RIELES.doc

7/21/2019 RIELES.doc

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TAYPE BIZARRO JOSE LUISTPICOS DE INGENIERA DE MINAS

TRANSPORTE SOBRE

RIELES


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CARGUIO, TRANSPORTE Y EXTRACCION DE MINERALES

El acarreo de minerales en labores subterrneas se lleva a cabo utilizando diferentes

modos de transporte y dentro de los diferentes tipos de transporte podemos

enumerar los siguientes:

1.- Transporte sobre carriles.

2.- Transporte sobre fajas transportadoras.

.- Transporte por ve!"culos autopropulsados sin carriles.

#.- Transporte por cuc!aras de arrastre.

$.- Transporte !idrulico.

1.- TRANSPORTE SOBRE CARRILES

Es uno de los ms difundidos% debido a su gran rendimiento y seguridad &ue ofrece' as" como tambi(n

a la gran posibilidad de aplicaci)n a diversas condiciones de trabajo. *a operaci)n unitaria de acarreo

sobre rieles% implica necesariamente el transporte y e+tracci)n de minerales y desmonte desde las

tolvas de acumulamiento% !acia los ,E / y /TE / en interior mina' o en su defecto el

traslado a los botaderos ubicados en bocamina. ara dic!o fin% se utiliza un sistema de v"as% diseados

e instalados en las labores subterrneas 3galer"as% cruceros y by pass4' de acuerdo a las necesidades

singulares de la operaci)n mina% producci)n% disponibilidad de m&uinas rodantes y seguridad en la

operaci)n de transporte etc.

*os elementos &ue conforman el sistema de acarreo% e+tracci)n y transporte rodante en una mina son:

a4 5"a 6(rrea' &ue comprende los rieles% elementos de fijaci)n 3eclisas% clavos4% los durmientes%

balasto etc.

b4 *os elementos de v"a' &ue comprenden los cambios% guarda l"neas% tornamesa% etc.

c4 *as m&uinas y ve!"culos de transporte' &ue comprenden las locomotoras% carros mineros%

plataformas etc

d4 7ispositivos de sealizaci)n' &ue comprende los avisos luminosos% sonoros etc.

e4 El recurso !umano% &ue brinda la capacidad operativa y la energ"a de tracci)n.

f4 El material a transportar 3 mineral% desmonte% etc4.

a) VIA FERREA

*a v"a f(rrea a su vez% consta de los siguientes elementos:

8. 9arriles 3rieles4.

88. Elementos de 6ijaci)n.

- 1 -


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888. alasto.

85. 7urmientes.

8.- CARRILES

*os carriles son estructuras de acero% con un perfil determinado% &ue gu"an el

desplazamiento de la locomotora y el convoy de carros mineros' se denominan por su peso en

;ilogramos por metro de riel 3 istema


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TIPOS DE CARRILES

a4 at"n.

b4 7oble 9abeza.c4 En forma de garganta.

DIMENSIONES DE LOS CARRILES

/nc!o de cabeza 3mm4 = A # - ## - $.

/ltura de la cabeza 3mm4 1B A 20 -21.$ - 2.

Espesor del alma 3mm4 C -10 - 10 - 10.

/nc!o de pat"n 3mm4 B0 A =2 - =2 - C0.

/ltura del riel 3mm4 =0 A C - 10? - 11$.

*a misi)n de los carriles es guiar a las ruedas de la locomotora y 9onvoy de carros

mineros durante su desplazamiento% as" como tambi(n transmitir las fuerzas a+iales y

verticales a los durmientes% balasto y piso.

CARACTERISTICAS DE LOS CARRILES.

- 7e la dureza de la cabeza del riel' depende el desgaste del riel% las ruedas del

carro minero y la locomotora.

- 7e la altura y espesor del alma% depende la resistencia del carril.

D 3esfuerzo cortante medio4 35 fuerza cortante > rea del alma del carril4

- -


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- 7el anc!o y grosor del pat"n% la seguridad de asiento y la resistencia al vuelco.

- ara la elecci)n de los carriles se debe considerar los siguientes parmetros:

eso del tren de carga y locomotora.

Tipo de terreno% sobre el &ue se va a tender la l"nea.

*a intensidad del trfico.

El espaciamiento entre durmientes.

,tros.

ELECCION PRCTICA DE LOS RIELES EN FUNCION DEL PESO DE LA

LOCOMOTORA.

eso de la locomotora 3 Toneladas4 2 F 2.$ F # F ? F 10 F 1$ F 20.

eso m"nimo del riel 3 *ibras > @arda4 12 20 2$ 0 0 #0 $0

eso del riel recomendado 3*ibras > @arda4 1? 2$ 0 $ #0 $0 ?0

ara garantizar una mayor duraci)n% los rieles estn fabricados de aceros resistentes

al desgaste.

*os carriles vienen en las dimensiones desde = 3 *ib > @ar4 !asta 120 3 *ib > @ar 4.

*a longitud de los rieles est tomada en pares' los rieles se comercializan en Toneladas'

para una v"a determinada se ad&uieren C0G de las l"neas en rieles de 20 pies y un 10G en

rieles de 1? ies' adems se agrega un 20G en e+ceso para compensar p(rdidas por

desperdicios.

ELEMENTO UTILIZADO PARA CURVAR O DOBLAR CARRILES.

