Transporte Vertical Minero

8/10/2019 Transporte Vertical Minero

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CATAMARCA

FACULTAD DE TECNOLOGIA Y CIENCIAS APLICADAS

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA DE MINAS

EXPLOTACIN DE MINAS I

Transporte vertical

Jaulas y Skips

ALUMNO: CAICEDO, CESAR ADRIAN

M.U.N: 692

PROFESOR A/C: ING. MOL INA, JOS LU IS

PROFESOR: ING. LVAREZ, FRANCISCO

AO: 2014


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Transporte vertical: Jaulas y Skips

Explotacin de Minas I 1

TR NSPORTE MINERO

El transporte consiste en el accionamiento, las instalaciones, mecanismos y exposicinnecesaria para desplazar el material minero desde el punto de carga hasta su lugar dedescarga o su destino final.

La funcin que debe realizar son las siguientes: Mover el mineral arrancado, materia prima que es el fundamento de la mina

que se explota. Mover el estril que se produce como consecuencia de la explotacin de la capa

o yacimiento. Mover el material necesario para realizar las labores mineras: madera,

cuadros, etc. Mover las maquinarias y tiles necesarias para realizar el arranque con

garanta.

Mover le relleno Mover el personal necesario para cumplir todas las labores necesarias en las

minas.

Tipos de Transportes

El transporte se puede clasificar en distintos tipos, atendiendo a varias clasificacionesde uso comn:

Segn su situacin

Transporte interior: Es el que va desde la zona de arranque hasta la zona dedescarga interna, y viceversa.

Transporte de superficie: Es aquel que transporta material desde un punto decarga hacia una zona de descarga que puede ser planta concentradora oescombreras, segn si el material es mineral o estril.

Segn su direccin

Horizontal: es el que se desarrolla en horizontal, aunque tambin se incluye el quetiene una pequea inclinacin: el transporte en galera y transversales.

Inclinado: cuando se realiza el recorrido con una cierta inclinacin, ya sea por el

interior de la mina (transporte inclinado propiamente dicho) o desde el interior alexterior (extraccin por el plano inclinado).

Vertical:el transporte vertical es la extraccin por las jaulas o skips desde elinterior hasta el exterior de la mina.


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Segn tipo de Proceso

Continuo: proceso de traslado de mineral uniforme o continuo y en la mismadireccin. Este transporte que juega un importante papel en talleres y galeras, nopresenta prdidas de aceleracin y frenado durante su funcionamiento normal,

pero a la larga resulta ms rgido y menos adaptable que el transportediscontinuo.

Los equipos de transporte continuo son:- Cinta Transportadora- Transportador blindado- Transporte hidrulico

- Transporte por gravedad, en pozos o chimeneas

Discontinuo: proceso que se descompone en un nmero de tramos distintos con

distinta direccin cada vez. Pese a que se producen prdidas de aceleracin y defrenado, es un transporte ms verstil y flexible, que se ajusta mejor a lascondiciones cambiantes en el espacio y el tiempo.Los equipos de transporte discontinuo son:

- Ferrocarril- Camiones

- Scrapers- LHD- Jaulas o Skips

Para la seleccin de equipos se deben tener en cuenta criterios importantes como:

Criterios de rendimiento: capacidad de produccin, tiempos de ciclo,maniobrabilidad, alcance y velocidad.

Criterios de diseo: potencia total, dimensiones, facilidad de mantenimiento,limitaciones por altitud o temperaturas, fuente de energa primaria, niveles deruido y generacin de polvo.

Criterios econmicos: costos de propiedad, amortizaciones, intereses, seguros e

impuestos, costos de operacin, costo de adquisicin.


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Transporte Vertical

El transporte vertical es la extraccin o evacuacin, desde el interior al exterior de lamina, del mineral arrancado en los talleres y frentes de explotacin, as como delestril obtenido en el avance de galeras u otras labores de excavacin. Adems,

tambin incluye la introduccin y salida de la mina del personal y del materialnecesario para el laboreo minero: madera, explosivos, maquinaria, etc.

Por lo tanto, el pozo que se emplea en una mina para realizar la extraccin, sea deltipo que sea, es el pozo ms importante de toda la mina, pues por el circulan, laspersonas, materiales y equipos para la explotacin, adems de ventilacin,electricidad, aire comprimido, agua. Dada su importancia debe seleccionarseadecuadamente su ubicacin, su seccin, el mtodo de ejecucin, el sostenimiento o elrecubrimiento de sus paredes, los enganches exteriores, interiores y en los niveles y lapropia maquina de extraccin. Ms aun la capacidad de extraccin debe disearsepensando no solo en la situacin actual de la mina, sino tambin en las posibles

necesidades futuras de produccin.

En cualquier caso, la mina debe tener dos accesos: uno para entrada de personal,produccin y material y otro para ventilacin y salida de emergencia.

La extraccin mediante pozo vertical, con jaulas oskips,es el sistema tradicional deextraccin en minera subterrnea profunda. Su principal caracterstica viene dadapor el hecho de que el pozo vertical es una infraestructura de larga duracin (enprincipio, toda la vida de la mina), con lo que debe colocarse el sostenimiento quegarantice su estabilidad y debe ejecutarse con una profundidad mayor a la necesaria,para prever futuras necesidades de explotacin. El punto ms bajo del pozo sedenomina caldera, y en el habitualmente se localizan el depsito de agua de mina y lasala de bombas.

