(3) pesos de las cargas de mineral y de los medios de transporte,

(4) dimensiones del cable de extracción,

(5) dimensiones de los tambores,

(6) potencia requerida del sistema motor de la máquina de extracción

3.3. CICLO DE TRABAJO

El ciclo de trabajo describe el tiempo total necesario para mover el elemento de

transporte desde el punto de carga en la base del pozo de extracción hasta el punto de

descarga en la cabeza o parte alta del pozo en el caso de doble tambor con dos skips ó

jaulas y en el caso de un solo tambor con una sola jaula ó skip el ciclo comprende la

subida y la bajada. Para que sea completo el ciclo debe comprender los períodos de

tiempo de carga, marcha lenta inicial, aceleración, velocidad plena, desaceleración,

marcha lenta de parada, descarga y parada. A menudo se representan estos tiempos

mediante un gráfico de tiempos – velocidades.




Las relaciones entre la velocidad máxima, longitud de recorrido, y tiempo de trabajo

son como sigue:

Dónde:

a es la aceleración en m/s2.

r es la desaceleración o frenado en m/s2.

t1 es el tiempo de aceleración en seg.

t2 es el tiempo de a plena velocidad en seg.

t3 es el tiempo de frenado en seg.

V es la máxima velocidad o velocidad plena en m/s.

L es el recorrido máximo asimilable a la profundidad del pozo en m.

Si llamamos tr al tiempo de reposo (carga y descarga) tenemos tiempo del ciclo (en s):




3.4. PESO MÁXIMO Y CAPACIDAD DEL SKIP

El peso máximo que ha de ser elevado en el pozo de extracción se compone del peso del

cable y del peso del skip o peso muerto y del peso del mineral cargado en cada skip o

peso útil. La carga por skip se deduce de:

A su vez, el peso del skip se aproxima con alguna de las relaciones siguientes:

3.5. CONTRAPESOS

En determinadas circunstancias y en particular en máquinas de tambor simple se

utiliza a veces una sola jaula o skip equilibrado mediante un contrapeso. El contrapeso

se ha de calcular como la media de la suma del peso de la jaula o skip totalmente

cargado y descargado. Con ello se obtiene el mejor compromiso para el contrapeso.

4. SEGURIDAD

4.1. PROCEDIMIENTOS DE SEGURIDAD PARA WINCHES, JAULAS Y

SKIPS

La construcción, operación y mantenimiento de todos los equipos y accesorios

deben estar de acuerdo a las normas técnicas establecidas por los fabricantes.




Cada equipo de izaje y accesorios debe tener claramente indicado la capacidad

máxima y una tabla de ángulos de izaje; la misma que debe ser pegada en un

lugar adecuado y fácilmente visible para el operador.

La inspección de equipos, componentes y accesorios, es esencial para asegurar

que el sistema de izaje se encuentre en buenas condiciones de operación y

funcionamiento.

Los titulares serán responsables del mantenimiento, así como de las

inspecciones periódicas a la que deben estar sujetos los sistemas de izaje.

Para asegurar el uso correcto del sistema de izaje, se requiere la capacitación

del personal.

El equipo de izaje debe ser usado para el propósito diseñado.

No debe exceder la capacidad de carga.

Los equipos de izaje motorizados deben estar provistos de interruptores límites

de seguridad, tanto para la acción de traslado como de levante máximo; así

como limitadores de velocidad, ruptura de cable (leonas), etc.

El número de hilos rotos en el tramo de (2) dos metros del cable, no debe

exceder del diez por ciento (10%) de la cantidad total de hilos; de darse el caso,

dicho cable, deberá ser retirado y reemplazado inmediatamente por otro nuevo.

El Winche jalará uno o dos jaulas de transporte de personal, pero cuando se

trate de acarreo del mineral, nunca se debe transportar personal. Las horas de

izaje de mineral o desmonte, deben ser independientes de las horas de izaje de

personal.

No está permitido llevar material y personal juntos en una misma jaula.

Diariamente o cuando el sistema a dejado de funcionar por una hora o más, se

debe hacer un chequeo general denominado “Prueba en Vacío”; y verificar el

funcionamiento del tablero de control, las luces que indiquen algún desperfecto

en el sistema de izaje; y fundamentalmente asegurarse de que el Pique y las

Guías, estén libres de obstrucciones, presencia de cuerpos extraños y otros

motivos que induzcan a un posible accidente.

Se debe respetar el manual de funciones, el código de señales y el código de

colores establecido.




