LHD Ventilacion

INFORME DE VENTILACIN DE MINAS

INFORME DE VENTILACIN DE MINASCaractersticas Generales de Equipos LHD

INTEGRANTES Mara Fernanda Molina Katherine Rodrguez lvaro Oleas

UNIVERSIDAD DE LA SERENAFACULTAD DE INGENIERADPTO. INGENIERA DE MINAS

INTRODUCCIONEn las ltimas dcadas se han producido cambios en cuanto a la inyeccin, extraccin y distribucin de aire en la ventilacin de minas subterrneas. Estos cambios se han generado debido a diferentes factores como los cambios desarrollados en mtodos de explotacin, lejana entre los portales de ventilacin y los puntos finales de consumo del vital elemento interior mina, lo cual ha ido acompaado de una masiva incorporacin y operacin de equipos diesel, implicando un incremento de contaminantes y de las correspondientes concentraciones ambientales de dichos contaminantes, altamente txicos para la vida humana.Adems debemos tener claro que la distribucin de aire en un sistema de ventilacin de minas, es la asignacin de caudales de aire, en cantidad y calidad, al interior de los diversos sectores de la mina, demandantes del recurso, de manera tal de lograr: medioambientes subterrneos aptos para el normal desempeo de los trabajadores, y, una ptima operacin de las instalaciones y equipos.Es por eso que la distribucin efectiva del recurso aire hacia los diferentes sectores de una mina a ventilar, est en funcin del uso y buen grado de utilizacin de los diversos dispositivos de control de flujos, tales como las puertas de ventilacin, tapados, reguladores y ventiladores reforzadores instalados para este fin al interior de los circuitos, principales y secundario de ventilacin.Teniendo en claro que uno de los factores importantes en la ventilacin son los equipos utilizados en la mina, nuestro trabajo explicar las caractersticas generales que deben tener los equipos LHD (transporte subterrneo) para as poder hacer una seleccin de maquinaria ms eficaz dependiendo de las condiciones en las que nos encontremos.

EQUIPOS LHDQU ES UN LHD?Un LHD (Load -Haul-Dump) es un equipo de carga, transporte y descarga, diseado especialmente para el manejo de material en minera subterrnea. La escasez de espacio que caracteriza a una faena subterrnea es el factor ms determinante sobre el diseo del LHD, lo que se traduce en maquinas de perfil singular, muy bajas, angostas, largas, articuladas al centro y con el operador ubicado en posicin perpendicular al eje longitudinal del equipo.El largo, en apariencia exagerado del LHD, es lo que le permite soportar su gran capacidad de carguo; su bajo centro de gravedad ayuda a dar estabilidad al vehculo y, su diseo articulado es lo que le permite movilizarse sin problemas en las angostas galeras de ngulos pronunciados.

CARACTERSTICAS BSICASEstn montados sobre neumticos y son impulsados por motores en las cuatro ruedas, poseen una estructura de pequeo tamao y bajo perfil que se acomoda a las restricciones impuestas por las necesidades de espacio libre subterrneo; una articulacin central, que es obtenida a travs de pernos pasadores que conectan las dos estructuras principales. Combinado con la energa de direccin, esta caracterstica le entrega una alta maniobrabilidad y radio de giro al equipoTambin poseen una operacin bidireccional, con el mismo nmero de marchas hacia delante y en reversa, lo que permite un transporte en ambas direcciones con la misma eficienciaEn la posicin de transporte, el balde cargado es soportado por la estructura principal del vehculo y no por los cilindros hidrulicos.En la parte delantera el LHD est compuesto por el Balde, Horquillas o Pluma, Cilindros de levante y volteo, Ruedas delanteras y eje de transmisin delantero (Non-Spin), luces; en la parte trasera se encuentra el Motor, convertidor de torque, cabina del operador situada a la izquierda del equipo, ruedas y eje de transmisin trasera (diferencial), luces, sistema de emergencia contra incendios, sistema de remolque; en la parte central se encuentran 1 o 2 cilindros direccionales hidrulicos y la rtula de giro regulable que es doble y sellada (es una de las partes ms importantes del equipo).El LHD est capacitado para cargar Camiones de bajo perfil y camiones convencionales de altura adecuada, puede tambin descargar sobre piques de traspaso o sobre el suelo para que otro equipo contine con el carguo por lo que el rendimiento para cada alternativa era distinto y se calcular segn sean las condiciones del caso.

PARTES DE UN LHD

Motor Convertidor de torque Transmisin Frenos Direccin Servicios hidrulicos Sistema hidrulico general Cabina del operador Balde

QU SE ESPERA DE UN EQUIPO LHD?Se espera confiabilidad, capacidad de carga y bajos costos de operacin. A dems por tratarse de equipos que trabajan en faenas subterrneas, los LHD deben cumplir con requisitos especiales, que alteran en forma importante sus caractersticas generales, los cuales son impuestos por el medio confinado y aislado en el que deben trabajar, ya que el confinamiento que implica la faena subterrnea hace imprescindible diseos compactos, que adems, mantengan una buena capacidad de carga y buenas caractersticas de maniobrabilidad. Por otro lado, al trabajar bajo la superficie, los gases de la combustin, el calor que disipa el motor y el ruido, son tambin factores crticos que deben solucionarse en los LHD diesel, mediante ingeniera y diseo. Las soluciones que han presentado los fabricantes son innovadoras e ingeniosas, llegndose al desarrollo de los LHD elctricos.

