ADEMES MECANIZADOS

Abancay 2014

UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMAC

ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINAS

Desarrollo de los ademes mecanizados

Este tipo de ademes se ha obtenido después de los grandes avances de los ademes de acero de las frentes largas.

Hasta la Segunda Guerra mundial, estuvieron en uso los postes de fricción y las varillas o barras.

Con el acero se producen diversos tipos y sistemas para ademar techos de minas,

podemos mencionar entre las diversas clases, las siguientes:

Arcos. Pernos de anclaje. Postes de fricción. Soportes hidráulicos. Ademes caminantes.

Postes de fricción.

Se desarrolló un nuevo sistema de diseño hidráulico, con postes y cabezales incorporados en una sola unidad y conectados a los transportadores blindados para avanzar simultánea-mente con el corte en la línea de la frente. Tales sistemas de ademe se llamaron “cuñas caminantes”,

este sistema se ha mejorado con diferentes diseños que hacen que el techo sea más seguro como con la introducción de los ademes de “escudo”.

SOPORTES HIDRÁULICOS.

Existen dos tipos principales de este tipo deAdemes:

Soporte hidráulico independiente. Soporte hidráulico mecanizado (ademe

caminante).

Ademes mecánicos o caminantes

los Ademes Caminantes son soportes hidráulicos mecanizados, utilizados en minería para sostener el cielo o techo de la mina durante la extracción del carbón. Ayudados por un equipo de corte y uno de transporte, avanzan conforme se realiza el corte del manto de carbón constituyendo el conjunto, el sistema de frente larga

En Inglaterra, el uso de los ademes caminantes en las frentes largas se ha incrementado desde cero hasta casi el 90% en la actualidad.

progreso similar se ha registrado en Alemania, Francia, Polonia, la URSS y en otros países europeos.

El alto rendimiento por hombre-turno, el 100% de recuperación del carbón y las restricciones en el laboreo dejando pilares han hecho que se utilicen también en los Estados Unidos. En 1976, alrededor del 4.6% de la producción de carbón se obtuvo de frentes largas con ademes mecanizados o “caminantes”.

Condiciones que se deben satisfacer en los frentes largos

CondicionesPostes de fricción

Postes CuñasAdemes ±

mecanizadoshidráulicos rígidas

Capacidad para- + + +

satisfacer la presión

Penetración en la roca del piso

- - + +

Precargado, factores humanos

- + - +

Cuidado con el corte del carbón

- - - +

Tipos de ademes mecanizados

Se ha mejorado notablemente este tipo de ademe desde que se fabricaron por primera vez.

En la actualidad, existen diferentes tipos de ademes caminantes que se han diseñado para varias condiciones.

Estos tipos pueden ser:

de cuña

De escudo

Descripción de los ademes mecanizados

Todos los ademes caminantes, sin importar su tipo, se componen de un escudo, una base, patas hidráulicas y un sistema de control.

Placas de base.

Las placas de base están disponibles en cualquier tamaño. Generalmente, las bases para los ademes armados están divididas en mitades, mientras que las placas de base sólidas se usan para ademes de cuña y de escudo.

Patas (Gatos).

El diámetro interior de los gatos hidráulicos de los ademes caminantes varía de 10 a 30 cm con las presiones de operación de la bomba hidráulica.

Suministro de energía hidráulica

Existen cuatro tipos de fluidos hidráulicos para los ademes mecanizados o “caminantes”

1) emulsión de aceite soluble en agua al 5%;

2) emulsión de agua en aceite al 40%; 3) solución de glicol en agua al 50% ; 4) aceite de petróleo refinado.

Sistemas de control.

Los ademes se pueden controlar de varias maneras:

1. operación manual en cada ademe.2. operación manual en cada ademe

desde la unidad vecina.3. operación manual desde puntos

selectos dé la frente.4. control automático desde la entrada

de la galería.

Diseño de los ademes mecanizado

Las condiciones geológicas y de esfuerzo son muy importantes para el diseño de los ademes mecanizado o “caminantes”. Estos factores intervienen en el control de los estratos, así como en el costo del sistema de ademe.

Parámetros relacionados

con los ademes

1.-Presión de cedencia

2.-Distancia entre los ademes

3.-Distancia sin ademe en la frente

4.-Densidad de carga

5.-Alturas máximas y mínimas

1.-Presión de cedencia.-

Py=1.25*Pi

En donde:

Py = presión de cedencia, en kilogramos entre centímetros cuadrados

Pi = presión de operación, en kilogramos por centímetro cuadrado.

