Título:
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MAQUINAS MINERAS MOVILES
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Subtítulo
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GENERALIDADES
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Fecha de
realización:
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04/01/2017
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Grupo:
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DISEÑO Y SELECCION DE MAQUINAS
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Tema:
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MAQUINAS MINERAS
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Código:
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DIS-MIN-MMM-01-01
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INDICE
1 GENERALIDADES.
1.1 INTRODUCCION.
1.2 MOVIMIENTO DE TIERRAS.
1.3 EL MANEJO DE MINERALES.
1.4 DEFINICIONES.
2 BIBLIOGRAFIA
Fecha
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Autor
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Observaciones
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04/01/2017
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Ing. Juan Carlos Miranda Rios
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Documento Base
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Rev.01
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Rev.02
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MAQUINAS MINERAS MOVILES
1 GENERALIDADES
1.1 INTRODUCCION
Durante la realización
del proceso minero, la roca está sometida a importantes alteraciones de
carácter mecánico (impactos, corte, compactación, desplazamiento, etc.) que
modifican su estado natural. En consecuencia, el proyectista minero debe estar
familiarizado con las propiedades y características de las rocas, a fin de seleccionar bien la maquinaria a
utilizarse, tales como:
- Dureza, porosidad y fragilidad.
- Densidad, humedad y esponjamiento.
- Tenacidad, estabilidad y abrasividad.
Paralelamente a la
dificultad en el conocimiento geodinámico de las propiedades de las rocas, con
el aumento en tamaño de los equipos de arranque y la utilización de materiales
especiales como aceros, agua, aleaciones, gomas y plásticos en las zonas de
contacto con la roca o mineral; nuevos parámetros geotécnicos de los macizos
rocosos han pasado a ser considerados en los trabajos de caracterización con
vistas a su aplicación a la maquinaria. Así, se han empezado a estudiar las
discontinuidades estructurales, su espaciamiento, su orientación, la forma de
los bloques conformados, el material de relleno de las fisuras, y otros
parámetros bastante más relacionados con la forma en que la minería se va a
llevar a cabo en forma real.
Por último, existen
otros factores, que si bien son secundarios en la mayor parte de los casos,
puedan llegar a ser decisivos en el éxito o fracaso económico de la utilización
de la maquinaria o equipo elegidos, tales como la capacidad portante de los
terrenos, la pegajosidad, abrasividad, etc. La esencia de las operaciones
mineras está en la capacidad de los equipos para sobrepasar la resistencia que
la roca opone a su separación, desagregación y transferencia a un nuevo lugar.
Cuando, como en la
minería a cielo abierto, la mecanización es una parte primordial en la
operación, no es solo importante la separación del macizo rocoso y su
transporte, sino que también se debe asegurar por el estudio y el conocimiento,
que los medios de mecanización van a operar fiablemente a lo largo del tiempo y
manteniendo una alta productividad y disponibilidad para lograr el deseado y
necesario bajo costo operativo.
Se denomina movimiento
de tierras al conjunto de operaciones que se realizan con los terrenos naturales,
a fin de modificar las formas en que se hallan en la naturaleza o de aportar
materiales útiles a las obras públicas,
mineras o industriales existentes.
Las operaciones del
movimiento de tierras en el caso más general son:
- Excavación o arranque.
- Carga.
- Acarreo.
- Descarga.
- Extendido.
- Humectación o desecación.
- Compactación.
- Servicios auxiliares (refinos, saneos, etc.).
Los materiales se
encuentran en la naturaleza en formaciones de muy diverso tipo, que se denominan
bancos, en perfil cuando están en la traza de una carretera, y en préstamos
fuera de ella. La excavación consiste en extraer o separar del banco porciones
de su material. Cada terreno presenta distinta dificultad a su excavabilidad y
por ello en cada caso se precisan medios diferentes para afrontar con éxito su
excavación.
Los productos de
excavación se colocan en un medio de transporte mediante la operación de carga.
Una vez llegado a su
destino, el material es depositado mediante la operación de descarga. Esta
puede hacerse sobre el propio terreno, en tolvas dispuestas a tal efecto, etc.
