Tema 4 Carguio

7/22/2019 Tema 4 Carguio

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UNIVERSIDAD NACIONAL“SAN LUIS GONZAGA” DE ICA

NAZCA – PERU2009

CURSO : METODO DE EXPL OTA CIÓN SUPERFICIAL

TEMA : OPER ACIONES UNITA RIAS: CA RGUÍO

DOCENTE : ING. ARTURO GUTIÉRREZ



TEMA 4:CARGUIO EN TAJO ABIERTO

El carguío consiste en recoger el material tronado,mediante un equipo de carguío, desde el frente detrabajo para depositarlo en un equipo de transporteque llevará el material a un determinado destino(planta, botadero, stock).Es la tercera actividad unitaria en el proceso minero.

Alternativamente, los equipos de carguíopueden depositar directamente el materialremovido en un punto previamente definido.



PROCESO DE CARGUIO YTRANSPORTE



CLASIFICACION EQUIPOS DE CARGUIO

Los equipos de carguío pueden ser: unidades discretas de carguío , como es el caso depalas y cargadores;equipos de carguío de flujo continuo, como es el casode excavadores de balde (rotopalas) que realizan unaoperación continua de extracción de material.

Otra forma de diferenciar los equipos de carguíoconsidera si éstos se desplazan o no, por lo que sedistingue entre equipos sin acarreo y equipos conacarreo mínimo.



AREA DE CARGUIO

Área restringida sin señalización; limitada 50 m a laredonda; corresponde a la trayectoria yaculatamiento de los camiones.

Es la zona donde se relacionan los conjuntos pala -camión, cargador frontal - camión y equipos deapoyo.



EQUIPOS EN EL AREA DEL CARGUIO

Palas electromecánicas o cargadores frontales dediferentes capacidades de balde.

Camiones de extracción eléctricos o mecánicos (conla capacidad varía entre 90 y 360 toneladas detolva.)Equipos de apoyo a la producción: tractores

montados sobre orugas, tractores montados sobreneumáticos, motoniveladoras, camión regador,manipulador de cables y otros.



VARIABLES DE CARGUIO

Las variables que influyen en los resultados de laactividad de carguío se reflejan en el cálculo delas producciones horarias.

Condiciones de operación (clima, caminos, turno,etc.) a que puede estar sometido un equipo decarguío, afectarán los tiempos del ciclo de carguíoy la productividad.



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Capacidad del balde es la cantidad de material acargar. Se expresa en unidades de peso y volumen.Se debe tener en cuenta que los equipos carganpeso y no metros cúbicos de material.

El tipo de roca y la densidad esponjada (masa deroca por unidad de volumen para la granulometríade la tronadura) afectan el factor de llenado delbalde (el porcentaje de la carga media sobre lateórica máxima posible) según las condiciones enque se encuentre el material apilado.




El piso de la zona de carguío debe estar nivelado paraevitar excesivos balanceos , que aumenten losdesgastes y puedan provocar daños estructurales en elequipo.

La altura del banco afecta a la capacidad de cargacuando la pala trabaja en bancos con altura muy inferior o superior a lo normal, bien porque se trata del primer banco de apertura de la mina u otra situación.

La experiencia del operador aumenta o disminuye lostiempos de ciclo de carguío debido al posicionamiento dela máquina respecto al entorno (mina, camiones yequipos auxiliares).




PILAS DE MATERIAL ADECUADAS A LOS EQUIPOS CARGA



CICLO DE TRABAJO

Las excavadoras se dividen en las palas de cable y laspalas hidráulicas, siendo las primeras las de másamplia aplicación en la gran minería debido a sus altascapacidades y excelentes resultados de operación.

El ciclo de excavación de una máquina consta decuatro fases distintas: excavar, girar, descargar baldey retornar.Excavar el frente del banco, una vez lleno el balde girar

hasta situarla sobre un receptor de la carga, descargar y retornar girando en vacio hasta el frente, al mismotiempo descendiendo el balde , para empezar el nuevociclo.



PALAS El tiempo que se necesita en la fase de giro delciclo de excavación representa la mayor partedel tiempo completo del ciclo.

Mantener el arco de giro lo más cerrado posibleayuda a mejorar la eficiencia de operación Unarco de giro de 70 ° se considera estándar, esdecir 100% del rendimiento óptimo.



PALAS Al aumentar el tamaño del arco se disminuye elrendimiento; mientras que al disminuir el arco seaumenta el rendimiento.El alcance más largo de la pala eléctrica lepermite mantener un arco de giro óptimo durantemás ciclos de excavación antes de que seanecesario la propulsión a otra posición.El operador de la pala hidráulica tiene la opción

de girar más allá para lograr un alto factor dellenado o propulsionar para acercarse al frentede trabajo, ambos casos tiene un impactonegativo en los tiempos de ciclo.



