MATERIALDEESTUDIOPARTEXDiap641-713

321

INTERCADECONSULTANCY & TRAINING

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COSTOSDEACARREOYTRANSPORTEMINERIASUBTE.ESTIMACIONDECOSTOSDEACARREO

PreparacindelabasedeunacmaraBlockcavingOtrocasointeresante,loconstituyelaminaHenderson.

En este caso, se observa que setienen accesos y puntos de carguodobles. El problema es que losequipos enfrentan la posicin decarga quebrados, es decir no seencuentran rectos, lo cual produced l i l b

2 puntos en 1

Acceso doble a puntos de carguo

Punta diamante

641

daos en el equipo; al sobreesforzarse los mecanismos y laestructura del equipo, de maneradiferente (un lado respecto alotro).

Galera base

9 m

12 m

10.5 m

24 m


PreparacindelabasedeunacmaraBlockcavingEn este caso, se le da prioridada la malla de extraccin, ya quecon una malla de extraccinbien diseada, se mejora laextraccin. Posteriormente, sepudo apreciar que, debido alos esfuerzos presentes(diagonales a las puntas de12 m

9 m

24 m

DireccinFatiga

642

(diagonales a las puntas dediamante); estaba obligado areforzar (fortificar), originandoel cambio del diseo.

Galera base

10.5 m

322


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PreparacindelabasedeunacmaraBlockcavingLa mina El Teniente (Codelcochile) es reconocida a nivel mundial, respectoal tema. Esta deja de lado la configuracin de espina de pescado,adoptando una configuracin propia, al disponer sus estocadas de carguoen la misma direccin.Algunas caractersticas de esta configuracin son las galeras base o callesde seccin 3.6 3.6 m, paralelas entre s y separadas a 30 metros una deotra, sus estocadas de carguo tienen longitudes de 15 metros; formando

643

ngulos de 30, respecto a las galeras base (ngulo menor de la Figura).Asimismo, sus zanjas (rea de recepcin) tienen una altura de 12 metros,por un ancho de 15 metros; su nivel de hundimiento queda conformadopor galeras paralelas de 3.6 3.6 m, y se encuentra a 16 metros por sobreel nivel de produccin.

Proyeccin de la zanja


PreparacindelabasedeunacmaraBlockcaving

Punto de extraccin

Calles

644

Vistaenplantadelabasedeunacmara,enunblockcaving (ElTeniente)

Estocadasde carguo

Chimeneas de traspaso

323


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Galeras


PreparacindelabasedeunacmaraBlockcaving

Zanjas

de Extraccin Zanja para cruzados: La zanja

para cruzados, se construyecon perforaciones enabanico de 2.25 a 2.5pulgadas de dimetro, y de9.5 metros de largo;utilizando un burden de 1.83metros y una separacin enl f d (d l ti ) d 2 5

645

Punto de descarga

a chimenea

Estocadasde carguo

el fondo (de los tiros) de 2.5metros.


PreparacindelabasedeunacmaraenotrasexplotacionesSe ha definido la base de una cmara, solo para dos mtodos deexplotacin, la razn de esto radica en que; la explotacin porsubniveles, puede ser aplicada a cuerpos tipo veta. Por ejemplo, laexplotacin por realce (shrinkage) vara, respecto al primero; pero labase de la cmara es la misma.

En un sistema de corte de relleno y de hundimiento por subniveles el

646

En un sistema de corte, de relleno y de hundimiento por subniveles, elmaterial explotado se recibe en puntos especficos (en nivelesinferiores); definidos por el diseo de la explotacin. De esto, se tienela siguiente situacin:

324


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PreparacindelabasedeunacmaraenotrasexplotacionesCorteyrelleno

Galera de transporte

Cmararellena Estocada

Chimenea de traspaso(puede encontrarse fuera de la cmara)

647

Galera de transporte secundario o principalSector de descarga

a chimenea, o a camin

Chimenea de traspaso

Descarga buzn

Nivel de transporte principal


Preparacindelabasedeunacmaraenotrasexplotaciones

Galera de transporte secundarioPunto de descarga

CmararellenaconmineralCmararellenaconmineralvoladovolado

Estocadas

Shrinkage

648

secundarioPunto de descargaa chimenea

Chimenea de Traspaso

Descarga Buzn

Nivel de Transporte Principal

325


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PreparacindelabasedeunacmaraenotrasexplotacionesLa habilitacin de zanjas y embudos se define por la necesidad y lascaractersticas del cuerpo en explotacin, debido a que no puedejustificarse la construccin de los receptores de mineral en una veta, por laangostura de estos. Una de las principales funciones de las zanjas yembudos es aumentar el rea de influencia de la infraestructura receptora,especialmente en cuerpos con alta produccin).

649

En un corte y relleno, necesariamente, no se tendrn puntos de carguodentro de la cmara. Tambin, puede que las cmaras o unidades deexplotacin dispongan de puntos de traspaso, fuera del cuerpo;accediendo por medio de galeras o rampas, habilitadas para esto (verFigura).


