Apuntes Ampliacion de Laboreo

AMPLIACIÓN DE LABOREO I4º CURSO ETSIMO

CARACTERIZACIÓN DE LA ROCA Y EL MACIZO ROCOSOINTRODUCCIÓN

Las rocas son agregados minerales. En la corteza terrestre se distinguen tres tipos de rocas:

Rocas ígneas: rocas formadas por la solidificación de magma o de lava. Rocas metamórficas: rocas formadas por alteración en estado sólido de rocas ya consolidadas de la corteza de la Tierra, cuando quedan sometidas a un ambiente energético muy diferente del de su formación. Rocas sedimentarias: rocas formadas por la consolidación de sedimentos, materiales procedentes de la erosión de rocas anteriores, o de precipitación a partir de una disolución.

En la figura siguiente se ven los principales tipos rocosos y modos de ocurrencia típicos.

Un macizo rocoso es un agregado de rocas que está separado entre sí por discontinuidades. En la tabla siguiente se representa los principales tipos de estructuras de los macizos rocosos.

FOLIACIONES

ESTRATIFICADIÓNENQUISTOSIDADCRUCEROS

PLEGAMIENTOS

S/GÉNESISS/GEOMETRÍA

FRACTURASJUNTASFALLAS

Foliaciones son de tipo laminar (láminas), enquistosas (formas rectangulares) o en cruceros.

1

http://es.wikipedia.org/wiki/Magma

http://es.wikipedia.org/wiki/Disoluci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Precipitaci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Erosi%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Tierra

http://es.wikipedia.org/wiki/Lava


Plegamientos que ocurren por las tensiones horizontales que hay en la superficie terrestre.

Fallas que pueden ser normales, inversas o direccionadas.

Hay dos parámetros fundamentales excavación y sostenimiento, si la excavación es fácil, el sostenimiento difícil y viceversa.

PROPIEDADES DEL MACIZO ROCOSOGeneralesPerforaciónGeomecánicas, son las más importantes.

2

FOLIACIONES

PLEGAMIENTOS

FALLAS


o Petrografía Porosidad, a mayor porosidad hay más fase

cimentante, es una propiedad de las rocas más sedimentarias.

Densidad, está ligada a la porosidad, las rocas más porosas son menos densas. Los minerales de rocas silíceas (granitos, cuarzos, feldespatos, micas) son más densos y por tanto tienen mayor resistencia a la compresión.

Naturalezao Dureza que puede ser asimilada a un mineral (escala

de Mohs), o dureza al agregado mineral (escala de Vickers). Se realiza por ensayos de rebote con diferentes artilugios, por ejemplo el martillo de Schmidt. Con el Cono identer se pueden hacer clasificaciones de carbón, por ejemplo.

Dureza

Mineral Comentario Composición química

1 Talco Se puede rayar fácilmente con la uña Mg3Si4O10(OH)2

2 Yeso Se puede rayar con la uña con más dificultad

CaSO4·2H2O

3 Calcita Se puede rayar con una moneda de cobre

CaCO3

4 Fluorita Se puede rayar con un cuchillo CaF2

5 Apatito Se puede rayar difícilmente con un cuchillo

Ca5(PO4)3(OH-,Cl-,F-)

6 Ortoclasa

Se puede rayar con una lija de acero KAlSi3O8

7 Cuarzo Raya el vidrio SiO2

8 Topacio Raya a todos los anteriores Al2SiO4(OH-,F-)2

9 Corindón

Zafiros y rubíes son formas de corindón

Al2O3

3

http://es.wikipedia.org/wiki/Rub%C3%AD

http://es.wikipedia.org/wiki/Zafiro

http://es.wikipedia.org/wiki/Corind%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Corind%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Topacio

http://es.wikipedia.org/wiki/Cuarzo

http://es.wikipedia.org/wiki/Acero

http://es.wikipedia.org/wiki/Ortoclasa

http://es.wikipedia.org/wiki/Ortoclasa

http://es.wikipedia.org/wiki/Apatito

http://es.wikipedia.org/wiki/Fluorita

http://es.wikipedia.org/wiki/Cobre

http://es.wikipedia.org/wiki/Calcita

http://es.wikipedia.org/wiki/Aljez

http://es.wikipedia.org/wiki/Talco


10 Diamante

Es el mineral natural más duro C

o Resistencia

Triaxial Uniaxial Young Poisson

MARTILLO SCHMIDT, ESCLEROMETRO DE SHORE, CONE IDENTER

Barton y Choube propusieron la siguiente relación:

LogRC=0.000888.y.IR+1,01

Siendo RC la resistencia a la compresión simple de la roca en MN/m2, y la densidad de la roca en KN/m3 e ir el índice de rebote con el martillo de Schmidt.

RC = 0,441.IHS+8,73

4

http://es.wikipedia.org/wiki/Diamante

http://es.wikipedia.org/wiki/Diamante


Donde RC es la resistencia a compresión de la roca en MPa y IHS

es el índice de dureza de Shore

RC = 0,0377.INCB+0,254

Donde RC es la resistencia a compresión simple de la roca en MPa y INCB es el índice de penetración del punzón.

o Elasticidad y plasticidad, ésta es la pérdida de energía fruto de las deformaciones plásticas.

o TenacidadTérmicas, la temperatura influye en la plasticidad y disminuye la resistencia a la compresión de la roca. Se evalúa con el coeficiente de expansión lineal térmico.

PARÁMETROS DE PERFORABILIDADINDICE DE PROTODYAKONOV

Relaciona la resistencia a la compresión

Para

calcular el índice se hace según lo siguiente:

Se seleccionan 5 muestras que cumplan las siguientes características: superficie de 10 a 20 cm2 y la granulometría de 2 a 4 cm de tamiz. Se someten a unas ciertas caídas y a continuación, el

5


material que sale del ensayo se tamiza a 0,5 cm, se pasa a una probeta y se mira a la altura que llega la muestra.

Donde l es la altura.

ÍNDICE DRITiene dos entradas: Índice de friabilidad o de fragilidad e

Índice de perforación o perforabilidad.

ÍNDICE CRS Se calcula el coeficiente de Rock Strength. A partir del ensayo propuesto por Protodjakonov y modificado por Paone, Madson y Bruce., se toman 5 trozos o probetas de roca de 15 cm3 de volumen aproximado, se someten a un número de impactos comprendido entre 3 y 40, producidos con un peso de 2,4 Kg, que se deja caer desde una altura de 0,6 m, midiendo los finos que pasan por un tamiz de 0,5 mm de malla.

VELOCIDADES DE PENETRACIÓN Y PERFORACIÓNSe calcula mediante fórmulas teórico experimentales o

mediante gráficas.

Donde vP es la velocidad de penetración en pies/h, RC la resistencia a la compresión (miles de libras/pulgada2), E es el empuje en libras, D es el diámetro en pulgadas y N es la velocidad de rotación en rpm.

Dicha expresión es fiable para un rango de valores de la resistencia a compresión de la roca más amplio.