El mayor alcance inherente de la pala eléctricaproporciona un mejor arco de giro y menospropulsión hacia el frente de trabajo.Con el alcance limitado de una pala hidráulica, laubicación de los camiones y la ubicación adecuadadel botadero consumen más tiempo.Mientras en teoría los tiempos de ciclo de las palashidráulicas son similares a los de la pala eléctrica,en práctica los tiempos de ciclo de la pala eléctricaconstantemente son menores que los de la palahidráulica.

PALAS



Existe una relacióninversa entre el tamaño del arco degiro y el rendimientode la pala; entre más

pequeño es el arco de

giro, mayor es el rendimiento

Arco de giroPorcentajeaproximadode productividadóptima

45° 126%

50° 116%

60° 107%

70° 100% (estándar)

100° 88%

130° 77%

180° 70%

PALAS



PALAS



PROCESO DE CARGUIO EN MINA DE UNA PADE CABLE



PALA DE CABLE O MECÁNICOEquipo de carguío, que se utiliza para cargar yexcavar material en un banco tronado, a través deun sistema de levante de balde por cables.Este equipo está montado sobre orugas, para sudesplazamiento de avance, y está alimentada,normalmente, en forma eléctrica para suoperación.



PALA DE CABLE O MECÁNICO



PALASExisten dos tipos principales de palas, las mecánicas y lashidráulicas. Ambos tipos pueden tener la mismacapacidad desde el punto de vista eléctrico, utilizando uncable alimentador o mediante un motor diesel. Lasunidades operadas mediante motores diesel, tienencostos operacionales y de mantenciónconsiderablemente más altos, pero tienen la ventaja deno requerir de un elaborado sistema de distribución de

energía eléctrica para alimentarlos. Se utilizanprincipalmente en áreas distantes en donde la energía nose encuentra disponible a un costo razonable, o enaquéllas áreas cuyas condiciones climáticas y/o topográficas son



PALASseveras y, por lo tanto, resulta difícil o imposiblemantener un sistema de distribución de energía. LaFigura 1.5A, muestra una pala mecánica típica cargandoun enorme camión de transporte. La flecha verticalindica la altura de la polea de punto ascendente,dimensión a menudo utilizada para definir la alturamáxima y segura del banco operativo, lo que constituyeun parámetro de diseño básico e importante y que se

discutirá posteriormente. La Figura 1.5B, es un ejemplode un banco, el cual es demasiado alto para la pala que seutilizó para extraerlo. Se pueden distinguir las marcas delos dientes de la pala.



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PALASLa pala es incapaz de alcanzar el nivel superior delbanco. El área de la cresta no puede ser controlada por lapala, lo que resulta en condiciones operativas difíciles.Figura 1.5C, es otra vista de una pala mecánica realizandouna operación de carga. Aquí el camión se encuentra enposición, con tal de minimizar el ángulo de rotación, loque resulta en una operación de carga muy eficiente.Las palas mecánicas se han empleado por muchos años.



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OPERACION

Procedimientos de trabajo con excavadoras decarga según sea la forma de atacar la frente delbanco:

carga a ambos lados;

carga a un solo lado;avance paralelo al banco.



CARGA A AMBOS LADOS



CARGA A UN SOLO LADO



AVANCE PARALELO AL BANCO



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PALASLos baldes de las palas mecánicas o eléctricastendrán mejor rendimiento que los baldes de palashidráulicas en terrenos abrasivos con menor tiempode detención y menores costos de mantención .



PALASTipo de excavación , Descripción del material 1. Excavación fácil. Materiales sueltos de formagranular, que fluyen libremente. Esto puede incluir materiales de pila de stock o materiales que se están re-manejando.2. Excavación media. Materiales que se excavan deyacimientos naturales que requieren poca tronadura, omateriales in-situ que requieren poca fuerza paraexcavarlos del banco, y que se categorizan como"excavación libre". La arenisca erosionada, bien tronadatambién podría considerarse en esta categoría.



PALAS3. Excavación difícil. Materiales que requieren tronadura y cuyotamaño de fragmentación es menor que 1 m. Después de latronadura, el material está suelto en el banco, pero se requierefuerza para cargarlo. El material es de mediana densidad y es pocoabrasivo. Algunos materiales in-situ se categorizan como de

"excavación libre", como las arenas petrolíferas y algunosyacimientos de hierro que también se consideran en esta categoría.

4. Excavación muy difícil. Materiales que requieren tronadura conaltos factores de detonación. Estos materiales generalmente tienen

alta resistencia a la compresión, densidad y abrasividad. Otrosfactores geológicos como unión y actividad de fallas tambiéncontribuyen a la mala fragmentación creando condiciones deexcavación muy difícil. Algunas veces las arenas petrolíferas in-situentran en esta categoría.



