Pique

CAPITULO VCAPITULO V

ESTUDIO DE ESTUDIO DE PIQUESPIQUES

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOSMARCOSFacultad de Ingeniería Geológica, Minas, Metalurgia y Facultad de Ingeniería Geológica, Minas, Metalurgia y

GeográficaGeográficaE.A.P. DE INGENIERIA DE E.A.P. DE INGENIERIA DE MINASMINAS

DR. ESTANISLAO DE LA CRUZ C.

5.1 DEFINICION:5.1 DEFINICION:

Los piques son labores verticales que Los piques son labores verticales que sirven de comunicación entre la mina sirven de comunicación entre la mina subterránea y la superficie exterior, con subterránea y la superficie exterior, con la finalidad de subir o bajar al personal, la finalidad de subir o bajar al personal, material, equipos y el mineralmaterial, equipos y el mineral

2DR. ESTANISLAO DE LA CRUZ C.

5.2 CONSTRUCCIÓN DEL PIQUE5.2 CONSTRUCCIÓN DEL PIQUE

La construcción se hace normalmente de La construcción se hace normalmente de arriba para abajo, por método de bancos arriba para abajo, por método de bancos de tal manera que se perfora y dispara la de tal manera que se perfora y dispara la mitad de la superficie del fondo del pique mitad de la superficie del fondo del pique y esta operación se hace en forma y esta operación se hace en forma alternada hasta su terminación. Las alternada hasta su terminación. Las paredes del pique se disparan con paredes del pique se disparan con smooth blasting (voladura controlada) smooth blasting (voladura controlada) para conseguir una pared lisa o para conseguir una pared lisa o superficie plana.superficie plana.


La sección puede ser circular o La sección puede ser circular o rectangular, dependiendo del diseño. rectangular, dependiendo del diseño. Puede tener dos o más compartimientos Puede tener dos o más compartimientos los que dependen de la capacidad y de los que dependen de la capacidad y de las instalaciones con que cuenta la las instalaciones con que cuenta la operación, por lo que las secciones operación, por lo que las secciones pueden ser:pueden ser:

• Para la jaula y su contrapesoPara la jaula y su contrapeso• Para los baldes o SkipsPara los baldes o Skips• Para tuberías de agua, aire, relleno. - Para tuberías de agua, aire, relleno. -

Para cables eléctricosPara cables eléctricos• Para caminos.Para caminos.



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En otros casos, si se contara con un nivel En otros casos, si se contara con un nivel inferior, la construcción se puede inferior, la construcción se puede practicar con un equipo raise borer, para practicar con un equipo raise borer, para el cual se perfora primero el hueco piloto el cual se perfora primero el hueco piloto y luego del nivel inferior se empieza a y luego del nivel inferior se empieza a rimar (ensanchar) con una broca de rimar (ensanchar) con una broca de mayor diámetro para completar a la mayor diámetro para completar a la sección deseada.sección deseada.

En todos los casos el terreno debe ser En todos los casos el terreno debe ser competente y donde no exista agua de competente y donde no exista agua de filtración.filtración.


RELACION DE PIQUES DE LA EMPRESA RELACION DE PIQUES DE LA EMPRESA MINERA DEL CENTRO DEL PERUMINERA DEL CENTRO DEL PERU

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5.3 ELEMENTOS DE UN 5.3 ELEMENTOS DE UN SISTEMA SISTEMA DE IZAJEDE IZAJE

Dentro de la estructura del pique el sistema Dentro de la estructura del pique el sistema que cumple efectivamente la función de bajar y que cumple efectivamente la función de bajar y subir los materiales está formado por cinco subir los materiales está formado por cinco elementos con sus respectivos accesorios y elementos con sus respectivos accesorios y son:son:a)a) Winche o tambora o aparatos de enrollamiento del Winche o tambora o aparatos de enrollamiento del

CableCable

b)b) CablesCables

c)c) PoleaPolea

d)d) Jaula y/o balde (Skips)Jaula y/o balde (Skips)

e)e) Torre o Castillo.Torre o Castillo.10DR. ESTANISLAO DE LA CRUZ

C.

ELEMENTOS DE UN ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE IZAJE SISTEMA DE IZAJE EN UN PIQUE:EN UN PIQUE:1)Tamboras2)Cables3)Poleas4)Jaula o skip.5)Castillo o torres6)Inclinado o soporte7)Cámara de winche8)Tolva9)Sección transversal del pique10)Angulo de inclinación de la horizontal con los cables11)Angulo de oblicuidad.