ÍNDICE DE ABRASIVIDADEl coeficiente de abrasividad de Schimazek viene dado por la

expresión

Donde F es el coeficiente de abrasividad en N/mm, Q el % de cuarzo o de minerales abrasivos equivalentes, d50 el diámetro medio de grano de cuarzo en mm, estos dos parámetros se determinan al microscopio mediante lámina delgada y Rt es la resistencia a tracción (N/mm2)

6


ÍNDICES DE EXCAVABILIDAD EN LOS MOVIMIENTOS DE TIERRA

ATKINSON

FRANKLIN

SCOBLE Y MUFTUOGLU

7


ÍNDICE DE ESCAVABILIDAD BÁSICOViene dado por la expresión

Y también por el índice de excavabilidad corregido, dado por la expresión:

Donde If es el índice de espaciamiento entre fracturas en m, IS

es el índice de resistencia bajo carga puntual en MPa, FCTR es el factor de corrección en función del tamaño relativo del bloque y FCDO es la orientación de las discontinuidades con respecto a la dirección del arranque.

Si el índice de excavabilidad corregido es menor de 120 el método de arranque puede ser directo, si es mayor de 120 pero If

menor de 75 cm es recomendable una prevoladura o voladura de esponjamiento y si los dos son mayores de 120 y 75 respectivamente es necesario efectuar una voladura convencional.

CLASIFICACIONES GEOMECÁNICASRQD

Se sabe que el RQD es el % de fragmentos de más de 10 cm de longitud que se pueden recuperar frente a la longitud total del sondeo.

Se va a establecer una calidad de la roca en función de este parámetro, se puede apreciar en la siguiente tabla:

RQD TIPO DE ROCA

90-100

Excelente

8


75-90

Buena

50-75

Media

25-50

Mala

0-25 Muy mala

Se puede calcular también usando la correlación de Palmstron

Donde el parámetro Jr será el número de fracturas que hay en 1 m3 de roca.

CLASIFICACIONES GEOMÉTRICAS. CLASIFICACIÓN DE BARTON

La calidad del macizo rocoso vendrá dado en función de un parámetro Q que se obtiene a partir de otros factores de la observación del macizo.

Jn Índice de diaclasadaJa Índice de alteraciónJr Índice de rugosidadJw Índice reductor por la presencia de aguaSRF Stress reduction factor tiene en cuenta el estado tensional del macizo rocoso.

Así pues en función de este valor Q tendremos las siguientes calidades de rocas:RANGO TIPIFICACIÓN0.001-0.01

Roca excepcionalmente mala

0.01-0.1 Roca extremadamente mala

0.1-1 Roca muy mala1-4 Roca mala4-10 Roca media10-40 Roca buena

40-100 Roca muy buena100-400 Roca extremadamente

buena400-1000

Roca excepcionalmente buena

9


Existe un programa informático que calcula Q introduciendo el resto de los parámetros.

En minería de interior se puede usar la Q para definir el sostenimiento mediante una serie de fórmulas empíricas específicas de cada caso, para hormigón, cerchas metálicas, bulones, etc.

10


MÉTODOS Y SISTEMAS DE EXPLOTACIÓN

DEFINICIÓN DE MÉTODO : Se puede definir el método de explotación como el conjunto de operaciones y procesos que de forma ordenada y repetitiva permiten extraer correctamente el mineral de un yacimiento. El método consta de tres fases escritas a continuación, en función de cómo sean estas tres fases se definirá el sistema:

ArranqueCargaTransporte

DEFINICIÓN DE SISTEMA : El sistema contempla las distintas fases del método minero tales como el arranque, la carga y el transporte del mineral y del estéril.

Centrándonos en las explotaciones a cielo abierto vamos a ver ventajas e inconvenientes con respecto a la minería interior.

VENTAJAS Mejor conocimiento geológicoPosibilidad de explotar bajas leyesAlta productividadMenor inversiónLos costes de explotación también son menores

INCONVENIENTES Costes muy altos, en comparación con interior, derivados del impacto ambiental y la restauraciónInfluencia de la climatología

FACTORES NECESARIOS PARA DEFINIR EL MÉTODO 1 FACTOR.1 FACTOR. CARACTERÍSTICAS DEL YACIMIENTO

1.a.- FORMAMasivo o isométrico, están expandidos en todas las direcciones (Ej. Cantera)Estratificados, tienen solo dos direcciones (Ej. Carbones)Filonianos (Ej. Metales preciosos)Mixtos, tienen un poco de todo (Ej. Combustibles)

11


1.b.- RELIEVE DEL TERRENO, con respecto a él pueden ser:ParalelosLadera, ésta a su vez puede ser a favor del talud o contra talud

1.c.- PROXIMIDAD A LA SUPERFICIEPoco profundosProfundos

o Por minería a cielo abierto de gran profundidado Minería de interior

1.d.- INCLINACIÓN<15º Horizontal15º – 30º TumbadosHasta 70º Inclinados>70º Verticales

1.e.- COMPLEJIDAD O NÚMERO DE MINERALIZACIONESSimples Una mineralización

12

PARALELOS

A FAVOR DEL TALUD

CONTRA TALUD


Complejos Más de una mineralización. De éstos son interesantes los que tienen contactos limpios entre mineralizaciones y permite explotarlas de forma independiente y uniforme (Ej. Franja pirítica del sur de la península)

1.f.- CALIDAD DEL YACIMIENTO: Puede haber diferentes calidades en función del corte de explotación (Ej. En las canteras de caliza se tienen varios frentes abiertos y se hacen mezclas para homogeneizar la calidad).

1.g.- RELACIÓN ESTÉRIL-MATERIAL: En cuanto a competencia (Ej. El carbón rodeado por estériles competentes, con algo de sílice. Cuando se ataca con minador se arranca solo el carbón, porque las púas no pueden con el material más competente, aún así el minador, al chocar contra él, se desgasta excesivamente. En cambio si la roca en la que está encajado el carbón es menos competente, el minador sufrirá menos desgaste, pero arrancaremos más roca que el propio carbón y saldrá más mezclado.

2 FACTOR.2 FACTOR. CONDICIONES DEL ENTORNO (para definir el método)a.- Climatologíab.- Accesibilidadc.- Mano de obra (calidad y cantidad)d.- Cercanía a talleres de reparacióne.- Disponibilidad de repuestos (problemas, por ejemplo, en maquinas de antiguos países soviéticos)

3 FACTOR.3 FACTOR. PARÁMETROS DE EXPLOTACIÓN (para definir el método)

a.- El tamaño de la concesiónb.- El ancho de las pistas, si la orografía del terreno permite que caminen por encima volquetes de 100 Tc.- La vida del proyectod.- El nivel de tecnificacióne.- Los factores económicos (financiación, etc.)

13


TIPOS DE MÉTODOS Y SISTEMAS DEEXPLOTACIÓN A CIELO ABIERTO

1.- MÉTODOS1.1.- CONVENCIONALES

1.1.1.- CANTERAS1.1.2.- CORTAS1.1.3.- DESCUBIERTAS

1.2.- ESPECIALES1.2.1.- DE CONTORNO (VARIACIÓN DE LAS

DESCUBIERTAS)1.2.2.- HIDRÁULICA1.2.3.- LIXIVIACIÓN

2.- SISTEMAS2.1.- TOTALMENTE CONTINUOS2.2.- TOTALMENTE DISCONTINUOS2.3.- MIXTOS

1.- MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN1.1.- CONVENCIONALES1.1.1.- CANTERAS

Se aplican fundamentalmente sobre dos tipos de rocas, las industriales (calizas, yesos, áridos, etc.) y las ornamentales (granitos, mármoles, etc.)

14


Las rocas industriales pueden tener dos usos, para la construcción, que buscaremos que estén lo más fragmentadas posibles (fragmentación), o bien para la obra pública como carreteras, donde buscaremos la clasificación.