4.2. DS-055-2015 REGLAMENTO DE SEGURIDAD Y SALUD

OCUPACIONAL - JAULAS

Artículo 390.- Las características y uso de la jaula para el transporte de trabajadores

son los siguientes:

a) La jaula deberá ser construida con piezas metálicas; sus paredes, pisos, techos y

puertas deberán ser construidos de tal forma que impidan que los trabajadores o

materiales puedan asomarse accidentalmente fuera de los límites de la jaula.

b) Queda prohibido el tránsito de las jaulas cuando haya trabajadores laborando en los

compartimientos de los pozos en los que dichas jaulas funcionan.

c) La velocidad de las jaulas para el transporte de trabajadores no podrá exceder de

ciento cincuenta (150) metros por minuto para piques de menos de doscientos (200)

metros de profundidad. Para piques de mayor profundidad, esta velocidad no debe

exceder de doscientos cincuenta (250) metros por minuto, de acuerdo con las

especificaciones del fabricante.

d) Queda prohibido transportar en las jaulas herramientas o materiales en forma

simultánea con los trabajadores.

e) El funcionamiento de la jaula no deberá iniciarse hasta que su puerta esté cerrada.

f) Las jaulas estarán provistas de dispositivos mecánicos de traba, amarras y demás

dispositivos de seguridad para el transporte de trabajadores y materiales.

g) Se colocará carteles en lugares visibles de las estaciones y en el interior de la jaula

indicando el número máximo de pasajeros que puedan ocuparla.

Artículo 391.- El amarre y la unión entre la jaula y el cable tractor deben ser hechos de

acuerdo a las especificaciones de los fabricantes. Se probará, antes de transportar

trabajadores, con una carga doble a la máxima que va a utilizarse en el trabajo.




Artículo 392.- Cuando en la operación de izaje exista una parada de varias horas, como

en el caso de cambio de guardia, la jaula debe ser bajada y subida vacía todo el

trayecto del pique antes de transportar trabajadores o carga. Asimismo, los

implementos de seguridad de las instalaciones de izaje deberán ser probados al inicio

de la guardia por los operadores, quienes comunicarán de inmediato cualquier

deficiencia que encuentren.

Artículo 393.- Antes de la puesta en operación, todo sistema de izaje debe ser sometido

a las siguientes pruebas:

a) Si el sistema es nuevo:

1. Verificar los sistemas de seguridad eléctrico - mecánicos, automáticos y

manuales en el winche, en el castillo, en el pique y otros, como jaulas, baldes,

sistemas de carga y descarga y otros.

2. El número máximo de trabajadores que deberá transportar la jaula no

excederá del ochenta y cinco por ciento (85%) del peso máximo de materiales

que pueda transportar, dividido entre noventa (90).

3. Fijar la carga máxima de transporte de acuerdo a los factores de seguridad

de los cables tractores.

b) Si el sistema es antiguo y estuvo parado por un tiempo considerable, los titulares

deben inspeccionar el amarre entre la jaula o balde con el cable tractor y los vientos.

c) Efectuar una prueba real en vacío para comprobar el funcionamiento de los sistemas

de traba “leonas”. Esta prueba debe hacerse mensualmente tanto en un sistema nuevo

como en uno usado.

d) Se debe comprobar la operatividad del pique haciendo recorrer la jaula o el balde en

vacío al cambio de cada guardia, tanto en un sistema nuevo como en uno usado.

Artículo 394.- Los cabrestantes que se emplee para mover jaulas con personal deberán

tener los siguientes dispositivos de seguridad:




a) Limitadores de velocidad, frenos manuales y automáticos.

b) Indicadores de posición de las jaulas.

c) Limitadores de altura y profundidad.

Artículo 395.- Las jaulas y los baldes deben ser construidos con piezas y puertas

metálicas.

a) Las jaulas estarán provistas de trabas “leonas”, vientos y otros que impidan su

caída libre por el pique.

b) La velocidad de la jaula que transporta trabajadores no excederá de ciento

cincuenta (150) metros por minuto en piques de menos de doscientos (200) metros de

profundidad. Para piques de mayor profundidad a doscientos (200) metros y cuyo

sistema de control de izaje no es automatizado, la velocidad no debe exceder de

doscientos cincuenta (250) metros por minuto. Para piques mayores a doscientos (200)

metros de profundidad y cuyo sistema de control de izaje es automatizado, la velocidad

no podrá exceder de cuatrocientos treinta (430) metros por minuto.