DOBLADORA O SANTIAGO.- Es un elemento mecnico% !idrulico o neumtico

&ue se utiliza para el curvado de carriles' por su facilidad de transporte el ms

utilizado es el de tipo mecnico.

II.- ELEMENTOS DE FIJACION.

1.- ECLISAS.-

- # -


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on placas aceradas% cuya altura est en funci)n al alma del carril' generalmente consta de # a ?

agujeros y sirve para unir dos rieles consecutivos mediante pernos' dando de esta manera continuidad

a la l"nea% al colocar las eclisas debe tenerse en cuenta lo siguiente:

- 7ebe colocarse siempre dos eclisas en cada empalme.

- En ningHn caso se colocarn eclisas incompletas o cortadas.

2.- PERNOS.-

on elementos acerados diseados de acuerdo al tipo de riel% provistos de tuercas &ue sirven

para fijar las eclisas a los rieles a unir% al colocar los pernos debe tenerse en cuenta lo siguiente:

- *os pernos deben colocarse introduciendo del interior de la v"a !acia fuera.

- En cada uni)n se pondr como m"nimo cuatro pernos% nunca menos.

.- CLAVOS.-

on elementos de acero% y diseo especial% utilizados para fijar los rieles a los durmientes de madera%garantizando de este modo% la uniformidad en la dimensi)n de la troc!a de la v"a' la colocaci)n de los

clavos de riel debe !acerse en forma sim(trica.

PAR DE ECLISAS PARA RIELES

- $ -


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JUNTAS

e llaman juntas% a las partes d(biles de las filas de rieles o carriles ya &ue es all" donde

se unen dos rieles consecutivo% por lo se &ue debe prestar bastante cuidado e importancia a la

t(cnica o m(todo utilizado para lograr esta uni)n% ya &ue de ella depender en gran medida% la

mayor o menor seguridad &ue preste la v"a. ara dar mayor seguridad a la v"a% se recomienda

&ue las juntas de ambas l"neas no coincidan a la misma altura% debe de !aber un desfase como

m"nimo de 1.$ metros entre una y otra junta' as" como tambi(n la junta debe &uedar instaladoen el centro del durmiente% tratando de &ue el durmiente colocado en este punto% sea ms

robusto a los usados en el resto de la v"a.

*as formas clsicas de juntas son las siguientes:

UNION SIMPLE O ECLISADO:- e realiza mediante placas de acero 3eclisas4 &ue

se colocan a uno y otro lado de los rieles% entre la zapa y el pat"n. 5an fijadas mediante

pernos como m"nimo dos.

- ? -


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a) DURMIENTE DE MADERA.

on los ms difundidos% y presentan las ventajas siguientes:

- 6acilidad de colocaci)n' el cual permite verificar la uni)n de los carriles%

inclinaci)n y separaciones diferentes.

- 6orma robusta y alta% favorable a las operaciones de conservaci)n de la v"a.- on los ms econ)micos en comparaci)n a otros tipos.

Entre sus inconvenientes se citan los siguientes:

- utrefacci)n y aplastamiento.- *a putrefacci)n se evitar mediante el agregado de

aceites &uemados o petr)leo' el proceso de putrefacci)n se manifiesta de forma ms

rpida en el eucalipto% abeto y pino y de forma contraria en los durmientes de roble

&ue duran entre 10 y 1$ aos pero son ms caros.

El proceso de impregnar el aceite en los durmientes% se realiza a alta presi)n% pues

el untarlo superficialmente apenas tiene efecto.

El aplastamiento se produce cuando los esfuerzos ejercidos por los tirafondos

rebasan la resistencia de la madera% perpendicular a sus fibras' este incidente se da

generalmente en traviesas &ue no se !an aserrado de forma conveniente' el

unimiento por presi)n de un elemento metlico en forme de IJ ensanc!a los

e+tremos aumentando la resistencia de las traviesas.

!) DURMIENTES DE METAL.

*as traviesas o durmientes de metal se construyen de perfiles especiales.

*as desventajas de los durmientes metlicos son los siguientes:

- on atacados por las aguas cidas de la mina.

- on deformables por descarrilamiento.

- on dif"ciles de reparar.

- on muc!o ms caros &ue la madera.

- uele emplearse en v"as ligeras y provisionales en los cuales su rapidez de

colocaci)n y facilidad de recuperaci)n los !ace interesantes.

") DURMIENTE DE CONCRETO

on durmientes prefabricados y sirven como durmientes secundarios% se usan

intercaladamente.

- = -


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SELECCION DE LAS DIMENSIONES DE UN DURMIENTE

LONGITUD DE LA TRAVIESA O DURMIENTE

*a longitud est en funci)n de la troc!a' como m"nimo la longitud del durmiente debe

ser el doble del anc!o de la troc!a.

En muc!as minas esta bastante difundido el durmiente de longitud de 1 metro.

SELECCION DEL ANC#O Y ALTURA DE LA TRAVIESA O DURMIENTE

ara seleccionar el anc!o y la altura de un durmiente% e+isten dos formas posibles:

1) R$"%&&'& a (a &$'*$+"'a $ a*$&'a($, a&a "a("%(a& (/ $0%$&/ $$&"'/ $+

$( %&'$+*$ 3 '$+'/+a&(/ "/+ (a $'a a$"%aa a&a 4%$ +/

/!&$a$ (/ $0%$&/ (5'*$ $ &$'*$+"'a $ (a a$&a.

