Universidad de Atacama Departamento de Minas

CONSTRUCCION DE PIQUES

Nombre: Rodrigo Sols Villalobos Profesor: Rafael Fonseca

Introduccin Los piques son labores verticales o muy inclinadas (de alto manteo) muy utilizadas en las minera subterrnea y en obras civiles, que sirven de comunicacin entre la mina subterrnea y la superficie exterior con la finalidad de subir o bajar al personal, material, equipos y el mineral.

Que son los piques? Los piques mineros son labores mineras que se hace normalmente de arriba para abajo, con una inclinacin superior a 45, que sirve como comunicacin entre la mina subterrnea y la superficie exterior con la finalidad de transportar al personal, material, equipos, el mineral, ventilacin, aire comprimido, agua para la perforacin, desaguar la mina y todo lo que sea necesario para la construccin de la mina subterrnea. Factores para la eleccin y construccin de un pique minero: a) La cantidad mnima de piques que se deben construir en una mina es de dos. Uno que se utiliza para la produccin, transporte de personal, entrada de material, equipos y aire, y el otro es para que retorne el aire y como una va adicional de escape de las personas b) Segn la importancia del pique se debe escoger su porte, su dimetro, el mtodo de profundizacin, el recubrimiento de las paredes del pique, la estructura del brocal, los enganches en los niveles, y la maquinaria de extraccin Consideracin del diseo de un pique minero: a) Anlisis de costos en relacin a otros piques. b) El rea debe ser favorable y suficientemente grande para las instalaciones de superficie. c) La naturaleza del suelo debe ser adecuada para las cimentaciones, realizando para ello estudios de geotecnia conducentes a la clasificacin del macizo en el rea destinada para el diseo del pique. d) La mina, debe tener buenas vas de acceso y espacio libre para favorecer el trabajo.

Estructura de un Pique: La estructura de un Pique, puede ser de madera o de acero. En otros casos, si se contara con un nivel inferior, la construccin del pique se puede practicar con un equipo raise borer, para el cual se perfora primero el hueco piloto y luego del nivel inferior se empieza a rimar (ensanchar) con una broca de mayor dimetro y finalmente se completa a la seccin diseada. En todos los casos el terreno debe ser competente y debe ser una zona donde no exista agua de filtracin. Distribucin de un pique segn el uso: Dependiendo del diseo. Puede tener dos o ms compartimentos, los que dependen de la capacidad y de las instalaciones con que cuenta la operacin, por lo que cada seccin puede ser: - Para la jaula y su contrapeso - Para los baldes o Skips - Para tuberas de agua, aire, relleno. - Para cables elctricos - Para caminos.

Seccin transversal del pique central de Casapalca

Dentro de la estructura del pique el sistema que cumple efectivamente la funcin de bajar y subir los materiales est formado por cinco elementos con sus respectivos accesorios y son: - Winche o tambora o aparatos de enrollamiento Cable - Polea - Jaula y/o balde (Skips) - Torre o Castillo.

Elementos del sistema de Izaje en un pique

Formas de un pique: Los piques de mina, por lo general son de forma rectangular y circular, son menos frecuentes y muy raramente los de seccin elptica o curvilnea. Para elegir la forma de la seccin transversal, es necesario tener en cuenta lo siguiente: -La calidad del macizo rocoso; -El tiempo de servicio y el destino final del pozo; y -El material de fortificacin a ser utilizado.

Seccin Rectangular Es una forma muy empleada sin embargo, ofrece las siguientes desventajas: -Dificultad en la formacin de ngulos rectos, particularmente en rocas duras. -Posibilidad de una deformacin significativa de la fortificacin en caso de rocas dbiles e inestables. -Mala distribucin de esfuerzos alrededor de la excavacin.

Forma Rectangular de la Seccin Transversal de un Pique Compartimientos: 1: de ascenso; 2: de escalera; 3: de tuberas y cables Seccin Circular La seccin circular garantiza una mayor estabilidad, debido a que la fortificacin va a resistir mejor la presin causada por la roca circundante; ya que sta, se distribuye ms uniformemente. Adems los piques de seccin circular poseen un menor coeficiente de resistencia aerodinmica.

Forma Circular de la Seccin Transversal de un Pique Compartimientos: 1: de ascenso; 2: de escalera; 3: de tuberas y cables

Ubicacin de los piques segn la veta Tipos principales: piques verticales e inclinados (chiflones) los piques verticales se pueden ubicar respecto a la veta de la siguiente manera: -Al pendiente de la veta mineral -Interceptando la veta mineral -Al yacente de la veta mineral Pique ubicado al pendiente Ventajas: -Presente un desarrollo ordenado en la construccin, presentando buenos pilares de proteccin. -Se pueden encontrar vetas paralelas al yacimiento mineral Desventajas. -Presenta un costo elevado debido a la explotacin en la parte del estril. -Deslizamiento de masas rocosas al encontrar la veta perdiendo asi la estabilidad y el control del terreno. -Se puede perder el yacimiento debido a la una mala accin en la labor

Pique Interceptando la veta: Ventajas: -Se accede fcilmente al yacimiento, generando ganancias al corto plazo. -El costo de desarrollo inicial es menor. -El desarrollo es ms armnico en los niveles. Desventaja: -Se generan problemas en el terreno por debilitamiento. -Se pierden material til al hacer pilares de proteccin en el mineral. -Costos elevados de mantencin, (pilares, estabilizacin de los suelos).