En caso el sistema de control de izaje automatizado supere la velocidad descrita en el

párrafo anterior, requerirá la autorización de la Dirección General de Minería, previa

evaluación de la memoria descriptiva y planos que contendrán los diversos dispositivos

de control eléctrico, electrónico y mecánico que permitan controlar las operaciones de

velocidad, estacionamiento, frenado y localización de la jaula con mayor precisión,

exactitud, seguridad, confiabilidad y estabilidad.

c) Prohibir el transporte de trabajadores junto con materiales o herramientas, al igual

que el transporte de trabajadores en baldes.

d) El movimiento de la jaula no se iniciará hasta que su puerta sea cerrada.

e) Está prohibido el tránsito de la jaula o el balde cuando hayan trabajadores

laborando en los compartimentos del pique.




f) Inspeccionar una vez por mes los sistemas de seguridad del winche, de la polea, del

pique, del balde y la jaula, anotando sus observaciones en el libro de control

correspondiente.

4.3. SEGURIDAD

Estadísticas a nivel mundial estiman que aproximadamente el 30% de los accidentes

laborales involucran equipos de izamiento; de estos, el 52% cobran víctimas fatales y

los costos por reparación, reemplazo, tiempo perdido y compensaciones legales han

sacado a muchas empresas del mercado.

4.3.1. TRIANGULO DE SEGURIDAD EN IZAJE

4.4. ACCIDENTE EN EL PIQUE LOURDES - UNIDAD CERRO DE PASCO

DE LA EX-CENTROMIN PERT

Era la siete de la mañana del 21 de junio de 1979. Un vientecito helado, como

durmiendo entre los hierros del castillo de Lourdes, hacía la mañana más fría, como

un negro presagio.




Subieron a la jaula, sólo fue por breves minutos. Al escucharse la vibración del timbre

la jaula, en lugar de bajar, comenzó a subir. La jaula subía, subía rauda y,

aparentemente, el winchero, Juan Riofano, no podía hacer nada por detenerla. Un

ruido estremecedor los sacudió con un sonido sordo y aterrador. Habían tocado el tope

superior del castillo de acero. Al ruido pavoroso del choque le siguió un agudo chirrido.

La jaula comenzó a caer acelerando su velocidad de una manera espantosa.

Allá en la caseta de control del winche, Juan Riofano al oír los enérgicos timbrazos, se

dispuso a jalar la palanca para que la jaula baje. En esos momentos entraba a esa

dependencia un irresponsable y juguetón sujeto que, al ver de pie al winchero,

comenzó a jugar poniéndole la mano en el trasero. Como una reacción eléctrica, éste

dio vuelta con tal energía que le hico perder el equilibrio. Al caer, sin querer, aplastó la

palanca haciendo subir la jaula. Cuando se dio cuenta del resultado del golpe, trató de

contener el ascenso de la jaula y tiró con energía de la palanca. Fue fatal. El estirón

fue de tal magnitud que, con el ruido de un chasquido mortal, se rompió el cable de

acero que sujetaba el ascensor. Todo el peso de la jaula que ya había chocado contra el

límite superior del castillo de acero, originó su caída velocísima. Cuando levantaron la

vista, vieron el cable roto chicoteando en la parte alta del castillo. La jaula había

iniciado su descenso a la muerte. Esquirlas de acero y madera saltaban a diestra y

siniestra como fuegos de artificio. Una endemoniada velocidad que aumentaba con

vértigos de sangre, hizo explotar los ojos, corazones y pulmones de los hombres,

inundando de sangre todos los intersticios de los cuerpos martirizados. En eso se

produjo el trágico epílogo de la colisión salvaje que estremeció todos los cimientos de la

mina.

Cuando el horrísono choque indicó que la jaula había tocado el fondo, los desjarretados

cuerpos mutilados de los siete mártires mineros, yacían en el fondo de la jaula.

Allí estaban los cuerpos de:

Jacinto Chuquillanqui Ayala.

Constantino Inocente Serrano.

Rodolfo Victorio Baldeón.




Modesto Susaníbar Rojas.

Pedro Tapia Grijalva.

Teófilo Encarnación López y

Avelino Guzmán Castro.




CONCLUSIONES.

Se dio a conocer todos los elementes del izaje

Se pudo comprender la definición de jaulas y skips.

Se pudo comprender la definición de planos inclinados.

Se pudo entender mediante un ejercicio práctico el ciclo de trabajo de la

maquinaria de extracción.




BIBLIOGRAFIA

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Herrera Herbert.2007

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