FACTORES QUE AFECTAN LA PRODUCTIVIDAD Y LA OPERACIN DEL LHDDentro de los factores que afectan la productividad y la operacin del LHD tenemos: La iluminacin, El estado de las pistas de rodado (derrame de carga, impacto en componentes mecnicas, impacto sobre el operador, disminucin de velocidad, desgaste de neumticos que deberan durar 2000-2500 horas, segn catlogo 3000 horas y puede bajar a 1800 horas). rea de carguo (debe tener piso firme para que no se entierre el balde y no genere esfuerzos que puedan daar el equipo por ejemplo al cilindro central de volteo que vale U$15.000). Granulometra del material a cargar (Colpas muy grandes disminuyen el factor de llenado). Vas de trnsito y trfico. reas de carga y descarga. Ventilacin (polvo y falta de oxgeno). Altura sobre el nivel del mar (se pierde un 1% de potencia cada 100 metros a partir de los 300 metros sobre el nivel del mar, para alturas mayores de 1500 msnm se adicionan turbos). Temperatura (cada 2C en ascenso se pierde 1% de potencia a partir de los 20C.

NDICES OPERACIONALES Factores, en general porcentuales, que permiten realizar un control sobre los procedimientos de trabajo y eficiencia de los diferentes equipos presentes.Los indicadores permiten realizar un control de gestin e identificar los entes responsables de los tiempos no productivos, con el fin de ser una herramienta de planificacin para planificar proyectos futuros.Dentro de estos se entrega como recomendacin: Disponibilidad Fsica deber ser superior al 85%. Utilizacin no deber bajar del 50%, entre 50 y 60% es aceptable, sobre el 60% es ideal. Debemos considerar que para el buen desempeo del equipo se debe contar con adecuadas vas de trnsito, tanto en calidad de las pistas de rodado, pendientes, ventilacin (Q=0,047m3/HP-s o Q=100CFM/HP) y en espacio (estaciones de seguridad o refugios, talleres y estocadas para maniobras). Esto garantizar que el equipo pueda circular con la mayor libertad posible, sin interrupciones ajenas al funcionamiento propio.

SELECCIONAR EL EQUIPO LHD MAS APROPIADO, DIESEL O ELCTRICO Las dimensiones mximas del equipo deben ser de acuerdo al tamao de las galeras o, definicin del tamao de las galeras, de acuerdo al LHD seleccionado. La capacidad de carguo y transporte del material es de acuerdo a lo especificado. Debe haber una adecuada visibilidad para el operador, de modo de realizar una conduccin segura. Debe poseer sistemas mecnicos (frenos, sistema hidrulico, chasis ) potentes. Tener una mnima emisin de gases por el tubo de escape, en el LHD diesel. Poseer manutencin sencilla. Tener bajos niveles de ruido y vibraciones. Poseer una adecuada distribucin de materiales combustibles, para minimizar el riesgo de incendio. Entregar seguridad y comodidad para el operador del equipo. Debe realizarse un completo anlisis econmico y de productividad, sin olvidar que el equipo tiene una capacidad limitada y que, si es sobrecargado, se disminuye su vida til, encareciendo al mismo tiempo los costos de mantencin.

SELECCIN DEL TAMAO DE UN LHDLa seleccin del tamao de un equipo LHD va a ser en funcin de layout posible, es decir, de la disposicin espacial que se tenga dentro de las labores de una mina. As se lograr tener una estabilidad entre el tamao de labores y el tamao del equipo. Adems se deben considerar las dimensiones segn el Cdigo de Minera (Ttulo III, captulo segundo).Pero en general, existen recomendaciones prcticas:

MANIOBRABILIDAD DE LOS EQUIPOSUna de las operaciones ms importantes que debe realizar un LHD, es el giro necesario para ingresar a cargar desde la galera de acarreo hasta la estocada de carguo, el equipo debe ser capaz de realizar esta maniobra en forma rpida, de modo de no disminuir su rendimiento y, junto con esto, deben existir las condiciones para que dicha operacin se realice con seguridad. El giro mencionado se debe realizar en las llamadas curvas de alta velocidad de las labores, que se caracterizan por tener un radio de curvatura apropiado para permitir el giro del equipo.El comportamiento de un LHD en una labor es muy especial, debido a la articulacin central que lo separa en dos cuerpos, adems, las ruedas de estos equipos tienen un movimiento dependiente al eje de ellas, excepto el de rotacin. Los ngulos que se producen entre los dos cuerpos, al girar el equipo, son similares a los ngulos que forman los dos ejes del vehculo; y, si estos ejes se proyectan hasta que se intercepten, se tiene, en el punto de interseccin, un centro comn para los radios de giro externo e interno del equipo.Si los ejes trasero y delantero del equipo son iguales, las ruedas traseras seguirn la misma trayectoria que las ruedas delanteras al realizar la maniobra de giro.Cuando un equipo se desplaza por el centro de una labor, los ejes de las ruedas son perpendiculares al eje de dicha labor por lo que al realizar la maniobra de giro con un ngulo de giro constante, se tiene que, durante toda la maniobra, la proyeccin de los ejes se interceptara siempre en un eje comn, hasta llegar a la otra labor. Al realizar el giro, el equipo se endereza antes que su eje trasero llegue al final de la curva, ya que cuando el otro eje llega a esta posicin, cambia su trayectoria, siguiendo nuevamente perpendicular al eje de la labor, enderezndose ms rpidamente el cuerpo trasero.La eficiencia operacional de un LHD se ve afectada fundamentalmente por su maniobrabilidad, razn por la cual se deben compatibilizar todos aquellos parmetros que la afectan, de modo de obtener el mejor rendimiento

PARMETROS QUE AFECTAN EL MEJOR RENDIMIENTO Y DIMENSIN DE LOS EQUIPOS Largo: Este parmetro influye en la operacin de giro hacia una estocada de carguo. El equipo debe realizar el carguo en direccin recta hacia el material quebrado. Si el largo del equipo es mayor que el largo de la estocada de carguo necesariamente deber realizar una maniobra adicional, de modo de enderezarse y no cargar en forma quebrada. Desde este punto de vista, se ve favorecido el equipo elctrico puesto que es ms corto y, por lo tanto, es ms rpido su posicionamiento correcto frente al mineral. Ancho: El mejor desplazamiento del equipo en las labores se obtiene en la medida que el espacio que queda entre el equipo y las cajas de la labor sea mximo. El equipo elctrico, por el hecho de ser ms angosto posee, ms de espacio libre a cada lado de la labor, por lo que su maniobrabilidad es mejor desde este punto de vista. Alto: Al igual que con el ancho, mientras menor sea la altura del equipo se tendr un mejor desplazamiento de l en las labores, dado el mayor espacio libre que se origina. Desde este punto de vista, se ve favorecido el LHD diesel, ya que posee un perfil de ms baja altura. Tamao del balde: La visibilidad del operador se ve afectada grandemente por la forma y tamao del balde, y a mayor visibilidad mejor ser la maniobrabilidad del equipo. El LHD elctrico, por tener una mayor altura posee ms problemas de visibilidad por efecto del material transportado en el balde. Velocidad mxima: Por razones de seguridad y operacionales no se permite a un equipo excederse de una cierta velocidad limite, aun cuando tcnicamente sea capaz de superarla, generalmente los equipos usan la segunda y tercera marcha durante el transporte, y ocasionalmente cambian a cuarta cuando la distancia es mayor de 45 m. Esfuerzo de traccin: El esfuerzo de traccin disponible para el movimiento del equipo, depende del peso que acta sobre sus ejes motrices y del contacto existente entre el terreno y los neumticos, de tal forma que el esfuerzo de traccin mximo ser funcin del coeficiente de adherencia posible de alcanzar. La maniobrabilidad del LHD elctrico es mejor que la del LHD diesel, desde este punto de vista, puesto que el primer equipo posee NO-SPIN en las cuatro ruedas, lo que permite que ninguna de ellas resbale, cuando la adherencia entre el piso y los neumticos no es normal. El LHD diesel posee NO-SPIN solo en las ruedas traseras. Estado y construccin del piso: El objetivo que cumplen los pisos de circulacin es distinto, ya sea para las calles o zanjas. En las calles, el piso debe permitir al equipo deslizarse libremente, sin que existan baches que interrumpan la buena maniobrabilidad del LHD. En las zanjas, deben impedir que durante el carguo del balde se produzca una excavacin innecesaria que pudiera disminuir el rendimiento de la operacin. El LHD elctrico, debido a su menor peso, produce menos daos en los pisos, razn por la cual su maniobrabilidad es mejor. Curvas de alta velocidad: El diseo de la curva de alta velocidad es quizs el factor ms importante que afecta a la maniobrabilidad de un equipo LHD, puesto que ste est girando constantemente durante los ciclos de produccin. En base al espacio libre que queda a cada lado, entre el equipo y las cajas de las labores, el LHD elctrico posee una mejor maniobrabilidad que el LHD diesel. De acuerdo al ngulo de giro optimo desarrollado por el equipo, la mejor maniobrabilidad la posee el LHD elctrico. Granulometra del mineral: Si la granulometra del mineral es grande, se tienen colpas de gran tamao que dificultan la visibilidad del operador, reduciendo con ello la maniobrabilidad del equipo. Este hecho afecta en mayor medida al LHD elctrico, por ser este de mayor altura. Operadores LHD: Los mejores resultados en cuanto a maniobrabilidad del equipo se obtienen con un operador calificado. Se puede decir que el LHD elctrico es en general, ampliamente aceptado por los operadores, debido fundamentalmente a su mayor facilidad de carguo, mayor suavidad operacional, disminucin del nivel de ruido, ausencia de gases, etc. Estocadas de carguo: Si la longitud de las estocadas de carguo es insuficiente, para que el equipo cargue en forma normal, se deben realizar maniobras adicionales de modo de enderezar el equipo; esto alarga el tiempo de ciclo y produce una subutilizacin de potencia y generacin de problemas mecnicos. La maniobrabilidad del LHD diesel se ve ms afectada que la del LHD elctrico desde este punto de vista. Direccin de acarreo: La visibilidad del operador es mejor por sobre el motor que por sobre el balde; esta puede ser afectada considerablemente por las condiciones del piso y por los accesorios que llevan los LHD en la parte superior de su estructura, como son las barreras fsicas para la orientacin del operador.

