EQUIPOS DE CARGUIO, LIMPIEZA Y ACARREO USADOS EN MINERIA

SUBTERRANEA

POR: M.Sc. Ing. ESTEBAN, MARIN PAUCARA

Tenemos:

• Pala cargadora de volteo posterior• Equipos LHD (load-haul-dumper)

- Palas cavo o autocargadoras- Scoptrams

• Equipos de rastrillaje

2. PALA CARGADORA DE VOLTEO POSTERIOR

• Máquina cargadora, que se desplaza sobre rieles y funciona con aire comprimido, que realiza carguío de mineral o desmonte hacia los carros mineros.

PARTES DE LA PALA CARGADORA

• Carretón: motor de tracción, engranajes, ruedas, y parachoques.

• Bastidor giratorio: motor vertedor, engranajes de transmisión, tambor de cadena, palancas de mando

e ingreso de aire comprimido.• Cuchara o cangilón: cuchara, cuna para la cuchara, cables y resortes.

FUNCIONAMIENTO Y OPERACIÓN DE LA PALA CARGADORA

• Funciona con aire comprimido a 60 psi de presión.

• Tener en cuenta lo siguiente:- Observar si el lubricador está lleno de aceite.- Chequear los cables de cuchara estén en buen estado, limpias, y tengan la tensión correcta.- Mantener la válvula principal cerrada hasta el momento de arrancar la máquina.

Esquema del funcionamiento de una pala cargadora de volteo posterior

1 Bajada hasta su posición inferior extrema2 Avanzar la pala cargadora hasta que la cuchara

muerda en la roca (posición I)3 Una vez cargada la cuchara se eleva y se da el

volteo hacia atrás de modo a descargar el mineral o desmonte en el carro minero (posición II).

MARCAS Y MODELOS DE PALAS CARGADORAS

• Pala Eimco-12 para galerías de 6` x 7` • Pala Eimco 22B para galería de 8`x 9`• Palas cargadoras Atlas Copco , modelos: LM 36/H, LM 56/H, LM 70/H y LM 250/H, para

galerias de 6` x 7` a 9` x 10`.

CALCULO DE CAPACIDAD DE LA PALA CARGADORA

60 Vc kl kd ka

Q = t1

Q : Capacidad de la pala cargadora (m3/min ó m3/h).Vc : Volumen de la cuchara (m3).t1 : Tiempo de duración del ciclo (10 a 20s) kl : Grado de llenado de la cuchara (entre 0,2 y 1,0; valores

mayores para máquinas pesadas y material fino). kd : Coeficiente de dificultad de la carga (entre 0,2 para

materia pesado y 1,0; valores mayores para material liviano y fino).

ka : Coeficiente de utilización de la máquina:60: 60 s/min ó 60 min/h.

ka : Coeficiente de utilización de la máquina

Vv t1

Vc kl kd

ka =

Vv t1 t3

+ t2 +

Vc kl kd n

Vv : Capacidad de la vagoneta o carro minero (m3).

t2 : Tiempo utilizado para cambio de carro minero (min).

t3 : Tiempo de cambio del tren de carros mineros (min).

n : Numero de carros minero en el tren.

2. EQUIPOS LHD • Son vehículos de bajo perfil, montados

sobre neumáticos, accionados por aire comprimido, energía eléctrica y diesel.

• Son equipos de limpieza, carguío y acarreo de mineral o desmonte.

• LHD significa: L: Load (carga)H: Haul (transportar)D: Dump (descarga)

• Tenemos: pala cavo y scooptram.

PALA CAVO

• Pueden trabajar en pendientes hasta de 17 %.• Se puede utilizar en espacios reducidos.• Tiene un gran radio de acción.• Las partes principales de las palas cavo son:

Cuchara, tolva o caja, motores y unidad de tracción, y controles

• Atlas Copco, modelos: pala cavo: 310, 511, 320, 520 neumáticos, y D-710 diesel.

SCOOPTRAMS • Tienen un gran rendimiento y facilidad de

operación, habiendo remplazados a los rastrillos y cargadores neumáticos

• Se adapta a mayoría de métodos de explotación, se utilizan también en galerías y túneles

Partes principales de scooptrams

Brazo

Cuchara

EjesTransmisió

n

CabinaMotor

Rendimiento horario de los equipos LHD

ROLHD: Rendimiento horario del equipo LHD (TM/h).