Preparacindelabasedeunacmaraenotrasexplotaciones

Chimeneadetraspaso

Mineral

R ll

SectordelacmaraenoperacinRampa

Acceso a la

Futuroacceso

Chimeneadeventilacin

650

RellenoAccesoalacmara

ChimeneadeventilacinrellenaAccesorelleno

Vistaesquemticaenperfil

326


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PreparacindelabasedeunacmaraenotrasexplotacionesChimeneadetraspaso

Cmaras (Cut & Fill)

Accesosacmaras

Rampa

651

RampaConexinarampa

Vistaesquemticadelaplanta


PreparacindelabasedeunacmaraenotrasexplotacionesEn una explotacin de hundimiento por subniveles (sublevel caving), en dondeel frente de operacin o extraccin es mvil, respecto a la infraestructura detraspaso; la construccin de zanjas o embudos queda descartada.

Chimenea de traspaso Mineral hundido

Accesos a la cmara

(subniveles)

652

Rampa

Mineral a hundir

327


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En la explotacin de cmaras y pilares (room & pillar) usualmente no se observa


PreparacindelabasedeunacmaraenotrasexplotacionesEn la explotacin de cmaras y pilares (room & pillar), usualmente, no se observala construccin de zanjas, ni embudos; ya que, el material es extrado porcamiones va rampa o traspasado a chimeneas, por el equipo de carguo(pudiendo encontrarse dentro de la explotacin o fuera de ella).

Manto a explotar

Lmite de laexplotacin

653

Chimeneas de traspaso.Descarga directa

(con camiones o equipos de carguo)

Rampatransporte de material


ndicesdeoperacinDe manera genrica, en funcin de su representatividad y contenido, estosndices operacionales mineros; se pueden clasificar en cuatro grandesgrupos:

1. ndices mecnicos:Informan acerca de la disponibilidad fsica de equipos e instalaciones,sus rendimientos o producciones por unidad de tiempo. di d i

654

2. ndices de insumos:Sealan magnitudes de los elementos consumidos, para lograr launidad de producto comercial o el rendimiento del insumo, expresadoen unidades de producto; por unidad de elemento consumido (e.g., kg.explosivo/tonelada y tonKm/lt combustible).

328


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ndicesdeoperacin3. ndices mineros:

Muestran las relaciones, proporciones y las leyes, que toma la materiaprima (mineral), al fluir por las distintas etapas del proceso deextraccin y beneficio (e.g., razn estril/mineral).

4. ndices de resultados:Indican los logros planeados y reales, para el perodo reportado (e.g.,ton de Cu, fino/mes).

655


ndicesdeoperacinSe abordarn los ndices mecnicos, que provienen de un sistemadesarrollado y aplicado, para lograr la optimizacin de los siguientesaspectos; relacionados con los equipos y las instalaciones:

Uso, funcionamiento y operacin Mantenimiento electromecnico Reemplazo oportuno y adecuado

656

Reemplazo oportuno y adecuado

La optimizacin debe entenderse, como la mxima disponibilidadoperativa y el rendimiento al mnimo costo de inversin, operacin ymantenimiento.

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ndicesdeoperacinA continuacin, se definirn los parmetros, que se deben utilizaren la obtencin de los ndices. Estos estn relacionados a ladistribucin temporal de la mquina, en un perodo dado.

Tiempo Cronolgico o Calendario (TCR):Son las horas correspondientes al tiempo calendario (das, meses, t ) S di id d ti

657

aos, etc.) Se divide en dos tiempos:I Tiempo hbilII Tiempo inhbil


ndicesdeoperacinTiempo Hbil u Horas Hbiles (HH):Son las horas en que la faena est en actividad (e.g., mantencin desus elementos de produccin o infraestructura). Cada instalacin ounidad se encuentra en: Operacin Stand by (reserva) Mantenimiento

658

Mantenimiento

Tiempo Inhbil u Horas Inhbiles (HIN):Son las horas en que la faena suspende sus actividades productivas,por razones como:

330


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ndicesdeoperacinTiempo Inhbil u Horas Inhbiles (HIN):

Paralizaciones programadas: Domingos, das festivos, vacacionescolectivas, colaciones, etc.

Imprevistos: Obligados, originados por causas naturales (e.g., lluvias,temblores y nieve) y ajenas al control de la faena (e.g., la falta deenerga elctrica, atrasos en la llegada del transporte de personal y

659

ausentismo colectivo por epidemias).

Cuando en el tiempo programado como inhbil, un equipo o instalacin esoperado, sometido a mantencin o reparacin; el tiempo real escomputado como tiempo hbil y clasificado en una de sus tres condiciones.


ndicesdeoperacinTiempo de Operacin u Horas de Operacin (HOP):Son las horas en las que la unidad o instalacin es entregada a su(s)operador(es), en condiciones electromecnicas, para cumplir la funcin dediseo o la tarea asignada. Este tiempo se divide en: Tiempo efectivo Tiempo de prdida operacional

660

Tiempo Efectivo u Horas Efectivas (HEF):Son las horas en que la unidad de equipo o instalacin est funcionando ycumpliendo su objetivo de diseo.

