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Los tipos de torones en los cables son:

Torn comn de capa simple.-El ejemplo ms comn de construccin de capa

simple es el torn de siete alambres. Tiene un alambre central y seis alambres del
mismo dimetro que lo rodean. La composicin ms comn es 1+6= 7.

Torn Seale.- Construccin que en la ltima capa tiene los alambres de mayor
dimetro que la capa interior, dndole al torn mayor resistencia a la abrasin. La
composicin ms comn es 1+9+9= 19.

Torn Filler.- Se distingue por tener entre dos capas de alambres, otros hilos ms
finos que rellenan los espacios existentes entre las mismas. Este tipo de torn se
utiliza cuando se requieren cables de mayor seccin metlica y con buena
resistencia al aplastamiento. La composicin ms comn es: 1+6/6+12= 25.

Torn Warrington.- Se caracteriza por tener una capa exterior formada por
alambres de dos dimetros diferentes, alternando su posicin dentro de la corona.
El tipo de torn ms usado es: 1+6+6/6= 19

Torn Warrington Seale.- Es una combinacin de las mencionadas anteriormente

y conjuga las mejores caractersticas de ambas: la conjuncin de alambres finos

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interiores aporta flexibilidad, mientras que la ltima capa de alambres relativamente

gruesos, aportan resistencia a la abrasin. La construccin ms usual es:
1+7+7/7+14 = 36.

Torn Warrington Seale.- Cable de acero 6x26 que combina la resistencia a la

flexin y a la abrasin, dando un buen comportamiento en uso:
1+5+(5+5) +10 = 26

5.2. Jaula, baldes o skips:

Es uno de los componentes esenciales del sistema de izaje; las jaulas, baldes y skips,
cumplen la funcin de transportar en su interior al personal y/o mineral segn los
requerimientos de produccin, respetando las condiciones establecidas en el reglamento
de seguridad minera.

5.3. Polea:

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

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Las poleas se pueden construir de 3 formas:

1. Por fundicin;

2. Por acero moldeado;

3. Por construccin soldada.

Polea de izaje minero 72

5.4. Castillo o Estructura de Desplazamiento:

Es la cspide de la estructura del pique donde se encuentra la polea que dirige el

movimiento del cable.

Es una estructura vertical que se levanta por encima del collar del pique.

De la cspide de la torre o del castillo baja una estructura inclinada que sirve de sostn a
toda la torre y contrarresta la tensin de los cables.

Componentes del Sistema de Izaje

La torre vertical y la estructura inclinada son las partes fundamentales del castillo y
soportan en su cima la caseta de las poleas. La estructura del castillo puede ser de
madera o de acero y se debe construir respetando los reglamentos de seguridad
existente.

Hay una escalera de servicio que sube a lo largo del pique.

Junto al pique hay una tolva donde se descarga el mineral para luego transportarse a la
planta concentradora.

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La fotografa, muestra el Castillo del Pique Esperanza-Chungar. Volcn Ca. Minera.

Cerro de Pasco.

Resistencia y esfuerzos en el cable.

Esfuerzo de doblado. A medida que pasa el cable alrededor de un tambor o polea, los
hilos exteriores aumentan de longitud y los interiores disminuyen produciendo tensin
adicional en los hilos exteriores. Para el clculo del esfuerzo de doblado existen barias
formulas.
EC dw D
Sb = R
, C= 2
, R= 2

Donde:

Sb = Esfuerzo doblado

E = Mdulo de elasticidad de cable (PSI)

Dw = Dimetro del hilo, en pulgadas

D = Dimetro del tambor o polea, en pulgadas

El valor de E no corresponde al mdulo de elasticidad del material o alambre, sino al

cable entero de acuerdo a experiencia E = 12 000 000 PSI

El valor de dw; depende de la construccin del cable. Para clculos preliminares, del
dimetro del alambre y el rea de la seccin transversal total del metal de un cable se
puede determinar por la tabla siguiente.