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A.A. Winche, Tambora o Aparatos de Winche, Tambora o Aparatos de EnrollamientoEnrollamiento

Son cilindros metálicos donde se enrolla Son cilindros metálicos donde se enrolla el cable. Podríamos hablar del enrollado el cable. Podríamos hablar del enrollado activo que es el cable que activo que es el cable que verdaderamente trabaja y el enrollado verdaderamente trabaja y el enrollado de reserva para los cortes de reserva para los cortes reglamentarios que dispone la ley de reglamentarios que dispone la ley de seguridad. seguridad.


Los elementos principales de la Los elementos principales de la tambora son:tambora son:

Eje principal Eje principal .- Que contiene a la .- Que contiene a la tambora o tamboras, el motor y el tambora o tamboras, el motor y el reductor.reductor.

La tamboraLa tambora.- son cilindros en el que se .- son cilindros en el que se enrolla los cables, cuya superficie enrolla los cables, cuya superficie puede ser liso o con ranuras puede ser liso o con ranuras helicoidales. Es girado por el eje helicoidales. Es girado por el eje principal.principal.


El sentido de rotación de los tambores El sentido de rotación de los tambores es el mismo: para asegurarse la subida es el mismo: para asegurarse la subida de una jaula y el descenso de la otra, de una jaula y el descenso de la otra, los cables pasan por encima del tambor los cables pasan por encima del tambor correspondiente y el otro por debajo del correspondiente y el otro por debajo del otro tambor. El tambor debe estar otro tambor. El tambor debe estar construido de manera que resista al construido de manera que resista al esfuerzo de aplastamiento producido esfuerzo de aplastamiento producido por el enrollamiento de los cables de por el enrollamiento de los cables de extracción. extracción.


• Los tambores de máquinas grandes Los tambores de máquinas grandes están construidos para una sola capa de están construidos para una sola capa de enrrollamiento de cables.enrrollamiento de cables.

• Las ranurasLas ranuras. - deben recibir una . - deben recibir una inspección cuidadosa de su entorno, el inspección cuidadosa de su entorno, el ancho y estado de conservación. Debe ancho y estado de conservación. Debe cuidarse que encaje perfectamente en cuidarse que encaje perfectamente en el fondo de la ranura cuando se aplica el fondo de la ranura cuando se aplica un nuevo cable del diámetro un nuevo cable del diámetro correspondiente.correspondiente.


Las pestañas, cuya función es evitar que el Las pestañas, cuya función es evitar que el cable se desprenda. Asimismo para pintar cable se desprenda. Asimismo para pintar el punto exacto de los niveles de el punto exacto de los niveles de estacionamiento.estacionamiento.

Los embraguesLos embragues.- Para dejar libre el .- Para dejar libre el movimiento del eje, sin necesidad de movimiento del eje, sin necesidad de mover la tambora, tiene:mover la tambora, tiene:

• Anillos.Anillos.• Brazos o rayos.Brazos o rayos.• Templadores.Templadores.• Torno interior.Torno interior.• Zapata.Zapata.


Hay embragues de fricción los que son Hay embragues de fricción los que son utilizados para servicios muy pesados utilizados para servicios muy pesados en la extracción.en la extracción.

El embrague de mordaza es positivo y El embrague de mordaza es positivo y eficaz en las máquinas de extracción eficaz en las máquinas de extracción de grandes toneladas.de grandes toneladas.


FrenosFrenos.- Las máquinas están equipadas .- Las máquinas están equipadas de frenos de mordaza sobre cada tambor, de frenos de mordaza sobre cada tambor, con movimiento paralelo que trabaja con movimiento paralelo que trabaja sobre superficie de frenado de diámetro y sobre superficie de frenado de diámetro y anchura suficiente para poder regular el anchura suficiente para poder regular el movimiento de las tamboras.movimiento de las tamboras.


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Hay varios tipos de winches o Hay varios tipos de winches o tamboras:tamboras:

• Los cilíndricos, los cónicos, y las Los cilíndricos, los cónicos, y las poleas poleas

• Koepe (polea multicable).Koepe (polea multicable).


La velocidad de extracción para el transporte La velocidad de extracción para el transporte del personal está regulada por los reglamentos del personal está regulada por los reglamentos de seguridad. El límite máximo es de de seguridad. El límite máximo es de 240 240 mts /min. La velocidad para la extracción de mts /min. La velocidad para la extracción de minerales, está determinada por las minerales, está determinada por las características de los piques, tamboras, altura características de los piques, tamboras, altura del pique o profundidad y de los castillos o del pique o profundidad y de los castillos o torres. En los piques más profundos la torres. En los piques más profundos la velocidad de extracción llega a velocidad de extracción llega a 900 900 y 1000 y 1000 mts/min.mts/min.