331


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ndicesdeoperacinTiempo de Prdida Operacional u Horas de Prdidas (HPE):Son las horas en que la unidad de equipo o instalacin, que se encuentraen condiciones electromecnicas de cumplir su objetivo de diseo, a cargodel operador; no puede realizarla por motivos ajenos a su funcionamientointrnseco (e.g., traslados y esperas de equipo complementario), y porrazones originadas en la coordinacin de las operaciones.

661

Tiempo de Reserva u Horas de Reserva (HRE):Son las horas hbiles en que la unidad de equipo o instalacin, que seencuentra en condiciones electromecnicas de cumplir su funcin uobjetivo de diseo, no lo realiza por las siguientes razones:


ndicesdeoperacinTiempo de Reserva u Horas de Reserva (HRE):

Falta de operador (si es en la hora de colacin, se toma como tiempoinhbil; si el equipo sigue funcionando y se realiza el cambio deloperador, se considera tiempo de operacin).

Falta de capacidad prevista de equipo complementario o accesorio. No requerir el programa o plan de trabajo.

662

No requerir el programa o plan de trabajo. No permitir el acceso al rea, donde se debe cumplir la funcin.

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ndicesdeoperacinTiempo de Mantenimiento u Horas de Mantencin (HMT):Son las horas hbiles, comprendida desde que la unidad de equipo o instalacinno es operable, en su funcin objetiva o de diseo (por fallas en sus sistemaselectromecnicos o por haber sido mandada a reparacin; hasta que se haterminado dicha mantencin o reparacin, donde el equipo est en su rea detrabajo. El tiempo de mantencin se divide en:

Esperas del personal, equipos de apoyo y repuestos.

663

p p , q p p y y p Traslados hacia los talleres o estacin de mantenimiento. Tiempo real de mantenimiento o reparacin. Movimientos y esperas de los equipos, a lugares de reparacin.


ndicesdeoperacinTIEMPOCRONOLGICO(TCR)

TIEMPOHABIL(HH) TIEMPOINHABIL(HI)HORASDEOPERACION

(HOP)

HORASDERESERVA(HRE)

HORASDEMANTENIMIENTO

(HMT)

HORASDEOPERACIONEFECTIVAS

(HEF)

HORASDEPERDIDASDEOPERACION

(HPE)

664

Igualdades:TCR=HH+HINHH=HOP+HRE+HMTHOP=HEF

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Disponibilidad fsica:


ndicesdeoperacinDisponibilidad fsica:Es la fraccin del total de horas hbiles, expresada enporcentaje, en donde el equipo se encuentra en condiciones decumplir su objetivo de diseo.

(HOP+HRE) 100 %HH

DF=

665

Este indicador es proporcional, a la calidad del equipo, y a laeficiencia de su mantenimiento y reparacin; e inversamenteproporcional, a su antigedad y a las condiciones adversas,existentes en su operacin y manejo.


ndicesdeoperacinndice de mantenimiento:Es el tiempo en horas, en que el equipo es operado por cada horainvertida, en su mantencin y reparacin.

IM = HOP / HMT = (HEF + HPE) / HMT

666

El valor de este ndice es proporcional, a la calidad del equipocontrolado, y a la eficiencia de su mantencin y reparacin; einversamente proporcional, a su antigedad y a las condicionesadversas en su operacin o manejo.

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ndicesdeoperacinndice de utilizacin:Es la fraccin del tiempo, expresada en porcentaje, en la cual elequipo es operado por cada hora en que este est en condicionesde cumplir su objetivo de diseo o fsicamente disponible.

UT=(HOP 100)/(HOP+HRE)%

667

Es directamente proporcional, a la demanda o necesidad de laoperacin de utilizar el equipo; e inversamente proporcional, a sudisponibilidad fsica y a su rendimiento.


ndicesdeoperacinAprovechamiento:Es la fraccin del total de horas hbiles, expresada en porcentaje,en el que el equipo est disponible para ser operado; en sufuncin de diseo, incluyendo sus prdidas operacionales.

A=HOP 100/HH%=DF UT/100%

668

Es directamente proporcional, a la demanda o a la necesidad dela operacin del equipo, dentro del lmite impuesto por ladisponibilidad del mismo; e inversamente proporcional, alrendimiento del equipo.

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ndicesdeoperacinFactor operacional:Es la fraccin de tiempo, expresada en porcentaje, en el que elequipo realiza su funcin de diseo; por cada hora de operacin

FO=HEF 100/HOP%E i t i l l ti d did i l

669

Es inversamente proporcional, al tiempo de prdida operacional.


ndicesdeoperacinRendimiento:Es el promedio de unidades de produccin, realizadas por elequipo, por cada unidad de tiempo de operacin.

UnidadesdeproduccinpromedioUnidaddetiempodeoperacinR=

670

Es directamente proporcional, a la velocidad de produccin delequipo; e inversamente proporcional, al tiempo de prdidaoperacional.

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ndicesdeoperacinRendimiento efectivo:Es el promedio de unidades de produccin, realizadas por elequipo en cada unidad de tiempo efectivo de operacin.

