Sistema de Extracción Vertical por Piques
Se utiliza en faenas cuyas profundidad y ritmo de explotación no justifican una labor subterránea, por lo cual se requiere subir el material explotado a la superficie a través de piques. Los componentes son los piques de producción, acceso o ventilación.
Componentes del Sistema
Skip o Baldes
Son elementos que permiten recoger y soltar el sistema de cables. Permiten controlar su ascenso y descenso por el pique.
Tracción Tipo Tambor (1 Balde)
En el cual la polea sube y baja un solo elemento de transporte.
Tracción Tipo Polea Koepe (2 Baldes)
En el cual la polea sube un elemento de transporte y a la vez baja otro o un contrapeso (faenas grandes). TS = TE + TD + TR
Tipos de Guía y Frenos
Las guías son los elementos que permiten el desplazamiento vertical de los elementos de transporte a través de la excavación (pique) sin que estos choquen con las paredes. Los frenos generan el efecto contrario, es decir, se usan para detener el sistema.
- Guía de madera
- Guía metálica
- Guía de cables
Tipos de Recipiente
Elemento por el cual se transporta el material extraído: balde cilíndrico, skip automático, jaula para transporte de personal.
Baldes y Jaulas
Los baldes se utilizan en pequeña minería y la utilización de jaulas es propia de casi todas las minas con este sistema.
Uniones y Ligaduras
Son piezas de acero que le dan mayor flexibilidad a la disposición de los cables respecto al equipo de carga. Pueden ser simples, dobles o múltiples.
El proceso de unión se realiza al calor, se abren los alambres del cable y se hace un trenzado especial al cual se le adiciona acero fundido para darle firmeza y así no permitir que el cable resbale y se salga de la unión. La idea es que al aplicar el calor el cable no pierda sus propiedades en ese punto, y así la unión forme parte de él.
Ferrocarriles
Sistema utilizado como transporte básico desde los inicios de la minería. Hoy en día se ha dejado de lado debido a sus restricciones como lo son trabajar con poca pendiente (0-2%) y su alto valor en su inversión inicial. Sus ventajas son su gran capacidad, y que puede ser eléctrico o diésel.
La capacidad requerida de un ferrocarril se obtiene en función del ritmo de producción, distancia de transporte, sistema de carguío, restricciones dimensionales, número y características de carros, puntos de carguío y descarga.
Características de los Carros
Se componen de la tolva, chasis y del sistema de rodadura. Considerando las siguientes características generales: capacidad, estabilidad, sistema de descarga, dimensiones, radios de curvatura, pesos (relación de tara/carga útil), disposición del sistema de rodadura, número de ruedas, diámetro de ruedas, frenos, trocha.
La altura de los carros influye inversamente en la estabilidad (más alto menos estable) y directamente en su capacidad.
La longitud incide directamente en la capacidad y en el radio de curvatura de las vías. Esto se puede compensar disminuyendo la distancia entre ejes, lo que a su vez genera un balanceo del carro, disminuyendo la estabilidad.
Sistema de Rodadura
Se encuentra formado por ejes, rodamientos, piezas de unión y ruedas.
Ruedas
Vitales para el desplazamiento del carro y del convoy. Están fabricadas de acero fundido y en operación se encuentran sometidas a esfuerzos por choque o impacto cuando el convoy se mueve, desgastes a altas velocidades y en el frenado, especialmente cuando las ruedas son pequeñas.
En la descarga, lo ideal es que se realice en forma continua, es decir, que el convoy se mantenga en movimiento a medida que se descarga. Esto se podrá realizar según el sistema de vaciado que se disponga, los cuales son los siguientes:
Sistemas de Vaciado
- Sistema rígido: Se requiere voltear la unidad completa con un sistema de volteo. Los carros son de fondo plano y de mayor capacidad, menor relación tara con carga útil, pero no permite la descarga continua, ya que es necesario separar el carro del convoy para su vaciado.