Pozo vertical de extraccin:

Los pozos de extraccin son uno o varios pozos, que se emplean para la extraccin. Songeneralmente circulares, excepto en minera metalfera que suelen ser rectangulares.Estos pozos son equipados con instalaciones de extraccin destinadas aldescenso y subida del personal, equipos, materiales, como asimismo a laextraccin del mineral y el estril.

Dentro de ellos la extraccin puede ser:

- Simple: Cuando la extraccin es simple el pozo tiene un dimetro de 46 m.- Doble: Se requiere un dimetro de pozo de 68 m.

Los pozos de extraccin normalmente van dotados de una escalera de seguridad, de lastuberas y de los cables elctricos que se requieren para el adecuado funcionamiento de


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la mina. Su revestimiento interior es de hormign, que sirve tanto como sostenimientodel pozo como de soporte de los equipos citados.

La profundidad de los pozos de extraccin vara entre unos cientos de metros en lasminas pequeas y los 3000 metros de algunas minas sudafricanas. La profundidad de

los pozos verticales es complicada y normalmente se ejecutan por perforacin yvoladura de arriba hacia abajo. Existen otros mtodos como el mtodo hinca y detablestacas en pozos pequeos o la ejecucin de grandes sondeos con turbo rotary omediante raise boring, o incluso mtodos que se emplean en circunstanciasextremas, como la cementacin y la congelacin del terreno. En cualquier caso elmtodo constructivo depende del dimetro y profundidad del pozo, de lascaractersticas del terreno y del presupuesto de ejecucin de que se disponga.

Elementos del transporte por pozo vertical:

A. Castillete o torre de extraccin.

B.

Sistema de guionaje.C.

Equipos de transporte: Jaulas o skips.D. Cables de extraccin, con sus amarres y suspensiones.E. Maquina de extraccin.F.

Embarques.G. Sealizacin.

A. Castillete o torre de extraccin

En el transporte por pozos verticales, la estructura principal es un castillete o unatorre de extraccin, segn donde este instalada la mquina de extraccin. Es decir, lamaquina, que sirve para subir las jaulas o los skips, puede estar:

a) En el suelo, a cierta distancia horizontal del pozo. (Castillete)b) Sobre una torre, en la vertical de ste. (Torre de extraccin)

a Castillete

Es una estructura de acero u hormign que alberga en su parte superior las poleas dereenvi, por cuya garganta pasan los cables provenientes de la mquina de extraccinque en el otro extremo llevan suspendidas las jaulas o los skips. Dicha maquina de

extraccin est instalada en un edificio anexo (edificio de la mquina de extraccin ocasa o sala de maquinas), colocada al mismo nivel que las fundaciones del castillete.


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Figura 1. Castillete minero

La construccin es casi siempre metlica y comprende:

a. La armazn.b. La construccin de resistencia.

a. La armazn:

Se compone de largueros verticales, anclados en el macizo de fbrica de la cabeza delpozo y unidos entre s por piezas horizontales y diagonales. Su misin es soportar:

- El guionaje fuera del pozo.- Diversos dispositivos de seguridad.- Las escaleras que permiten la vigilancia de los dispositivos de seguridad y las

poleas.Pero tambin debe permitir la ejecucin de las maniobras siguientes:

- Carga y descarga de la jaulas (o vaciado de los skips)- Colocacin de las jaulas (o de los skips)- Descenso de maquinas o de piezas dificultosas, atadas al cable o bajo la jaula (o

debajo del skip).

b. La construccin de resistencia

Para un pozo de extraccin nica, se hace a menudo con dos tornapuntas colocadas enel plano bisector que forman los cables de transporte que van verticales en el pozo y delos cables que inclinados van a la maquina. La misin de estas tornapuntas essoportar los esfuerzos que se ejercen sobre las poleas y cuya componente se sita enese plano.


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Se aaden a las tornapuntas uno o dos pisos horizontales que soportan lastornapuntas segn que estn en el mismo plano o superpuestas.

Finalmente, encima de las poleas una superestructura soporta un puente mvil parafacilitar su colocacin. La unin entre la construccin de resistencia y la armazn se

verifica mediante una rotula en el castillete, Ver Figura 2. Pero se realiza de maneradiferente en otros castilletes.

Figura 2. Castillete de dos tornapuntas.

c.

Las poleas

Generalmente se admite que las poleas deben tener 80 a 100 veces el dimetro delcable, segn que ste sea cableado o liso (cable cerrado).En Francia, estn normalizadas con 5 dimetros posibles, que varan de 3 a 7 m.Siempre se construyen dos mitades, unidas entre s por pernos. Las poleas modernasse hacen de una llanta de acero laminado, a veces con proteccin contra el desgaste.Figura 3.

Figura 3. Llanta con forro plstico.