CONDICIONES USO DE EQUIPOS LHD DIESEL Y ELCTRICO

El motor diesel debe tener compensador de altura. El motor elctrico debe ser alimentado con 1000 V en 50 Hz. El convertidor de torque y la transmisin deben ser compatibles con la capacidad de carga del equipo. Los diferenciales trasero y delantero deben tener NO-SPIN. El diseo del balde debe ser adecuado para trabajar con material altamente abrasivo, adems debe ser resistente al impacto, flexin y desgaste originado por el carguo. El sistema hidrulico debe considerar una ptima distribucin de las mangueras, adems estas deben ser aptas para servicio de alta presin. Todos los estanques deben tener un filtro de malla en su entrada, el cual debe estar protegido por un nipleo similar, de modo de permitir un llenado seguro y sin derrames. Los cilindros (levante, volteo y direccin) deben ser lo suficientemente robustos, de modo de soportar sobrecargas propias del proceso de extraccin, y deben estar provistos de defensas, para que no sufran dao debido a la proyeccin de rocas sobre ellos. El sistema de frenos debe considerar frenos de servicio (de preferencia, tipo multidisco hmedo), frenos de emergencia y frenos de aparcamiento. La estructura del equipo debe ser adecuada para trabajo extremadamente riguroso. La articulacin central debe estar diseada de tal forma que sea capaz de absorber los sobreesfuerzos derivados de las rigurosas condiciones de trabajo. Los neumticos deben ser aptos para faena minera, tipo L5-S, 20.0 x 25 / 24 ply(neumtico liso). El equipo debe poseer una estructura de proteccin para el operador con pilares que le protejan la espalda y costados. El asiento del operador debe ser amortiguado, anatmico, confortable y regulable para operadores con una estatura promedio entre 1.65 y 1.85 m. El panel de instrumentos debe estar instalado de modo que proporcione el mximo de facilidad, comodidad y eficiencia en la operacin del equipo. El sistema elctrico debe tener cables reforzados y los tendidos deben ser ordenados y protegidos contra el roce y calor generado por los componentes del equipo. El sistema de focos debe ser adecuado para faenas con presencia de polvo, agua, barro, vibraciones causadas por ondas expansivas y, debidamente protegido contra la proyeccin de partculas derivadas del carguo. El sistema de seguridad debe incluir una barra de seguridad que permita fijar la articulacin central, adems debe estar dotado de un equipo extintor de incendio doble, que proteja al sector del motor y, en forma independiente, el sector central y delantero del equipo. Adems, debe tener un extintor manual, ubicado en un sector seguro y de fcil acceso para el operador.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS LHD DIESEL Y ELCTRICOS

Ventajas y desventajas operacionales:

La altura de trabajo produce perdidas de potencia en los motores diesel y, para contrarrestar en parte est perdida, se deben usar compensadores de altura, lo que implica una mayor inversin y un mayor costo de mantencin del motor. El factor de reduccin de potencia a la altura de operacin de los equipos LHD diesel de la mina es de 78%, lo que equivale a una prdida del 22% de su potencia. A los equipos diesel se les debe realizar una completa manutencin mecnica, debido a que el polvo en suspensin, principal contaminante de la mina, produce desgastes prematuros en los componentes y subconjuntos del motor, lo que adems repercute directamente en la disponibilidad mecnica y aumenta los costos de manutencin. Al usar LHD diesel, parte del aire inyectado es ocupado en la combustin y remocin de los gases producidos por el motor diesel. Sin embargo, con el uso de LHD elctricos, se ha notado un frente de trabajo mucho ms limpio, ya que una mayor cantidad del aire inyectado es empleado para la remocin del polvo, manteniendo la misma cantidad y velocidad de circulacin del aire de ventilacin. Cuando se usa LHD diesel, la maquina posee una gran flexibilidad y autonoma de movimiento, ya que se trabaja en forma independiente, sin necesidad de estar conectada a una fuente de energa, como en el caso del LHD elctrico. Esta es la principal ventaja que presenta el LHD diesel frente al LHD elctrico. La productividad del LHD elctrico es un 12% mayor que la productividad de LHD diesel, debido, principalmente, a la mayor fuerza del balde en el momento de cargar, la que se obtiene porque el motor elctrico es temporalmente capaz de absorber una carga elctrica apreciablemente ms alta que la que corresponde a su potencia nominal. La disponibilidad mecnica del LHD elctrico resulto ser un 8,6% mayor que la del LHD diesel. Este hecho, asociado a la menor duracin del ciclo del LHD elctrico, implican que la produccin anual de este ltimo equipo sea un 18% mayor que la produccin anual del LHD diesel. Lo anterior indica que para satisfacer una produccin dada de la mina, la flota de equipos necesaria, es menor en el caso de utilizar LHD elctrico, con las ventajas econmicas que ello significa. La operacin con LHD elctrico, con cable de arrastre, implica un desgaste y deterioro del cable, que se produce por efectos del roce con el piso abrasivo de las galeras de transporte, en combinacin con los esfuerzos de flexin y traccin, que constantemente se producen durante la operacin. La maniobrabilidad del LHD elctrico es mejor que la del LHD diesel