UnidadesdeproduccinpromedioUnidaddetiempoefectivodeoperacinR=

671

Tericamente, este valor debe estar diseado en el equipo, peroes alterado por sus las caractersticas (e.g., el medio ambiente, lascondiciones fsicas y las tcnicas de uso).


ndicesdeoperacinCon estos ndices, se puede controlar el transcurso de la vida decualquier equipo. No obstante, se debe tener en cuenta que, por ssolo cada ndice no representa una herramienta til que de solucin odetecte causas de problemas; sino que, en conjunto debe analizarse,para enfocar cualquier tipo de investigacin. Esto depender de lainformacin de cada ndice, obtenida para el clculo. Los ndices serntiles si es que han sido comprobados medidos con claridad

672

tiles si es que han sido comprobados, medidos con claridad,constancia y responsabilidad. Esta es la nica manera, para que laimplementacin del sistema de control, en una operacin obtengaptimos resultados; adicionando valor a la empresa.

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P l ti i d t d b l b l i i t


Escenarios

Para la estimacin de costos, se deben elaborar los siguientesescenarios:

1. Adquisicin de equipos nuevos2. Reemplazo de equipos3. Alquiler o compra de equipos

673


AdquisicindeequiposnuevosPara los equipos de acarreo, dependiendo del mtodo deexplotacin, se evalan los siguientes :1. Palas mecnicas autocargadoras2. Winches de arrastre (scrapers)3. Sistema LHD (scoops)

674

Estos son los equipos de extraccin, que se utilizan en una minasubterrnea, para llevar el material al siguiente subproceso(operacin unitaria).Para este caso, se evala un Sistema de Traspaso Gravitacional

338


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TraspasogravitacionalCuando se desarrollan las galeras o excavaciones horizontales, elcomponente gravitacional no existe, debido a que la energa gravitatoriano pudo ser aprovechada. Sin embargo, en las caractersticas de losyacimientos es posible encontrar un componente vertical, que traspasa elmineral; evitando incurrir en gastos por transporte o acarreo (e.g.,camiones, locomotoras, fajas transportadoras y skips).

675

Se definen tres sistemas de traspaso gravitacional:1. Sistema gravitacional integral2. Sistema gravitacional, con control granulomtrico o interposicin de

parrillas3. Sistema gravitacional, con carguo y transporte


TraspasogravitacionalSistema gravitacional integral

Definido por el aprovechamiento total de lagravedad, con trayecto directo del mineral,desde la fase de arranque; hasta el nivel detransporte principal. Las primerasexplotaciones de block caving, utilizabaneste sistema.

676

Este solo es aplicable cuando lafragmentacin primaria de la roca esptima. Implica la construccin de laboresde infraestructura, teniendo un costo mayor.

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Sistema Gravitacional con control Granulomtrico o interposicin de Parrillas


TraspasogravitacionalSistema Gravitacional con control Granulomtrico o interposicin de ParrillasSe aplica el esquema anterior, con la diferencia que en las bases de recepcin,se tienen parrillas. Este sistema se caracteriza por el aprovechamiento total dela gravedad, pero con la pasada del mineral, arrancado por un nivel intermedio;para su control granulomtrico, antes de seguir hacia el nivel de transporteprincipal. Esto evita la generacin de daos y atascamiento de chimeneas, delos buzones y de los equipos de transporte.

677

En los puntos de control, se realiza la reduccin secundaria del sobre tamao,ya sea por cachorreo o reduccin mecnica (con combos o martillosneumticos); si es que se dispone de aire comprimido, en el sector o uncompresor mvil. Se pueden utilizar martillos picadores fijos, de mayor tamao,en puntos especficos.


TraspasogravitacionalSistema gravitacional con control granulomtrico o interposicin de

Acceso

Sistema gravitacional, con control granulomtrico o interposicin deparrillas

678

Parrillas

Subnivel de reduccin

secundaria, con martillo fijo

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Sistema gravitacional con acarreo y transporte


Traspasogravitacional

Se define por un desplazamiento horizontal del mineral, antes odespus del control granulomtrico.

Ejemplo (con transporte previo al control de tamao): El sistemaScraper, que arrastra el material tronado, desde uno o ms puntos derecepcin (embudos); hacia un punto de traspaso (chimenea).

Sistemagravitacionalconacarreoytransporte

679

p ( ) p p ( )Actualmente, este sistema se aplica solo en algunos sectores de minasimportantes (e.g., El Teniente); puesto que, en la mayor parte de loscasos, se utilizan otros sistemas ms eficientes y modernos (LHD).


Sistema gravitacional con acarreo y transporte

Traspasogravitacional

LHDLHDScraperScraper

Sistemagravitacionalconacarreoytransporte

680

ParrillasParrillas

341


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Palas mecnicas autocargadoras

Adquisicindeequiposnuevos

Las palas mecnicas surgieron en los aos 30, y su mayor desarrollo sealcanz en los 70. Inicialmente, las palas eran sistemas de carguo,montados sobre rieles u orugas; actualmente, dichas palas se puedenobservar en la pequea yescasamenteen la mediana minera(desplazada por la aparicin del sistema LHD).