PALAS Al excavar rocas del frente de trabajo,independientemente de la herramienta de cargaque se use, se tienen que aplicar primerobuenos mecanismos de rocas paradesensamblar el banco y sacar el material.

Aunque es posible utilizar diferentes métodos de

excavación, la seguridad es primero y luegodeben prevalecer las condiciones deproductividad.



PALAS HIDRAULICASLas palas hidráulicas grandes son relativamentenuevas. Las palas mecánicas, son más sólidas yconfiables. Su acción excavadora consiste en unmovimiento de empuje, recoge y movimiento

ascendente (Ver Figura 1.7A).

Las palas hidráulicas grandes son relativamentenuevas, pero se han hecho muy populares. Estas, soncapaces de variar la inclinación del balde (Ver Figuras1.7A y 1.7B), lo cual estimula la eficiencia de laexcavación. Los dos tipos de palas son tractores-orugas armadas y pueden rotar 360 grados en un

círculo de rodillo (Ver Figura 1.7A).



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PALAS HIDRAULICASSon equipos que han alcanzado un rápido desarrolloen los últimos treinta años, aplicados inicialmente enlas obras públicas como las retroexcavadoras, eintroduciéndose luego en la minería con los sistemasde carga frontales y con unos tamaños en progresivoaumento.Sus características básicas son:

Accionamiento diesel o electrohidráulico, conpotencias de hasta 1.800 kW.

Sistemas de arranque y carga, frontal o retro.Montaje sobre orugas.Superestructura con giro completo y diseño

compacto.



PALAS HIDRAULICASSu campo de aplicación como equipo dearranque directo, permite la realización deexcavaciones de obras de drenaje, trincheras,etc., para tamaños pequeños, y los equiposmayores, con carga frontal, pueden desempeñar funciones de arranque y carga sobre volquetes osobre las instalaciones de trituración y transportecontinuo, siendo un buen suplemento en la granminería como sustitutivas de las excavadoraspor su mayor movilidad y selectividad.



PALAS HIDRAULICAS

Las palas hidráulicas presentan la ventajaadicional de disponer de un tercer movimientodel cazo que las dota de una mayor versatilidady capacidad de arranque de las rocas, alpenetrar en estas aprovechando los planos dedebilidad, lo cual les permite una mayor selectividad para separar el mineral del estéril.

La Figura 1.6, es una vista de una palahidráulica cargando un camión de transporte.



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PALAS: MECANICAS E HIDRÁULICAEl Cuadro 1.2, entrega un listado de los costosoperativos y costos capitales típicos para ambos tiposde palas. Las estimaciones más comunes deproductividad también se muestran aquí paraaplicaciones en roca resistente.



CAPACIDAD DEL BALDE



El equipo de limpieza es necesario con palashidráulicas y palas mecánicas o eléctricas enoperaciones de alta producción y bajo costo.El uso de una pala minera para limpiar no esun uso eficaz del equipo.El equipo auxiliar esta considerado en el

calculo de los índices operacionales parapalas como por ejemplo el tiempo de reserva

PALAS MECÁNICA E HIDRÁULICA



La excavadora hidráulicapuede excavar más abajodel nivel del terreno.

La preparación de unarampa hacia una bermamás baja es unaoperación normal deloperador de unaexcavadora hidráulica.

El movimiento de empujede las palas mecánicas oeléctricas mineras

proporciona la capacidadde excavar más abajo delnivel del terreno y cortar una rampa hacia abajo

PALAS: MECANICA E HIDRÁULICA



La pala hidráulica tiene una pequeña ventaja cuandose excavan rampas hacia abajo. Sin embargo, enoperaciones de alta producción y bajo costo

típicamente no es económicamente eficaz utilizar una herramienta de carga primaria para excavar unarampa.La mayoría de las minas tienen equipo auxiliar para

realizar este tipo de tareas de desarrollo, dejandoque las palas grandes maximicen el movimiento dematerial

PALAS: MECÁNICAS E HIDRÁULICAS



Lo que importa son las toneladas movidas.Los fabricantes de palas hidráulicas y mecánicas oeléctricas utilizan diferentes estándares aceptados paraindicar la capacidad nominal de sus baldes.

Es muy importante comprender la aplicación de losfactores de llenado al indicar el tamaño del balde, a finde optimizar el rendimiento del equipo de carga.


Facilidad de excavación delmaterial

Factor aproximado de llenado delbalde

Pala eléctrica Pala hidráulica

Excavación fácil 1.05- 1.20 .95- 1.05

Excavación media 1.00- 1.15 .90- 1.00

Excavación difícil .90 - 1.00 .85 - .95

Excavación muy difícil .85 - .95 .80 - .90



Las palas hidráulicas y mecánicas o eléctricastienen la capacidad de retirar material defrentes bajo o pilas.Es dudoso que exista demanda de estacapacidad en operaciones de alta producción ybajo costo, donde hay disponible equipoauxiliar para apoyo de las operacionesmineras.




