Curso_de_extraccion_vertical_Curso_de_ex (1).pdf

José Delgado Ing. Civil Minas U.A Es ecia eciali list staa en Geoestadistica Geoestadistica y Planificación Planificación C.A ENSMP.

Tesis Inter terna Univer iverssidad idad de Antofa tofa ast asta T. Huer Huerta ta Apunte de Raúl Castro R.

HUINCHE

POLEAS O CATALINA superficie D>= 80 d interior D>=60 d CABLE DE EXTRACCION cable de acero

fierro PUNTALES:  Madera o fierro

LA BASE : Concreto

.

po e racc n  

.

umero e e emen os e ranspor e  

3.

  Tambor – Tambor  – el cable el cable es almacenado en el tambor  el  tambor    Polea Koepe or fricción – el cable el cable pasa  pasa sobre el tambor  el tambor  Un elemento Dos elementos (skip + jaula) +  jaula)

Tipo de guia de  guia y  frenos  frenos 

  Guías de madera/ metálica madera/  metálica /   / cables cables



  Balde conico Skip automatico

. 

1.-SEGÚN LA NATURALEZA DE LA UNION INTERIOR -EXTERIOR a.b.-POR POZO VERTICAL

 2.-SEGÚN EL TIPO DE RECIPIENTE DE EXTRACCION  a.-JAULAS QUE SUBEN VAGONES LLENOS  b.-SKIPS QUE NO SUBEN MAS QUE MINERAL

 3.-SEGÚN EL APARA APARATO TO DE ARROLLAMIENTO a.-DE RADIO CONSTANTE TAMBORES CILINDRICOS   DE POLEAS DE FRICCION FRICCION (POLEAS KOEPE) b.-DE RADIO VARIABLE   DE TAMBORES TAMBORES CONICOS O BICILINDRICOS  DE BOBINAS

 . MOTOR ELECTRICO ELECTRICO  ASINCRONICO  DE CORRIENTE CONTINUA CONTINUA (SISTEMA LEONARD )

 5.-SEG N EL MODO DE EQUILIBRIO EQUILIBRIO a.-SIN EQUILIBRIO(TAMBOR EQUILIBRIO(TAMBOR CILINDRICO SIN CARGA DE EQUILIBRIO b.-CON EQUILIBRIO POR RADIO VARIABLE (BOBINAS Y TAMBORES CONICOS O BICILINDRICOS ) c.- CON CABLE DE EQUILIBRIO (TAMBOR (TAMBOR CILINDRICO Y POLEA KOEPE) KOEPE) .

-

Principales componentes de un s s ema e raspaso ver ca 1. 1. .

•

 

Tipo de tracción: Tambor

Elemento de transporte (clasificado de acuerdo a uso) Jaulas: personal y materiales  Skips: transporte de roca quebrada o carbon y esteril 

1. 2. 3. 4. .

Según tipo de cable: Cuerda Tracción: round strand, flattened strand, locked coil Cuerda contrapeso: non‐rotating Cuerda guía: half‐locked coil

1. 2. 3. 4.

po e p que Proposito : pique de producción, servicio, exploración, escape, combinación Configuración: circular, rectangular, elíptico Tamaño: 3‐15 m2 a 200 m2 Métodos de excavación: convencional (perforación y tronadura) y bored

1.

s ema e sopor e Soporte: madera, concreto

.

3.

Estructura 1.

Madera, acero o concreto: torre, backleg

stemas e tracc n

estratégico o a ancea o:

cuer a

 Balanceado= 1 cuerda se enrolla y la otra se estira Koepe:

La rueda tiene una ranura con material friccionante La cuerda no se guarda en el tambor  2 cuerdas x skip

Las poleas se instalan en la estructura

Tambor vs Koe e Tipo

Caracteristica

Doble tambor

Se puede operar con dos compartimientos desde distintos niveles de la mina

Doble tambor

Mejor sistema para la construcción de piques

Tambor

Mejor para alta carga a transportar & poca profundidad

Tambor

La ca acidad esta limitada al uso de una sola cuerda se uede adicionar una (tipo Blair) y entonces puede ocuparse para minas profundas

Friccion

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

Koepe

Operación es simple, menor inercia rotación mas economicos. Pueden operar con una menor gasto de electricidad

Ski s

• • •

Skipping consiste en llenar, transportar, vaciar y retorno a llenado de materiales. El mineral puede ser chancado o no y la operación de llenado puede ser manual o automatizada. Para alcanzar altas velocidades los skips se guian

• •

accesorios

comun el vaciado en la infraestructura. Las dimensiones del skip estan restringidas por el tamaño del material (para que fluya)

Existen tres tipos de skips

•

Volteo o Kimberley

•

Cuerpo movible

•

Cuerpo fijo

Cuerpo movil / el fondo

Cuerpo fijo descarga por e on o

 LA JAULA PESO MUERTO Y CARGA UTIL 1 para aceros ordinarios 0.7 para aceros especiales 0.5-0.6 para aleaciones ligeras (K+B)/Cu =peso de la jaula +peso de los vagones vacío carga útil 1.3 - 1.7 para aceros ordinarios

Ventajas  No hay vagonetas Se usa mejor la sección del pozo  Hay menos personal Se mejora el peso muerto Tiempo de maniobra es pequeño  Rompe el carbón Produce polución  No es bueno para separar por calidad no es bueno para la circulación de personal r 

Otras componentes del sistema de transporte son:

•

Carguío skip: para transferir material desde la mina al skip.  –   –   – 

Buzon medidor bin Bin‐ alimentador‐ Correas Pueden ser automatizados

•

Control del Derrame: Se puede llegar a 1,5 hasta 5 % de derrame durante la carga al skip. Se utilizan e ec ores a o e s p o en se esarro a una rampa as a e on o e p que. spec a cu a o en sistema Koepe porque el cable llega al fondo.