Palasmecnicasautocargadoras

681


AdquisicindeequiposnuevosPalas mecnicas autocargadorasEste es un equipo de ataque frontal, que carga y transporta el material, auna distancia relativamentecorta para su transporte. El equipo sedistingue por:

Tipo (cuna basculante con o sin vertido a transportador incorporado,cargadora frontal)

Motor (Diesel, elctrico o aire comprimido)


682

Motor (Diesel, elctrico o aire comprimido) Accionamiento del sistema de carga (hidrulico, neumtico o

elctrico) Chasis (sobre ruedas, rieles u orugas) Vertido de la cuchara (axial o lateral)

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AdquisicindeequiposnuevosPalas mecnicas autocargadoras

En general el equipo quedar definido por:

Capacidad Fuerza de elevacin de cuchara Potencia Peso Presin del fluido (aire o aceite) Dimensiones del equipo y galera

Alto mximo de la cuchara Altura de vertido Distancia de vertido desde el

eje Velocidad de desplazamiento Pendientes capaz de vencer


683

Dimensiones del equipo y galeramnima de operacin

Ancho de ataque Alcance de la cuchara desde el eje

Pendientes capaz de vencer Campo de accin


AdquisicindeequiposnuevosPalas mecnicas autocargadoras

El cuerpo giratorio (balde y sistema que lo mueve) puede girar en unngulo de 30 a 40, respecto al eje longitudinal, permitiendo operar enfrentes ms amplios. El equipo se desplaza sobre cuatro ruedas motrices,y el operador se encuentra en uno de los costados del equipo (semianchomayor).


684

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AdquisicindeequiposnuevosPalas mecnicasneumticas sobre rielesPartesprincipales: Bastidor desplazable Cuerpo giratorio y mecnico de oscilacin de la pala (3040, respecto al

eje del equipo). Ruedas motrices (4) Sistema de energa (aire comprimido) Palancas de accionamiento (1 para el traslado adelante y 1 para el balde de

d )

Palasmecnicas neumticassobrerieles

685

detrs). Winche incorporado Brazo cicloidal y pala (permite que la carga no caiga de la pala, mientras

carga al carro) Compartimento del operador (de pie a un costado de la pala)


AdquisicindeequiposnuevosPalas mecnicasneumticas sobre rielesSu dimensionamiento se obtiene en funcin de las caractersticas de la galera, lkacapacidad del carro a cargar y el requerimiento del rendimiento.De esta manera, la pala quedar definida por: Largo de la pala en posicin de carguo 2.12.72 m Altura de descarga desde el punto ms bajo del

balde en posicin de descarga al piso 1.151.75 m Altura mxima en el recorrido del balde 2.012.82 m


686

Ancho de barrido 2.33.3 m Semiancho, menor a la pala 0.440,625 m Semiancho, mayor a la pala (incluye espacio del operador) 0,8651.11 m Altura de la pala 1.381.75 m Potencia disponible, para la traccin 8.513.5 HP Potencia disponible, para el balde 10215 HP

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AdquisicindeequiposnuevosPalas mecnicasneumticas sobre rielesDe esta manera, la pala quedar definida por:

Capacidad 0.140.40.6 m3 Rendimiento 0.61.52 m3/min. Peso 1.954.67.1 tons. Consumo de aire 100167 litros/seg. P i d t b j 4 5 7 b


687

Presin de trabajo 4.57 bar Capacidad del carro a cargar 1.34 m3 Galeras adecuadas (largo anchoancho mximo) 2.2 1.82.3 m

3.1 2.23.3 m2.29 3.2 m

Pendientes 0.5 %


AdquisicindeequiposnuevosPalas mecnicasneumticas sobre rielesAlgunos modelos de carros y secciones de galeras, para palas de Atlas Copco, son lassiguientes:

CARROSPARAPALAS SECCINGALERAModeloPala

Largom

Largototalm

Alturam

Anchom

Capacidadm3

Alturam

Anchom

Anchomximodelimpieza. m

LM37 1.8 2.25 1.0 1.5 1.3 2.2 1.8 2.3

LM37H 1 8 2 25 1 2 1 5 1 8 2 4 1 8 2 3


688

LM37H 1.8 2.25 1.2 1.5 1.8 2.4 1.8 2.3

LM57 1.9 2.4 1.2 1.6 2.0 2.6 2.2 3.0

LM57H 2.0 2.4 1.4 1.6 2.7 2.8 2.2 3.0

LM70 2.4 3.0 1.45 1.6 3.5 3.0 2.4 3.3

LM70H 2.4 3.0 1.65 1.6 4.0 3.2 2.4 3.3

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AdquisicindeequiposnuevosPalas mecnicasneumticas sobre rieles

Modelo

Pala

A

m

C

m

D

m

2 Em

G

m

H

m

J

m

M

m

S

m

LM37 2.1 1.15 2.01 2.3 0,865 0.44 1.0 0.31 1.38

LM37H 2.1 1.35 2.21 2.3 0,865 0.44 1.0 0.31 1.48

LM57 2.34 1.25 2.24 2.85 0,885 0.45 1.04 0.42 1,385

LM57H 2.34 1.45 2.44 2.85 0,885 0.45 1.04 0.42 1,485

LM70 2.72 1.55 2.62 3.3 1.11 0.65 1.34 0,475 1.65


689

A

MC

D

GE

JH

S

LM70H 2.72 1.75 2.82 3.3 1.11 0.65 1.34 0,475 1.75


AdquisicindeequiposnuevosPalas mecnicasneumticas sobre rielesLo que caracteriza a la pala, es el tipo de energa que consume, lacapacidad del balde y el peso del equipo.