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Brazos sustentadores unen la llanta al cubo de la rueda. Los palieres son siempre derodillos, de un modelo llamado de rotulaque permite la flexiones del rbol.

b Torre de extraccin:

La torre de extraccin es un sistema que incorpora la mquina de extraccin en su

parte superior, dotando al sistema de extraccin y, ms concretamente a los cables, deuna disposicin geomtrica diferente a la del castillete, al eliminar la componentetransversal de las tensiones que aparece en el castillete. Con esta disposicin se evitala utilizacin de los tornapuntas. El cable o los cables pasan por la garganta de lapolea o poleas de reenvo, segn el diseo y caractersticas de la torre, manteniendouna disposicin vertical de los cables, como se aprecia en el esquema de la torre de laFigura 4.

Figura 4. Torre de extraccin.

Tiene el inters de suprimir la sala de maquinas en el suelo, acortar los cables ydespejar mucho el conjunto exterior.

La torre rectangular es a menudo de hormign armado. Contiene una armazn,generalmente metlica, y que lleva los mismos dispositivos de seguridad que uncastillete. La torre doble de la Figura 5 soporta dos poleas Koepe multicables. Tiene 65m de altura.


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Figura 5. Torre de doble extraccin.

Dispositivos de seguridad

Los accidentes ms habituales que suelen ocurrir en la extraccin vertical son losdebidos a fallos en los dispositivos de frenado, en la mquina de extraccin,interferencias en el recorrido por errores en los sistemas de embarque o debidos a unamaniobra equivocada, que como consecuencia derivan en rotura de cables y/o que las

jaulas o skips lleguen a gran velocidad al embarque exterior, estrellndose contra laestructura de la torre o castillete. Los riesgos que pueden ocasionarse son:

Riesgo de rotura de poleas o de la mquina de extraccin. Riesgo de rotura del cable, lo que implicara la cada libre de la jaula o del skip

por la caa del pozo. En este caso, la jaula o el skip destrozaran lo que sefuesen encontrando en su cada: desde la propia instalacin de la extraccin(castillete, guionaje, embarques), hasta las tuberas que estn en la caa delpozo (de aire comprimido y agua) y los cables elctricos, etc.

Riesgo de vidas humanas, si en las jaulas se transporta personal.


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Para evitar este accidente, las normas de seguridad se han vuelto ms restrictivas,pero adems se han incorporado sistemas de frenado y de defensa que no permiten queun posible error humano cause un accidente y que, en el caso de producirse, minimizansus efectos. Estas medidas son:

-

Salvapoleas: entrara en accin si la jaula rebasase el embarque exterior. Es undispositivo que acta sobre el freno de seguridad, con lo que podra detener lajaula o el skip.

- Convergencia del guionaje: por si el salvapoleas no consiguiese detener la jaulao el skip, el guionaje se estrecha durante 5 m para acuar la jaula o el skip yque as frenen su ascensin.

- Vigas de choque: An en el caso de que rebasase la zona de convergencia deguionaje, la jaula o el skip chocaran contra las denominadas vigas de choque,de manera que se detendran contra ellas y se rompera el cable, pero nollegaran a las poleas y/o maquina de extraccin.

-

Los calzos de seguridad: Figura 6, estn por debajo del estrechamiento de lasguas. Si se rompe el cable, entran en accin los taquetes, que permiten a lajaula o skip ascender, pero que se cerraran bajo ella para impedir su cadalibre.

Figura 6. Calzos de seguridad.

B. Sistema de guionaje:

El guionaje constituye el camino por el que circulan o deslizan las jaulas y los skips alo largo del pozo y a su vez los gua por dicho pozo. El guionaje se dispone en la caadel pozo sujeto a una estructura formada por unas vigas horizontales o traviesas

(Figura 7). Para deslizar sobre el guionaje, la jaula usa unas manos de agarre, que sesitan en su parte lateral o frontal.


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Figura 7. Guionaje de acero.

Antiguamente el guionaje era de madera de roble y luego de otras maderas resistentesa la humedad, de seccin cuadrada o rectangular. Posteriormente estos guionajes demadera se sustituyeron por carriles sobre vigas metlicas.

Otro tipo de guionaje es el elstico de cables de acero, prcticamente en desuso hoy enda pese a ser ms econmico, porque permite movimientos laterales de las jaulas, conel riesgo de que choquen contra la caa del pozo o entre ellas cuando se cruzan.

En la actualidad los guionajes estn formados por dos perfiles, normalmente en U,soldados.

Figura 8. Guionaje de acero con rodillos de PVC.

Las manos deslizantes se han reemplazado por rodillos de PVC, que ruedan sobre elguionaje de acero garantizando un deslizamiento ms fcil de las jaulas y skips, lo quepermite circular a mayores velocidades en buenas condiciones.

El guionaje se clasifica en frontal, lateral y de tipo Briart segn su disposicin alfrente de las jaulas, en sus laterales (bilateral) o con una nica viga central. Figura 9.


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Figura 9. Tipos de guionaje.

C. Equipos de transporte:

El elemento de transporte en la extraccin puede ser una jaula o un skip. Acontinuacin se describen ambos elementos.

Las Jaulas

La jaula es el elemento de extraccin de personal, material, maquinaria y vagones, quepueden ir llenos o vacios. La armazn de la jaula est constituida por vigas en U oangulares, revestidas por una caja con chapas de acero o de aleaciones ligeras,normalmente perforada para aligerar peso, con una armadura que le da solidez yconsistencia. Tienen uno o varios pisos y estn dotados de un hueco practicable en eltecho y en el piso intermedio para una hipottica evacuacin del personal de

emergencia. En su interior, en el piso de la jaula,van fijados los rieles para la entradade la vagoneta, as como topes de sujecin de vagones para evitar oscilaciones ymovimientos bruscos que desequilibren la jaula.

