9.- Sistema de Extraccion Vertical

8/16/2019 9.- Sistema de Extraccion Vertical

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SISTEMA DE EXTRACCIÓN

VERTICAL


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Sistemas de extracción vertical

• La extracción vertical se emplea en minas cuyaprofundidad no permiten o justifican una extracciónpor medio de rampas o correas.

• Los sistemas de extracción vertical utilizan piques porlos cuales se transporta el material/personal hacia lamina o una combinación de ambos.


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GENERALIDADES

• Las instalaciones de extracción vertical

se clasifican:

• Por el ángulo de inclinación del pozo.

•

Tipo de recipiente de extracción

• Por el tipo de órgano de arrollamiento


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Secuencia de extracción

1. Se traslada hasta los buzones dealmacenamiento el mineral extraídodesde el frente.

2. Se carga el mineral desde el buzón dealmacenamiento al balde o skip.

3. Izado hasta la superficie por medio de unhuinche.

4. Ya en la superficie, el mineral contenidoen el interior del balde o skip, esdescargado.


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Clasificación sistemas extracción vertical

1. Tipo de tracción Tambor – el cable es almacenado en el tambor Polea Koepe or fricción – el cable pasa sobre el tambor

2. Numero de elementos de transporte Un elemento

Dos elementos (skip + jaula) Un elemento + 1 contrapeso

3. Tipo de guia y frenos Guías de madera/ metálica / cables

4. Tipo de recipiente Balde conico Skip automatico Jaula para transporte de personal


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Sistemas de tracción

Se instalan en un lugar estratégico

No balanceado: 1 cuerda

Balanceado= 1 cuerda se enrolla y laotra se estira

Koepe:

La rueda tiene una ranura conmaterial friccionante

La cuerda no se guarda en eltambor

Las poleas se instalan en laestructura

2 cuerdas xskip


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Tambor vs Koepe

Tipo Caracteristica

Doble tambor Se puede operar con dos compartimientos desde distintos niveles de lamina

Doble tambor Mejor sistema para la construcción de piques

Tambor Mejor para alta carga a transportar & poca profundidad

Tambor La capacidad esta limitada al uso de una sola cuerda, se puede

adicionar una (tipo Blair) y entonces puede ocuparse para minasprofundas

Friccion Los sistemas Koepe con mutiple cables tienen mayor capacidad enton/hr que los tambores dentro de un rango de 460 a 1520 m.

Koepe Operación es simple, menor inercia rotación mas economicos. Puedenoperar con una menor gasto de electricidad


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Sistema de extracción vertical

Sistema de tracción

Poleas

Peinecillo

Skip o jaulapique


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Peinecillo

• Estructura principal.

•

Disposición en forma vertical porencima del collar del pique.

•

Absorción de esfuerzos debido acables y maquinas de extracción.


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peinecillo

Tres partes importantes:

•

Base

• Puntales

• Polea o catalina


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Diseño correcto de lagarganta de la polea

A B C


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Cabrestante o Huinche


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Tambor del Huinche.

• Tambor de superficie Lisa

• Tambor de superficie acanalada


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Tambor del Huinche de

superficie lisa.


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Cables de extracción

• Cables o alambres de acero.

• Formado por un alma central y torones.


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Diseño cables de extracción

• Normativas de

• Diseño

•

Seguridad

• Factores a considerar

• Hilos de acero• Torones

• Alma

• Tranzado


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Esfuerzos en cables

• La tensión estática por carga suspendida ypeso propio.

• Los esfuerzos dinámicos: Arranque, frenado

y oscilaciones.• La resistencia del pozo.

• La flexión del cable sobre la polea y el

tambor.• Las presiones sobre estos órganos que

originan compresiones internas y flexionessecundarias.


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Lubricacion cables

Los lubricantes:

• Deben ser químicamente neutros.

•

No deben contener humedad en suestructura.

• Deben ser fácilmente aplicables.

•

Deben ser resistentes a altastemperaturas.

• No deben endurecerse al ser aplicados

sobre la superficie del cable.


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Diámetro cable de extracción

• Determinar factor de seguridad (np).