Modelo

Pala

Traccin

Motor

HP

Balde

Motor

HP

Capacidad

Balde

m3

Capacidad

decargam3/min

Peso

Neto

ton

Consumo

deairel/s

Presinnormaldetrabajo

bar

LM37 8.5 10 0.14 0.6 1.95 100 4.5a7


690

LM37H 8.5 10 0.14 0.6 2.1 100 4.5a7LM57 13.5 24 0.26 1.0 2.7 133 4.5a7LM57H 13.5 24 0.26 1.0 2.9 133 4.5a7LM70 13.5 2 15 0.4 1.5 4.3 167 4.5a7LM70H 13.5 2 15 0.4 1.5 4.6 167 4.5a7

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AdquisicindeequiposnuevosPalas mecnicasneumticas sobre rielesLa prolongacin de las vas es una tarea especial, debido a que cada unode los rieles mide 9 metros y los avances de la frentepor lo generalllegan a 2 metros. Esto genera, que sea necesario, disponer de sistemas deprolongacin de vas; de acuerdo, a las condiciones y a las caractersticasde la operacin. Las palas mecnicas sobre rieles disponen de ruedasdobles (pueden circular por vas, con la parte interna y externa de la


691

p p p yrueda).


AdquisicindeequiposnuevosPalas mecnicasneumticas sobre rielesEsto permite que se puede utilizar un riel porttil y mvil que se desplaza, amedida que, se aleja la frente desde el riel fijo. Una vez que, el tramo sea losuficientemente largo, se agrega el riel fijo que contina con la vapermanente.


692

Tambin se puede utilizar el riel de canto,en la misma metodologa anterior:

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AdquisicindeequiposnuevosPalas mecnicasneumticas sobre rielesOtra alternativa es utilizar el riel de canal:

Tambin, se puede recurrir a tramos de va de 1 a 2 metros delargo, los cuales terminan curvados, para que la pala no sedescarrile:


693


AdquisicindeequiposnuevosPalas mecnicasneumticas sobre rielesOtro aspecto importante en la operacin de estos equipos es la coordinacin y lapreparacin de los carros que sern cargados por la pala. Existen variadossistema que cumplen con este objetivo como se muestra en las figuras.


694

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AdquisicindeequiposnuevosPalas mecnicasneumticas sobre rielesCondiciones de diseo de la pala y factores que influyen en su rendimiento.

Para el adecuado diseo de una pala, se debe considerar lo siguiente: Capacidad en relacin al tamao de la mquina (balde) Logro de eficiencia mxima en su operacin Simplicidad en la mantencin Operacin completa, con poco movimiento.


695

Compatibilidad de repuestos, entre modelos de la misma marca. Compatibilidad de la mquina, respecto a la seccin de la galera (minimizar

desarrollos). Capacidad de operar en sectores confinados


AdquisicindeequiposnuevosPalas mecnicasneumticas sobre rielesCondiciones de diseo de la pala y factores que influyen en su rendimiento.Dentro de los factores influyentes en el rendimiento de este equipo, se debe destacarlos siguientes: Tiempo necesario para instalar y retirar la pala de la posicin de trabajo Tiempo por espera de carros Capacidad de los carros y su compatibilidad con la pala Distancia al lugar de descarga (carros u otro punto de descarga)


696

g g ( p g ) Limpieza del lugar, al finalizar la extraccin del material en la frente Capacidad del balde de la pala Estado mecnico de la pala Condiciones ambientales de operacin en la frente Habilidad del operador Presin del aire comprimido

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AdquisicindeequiposnuevosPalas mecnicasneumticas sobre rielesRendimiento de la pala mecnicaEl rendimiento de la pala mecnica de este tipo, se obtiene a travs de los clculos quese presentarn y de las consideraciones anteriores. Estos influirn en el valor estimadoy pueden ser valorados, en cada una de las etapas. Se debe definir los tiemposelementales, los cuales son:T1: Tiempo de excavacin en la frente, con fragmentos finos y homogneos en seg.Kd: Coeficiente de dificultad de carga (0.2 a 1).