Las jaulas, atendiendo a su construccin, se dividen en ordinarias y de vuelcoautomtico.La jaula se sujeta al cable por medio de un ojal (guardacabo) unido a la

jaula con ayuda de una varilla especial y cuatro cadenas. Las paredes laterales de lajaula llevan fijadas zapatas de gua que se deslizan por las guiaderas. A veces, en vezde las zapatas, la jaula va dotada de rodillos de gua que aminoran el desgaste de lasguiaderas y suprimen el balanceo de la jaula. Las jaulas para el ascenso y descenso de

personas tienen puertas que se abren hacia el interior,

Las jaulas para un solo vagn se emplean en Alemania nicamente en algunainstalacin pequea de extraccin de mineral. Generalmente prevalece la tendencia dellevar con cada cordada la carga til mxima, lo que ha conducido a la generalizacinde las jaulas para varios vagones (hasta 12) dispuestas sobre varios pisos. Lo msusado son jaulas de cuatro pisos para ocho vagones, que se disponen por parejas encada piso. En cada caso concreto, la disposicin de los vagones sobre la jaula, como el


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nmero de pisos, depende de la seccin de pozo disponible y del rendimiento deextraccin exigido.

Cada jaula est dotada de paracadas que previenen su cada en caso de una rupturadel cable. Al detenerse la jaula en la superficie o en los enganches inferiores, la misma

descansa sobre taquetes que impiden sus desplazamientos durante la carga ydescarga.Las dimensiones de la jaula son determinadas por las de la vagoneta. As, la jaula deun piso para una vagoneta de 4 m2(10 t) de capacidad, tiene un largo de 4500 mm, unancho de 1500 mm, una altura (con el dispositivo de enganche) de 7605 mm y un peso(en vacio) de 7300 kg.El esquema de una jaula de un piso para dos vagonetas est representado en la fig. 10.La vagoneta cargada es introducida en la jaula bien por la gravedad, bien con ayudade dispositivos especiales, los empujadores. En ambos casos, una vagoneta vaca esexpulsada de la jaula por una cargada.

Figura 10. Esquema de una jaula de un piso para dos vagonetas.


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El reemplazo de las vagonetas vacas por las cargadas se opera del modo siguiente (fig.11). En el momento de asentarse la jaula sobre los taquetes (o vigas), la palanca 1 delos retenedores de jaula 2 viene a topar en el tope retrctil 3 y los retenedores abren elpaso a la vagoneta vaca. El empujador agarra la vagoneta cargada con la palanca 4por la pared de canto y la empuja en la jaula. Al salir de la jaula, la vagoneta vaca

aprieta sobre la palanca 5, eliminando con ello el tope 3. Las garras del dispositivoretenedor 2 de la jaula se levantan y retienen adentro la vagoneta cargada. En elmomento de la subida de la jaula, el tope 3vuelve a resaltar.Con frecuencia, las vagonetas son impulsadas hacia el empujador por la gravedad, y aese efecto el tramo de va ante el empujador tiene una pendiente adecuada. Losretenedores 6 y 7 del dispositivo dosificador estn diseados de modo tal que, al bajarlos delanteros, los traseros se levantan y detienen la vagoneta cargada siguiente.

Figura 11. Esquema del cambio de las vagonetas en la jaula con ayuda del empujador.

La jaula, como se menciono anteriormente, se encuentra suspendida generalmente deuna barra central, cuya seccin tiene que soportar, la carga entera de la jaula. Cuandose emplean jaulas bajas de un solo piso, puede resultar ms ventajosa una suspensin

de varias cadenas, con objeto de evitar que se incline la jaula hacia algn lado cuandose entran los vagones.

a) Principio:

La jaula est dividida en pisos, de capacidad cada uno normalmente para unavagoneta grande o dos pequeas. Existen tambin jaulas mayores capaces detransportar dos grandes o cuatro pequeas.

Figura12. Esquema de la jaula


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Si la jaula no descansa nunca sobre apoyos, est calculada nicamente para el trabajode traccin que ejerce sobre ella el cable. Por el contrario si se utilizan apoyos, debepoder trabajar a la vez a traccin y a pandeo. Adems, deber tenerse en cuenta losimportantes efectos de choque sobre le suelo de la jaula.

b)

Peso muerto y carga til:

La relacin

es por trmino medio:

1 para los aceros ordinarios.

0,7 para los aceros especiales.

De 0,5 a 0,6 para las aleaciones ligeras.

En cuanto a la relacin:

Vara de 1,3 a 1,7, para acero ordinario. Por otra parte, las cargas tiles en laextraccin con jaula varan a menudo de 3 a 10 tn en Francia y de 12 a 14 tm en elRuhr.