: /nc!o del durmiente.

K: /ltura del durmiente.

- C -


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9: 7istancia al eje neutro:

CORTANTES

Ldurm

PVB

a2= 6

Ldurm

LcentPVC

43=

: 9arga a soportar por el durmiente

a : 7istancia del e+tremo del durmiente al e+tremo del pat"n.

*durm : *ongitud del durmiente.

*pat : *ongitud del pat"n del carril.

*cent : 7istancia entre caras interiores de los patines.

K : /ltura del durmiente.

5 -5E 57 -59

MOMENTOS

2*pat4-3*durm

a 2

1

PM = 6

#

*cent4-a232

PM =

Pa&a (a Ma$&a7

Dadmis Esfuerzo admisible al cortante =00000 3L>m24.

Madmis Esfuerzo admisible a la tracci)n =000000 3L>m24.

8 32NNK4 4 F DadmisMm+ 3 8 4 F Madmis

8 3 NK> 124

-D'$+'/+$ %&'$+*$ a&a 4%$ +/ 0a(($ /& "/&*a+*$.

' el anc!o del durmiente es el doble de su altura

2NK

43#

ma+43

admis

VH

=

-D'$+'/+$ %&'$+*$ a&a 4%$ +/ 0a(($ /& 0($8'9+

' el anc!o del durmiente es el doble de su altura

- 10 -


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2NK

43

ma+43

admis

MH

=

N/*a: e elige las mayores dimensiones para el durmiente el cual garantizar &ue el

durmiente no falle ni por cortante ni por fle+i)n.

PROBLEMA RESUELTO :N-1)

Ona viga de madera de secci)n rectangular donde el anc!o es el doble de su altura% se emplea

como durmiente en la v"a de carril para carros mineros en interior mina% el durmiente est sostenido

por una reacci)n uniformemente distribuida &ue ejerce el piso ' y soporta dos cargas distribuidas de

2#0 3;L>m4 debido al peso de la locomotora.

7etermine el valor de la secci)n del durmiente% si se sabe &ue la tensi)n admisible normal en la

madera es de = 3


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2#03;L>m4N30.2m4

#=3;L4

-9onociendo la carga concentrada !allamos los cortantes en los puntos .

Ldurm

PVB

a2=

m#.2

4#=;L430.$m32=

5 20 ;L.

-9onociendo la carga concentrada !allamos los cortantes en los puntos 9.

Ldurm

LcentPVC

43=

m

mKN

#.2

413#==

59 -20 ;L.

L,T/: e elige el cortante &ue tiene el mayor valor

5m+ 20 ;L.

9lculo momento flector m+imo:

-9onociendo la carga concentrada !allamos el momento flector en el punto 1.

2*pat4-3*durm

a 2

1

PM =

230.2m44-32.#m

0.$m43#= 2KN=


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2NK


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*os parmetros importantes &ue se deben tomar en cuenta para definir el anc!o de la troc!a

son los siguientes:

El tipo de e&uipo y m&uina disponible 3locomotora y carros mineros4.

El radio de curvatura.

AJUSTE DE LOS DURMIENTES Y RIELES

DISPOSICION DE LOS DURMIENTES

- 1# -


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!) ELEMENTOS DE VIA

e denomina elementos de v"a a los cambios% guarda l"neas% tornamesa% etc.

CAMBIOS

on mecanismos ane+os a una v"a f(rrea% construidos en acero' cuya principal funci)n

es servir como medio para desviar el desplazamiento de la locomotora y convoy de carros

mineros a trav(s de las diferentes variantes del la v"a f(rrea.

*a mayor parte de cambios son accionados de manera mecnica% su uso est bastante difundido

debido a la facilidad con la &ue permite direccional el recorrido de la locomotora.

INSTALACION DE CAMBIOS

- *a instalaci)n de un cambio merece especial cuidado ya &ue la mala o incompleta

disposici)n de sus partes ocasionar deterioros en cual&uiera de sus elementos.

- On cambio mal instalado tambi(n afecta negativamente a las locomotoras y carros

mineros% malogrando las pestaas de sus ruedas ) ocasionando mayores esfuerzos y

descarrilamientos.

- 1$ -


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GUARDALINEAS

on tramos de riel &ue se colocan en las curvas% junto al riel interno% con el fin de evitar el

desgaste de las pestaas de las ruedas y el descarrilamiento.

DIAGRAMA DE UN CAMBIO

- 1? -


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PENDIENTE O GRADIENTE.

Es la tangente del ngulo de inclinaci)n longitudinal &ue se le da a la v"a'

tambi(n puede &uedar especificado como porcentaje.

*a pendiente m+ima permisible en labores !orizontales en donde !aya &ue utilizarse

acarreo mecnico sobre rieles sern de seis por mil 3 ?+10004.

Esto significa &ue por cada 1000 cm. de avance !orizontal% la v"a asciende ? cm.

*a gradiente recomendable debe encontrase entre 0.#-0.$G.

- 1B -


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PROBLEMA RESUELTO :N-2)

e tiene una locomotora de 2.$ Toneladas de peso y una longitud de v"a de 2$00 @arda4%

para un peso de locomotora de 2.$ 3Toneladas4.

eso de la locomotora 3 Toneladas4 F 2.>F # F ? F 10 F 1$ F 20.eso m"nimo del riel 3 *ibras > @arda4 2? 2$ 0 0 #0 $0

2.- DETERMINACION DE LAS LINEAS.

ara la compra de las l"neas de 20 3*ib>@arda4% el C0G de la longitud de la l"nea

a tender% deben ser rieles de 20 ies de longitud y el 10G rieles de 1? ies de longitud.