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Cable Dimetros (dw) rea aproximada de alambre

6x7 0.106 0.36

6 x 19 0.063 0.38

6 x 37 0.045 0.38

6 x 19 0.050 0.35

Tabla.N-3.1. Se muestra dimetro del alambre y el rea de la seccin transversal total.

Sin embargo para los clculos es conveniente convertir el esfuerzo de doblado al

equivalente de carga al doblado, para lo cual se utiliza la formula.
ADdw
Fd = D

Resistencia a la fatiga. Conforme a experiencias existe relacin entre la fatiga de rotura y

el esfuerzo de trabajo total, incluyendo el esfuerzo del doblado. El mejor criterio para esto
es la presin de soporte del cable sobre la polea para la resistencia a la fatiga. Para un
Angulo de contacto de 180, la presin de soporte nominal es.
2ft
P = Dd

Donde:

Ft: Carga tensional sobre el cable (Carga de trabajo total - carga de doblado)

D: Dimetro de la polea en pulgadas

d : Dimetro del cable en pulgadas.

Consideraciones para el clculo del cable en el izaje.

Factor de seguridad. El factor de seguridad para un cable se define como la relacin

entre la resistencia final a la tensin del cable y la carga total, incluyendo el esfuerzo de
doblado.

En las tablas siguientes se da los factores de seguridad establecidos: Factores de

seguridad para cables de alambre, basados en la resistencia final.

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servicio Factor de seguridad

Ascensores 0-12

Winches de mina 2.5-5

Gras impulsadas por motor 4-6

Teclas 4-5

Torres de perforacin 3-5

Tabla. N-3.2 Factor de seguridad para cables de alambre de mina, cuando transita
personal

Longitud de cable (pique en pies) Factor de seguridad(para cable nuevo)

500 a menos 8

500 a 1000 7

1000 a 2000 6

2000 a 3000 5

3000 a mas 4

Tabla. N-3.3. Se muestra longitud de pique y su factor de seguridad para cables de

alambre de mina.

Velocidad del izaje. En nuestro pas la velocidad de izamiento est reglamentado por el
Ministerio de Energa y Minas en especial cuando se transporta personal, as tenemos
que la jaula debe tener las velocidades siguientes.

velocidad

Profundidad del pique metros/min Pies/min

Menos de 200 150 492

Ms de 200 250 820

Tabla.N-3.4. Velocidad de izamiento en funcin a la profundidad

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Longitud de cable en el pique Velocidad mxima (pies/min)

(pies)

500 a menos 1200

500 a 1000 1450

1000 a 1500 1700

1500 a 2000 1950

2000 a 2500 2250

2500 a 3000 2500

3000 a 3500 2750

3500 a 4000 3000

4000 a 4500 3250

4500 a 5000 3500

Tabla N-3.5. Se muestra valores de velocidad de izaje con skip o balde y su factor
de seguridad.

Peso del balde. Es el peso del cable por unidad de longitud para hallar se usa la
siguiente formula.

W = w*L

Donde:

W = Peso del cable, en libras

W = Peso unitario del cable de 1 pie

L = Longitud del cable, en pies

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Dimetro Peso Resistencia a Peso Resistencia a Peso Resistencia

la la a la
(pulgadas) (lib/pie) rodadura(Tc) (lib/pie) rodadura(Tc) (lib/pie) rodadura(Tc)

0.95 23.8 1.01 26.2 1.37 35

7/8 1.29 32.2 1.39 35.4 1.87 46

1 1.68 41.8 1.80 46 2.43 61.6

1 1/8 2.13 52.6 2.28 57.9 3.30 76.1

1 2.63 64.6 2.81 71 3.75 92.0

1 3/8 3.18 77.7 3.40 85.5 4.78 115

1 3.78 92.0 4.05 101 5.65 135

1 5/8 4.44 107 4.75 118 6.88 155

1 5.15 124 5.51 136 7.56 182

1 7/8 5.91 141 6.33 155 9.00 212

2 6.72 160 7.20 176 9.77 240

2 1/8 7.59 179 8.13 197 ---- -------

2 8.51 200 9.10 220 ---- --------

Tabla N-3.6. Se muestra valores de dimensiones y la resistencia a la rodadura.