Una pala mecánica o eléctrica minera tiene unalcance de excavación al nivel del pisoaproximadamente igual al de una pala

hidráulica de la misma capacidadLa excavadora hidráulica puede mantener elbalde paralelo al y sobre el terreno.Esta técnica minera es vital para la penetracióncorrecta y separación limpia de capasdelgadas de minerales o desmonte





Tanto la pala hidráulica como la mecánica o eléctricadescargan el material en una forma similar. Elcontrol de la descarga del material es mayor conuna pala hidráulica.




La pala eléctrica o mecánica minera tiene unaclara ventaja en este atributo y la seguridad y facilidad de operación que se obtiene al estarmás alejada del frente del banco esfrecuentemente mencionado por losoperadores como una de las razones por las queellos prefieren las palas eléctricas


Capacidad del balde Radio de excavación Pala hidráulica Pala eléctrica

25.2m3 (33.0 yd3)35:2m3 (46.0 yd3)43.6m3 (57.0 yd3)

16.5m 21m 17.5m24m 17.5m 24m



El alcance de la pala mecánica o eléctrica leda una ventaja única de excavación. Losoperadores de las palas hidráulicas tienden a"guardar su distancia" al frente de trabajo, loque resulta en un llenado no óptimo del baldey mayor desgaste de los componentes del

sistema de propulsión.





La ubicación más alta de la cabina del operador dela pala mecánica o eléctrica con respecto al pisode la mina y una buena distancia desde el frentede trabajo, dan a la pala eléctrica una ventajadefinitiva de seguridad para el operador cuando seretiran rocas grandesLa práctica normal sería retirar el material a cadalado del bolón, excavando un corte a lo largo de

uno de los lados para que sirva como rampa desalida. El objetivo de esta rampa de salida esdirigir la rodadura del bolón alejándolo de lamáquina.




Los procedimientos para retirar bolones osecciones de pie son básicamente losmismos para las palas hidráulicas y

mecánicas o eléctricas. Ninguna pala puedeexcavar a través de este material; tiene queripearlo o palanquearlo hacia arriba, ya seacon el equipo o con un aditamentoescarificador o riper en un tractor de orugas omediante tronadura secundaria en casosextremos.


Á Á



Las palas hidráulicas tienen una ventaja cuandodescargan desperdicios grandes; sin embargo, esdudoso que esto se use en una operación de altaproducción y bajo costo.

Fabricantes de palas hidráulicas señalan unaventaja en este atributo, los estándares deseguridad de la mayoría de las empresas minerasno permiten la carga de camiones grandes de esta

forma, porque la carga de choque al camión puedelesionar al personal y dañar la estructura delcamión.





El rango de las palas mecánicas o eléctricas y las

limitaciones de tamaño que presentan la tecnologíade las palas hidráulicas, hacen que la palamecánicas o eléctrica sea la mejor opción para lamayoría de los camiones mineros.Capacidad camión-pala

Carga concéntrica en la línea central de la tolvaEspacio libre para el balde arriba del vértice de lacarga

Espacio libre seguro para ubicar el camión paracargarlo desde la palaCargar el camión hasta la carga permitida en elmenor número de pasadas (idealmente tres)


CRITERIOS, EXCAVACION Y CARGUIO,



CRITERIOS, EXCAVACION Y CARGUIO,COMPATIBILIDAD CON EL CAMION



RETROESCAVADORA

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ROTOPALAS



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La máquina excavadora mas grande del mundoROTOPALAS



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ROTOPALAS

Esta es una máquina de producción continuao alemana en la que las funciones dearranque, carga y transporte, dentro de ella,están separadas, siendo realizadas las dosprimeras por el rodete y la ultima por un

sistema de cintas transportadora.

ROTOPALAS



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ROTOPALASVENTAJAS

Máquinas de excavación continuaTiene un Coste de Operación bajotiene un consumo de energía menor,del 60 al 70 % del de lasexcavadoras de cablesNo genera impactos durante la cargaEl material excavado puede ser descargado sobre una gran variedadde sistemas: camiones , vagones ocintas transportadorasProporciona un material excavadode pequeño tamaño, lo que facilitasu transporte con cintasPermiten una gran selectividad en laexcavación y alta capacidad deproducciónEl sistema de trabajo proporcionataludes muy estables y bancosanchos

ROTOPALAS



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ROTOPALASDESVENTAJAS

Requiere un mantenimientoamplio y complejoInversión muy elevadaNo pueden excavar materialesduros, abrasivos y compactosConfiguran sistemas pocoflexibles debido a su pocamovilidad. Su utilización se vemuy afectada por los cambiosgeométricos y teutónicos delyacimientoNo pueden excavar materialescompactos y abrasivosConstituyen sistemas en los queexiste una fuerte dependenciaentre la disponibilidad global y elnúmero de elementos en serieque los integranSon equipos que requieren unasinversiones muy elevadas