*os rieles de 20 pies sern usados para la l"nea principal y los de 1? pies para la l"nea

secundaria.

L/+


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**ongitud de l"nea 2N32$00m4N3 1 @arda >0.C1#m4N3 ies > 1 @arda4 1?#11.B=$ 3ies4

L5+$a P&'+"'a(.

-L/+ 2.2 *ib4 #CB.1# ;gr Q $ 3Ton4

.- CALCULO DEL NUMERO DE TRAMOS.

-N$&/ $ &'$($ $ 2? P'$ 1#BB0.2# ies31 unidad @20 ies4 B=.$1 unidad Q

BC unidades.

-N$&/ $ &'$($ $ 1 P'$ 1?#1.1= ies31 unidad @1? ies4 102.$B unidad Q10 unidades.

-N$&/ $ *&a/

N$&/ $ *&a/ :LHmero total de rieles> 2)

N$&/ $ *&a/ ::BCR104> 24 #21

.- CALCULO DEL NUMERO DE ECLISAS.

N$&/ $ $"('a :LHmero de tramos - 1 )

N$&/ $ $"('a :#21 - 1 ) #N3#204 1?=0 3Onidades4

Lota: e debe pedir con un 10G de e+ceso.

- 1C -


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LHmero de eclisas a pedir 110GN LHmero de eclisas

N$&/ $ $"('a a $'& 1.1N 1?=0 1=#= 3Onidades4

>- CALCULO DEL NUMERO DE PERNOS.

N$&/ $ $&+/ :LHmero de tramos - 1 )

N$&/ $ $&+/ =N 3#21 - 1 4 =N#20 ?0 3Onidades4Lota: e debe pedir con un 10G de e+ceso.

LHmero de pernos a pedir 110GN LHmero de pernos

N$&/ $ $&+/ a $'& 1.1N ?0 ?C? 3Onidades4

O!$&=a"'9+7*os carriles% !asta ?0 3*ib>@arda4 llevan # !uecos por riel' y

mayores de ?0 3*ib>@arda4 de ? a = !uecos por riel.

- CALCULO DEL NUMERO DE DURMIENTES PARA LA VIA.

N$&/ $ %&'$+*$ : L/+


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2Na R 2N3?.$ cm4 R ?0.C? cm 100 cm

2Na 100 cm A ?0.C? cm -12.B0 cm

a 2?.# cm > 2

a 1.1B cm

9lculo del cortante m+imo:

-9alculo de la carga concentrada.

#

g4locomotoraladeu4

g aceleraci)n de la gravedad 3m > seg24

#

4s

m3C.=2$00;gr431.$

2

=P

C1=B.$ L

-9onociendo la carga concentrada !allamos los cortantes en los puntos .

Ldurm

PVB

a2=

m1

0.11Bm4C.1=B$;L4332=

5 2.#1CC= ;L.

-9onociendo la carga concentrada !allamos los cortantes en los puntos 9.

- 21 -


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Ldurm

LcentPVC

43=

m

mKN

1

4?0C?.031=B$.C=

59 -$.? ;L

L,T/: e elige el cortante &ue tiene el mayor valor

5m+ -$.? ;L.

9lculo momento flector m+imo:

-9onociendo la carga concentrada !allamos el momento flector en el punto 1.

2*pat4-3*durm

a 2

1

PM =

4230.0?$m4-31m

0.11Bm431=B$.C 2KN=


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or ultimo se elige el mayor valor para la altura del durmiente' para este caso es de B.2#$

cm Q pulgadas

9omo el anc!o es el doble entonces ser de ?J' con estas dimensiones garantizaremos &ue

el durmiente no falle ni por esfuerzo cortante ni por fle+i)n.

TRAMOS CURVOS

*a instalaci)n de v"as en tramos curvos% debe ser diseada previamente teniendo en cuenta:

El radio de curvatura del e&uipo.

*a distancia entre ejes de las locomotoras y carros mineros.

El dimetro de las ruedas del e&uipo.

ELEMENTOS DE VIAS CURVAS.

CURVAS PERALTE.

Es la pendiente lateral o gradiente entre las dos l"neas carril de una v"a' las l"neas carril se

peraltan a fin de contrarrestar la fuerza centr"fuga &ue se origina en un ve!"culo al

desplazarse por una curva' el carril e+terior a la curva se peralta.

7e manera prctica se considera &ue el peralte debe ser un $G a 10G de la separaci)n de

los rieles segHn el radio de curvatura y velocidad del convoy

El elemento utilizado como cua% para crear el desnivel recibe el nombre de calca.

- 2 -


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FORMULA ANALITICA DE LA VELOCIDAD MAXIMA Y PERALTE, PARA UE EL

VE#ICULO NO SE VOLTEE #ACIA EL LADO EXTERIOR DE LA CURVA.

44.2433tan1

4.2343tan3

grcTBg

grcTBggVmx

+=

4.2

31

.243

2

2

grc

T

g

mxV

grc

T

g

mxV

BTang

+

= 6 rc.gdistancia del centro de

gravedad.

grc

gTVmx

.2

Lota: *a regla carril' es una regla graduada al anc!o de separaci)n entre carriles% llamada

troc!a.

