Clase 11-12-13 -met

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Prof. Ing. Javier Hernández V.

MAQUINARIAY

TRANSPORTE MINEROCLASE 11 - 12- 13

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Ing. Javier Hernández V.

4. EQUIPOS PARA MINADO SUPERFICIAL.

A diferencia de la minería subterránea, el minado superficialutiliza equipos de grandes dimensiones , capacidades y de altocosto; por lo que es preciso alcanzar las metas fijadas a fin deamortizar las inversiones efectuadas.

Hay que generar los parámetros operativos de cada equipopara lograr con éxito el cumplimiento de los programas. Es decir,

se requiere conseguir la máxima eficiencia en términos detiempo, que redunda en los costos y la calidad de la operación.

El minado superficial se desarrolla a través de un ciclo deoperaciones como la perforación y voladura, carguío y

transporte con el uso se grandes máquinas, cada vez mássofisticadas.

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5. ANALISIS DE LOS PARAMETROS OPERATIVOS.

Dentro de los parámetros operativos, se consideran a lossgtes.:

1. Horas Totales (HT).

Son el total de las 24r horas del día, los 365 días del año quedeben considerarse para cada equipo.

2. Horas Disponibles del Equipo (HD).

3. Horas del Equipo Malogrado (HM).

4. Horas del Equipo Operativo (Horas Ready) (HR).

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5. Demoras Operativas o Delays (D).

6. Stand –

by o Equipo Listo en Espera (SB).

7. Disponibilidad Mecánica (DM).

Es el porcentaje de tiempo total que el equipo está disponiblepara operaciones. Es una medida de la eficiencia demantenimiento, por lo que es controlada por ellos.

8. Uso de la Disponibilidad (UD).

Es el porcentaje de tiempo que el equipo está encendido, enproducción o en demoras, respecto al tiempo que estádisponible mecánicamente. Este parámetro involucra

directamente a los stand by.

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Uso de la Disponibilidad = Hrs Operativas + Demoras

Hrs. Totales + Hrs. Malogradas

Uso de la Disponibilidad = Hrs. Operativas + Demoras

Hrs. Oper. + Demoras + Hrs. St. By

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9. Uso del Equipo (Use).

Es el porcentaje de tiempo en que el equipo está produciendo,Respecto del total de tiempo en que está con el motorencendido. Este parámetro involucra directamente a lasdemoras operativas.

Use = Hrs. Operativas

Hrs. Oper. + Demoras

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10. Usaje (Usage).

Es el porcentaje de tiempo en que el equipo estáproduciendo, respecto del total de tiempo disponiblemecánicamente.

Es una medida de la eficiencia del aprovechamiento de losrecursos por parte de operaciones.

Usage = Hrs. Operativas

Hrs. Disponibles

Usage = Hrs. OperativasHrs. Oper. + Hrs. Demoras + Hrs. St. By

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11. Distancia Equivalente Horizontal (EFH).

Es la distancia horizontal que el camión podría recorrer en el

mismo tiempo que le demanda recorrer sobre una pendiente(positiva o negativa).

EFH = X ruta x V horizontal

V ruta

t EFH = t ruta V ruta

X ruta

X horizontal

V horizontal

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12. Tonelaje Nominal.Es el valor que resulta de la multiplicación de la capacidad de

carga útil del equipo por un factor de ajuste. Este factor de ajustevaría mensualmente y se obtiene de la relación entre el tonelajehúmedo (ton. Húmedas) menos el porcentaje de humedad, entreel tonelaje reportado de toneladas secas.

Tonelaje Nominal = Capac. De carga útil del equipo x Fact. ajuste.La carga útil varía según el pesaje de cada equipo y en promedio

es la sgte:

785CEstandar 785CLiviana 793B 793 C – DEstándar 793 C-DLiviana

Carga útil

Promedio

(TM)

138 154 228 234 238

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6. EQUIPOS DE PERFORACIÓN SUPERFICIAL.

En la minería superficial, el equipo de perforación está

constituido por máquinas perforadoras mecanizadasRotopercutivas y Rotativas con Triconos.

PERFORACIÓN ROTOPERCUTIVA.

El principio de perforación de estos equipos se basa en elimpacto de una pieza de acero (pistón) que golpea a un útil quea su vez transmite la energía al fondo del taladro por medio deun elemento final (broca).

