Este documento describe el método de minado con cuadros de madera, conocido como "square set stoping". Explica que un cuadro consiste en dos maderas verticales y dos horizontales formando ángulos rectos. Detalla los elementos de un cuadro, el proceso de excavación por niveles, y factores como la ventilación y transporte de mineral. Finalmente, analiza ventajas e inconvenientes de este método tradicional de minería de pequeña escala.

1. Universidad Nacional de Trujillo
Facultad de Ingeniería
Escuela de Ingeniería de Minas
Tema: MINADO CON CUADROS DE
MADERA-SQUARE SET STOPING
Curso: Explotación de Minas I
Profesor: MSC: Ing. Beder Martell Espinoza
Integrantes: Cabanillas Verastegui, Jari
Champi Pérez, Jhony
Ciclo: VI
Trujillo-Perú
2002

2. MINADO CON CUADROS DE MADERA-SQUARE SET
STOPING
INTRODUCIÓN:
 Un square set consiste en dos maderas verticales y dos horizontales
generalmente ubicados en ángulo recto.
 Las maderas horizontales por lo general son llamadas sombreros, las maderas
verticales son denominados postes y las maderas horizontales colocadas
perpendicular al frente son denominados avances, o en los extremos de las
maderas se hacen muescas a fin agarrar a las maderas adyacentes.
 La aplicación del método en el tajeo consiste en disparar, extraer y entibar
pequeñas bloques de mineral, antes de proseguir a la siguiente sección.
 En general la aplicación del square set esta declinando debido a los altos costos
de labor y materiales, también porque se han desarrollado métodos mas efectivos
para ser utilizados en terrenos poco competentes.
 El método se basa sobre sistema de cuadros, el espacio entre los cuadros es
rellenado; se dejan ciertas secciones que sirven como galería de acceso y “ore
pass”.

3. ELEMENTOS DE UN CUADRO

4. CUADROS RECTOS PARA GALERÍA

5. CUADRO CÓNICOS PARA GALERÍA

6. CONDICIONES DE APLICACIÓN:

7.  En yacimientos metálicos muy valiosos en los que tiene mayor importancia una
explotación sin perdidas que los costos de obtención.
 Cuando el mineral y la roca de caja son poco firmes y es necesaria la
fortificación sistemática del espacio abierto por la explotación.
 En comarcas con abundancia bosques y la mano de obra barata.
 En cuerpos mineralizados de alta ley en donde las perdidas por dilución de los
métodos de socavación sean inaceptables.
 En yacimientos con una potencia mínima de 3 a3.5m.
 En terrenos incompetentes el cual es demasiado estrecho, demasiado plano o
demasiado irregular para ser minado por “blok caving”.
VENTAJAS DEL MÉTODO
 Gran recuperación las perdidas generalmente a 3 a 5%, la dilución del mineral es
también pequeña.
 Puede separarse durante la explotación distintas clases de mineral.
 La ganga puede dejarse en las explotaciones como relleno o sostenimiento.
 Desde las zonas de explotaciones puede trazarse con facilidad galerías de
explotación y efectuar sondeo.
 Condiciones de ventilación favorables.
 Seguridad relativamente elevada debido a que las explotaciones se enmaderan
inmediatamente.
DESVENTAJAS DEL MÉTODO
 Costo de extracción elevada.
 Baja productividad.
 Gran consumo de madera de 0.03-0.04m3/tn mineral.
 Dificultad en el transporte, motivados por el gran consumo de materiales de
fortificación y relleno.
 Peligro de incendio
 Velocidad de arranque limitada cuando se explotan yacimientos potentes.
ENMADERADO
 La madera fue el material más importante para los ademes en las operaciones de
minería hasta el final de la segunda guerra mundial la razón para considerar a la
madera como material de ademe es que se usa en minas a pequeña escala.
 La madera es un material de peso ligero, fácilmente transformable es 11 veces
mas ligera y 2 veces mas frágil que el acero y esto hace que sea un material
económico cuando se usa un con ademes cuya vida útil es corta.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA MADERA:

8. VENTAJAS:
 Es ligera, se transporta, se corta,
se maneja fácilmente como
ademe en la mina.
 Se rompe a lo largo de
estructuras fibrosas dando
señales visibles y audibles antes
de que falle completamente.
DESVENTAJAS:
 Las resistencias mecánicas
(flexión, tensión, flambeo,
compresión) dependen de las
estructuras fibrosas y de los
defectos naturales de la madera.
 La humedad afecta a su
resistencia.
 Muchos hongos afectan a la
madera afectando su resistencia
CARACTERISTICAS INGENIERILES DE LA MADERA USADA EN LAS
MINAS
 La madera se compone aproximadamente de:
 45 al 50% de celulosa.
 20 a 25% de lignina
 5% de pectina
 20% de otros materiales.
 Resistencia de la madera:
 Resistencia a la tensión: La resistencia máxima de la madera es
la tensión, especialmente paralela a la estructura fibrosa, en
algunas especies y condiciones de aire alcanzando
un máximo de 3000Kg/m2.