Las rocas ornamentales deben estar en bloques, para ello se usan métodos muy específicos como el corte por hilo diamantado o por agua.

Las canteras requieren “pequeña inversión” y son generalmente de pequeño tamaño.

Son las que mueven mayor volumen de material. El transporte es un peso económico fundamental, así que no se buscará el lugar donde el mineral tenga mejor ley, sino donde quede más cerca del lugar donde se va a utilizar el producto.

La explotación será fundamentalmente por banqueo, en muchos casos un único banco.

Después de explotar, el plan de restauración puede ser muy diverso.

Antes en el sur de la península se realizaba la restauración mediante siembra de pinos. Últimamente lo que se hace es dejar el terreno como tierra para viñedos de secano, debido a la escasez de agua.

15

FASE DE EXPLOTACIÓN FASE DE RESTAURACIÓN


1.1.2.- CORTASSon yacimientos masivos o bien

con capas inclinadas. La forma de explotación es mediante banqueo descendente, en forma troncocónica. Se pueden llegar profundidades de más de 100 m. Fundamentalmente son de minerales metálicos. Suelen tener ratios bastante bajos (grandes movimientos de estéril).

Las cortas de carbón tienen en general ratios mejores que las metálicas (procesan menos estéril), y se puede practicar minería de transferencia, que es un sistema en el que se aparta la cubierta, se explota la MENA y luego se pone otra vez la cubierta a modo de restauración.

Cuando la ratio es baja, como en la metálica, no compensa, puesto que se obtiene muy poca mena.

La minería de transferencia es posible gracias al esponjamiento, ya que aunque se le quite la mena, el espacio se rellena al hincharse.

Las cortas en general tienen una vida larga y un nivel de tecnificación alto. Tendrán dos problemas principales:

Ratios muy variablesEstabilidad de taludes

1.1.3.- DESCUBIERTAS

16


Se usa en yacimientos sedimentarios como máximo tumbados. El método de explotación es con maquinaria retirando el recubrimiento de estéril y apartándolo a una zona de vertedero, dejando libre la capa de mineral que será posteriormente explotada. Tienen un buen aprovechamiento del hueco, así que usarán máquinas inmensas en la minería de transformación (dragalinas, rotopalas, etc.). Son explotaciones muy mecanizadas y se restauran muy bien. Se usarán dos métodos: americano y alemán.

Americano, es un método discontinuo que trabaja con dragaminas o grandes excavadoras.

Alemán, es un método continuo con rotopalas y apiladoras, las cuales hacen la restauración.

1.2.- ESPECIALES1.2.1.- MINERÍA DE CONTORNO

Es en realidad una descubierta de pequeño tamaño. Se suele usar este método para capas de carbón o fosfatos.

1.2.2.- MINERÍA HIDRÁULICA

17


Es una minería por debajo del nivel freático, así que la maquinaria principal serán dragalinas.

1.2.3.- MINERÍA POR LIXIVIACIÓN

Consiste en extraer el mineral o el metal directamente por lixiviación en grandes parvas, como por ejemplo la cianuración en el oro.

2.- MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN2.1.- TOTALMENTE CONTINUOS

Pueden ser por ejemplo rotopalas con cinta transportadora propia.

18


2.2.- SISTEMAS DISCONTINUOSUtilizan arranque, carga y transporte, realizados por maquinaria

totalmente independiente una de otra.

2.3.- SISTEMAS MIXTOSEste es el caso, por ejemplo de una cantera en la que el

arranque se realiza por voladura o por maquinaria, la cual pueden ser excavadoras (que realizan el arranque y la carga al mismo tiempo) o por máquinas independientes como tractor (arranque) y pala (carga), y se obtienen grandes bloques, éstos se llevan a una trituradora fija o móvil (en las grandes rotopalas que acompañan a la máquina), luego pasa a una cinta o vuelve a un volquete, pero aprovechando mejor el espacio.

Las fases de arranque, carga y transporte tienen dos puntos adicionales en la obra pública: el extendido y el compactado.

Los equipos que integran todo: arranque, carga, transporte y vertido, son, por ejemplo las grandes rotopalas.

El objetivo es llegar a los sistemas lo más continuos posibles, dentro de una cierta discontinuidad, pero esto es sólo posible en las grandes explotaciones.

SELECCIÓN DE EQUIPOS

19


En cuanto a la selección de equipos existen una serie de criterios para poder escoger:

1. Criterios de rendimiento: capacidad de producción, tiempos de ciclo, radios de giro, etc.

2. Criterios de diseño3. Criterios de servicio4. Criterios económicos

ESQUEMA GENERAL DE UNA CORTA

BANCOEscalón que existe entre dos niveles, un banco queda definido

por la altura (diferencia de corta entre dos bancos).Las alturas de corta máximas en las minas muy tecnificadas es

aproximadamente 20 m.Las alturas de banco estarán limitadas por maquinaria.

Si se usan palas 10mSi se usan excavadoras de 10 a 15 m

20


TALUD DE BANCOEs el ángulo que forma el plano horizontal con el que contiene a

la línea máxima pendiente del banco. Suelen ser 45º de medida.En los suelos suelen ser 30ºEn las rocas alteradas 35-40ºEn la roca sana 55º

FUNCIONES1. Función de seguridad: si existen desprendimientos son

zonas que retienen el material desprendido.2. Función como zona de tránsito.En una explotación normal hay una Berma cada 2 ó 3 bancos,

aunque no sea una zona de trabajo, va a haber tránsito sobre ellas. Tienen una zona horizontal y un resalte llamado banqueta, para que haga de muro de contención por si hay un desprendimiento. El material con que se suelen hacer estas banquetas es el material más grueso de las voladuras.

Las pistas que encontraremos en las explotaciones podrán ser de dos tipos:

1.Pistas de transporte2. Rampas (vías de acceso a zonas puntuales) pueden llegar a

pendientes del 20% y tienen menores requerimientos de seguridad

Parámetros de diseño:Ancho: pistas>rampasPendiente: rampas>pistasPerfil

El ancho de banco normalmente será entre 3 y 5 veces la altura de banco, y estos anchos de banco podrán llegar a medir hasta 100 m.

1. Si un banco está bien diseñado, el equipo de arranque y de carga tienen que ser capaces de girar sobre sí mismo.

2. Tiene que ser capaz de dar acceso a vehículos en todo momento.

3. Tiene que tener una zona de preparación de barrenos.4. También tiene que tener una zona de seguridad.El número de bancos que se suelen explotar a la vez es

cuatro, normalmente hay un banco de preparación en el que se está perforando, un banco de explotación, otro de restauración y otro de saneamiento, en el cual se estarían haciendo pequeñas voladuras de contorno, haciendo drenajes, etc.

La longitud del banco depende de la producción, es inversamente proporcional a la altura del banco. Los taludes en las cortas son unos elementos sobre los que hay que aplicar mucha labor de mantenimiento

La inestabilidad de los taludes puede venir por pequeños desprendimientos, vuelcos, deslizamientos (los más comunes en suelos. Por ejemplo el fenómeno llamado colada es un fenómeno producido por la inestabilidad debido a un mal drenaje.

21

Desprendimientos Vuelcos Deslizamientos


La seguridad minera establece 4 puntos para mantener la estabilidad de los taludes.