ROTOPALAS



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ROTOPALASTipos :

- Compactas- Semi compactas- Convencionales

La clasificación de estasRotopalas se hace en funciónde:

L / D = Long. Del brazo del rodeteDiámetro del rodete

La longitud del brazo determinala anchura y altura del bloque aexcavar, mientras que eldiámetro del rodete es el que fija

la capacidad de producción



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ROTOPALASFACTOR DE EFICIENCIA

Este factor se define por:n = Qef / ( Qt / S)

Donde:

- Qef = producción Efectiva- Qt = Producción teórica- S = Esponjamiento

Este coeficiente toma lassiguientes valores medios dela tabla, para cada uno de lostipos de rotopala

ROTOPALAS



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ROTOPALASPARTES FUNDAMENTALES

Estas partes son:

- Tren de Rodaje- Corona de giro- Brazo del Rodete- Rodete- Cangilones y

elementos de corte

- Sistema de izado- Descarga de laRotopala

- Sistema de cintas

ROTOPALAS



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ROTOPALASPARTES FUNDAMENTALES A DESTACAR

Tren de Rodaje : este permite la traslación de lamaquina los tipos disponibles son: - sobre vías ysobre orugasVías: Este transmite las fuerzas originadas en lamaquina al terreno, por medio de los carriles. Laretención del equipo se produce debido a la fricciónentre las ruedas y los carrilesOrugas: Los esfuerzos producidos por la maquina setransmiten por medio de los rodillos a las cadenas yde estas al terreno, a través de las placas del tren derodaje. En este encontramos diferentes números deorugas por ejemplo.

ROTOPALAS



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Rodete: Este componente se encarga de arrancar el material delfrente de excavación, y su diseño influye decisivamente sobre laproducción del equipo.

Este diseño depende de:- Propiedades geoestructurales de los macizos- Las resistencias de los materiales a ser excavados- La producción horaria requerida

Tipos de Rodetes- Celulares- No Celulares- Semicelulares

ROTOPALASPARTES FUNDAMENTALES A

DESTACAR

ROTOPALAS



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Brazo del rodete : La longitud de brazo del rodete influye sobre laanchura del bloque de extracción, la altura de banco y la selectividad dela Rotopalas.La elección del parámetro “ L/D” debe ajustarse a cada tipo deyacimiento, determinando:- Altura de banco- Anchura de bloque

-Maniobras de la Rotopalas en el cambio de terraza- Número de maquinas en operación- Los tiempos improductivos: como ripeado en cinta- Inversión necesaria- Vida del proyectoVelocidad de rotación del rodeteDepende de la resistencia del material a ser excavado y de la fuerzacentrifuga que impide el vaciado de los cangilones. Accionamiento del RodeteEste depende de 4 tipos de potencias :-Potencia de Excavación - Potencia de Aceleración-Potencia de Elevación - Potencia Perdida


ROTOPALAS



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Sistema de Cinta : En el uso de Rotopalas se produjo unagran rebaja de cintas en un comienzo eran 10 cintas hastaahora a 4 cintas que se utilizan en modelos actuales,estas cintas son:- La cinta del Rodete- La cinta central que se desplaza excéntricamente- La cinta extensible del puente- La cinta de carga

En las Rotopalas semi compactas se prescinde de la cintacentral y en las compactas solo existen dos cintas.La velocidad de las bandas, por lo general, se mantienepor debajo de los 4,5 m/s.Los principales puntos de transferencia son el del rodete, yel del eje de giro


ROTOPALASOPERACIONES BASICAS Y PRACTICA



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OPERACIONES BASICAS Y PRACTICAOPERATIVA

La Rotopala opera en combinación de dos movimientos:- La rotación del rodete- El giro del brazo que sustenta al mismo

Variantes de ExcavaciónLa Rotopala puede excavar de dos formas:

a) En terrazas b) en cortes descendentes

La elección del sistema de excavación depende de las característicasgeomecánicas de los materiales y de las necesidad de realizar losarranques selectivos



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ROTOPALASSISTEMAS DE TRABAJO

Los Métodos de Trabajo son:- Excavación en bloque lleno- Excavación en Frente Largo- Excavación en Bloque Lateral- Excavación Bajo nivel de Oruga

ROTOPALAS



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ROTOPALASSistemas de Trabajo

ROTOPALAS



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PRINCIPALES APLICACIONESEn Minería.Excavación del recubrimiento directo, en todo el espesor, hasta dejar elmineral al descubierto.