9.  Resistencia a la compresión: Para las maderas secas al aire la
máxima resistencia al a compresión paralela a la fibra alcanza un
promedio de solo cerca del 50% de la resistencia a la tensión.
 Resistencia al flambeo: Esta resistencia se mide paralelamente a
las fibras en el eje de la madera, la resistencia al flambeo o
pandeo viene dada por la siguiente relación.
, Para:
, Para:
Donde:
 = Relación de esbeltez = 4L/d
 E = Modulo de la elasticidad de la madera
 = Resistencia al flambeo de la madera
 = Resistencia a la compresión de la madera
 a, b = Constantes de calidad de la madera, para madera
normal de mina a = 0 y b = 2
 L = Longitud del madero
 d = Diámetro de la madera
)1( 2
2
2
λλσσ
λ
π
σ
ba
E
C +−=
×
= 100>λ
100<λ
σ
λ
Cσ

10. FACTORES QUE AFECTAN A LA MADERA:
 AGUA: Es el componente mas importante de la madera. En condiciones
normales (20º C y 80% de humedad relativa) el contenido de agua es cerca del
20%. Se considera seca a una madera que tenga menos de esa cantidad y
humedad mayor a 30%.

11. DEFECTOS DE LA MADERA:
 Estos defectos son causados por las condiciones de crecimiento. Los nudos son
bases de los árboles afectan a la resistencia a la flexión.
ELEMENTOS PRINCIPALES DE UN CUADRO:
 Los sombreros son los elementos primordiales que soportan la mayor presión
lateral, se colocan formando ángulo recto.
 Los avances actúan generalmente como estabilizadores.
 Los postes tienen entre 6 a 8 pies de longitud, tiene como finalidad asegurar un
espacio adecuado para los mineros.
 Los sombreros y avances varían en cuanto a su longitud de 4 hasta 10 pies.
 La ubicación de estos soportes requieren de un cuidadoso dimensionamiento y
excavación para su instalación debido a que el éxito del uso de la madera en
terreno pesado depende del cuidado y seguridad que se tenga en la ubicación de
dichos cuadros y abrazaderas para alcanzar y controlar el rendimiento de la
producción y resistencia de la excavación.

TRABAJOS PREPARATORIOS
 Los trabajos preparativos generalmente consisten en la excavación de la galería
de transporte de preferencia en la caja piso y chimeneas en la caja techo luego se
enmaderan, la distancia entre chimeneas es de 30 a 40 m., la altura del nivel es
de 30 a 40 m. y la distancia entre buzones de mineral es de 6 a 5 m.

12. MÉTODO DE EXPLOTACIÓN
 En todas las aplicaciones con enmaderado el arranque de mineral se realiza
excavando bloques que tienen aproximadamente las mismas dimensiones que
van desde 1.5x1.5x2.1 a 1.8x1.8x2.4 siendo la mayor dimensión la vertical.
 Tan pronto como se ha excavado uno o más bloques se monta la estructura de
madera en el vacío de la explotación.

15.  Los elementos del enmaderado se acuñan contra el mineral o las cajas con
tacos o cuñas.

16.  Cuando las cajas y los frentes de mineral son resistentes pueden arrancarse un
cierto numero de bloques antes de montar el enmaderado; pero si el terreno
empuja mucho solo se arranca un bloque y se fortifica inmediatamente.
 La roca fracturada se deja caer o es arrastrada por medio de winches por la caja
piso hasta los echaderos, algunas veces se usan pequeños equipos cargadores.
 La potencia de estos winches varían de 5 a 20HP siendo una potencia de 15HP
la máxima que el enmaderado resistirá sin ser removido por los SCRAPER.
 La explotación comienza a partir de una chimenea que se fortifica por el mismo
sistema luego se arranca una franja horizontal de altura igual a la de un cuadro
que se avanza a nivel hasta el opuesto y se enmadera, la primera franja
horizontal se llama franja de solera o de nivel de planta.
 Luego se comienza otra franja inmediatamente que se denomina primer piso.
 Los pisos siguientes se avanzan tan pronto como el piso inferior ha progresado,
luego sobre los sombreros del enmaderado se montan pisos de tablones fuertes
que sirven de plataforma de trabajo.
 El mineral arrancado cae sobre la plataforma y desde ella es arrastrada por
medio de winches a los coladeros.
 Cuando los coladeros están cerca el mineral se palea directamente a ellos.
 Cuando los coladeros están espaciados 15m. Se emplean carretillas o rastrillos.
 Para el arranque del mineral se perfora ascendentemente desde la parte inferior
del bloque o descendentemente de los costados.
 La ventilación se efectúa a través de las chimeneas que comunican a los pisos y
que también sirven para bajar la madera y las tuberías de aire comprimido y de
agua.
 La mayoría de tajeos por “SQUARE SET” requieren de un posterior relleno ya
que los cuadros no soportan demasiado peso
 El tipo de relleno usado en los tajeos es relleno hidráulico por ser más barato que
el relleno de desmonte.
FACTORES QUE AFECTAN EL USO DE SISTEMAS DE CUADROS
 Cuando se utiliza el sistema de cuadros en mina se considera el cambio de los
siguientes métodos:
 “Cut and fill”
 “Top slicing”
 “Sublevel caving”
 Para usar el sistema de cuadro influye los siguientes factores:
 Cantidad o grado de mineral.
 Características físicas del mineral, rocas y cajas.
 Tamaño y forma, buzamiento del cuerpo mineralizado.
 Efecto del movimiento de tierras.
 Mano de obra calificada para la construcción de cuadros.
 Fuentes y costos del relleno (material inservible).

17. ENMADERADOS DE CUADROS:

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