1. Diseño adecuado de las bermas y bancos.2. Saneamiento y mantenimiento de los mismos.3. Realizar voladuras de contorno.4. Crear redes de drenaje.Vamos a ver como varía la situación de tener alturas de

banco pequeñas o grandes.ALTURAS DE BANCO GRANDES

Mayor rendimiento de voladura, menos barrenos y más profundos.Mayor rendimiento de los equipos de carga porque las zonas de trabajo estarán más concentradas.Menor número de bancos, concentración general de la maquinaria.

ALTURAS PEQUEÑASAumenta la seguridad, más fácil el saneamiento de los frentes de banco.Mejor control de los desvíos de los barrenos. El sistema que se usa es con martillo en cabeza.Rapidez a la hora de crear accesos.Condiciones de restauración más sencillas.

Un factor importante

que limitará la altura del banco será la altura a la que pueda acceder la máquina.MAQUINARIA Y EQUIPOS: PALAS CARGADORAS

Las palas cargadoras las podemos usar para trabajos de carga y transporte, pero para transporte será solo para trayectos cortos, como medio auxiliar de transporte a los volquetes.Hay dos tipos básicos:

1. Pala de oruga para tareas de empuje.

22


2. Pala de ruedas más versátiles, usadas para carga y transporte.

Se

clasifican también en función de su capacidad (m3 de cazo), la cual estará relacionada con la potencia y el tamaño de la máquina.

CATEGORÍA CAPACIDAD (m3)

I- PEQUEÑAS <4II- MEDIANAS

4 - 8

III- GRANDES >8En minería siempre encontramos grandes, las medianas y

pequeñas se emplean más para obra civil.A continuación la tabla siguiente muestra las ventajas e

inconvenientes con respecto a las excavadoras hidráulicas.EXCAVADORAS HIDRÁULICAS

PALAS CARGADORAS

Inversión mediaVida media (5-10 años)Coste de operación medioValor residual pequeñoCapacidad del cazo hasta 26 m3

Fuerzas específicas de corte elevadasAdecuada en terrenos compactosPuede operar en terrenos duros o blandos según el ancho de la orugaPuede trabajar por encima o por debajo del nivel de máquinaAlcance de excavación y altura de descarga elevadaAdecuada a alturas de banco y volquetes grandesCiclos de trabajo pequeñosRendimiento de carga

Inversión mediaVida media-baja (5 años)Coste de operación altoValor residual pequeñoCapacidad del cazo hasta 26 m3

Fuerzas específicas de corte pequeñasAdecuada en terrenos blandos o con materiales empujados con tractores de orugasPrecisa plataforma de trabajo firme y duraNo puede operar por debajo del pisoAlcance y altura de descarga mediaAdecuada a alturas de banco pequeñas y volquetes de tipo medioCiclos de trabajo grandesRendimientos mediosAnchura de tajo requerida media-grandeMáquina versátil de alta movilidad (equipo de carga, limpieza de tajos,

23


elevadoAnchura de tajo requerida pequeñaMáquina de carga ideal en tajo fijo

transporte de material a cortas distancias, etc.)

Permiten trabajar en pendiente y tienen gran maniobrabilidad (radios de giro cortos) importante para las anchuras de banco.

Tienen buena relación potencia-tamaño de cazo.Tienen mucho mercado de alquiler y 2ª mano, mientras que la gran maquinaria no.

Cuando se trabaja en terrenos muy embarrados pierden mucho rendimiento cuando llevan neumáticos.

Si el suelo es muy duro, habrá muchos costes en sustitución de neumáticos.

Estarán limitadas por la altura de banco.

El chasis estará dividido en dos, un semichasis trasero sobre el que descansan motor y transmisión, y un semichasis delantero sobre el que descansa todo el equipo de trabajo, ambos están unidos por la “articulación de la pala”.

Tienen siempre motores diesel, la transmisión puede ser mecánica o eléctrica.

Será importante el circuito hidráulico de aceite, se indicará en el catálogo el tipo de aceite.

El equipo de trabajo tendrá un sistema de elevación y giro del cazo. Este cazo podrá ser de tres tipos:

1. Sencillo para el empuje de tierras.2. Intermedio.3. De minería, que tienen dientes con puntas de carburo de

tungsteno.A continuación se representa un dibujo de un cazo de minería,

el cual tiene unas nervaduras que dan rigidez al cazo y se colocan en la zona de mayor desgaste.

Otro elemento muy importante son las cadenas o ruedas, suponen de un 10 a un 20% del coste

24


de mantenimiento, para ahorrar en ellas es necesario tener bien cuidadas las pistas.

La cabina será otro elemento importante, ya que en función de su posición habrá dos tipos de pala:

1. En semichasis delantero, en ella hay mayor visión y está más alejado del motor.

2. En el semichasis trasero, en ella se está más alejado de la carga y hay mayor seguridad. Está en la parte que no gira. Tiene mayor confort. El circuito hidráulico es más sencillo porque los mandos están más cerca del motor.

Los métodos de trabajo con las palas cargadoras podrán ser:

1. Método simple una pala en el frente que llega al volquete y lo carga.

2. Método simple 2 palas en el frente, es igual que el anterior pero reduce el tiempo de carga del volquete al haber dos palas.

3. Método alternativo donde es el camión el que se desplaza y no las palas.

25


4. Método de las palas en serie, se utiliza cuando se quiere hacer un mix de las cualidades de la roca usando tres palas cargando en puntos diferentes.

Las palas se usarán para carga, se pueden usar para transporte, pero será para transporte auxiliar, ya que está limitado por la distancia a la que resulta económico. Se suelen usar como transporte para aliviar tolvas de trituración primaria.

La selección de las palas se hace en función de:1. Tamaño del cazo.2. Tipo de material (blando, medio y duro).3. Densidad de la roca y esponjamiento de la misma.

En función del tamaño de cazo tendremos un tamaño de volquete.A continuación se expone una tabla de ventajas e

inconvenientes de orugas y neumáticos.TREN DE RODAJE

VENTAJAS INCONVENIENTES

ORUGAS Mayor capacidad de excavadoMenor presión sobre el terrenoGran esfuerzo de tracción

Velocidad de desplazamiento bajaCoste de mantenimiento alto en materiales abrasivos

NEUMÁTICOS Gran movilidadMenor coste de mantenimiento en condiciones fácilesVelocidad de desplazamiento altaAlta maniobrabilidad

En materiales abrasivos alto coste de rodajePresiones sobre el terreno altas

MÁQUINAS Y EQUIPOS: EXCAVADORAS HIDRÁULICAS

26

Ver problema propuesto 2 para palas cargadoras


Las hay de dos tipos según tengan ruedas o cadenas, igual que en las palas, pero al contrario que en aquellas, en este caso son más usuales las cadenas. Esto es porque suelen ser fijas, trabajan girando y la velocidad de giro suele ser muy rápida para optimizar el rendimiento.

Estos vehículos

tienen velocidades muy bajas, ya que sus labores se van a limitar al arranque y carga, pero nunca al transporte.

En cuanto a la superestructura se van a clasificar según el cazo:1. Cazo frontal, es el caso particular de las bivalvas. 2. Retroexcavadoras, son las que tienen el cazo mirando a la

propia máquina.

Las marcas más habituales son las

Catervillar y Terex-OK, Komatsu, etc.El trabajar sobre cadenas tiene las siguientes ventajas:1. Más adherencia al terreno2. Menos presión sobre el terreno3. Máquinas más estables4. Radios de giro más cortos5. Permiten trabajar con pendientes más elevadas6. Al igual que las palas tienen una buena ratio entre el peso y

la capacidad del cazo7. Al tener radios de giro cortos permiten tener tiempos de ciclo

muy rápidos8. Tienen una vida útil bastante larga, aproximadamente entre

25000 y 35000 horas9. Es muy fácil su instalación en

posición de trabajo. Se transporta

27


hasta la explotación en camión y luego se desplaza ella misma sobre la propia obra

El chasis se monta sobre las orugas y tiene forma de “H”.