PROBLEMA RESUELTO :N-)

9alcular cual debe ser la velocidad m+ima &ue puede desarrollar un tren de carros mineros

para no voltearse% en una curva cuyo radio de curvatura es de m% la troc!a de la v"a de 0.$0= m y el

ngulo del desnivel entre ambos carriles de la v"a de 12o % adems considerar el centro de gravedad del

tren a 0.? m del piso.

44.2433tan14.2343tan3

grcTBggrcTBggVmx

+=

444?.032$0=.043X123tan1

44?.032$0=.034X123tan43=1.C3

g

gVmx

+=

5m+ #.$#= m>seg

PROBLEMA RESUELTO :N-)Ona locomotora &ue se desplaza a una velocidad de C ;m>Kora 3 2.$ m>seg4% en una curva cuyo radio

de curvatura es de m% calcular el desnivel &ue debe e+istir entre el carril e+terior e interior de la v"a%

si se sabe &ue la troc!a es de 0.$0= m.

-9alcular el desnivel entre la l"nea e+terior e interior% para &ue el convoy no se deslice en forma

lateral% utilizando la f)rmula prctica.

7esnivel TR

Desnivel 40=.012B53

2

=

5 velocidad 3 ;m>Kora4

- 2$ -


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T Troc!a 3 m4.

adio de curvatura en 3m4.

$0=.040=.04312B

C3

2

=X

W 0.0?B? m Q ?.B? cm.9on los mismos datos del problema anterior encontrar el desnivel para &ue el convoy no se deslice en

forma lateral% utilizando la f)rmula anal"tica.

D/+$:

TVg

VX 4

433

#2

2

+

=

5 velocidad 3 m>seg 4

V adio de 9urvatura en 3m4.

T Troc!a 3 m4.

W 7esnivel en 3m4

$0=.044$.2344=.C4333

4$.233

#2

2

+

=X

$0=.040=.0

2$.?33=X

W 0.10$$ m Q 10.$$ cm.

PROBLEMA RESUELTO :N->)

e tiene una locomotora &ue se desplaza a una velocidad m+ima de 1.2 ies>seg. en unatroc!a de 20J y una curva cuyo radio de curvatura es de 10 pies% calcular cual es el peralte y desnivel

&ue se debe de dar a uno de los carriles en la curva% para &ue el convoy no se voltee ni deslice en

forma lateral.

1- 9ual debe ser el valor del peralte para &ue el convoy no se voltee a esta velocidad m+ima.

L,T/: 9onsidere &ue el centro de gravedad del convoy se encuentra a 20J del piso.

5 31.2 pie>seg.4N312 pul>1pie4N32.$# cm.>1pul4N31m>100cm4 #.02? 3m>seg.4

T 320 pul4N32.$# cm>1pul4N31m>100cm4 0.$0= m.

V 310 ies4N3 12 pul>1pie4N32.$# cm.>1pul4N31m>100cm4 .0#= m.

- 2? -


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4.2

31

.243

2

2

grc

T

g

mxV

grc

T

g

mxV

BTang

+

=

44$0=.032

$0=.03

4=1.C30#=.

402?.#31

4$0=.032

$0=.0

4=1.C30#=.

402?.#3

2

2

+

=

Tang3B4 0.02CCC

arcotang30.02CCC4

1.=$$o

T

XBseno =43

W TNen34

W 0.$0=mNseno31.=$$o 4

W 0.01?### m.W 1.?### cm.

2- 9on los mismos datos del problema anterior% encontrar el peralte y el desnivel necesario para &ue el

convoy no se deslice en forma lateral.

g

VBTang

2

43 =

TVg

VX 4

433

#2

2

+

=

5 velocidad 3 m>seg 4

V adio de 9urvatura en 3m4.

T Troc!a 3 m4.

W 7esnivel en 3m4.

C("%(/ $( $&a(*$7

gVBTang

243 =

4=1.C430#=.3

402?.#3

2

2

s

mm

s

m

= 0.$#1

arcotang30.$#14

2=.#2CBo

C("%(/ $( $+'=$(7

TVg

VX 4

433

#2

2

+

=

$0=.04402?.#344=1.C33

402?.#33

#2

2

+

=

W 0.2#1= m

W 2#.1= cm.

- 2B -


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7e los dos valores elegidos el peralte mayor es el &ue garantiza &ue el convoy no resbale

lateralmente ni se voltee' o sea:

2=.#2CBo

W 2#.1= cm.

PROBLEMA PROPUESTO :N-1)On convoy va a una velocidad de $.$ !ora y pasa por una curva de radio = pies%

teniendo una troc!a de convoy de 2#J !allar' utilizar f)rmula anal"tica.

a) El peralte de la l"nea.

!) El desnivel de uno de los carriles respecto a otro.

PROBLEMA PROPUESTO :N-2)

El departamento de 8ngenier"a% proyecta ejecutar una labor !orizontal con una gradiente de0.#G% una longitud de 2$00m' para lo cual se cuenta con rieles de 12 y 1? pies de longitud' teniendo

&ue el terreno de donde se instalarn los durmientes es roca fracturada% y una troc!a de 1=J% efectuar el

clculo del tipo de riel para el carril' nHmero de eclisas% nHmero de pernos% nHmero de durmientes%

nHmero de clavos% dimensiones de la secci)n del durmiente.