TIPOS DE WINCHE DE IZAJE. Se tiene

a) Winches de tamboras

b) Winches de friccin

En minera subterrnea es sumamente de mayor importancia. Los Pequeos Productores

Mineros y Mineros Artesanales, utilizan winches de izaje de tamboras, por ser
maquinarias que se adaptan a su infraestructura y requerimientos de izaje.

Ejemplos resaltantes de winches de izaje de friccin tenemos en las minas de Casapalca

(Yauliyacu Glencord), Cerro de Pasco (Paragsha Volcn Ca. Minera) y Uchucchacua
entre otras minas.

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Fig. N-3.4. Se muestra winches de tambora.

Fig.N-3.5. Se muestra elementos del sistema de izaje de un pique.

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Fig.N-3.6. Se muestra elementos del sistema de izaje de profundizacin de un pique.

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Fig.N-3.7. Se muestra elementos del sistema de piques de izaje de profundizacin de un

pique.

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SELECCIN DEL EQUIPO DE IZAJE. Muchos variables afectan; la seleccin ms

econmica del equipo de izaje; sin embargo, los siguientes pasos pueden servir de gua
para la seleccin, dadas ciertas condiciones. Aunque el mtodo es para un izaje vertical,
los mismos principios pueden aplicar para un izaje inclinado, con los siguientes
incrementos: 2% como friccin por rodamiento y 10% como friccin del cable (estos
porcentajes varan con el grado de inclinacin).

El problema principal en la seleccin del equipo de izaje es determinar el peso de la carga

del balde, dadas la capacidad deseada, toneladas por hora y la profundidad vertical del
pique. Las unidades de medida ms usuales son: pies, toneladas cortas, etc.

Para calcular la carga del balde se puede usar la siguiente frmula.

+0.4+12
Cb =
3600 ..1

Donde:

Cb = Carga del balde, toneladas cortas

P = Profundidad, pies

V = Velocidad, pies por segundos

THP = Capacidad, toneladas cortas por hora

3600
Tc =
* Cb2

Donde:

Tc = tiempo de ciclo en segundos

Tm = Tc Tllv3

Tm = tiempo de movimiento en segundos

Tllv = tiempo de llenado ms vaciado de balde, segundos

3600
Tm =
- Tllv 4

1 1
Tm = + 2 ( + ) 5

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Donde:

a = Aceleracin en pies por segundos2

d = Desaceleracin en pies por segundos2

Para calcular dimetro del cable se puede usar la siguiente frmula.

+
D= 1
2

Donde:

D = Dimetro del cable, pulgadas

Cb = Carga del balde, toneladas cortas

Sw = Peso del balde vaco, toneladas cortas

P = Profundidad, pies

Nc = Nmero de cables

Fs = Factor de seguridad

K1 y K2 = tipo de cables (cables redondos, perfilados y cerrados)

Para calcular el ancho neto de las tamboras se puede usar las siguientes frmulas.

Para tambora simple:

At = 3.1416 + 15

Para doble tambora:

At = 3.1416 + 7

Donde:

At = ancho neto de tambora, pulgadas

S = ancho de la ranura o canal que arroja el cable (aproximadamente 1.05 del dimetro
del cable), pulgadas

P = profundidad, pies

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D = dimetro de la tambora, pies

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL SISTEMA DE IZAJES

Ventajas:

En un yacimiento minero donde el acceso a la mina no es posible por socavones de

cortada o tneles.

Cuando se quiere profundizar una mina en plena operacin.