Sobre el chasis se coloca una corona que hace girar la excavadora.

En el 99% de los casos son de motorización diésel (1 ó 2 motores). En algunos casos muy puntuales y especiales pueden ser eléctricas.

Se las denominan excavadoras hidráulicas porque llevan un circuito hidráulico que controlan todos los vástagos en el cazo, el brazo, etc.

Otra parte importante es la cabina que está colocada a la izquierda siempre.

En cuanto al grupo de trabajo se puede decir que estará dividido en las siguientes partes:

1. Pluma, que sale del chasis hasta la articulación2. Brazo, que es la parte entre dos articulacionesCazo, sobre él están montados los dientes que son

desmontables y vienen recubiertos de un material de alta dureza.

Los dientes tienen una función de corte sobre la roca.

Es habitual tener una retroexcavadora por encima de la cota del vehículo de carga para ahorrarse tiempos de ciclo por elevación del brazo.

28


Para

dimensionar las excavadoras haremos igual que con las palas. Si se tiene una pala más grande de lo que necesita el frente, tendremos que dar varias pasadas para llenar el cazo, lo que implica pérdidas económicas y de tiempo. Si el frente es mayor va a quedar a medio excavar al hacer una pasada y se van a poder producir desprendimientos.

El camión se suele poner en una posición de modo que la pala pueda girar sólo 90º ó menos desde el frente.

La situación límite se describe en el siguiente dibujo.

29


MÁQUINAS Y EQUIPOS: ELEMENTOS DE TRANSPORTE DISCONTINUO

Podrán ser:Dumpers hasta 28 TVolquetes hasta 300 TCamiones basculantesSemivolquetesCamiones bañera

Los dumpers son camiones robustos reforzados que tienen una caja estandarizada de 13,5 m3, con una serie de realces que permiten hasta 16 m3 de capacidad.

30


Para calcular más o menos la cantidad de material que se trabaja se realiza un cálculo muy sencillo: consiste en contar el número de dumpers que se llenan y multiplicarlo por 25, que es la capacidad de un dumper, ya que nunca o casi nunca se llenan hasta las 28 T, que es el tope.

Están mejor adaptados que los camiones para trabajar en pistas y tienen el galibo adecuado para circular por canteras.

Los dumpers son siempre de tres ejes, los dos ejes traseros son de tracción y el delantero de dirección.

La vida útil es de 30000 horas aproximadamente.

Si se trabaja con distancias menores de 1200 m, es mejor usar las mototraillas.

Si se trabaja con distancias mayores a 5000 m, es mejor utilizar los sistemas continuos con trituradora portátil en el frente y roropalas o algo parecido.

Los dumpers se utilizan para cubrir el fijo de producción, dejando el variable de producción para camiones basculantes.

Estas máquinas son ágiles para maniobras de colocación para la carga (tiempo de ciclo corto). Al tener capacidad reducida son de carga rápida.

Para la descarga tendremos las siguientes fases:1. Posición2. Elevación3. Descarga4. Aceleración

Van en movimiento a medida que elevan la carga, así reducirá el tiempo de ciclo.

La resistencia a la rodadura es un coeficiente que engloba factores del estado de los viales (pendientes, drenajes, etc.)

Para saber la capacidad de un dumper en T/h, se vuelve a realizar otra operación sencilla:

Cantidad en cada viaje x número de viajes x factor de eficacia horaria

El factor de eficacia engloba los tiempos de mantenimiento de las máquinas.

La relación entre la máquina de carga y la de transporte ha de ser la relación entera.

31


Este es el factor de acoplamiento cuantificado con la totalidad de todos los elementos de transporte que existen en el proceso (caminoes, dumpers, volquetes, etc.)

Una máquina de carga sobredimensionada produce un deterioro de los viales debido a que se producen vertidos de la misma, además se produce un desgaste y sobrecarga de los equipos de acarreos.

Si la máquina de carga está infradimensionada, los equipos de acarreo van medio vacíos, esto produce pérdidas económicas.

MÁQUINAS Y EQUIPOS: LOS VOLQUETESSon medios de transporte de material que son como un camión

pero con la caja vasculante para favorecer la descarga del mismo, normalmente disponen de sistemas hidráulicos para mover la elevar la caja Hay formas muy diversas, muchos tamaños y de amplia variedad de precios, desde 30Tm hasta 350Tm.

Habrá los siguientes tipos de volquetes:1. CONVENCIONALES

Con adecuados cuando se trabaja con roca volada.

32


2. CON TRACTOR REMOLQUESon más usados cuanto mayor sea la

distancia entre la corta y la tolva.

3. ARTICULADOSSe usan en pistas de poca pendiente y en muy mal estado

CARACTERÍSTICAS RELEVANTES DE LOS VOLQUETES

Los volquetes no pueden circular por carretera.Tienen una buena relación peso transportado-peso de

máquinaTienen también una buena relación de potencia 10CV/TmRadios de giro peores que los dúmperes, por tanto son

menos indicados para viales con malos accesos o estrechos.La motorización es diésel y a diferencia con los dúmperes

la tracción será según tabla siguiente:TAMAÑO TIPO TRANSMISIÓ

NACTIVIDAD

50 Tm ConvencionalesArticulados

MecánicaMecánica

Movimiento de tierrasMovimiento de tierras y en terrenos en malas condiciones

50-85 Tm Convencionales Mecánica Grandes movimientos de tierra. Operaciones mineras a cielo abierto pequeñas y medias

85-150 Tm

ConvencionalesDescarga por el fondo

MecánicaMecánica

Minería a cielo abierto media a grandeMinería a cielo abierto de carbón y fosfato

150-250 Tm

Convencionales Eléctrica Minería a cielo abierto grande

Las cajas son de acero con alto límite elástico y reforzadas. En muchas ocasiones se usan colchones con base de caucho, esto se

33

http://www.superocio.net/mediac/400_0/media/DIR_40801/5798~volquete~$282$29~mini.jpg


utiliza cuando al descargar sobre el volquete hay suficiente altura desde el cazo. El fondo de las cajas de los volquetes tiene forma de V.

El Trucklift de Siemang es el “ascensor de camiones” y es un sistema en el que se reduce drásticamente el tiempo de transporte, por tanto se reducen gastos en combustibles y neumáticos.

MÁQUINAS Y EQUIPOS: TRACTORESLos tractores son máquinas auxiliares con dos funciones: de

empuje y de tracción.Existen dos tipos principales:

Tractores de orugaTractores de cadena

34


Los de cadena son los que se conocen como Bulldozer.Las propiedades más importantes serán:

Los que van sobre ruedas ejercen una presión de 0,35 MPa y los Bulldozer 0,04 MPa. En EEUU se usan más los que van sobre ruedas.En cuanto a la potencia (80-60 Kw)Los pesos rondan entre 10-100 TmLa barra de tiro es un factor importante. Se usa para desplazar otras máquinas. Puede empujar o tirar de máquinas entre 80 y 100 Tm.