Lota : 9onsiderar &ue el peso de la locomotora es de 2 3Toneladas4 .

PROBLEMA PROPUESTO :N-)

El departamento de 8ngenier"a% proyecta ejecutar una labor !orizontal de 2000 metros% con una

gradiente de 0.$G% si se sabe &ue el peso de la locomotora es de # 3T,L4' y la labor minera ser

desarrollada en terreno suave 3 oca panizada4 con una troc!a de 2#J% efectuar el clculo del tipo de

riel para el carril' nHmero de eclisas% nHmero de pernos% nHmero de durmientes% nHmero de clavos%

dimensiones de la secci)n del durmiente.


Ona locomotora se desplaza a una velocidad de 12 ;m>Kora% por una curva cuyo radio de curvatura es

de .$ m% calcular el desnivel &ue debe e+istir entre el carril e+terior e interior de la v"a% si se sabe

&ue la troc!a es de 2#J.

PROBLEMA PROPUESTO :N->)

e tiene una locomotora &ue se desplaza a una velocidad m+ima de 1#;m>Kora. en una

troc!a de 22J y una curva cuyo radio de curvatura es de 0= pies% calcular cual es el peralte y desnivel

&ue se debe de dar a uno de los carriles en la curva% para &ue el convoy no se voltee ni deslice en

forma lateral% asumir &ue el centro de gravedad del convoy de carros mineros se encuentra a 1=J del

piso.

- 2= -


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9alcular cual debe ser la velocidad m+ima &ue puede desarrollar un tren de carros mineros

para no voltearse% en una curva cuyo radio de curvatura es de # m% la troc!a de la v"a de 0.?0= m y el

ngulo del desnivel entre ambos carriles de la v"a de 11 o % adems considerar el centro de gravedad del

tren a 0.$ m del piso.


El departamento de 8ngenier"a% proyecta ejecutar una labor !orizontal de ?000 metros% con una

gradiente de 0.$G% si se sabe &ue el peso de la locomotora es de # 3T,L4' y la labor minera ser

desarrollada en terreno ms suave 3 oca panizada4 con una troc!a de 22J% efectuar el clculo del tipo

de riel para el carril' nHmero de eclisas% nHmero de pernos% nHmero de durmientes% nHmero de clavos%



El departamento de 8ngenier"a% proyecta ejecutar una labor !orizontal de 000 metros% con una

gradiente de 0.?G% si se sabe &ue el peso de la locomotora es de $ 3T,L4' y la labor minera ser

desarrollada en terreno duro 3 oca compacta4 con una troc!a de 22J% efectuar el clculo del tipo de

riel para el carril' nHmero de eclisas% nHmero de pernos% nHmero de durmientes% nHmero de clavos%


INSTALACION DE CARRILES DE ? Y > L'!@Ya&a.

P$&/+a(

On maestro carrilano.

On ayudante

E4%'/ @ #$&&a'$+*a@ Ma*$&'a($

lataforma con barandas

1?J.

- 2C -


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*ampa

ico

unta

@arda.

Tenazas porta riel

6le+)metro.

/rco de sierra.

/visos reflectivos de seguridad.

P&/"$''$+*/.

1- onerse el e&uipo de protecci)n personal necesario.

2- 9umplir las reglas bsicas de seguridad3ventilar% desatar%regar y volver a desatar4.

- 9olocar los avisos reflectivos de seguridad a 0 m del rea de trabajo.

#- Estirar cordeles transversal y diagonalmente para los puntos de gradiente sobre los rieles.

$- E+cavar zanjas para el colocado de durmientes a distancia no mayores a 1m de eje a eje. Tener

presente &ue las zanjas deben estar a escuadra del riel.

?- En la uni)n de dos rieles% El durmiente debe ser de ?J+=J+1m y debe instalarse al centro de la

uni)n.

B-9olocar durmientes en las zanjas e+cavadas alinendolos con cordel al lado de la cuneta y

considerando el eje del tHnel y galer"a.

=-resentar rieles con el uso de tenazas considerando &ue las uniones de ambas colleras est(n

desfasadas a una distancia m"nima de 1.$ m.

C-9uando se inicia la instalaci)n de la l"nea cauville% la riel de lado iz&uierdo debe correr !acia

delante una distancia m"nima de 1.$ m% para evitar la inclinaci)n de la pala !acia el operador

cuando est en trabajo.

10-9olocar las eclisas con sus respectivos pernos.

- 0 -


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11-9ontrolar la troc!a con el escantill)n.

12-9lavar rieles formando la I5J y lo inverso 3formando cocadas4.

1-Estirar cordel y controlar altura de gradiente.

1#-amear los durmientes y rellenar la troc!a conservando la gradiente.

1$-ecoger durmientes sobrantes y apilar ordenadamente fuera de la v"a.

1?-ecoger !erramientas y trasladar a la bodega.

1B-i la v"a es muy transitada% la plataforma debe &uedar en una ventana o v"a secundaria.

1=-etirar y guardar los avisos refractivos.

1C-eportar al jefe el trabajo ejecutado.

") MUINAS Y VE#KCULOS DE TRANSPORTE

LAS LOCOMOTORAS

on m&uinas el(ctricas o de combusti)n interna 37iesel4' cuya principal funci)n es el

accionamiento del convoy de carros mineros.