697

Tiemporealdecarguo=Trc =T1 /Kd [segundos]Vb: Volumen del balde de la palaVc: Volumen til del carroK1: Coeficiente de relleno de la cuchara o balde de la pala (0.5 a 1)


AdquisicindeequiposnuevosPalas mecnicasneumticas sobre rielesRendimiento de la pala mecnicaEl nmero de ciclos, que se necesita para llenar el carro, queda definido de lasiguiente manera:

NC=Vc /(Vb K1 )


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Tiempo para llenar el carro = TC = NC T1 / Kd [segundos]T2: Tiempo para cambiar el carro en segundosT3: Tiempo de duracin del cambio de convoy, en segundos (la locomotora se

lleva el grupo de carros y trae el recambio)Z: Nmero de carros

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AdquisicindeequiposnuevosPalas mecnicasneumticas sobre rielesRendimiento de la pala mecnicaEl ciclo completo por carro, queda dado por:

A=TC+T3 /Z+T2Coeficientedeutilizacindelapala=Ku =TC/A

Rendimientohorariodelapala=Rp =60 Vc K1 Kd Ku /T1


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p p c 1 d u / 1

Se puede observar que, existen diversas variables en la operacin, que no dependendirectamente de la pala. Por esta razn, es difcil precisar un rendimiento, a menos quese cuente con una fuente de informacin de la realidad de cada operacin; en la quecada una de estas variables, tengan un comportamiento definido en la operacin(metodologa y tiempo).


AdquisicindeequiposnuevosPalas mecnicasneumticas sobre rielesRendimiento de la pala mecnicaLos principales inconvenientes de la operacin son el uso de carros y el montajede vas, este ltimo punto obliga a mantener las galeras con pendientes, que nosuperan el 2%.

La solucin al problema de los rieles, en la frente de operacin, fue lai i d l i b l bl d l


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incorporacin de palas con orugas; sin embargo, el problema de los carros semantena, y con ello la necesidad de disponer de las vas, para sudesplazamiento.A continuacin se detallan los aspectos ms relevantes de otros tipos de palasmecnicas.

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AdquisicindeequiposnuevosPalas sobre orugas de descarga axialelec o neumMayor versatilidad que las palas sobre rieles. Algunos datos tcnicos son: Capacidad 280300 litros Velocidad 1.62.5 Km/hora Potencia de traccin 29 HP Potencia de levante de cuchara 137,4 HP Peso 55.5 ton Presin sobre el piso 1.1 Kg/cm2 Consumo de aire 1520 m3/min P i id d t b j 4 4 5 t f

Palassobreorugasdedescargaaxial elec.oneum.

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Presin requerida de trabajo 44.5 atmsferas Rendimiento 3040 m3/hra Ancho de balde 1.21.23 m Ancho total 1.961.73 m Largo total de la pala 2.752.77 m Altura de descarga 1,2251.48 m Altura mxima 2.262,575 m


AdquisicindeequiposnuevosPalas sobre orugas de descarga axialelec o neumLas caractersticas son similares, solo se distinguen por el pivote de la pala, sus dosruedas motrices y direccionales, la distancia entre ejes y los neumticos. Capacidad 300600 litros Velocidad 11.4 m/segundo Peso 3.5 toneladas Largo total 3.5 m Altura 1.66 m Altura mxima 2.67 m

Palassobreorugasdedescargaaxial elec.oneum.

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Altura de descarga 1.68 m Ancho del balde 1.32 m Ancho total 1.96 m Rendimiento 5585 m3/horaLa ventaja es su mayor versatilidad, respecto a las palas sobre rieles y orugas.

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AdquisicindeequiposnuevosPalas mecnicasneumticas sobre orugas de descarga lateral Capacidad 600 litros Velocidad 2.5 Km/hora Potencia de traccin 29 HP Potencia de levante de cuchara 13 HP Peso 6.26.5 toneladas Presin sobre el piso 1.2 Kg/cm2 Consumo de aire 1520 m3/min Presin requerida de trabajo 4.5 atmsferas

Palasmecnicas neumticassobreorugasdedescargalateral

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Rendimiento 4055 m3/hra Ancho de balde 2.2 m Ancho total 2.45 m Largo total de la pala 3.14 m Alto de la pala 2.15 m Altura de descarga 0.7 m Altura mxima de viaje 2.65 m


AdquisicindeequiposnuevosPalaselctricas/neumticascontransporteincorporado Capacidad 0.31m3 Velocidad 22.1Km./hora Potenciadetraccin 29HP Potenciadelevantedecuchara 13HP Peso 6.87.222.5toneladas Presinsobreelpiso 1.31,45.6Kg/cm2 Consumodeaire 2045m3/min Presinrequeridadetrabajo 57atmsferas Rendimiento 4060m3/hra Ancho de balde 1 3 1 5 m

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Anchodebalde 1.31.5m Anchototal 1.952.4m Largototaldelapala 4,7759.4m Altodelapala 1.72,272.75m Alturadedescarga 1.21,72.115m Alturamximadeviaje 1.93.38m Anchodeataquemximo 310.2m ngulodepivotedelpuntodedescarga 010

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AdquisicindeequiposnuevosPalas autocargadorasneumticas sobre orugas

Este equipo tiene la particularidad de agregara su estructura un pequeo balde, que lepermite cargarlo y transportarlo, una vezlleno. Esto introduce el concepto de cargartransportar y descargar, proporcionandodeen algn modola independencia del equipode carguo de los carritos de transporte y

Palasautocargadoras neumticassobreorugas

705

de carguo de los carritos de transporte, ymejorando el rendimiento; el cual dependerde la distancia a la que sea transportado elbalde.