Pique al Yacente: Ventajas: -La extraccin se vuelve ms fcil porque se aprovecha la gravedad. -Ms econmico con respecto a los anteriores. Desventajas. -Mientras mas se avanza en profundidad, mayor ser el avance por estril para poder llegar al yacimiento.

Piques inclinados respecto a la veta: por la veta o por el yacente de la veta Inclinado por la veta: Este tipo de pique puede ser uniforme por lo cual puede tener una mayor capacidad de extraccin por su forma, pero las irregularidades de la veta (si se desva en su forma) va a entorpecer el transporte aumentando as los costos de produccin y disminuyendo la capacidad de arrastre del mineral. Este tipo de pique por su estructura se debe poner pilares de contencin del pique Inclinado por el yacente: En la formacin de los yacimientos la inclinacin por lo general tiene manteo variable por lo que no se puede hacer un pique regular por el yacimiento ubicndose al yacente del mineral por el estril, una de sus ventajas es que no necesita mucha fortificacin ya que el material en las cajas de estril es mucho mejor que el del mineral mismo, pero es ms caro ya que se encarece la produccin al tener que hacer estocadas de produccin.

Perforacin y Voladura en Piques Los mtodos de ejecucin de piques pueden dividirse en tres grupos: -Mtodo de banqueo. -Mtodo en espiral. -Mtodos de seccin completa. Mtodo de Banqueo: Este mtodo es adecuado para pozos de seccin rectangular o cuadrado, consiste en perforar en cada avance la mitad del piso. Primero el que se encuentra a una mayor altura, dejando la otra mitad como cara libre o para el bombeo de agua, de ser el caso. El mtodo es en gradines rectos o pequeos bancos, donde la perforacin suele ser manual, con martillos neumticos.

Mtodo de Espiral:

Consiste en excavar el fondo del pozo en forma de un espiral, cuya altura de paso depender del dimetro del pozo y el tipo de terreno a fragmentar. Dentro de cada corte se vuela una seccin del espiral con un ngulo lo suficientemente grande, como para que el tiempo que exige realizar un corte completo, coincida con un mltiplo entero del tiempo de trabajo disponible. Los taladros en cada radio se perforan paralelos y con la misma longitud, ya que siempre existir una cara libre en cada posicin descendente.

Ventajas del Mtodo Espiral: -Alto rendimiento y bajo costo. -No se requiere perforistas de gran experiencia. -Son sencillos los esquemas de perforacin y voladura. Mtodo de Seccin Completa Los mtodos de seccin completa se utilizan con mucha frecuencia en la excavacin de pozos y piques tanto de seccin rectangular como circular. En forma similar a lo que sucede en tneles y galeras es necesario crear inicialmente una cara libre. Los tipos de voladura empleados son: con cuele o rainura en V, cnico, paralelo y con barreno de expansin.

Los cueles en V se aplican a los pozos con seccin rectangular. El ngulo de inclinacin de los taladros deben estar entre 50 y 75 y deben estar en la direccin de las discontinuidades a fin de aprovecharlas en el arranque. Los cueles cnicos son los ms empleados en los pozos y piques circulares debido a que se puede mecanizar la perforacin de los taladros y por otro lado el menor consumo de explosivos con respecto al cuele de taladros paralelos. El cuele de taladros paralelos trabaja de forma semejante a como lo hacen en las galeras o tneles, presentando ventaja adicional de una mayor sencillez en la perforacin.

Trazo de perforacin para un pique de seccin rectangular

Diseo de la malla de perforacin para un pique de seccin circular con cueles cnicos a seccin completa

Mtodo de barrenos paralelos Piques de traspaso: En las minas subterrneas, para el paso de mineral se deben proporcionar mtodos de bajo costo para el transporte de material, siendo los ms comunes los mtodos gravitacionales a travs de largas distancias verticales (piques de traspaso). Lo piques de traspaso, son piques que se utilizan para unir dos niveles para el traspaso de mineral para cargar y extraer la marina del mineral. Para construir un pique de traspaso se puede utilizar el mtodo convencional de perforacin y tronadura controlada o el mtodo de raise boring, jaula jora. Etc Revestimiento del pique El revestimiento en un pique cumple la funcin de soporte de las paredes de este mismo, en los piques modernos los revestimiento se hacen de hormigon armado con un espesor minimo de 20cm, pero en piques rectangulares en su forma con roca competente se usan revestimientos de madera. Existen situaciones donde es necesario calcular el recubrimiento de los piques donde la roca no es muy competente de esta forma es necesario calcular el revestimiento con la siguiente formula: En cualquier tipo de pique se debe fortificar el muy bien el brocal de este mismo ya que es aqu donde recibe todos los embates de la labor de la mina. La fortificacin del collar en la mayora de los casos, puede construirse de bloques de concreto o de hormign armado.