Extraccin con dos jaulas:

La instalacin de extraccin con dos jaulas esta esquematizada en la fig. 13. Consta de

una maquina de extraccin con tambores 1, instalada en un edificio 2, dos cables deextraccin 3 que enlazan las poleas guas 4, un castillete 5con un edificio de superficie6, y dos jaulas 7 y 8. Al girar los tambores, una jaula 7 sube y la otra 8, baja. Paraefectuar la elevacin de la jaula 8 y el descenso de la jaula 7, los tambores deben giraren sentido inverso. La carga y descarga de las jaulas se efecta en el anchurn deenganche (inferior) y en el enganche superior (enganche de la calle) de castillete.


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Figura 13. Esquema de una instalacin de extraccin con dos jaulas.

Funcionamiento:

En las instalaciones de extraccin se utilizan maquinas de extraccin especiales conmotores elctricos. El descenso y elevacin de las jaulas es operado por el operador de

la mquina de extraccin de acuerdo a las seales pticas y acsticas del palanqueroque se encuentra en el enganche de la calle. Las seales de descenso y elevacin se danal palanquero por el pocero desde el anchurn de enganche inferior.La mquina de extraccin es equipada con un indicador de profundidad que seala almaquinista la posicin de las vasijas de extraccin en el pozo; con un tacografo, esdecir, un indicador autorregistrador de la velocidad de movimiento de aquellas y conotros dispositivos que garantizan la seguridad de la extraccin. Los tambores de lasmaquinas de extraccin suelen ser cilndricos o cnicos. El dimetro del tambor debeser, cuanto menos, 80 veces mayor que el del cable enrollado. En caso de que seanecesario bajar una de las vasijas a un nivel intermedio y levantar la otra al enganche

de la calle, uno de los tambores de extraccin debe poder desacoplarse del rbol,

En las instalaciones de extraccin se emplean cables de acero constituidos porcordones trenzados en hlice en torno de un alma de material orgnico o metlico.Cada cordn del cable est constituido por alambres de acero de 1,2 a 3 mm dedimetro arrollados en varias capas sobre su alma. Los cables tienen un dimetro de20 a 65 mm. Uno de los extremos del cable va sujeto al tambor y el otro, a la vasija deextraccin, por medio de un dispositivo especial de enganche. Los cables de extraccin


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tienen un margen de seguridad de 6,5 a 9 veces de la resistencia nominal. El dimetrode las poleas guas metlicas se ha adoptado igual al de los tambores.La distancia que separa la mquina de extraccin del eje del castillete, quedadeterminada por el ngulo de inclinacin de la cuerda (ver fig. 13). Siendo los valoresde este ngulo pequeos, se complica la construccin del castillete y aumentan las

vibraciones de la cuerda del cable, surgiendo el peligro de roce del cable con el bastidorde la mquina de extraccin. Por lo tanto, se recomienda adoptar un ngulo no inferiora 35. Una proximidad excesiva del eje de la mquina de extraccin respecto delcastillete, da lugar a una gran desviacin del cable respecto del plano vertical quecruza las poleas guas perpendicularmente al eje del tambor. Como consecuencia, elcable desgasta el reborde de la polea gua y provoca el frote entre las espiras contiguasen el tambor. La magnitud de dicha desviacin se mide por los ngulos de desviacin1y 2. Ninguno de estos dos ngulos debe exceder 130.

A continuacin se muestra los ndices generalizados de algunas maquinas de

extraccin:

- Dimetro del tambor, en m 3,5 a 6- Ancho del tambor, en m 2 a 2,4- Tensado esttico mximo del cable, en tf 14 a 30- Peso de la maquina (sin reductor ni equipo elctrico), en tn 60 a 170.

La velocidad mxima de circulacin permitida de la jaula es diferente en el caso dematerial o mineral y en el caso de personal: 10 m/s para el material y 6 m/s para el

personal.

Los skips

El skip o vasija es el elemento de transporte que extrae el mineral a granel,eliminando el embarque y desembarque de vagones. Para el mismo sistema deextraccin, tiene una mayor capacidad de carga de mineral o estril, disminuyendo laduracin de las maniobras, con la consiguiente disminucin del personal, tanto en elinterior como el exterior, debido a que la maniobra se realiza en automtico.

El skip se carga o llena de mineral por su parte superior en el interior de la mina y seextrae la vasija hasta el exterior o plaza de la mina, donde se eleva el skip por encimadel nivel del embarque y se descarga por su parte inferior sin desengancharlo,normalmente sobre cinta transportadora. Cuando el sistema de transporte de la minaes continuo (cintas transportadoras), para regular el paso de un sistema de transportecontinuo a una extraccin discontinua como es el skip, se deben colocar tolvasreguladoras que permitan almacenar el continuo flujo de mineral de las cintas.


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Figura 14. Sistema de carga y descarga de un skip.

La forma y el material del que se construye un skip depende bsicamente del tipo demineral que se va a extraer y de sus propiedades: granulometra, abrasividad, etc. Altener posible forma rectangular o cuadrada, permite aprovechar mejor la seccin delpozo. Tanto su capacidad como la duracin del ciclo es variable y depende de la forma ytamao del skip y del mineral a extraer, pero un skip de 250 tn/h tarda unos 4minutos en realizar el ciclo completo de extraccin de carbn (carga - subida descargabajada) en pozo vertical de una longitud de unos 400 m.

Los skips, atendiendo al modo de su descarga, se dividen en basculantes y condescarga por el fondo.