Sus caractersticas son:


AdquisicindeequiposnuevosPalas autocargadorasneumticas sobre orugas Capacidad de carguo por palada 280 litros Capacidad de balde de transporte 850 litros, descarga por el fondo Velocidad 2,5 Km./hora Potencia de traccin 29 HP Potencia de levante de cuchara 13 HP Peso 6.2 toneladas Presin sobre el piso 1.2 Kg/cm2 Consumo de aire 15 m3/min


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Presin requerida de trabajo 4.5 atmsferas Ancho de balde 1.15 m Ancho total 2.22 m Largo total de la pala 3.6 m Alto de la pala 1,775 m Altura mxima de viaje 2.4 m

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AdquisicindeequiposnuevosPalas autocargadorasneumticas sobre orugasEste equipo incorpora a su estructura una pequea tolva devolteo, que en comparacin a los modelos anteriores permite elaumento de su capacidad, adems el hecho de reemplazar lasorugas por neumticos le otorga una mayor movilidad, rapidez yversatilidad.


707


AdquisicindeequiposnuevosPalas autocargadorasneumticas sobre orugas Capacidaddecarguoporpalada 280litros Capacidaddecarguoporpalada 125500litros Capacidaddetolva 10002200litros Capacidaddecarganetahoraria 0.7m3/min. Velocidad 11.4m/segundo Neumticos 9 10" Peso 2.76.45toneladas Presinrequeridadetrabajo 47atmsferas Anchodebalde 1.25m Ancho total 1 77 m


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Anchototal 1.77m Largototaldelapala 2.92m Altodelapala 1.45m Alturamximadecarga 2.12m Altomximodedescargasuperiordelatolva 2.31m Altodedescargainferiordelatolva 0.46m Potenciatraccinmotor 2 8.6HP Potenciabalde 9.7HP Tasapromediodeconsumodeaire 133l/seg

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AdquisicindeequiposnuevosPalas autocargadorasneumticas sobre orugasEl desgaste de los neumticos delanteros es mayor que el de lostraseros, debido a que, el equipo se apoya ms en estos cuandocarga; por lo que es frecuente observar el uso de cadenas endichos neumticos, dndole ms traccin.

Principalmente este equipo se utiliza en el desarrollo de galeras


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Principalmente, este equipo se utiliza en el desarrollo de galeras,en el que el punto de descarga se encuentra cerca y no requierecarros; por lo tanto, se eliminan las vas.


Palas autocargadorasneumticas sobre orugasAdquisicindeequiposnuevos

CAVO310E A B D E F H I K LMetros 2.92 1.27 2.12 1.63 1.93 1.44 0.91 2.42 0.45


710

A

I

L

E

KD

F

H

B

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AdquisicindeequiposnuevosPalas autocargadorasneumticas sobre orugasEl rendimiento de una pala autocargadora se puede calcular determinando lassiguientes variables:Cb :Capacidaddelbalde(m3).d :Densidadinsitu(ton/m3)e :Esponjamiento.Fll :Factordellenadodelbalde.Di :Distanciacargado,puntodedescarga(m).Vc :Velocidadcargado,puntodedescarga(m/hra).

i i f d b j ( )

40

m3/hra3

0201


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Dv :Distanciavaco,frentedetrabajo(metros).Vc :Velocidaddelequipovaco(metrosporhora).T1 :Tiempodecarga(minutos).T2 :Tiempodedescarga(minutos).T3 :Tiempodeviajetotal(minutos)=(Di /Vc +Dv /Vv ) 60T4 :Tiempodemaniobras(minutos).NdeCiclosporhora=NC=60/(T1 +T2 +T3 +T4)[ciclos/hora]Rendimientohorario=NC Fll Cb d/(1+e)[toneladas/hora]

10

25 50 75 100 125 150mt.


AdquisicindeequiposnuevosPala autocargadoraDiesel sobre ruedasCon este, se buscaba mejorar el rendimiento del equipo.ya que,que era capaz de cargar y transportar el material se opt poraumentar la capacidad de la cuchara y de la tolva llegndose aeste equipo de las siguientes caractersticas relevantes:

Potencia 135 HP

Palaautocargadora Dieselsobreruedas

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Capacidad de pala 1 m3 Capacidad de tolva 5 m3 Dimensin mnima del tnel seccin 33 m

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Pala autocargadoraDiesel sobre ruedasAdquisicindeequiposnuevosOtro equipo de caractersticas similares es el Hangloader, cuya parte delanteracuenta con un sistema de manos o garras de movimiento continuo, las cualesatrapan el material fragmentado y lo mueven hacia una base; donde el materiales capturado por un sistema de alimentacin (hlices o aspas). Este sistemaenva el material hacia la parte posterior, descargndose por un sistema decorreas o cadenas, hacia el equipo de transporte.

Palaautocargadora Dieselsobreruedas

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MATERIALDEESTUDIOPARTEXDiap641-713