En el motor de la locomotora% se realiza la transformaci)n de la corriente el(ctrica continua

suministrada por una bater"a o conductor el(ctrico 3*"nea Trolley4 en energ"a mecnica' o la

transformaci)n de la energ"a calor"fica proporcionada por el combustible 3etr)leo4% en energ"a

mecnica.

*a potencia seleccionada para la locomotora% depender de la carga a transportar% la velocidad

re&uerida para el convoy% la gradiente o pendiente de la v"a f(rrea% el rozamiento de los elementos

rodantes de los carros mineros y locomotora con la v"a f(rrea etc.

*a velocidad m+ima de las locomotoras en interior mina ser de 10 3 ;m>Kora 4.

/ctualmente en el mercado se dispone de una gran cantidad de informaci)n t(cnica acerca de

los parmetros de funcionamiento de las locomotoras' las cuales nos servirn en gran medida para la

selecci)n del e&uipo adecuado.

En la mayor parte de empresas mineras se utiliza una de los tres tipos de locomotoras:

i- *ocomotoras a bater"a.

ii- *ocomotoras a l"nea Trolley.

iii-*ocomotoras diesel

'. L/"//*/&a a !a*$&5a.

Toman la energ"a el(ctrica almacenada en el electrolito de la bater"a 3 K 2 ,#R

/gua destilada4 y la transforman en energ"a mecnica.

- 1 -


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*as bater"as de este tipo de locomotoras son recargables y su cargado se lleva a

cabo en lugares especiales llamados cargadores de bater"as.

7ependiendo de la intensidad de trabajo de la locomotora% la carga de una bater"a

puede durar !asta para una guardia de = Koras.

Ejemplo% los modelos de locomotoras /*- y /*-B % son m&uinas el(ctricas a

bater"a.

''. L/"//*/&a a L5+$a T&/(($3

on a&uellas% &ue toman la energ"a el(ctrica de de un conductor el(ctrico desnudo

3cable tolley4 &ue recorre la galer"a a trav(s de la parte superior. El cable trolley

deber estar instalado a una altura no menor de 1.= 3mts4 sobre los rieles y estar

protegido en las zonas de circulaci)n intensa de personal% para evitar contactos conlas personas o !erramientas.

*a toma de energ"a a la locomotora se realiza mediante una barra conductora

aislada% la cual en su e+tremo superior lleva un mecanismo desnudo &ue permite

rodar sobre el cable superior.

*a transformaci)n de la corriente continua &ue provee la l"nea o fuente de corriente

continHa' se realiza en la locomotora% mediante un motor' &ue suministra energ"a

mecnica abasteci(ndose de corriente el(ctrica.

ara lograr continuidad en la v"a% es necesario unir los rieles &ue estn unos a

continuaci)n de otros mediante elementos el(ctricos llamados 3 9ross oon4% los

cuales se sueldan a manera de eclisas' tambi(n se da continuidad a los rieles &ue

pertenecen a carriles paralelos% soldndoles un elemento llamado 3aid oon4% el

cual va colocado en la parte central de los tramos. *a l"nea f(rrea de este modo

cumple la funci)n de negativo del circuito.

*os 9roos oon y aid oon% son elementos construidos de cable de cobre de $0

mm de dimetro y $0 cm de longitud% en cuyos e+tremos se colocan conectores &ue

permiten sujetar al cable y soldar el elemento al riel.

*a corriente el(ctrica &ue circula por el cable el(ctrico de la galer"a% es corriente

continua de 2$0 5oltios% por este motivo es muy peligroso apro+imarse muc!o al

conductor ya &ue posee una alta capacidad de inducci)n &ue tiende a atraer y

mantener pegado al elemento inducido.

*a transformaci)n de la corriente alterna &ue proviene de la central el(ctrica o

grupo de generaci)n de energ"a% se transforma en corriente continua en las

subestaciones el(ctricas &ue e+isten en interior mina mediante transformadores

- 2 -


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rectificadores seleccionados de acuerdo a los parmetros de funcionamiento &ue

necesita la locomotora.

Ejemplos de locomotoras a l"nea trolley.

MARCA MODELOS

Yeneral Electric YE/-?C#1% YE/-?C#0

;*-B % ;*-=0

E($$+*/ $ (a (5+$a *&/(($3

1. 9ncamos

2. bases

. /isladores

#. Yrampas

$. 9able ranurado de cobre de Z $>=J.?. Empalmes

B. Templadores

=. eccionador de l"nea

C. eccionadores verticales.

10. ifurcador 8z&uierdo

11. ifurcador derec!o.

12. aid oon

1. 9roos oon.

S%!$*a"'9+ $("*&'"a.

Es el lugar en el cual se lleva a cabo la transformaci)n de los parmetros

el(ctricos de un circuito 3 5oltaje% 8ntensidad de corriente% Tipo de corriente%

frecuencia etc4 en otros parmetros% re&ueridos para el funcionamiento de los

e&uipos a los cuales se suministra la energ"a. ara dic!o fin% en este lugar se instalan

diferentes tipos de transformadores y e&uipos el(ctricos% as" como

tambi(n los seccionadores &ue permiten interrumpir la distribuci)n de energ"a ya

transformada a las diferentes partes de la mina.

Toda subestaci)n el(ctrica para proteger los e&uipos el(ctricos 3Transformadores

etc4% deben llevar instalados en su interior un pozo tierra a trav(s del cual se liberen

las cargas el(ctricas estticas o sobrecargas.