Profundidad: Profundidad: 150 150 metros metros 150 150 – – 300, 300 - 300, 300 - 600, ó 600 -- 900600, ó 600 -- 900

Velocidad: 365 mts/m, o Velocidad: 365 mts/m, o 480 480 mts/m, mts/m, 600 600 mts/m, mts/m, 900 900 mts/mmts/m



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WINCHE DE DOS TAMBORASWINCHE DE DOS TAMBORAS

Tambor tipo tracciónTambor tipo tracción

La polea sube y baja un solo elemento La polea sube y baja un solo elemento de transporte (polea de tiro del skip o de transporte (polea de tiro del skip o balde) ,puede ser simple, doble, cónico balde) ,puede ser simple, doble, cónico o cilíndrico.o cilíndrico.


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POLEA KOEPEPOLEA KOEPE

Tracción tipo polea KoepeTracción tipo polea Koepe

La polea sube un elemento y lo baja con La polea sube un elemento y lo baja con un contrapeso, se utiliza en minas con un contrapeso, se utiliza en minas con mayor producciónmayor producción


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B) CABLEB) CABLE

Es un producto fabricado con alambre Es un producto fabricado con alambre de acero, colocados ordenadamente de acero, colocados ordenadamente para desempeñar el trabajo de izar los para desempeñar el trabajo de izar los skip y las jaulas.skip y las jaulas.

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


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


ESTRUCTURA DE LOS ESTRUCTURA DE LOS CABLESCABLES

Los cables se componen de:Los cables se componen de:• Núcleo o alma.Núcleo o alma.• Torones.Torones.


• Núcleo o Alma.- Núcleo o Alma.- Que puede fabricarse de Que puede fabricarse de fibra o metal, lo que depende de la fibra o metal, lo que depende de la aplicación a la que va a destinarse.aplicación a la que va a destinarse.

Las almas metálicas pueden formarse de Las almas metálicas pueden formarse de un cordón o de una soga de alambre un cordón o de una soga de alambre completa.completa.

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



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CABLES DE ACERO Y SU CABLES DE ACERO Y SU ESTRUCTURAESTRUCTURA

El alma se fabrica de diversos materiales, El alma se fabrica de diversos materiales, dependiendo del trabajo al cual se va a dependiendo del trabajo al cual se va a destinar el cable, siendo los más usuales:destinar el cable, siendo los más usuales:

1)1) El alma independiente de cable fabricado El alma independiente de cable fabricado con el alambre de acero dispuesto con el alambre de acero dispuesto generalmente en construcciones de 7 x 7generalmente en construcciones de 7 x 7

2)2) El alma de torón, que está formado por El alma de torón, que está formado por un torón, igual a los demás que un torón, igual a los demás que componen el cable.componen el cable.

3)3) Alma de fibra que puede ser de fibras Alma de fibra que puede ser de fibras vegetales o sintéticas.vegetales o sintéticas.


El alma de acero se utiliza para El alma de acero se utiliza para aplicaciones donde el cable esta sujeto a aplicaciones donde el cable esta sujeto a severos aplastamientos o cuando el cable severos aplastamientos o cuando el cable trabaja en lugares donde existen trabaja en lugares donde existen temperaturas muy elevadas que temperaturas muy elevadas que ocasionen que el alma de fibra se dañen ocasionen que el alma de fibra se dañen con el calor. También este tipo de alma con el calor. También este tipo de alma proporciona una resistencia adicional a la proporciona una resistencia adicional a la ruptura, de aproximadamente un 10%, ruptura, de aproximadamente un 10%, dependiendo de la construcción del cable.dependiendo de la construcción del cable.


• Los cables con alma de acero son Los cables con alma de acero son ligeramente más rígidos que los cables ligeramente más rígidos que los cables de alma de fibra, pero soportan los de alma de fibra, pero soportan los dobleces adecuadamente.dobleces adecuadamente.

• Los Cables con alma de fibra se usan Los Cables con alma de fibra se usan en aquellas aplicaciones en que los en aquellas aplicaciones en que los cables no están expuestos a las cables no están expuestos a las condiciones mencionadas. Estos cables condiciones mencionadas. Estos cables son fáciles de manejar y más elásticos.son fáciles de manejar y más elásticos.