Cuando se quiere extraer mineral o desmonte.

Cuando se quiere introducir materiales, maquinarias y el mismo personal; y no se tiene

socavones principales, se recurre a la utilizacin de infraestructura como piques.

La eleccin de este sistema, facilita que en gran, mediana y pequea minera y minera
artesanal decidan por las soluciones de los problemas de transporte vertical.

Lo importante es que, se evita el sobreesfuerzo humano.

Permiten mejorar la productividad y la velocidad de extraccin vertical o inclinada.

Desventajas:

Los costos son muy elevados.

El rea debe ser favorable y suficientemente grande para las instalaciones de superficie.

La naturaleza del suelo debe ser adecuada para las cimentaciones, realizando para ello
estudios de geotecnia conducentes a la clasificacin del macizo en el rea destinada para
el diseo del pique por lo que demora el proceso.

La mina, debe tener buenas vas de acceso y espacio libre para favorecer el trabajo.

Riesgo de cadas por roturas de cables.

Produccin limitada.

SISTEMAS Y NORMAS DE SEGURIDAD DE LOS WINCHES DE IZAJE:

Para asegurar el uso correcto del sistema de izaje, se requiere la capacitacin del
personal.

Cualquier trabajo con movimientos de carga en altura, debe sealizarse en los

niveles inferiores con avisos o barreras advirtiendo la probabilidad de cadas de
objetos.
Durante las operaciones de izaje con winches, slo debe usarse seales
estndares; ya sea de sonido, de iluminacin o micrfono-intercomunicador.

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Al comenzar el levante, la persona responsable de las seales o Timbrero, debe

estar adecuadamente identificada y coordinar con el Winchero cualquier tipo de
movimiento.
La nica excepcin a la regla, es una seal de emergencia para detener la
marcha; esta seal, puede ser ejecutada por otra persona que no sea el sealero o
Timbrero.
El equipo de izaje debe ser usado para el propsito diseado.
No debe exceder la capacidad de carga.
Debe brindarse acceso seguro, libre, ordenado y limpio a las estaciones de izaje.
Los equipos de izaje motorizados deben estar provistos de interruptores-lmites de
seguridad, tanto para la accin de traslado como de levante mximo; as como
limitadores de velocidad, ruptura de cable (leonas), etc.
En todo equipo de izaje accionado elctricamente, se debe asegurar que los
conductores no sean atrapados por efectos de la accin de izaje. El sistema debe
poseer todas las protecciones del caso, incluyendo la conexin a tierra.
El nmero de hilos rotos en el tramo de (2) dos metros del cable, no debe exceder
del diez por ciento (10%) de la cantidad total de hilos; de darse el caso, dicho cable,
deber ser retirado y reemplazado inmediatamente por otro nuevo.

El cable deber ser remplazado tambin, cuando ha sufrido dobleces o presenta

COCADAS.
En el caso de tambores de enrollado de cables, se debe asegurar que, permanezcan
en el tambor por lo menos tres vueltas del referido cable.
El pique (infraestructura principal del Winche), debe estar ubicado segn diseo y
Planos; y debe tener acceso con los niveles principales para el transporte de
personal, herramientas, materiales, explosivos, mineral y desmonte.
El Winche jalar uno o dos jaulas de transporte de personal, pero cuando se trate
de acarreo del mineral, nunca se debe transportar personal. Las horas de izaje de
mineral o desmonte, deben ser independientes de las horas de izaje de personal.

No est permitido llevar material y personal juntos en una misma jaula.