Ventajas y desventajas de seguridad:

El LHD elctrico permite mantener una mayor limpieza en la maquina presentando mucho menos filtraciones de aceite. El uso de energa elctrica en lugar de petrleo, disminuye la necesidad de almacenamiento de este combustible dentro de la mina, situacin siempre conflictiva, bajo el punto de vista de seguridad. Dado que las mantenciones son menores y menos complejas en el caso del LHD elctrico, se disminuyen los riesgos inherentes a estas actividades. Al trabajar con energa elctrica de alto voltaje, aparece otro riesgo que, si bien es cierto es de fcil control, representa un alto potencial de dao. Bajo el punto de vista ambiental, la electricidad es considerada como un tipo de energa limpia, no contaminando el medio donde se desenvuelve; no es as el caso del petrleo, donde los gases que se desprenden por el tubo de escape, producto de la combustin, obliga a mantener un permanente cuidado en el control de los parmetros de su generacin y en el medio ambiente donde se trabaja. El ruido producido por los equipos en operacin es menos nocivo en el LHD elctrico. Un estudio de vibraciones en la cabina del operador tambin concluyo en resultados favorables al LHD elctrico. Sin dejar de considerar que las vibraciones medidas en el asiento del operador tienen mucho que ver con su diseo y que, en consecuencia, es factible encontrar el modelo optimo y colocarlo en cualquier tipo, se puede concluir que, analizando en conjunto las vibraciones en la estructura de la cabina y en el asiento, el LHD elctrico presenta menos problemas de vibraciones. Para tener un antecedente de comparacin respecto al problema de incendio, se calculo la carga de fuego de cada equipo, obtenindose los siguientes valores promedio:LHD elctrico: 141.9 kg/m2LHD diesel : 169.7 Kg/m2 Si a esta diferencia le sumamos la mayor temperatura que genera el LHD diesel y el bajo punto de inflamacin del combustible ( petrleo ), respecto al LHD elctrico, sin lugar a dudas, este ultimo presenta una amplia ventaja, en cuanto a ser un equipo de menor riesgo de incendio y de mayor posibilidad de control si este se produce. La situacin de tener un equipo con cable arrastrndose en el piso y en movimiento, representa un riesgo de accidente, que indudablemente entrega ventajas, desde el punto de vista de seguridad, al LHD diesel.

LHD TELECOMANDADO

Uno de los cambios en los equipos LHD es la implementacin de equipos controlados a distancia a travs de Tele comandos, permitiendo que los mineros operen desde cabinas instaladas en lugares donde el ambiente no contiene el alto nivel de polvo y ruido como el que se encuentra en el lugar mismo donde operan los equipos. Entre los equipos que poseen este sistema podemos encontrar martillos picadores, LHD y buzones.

Estas cabinas o salas de Tele comandos utilizan cmaras de televisin y joysticks, asemejndose as al manejo de controles de un juego de video. Esta ser la base de la minera del siglo XXI, operadores con altos estndares de calidad de vida, seguridad, productividad y en las mejores condiciones ambientales.

Las ventajas de esta minera a tele comando son inmensas:

El operador no tiene que trasladarse a las zonas donde el ambiente contiene mucho polvo y ruido. No es necesario ingresar a la mina subterrnea para trabajar. No requiere utilizar el equipo de seguridad (casco, lentes de seguridad, zapatos de seguridad, lmpara minera, audfonos protectores, ropa reflectante y auto rescatador).Los objetivos de este sistema son: Mejorar los ndices de productividad Seguridad Condiciones ambientales, mejorando as la calidad de vida de los trabajadores. Reducir los costos

RENDIMIENTO DE UN LHD

Cb: Capacidad del balde del LHD (m3). : Densidad insitu de la roca (ton/m3) : Esponjamiento. Fll: Factor de llenado del balde del LHD. Di: Distancia de viaje del LHD cargado hacia el punto de descarga (metros). Vc: Velocidad del LHD cargado hacia el punto de descarga (metros por hora). Dv: Distancia de viaje del LHD vaco o hacia la frente de trabajo (metros). Vc: Velocidad del LHD vaco (metros por hora). T1: Tiempo de carga del LHD (minutos). T2: Tiempo de descarga del LHD (minutos). T3: Tiempo de viaje total del LHD (minutos) = (Di/Vc+Dv/Vv)60 T4: Tiempo de maniobras del LHD (minutos).