35

TRACTOR DE ORUGA TRACTOR DE CADENA


El grupo de trabajo, lo normal, es que sea mixto. Cuando trabaja con el elemento situado detrás se denomina ripper. Los rippers pueden ser de tres tipos:

1. Simple, lleva un solo elemento de escasificado

2. Paralelogramo, lleva 2 ó 3 elementos de escarificado

3. Paralelogramo articulado el ripper entra en el terreno y luego gira hacia la propia máquina.

Cuando se trabaja con rippers se necesita que esté sobredimensionado en potencia, ya

36


que aunque se clave igual no tira del terreno. También debe estar sobredimensionado el en peso.

En cuanto a la dirección del ripado, debe hacerse a contrapelo de la estratificación que tenga el terreno.

La velocidad del ripado o escarificación es muy lenta, es del oreden de 1,5 Km/h cuando se realiza el escarificado de una sola pasada y 2,5 Km/h cuando se realizan dos pasadas.

El espaciamiento entre pasadas es de 1-1,5 m pero puede haber de 2-2,5 m.

37


Hay varios tipos de hojas, la más normal es la recta que se utiliza en obra civil para abrir caminos, se ponen extractores más pequeños con gran movilidad. En los tractores muy grandes se utilizan hojas en U, tienen la ventaja de apartar el material de una vez. Otros tipos son el Angle Doussen.

38


Para calcular la capacidad teórica de hoja se tiene en cuenta la longitud de la hoja y la altura de la hoja.

Siendo = factor de

esponjamiento= distancia de llenado

Cuando se hace un trabajo de arranque de capa de terreno, la distancia de llenado debe ser el recorrido total del ciclo. No debe

39


existir fase de empuje. La fase de carga debe acabar en la fase de descarga.

Si hablamos de suelos muy potentes, tampoco podemos usar el ripper.

En cuanto al índice de resistencia bajo carga puntual.

Si los suelos están muy

meteorizados no es necesario utilizar el escarificado.EJEMPLO:

Se quiere levantar unos 10 cm. ¿Cuál sería la distancia de llenado?.

40


Se tienen ciclos de trabajo muy cortos, con velocidades de 2 Km/h, por tanto ciclos de aproximadamente medio minuto.

MÁQUINAS Y EQUIPOS: MOTOTRAILLAS O SCRAPERSAl igual que los tractores, son equipos auxiliares, capaces de

hacer arranque, carga y transporte.Permite hacer un vertido por tongadas, también permite

nivelación del terreno y realiza una primera fase de compactación, por todo esto se economiza en maquinaria.

Existen tres tipos de mototraillas:Convencionales de un solo motor delantero y tracción delantera en el módulo de tracción. Tienen menor capacidad de carga que el resto.De dos motores, uno delantero y otro posterior. Tracción a los dos ejes.Con elevador de paletas para la carga. De un solo motor delantero y tracción igual que la anterior.

41


Las mototraillas hincan una cuchara en el terreno, hacen cargas con cortes de 8 a 50 cm de espesor, el transporte lo realizan cargadas a una velocidad de 20 a 40 Km/h de velocidad, descarga en tongadas de hasta 620 cm de espesor y vacías retornan a unos 60 Km/h.

Para la función de acarreo se sube la cuchilla, baja la caja y puede circular.

Son máquinas de perfil bajo, así pues, las pistas tienen que estar en muy buenas condiciones.

Tienen siempre neumáticos, luego a efectos sobre climatología sufren mucho más.

En la descarga, la apertura de la caja se baja hasta la altura de la tongada que se quiere echar. Para ir evacuando el material dispone de un empujador.

Son máquinas que exigen mucha pericia por parte del operador. Las mototraillas tienen limitaciones en cuanto a la distancia a la que pueden trabajar. Distancias mayores de 1200m no son aconsejables.

A continuación se describen las ventajas e inconvenientes de las mototraillas.

42


VENTAJAS INCONVENIENTES Son capaces de hacer

arranque, carga y transporte

Trabaja con capas muy uniformes y muy delgadas

Posee alta productividad

Utiliza poca mano de obra

Ejerce una fuerza de compactación con la caja

Distancias rentables hasta 1200 m aproximadamente

Son sensibles a la meteorología Se necesitan viales en perfectas

condiciones Se necesita personal muy

cualificado Son máquinas bastantes caras y

alto consumo de combustible

MÁQUINAS Y EQUIPOS: CINTAS TRANSPORTADORASLas cintas transportadoras comenzaron a usarse en el siglo XIX,

eran de cuero y la primera empresa en utilizarlas fue la Ford en su carrera por automatizar la producción (transporte de piezas, etc.). Hasta la tolva de alimentación primaria, en la mayoría de los casos, el transporte es discontinuo salvo en el caso de las rotopalas.

43


Para trabajar con cintas es necesario tener una granulometría determinada y para ello se utiliza una trituradora primaria.

Dentro de la planta la transferencia puede ser por elevadores o por cintas, el utilizar elevadores también es porque además de la limitación de la granulometría, las cintas también están limitadas por el nivel, si la rampa es muy pendiente el material podría deslizar.

Las partes de una cinta transportadora son:

1. Banda textil2. Elementos de soporte de la banda, que normalmente

son rodillos, los puede haber de varios tipos:Rodillos convencionales (en forma de artesa). El ángulo de la artesa es de 20º a 30º. Son siempre rodillos lisos. Al conjunto de rodillos y artesa se le llama estación. Rodillo inferior, en la cara inferior hay unos rodillos lisos que coinciden a la altura de las estaciones. La distancia entre las estaciones en la tolva de alimentación es mucho más pequeña para que la banda resista más. El rodillo inferior puede tener rodillos de goma rodeándolo para eliminar el material adherido.

44


Rodillos de envío de bandas que protegen que la banda se desvíe lateralmente centrándola, si no es capaz de centrar la banda, ésta está conectada a un sistema de modo que pasa la cinta. Para evitar los desvíos de la banda también se puede modificar ligeramente las posiciones de las estaciones.

En zonas lluviosas las bandas están capotadas por dos motivos:

Mantenimiento para evitar que se moje el material y no se produzcan adherencias, y también desvíos de la banda, roturas, etc.Proteger las pérdidas producidas por el viento.

La alimentación es desde tolvas y hay que minimizar el impacto inicial, para ello, en la descarga, las estaciones están muy juntas. Además en la tolva se van a poner deflectores que absorben parte del impacto.

Las tolvas son puntos de generación de polvo y por eso hay captadores del mismo para evitar adherencias.

45


46


Otra parte importante son los tambores. El tambor motriz es el que está opuesto a la carga y el tambor de reenvío es del lado

contrario.

La motorización del tambor motriz la siguiente:

47

(1). Motor(2). Acoplamiento hidráulico(3). Freno, los más empleados son los de disco montados en el

eje del reductor(4). Mecanismo antirretorno (para cintas con pendiente).(5). Reductor(6). Acoplamiento de baja velocidad(7). Chasis(8). Tambor motriz(9). Tambor de estricción(10). Rascadores o cepillos para limpiar


Los acoplamientos suelen usar un sistema de “estrella rotex”.El accionamiento puede ser:Simple con un motorDoble con dos motores

Los tambores están engomados para favorecer el centrado de la banda y aumentar la fricción.

Existen también tambores de tensado en las bandas de cierta longitud que subirá y bajará en función de la tensión de la cinta.

Por otra parte tendremos tambores guía que buscan que la superficie de fricción de la banda con los tambores motriz de reenvío sea mayor.