1,5 < np < 5,0

• Qu: Carga útil• Qm: Carga muerta• Qcable: Carga del cable• Fa: Factor nominal que soporta el cable.• Fb: Es la fuerza equivalente de flexión.• Qt: Carga total• a : Aceleración (m/seg2)• g : Gravedad (m/seg2) = 9,8• A : Sección del cable en mm.• E : Modulo de elasticidad del acero que compone el cable.


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Tipos de aceros

• Redondos del mismo diámetro

• Redondos de diámetros diferentes


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Tipos de aceros

• Corchado doble de capa única.

• Corchado doble de varias capas.


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Características físicas cables

• Sección teórica: es la suma de las seccionesde los hilos.

• Diámetro teórico: es el círculo circunscrito a

la sección teórica.

• Diámetro práctico: es el del cable nuevo sinusar y es mayor en un 2 a 5 % del usado.

• Peso por metro: figura en los catálogos enkilogramos.


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Características mecánicascables

• Carga de ruptura experimental

•

Resistencia totalizada experimental• Resistencia

• Ensayo de rotura a tracción

• Alargamiento• Fatigas


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Causas de fatiga en cables

• Flexiones curvas

•

Flexiones oblicuas

• Frotamientos

• Presión del cable

• Oscilaciones


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skip

• Máquina que trabaja en

plano inclinado, o vertical

• Dimensiones de acuerdo a la labor

• Su peso es el 40% de la cantidad de

material que transporta

RECIPIENTES UTILIZADOS EN UN SISTEMADE EXTRACCIÓN VERTICAL


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TIPOS DE SKIPS

•

Skip volcador para pozos inclinados

• Skip forma de copa

• Skip con pared trasera abatible

SKIPS DE DESCARGA DE


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SKIPS DE DESCARGA DEFONDO

• Skip cuerpo fijo-descarga por elfondo

• Skip cuerpo móvil-descarga por el

fondo


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Ventajas uso de skip

• Independencia de la forma, tamaño yvolumen.

• Menores cargas muertas.

•

Menor tiempo de pérdida.

• Adaptabilidad del skip.


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Ventajas uso de jaulas

• Adaptabilidad para transporte depersonal.

• Se evitan posibles derrames.

•

Transporte combinado, material ypersonal.

Rit d t ió


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Ritmos de extracción yformulismos

• Primer periodo, duración t1.

• Segundo periodo, duración t2.

•

Tercer periodo, duración t3.


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Primer periodo

• En este periodo ocurre que laaceleración es constante, a esto se lellama que tiene un movimiento

uniformemente acelerado.

T1: Tiempo en aceleración.H1: Altura recorrida en aceleración.


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Segundo periodo

• En este periodo T2 una de lascaracterísticas es que la velocidad esconstante, por lo que su aceleración es

cero.T2: Tiempo en velocidad constante.

H2: Altura recorrida velocidad constante


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Tercer periodo

• En esta última etapa ocurre unadesaceleración constante ya que elskip/jaula se encuentra en un periodo de

detención.T3: Tiempo en desaceleración.

H3: Altura recorrida en desaceleración.


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Calculo tiempo de ciclo

Para cálculos iniciales:V= 0,41L (Tambor)V=0,436L (Koepe)L= profundidad en metros (m)


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Calculo de H1:

Por lo tanto:


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Entonces:

Así el tiempo total se ascenso y descenso será la suma de ambos, y a estos hay que

sumarles un tiempo de maniobra:


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Números de viajes

NÚMEROS DE VIAJES

Donde:C: coeficiente de irregularidad de laproducción = 1.5.

A: mineral.

a: estéril.

t: n° de horas de trabajo al día.


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Carga útil

La carga útil, será la carga total en el sistema, en un caso que se utilicen 2skips, esta se divide en 2.