•

Jaulas: para transporte de personal y materiales que entran y salen de la mina.

•

Contrapesos: para balancear el sistema. Se diseñan de manera de llenar el espacio disponible

• •

Elementos de seguridad: “ ”

• Producción requerida del sistema (ton/h) ‐ input  • Determinar tiempos de ciclo • Tamaño del skip • Tamaño (peso) de los cables • Tamaño del tambor • Calculo de potencia del motor • Calculo del numero de sistemas de extracción • Calculo del tipo de cable a utilizar

Ciclo en un sistema de

T1= tiempo aceleración T3= tiempo desaceleración = empo v a e ve oc. max ma v

Tr = tiempo parado escarga carga T1= V/a  = r  T2 = L/V – V/2 x (1/a+1/r) L = V/2 x (1/a + 1/r) c c o=

a+

–

x

L= profundidad de viaje a = aceleración (m/s2) r = desaceleración (m/s2) V= velocidad máxima (m/s)

a+

r +

r + tr  

Para cálculos iniciales: V= 0,41L (Tambor) V=0,436L (Koepe) Tr= 20 s L= profundidad en metros (m) Entonces: Tc c o= 0,612 x L + 22,439 Tam or  Tciclo= 0,651 x L + 22,29 (Koepe) Velocidades según tipo de guía: 10 m/s (madera) 15 m/s (acero) 20 m/s (cable)

Carga, W = Producción requerida/ n° viajes x hora = producción / tiempo ciclo (s) x 3600 (s/hr)

s p= ,

o

en,

W skip = 5/8 x P

Calculo del peso de cables  >

L < 1370 m

W cable = W(1+Wskip) x 1000 (kg/m)

m

W cable = W(1+Wskip) x 1000 (kg/m)

Ls - 1370 Ls = Lu 5 Lu = largo máximo del cable que puede ser suspendido

Ls-1

r er o: dt > 60 dc (para cualquier aplicación)

dt > 60 dc (dc < 25 mm) dw = ,

x wx

x

c

,

x

Capacidad del tambor (metros de cable)

Dc = diametro del cable (m)

-

•

os aprox mac ones

• HP = carga x velocidad 33,000 η

HP =pies/m x tons x 2000 = carga x velocidad k

k 

Calculo de la potencia del tambor‐ aprox. simple

k 

Profundidad ( pies)

Calculo de la potencia del tambor‐  mejor aprox.

Considera distintas eta as de aceleración del sistema de arrastre & corrección por eficiencia .

-

2. Marcha lenta (sin acelerar) 3. Aceleración HP1 4. Velocidad máxima (HP3) 5. Desacelerar a marcha lenta 6. Marcha lenta (sin acelerar) 7. Desacelera hasta detenerse (HP2) 8. Detención

Tambor doble

Tambor simple Koep e

Dt (pies) * Ejemplo Calculo de potencia

. 2. 3. 4. 5. 6.

umero e v a es e m nera por a Numero de viajes estéril por día Numero viajes materiales por día Numero de viajes hombres por día Tiempo requerido para inspecciones del pique, tambor/Koepe, cables, mantención y las requeridas por legislación. Tiempos perdidos

= producción skip (hr/día) Tiempo estéril = producción estéril producción skip Tiempo materiales = N x T 3600 N = numero de viajes con insumos  = Numero de viajes de transporte de personal depende de: • Capacidad de la jaula • Numero de niveles U.G. • Velocidad a primer nivel y de ahí a otros niveles • Tiempo carga descarga

• •

Mantenciones re ueridas Semanal (3,5 horas)  –   1,5 pique/skip/cable  –   0 5 oleas  –   1,5 tambor

•

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

•

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

•

Si considera dis onibilidad ocu ar 1 hr día

• Se ha medido hasta un 90% de utilización en faenas. • Usar 70% utilización i.e. 16,8 hr/día (conservador) • T = Tm + Te + Tm + Th + Tm + Ti (h) Utilización (%) Si T > 24 h se necesitan mas piques!!

Alambres: Alambre

Alma Torón

•existen alambres de hasta 2480 MPa. •Mayor resistencia : menor vida util y fatiga •Existen diferentes formas •Acero galvanizado

•Circulares •Triangulares •

‐ Trenzado regular: • distorsión y golpes contrapeso

Resistencia a la a ras n y mayor flexibilidad  Para cables de tracción

•  Round strand: los torones son circulares • triangulares

•   Fu

oc e coi : no son entre aza os

• Que mirar en cable:  –  Resistencia a la tensión  –  Resistencia a la fatiga  –   –  Resistencia a golpes y distorsión  –  Forma de trenzado con respecto a la posición del tambor y la forma en que se enrolla el cable

‐ Selección de cables para tambores

Resistencia requerida = carga estática ( 7,0 – 0,001 L) Si L < 3000 pies

Resistencia requerida = carga estática x 4,0 >

p es

(*) Ejemplo calculo resistencia cables. Los ejemplos serán dados en clases

 EXTRACCION VERTICAL  DIMENSIONAMIENTO DE LA INSTALACION

1.-CINEMATICA DE EXTRACCION .-TIEMPO TOTAL DEL SKIP EN MOVIMIENTO .-EL NUMERO DE VIAJES POR HORA .-LA CARGA UTIL .-DIMENSIONAR EL SKIP .-DIMENSIONAR EL MOTOR

 2.-INFORMACION BASICA .-a1=2.5 (pie/seg2) .-H=300 mts .-Q diario =1000 tpd  .-v max =3.5 (mts/seg) .-Se usaran dos Skip .-Siendo a=aceleración del S ip  H=Profundidad del pique Q=Carga Maxima V. Max = Velocidad Maxima