Las bandas se componen de sustancia que aglutinan la banda como es el caucho, que constituye un recubrimiento inferior y superior y luego las capas textiles, que se encuentran en el interior de la banda y son las que le dan resistencia a la misma.

La cinta puede no llevar matriz textil, en su lugar se coloca un cable de acero, pero este sistema es más común en los elevadores de

banda.Si se rompe una banda, las capas textiles quedan a la vista. Si

aparece un agujero se pondrá un parche o pegote de goma vulcanizada. Si se ha cortado totalmente la banda se realiza un vulcanizado en frío o en caliente.

48


Es importante que la contrata que tengamos para reparar las bandas, tenga prensas de ancho necesario para nuestras bandas, porque si no los extremos quedan sin pegar.

Es necesario tener las prensas 3 ó 4 horas ejerciendo presión.A veces es necesario realizar un vulcanizado en frío, para

ahorrar tiempo, pero es peor método, otras veces se hace para reparaciones rápidas y temporales, entes del reparado definitivo en caliente.

Las bandas tienen un límite de estiramiento del 3% de su longitud (si una banda mide 100 m podrá estirarse hasta 103 m).

Hay dos tipos de bandas según su colocación:1. Banda de exterior: está colocada a la intemperie y normalmente

está encapotada.

2. Banda de interior: colocada en galerías

interiores.Normalmente en una explotación se trata de estandarizar los tipos

de bandas para que tengamos que tener solo un tipo de repuesto.El coeficiente de seguridad con el que suelen dimensionar

las bandas dependerá de las características de las bandas, y si son de exterior o interior, a continuación se muestran unas tablas que muestran estas características. El valor más común suele ser 11.

49


Al

igual que se uniformizan los tipos y tamaños de bandas, también estandarizamos los tambores.

La velocidad estará limitada por el punto en el cual el material deja de avanzar y empieza a fluir sobre sí mismo, eso quiere decir que habrá una pendiente máxima de transporte. Se puede prever esta pendiente realizando pruebas con material de grava o de granulometrías pequeñas.

50


A continuación se presenta un esquema de una planta de tratamiento de áridos como ejemplo de instalación que utiliza muchas cintas transportadoras, además de elevadores, tolvas, etc.

MÁQUINAS Y EQUIPOS: ELEVADORES Y CINTAS VERTICALES

Las cintas transportadoras podían trabajar hasta una cierta inclinación, pero con cierto límite. Se puede trabajar con cintas en más pendiente, cuanto mayor sea su ángulo en reposo. Normalmente para un determinado ángulo de reposo de un material, se transportará hasta un 60-70% de ese ángulo de inclinación de banda.

5130º

50º

Ángulo de reposo del material


Con ángulos de artesa más cerrados podremos transportar con inclinaciones mayores.

Cuento más baja sea la velocidad, menos tendencia tendrá el material a retornar sobre la propia cinta y más inclinación puede tener.Juntando las artesas disminuimos la flecha y también habrá menos deslizamiento del material.

Debe existir un sincronismo entre la velocidad de alimentación de la cinta y la velocidad de descarga de la cinta.

Cuando o se puede transportar el material, entonces se usan otro tipo de cintas:1. Cintas en “V” o “chebron”, son usadas en tratamiento de

áridos o trabajando con rotopalas (tienen pequeños resaltes), con este sistema podemos llegar hasta 35º de pendiente.

2. Sistemas de cintas

“sándwich”, usados en áridos y en barcos,

52

Al llegar al rodillo el material bota y resbala hacia abajo


consisten en hacer un sándwich al material con dos bandas, quedando aprisionado y remontando sin deslizar, lleva un cerramiento lateral para que no se desparrame el material. El inconveniente es que necesita doble motorización y granulometría muy regular, porque si no las bandas sólo atrapan los pedazos más gruesos, además requiere una alimentación constante.

Cintas elevadoras de cangilones, pueden ser de banda o de

cadena. Tienen el accionamiento en el tambor superior.

Los cangilones van unidos a una placa que se coloca por detrás de la banda y atornillados a

53


estos dos cangilones se colocan en función de la velocidad de giro a 1,5m aproximadamente, si son de alta velocidad hasta 4m aproximadamente, la capacidad es de 750 m3/h.

Las bandas de estos elevadores no tienen matriz textil como las horizontales. Éstos sufren mucho más, y por tanto llevan alma de acero, esto implica que la forma de realizar el empalme de bandas es diferente. No puede ser por vulcanizado, así pues se ponen unas piezas llamadas empalmes.

El mantenimiento de bandas es muy importante y si se rompe una banda los problemas son mucho mayores que en una cinta horizontal, puesto que hay que quitar todos los cangilones con su carga incluida.

El mantenimiento de los cangilones también es importante ya que sufren mucho en la carga y pueden llegar a fisurar.

En la figura siguiente se pueden ver los distintos elementos de una cinta de cangilones.

El otro sistema de elevadores que existe es un sistema con cadenas, las hay de dos tipos:

Cadena marina

54


Cadena de bicicletaLo habitual es utilizar dos cadenas, pero también hay sistemas de

cadena central con una sola cadena.La ventaja de este método es que

cuando se estropea se puede sustituir tramos de cadenas, sin desmontar el elevador por completo, como había que hacer con las bandas cuando rompían.

El inconveniente es que son muy difíciles de centrar con lo que el sistema tiene que estar muy compensado.

En la siguiente foto se puede ver una cadena Central RUD para elevadores de cangilones de alto rendimiento.

3.Pocket

belts, son cintas de elevada inclinación que tienen bandas laterales en forma de acordeón y hacen una especie de cangilones en toda la banda.

55


MÁQUINAS Y EQUIPOS: ROTOPALASLa rotopala es la mayor máquina móvil que existe. Las mayores

rotopalas que existen se encuentran en Alemania en la cuenca del Rhin.

56


Se clasifican por la relación entre la longitud del brazo del rodete y el diámetro del rodete.

Así pueden ser:

Compactas: relación longitud/diámetro = 2Semicompactas: relación longitud/diámetro = 3Convencionales: relación longitud/diámetro = 4

57


Las más

comunes son las convencionales. Son capaces de homogeneizar, además de arrancar.

Los “reclaimers” son los de más pequeñas dimensiones.

Las rotopalas cuando son usadas en su función extractiva, en ellas se mide su eficiencia:

Las partes que tiene una rotopala son las siguientes:

58


1.

Tren de rodaje: Suelen ser orugas. Si trabajamos con reclaimers son de raíles. Como las orugas son muy anchas la presión que ejerce la rotopala sobre el terreno es elevada.

2. Corona de giro: Pieza sobre la que articula todo el conjunto. Da mucha estabilidad y más cuanto mayor sea su tamaño.

59


3. Brazo de rodete: Sobre él va montado la cinta sobre la que descargan los cangilones. La longitud de éste determina la altura de banco con la que puede trabajar la rotopala, trabajando a 180º.

60


4.R

odete: Su diámetro va desde 2 m hasta más de 20 m. La producción puede ser de 180 a 20000 m3/h. La velocidad de giro del rodete está relacionada con el tamaño, nunca debe sobrepasar la velocidad crítica.

En los rodetes van montados unos dientes para materiales duros especialmente. En las grandes rotopalas tienen una vida de unos 30 años, a medida que va haciendo la descubierta, se van

61


poniendo varios juegos de cangilones, en función del material que se va encontrando.