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Dimensiones skip o jaula

Otra forma

O bien

También

P: carga útil.D: peso específico.Volumen (V):

Di i t d i d


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Dimensiones estandarizadasskip

Carga Util

(t)

Volumen

(m3)

Ancho "a" de la

pared delantera

(mm)

Profundidad "b"

del Skip

(mm)

Altura "h" del

Skip

(mm)

Ho

(mm)

Peso Propio Qm

(Kg)

2.0 1.00 900 1000 1150 2620 1400

3.0 1.50 900 1000 1700 3950 1700

4.5 2.25 1100 1300 1600 3760 2900

6.0 3.00 1100 1300 2100 4950 3600


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Diseño cable

Tener en cuenta:

• El factor de seguridad.

• La resistencia que tenga el cable.

• El peso del skip.

•

La carga del skip.

• Su fuerza de aceleración.


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Factor de seguridad

Donde:

Ro: Resistencia a la ruptura del cable.

Qs: peso skip.

Qu: carga útil.

Qc: peso del cable.

Fa: fuerza de aceleración.


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Factor de seguridad

• Fb: carga equivalente por flexión

A: área del cable.

Em: modulo de elasticidad del cable.

dw: diámetro del cable.

D: diámetro de la polea.


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Calculo diámetro del cable

• Condición de máxima profundidad.

• Considerar un sistema estático de carga-

• Introducir un factor de seguridad.

Øa = Diámetro de los alambres que contiene el cable de extracción (mm.)

Øc extrac = Diámetro del cable de extracción (mm.)


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Carga máxima admisible

Donde:Q Máx. = Carga Máxima Admisible del Cable

QT = Carga total a izar por el sistema Extracción Vertical.

σ b = Ruptura admisible del acero que compone el cable de extracción.

N seg. = Factor para Obviar condiciones.

El n seg. puede tomar dos valores dependiendo si el transporte es material o personas;

Para Traslado de Material: n seg. = 7.2 – 0,0005 * hPara Traslado de Personal: n seg. = 9,5 – 0,001 * h


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• La carga máxima admisible (Qmax) debecumplir la siguiente restricción:

Q max >= QT + Q cable

Q cable = Ac * Lc * c

Donde:• Ac = Sección del cable [mm2, cm2]

• Lc = Longitud del cable de extracción [mm, cm.]

• c = Densidad del cable de extracción [Kg. /mm

3

]


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Donde:

Asi:

Entonces: y

Ac


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Calculo peso del cable

Para una profundidad < 1370 m:

Lu = largo máximo del cable que puede ser suspendido


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Calculo peso del cable

Para una profundidad > 1370 m


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Tamaño del tambor•

Conociendo la sección del cable:Criterio: dt > 60 dc (para cualquier

aplicación)

dt > 80 dc (dc > 25 mm)

dt > 100 dc (cable tipo locked

coiled)

Ct = 3,024 x dw x N x (dt/dc + 0,85 x (N-1))

Donde:

Ct: Capacidad del tambor (metros de cable)

N: número de vueltas

Dc: diámetro del cable (m)


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Rendimiento de extracción

Factores que afectan el rendimiento:• Cargas muertas.

• Velocidad de desplazamiento.

• Tiempo de paradas que incrementan el tiempo de ciclo.

• Relación sección pique v/s sección jaula.

•

Carga útil a transportar.• Profundidad o altura del pique de servicio.


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Rendimiento de extracción

Cuando se conoce la profundidad del pique:

F = Sección de la jaula [mts2].

d = Densidad del material [Ton/mts3.

L = Profundidad del Pique [mts].


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Tiempo mantención

•

Mantenciones requeridas• Semanal (3,5 horas)

– 1,5 pique/skip/cable – 0,5 poleas – 1,5 tambor

• Mensual (4 horas) – Mantencion cable: 4 h/mes

• Trimestral (4 horas) – Test electromagneticos cables – Cables y accesorios – Test de caida skip

• Si considera disponibilidad ocupar 1 hr/día


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consideraciones

• La extracción vertical es un método utilizadoprincipalmente en minería subterránea.

• Eficiente al trabajar yacimientos con forma de veta.

• No es complejo y las dimensiones de susinstalaciones dependerán de la producción que setenga y profundidad del yacimiento.

• Las variables a considerar giran en torno a la cargautil.

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