Arranque del recubrimiento con vertido directo de los materiales pococonsolidados mas superficiales, dejando al descubierto las rocascompetentes, que serán extraídas por dragalinas, excavadoras de cables,

etc.Extracción del mineral cuando este es poco resistente: lignito, bauxita,fosfato, etc.

Obras Públicas:

Ejecución de grandes movimientos de tierras en obras lineales, tales comocanales y autopistasLos métodos de explotación en los que pueden utilizarse rotopalas sonfundamentalmente dos: descubiertas y terrazas y su elección depende de laestructura del yacimiento, recubrimiento de estéril, diseño de laexplotación, etc.

ROTOPALAS



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ROTOPALASCONDICIONES DE SELECCION

Las Rotopalas son máquinas con grandes rendimientos de arranque en terrenos y condiciones de operación adecuados. Las mejores condiciones se dan engrandes yacimientos horizontales, de materiales poco consolidados y uniformes, tal como aluviones, suelos, rellenos glaciales, etc.Se debe tener en cuenta estos puntos:- Los bloques de roca no pueden ser manipulados por estas maquinas

- Los materiales muy duros no son adecuados ya que se requiere una potenciadel rodete muy elevada y se somete a la maquina a tensiones muy importantes.- Los materiales pegajosos producen problemas de apelmazamiento y atascosen los cazos, en las cintas y en los nudos de transferencias.- Los materiales muy abrasivos producen un fuerte desgaste en las puntas y dientes de los cazos.

- Los frentes de excavación deben ser estables

El proceso de selección de la máquina tiene dos etapas básicas: elcálculo de la producción teórica y la definición de la geometría de lamÁquina



DRAGALINAS



DRAGALINAS

Son unos equipos cuyas características básicas son su granalcance y la posibilidad de efectuar la excavación por debajode su nivel de emplazamiento, y constituyen, junto con lasrotopalas, las máquinas mineras de mayores dimensionesexistentes en la actual minería a cielo abierto.

El movimiento de traslación se consigue a través de orugaso mediante un sistema de patines desplazables, quecaracterizan los dos tipos de dragalinas existentes. Elaccionamiento es diesel con potencias de hasta 1.500 kW

para las unidades más pequeñas, montadas sobre orugas, y alta tensión eléctrica para las grandes montadas sobrepatines con potencias que pueden alcanzar hasta 18.000kW con tensiones superiores a los 5 000 V.

DRAGALINAS



DRAGALINAS

El uso de dragalinas está indicado en las operacionesdonde el material arrancado es transferidodirectamente a unas distancias cortas, inferiores a 120m y su profundidad alcanza, en principio, unos 2/3 dela longitud de la pluma que puede llegar, hoy en día,hasta los 150 m de alcance.

La capacidad de excavación depende no sólo de lacaracterísticas resistentes de la roca, sino incluso de su

disposición estructural. En ocasiones el arranque secombina con unas pre voladuras de esponjamiento o deunas voladuras de máxima proyección. La capacidad dela cuba puede alcanzar los 200 m3.



CARGADOR FRONTAL

Es un equipo que se utiliza para cargar y excavar material en un banco tronado, a través de unsistema de levante hidráulico de balde, para luegodepositar la carga sobre un camión.

Este equipo está montado sobre neumáticos loque le permite una mayor movilidad y flexibilidad.La capacidad de producción depende de ladistancia recorrida, ya que este equipo trabajadesplazándose.



CARGADOR FRONTAL

Cabina deloperador

Motor

Sistema Hidráulico

Chasis

Balde

Neumáticos

CARGADORES FRONTALE



CARGADORES FRONTALELas Figuras 1.12A, B y C, son fotos de grandescargadores frontales típicos y articulados,diseñados para realizar excavaciones en roca. Ladiferencia principal entre estos tipos demáquinas y los dos tipos de palas descritasanteriormente es que éstos son de gomaneumática armada con oruga armada y no rotan

en un círculo de rodillo. La Figura 1.13, es unailustración esquemática de un cargador frontaltípico, indicando los movimientos de excavación

y carga.



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CARGADORES FRONTALE



Tienen algunas ventajas sobre las palas, incluyendo unamayor movilidad y un costo capital más bajo para unacapacidad de producción equivalente. La movilidad aquíconstituye una gran característica en el sentido de sercapaz de trasladarse hacia otras áreas dentro de la minapara la mezcla de materiales, etc. Por ejemplo, uncargador frontal podría desplazarse 2 km. hacia elinterior de la mina en menos de 5 minutos, en tanto queuna oruga armada podría tardar 5 horas, dependiendo de

cada situación en particular. Algunas unidades muy grandes se utilizan actualmente en la industria,incluyendo el Caterpillar 994 y Letourneau 1800, cuyacapacidad de balde, se encuentra en el rango de los 40metros cúbicos.