De acuerdo al tipo de alma, podemos De acuerdo al tipo de alma, podemos denominar los cables:denominar los cables:

• FW (Fiber core ) Alma de fibra.FW (Fiber core ) Alma de fibra.• WSC (Wire strand core ) Alma de WSC (Wire strand core ) Alma de

cordón de alambre.cordón de alambre.• IWRC (Independent wire sope core ) IWRC (Independent wire sope core )

Alma independiente de cable de Alma independiente de cable de acero .acero .


• Torones o Cordones.- Torones o Cordones.- Un cable está Un cable está formado por un conjunto de torones o formado por un conjunto de torones o enrollados. Cada torón está formado por enrollados. Cada torón está formado por un conjunto de hilos.un conjunto de hilos.

La mayoría de hilos utilizados en la La mayoría de hilos utilizados en la construcción de cables son redondos y construcción de cables son redondos y de diámetro comprendidos de diámetro comprendidos corrientemente entre 2 y 3 mm.corrientemente entre 2 y 3 mm.


TIPOS DE CABLESTIPOS DE CABLES

• De acuerdo a su torcido pueden De acuerdo a su torcido pueden ser: ser:

• a) Regular.a) Regular.• b) Lang.b) Lang.


• RegularRegular. . Los alambres del torón Los alambres del torón están torcidos en dirección opuesta a están torcidos en dirección opuesta a la dirección de los torones del cable.la dirección de los torones del cable.

• Lang.- Lang.- Los torones en un cable Los torones en un cable torcido Lang, están torcidos en la torcido Lang, están torcidos en la misma dirección de los torones del misma dirección de los torones del cablecable..


Los cables con torcido lang son Los cables con torcido lang son ligeramente más flexibles y muy ligeramente más flexibles y muy resistentes a la abrasión y fatiga, resistentes a la abrasión y fatiga, pero tiene el inconveniente de tener pero tiene el inconveniente de tener tendencia a destorcerse por lo que tendencia a destorcerse por lo que únicamente deberán utilizarse en únicamente deberán utilizarse en aquellas aplicaciones en que ambos aquellas aplicaciones en que ambos extremos del cable estén fijos y no extremos del cable estén fijos y no le permitan girar sobre si mismo.le permitan girar sobre si mismo.


CABLE Y SU CABLE Y SU DESENRROLLAMIENTODESENRROLLAMIENTO



C) C) PoleaPolea

Rueda acanalada que gira alrededor Rueda acanalada que gira alrededor de un eje central por el que pasa el de un eje central por el que pasa el cable en cuyos extremos se cable en cuyos extremos se encuentra la jaula o skip encuentra la jaula o skip (resistencia)y en la otra la wincha o (resistencia)y en la otra la wincha o tambora (potencia)tambora (potencia)

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



• Las poleas se puede construir de 3 Las poleas se puede construir de 3 formas:formas:

• Por fundición.Por fundición.• Por acero moldeadoPor acero moldeado• Por construcción soldada.Por construcción soldada.


• Las poleas de fundición son de alma Las poleas de fundición son de alma llena, tienen de 4 a 6 brazos.llena, tienen de 4 a 6 brazos.

• Las poleas soldadas son menos Las poleas soldadas son menos pesadas y las más resistentes, es la pesadas y las más resistentes, es la más generalizada en su empleo en la más generalizada en su empleo en la construcción de piques.construcción de piques.

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


El diámetro de la polea está establecido El diámetro de la polea está establecido por reglas de seguridad para piques las por reglas de seguridad para piques las que dicen:que dicen:

"El diámetro de la polea no será menor "El diámetro de la polea no será menor que 80 veces el diámetro del cable de la que 80 veces el diámetro del cable de la elevación que se esté usando cuando el elevación que se esté usando cuando el diámetro del cable es más de una diámetro del cable es más de una pulgada y no será menor que 60 veces el pulgada y no será menor que 60 veces el diámetro del cable que se esta usando, diámetro del cable que se esta usando, cuando el diámetro del cable es menor cuando el diámetro del cable es menor de una pulgada, excepto en el caso de de una pulgada, excepto en el caso de operación de excavación del pique y operación de excavación del pique y desarrollo preliminar."desarrollo preliminar."


La tambora y la polea en el sistema La tambora y la polea en el sistema de izaje estarán colocados de tal de izaje estarán colocados de tal manera que haya una relación del manera que haya una relación del uno con el otro que permite el uno con el otro que permite el enrollado adecuado del cable a la enrollado adecuado del cable a la tambora. Siempre se acostumbra tambora. Siempre se acostumbra construir en dos mitades, unidas construir en dos mitades, unidas entre sí por pernos.entre sí por pernos.




Jaula y/o balde o skipJaula y/o balde o skip


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