- Sistema de vaciado lateral: El carro dispone de un sistema que permite la inclinación hacia el lado de la tolva en el punto de descarga, lo cual se realiza sobre la marcha del convoy y el chasis se mantiene en posición horizontal.
- Sistema de vaciado por el fondo: El carro dispone de un sistema que permite la apertura de su fondo, lo cual hace que la carga se vacíe verticalmente. El sistema cuenta con seguros activados mecánicamente durante el avance del convoy, permitiendo que la tolva abra y cierre su compuerta inferior. Las compuertas pueden ser una o dos. Cuando se tienen dos compuertas la descarga es central (a), cuando es sólo una es todo el fondo el que se abre y la descarga es por la parte posterior del fondo del carro (b).
Características de las Vías
Se componen de una infraestructura base (piso), de una superestructura o afirmado (material de asiento para la vía) y de la vía (rieles, elementos de sujeción y durmientes).
Funciones de la superestructura: reparte presiones recibidas por los durmientes sobre una base amplia, constituye un lecho elástico junto a los durmientes, contrarresta el desplazamiento de los durmientes, constituye una capa permeable.
Esfuerzos sobre las vías: galope o balanceo longitudinal de los carros, balanceo lateral de los carros, esfuerzos por inclinación de la vía en pendientes o peraltes, esfuerzos por choques en los puntos de separación de los rieles.
Peralte de las Vías
Consiste en una inclinación o desnivel del plano de los rieles respecto al centro de la curva con el fin de contrarrestar la fuerza centrífuga sobre el convoy generada por el paso del tren por la curva.
El Sapo
Es el punto donde se encuentran dos rieles y permite que se pueda cruzar dos vías y se caracteriza por su longitud, su ángulo y su número.
Cálculo de la Locomotora
Peso de la locomotora, aceleración, velocidad, frenado, potencia del motor.
Especificaciones de la Locomotora
Trocha, número de ruedas guías, peso, largo, alto, transmisión, radio de curvatura, luces, sistema de lubricación, capacidad del estanque de combustible, coeficiente de rozamiento de las ruedas motrices respecto a la vía, número de ruedas motrices, diámetro de ruedas, motor, ancho, potencia, convertidor de torque, sistema de enfriamiento, ejes, frenos, pendientes máximas.
Operaciones Unitarias Cielo Abierto
Perforación
“Construir un espacio físico definido dentro de la roca que será removida (hoyos de perforación), para luego en estos hoyos colocar el explosivo que más tarde será detonado”.
Secuencia para la Perforación
Programación de la ubicación de los pozos a perforar, selección de los aceros a utilizar, preparación de la zona de trabajo, posicionamiento de equipos, perforación, muestra de detritus, verificación de la calidad y cantidad de tiros perforados, retiro del equipo del sector.
La operación se realiza con equipos diseñados para este fin como perforadoras (rotativas y DTH) y equipos auxiliares (compresores, captadores de polvo).
El costo de perforación que se obtenga en una operación en particular dependerá de varios factores, entre ellos: dureza de la roca, presencia de estructuras geológicas, calidad de los aceros, mantenimiento de los equipos y expertiz de los operadores.
Los costos de perforación (incluyendo los de operaciones y mantenimiento), fluctúan entre un 10% y un 15% del costo global de la operación de la mina; esto es, normalmente el costo del metro perforado se ubica entre 6 a 15 US$/mb dependiendo del tipo y de la antigüedad de los equipos disponibles.
En cuanto al precio de las perforadoras se aprecian montos del orden de los US$ 250.000 a US$ 1.600.000 (dependiendo de los potenciales de la máquina y de sus prestaciones).
Este amplio rango de precios que se encuentran en el mercado obedece a que es posible diferenciar tres segmentos distintos de perforadoras:
- DTH (4.5″ a 7″: 250.000 a 450.000 dólares)
- Rotativa sobre neumáticos (6″ a 12″: 500.000 a 900.000 dólares)
- Rotativa sobre orugas (8″ a 12″: 600.000 a 1.600.000 US$)