Skip con vaciado por el fondo:

Actualmente se emplean skips cuyo fondo se abre automticamente a la llegada alexterior para cerrarse despus del vaciado. El skip se abre y se vaca unos metros porencima de la entrada del pozo; el contenido se suele verter sobre un transportadormetlico o cinta transportadora que lleva los productos a la preparacin mecnica.

Principio del cierre SkipCo, el primero de todos y que est muy extendido:

La vlvula inferior OB del skip se abre por rotacin alrededor de un eje O. su extremomvil B est, por otra parte, unido por el juego de bielas articuladas BC y CA altabique vertical del skip en A (figura 15 y 16). Cuando la articulacin C est junto alskip est cerrado. Durante el movimiento de cierre, C pasa el punto muerto lo que daestabilidad al cierre. En cuanto a la apertura, est se produce automticamente a la


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llegada al exterior porque, al final de la subida, la articulacin C se introduce en unarampa curva (viga en U). Estando solicitado hacia el exterior el juego de bielas, laarticulacin C pasa entonces al punto muerto, los rodillos se apoyan sobre las rampasy sujetan la vlvula, mientras que las bielas se despliegan. La misma rampa, aldescender obliga al rodillo a seguir un trayecto que hace cerrarse la vlvula.

Figura 15 y 16: Descarga por el fondo.

Skips basculantes:

El skip basculante (fig. 17, a) consta de una armazn 1, caja 2 y rodillos 5.La caja estaunida al bastidor por medio de un eje 3 y puede girar alrededor de este. En posicinvertical, la caja descansa en un rodillo 4. El centro de gravedad del skip est situadoen el plano del bastidor, en tanto que el eje S esta desplazado respecto de ese plano,debido a lo cual, el skip se halla en posicin estable.El bastidor del skip se desplaza por las guiaderas y se halla siempre en posicinvertical. La descarga del skip se opera del modo siguiente (fig. 17, b): al llegar al lugarde descarga, los rodillos 5 del skip se desplazan entre las curvas de descarga 7, y alseguir el bastidor movindose por las guiaderas, el skip bascula (segn lo indican laslneas de trazos). Para que los rodillos salgan del engranaje con las curvas de descarga,

al ocurrir una sobreelevacin del skip, el castillete lleva un rodillo 8 con que vienen aengranar los cuernos 6 (ver fig. 17, a). Durante el movimiento posterior del skip haciaarriba, los rodillos empiezan a desplazarse por una curva adicional 9.En la tabla 1van referidas las caractersticas de algunos skips basculantes usados en la industriaminera.


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Figura 17: Vista general de un skip y esquema de su descarga.

Tabla 1

Transporte por skip con multicables:

Se utilizan instalaciones de extraccin multicables (fig. 18) en que las vasijas deextraccin van suspendidas no ya en uno, sino en varios cables. El movimiento deltambor es transmitido al cable por efecto de las fuerzas de friccin. El dimetro decada cable de extraccin puede ser, en este caso, notablemente menor que en laextraccin monocable.Gracias a ello, el dimetro del tambor de la mquina de extraccin y el peso de esta sereducen tambin, lo cual hace posible instalar la mquina de extraccin directamenteen el castillete. La presencia de varios cables aumenta la seguridad de la extraccin,ya que es poco probable una ruptura simultnea de aquellos.


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Figura 18. Esquema de instalacin de extraccin multicable.

1 tambor de la mquina de extraccin; 2 skip; 3 cables.

En la mina de hierro de Kiruna (Suecia), la instalacin de extraccin dotada de unapolea de friccin para 12 cables, permite elevar una carga de hasta 60 t, siendo eldimetro de cada uno de los cables de 33 mm. La mayor parte de las instalaciones deextraccin de mina estn automatizadas. La carga y descarga de los skips y el rgimende su movimiento se regulan por aparatos especiales. La automatizacin de las

instalaciones de extraccin aumenta el rendimiento y la seguridad de la extraccin, alpar que elimina las condiciones agotadoras del trabajo del maquinista.

Ventajas e inconvenientes:

Las ventajas de los skps son enormes:

a) No hay vagonetas en el exterior.b) Se utiliza mejor la seccin del pozo (el skip puede ser cuadrado, pero tambin

puede ser de 0,7 m de ancho por 3 o 4 de largo).

c)

Hay menos obreros en los accesos, y en ciertos casos, no hay nadie en elexterior.

d) Se mejora el peso muerto (supresin de vagonetas, cable ms ligero, aparato deenrollamiento ms pequeo, menor potencia).

e) Finalmente, la duracin de las maniobras es pequea.

Inconvenientes:


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a)

Rompe el carbn.b) Produce polvoc) No permite una separacin fcil por calidades.d)

Se presta mal a la circulacin del personal.

El mayor de estos inconvenientes es en general la fracturaExisten dispositivos antifractura que funcionan muy bien. Pueden actuar o en labajada a la tolva almacn, o en el skip mismo, o en los dos sitios a la vez. Su principioser el siguiente (para la tolva): el vuelco de la vagoneta no hace bajar el carbn hastael fondo de la tolva, sino solo hasta un tabique AB, mvil alrededor de un eje A, y cuyarotacin esta frenada por un contrapeso. Figura 19.