2.-Distancia entre los ademes.- Esta distancia es importante en los cálculos y depende de las condiciones del piso y del techo, de la capacidad de carga del ademe.

3.-Distancia sin ademe en la frente.- Existen siempre una pequeña distancia entre el carbón de la frente y el extremo del escudo.

4.-Densidad de carga.- La densidad de carga se obtiene con la formula siguiente:

n=F/((ls+lo)*C)

5.-Alturas máximas y mínimas.- “Máximas” y “mínimas”

Altura de trabajo de manto para los ademes “caminantes”

Alturas mínimas que se recomiendan para los ademes mecanizados para diferentes espesores del manto

Espesor promedio del manto

Convergencia (mm/m ) Desviaciones Alturas mínimas de los ademes mecanizados

geológicas 1 = 1:75m, 1 = 1:25m, 1 = 3.0m

0.7     0.68 0.65 0.63

0.8 40 0.0 5 0.78 0.75 0.73

0.9     0.88 0.85 0.83

1.OO   0.05 0.96 0.93 0.9

1.5 50 0.1 1.51 1.48 1.45

1.8   0.15 1.86 1.83 1.8

2   0.15 2.06 2.03 2

2.2   0.2 2.26 2.2 2.16

2.4   0.2 2.46 2.4 2.36

2.6 80 0.2 2.66 2.6 2.56

3   0.2 3.06 3 2.96

3.2   0.25 3.26 3.2 3.16

Sistema Alemán: F max.=5 nm

En donde:

F max.= Capacidad máxima de carga del ademe de cuña, en toneladas por metro cuadrado.

m= Potencia del manto, metros.

n= Factor de seguridad, en general se toma como igual a 2.

Para los ademes de escudo, como se ve: F=Lᵣ/Lf*R

En donde:

F=Capacidad de carga, en toneladas.

R=Reacción del pistón, en toneladas.

Lf= Distancia de la carga recibida a la charnela o articulación posterior, en metros.

Lᵣ= Distancia del pistón a la charnela o articulación posterior, en metros.

Sistema Ingles

F min.=ϒ*m/(k-1)

En donde:

Fmin.=Capacidad mínima del ademe, en toneladas por metro cuadrado.

m= Potencia del manto.

ϒ= Densidad del techo inmediato, en toneladas entre metro cubico.

K= Factor de expansión del techo inmediato; se puede tomar como 1.5 m, en promedio.

Según w. Wilson: las cargas bajo condiciones inclinadas

En donde:P=Carga de ajuste o de fijación del ademe, en toneladas.W= Peso del bloque sobre el ademe, en toneladas. = Angulo de inclinación, grados.𝛗= Angulo de fricción entre el techo inmediato y el techo principal.

Ventajas de los ademes mecanizados.

Baja convergencia. Los sistemas hidráulicos controlan el techo con mucha eficiencia. Los grandes escudos sostienen el techo eficazmente.

Producción Alta. Los sistemas pueden avanzar hasta 5 ó 6m por día. Esto incrementa la producción (más de 1500 a 2000 toneladas), disminuye el número de frentes de operación requeridas y se concentran más los trabajos mineros.

Convergencia en las frentes sostenidas con ademes convencionales o mecanizados

Producción segura. El control efectivo del techo ha minimizado los accidentes causados por las caídas de lajas del techo.

Alto rendimiento. El rendimiento por hombre-turno convencional se ha incrementado sustancialmente en comparación con el rendimiento obtenido con los sistemas convencionales de ademe

Evaluaciones del National Coal Board (Consejo Nacional del Carbón de EE.UU.) sobre las instalaciones de los ademes «caminantes» y sobre los accidentes.

Desventajas de los ademes mecanizados.

Alto Costo de capital. Alto costo de mantenimiento. Mano de obra calificada. Especificaciones geológicas.

APLICABILIDAD DE LOS ADEMES MECANIZADOS

1. Condiciones del techo2. Condiciones del piso3. Espesor del manto4. Inclinación del manto

5. Fallas pequeñas6. Agua en la frente7. Vida del “panel”8. Longitud de la frente y velocidad de avance9. Número de turnos por día10. Sugerencias para una buena instalación

GRACIAS