Criterios para construir piques mineros

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

Según la empresa peruana Compumet, la decisión de construir un pique depende de la necesidad de extracción de mineral y de la reducción de costos.

Se debe tener en cuenta estos criterios diseño de la construcción de piques:

Análisis de costos en relación a otros piques.
El área 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 clasificación del macizo en el área destinada para el diseño del pique.
La mina, debe tener buenas vías de acceso y espacio libre para favorecer el trabajo.

La estructura de un pique puede ser de madera o de acero. En otros casos, si se contara con un nivel inferior, la construcción del pique se puede practicar con un equipo raise borer, para el cual se perfora primero el hueco piloto y luego del nivel inferior se empieza a rimar (ensanchar) con una broca de mayor diámetro y finalmente se completa a la sección diseñada. En todos los casos, el terreno debe ser competente y donde no exista agua de filtración.

Recomendaciones y criterios para construir piques mineros

1. Formas de la sección transversal

Por lo general, los piques de mina son de forma rectangular y circular, menos frecuentes y muy raramente los de sección elíptica o curvilínea.

Para elegir la forma de la sección transversal es necesario tener en cuenta lo siguiente:

La calidad del macizo rocoso.
El tiempo de servicio y el destino final del pozo.
El material de fortificación a utilizar.

Sección rectangular

Es la forma más empleada; sin embargo, ofrece las siguientes desventajas:

Dificultad en la formación de ángulos rectos, particularmente en rocas duras.
Posibilidad de una deformación significativa de la fortificación en caso de rocas débiles e inestables.
Mala distribución de esfuerzos alrededor de la excavación.

Sección circular

La sección circular garantiza una mayor estabilidad, debido a que la fortificación va a resistir mejor la presión causada por la roca circundante, ya que esta se distribuye más uniformemente.

Los piques de sección circular poseen un menor coeficiente de resistencia aerodinámica.

2. Determinación de dimensiones de la sección transversal

Las dimensiones de la sección de los piques se pueden determinar a partir de la ubicación de los compartimientos, teniendo en cuenta los espacios a dejar entre dichos compartimientos y la fortificación.
Dependen de la capacidad de la carga y de la profundización de los trabajos de extracción.
La productividad de la mina es factor importante.

3. Obligaciones normativas

El artículo 296 del Reglamento de Seguridad y Salud Ocupacional en Minería especifica algunos criterios que todo titular minero debe cumplir en la construcción de piques de transporte de carga o de personal.

Ser diseñado sobre la base de estudios geológicos, geomecánicos e hidrogeológicos.
Ser construido de acuerdo al diseño y sostenido con materiales no degradables que soporten el esfuerzo producido.
Tener guías de recorrido de las jaulas o baldes.
Tener suficiente espacio en profundidad que exceda la distancia de parada de la jaula o balde a su máxima velocidad.
Tener compartimientos debidamente separados por una barrera sólida y resistente.
El collar y las estaciones deben tener puertas que cierren su acceso.
Para efectos de reparación o cambio de baldes o jaulas, el pique debe estar provisto de dispositivos llamados «sillas» para sostener dichos elementos.
En laboreo de piques, se colocará obligatoriamente guarda cabezas o sombreros de seguridad. En las reparaciones de tolvas, piques o chimeneas se empleará tapones debidamente construidos.

Con respecto al castillo instalado en superficie o en subsuelo, el artículo 297 del reglamento establece que debe:

Ser diseñado de acuerdo a los criterios y normas técnicas actuales, cuyos planos serán elaborados por profesionales especializados en la materia.
Ser construido de acuerdo al diseño con una estructura que soporte el esfuerzo de la carga a transportarse.
Tener la suficiente elevación, la misma que debe ser dos veces la distancia de parada de la jaula o balde a su máxima velocidad.

4. ¿Cuándo no usar un cable de izaje?

Cuando la resistencia existente haya disminuido a menos del 90% de la original.
Cuando la sección de un segmento de cable de prueba haya disminuido a menos del 60% de la sección original cuando sea sometido a un máximo de tracción.
Cuando el número de hilos rotos en el tramo de dos metros donde haya más roturas exceda del 10% de la cantidad total de hilos.
Cuando exista corrosión acentuada.
Cuando la tasa de alargamiento de un cable de izaje que trabaja por fricción comience a mostrar rápido incremento.
Cuando exista aplastamiento o flexión brusca en cualquier punto de su longitud.