N de Ciclos por hora = NC=60 / (T1 + T2 + T3 + T4) [ciclos/hora]Rendimiento horario = NC Cb Fll / (1 + ) [toneladas/hora]

RENDIMIENTO DEL SISTEMA LHD-CAMIN Cb: Capacidad del Balde del LHD (m3). : Densidad insitu (ton/m3) : Esponjamiento. Fll: Factor de llenado del balde. CLHD: Capacidad del LHD (toneladas) = Cb Fll / (1 + ) CC: Capacidad del camin (toneladas). NL: Nmero de ciclos para llenar el camin = CC / CLHD NP: Nmero de paladas para llenar el camin = ENTERO (C/CLHD) FllC: Factor de llenado de la tolva del camin = NP CLHD / CC T1: Tiempo de carga del LHD (minutos). T2: Tiempo de descarga del LHD (minutos). T3: Tiempo de viaje total del LHD (minutos) = (Di / Vc + Dv / Vv) 60 T4: Tiempo de maniobras del LHD (minutos).Tiempo de llenado o carga del Camin = TC1 = NL (T1 + T2 + T3 + T4 )

RENDIMIENTO DEL CICLO DEL CAMIN Dci: Distancia de viaje del camin cargado hacia el punto de descarga (kilmetros). Vcc: Velocidad del camin cargado hacia el punto de descarga (kilmetrosporhora). Dcv: Distancia de viaje del camin vaco o hacia la frente de trabajo (kilmetros). Vcc: Velocidad del camin vaco (kilmetros por hora). TC1: Tiempo de carga del camin (minutos). TC2: Tiempo de descarga del camin (minutos). TC3: Tiempo de viaje total del camin (minutos) = (Dci / Vcc + Dcv / Vcv ) 60 TC4: Tiempo de maniobras del camin (minutos).

Rendimiento del Camin = RC = NP CLHD 60 / (TC1 + TC2 + TC3 + TC4)

RENDIMIENTO DEL SISTEMA LHD Y N CAMIONESEn este caso consideraremos que el LHD se encuentra saturado de camiones y para el clculo se tiene que el tiempo en que el camin se demora en ir a descargar, retornar y maniobrar debe ser menor o igual al tiempo que se demora el LHD en cargar a los N-1 camiones restantes.Tiempo de llenado o carga de los N-1 Camiones =TC (N-1) = (N-1) NL (T1 + T2 + T3 + T4) TC2+ TC3+ TC4 TC(N-1)

ALGUNOS EJEMPLOS DE EQUIPOS

Equipos de Carguo LH201Especificaciones

Capacidad de transporte: 1000 kg (2200 lb) Estndar de la cuchara (SAE 2: 1): 0,54 m (0,7 yd) Pesos Peso en servicio: 3.650 kg (8.030 libras) Peso cargado total: 4,650 kg (10,230 libras)

Dimensiones Longitud total: 4600 mm (181 ") Max. ancho (con std. cubo): 1055 mm (42 ") Altura con dosel de seguridad: 2045 mm (81 ") Distancia al suelo: 220 mm (8,7 ")

Los componentes principales Motor de disel: Deutz F3L 912 W Potencia del motor: 33 kW (45 CV) / 2 500 rpm Transmisin: Transmisin hidrosttica Caudal variable, totalmente reversible Ejes: Tamrock Ruedas: 8.25x15, L5

LH621Especificaciones

Capacidad de transporte: 21.000 kg (46.300 libras) Rango de la cuchara (SAE 2: 1):8,0 a 10,7 m (10,5 a 14,0 yd) Pesos Peso en servicio: 56.800 kg (125.220 libras) Peso cargado total: 77,800 kg (171,520 libras)

Dimensiones Longitud total: 11,993 mm (472 ") Max. ancho (con std. cubo): 3100 mm (122 ") Altura con cabina de seguridad: 2950 mm (116 ") Distancia al suelo: 505 mm (20 ")

Los componentes principales Motor de diesel: Detroit Diesel S60 DDEC IV Potencia del motor:354 kW (475 CV) / 2100 rpm Transmisin: Dana, 8421H Ejes: Dana, 58R397 Ruedas: 35 / 65-33

LH209LEspecificaciones

Capacidad de transporte: 9.600 kg (21.164 libras) Rango de la cuchara (SAE 2: 1): 4.2 a 4.6 m (5,5 a 6,0 yd) Pesos Peso en servicio: 24.300 kg (53.572 libras) Peso cargado total: 33,900 kg (74,737 libras)