Los equipos rotopercutivos se clasifican en dos grupos , segúndonde se encuentre colocado el martillo:

-Martillo en cabeza

- Martillo en el fondo

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Equipos Con Martillo en Cabeza.

En estas perforadoras , las acciones básicas de percusión yrotación se producen fuera del taladro, transmitiéndose a travésde una espiga y del varillaje hasta la broca de perforación. Losmartillos pueden ser de accionamiento neumático o hidráulico.

Equipos con Martillo en el Fondo (Dow-the-hole).

La percusión se realiza directamente sobre la broca deperforación, mientras que la rotación se efectúa en el exterior

del taladro. El accionamiento del pistón se lleva a caboneumáticamente, mientras que la rotación puede ser neumáticao hidráulica.

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Según su aplicación, los diámetros de perforación máscomunes de estos equipos son los sgtes.:

TIPO DE

PERFORADORA

DIÁMETRO DE PERFORACIÓN

CIELO ABIERTO

Martillo en Cabeza

Martillo en el Fondo

50 - 120 mm

75 - 200 mm.

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PERFORACIÓN ROTATIVA.

Estas máquinas generalmente son de grandes dimensiones,montadas sobre orugas o sobre camiones con traslación propia,con motor rotatorio independiente y perforación por presión(Pull down o presión de barra) con brocas rotatorias tricónicasde 6’’ a 15’’ de diámetro, siendo las más comunes de 6’’, 9 7/8’’,

11 ¼’’ y 12 5/8’’.

Estos equipos de perforación están conformados por un mástilo torre apoyada sobre la parte posterior de un camión omontados sobre orugas.

La mayoría se estas perforadoras realizan la rotación, por

medio de una tubería suspendida desde el mástil o torreconectadas a su respectivo compresor por medio de manguerasy conexiones; las que en su parte inferior llevan montada unbarreno con broca tipo tricónica de conos giratorios.

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La potencia de estas máquinas es suministrada por el motordel mismo vehículo o por un motor adicional, diesel o eléctrico.

Se caracterizan por que la posición vertical del mástil esutilizada únicamente para el trabajo de perforación y, lahorizontal para el transporte.

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COMPONENTES PRINCIPALES DE UNA PERFORADORA ROTATIVA

1.Fuente de energía2.Sistema de empuje y elevación3. Sistema de rotación4. Mástil y cambiador de barras5. Cabina de mando6. Sistema de evacuación de detritus7. Sarta de perforación: acoplamiento de rotación –

barras – estabilizador – triconos.

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Columna o Sarta de Perforación Rotativa.

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EQUIPOS DE CARGUIO.

Dentro de los equipos de carguío, en la minería superficialexisten diversidad de equipos, dentro de los cuales podemosmencionar a los sgtes. :

Equipos de carguío sobre ruedas : Cargadores Frontales

Equipos de carguío sobre orugas : Palas Frontales (Eléctricas,hidráulicas).

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CARGADORES FRONTALES SOBRE RUEDAS.

Es un equipo tractor montado sobre ruedas que tiene un

cucharón de gran tamaño en su extremo frontal.Es un equipo de carga y acarreo en distancias cortas, de gran

movilidad, maniobrabilidad y versatilidad. De mucha utilidad enla construcción y en la minería a cielo abierto, diseñado para el

movimiento de materiales, especialmente para el carguío decamiones.

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El equipo cuenta con una articulación central, la cual le

permite que tenga mayor estabilidad, menores radios de giro,mayor libertad de movimiento y desgaste equitativo de losneumáticos. La fuente de potencia se encuentra en la parteposterior de la máquina, y en la parte delantera solo se sitúa launidad de carguío (cucharón). La cabina del operador seencuentra sobre la articulación central pudiendo estar ligadarígidamente a la parte posterior o a la parte delantera delcargador dependiendo del fabricante o del modelo del equipo.

El cargador es un equipo selectivo, de buena penetrabilidad

en los frentes de carga y, puede tener cucharones lisos o condientes, dependiendo de los materiales a cargar y concapacidades de 1.3 a 20 mts3 (CAT).

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Partes Principales de un Cargador Frontal.

1. El Chasis o bastidor2. El Motor

3. La Transmisión

4. El Sistema Hidráulico

5. La Articulación Central6. El Cucharón

7. Aguilón o brazos de levante

8. La Cabina (R.O.P.S)

9. Los Neumáticos.

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EL CUCHARÓN.