Q : Capacidad de la cuchara o tolva (TM).FLL : Factor de llenado de la cuchara o tolva.T : Tiempos de carga, descarga y otros (minutos).D : Distancia de desplazamiento (m).V : Velocidad del equipo (Km/h).

3. EQUIPOS DE RASTRILLAJE• Rastrillaje es operación de acarreo de mineral en

los tajeos adyacentes al echadero de mineral mediante la acción de un rastrillo y winche.

• El rastrillaje es para realizar la limpieza y acarreo de mineral en los tajeos; más utilizados en el método de corte y relleno ascendente.

• El equipo de rastrillaje está compuesto de los siguientes componentes: rastrillo, winche, cable, polea, y plataforma

EL equipo de rastrillaje:

• Está compuesto de los siguientes componentes:

- Rastrillo - Winche- Cable- Polea- Plataforma

RASTRILLOS O SCRAPERS• Llamados cucharas de arrastre, son utilizados en

los tajeos subterraneos y a tajo abierto.

• Son diferentes formas y tamaños, con 2 partes

básicos: el asa y la placa posterior de excavación.

• Tenemos 2 clases: tipoazadón y cajón.

COMPONENTES BÁSICOS DE RASTRILLO: ASA Y PLACA POSTERIOR

• El asa une los extremos de la placa posterior y termina en forma de “V”, cuya función es equilibrar y es fija.

• La hoja de excavación tiene2 partes, una rígida unida al asa y la otra es una cuchillao uña cambiable y fijada a laanterior mediante pernos.

WINCHE O CABRESTANTE

• El winche, elemento principal del equipo de rastrillaje, consta de un motor y tamboras.

• Son de 2 ó 3 tamboras, se colocan en un mismo eje longitudinal con sus acoplamientos, accionados por motor eléctrico o neumático, de 7 a 40 HP, con capacidad de 40 a 150 m. de cable.

Partes principales del winche:• Motor: Elemento principal que da giro al eje

longitudinal, son eléctricos o neumáticos.• Tamboras: Sirve para enrollar el cable del equipo • Frenos: Parar el giro de tambora tipo mordaza al

presionar la palanca

Partes principales del winche:

• Embrague: Sirve para transmitir el movimiento a cada una de las tamboras desde el eje principal, son controlados mediante una palanca.

• Engranajes y chumaceras• Base: Es una pieza rígida de acero fundido• Guías de cables• Protector de cable

CABLE

• Elemento de tracción que comunica el movimiento desde el winche al rastrillo.

• El diámetro del cable es de acuerdo a: la potencia del motor del winche, distancia de rastrillaje y capacidad de la tambora.

La longitud del cable se puede determinar mediante:

0.267 (c) (d) A2 D - dL = ─────────── ; A = ────

Ø2 2

L : Longitud del cable a enrollarse en la tambora.A : Semidiferencia del diámetro exterior (D) e

interior (d) de la tambora (pulg.).Ø : Diámetro del cable (pulg.).c : Longitud interna de la tambora (pulg.)

POLEA• Sirve para sostener y facilitar el movimiento del

cable de avance durante la operación de rastrillaje de mineral o desmonte.

• La polea se sostiene con una alcayata que se fija en la pared del tajeo.

• Las poleas más usadas son de: 6, 8, 10,12 y 14”,la ranura es de acuerdo al diámetro del cable a utilizarse.

CONSIDERACIONES PARA EL CÁLCULO DE RASTRILLAJE

C : Capacidad de rastrillaje de carga (lb/turno).c : Capacidad del rastrillo elegido (pies3).T : Tiempo total de rastrillaje (horas/turno).V : Velocidad de jalado (pies/hora).E : Eficiencia total de 45% a 75%.F : Factor de llenadoD : Distancia equivalente de rastrillaje (pies). : Peso especifico del material (lb/pie3)

Fuerza de tracción del cable:

F : Fuerza de tracción del cable (Lbs.): Coeficiente de fricción.: Peso de rastrillo (lb).: Peso del mineral cargado por el rastrillo (lb)

El coeficiente de fricción (μ), depende de:μ = μ1 + μ2

- μ1 = Coeficiente de la naturaleza del piso, pudiendo ser: 0.5 para pisos uniformes y 1.0 para pisos ásperos.

- μ2 = Coeficiente en función a la gradiente (según el siguiente cuadro 3.4.

Potencia del motor del winche (PMW

PMW : Potencia del motor del winche (HP)F : Fuerza de tracción (lb)Vj : Velocidad de jalado (pies/minuto).

PROBLEMAS DE APLICACION