Dimensiones Longitud total: 9240 mm (364 ") Max. ancho (con std. cubo): 3260 mm (128 ") Altura con dosel de seguridad: 1690 mm (67 ") Distancia al suelo: 294 mm (11.6 ")

Los componentes principales Motor de disel: MERCEDES OM906LA Potencia del motor: 170 kW / 2.200 r / min Transmisin: Dana, R 32421 Ejes: Dana, 19 D 2748 LCB Ruedas: 20.5R25 VSDL

Scooptram ST2DEspecificaciones:

Capacidad de transporte: 3500 kg. Pesos Peso en servicio: 12320 kg Peso cargado total: 15820 kgDimensiones Longitud total: 6645 mm Ancho: 1638 mm Altura de desplazamiento: 2086 mm

Los componentes principales Motor: Deutz DieselF6L-912W,Tier/Stage1 Potencia del motor: 63 kW/84 hp at 2 300 rpmEjes: Dana/14D Dimensin Ruedas: 12.00x24, 16 ply STMS L-5S

Scooptram ST7LPEspecificaciones:


Los componentes principales Motor: diesel Cummins QSB6.7 EPA Potencia del motor: 144 kW/193 CV a 2200 rpmEjes: Rock Tough / 406Dimensin Ruedas: 17.5x25 20 ply L5S

Scooptram ST18: Cargadora de interiorEspecificaciones


Los componentes principales Motor: Cummins QSX15 EPAPotencia del motor: 336 kW/450 hp 2200 rpmEjes: Dana TE32Dimensin Ruedas: 29.5x29

Equipos de TransporteTH315Especificaciones

Carga til: 15,000 kg (33 069 libras) Gama Box (SAE 2: 1): 7,5-9,2 m (10-12 yd) Pesos Peso en servicio: 18.373 kg (40.505 libras) Peso cargado total: 33,794 kg (74,503 libras)Dimensiones Longitud total: 7715 mm (304 ") Ancho total: 2252 mm (87 ") Altura: 2341 mm (92 ") Distancia al suelo: 274 mm (11 ")

Los componentes principales Motor de disel: Cummins QSB6.7 (MSHA) Potencia del motor: 164 kW (220 CV) / 2200 rpm Transmisin: Dana, LHMR 32000 Ejes: Kessler D81 Neumticos, tamao y tipo: 16.00R25

TH540Especificaciones

Carga til: 40.000 kg (88.125 libras) Gama Box (SAE 2: 1):18-22 m (24-29 yd) Pesos peso en servicio: 34,700 kg (76,400 libras) Peso cargado total: 74.700 kg (164.600 libras)Dimensiones Longitud total: 10,682 mm (420 ") Max. Ancho: 2996 mm (118 ") Altura: 2850 mm (112 ") Distancia al suelo: 423 mm (17 ")

Los componentes principales Motor de diesel: Volvo Penta 1640VE (MSHA) Potencia del motor: 375 kW (503 CV) / 1900 rpm Transmisin: Dana, 8821 Ejes: Dana, 21D 3847 Ruedas: 26.5R25

TH680Especificaciones

Carga til: 80.000 kg (176.400 libras) Caja basculante lateral: Amontonado, J1313 46 m3 (60 yd3) Pesos Peso en servicio: 58,000 kg (127 900 libras) Peso cargado total: 138.000 kg (304 200 lb)

Dimensiones Longitud total: aprox. 11,600 mm (457 ") Max. Ancho: 3900 mm (154 ") Altura: 3600 mm (141 ") (sin carga) (3,900 mm con la cmara) Distancia al suelo: 265 mm (10 ")

Los componentes principales Motor de disel: Detroit S60 Potencia del motor: 317 kW (425 HP) @ 2100 rpm Transmisin: Allison 4000 SRO Ejes: Kessler Ruedas: 14.00R25

CAUDALES DE AIRE NECESARIO, SEGN EL CDIGO DE MINERA

Caudal requerido por el nmero de personas:

El Art. N 138 del D.S. N 72., exige una corriente de aire fresco de no menos de tres metros cbicos por minuto (3 m/ min.) por persona, en cualquier sitio del interior de la mina.

Donde:

A pesar que este mtodo es utilizado con frecuencia, se debe considerar F slo como referencia, pues no toma en cuenta otros factores consumidores de oxgeno, como lo son la putrefaccin de la madera, la descomposicin de la roca, la combustin de los equipos, etc.

Caudal requerido por equipo Diesel:

El art. N 132 del R.S.M. (D.S. N 72) recomienda un mnimo de 2.83 (m3/min) por HP al freno del equipo para mquinas en buenas condiciones. Se debe aclarar que los 2,83 m/min. del art. N 132 son el mnimo caudal de aire requerido y no acepta factores de correccin. Por lo dems, se pide la potencia al freno o potencia bruta, que es la mxima potencia proporcionada por el motor sin tener en cuenta las prdidas por transmisin, si es que no se cuenta con la curva de potencia entregada por el fabricante (grfico KW vs. RPM) o con una recomendacin de ventilacin para el equipo proporcionada por el fabricante y certificada por algn organismo confiable. Para aclarar mejor el punto anterior, se debe calcular el requerimiento de aire de cada equipo diesel, multiplicando 2,83 por la potencia y por el nmero de equipos que trabajan en el momento de mxima produccin, eliminando aqullos que estn fuera de la mina, en reserva o en mantencin.