Figura 19. Dispositivo antirrotura.

En cuanto al problema de descenso del personal, esta parcialmente resuelto por unpiso o a veces dos, colocados bajo del skip o encima de l (es en definitiva unasuperposicin de skip y jaula). Se puede tambin colocar en el skip un tabique queforme un piso y que este normalmente levantado y suprimido cuando funciona concarbn. Estas soluciones no dispensan en general de otro pozo de entrada, central operifrico, de jaulas.


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Cables de extraccin con sus amarres

a. Cables de extraccin:

El cable de extraccin es un conjunto de hilos de dimetro entre 1,5 y 3,5 mm,trenzados de una forma determinada (normalmente en hlice y en sentido a derechas),

con un alma central, a cuyo alrededor van arrollados los cordones, que tiene la misinde absorber los esfuerzos internos de compresin que se producen principalmente poraplastamiento en los rganos de arrollamiento. Cada cordn a su vez tiene un alambrecentral y varios alambres trenzados.

Componentes del cable de extraccin:

Alambre: Es el componente bsico del cable de acero, el cual es fabricado endiversas calidades, segn el uso al que se destine el cable final.

Torn: Est formado por un nmero de alambres de acuerdo a su construccin,

que son enrollados helicoidalmente alrededor de un centro, en una o variascapas.

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

Cable: Es el producto final que est formado por varios torones, que sonenrollados helicoidalmente alrededor de un alma.


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El cable de extraccin es generalmente redondo, aunque tambin los hay planos.

Tipos de cable:

a) Redondos del mismo dimetrob) Redondos de dimetros diferentesc) Redondos de formas especialesd) Garganta doblee) Corchado doble de capa nicaf) Corchado doble de varias capas

b. Amare del cable:

El cable de extraccin se sujeta a la jaula o skip mediante un conjunto de piezas

denominado amarre del cable. El ms frecuente es el amarre de cua o de guitarra,aunque existen otros como el amarre de casquillo cnico, amarre tipo Davies o demandbulas y amarre plano.

Maquina de extraccin

La mquina de extraccin esa compuesta por un aparato de enrollamiento que esarrastrado por un motor elctrico. La marcha de la maquina es alternativa.

Este tipo de mquina de extraccin viene determinado por el rgano de arrollamientode los cables de extraccin y por el tipo de accionamiento de la maquina.

Tipos de aparatos de enrollamiento:

Se puede distinguir:

a) El tambor cilndricob) La polea Koepe


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a) El tambor cilndrico

La extraccin por medio de tambores para cable se basa en la antiqusima forma deextraccin con el torno de mano. E l cable est sujeto por un extremo al tambor, y searrolla alrededor de l cuando se extrae la jaula. Por .lo tanto, cada jaula precisa su

cable. La forma ms sencilla de los tambores es la cilndrica. Para lograr que el cablese arrolle como es debido y sufra lo menos posible, tiene el tambor un revestimiento demadera en el cual se prev una ranura para el cable en forma de hlice. La ranuratiene que guardar una pequea separacin de unos 3 a 6 mm.

b) La polea Koepe o polea de friccin.

Este sistema de extraccin, llamado, segn su inventor, el Director de Minas Koepe,suele emplear solamente un cable de extraccin, que en cada extremo lleva una jaula oun skip. El cable es movido por friccin sobre una polea de impulsin.Puesto que no hace falta arrollamiento ninguno, la extraccin a grandes profundidades

no ofrece dificultades. Al contrario, este sistema es ms apropiado para profundidadesgrandes que para las pequeas. La mquina de extraccin resulta ligera y de buenamanejabilidad, siendo sta seguramente la ventaja ms importante del sistema. Lasmaniobras en enganches resultan en la prctica mucho ms sencillas que contambores cilndricos, en los que, debido al desgaste desigual de los recubrimientos deltambor, fcilmente resultan diferencias en las posiciones de las jaulas en losenganches. Por otra parte, el desgaste de la garganta de la polea no influye sobre esteparticular. En el caso de un rebase de la extraccin se pueden evitar fatigas demasiadograndes al cable, que pondran en peligro ste u otras partes de la instalacin deextraccin, gracias al hecho de que el cable desliza sobre la polea. Es interesante

adems la amplia libertad, de que se dispone para el emplazamiento de la mquina deextraccin en relacin con el pozo. Se pueden disponer ambas poleas en un planooblicuamente una encima de otra. Con ello se impide la desviacin del cable, y laseparacin entre la mquina y el pozo puede limitarse mucho ms que en la extraccincon tambor. Incluso cuando las dos poleas estn una al lado de otra en el castillete, notiene ninguna importancia el ngulo de desviacin. Se pueden ajustar las poleas de talforma, que el cable no sufre en ellas ninguna desviacin, tpicamente se nota esto en lapolea de 'impulsin, donde con el tiempo se ensancha la garganta de friccin y sedesgasta el recubrimiento ms rpidamente.


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Accionamiento de la maquina:

Las primera maquinas de extraccin se accionaban por vapor, e incluso hasta finalesdel siglo XX. Pero en la actualidad todos los accionamientos son elctricos.