Es la herramienta principal del Cargador Frontal y suconstrucción es resistente a los esfuerzos del carguío. El puntodonde termina el cuerpo del cucharón curvado y comienza labase plana se le llama ‘’Talón del Cucharón’’ .

En la parte superior del cucharón existe una rejilla antirebose,para evitar que el material grueso caiga por detrás del cucharón.

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ELEMENTOS DE DESGASTE.

Llamados también GETS (G = Ground, E = Engaging, T = Tool:Herramienta de contacto con la Tierra), son las partes queprotegen la estructura ‘’Madre’’ del cucharón.

No hay que olvidar que dependerá del uso adecuado o

aplicación que le demos a los GETS para obtener el máximobeneficio en nuestra tarea de carguío, lo que significa mayorduración del cucharón y una mayor productividad a menor costo

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TIPOS DE CUCHARON.

Los cucharones se clasifican en tres tipos, según los materiales

que se vayan a cargar:

Cucharón de Uso General o M.P.B. (Multi Purpose Bucket).

Son los cucharones usados para trabajar con todo tipo de

material, tierra o materiales de mediana densidad.

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Cucharón de Uso Pesado o Severo (H.D.B : Heavy Duty Bucket).

En este cucharón las cuchillas, uñas y puntas son reforzadas yresistentes. Se utilizan en materiales altamente densos yabrasivos.

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Cucharón Para Roca (R.B. Rock Bucket).

Son cucharones extra reforzados resistentes a los impactos del

material. Son adecuados para trabajar con material fragmentadopor voladura con mediana y alta densidad.

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Rendimiento Horario del Cargador frontal.

El rendimiento se calcula especificando los siguientes datos:

Cc: Capacidad de Cuchara (m3).₰: Densidad in situ de la roca (ton/m3)

Ԑ: Esponjamiento.

Fll: Factor de llenado del balde.

T1: Tiempo de carga (minutos).

T2: Tiempo de descarga (minutos).

T3: Tiempo de maniobras (minutos).

Nº de Ciclos por hora = NC = 60 / ( T1 + T2 + T3 ) [ciclos / hora]

Rendimiento horario = NC × Cc × Fll × ₰ / ( 1 + Ԑ ) [toneladas /hora]

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PALAS FRONTALES (Front Shovel).

Son máquinas auto propulsadas sobre ruedas o cadenas conuna superestructura capaz de efectuar una rotación de 360º,que excava, carga, eleva, gira y descarga materiales por la acciónde una cuchara fijada a un conjunto de pluma y balancín, sin queel chasis o la estructura portante se desplace.

Según su accionamiento, estas se clasifican en:

- Palas Frontales de Cable o Eléctricas

- Palas Frontales Hidráulicas.

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PALAS FRONTALES HIDRÁULICAS.

Son máquinas que se utilizan tanto en explotaciones mineras

como en obras civiles; con propulsión diesel. Se distinguen porsu velocidad y máximo desempeño en el campo, para el carguíode grandes volúmenes de tierra

Están disponibles en dos tipos: Las Palas Frontales y las Retro.

La diferencia entre estas se refiere al sentido de movimientode los baldes o cucharones (bucket) y a la geometría de losequipos, distinguiéndose por la acción de carga. La pala frontalenfrenta al terreno a partir del piso de la labor, mientras que la

retro arrastra el material hacia el equipo, para realizar el carguíoa partir del banco de carga.

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CARACTERISTICAS DE LAS PALAS HIDRÁULICAS.

1. Diseño compacto y peso relativamente reducido en relación

con la capacidad de los cucharones.2. Excelente posicionamiento de las máquinas gracias al

accionamiento independiente de las orugas.

3. Gran movilidad y flexibilidad en la operación, especialmente

en la versión diesel, con velocidades de desplazamiento de2.4 km/hora.

4. Capacidad de remontar pendientes de hasta 80%, yposibilidad de realizar la operación continuada en pendientesde 60%.

5. Velocidad de rotación elevadas,de 2.5 a 5 r.p.m., por lo que sepueden lograr ciclos de carga pequeños.

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6. Fuerzas de penetración y excavación elevadas, permitiendo lacarga directa de materiales compactos.

7. Versatilidad para orientar el cucharón en el frente de laexcavación, por lo que son muy adecuadas para la explotaciónselectiva.

8. Poseen una vida útil media de 25,000 a 35,000 hrs, por lo que

su uso resulta muy atractivo en mediana y pequeña minería.9.

10.

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