- -


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VISTA DE PLANTA DE UNA SUBESTACION ELECTRICA EN

INTERIOR MINA

POZO TIERRAEs un elemento el(ctrico construido para liberar las corrientes el(ctricas

estticas originadas por el funcionamiento de los e&uipos' as" como tambi(n las

sobrecargas evitando de esta manera &ue se deterioren o &uemen los e&uipos.

- TIPOS DE PUESTA A TIERRA

SISTEMA DE PUESTA A TIERRA VERTICAL DE : 1818)

.= mde tierra de cultivo.

5arilla de cobre de Z $>=J+2.#m ) >#J+2.#m.

Oni de conectores de Z $>=J ) Z >#J.

9able de cobre de Z $0 mm+10 m.

uni sales electrol"ticas TK,-YE*.

1 uni caja de registro.

FORMULA PARA #ALLAR LA RESISTENCIA EN LA BARRA

- # -


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[ >2\*L+2* >a

[ esistividad del cobre 3]-m4.

* *ongitud de la barra 3m4.

a adio de la barra 3m4.

SISTEMA DE PUESTA A TIERRA #ORIZONTAL.

.C mde tierra de cultivo.

2 uni latinas de 2J+1>#J+2.# m.

2 Oni de conectores de Z $>=J ) Z >#J.

9able de cobre de Z $ mm+10 m. 3 cone+iones puesta a tierra4

# uni sales electrol"ticas TK,-YE*.

1 uni caja de registro.

5arilla de cobre de Z $>=J+20cm ) >#J+20cm.

FORMULA PARA #ALLAR LA RESISTENCIA EN LA PLATINA

^ [ >2.B*L7

[ esistividad del cobre 3]-m4.

* *ongitud de la patina 3m4.

/nc!o de la platina 3m4.

7 rofundidad de instalaci)n de la platina en 3m4.

'''. L/"//*/&a D'$$(.

Es un e&uipo de combusti)n interna% cuya fuente de energ"a es proporcionado

por un combustible 3etr)leo4% y transformado en el motor de la locomotora en

energ"a mecnica.

ara interior mina% se recomienda el uso de e&uipos con motor petrolero 37iesel4%

ya &ue sus emisiones gaseosas a trav(s de sus tubos de escape son menos t)+icas

&ue los motores a gasolina% los cuales estn pro!ibidos de operar en zonas

confinadas poco ventiladas% por sus altos contenidos de mon)+ido de carbono y

otros gases altamente t)+icos y mortales.

- $ -


37/41

El uso de este tipo de locomotora% es bastante difundido en lugares donde no se

dispone de energ"a el(ctrica.

Ejemplo% los modelos de locomotoras 7K*- y 7K*-0% son m&uinas a

combusti)n interna.

VE#ICULOS DE TRANSPORTE.

e llaman ve!"culos de transporte% a los carros mineros' dic!os carros mineros estn

conformados por una tolva metlica% &ue descansa sobre un c!asis con ruedas de acero' e

caracterizan por ser muy funcionales en el acarreo del mineral% desmonte y otros tipos de

materiales &ue se &uieran transportar en interior mina.

8nicialmente los carros fueron de madera% luego madera con !ierro% posteriormente !ierro

forjado% pasando as" a los carros metlicos remac!ados. /ctualmente son de planc!ametlica soldada.

I.- PARTES PRINCIPALES DE UN CARRO MINERO.

9aja

Tolva

Tru&ue

Enganc!es

9!asis

astidores

uedas.

II.- CONDICIONES UE DEBE REUNIR UN CARRO MINERO.

GEOMETRICAS.- on las &ue limitan las dimensiones de longitud% anc!o y altura' esta

diseado de acuerdo a la forma y secci)n de las galer"as% al tipo de tolva o ec!adero% al

volumen de mineral a transportar y al esfuerzo !umano permitido para su maniobra.

RESISTENCIA.- 7ebe ser capaz de resistir el impacto del mineral &ue cae de la tolva al

momento de ser cargado% el peso del mineral durante el transporte% los c!o&ues entre carros

durante el frenado% los tirones y ca"das' tambi(n resistir la corrosion 3o+idaci)n y

abrasi)n4 &ue afecta las paredes.

- ? -


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*a o+idaci)n se presenta en las paredes de las tolvas de los carros mineros debido a la

!umedad del mineral &ue se transporta% y la abrasi)n al proceso de lijado &ue realiza el

mineral en las paredes.

ECONOMICAS.-7eben ser de una sola vida y para ello se debe prolongar y optimizar su

uso.

II.- TIPOS DE CARROS MINEROS.

CARROS MINEROS POR LA FORMA DEL CAJON.

*os carros mineros presentan diferentes formas de caj)n% adoptando de esta manera

diferentes formas geom(tricas' y estos pueden ser:1- En forma de paralelep"pedo.

2- En forma de IOJ.

- En forma de I5J.

#- En forma de IOJ invertida.

CARROS MINEROS EN FUNCION DEL C#ASIS.

*os carros mineros optan en presentarse en diferentes formas como son de acuerdo a la

capacidad y en funci)n a la !abilidad de su descarga% ellos son en c!asis ordinario.

1- Empotrado

2- 9arro con &uinta rueda.

- 9arro


39/41

- = -


40/41

- C -


41/41

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