El motor debe cumplir con unas condiciones de trabajo determinadas:

La marcha debe ser discontinua. El sentido de rotacin debe cambiar continuamente. El par y la potencia varan a la largo de la cordada. La velocidad de rgimen vara segn se trate de transporte de personal o de

mineral. El accionamiento debe ser capaz de proporcionar cambios suaves en la

velocidad y en las maniobras, para minimizar las tensiones en el cable deextraccin.

Su funcionamiento debe ser seguro y deben funcionar con regularidad.

El servicio de seales

La comunicacin por medio de seales en el servicio de extraccin, puede tener porobjeto las tres siguientes finalidades:

1. Comunicacin, entre los enganches interiores y exteriores.

2.

Comunicacin entre los enganches del exterior y la mquina de extraccin.3.

Comunicacin desde un punto cualquiera del poz, para el caso de trabajos dereparacin, revisiones, accidentes, etc.

Por el modo de funcionar, las seales pueden ser:1.

Seales acsticas.2. Seales pticas.3. Seales mixtas, que impresionan el ojo y el odo a la vez.


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Las seales acsticas son percibidas por el obrero, sin que est preparado con especialatencin para recibir una seal. Solamente pueden ser sencillas y componerse de pocascaractersticas. En otro caso suceden fcilmente equvocos, especialmente a causa delruido que por lo general reina en los enganches. Una seal ptica exige, por su parte,que la vista del que la recibe est dirigida hacia el punto donde aparece la seal. Por

ello es posible que se observe con retraso, aunque puede ser mantenida visible durantems tiempo, de modo que sea reconocida con seguridad.Por estas razones, segn las normas oficiales alemanas, las seales de ejecucin mssencilla para el maquinista de extraccin sern seales acsticas, permitindosedarlas en servicio normal solamente al enganchador de la estacin exterior. Con el finde evitar equvocos en dos extracciones vecinas, deben distinguirse las sealesacsticas de las dos extracciones claramente por el sonido. Adems, tiene queaparecer, simultneamente con la seal acstica, otra ptica.

Los paracadas para jaulas

Importancia de los paracadas:

Los accidentes por soltarse las jaulas de sus cables han disminuido mucho. Las roturasde cables o amarres por oxidacin o fatiga del material son raras, puesto que losprogresos en el reconocimiento de estos riesgos han permitido una vigilancia mseficaz. Igualmente las roturas por rebases de la extraccin sonmuy raras ahora, desde

que se han introducido reguladores de marcha para las mquinas de extraccin y sedejan recorridos suficientes para el rebase, donde se frenan las jaulas medianteguiaderas ensanchadas o aproximadas;

Durante los ltimos veinticinco aos, los paracadas habrn actuado por lo menostantas veces a destiempo como realmente en casos de necesidad. No se debenmenospreciar las consecuencias de tal actuacin indebida. Frecuentemente, hacenfalta interrupciones de varios das para reparar los daos en las guiaderas y otrostrabajos peligrosos de reparacin. Se ha observado que el nmero de los accidentesoriginados por un funcionamiento indebido de los paracadas era mucho mayor que elnmero de los accidentes evitados. Adems, se ha visto que con las cargas crecientesde las jaulas la eficacia de los paracadas en accidentes ha disminuido mucho. Estevalor prctico ha decrecido en gran manera, de modo que ltimamente renuncian losservicios de Minas a exigir instalaciones de paracadas en las jaulas.

Construccin de los paracadas.

Se pueden distinguir las siguientes partes componentes de una instalacin deparacadas: E l mecanismo de iniciacin, el productor de fuerza, que a travs de unaspalancas mueve las garras yporltimo, las garras.Como mecanismo de iniciacin se ha usado hasta ahora un resorte de la barra desuspensin, o un peso flotante. El productor de fuerza en ambos casos es un muelle entensin.


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l muelle de la barra de suspensin est dispuesto de tal forma, que se encuentra entensin cuando la jaula est suspendida de la barra. Si por ejemplo, a cansa de unarotura del cable, desaparece la traccin del cable, la barra es atrada por la fuerza delmuelle hacia abajo, y acciona, travs de unas palancas, las garras que se aprietancontra las guiaderas.

En la iniciacin por una masa flotante, este peso mantiene sobre la jaula un muelle entensin, en estado de reposo. Durante una aceleracin descendente, el peso se descargadinmicamente hasta el extremo .que puede ser elevado por el muelle. Estemovimiento sirve para operar el mecanismo de freno. Con objeto de evitar unainiciacin a destiempo, se retardan los movimientos del peso por un amortiguador deaceite.Entre los mecanismos de freno se distinguen como formas fundamentales lasexcntricas y las cuas. stas se aprietan automticamente bajo la influencia del pesode la jaula, contra las guiaderas, tan pronto se haya efectuado la iniciacin.


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BIBLIOGRAFIA:

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S. Borsov, M. Klkov y B. Gornovi. Labores Mineras. Editorial Mir Mosc.Impreso en la URSS. 1976. Traduccin al espaol. Editorial Mir. 1976.

V. Vidal Tomo III. Explotacin de Minas Mtodos, Energa Servicios delexterior. Ediciones Omega, S. A. Barcelona 1966.

Dr. Dr.-Ing. C. Hellmut Fritzsche. Tratado de Laboreo de Minas. Tomo I.Editorial Labor, S. A. 1965.

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