Clculo de Caudales (Q) mnimos necesarios por cada equipo

EquipoModeloPotencia (HP)Q por cada HP (m^3/min)Q por equipo (m^3/min)

CarguoLH201442,83124,52

CarguoLH66214742,831341,42

CarguoLh209L2282,83645,24

CarguoScooptram ST2D842,83237,72

CarguoScooptram ST7LP1932,83546,19

CarguoScooptram ST184502,831273,50

TransporteTH3152202,83622,60



N de operadores por equipoQ por operador (m^3/min)Q total= Q por equipo+Qpor operador

13127,52

131344,42

13648,24

13240,72

13549,19

131276,5

13625,60

131426,49

131205,75

TRANSFERENCIA DE CALOR GENERADO POR EQUIPOS CON MOTOR DIESEL Los equipos utilizados en los trabajos subterrneos que generan calor transmitido al aire de la atmsfera subterrnea son: 1) Equipos mviles con motor diesel y con motor elctrico (jumbos para perforacin, camiones o dumpers para transporte, pala o LHDs para carga y remocin, locomotoras, etc.); 2) Equipos y sistemas elctricos no mviles (ventiladores auxiliares, iluminacin, bombas, guinchos, estaciones o subestaciones de transformacin, etc.). De la variedad de equipos utilizados en trabajos subterrneos, los movidos a diesel, contribuyen significativamente en la transmisin de calor al aire que fluye en la atmsfera subterrnea.

El consumo de diesel por los motores de los equipos es de 0,24 kg/kWh, con un valor calorfico de 44 MJ/kg, por lo que el total de energa liberada es de:0,24x 44x103 KJ/kWh = 10,560 KJ/kWh = 176 KJ/minuto. KW = 2,9 kJ/s.KW = 2,9 KW/KW. De este total 1 KW se convierte en energa mecnica y 1,9 KW es liberada en gases expulsados por el motor. Esta cantidad de energa no es transferida en su totalidad al aire que fluye hacia el ambiente en que trabaja el equipo, visto que es funcin del tiempo efectivo de uso de la mquina, por lo tanto es particular y diferente para cada condicin de trabajo subterrneo siendo el valor prximo de 0,9 KW.

La emisin de calor por equipos con motor diesel qed (KW) puede ser traducida por: qed = f.qd.p d donde: qd es la energa equivalente liberada por el petrleo (2,9 KW/KW), pd es la potencia del equipo (KW), f= fm.ft es el factor combinado de conversin a energa mecnica y de utilizacin del equipo, que es particular para cada mina y hasta diferente de una rea de trabajo para otra. De esta expresin el aumento de la temperatura provocado por la utilizacin de equipos a diesel Ted (C) se expresa por la ecuacin:

La influencia en el aumento de la temperatura del aire en este caso es a partir del sitio donde trabaja o trabajan las mquinas.

GASES TXICOS EN EL AMBIENTE SUBTERRNEO La composicin natural de los gases en el aire de la atmsfera exterior (Cuadro 3.13) es predominantemente nitrgeno (78,08%), seguido por oxgeno (20,95%), por argn (0,93%), por dixido de carbono (0,03%) y otros gases en porcentaje restante (0,01%). Los gases ms comunes en el aire del ambiente subterrneo son: O2, N2, CO2, CO, NOx, H2S, SO2 y CH4 (Cuadro 3.14), que en determinadas concentraciones constituyen contaminantes importantes. Los gases presentes en el aire del ambiente subterrneo en ciertas concentraciones no son nocivos, sin embargo, a medida que aumentan o disminuyen o que ocurre una exposicin prolongada, originan efectos negativos para la salud e incluso pueden provocar la muerte.

La composicin gaseosa del aire de la atmsfera subterrnea es alterada por factores operacionales y factores hidrogeolgicos. El oxgeno puede disminuir hasta 18% (180.000 ppm), el CO2 aumentar y agregarse otros gases y partculas slidas. Actualmente existe un creciente proceso de mecanizacin en el ambiente subterrneo con intensa utilizacin de equipos con motor a diesel.

Efectos provocados por la alteracin de la composicin gaseosa del aire en el ambiente subterrneo. Gas % en el Aire Caractersticas fsicas Efectos

O2 17 15 9 7 6 Incoloro, inodoro e inspido Nuseas, aumento de palpitaciones del corazn Mareos, zumbidos en los odos, latidos rpidos del corazn Desmayos, prdida del conocimiento Riesgo de muerte Convulsiones y la muerte

CO2

LHD Ventilacion

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