CamionesMI57G- Manejo de minerales y ventilacinProfesor: Ral Castro

ContenidosIntroduccin sistemas de transporte en minera subterrneaCamionesCalculo de rendimientos de camionesCalculo de flota de camionesCostos

Sistemas de transporteTransporte discontinuoCamionesTrenesSkips

Transporte continuoTransporte por medio de correasTransporte por medio de fluidos

CamionesExisten diversos tipos de camiones:Minera subterrneaCamiones minerosCamiones de carreteraMinera a rajo abiertoCamiones de gran capacidadCamiones carreteros

CamionesCarreteros o convencionalesMineros o dumpers

Camiones carreterosLos camiones carreteros se utilizan para el transporte de materiales en minera y construccinSe distinguen por su capacidad de transporte y se denominan en el mercado acorde a su largo y ancho de tolva. Por ejemplo, camiones 6 x4 tienen tolvas de 6 metros de longitud y 4 metros de ancho.El precio de adquisicin es bajo comparado con sus pares mineros.Son equipos operados por Diesel y no cuentan con articulacin central.La vida util de estos equipos es baja ya que no estan hechos para operar en las condiciones mas severas que impone la minera. Tipicamante 2-3 aos de vida util real.Precio de adquisicin entre US$ 60.000 140.000

Equipos carreteros- Ejemplos

Camiones Mineros (Dumpers)

Los camiones mineros se utilizan para el transporte de materiales en minera subterrnea. Son equipos especialmente diseados para labores de transporte en minera subterrnea.Se distinguen por su capacidad de transporte y por su bajas dimensiones.Son equipos Diesel o elctricos Cuentan con articulacin central.El precio de adquisicin es mayor que los camiones de carreteraPrecio de adquisicin entre 570-280 KUS$Vida til tpica es 5 aos

Especificaciones

Curvas de desempeo de camionesLas curvas de desempeo nos indican dada la condicin del camino la velocidad mxima que puede alcanzar el camin tanto en subida-bajada-plano desde el punto de vista del equipo.En un camino en subida y horizontal el motor debe vencer las fuerzas de roce originadas en los neumticos En un camino en bajada el camin tiene un cierto freno que ejercer para mantenerse a una velocidad prudentePara el diseo se deben considerar velocidades de seguridad mximas para asegurar frenado en una distancia de seguridad.Con la velocidad en cada tramo es posible determinar la marcha del equipo, velocidad y con ello el tiempo de viaje total del tramo y ciclo de transporte.Las curvas de desempeo los entrega el fabricante del equipo

Diseo de CaminosCBR: ndice de resistencia del sueloSe divide el peso por eje por el numero de neumticosEjemplo peso 40,000 lb

Curvas de desempeo- resistencia a la rodaduraPendientes (%)Resistencia a la rodaduraCp= centmetros de penetracin del neumtico (depende del terreno).

Resistencia a la rodadura y adhesinAdhesin: evita que los neumticos resbalen en el caminoResistencia a la rodadura: fuerza que tiene que sobrepasar el camin

Grficos de desempeo camiones - subida10%= 8%(pendiente) + 2% (resistencia a la rodadura)Leer en x izquierda el peso totalDada la pendiente equivalente encontrar la marcha y velocidad (eje x en la derecha)

Retardos10%-2% vacioPara evitar el gasto de frenos los equipos vienen equipados con un retardador en el motor.

Las curvas de retardo/freno nos indican las velocidades mximas que el equipo puede alcanzar.

Curvas de desempeo: traccinpendiente: pendiente + FR Peso totalTaraPeso

Curvas de desempeo: freno Pendiente efectiva: pendiente - FR

Velocidades en retornoGeneralmente no hay mayor restriccin cuando el equipo viene vacoEntonces estas velocidades se fijan para satisfacer seguridad.Para diseo se puede usar la siguiente tabla que indica que % de la velocidad mxima se puede usar dada las condiciones de operacin y distancia de transporte

Velocidades mximas por razones de seguridadReferencia: Walter, W., Kaufman, Ault. Design of Mine Haulage Roads- A manual Para cada peso de camin se determina la velocidad mxima permitida en una pendiente.Existe una distancia mxima que los frenos de servicio pueden operar sin fallar por sobrecalentamiento

Tiempos carga-descarga-maniobrasDescarga incluyendo maniobras (minutos)Tiempo maniobras previo al carguo (minutos)

Calculo rendimiento flota camiones-LHDDeterminar tiempo carga camiones (Tc)Factor de carga por numero de paladas (Fll)Tiempos de transporte por camin:Tiempo carga TcTiempo viaje cargado TvcTiempo descarga TdTiempo viaje vacio TvTiempo maniobras Tm

Factores Operacionales

Tiempo transporte:Considerar viaje : velocidades mximas y permisibles del equipo, y distancias de aceleracin-desaceleracin.