Tampoco est permitido llevar personal en los baldes de mineral ni en los Skips
La operacin del Winche requiere de alta responsabilidad y mucha personalidad en
la coordinacin y el cumplimiento de las rdenes. La comunicacin entre el Timbrero
y el Winchero debe ser clara y precisa, en cumplimiento del ESTANDAR,
PROCEDIMIENTO Y PRCTICAS del Sistema de Izaje
Diariamente o cuando el sistema a dejado de funcionar por una hora o ms, se debe
hacer un chequeo general denominado Prueba en Vaco; y verificar el
funcionamiento del tablero de control, las luces que indiquen algn desperfecto en
el sistema de izaje; y fundamentalmente asegurarse de que el Pique y las Guas,
estn libres de obstrucciones, presencia de cuerpos extraos y otros motivos que
induzcan a un posible accidente.
Semanalmente debe realizarse la limpieza, engrase, chequeo del estado del cable
de un compartimiento del Pique y el respectivo mantenimiento a los componentes
de todo el sistema de izaje.

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Se debe respetar el manual de funciones, el cdigo de seales y el cdigo de colores

establecido.

CONCLUSIONES

diseo del sistema de izaje, se concluye que ste ser no balanceado y que se
requerir un winche con potencia de 45 kW (60 hp) para realizar el izaje de dos
carros mineros U35, de 5.20 t de masa total, que ascendern por un pique de
seccin 1.5m x 1.8m, con un ngulo de inclinacin de 30, de longitud 135m total, a
una velocidad de cuerda de 1.14 m/s. Asimismo, el winche debe tener un tambor
cilndrico, con un dimetro de 0.86m como mnimo de acuerdo a la relacin que
estipula el reglamento de Seguridad y Salud Ocupacional en Minera. (mina san
Braulio)

RASTRILLAJE

Es una operacin que consiste en situar al mineral de los tajeos adyacentes al shut,
tender el relleno en dicho tajeo, llenar carros mineros en una galera, mediante la accin
de un rastrillo y winche.

El rastrillaje es de suma importancia en el palaneo mecnico dentro del ciclo de minado y

su uso es muy difundido en algunas minas subterrneas, con los sistemas convencionales
de minado como con los sistemas de trackless. Usndose en forma combinada y de
acuerdo a ciertas consideraciones que se presentan en el trabajo de extraccin.

EQUIPO DE RASTRILLAJE

Para el montaje de equipo de rastrillaje es necesario contar con los siguientes

componentes:

1. Rastrillo

2. Winche

3. Cable

4. Polea

5. Plataforma

1. RASTRILLO.- Llamado tambin SCRAPER son de formas y tamaos diferentes, de

acuerdo al trabajo al que est destinado; sin embargo dos componentes bsicos
permanecen constantes el asa y la placa posterior de excavacin. La hoja de excavacin
tiene dos partes una rgida unida al asa y la otra consistente de una cuchilla o ua
cambiable y fijada a la primera mediante pernos.

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El asa es el que une los extremos de la placa posterior y termina a manera de una V y
su funcin es equilibrar y en la mayora de los rastrillos es fija, en otras tienen cierto juego
en el contacto con la placa posterior.

Clases de Rastrillo:

a) Tipo azadn o abierto.- Generalmente carece de placas laterales y la placa posterior

tiene un ngulo de abertura grande. Se usa para el acarreo de material grueso.

b) Tipo Caja o Cerrado.- Tiene placas laterales fijas y el conjunto tiene una apariencia de
una caja. Se usa en el acarreo de material fino a mediano y detiene la carga en forma
satisfactoria en distancias grandes y cuando el piso por donde transita es lisa.

c) Tipo replegable.-es usado en el caso de taludes altos de mineral arrancado a fin de

evitar el arrastre de roca durante la carrera en vaco.

Este tipo de rastrillo es similar al tipo azadn con placas posteriores pivoteado sobre
brazos, este rastrillaje asume un ngulo correcto de curvatura en los viajes de ida y se
pliega o dobla al regreso protegiendo su carga.

d) Tipo media luna.-es usado para el acarreo de mineral fino y distancias

considerablemente largas, en este tipo la plancha posterior esta continuamente curvada
en conjunto con la planchas laterales.

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