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CARGADORES FRONTALE



CARGADORES FRONTALEEl tiempo de carga de camiones y el tiempo entre cargas,son mucho mayores al compararlo con el de las palas.Más que simplemente rotar sobre un círculo de rodillo,como es el caso de la pala, el cargador frontal debemaniobrar una operación, como se ilustra en Figura 1.13.

En general, los camiones no pueden tomar posicióncomo ocurre con el método de doble reverso de palas y camiones. Esto es por razones de seguridad, en que elcargador frontal se desplaza hacia su punto operativo. La

capacidad de excavar pies resistentes y generar un suelonivel, no constituye una muy buena operación, y loscostos de mantención y operacionales tienden a ser másaltos.



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CASO EJEMPLO CARGA REAL



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HISTOGRAMA Y ESTADISTICOSCARGAS REALES CAMION CAT 789C

Mina Doña Ines de Collahuasi ( I.C.V.)ROSARIO

Tabla F.4 . Estadísticos Tonelajes reales acarreadas por camion Cat 789C - Rosario TONELADAS Xi fi Fi Xi * fi Xi - X prom. Fi*(Xi - Xprom)¨2 Ln (xi)*fi/N

148 158 153 2 2 306 37 2.787 0,077158 168 163 4 6 652 27 2.987 0,156168 178 173 10 16 1.730 17 3.003 0,393178 188 183 30 46 5.490 7 1.611 1,193

188 198 193 55 101 10.615 3 393 2,210198 208 203 25 126 5.075 13 4.014 1,014208 218 213 5 131 1.065 23 2.570 0,205

TOTAL 131 24.933 17.365 5,247

Amplitud 10 Carga Minima 148,48Media aritmetica 190,33 Carga Máxima 213,84

Media geometrica 189,97 Rango 65,36Moda 189,74 Nª de Datos 131

Mediana 191,35Varianza 133

Desviación estándar 12Error Media (95% confinaza) 1,99

CASO EJEMPLO CARGA REAL



105

0

10

20

30

40

50

60

153 163 173 183 193 203 213

F r e c u e

n c

i a

Carga útil Camión Cat 789C (Ton)

HISTOGRAMA CARGA REALCAMION CAT 789 C

FACTOR DE LLENADO BALDE(%) CARGADOR



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FRONTAL CAT 994HISTOGRAMA Y ESTADISTICOS

Mina Doña Ines de Collahuasi ( I.C.V.)ROSARIO

Tabla G.8. Estadísticos Porcentaje Llenado Balde Cargador FrontalCat 994 - Rosario

% Llenado Xi fi Fi Xi * fi Xi - X prom.Fi*(Xi - Xprom)¨2 Ln (xi)*fi/N54 64 59 8 8 472 36 10.161 064 74 69 10 18 690 26 6.574 074 84 79 11 29 869 16 2.690 084 94 89 22 51 1.958 6 700 194 104 99 43 94 4.257 4 818 1104 114 109 30 124 3.270 14 6.187 1114 124 119 9 133 1.071 24 5.341 0

TOTAL 133 12.587 32.471 5

Amplitud 10 % de Llenado Minimo 54,84Media aritmetica 94,64 % de Llenado Máximo 121,84

Media geometrica 93,20 Rango 67

Moda 102,24Nª de Datos

133Mediana 98,56Varianza 244,14

Desviación estándar 15,62Error Media (95%

confinaza) 2,70

FACTOR DE LLENADO BALDE(%) CARGADORFRONTAL CAT 994



107

0

10

20

30

40

59 69 79 89 99 109

F r e c u e n c

i a

Nivel de Llenado Balde Cargador Cat 994 (%)

HISTOGRAMA FACTOR DE LLENADO BALDE

CARGADOR FRONTAL CAT 994

FRONTAL CAT 994

HISTOGRAMA Y ESTADISTICOS TIEMPO CICLPALADA CARGADOR CAT 992C



108

PALADA CARGADOR CAT 992CMina Doña Ines de Collahuasi ( I.C.V.)

Canchas Oxidos (Ujina)

TIEMPOS (Min) Xi fi Fi Xi*FiXi - Xprom.

Fi*(Xi -Xprom)¨2 Ln (xi)*fi/N

0:00:38 0:00:45 0:00:42 18 18 0:12:27 0:00:15 1:07:30 21:31:440:00:45 0:00:52 0:00:49 14 32 0:11:19 0:00:08 0:14:56 17:26:070:00:52 0:00:59 0:00:55 11 43 0:10:10 0:00:01 0:00:11 14:06:210:00:59 0:01:06 0:01:03 13 56 0:13:33 0:00:06 0:07:48 17:14:080:01:06 0:01:13 0:01:09 9 65 0:10:25 0:00:13 0:25:21 12:11:39