5. Sist

ema de izado: Es siempre de cables en las convencionales. En las pequeñas o reclaimers se usan sistemas hidráulicos.

MÁQUINAS Y EQUIPOS: DRAGALINAS

Tienen un uso mucho más específico que las rotopalas, se utilizan mucho menos en minería y más en dragados y obra civil.

62


La ventaja es que mientras las rotopalas necesitan 5 personas, las dragalinas solo 1. Por otra parte no realiza transporte y exige que las pendientes sean inferiores a 10º.

Son máquinas de gran inversión y tienen vidas de más de 20 años, así que solo se utilizarán en explotaciones importantes.

Se suelen usar cuando son terrenos de fácil excavación, poco competentes.

Un ejemplo de uso de las dragalinas fue en Berlín para hacer la expansión de la ciudad, ya que era una zona pantanosa y tenían que quitar el lodo y canalizar el agua.

Las partes de una dragalina son:1. Tren de orugas2. Cabina3. Pluma4. Juego de poleas5. Cables de elevación y de arrastre6. Escrapper (un cangilón usado solo en minería).

En España, las dragalinas más importantes están en Sepioxa y sacan sepiolita de Manzanares.

Funcionan soltando el scrapper sobre el terreno y luego se arrastra la carga.

63


Las aplicaciones a la minería de las dragalinas se parecen a la de las rotopalas, pero para sacar

rendimientos aceptables de las dragalinas, tienen

que estar los materiales menos consolidados que las rotopalas.

64


MÁQUINAS Y EQUIPOS: INSTALACIONES AUXILIARES

TALLERESLas primeras instalaciones auxiliares a destacar son los talleres. Según su función cubren diferentes campos de actuación, así pueden existir los siguientes:

1. Talleres de engrase.2. Talleres de combustible, los surtidores suelen estar en los

propios talleres.3. Talleres para soldaduras.4. Talleres de sustitución de consumibles (dientes, neumáticos,

etc.)En todos los talleres tiene que haber un tren de lavado para el

barro que deteriora la maquinaria.

POLVORINESSon instalaciones para almacenar los explosivos necesarios

para las voladuras. Actualmente se está huyendo de ellos y se recurre a transportes de graneles de la propia empresa vendedora (con camiones cisterna).

ALMACENES DE REPUESTOSComo su nombre indica se almacenan aquellos repuestos que

las máquinas necesitan para su funcionamiento correcto. Son importantes y están relacionados con las labores de mantenimiento.

De un 10% a un 20% del valor de la máquina está en valor de almacén de repuestos.

MEDIOS DE COMUNICACIÓNTambién son instalaciones importantes, se refieren, por

ejemplo, a la red de telefonía o al acometido eléctrico, o bien generadores de gasoil independientes.

OTROS EQUIPOS AUXILIARESPuede haber muchos, entre ellos se destaca:Vehículos de transporte del personal: todoterrenos, avionetas, helicópteros, etc.También pueden funcionar como equipos auxiliares: tractores, mototraillas.

65


Sistemas de riego con agua o agentes químicos (para prevención del polvo.Barreras vegetales (como prevención de dispersión del polvo).Otros sistemas de prevención de problemas ambientales y de salud a consecuencia del polvo (captadores, etc.)Bombas, uno de los inconvenientes habituales suele ser que se pincha el nivel freático y un equipo auxiliar sería todo el sistema de bombas de achique, el agua se bombea a balsas fabricadas con fibras textiles.La iluminación es otro de los sistemas auxiliares para poder trabajar las 24 horas y no depender de la luz solar.

MÁQUINAS Y EQUIPOS: MINERÍA DE ÁRIDOSEl 85% de la actividad minera en España son áridos incluyendo

el sector cementero.De las 560 MT de áridos producidos, 485 MT se utilizan para el

sector de la construcción y 75 MT para el sector industrial.En las fotos siguientes se pueden ver las cementeras de La

Robla y de Tudela Veguín.

66


En las siguientes fotos se aprecian la cantera de Penilla de Toranzo en Cantabria.

Este crecimiento no ha sido regular en toda España, ha crecido más en Andalucía, Castilla La Mancha, Levante, etc. Este fenómeno es debido al crecimiento de la construcción en estas zonas.

MINERÍA DE ROCA ORNAMENTALLos principales países productores de roca ornamental son

Italia, España y China, en ese orden. El consumo mundial se centra principalmente en Europa.

Dentro de los productos de roca ornamental en España destacan:

Los granitos de Galicia, norte de Madrid y Extremadura, suponen del 20% al 25% de la producción.

67


Los mármoles fundamentalmente de Andalucía, Murcia, Levante. Suponen aproximadamente el 60% de la producción. En la foto se aprecia una cantera de mármol compartida del

grupo Levantina.

Las pizarras fundamentalmente en Galicia y Andalucía. Suponen entre el 10% y el 15% de la producción. En la foto se puede ver la cantera de pizarras de Alto do Boi en el Laurel (Lugo).

68


Roca para cantería, así por ejemplo, en la zona de Cangas de Onís había una cantera abandonada dedicada solamente a hacer pegollos para hórreos. En la foto se puede ver el pegollo de un hórreo.

EXPLOTACIÓN DE ROCAS ORNAMENTALESLas rocas ornamentales se explotan de las dos formas:

A cielo abiertoo Con extracción por grúa.o Con rampa de acero (se pierde capacidad de explotación)

Interioro En cámaras y con pilares.

La explotación también se puede clasificar según sea:FosoLaderaPor nivelación

SISTEMAS DE EXPLOTACIÓN1. CORTE CON HILO DIAMANTADO: Hilos de 5 mm de diámetro

con inserciones de diamante hasta 10-12 mm que permite cortar la roca de forma limpia. Su rendimiento es de 8 m2/h.

69


2. LAS ROZADORAS DE BRAZO: Motosierras grandes que en vez de tener cadenas, como las normales tienen hilos. Tienen rendimientos de 5 a 10 m2/h, trabajando, como máximo, a 200 MPa.

3. LANZA TÉRMICA: Es un sistema con dos conductos. Por un conducto va acetileno y por

otro oxígeno y se combustiona en la punta de la lanza a 1200ºC. Rompe por las diadasas dilatando y fundiendo el matrial que hay en ellas. Es un sistema que requiere cuidado.

70


4. CORTE CON DISCO: Disco

de 1,5 a 3 m de

diámetro. Alcanza profundidades escasas. Se suele usar para hacer la guía auxiliar para insertar el hilo con más precisión η = 5 – 8 m2/h.

5. CHORRO DE AGUA A

PRESIÓN: Se alcanzan presiones muy elevadas para separar bloques η = 2 m2/h.

6. CUÑAS: Es un método muy antiguo que se sigue usando para el desprendimiento final del bloque. Se usan estemples hidráulicos de doble efecto para separar la roca del macizo.La forma más habitual de trabajo es el hilo auxiliado con agua a

presión para limpieza, si es necesario, con un mecanismo auxiliar para la inanición como el de los discos y el método de la cuña o pólvora para separar finalmente la roca del macizo.

71


Los tamaños de los bloques están normalizados, pues su transporte se realizará por barco y el tamaño de los contenedores de éstos está normalizado.

Resumiendo, los pasos son los siguientes:1. Corte de macizo2. Vuelco3. Corte en plaza (dividir el bloque madre en subbloques)4. Manipulación5. Escuadrado

72

Apuntes Ampliacion de Laboreo

Documents

Transcript of Apuntes Ampliacion de Laboreo