Ejemplo ciclo transporte camiones carreteracargaplantaportalportal

Interior mina 2,4 kmVelocidad inicial= 0-9 = 4,5 km/hr (150 m)Regimen = 9 km/hr (resto)Tiempo tramo = 17,2 minSuperficie = 1,12 km (grava compactada)Velocidad inicial 9 (km/hora)Vel. Max. = 18 km/hrTramo 0-150 = 12 km/hr150-final=18 km/hrTotal tiempo tramo = 4,4 minTiempo total ciclo = 47,5 min/cicloTd= 2 minTiempo maniobras = 1minTc= 13,1 minTiempo maniobras =1 minSuperficie = 1,12 km (grava compactada)Velocidad inicial 0 (km/hora)Vel. Max. = 20 km/hrTramo 0-150 = 10 km/hr150-final=20 km/hrTotal tiempo tramo = 3,8 min

Interior mina 2,4 kmRegimen = 20 km/hrTiempo tramo = 8,8 minRampa sube 12% Camino sube 12% Baja 12% por camino Baja 12% por rampa

Rendimiento camiones y equipos LHD-cargadores frontalesCapacidad LHDNumero paladasFactor llenadoTonelaje x cicloTiempo viajeRendimiento efectivoRendimiento sistema transporte

Calculo de costos transporte camionesLos costos de transporte se calculan en US$/hr. El costo en US$/ton puede subir a medida que aumenta la distancia y disminuye el rendimiento del sistema.Entonces el costo en US$/ton no es fijo y puede cambiar para un diseo por ao a medida que se profundiza la operacin.

Carpetas de rodado MI57G Manejo de materiales y ventilacin de minasProfesor: Ral Castro

ContenidosRol de las carpetas de rodadoTipos de carpetaComparacin de tipos de carpetasMantencin de carpetas

Carpetas de rodadoLas carpetas de rodado son fundamentales en la operacin de equipos en minera subterrnea y rajo abiertoDeterioro de neumticosConfort del operadorChoques de los equipos con las murallasSeguridad en el traslado de equipos (hoyos en el piso)

Todas ellas afectan el rendimiento y costos de operacin de equipos de carguo

Tipos de carpetas en mineraSubterrnea:Concreto (Northparkes)Concreto y rieles (Cassiar Mine)Ladrillos (Gaths, King y Shabanie)Grava

Superficie:Concreto asfaltadoGrava compactada y roca trituradaSuelo estabilizado

Subterrnea- ConcretoSe ha usado concreto reforzado (80- 50 MPa) sin rielesTiempo de curado: 28 dasHan existido problemas de deformacin de carpetas por:Infiltracin de aguaPozas de aguaPracticas de reducir el sobretamao golpendolo sobre la carpeta

Subterrnea- Concreto & rielesLos rieles se apernan al pisoSe rellenan con concreto de no mas de 35 MPaEl grosor no mayor a 500 mmSe ha encontrado que el LHD funciona bien y esta estructura ha probado durar hasta 9 aos.Costo (US$ 125/m2)Tiempo de construccinReparacin requiere taladrar el piso

Tipo de carpeta fuera de uso

Subterrnea- Concreto y rielesSoluciones actuales son:Usar grava compactada y una capa de cemento (35MPa).Rieles en los puntos de extraccin

Subterrnea-Carpetas en pisos de menor resistenciaSe usan neumticos unidos por medio de cadenasSe rellenan con gravaFciles de acomodar (remover neumticos) si se producen estallidos de roca en el piso (dao).Este sistema se usa en pisos de baja resistencia (minas de carbn)

Subterrnea- LadrillosKing Mine, ZimbabweLos ladrillos tiene un grosor de 100 mm VentajasLos ladrillos se preparan en la superficieSon fciles de instalarSe ocupan inmediatamente sin esperar curadoBuena traccin para LHDsRe-usablesDesventajasRequiere mucha mano de obra para transportar e instalar

Comparacin carpetas- subterrnea

Carpetas en superficie concreto asfalticoCompuesto por: asfalto + ripios

Buena adhesinReduce los problemas de polvoSuperficie es suave- mejora velocidad 4 pulgadas como mnimo por peso de equipos

Se usa una sub-base y base (roca chancada)Tiene un alto costo (4 = US$ 46 a 57 / m2)

Carpetas en superficie grava compactada y roca chancadaCuando se mantiene adecuadamente se obtienen un alto coeficiente de adhesion con baja resistencia a la rodaduraBajo costoConstruccin rapidaAlternativa cuando la ruta tendr un uso limitadoSub-base, base y superficie se pueden contruir de material chancadaDistribucin grava en superficie

Carpetas en superficie grava compactada y roca chancadaSuperficie de gravilla: 6 pulgadasSe requiere mantener las vasLos costos dependeran de la disponibilidad de material: canteras-tronadura de frentes, etc.

Suelo estabilizadoSon suelos que se estabilizan por medio de aditivos que aumentan la estabilidad mecnica del mismo:Cloruro de calcioLignosulfatosLimo hidratado

Ancho de caminos en minera a rajo abiertoAncho = ancho equipo + ancho equipo

bermaDesage bajo baseCorte y rellenoRellenoCorte

Mantencin de carpetasLa mantencin de carpetas es esencial debido a que:

Mejora en la seguridadLos costos de LHD se reducen (tanto como 50%) y las productividades aumentan debido a :-Reduccin del desgaste de neumticos,Reduccin en el desgaste de la articulacin central del LHD,Aumento en el tiempo de viaje de equipos,Reduccin en el numero de impacto laterales de las maquinas lo que afecta tanto a la maquina como a los pilares en las galeras.Mejor ambiente de trabajo y por lo tanto en las eficiencias del sistema.

Referencias

Kaufman, W. Ault, J. Design of Mine Haulage Roads- A Manual. Information circular 8758. Bureau of Mines USA.

Laubscher, 2000. Block Caving Manual: Design Topic, Roadways. Preparado para el International Caving Study I, JKMRC, Universidad de Queensland.