0:01:13 0:01:20 0:01:17 8 73 0:10:12 0:00:20 0:53:20 11:07:130:01:20 0:01:27 0:01:23 2 75 0:02:47 0:00:27 0:24:18 2:49:41TOTAL 75 1:10:54 3:13:24 0:26:53

Amplitud 0:00:07 Tiempo Minimo 0:00:38Media aritmetica 0:00:57 Tiempo Máximo 0:01:27

Media geometrica 0:00:56 Rango 0:00:49Moda 0:00:42 Nª de Datos 75

Mediana 0:00:57Varianza 0:02:35

Desviaciónestándar 0:00:12

HISTOGRAMA Y ESTADISTICOS TIEMPO CICLPALADA CARGADOR CAT 992C



109

0

4

8

12

16

20

00:00:42 00:00:49 00:00:56 00:01:03 00:01:09 00:01:17 00:01:23

F r e c u e n c

i a

Tiempo Ciclo Baldada

PALADA CARGADOR CAT 992C

CARGADORES FRONTALESV t j



110

I. Gran movilidad, alcanzando hasta los 17 Km/H y por ello puedenrealizar el transporte a cortas distancias, lo que no es muyrecomendable.

II. Altura de descarga comprendida entre 3 y 7 metros.III. Diseño muy compacto con una relación media Peso en

servicio/Tamaño del balde de 7,5 t/m .IV. Relación favorable de Potencia instalada/Capacidad del balde,

alcanzándose un valor medio 62 HP/m .V. Capacidad para remontar y trabajar en pendientes.VI. Excelente maniobrabilidad y radio de giro pequeño gracias a la

articulación central.VII. Posibilidad de obtener mezclas en el rajo debido a su gran

movilidad.

VIII. Facilidad para mantener un piso de carga mas limpio, noprecisándose maquinas auxiliares para estos menesteres, como enel caso de las palas de cable.

Ventajas:

CARGADORES FRONTALES



111

Desventajas :i. La productividad se reduce con la aparición de problemas de

tracción, en suelos embarrados y blandos.ii. Cuando el piso se encuentra con grandes patas y se trata derocas duras y abrasivas, se incrementa el costo de losneumáticos.

iii. Presentan un mal rendimiento energético debido a que, cuandorealizan la carga, se ejecutan movimientos improductivos, ya quedeben acomodarse para cargar y descargar el material.

iv. Menor disponibilidad física que las palas.

IX. Adaptabilidad a diferentes métodos de arranque y transporte

X. Menor inversión de capital que en otros sistemas de carga.XI. Menor peligro de envejecimiento debido a su menor vida útil(10.000 a 15.000 horas).

CARGADORES

FRONTALES L1800 DE 33YD3

45 TON)



112

Cargador frontal limpiando el piso )

DESFASE ENTRE EQUIPOS DE CARGUIO



113

CALCULO LARGO CANCHA DE ACULATAMIENTO (LC



114

Se refiere al largo mínimo necesario para la ubicación de los camiones

en el punto de extracción, con el fin de realizar con facilidad, sus

maniobras de posicionamiento.

Donde:

Lca: Largo de cancha de aculatamiento (m)

Lp: Largo de pala (m)

d1: Distancia mínima entre pala y camión (m)

Rg: Radio de giro del camión (m)Lc: Largo camión (m)

d2: Distancia mínima entre camiones estacionados (m)n: Número de camiones en la fila de espera.

DESFASE EN UN MISMO BANCODesfase entre frentes de avance (D )



115

Desfase entre frentes de avance (D 1)

se refiere a la distancia que debe mantener una pala de otra, cuando ambas

se encuentran en un mismo banco, y trabajando en la misma dirección.

Donde:

D1: Desfase en un mismo banco (m)

A: Ancho de carguío (m)

T: Tonelaje polvorazo (t)

H: Altura de banco (m)

DESFASE ENTRE FRENTES DE AVANCE YRETROCESO (D2)



116

Donde:

Lac: Largo cancha aculatamiento (m)

Lp: Largo pala (m)

d1: Distancia mínima entre pala y camión (m)

Rg: Radio de giro del camión (m)

Lc: Largo camión (m)n: Número de camiones en fila de espera

d2: Distancia mínima entre camiones estacionados (m)

RETROCESO (D2) se refiere a la distancia que debe existir entre los equipos de carguío

que se encuentren en un mismo banco, pero que su avance sea ensentido contrario.

COMPARACION



Pala de cable Cargador frontal+ menores costos de operación+ mayor vida útil+ mayor disponibilidad

+ costo de capital puede llegar a ser el triple

+ al estar montada sobre

orugas es restringida.

+ excelente maniobrabilidad+ un radio de giro pequeño+ facilidad de mantener un

piso de carga más limpio (noprecisándose maquinasauxiliares)

+ posibilidad de obtener

mezclas de mineral

Tema 4 Carguio

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