Para su aplicación en
obras públicas, es frecuente formar, con el material aportado, capas de espesor
aproximadamente uniforme, mediante la operación de extendido. De acuerdo con la
función que van a desempeñar las construcciones hechas con los terrenos naturales
aportados, es indispensable un comportamiento mecánico adecuado, una protección
frente a la humedad, etc. Estos objetivos se consiguen mediante la operación
llamada compactación, que debido a un apisonado enérgico del material consigue
las cualidades indicadas.
La etapa de carguío y
transporte corresponde a la extracción y desplazamiento del material previamente
fragmentado del frente de trabajo. Este material puede ser:
- Mineral que será tratado en la planta.
- Mineral de baja ley que será depositado en stock para su posterior tratamiento.
- Lastre que se está removiendo para acceder al mineral (durante desarrollos, por ejemplo).
- En algunos casos, el material es directamente el producto comercial (carbón, fosfatos, minerales industriales).
Existe una serie de
propiedades físicas que son relevantes para el manejo de materiales:
- Abrasión
- Adhesión
- Cohesión
- Ángulo de reposo
- Compresibilidad
- Densidad del material
- Densidad de las partículas
- Friabilidad
- Contenido de humedad
- Higroscopicidad
- Tamaño de fragmentos
- Forma de fragmentos
- Razón de esponjamiento
El carguío y transporte
queda definido por el requerimiento de producción, dado por el plan minero (ton/año).
Distintas combinaciones
de equipos y secuencias de operación pueden satisfacer el requerimiento de producción.
Los principales factores en la definición de los equipos para realizar esta
labor son:
- Capacidad de los equipos
- Tiempo requerido para completar un ciclo de operación.
El objetivo del proceso
de selección de equipos para manejo de materiales es bastante sencillo: se
trata simplemente de seleccionar un equipo o una combinación de equipos que sea
capaz de mover un volumen específico de material sobre una distancia conocida
en un determinado periodo de tiempo.
Producción: Volumen o peso total
de material que debe manejarse en una operación específica. Puede referirse
tanto al mineral con valor económico que se extrae, como al estéril que debe
ser removido para acceder al primero. A menudo, la producción de mineral se
define en unidades de peso, mientras que el movimiento de estéril se expresa en
volumen.
Tasa de producción: Corresponde al
volumen o peso de producción teórico por unidad de tiempo de un equipo
determinado. Generalmente se expresa en términos de producción por hora, pero
puede también utilizarse la tasa por turno o día.
Productividad: La producción real
por unidad de tiempo, cuando todas las consideraciones de eficiencia y
administración han sido consideradas. También puede llamarse tasa neta de producción,
o tasa de producción por unidad de trabajo y tiempo (por ejemplo,
toneladas/hombre turno).
Eficiencia: El porcentaje de la
tasa de producción estimada que es efectivamente utilizado por el equipo.
Reducciones en la tasa de producción pueden deberse al equipo mismo, o
condiciones del personal o del trabajo. El factor de eficiencia puede expresarse
como el número de minutos promedio que se trabajan a producción máxima en una
hora dividido por 60 minutos.
Disponibilidad: La porción del tiempo
de operación programado que un equipo está mecánicamente preparado para
trabajar.
Utilización: La porción del tiempo
disponible que el equipo realmente está trabajando.
Capacidad: Se refiere al volumen
de material que una unidad de carguío o transporte puede contener en un momento
dado (por ejemplo, el volumen del cazode una pala o de la tolva de un camión).
La capacidad se puede expresar de dos maneras:
- Capacidad rasa: El volumen de material en una unidad de carguío o transporte cuando es llenado hasta el tope, pero sin material sobre los lados o llevado en algún accesorio externo como los dientes del cucharon.
- Capacidad colmada: Máximo volumen de material que una unidad de carguío o transporte puede manejar cuando el material es acumulado sobre los lados del contenedor. Mientras que la capacidad rasa es una constante para un equipo dado, la capacidad colmada depende del material transportado y de sus propiedades (tamaño de granos, ángulo de reposo, etc.).
Factor de esponjamiento: El incremento
fraccional del volumen del material que ocurre cuando está fragmentado y ha
sido sacado de su estado natural (volumen in situ) y depositado en un sitio no
confinado (volumen no confinado). Puede expresarse como una fracción decimal o
como un porcentaje.
Factor de llenado de cucharon: Un ajuste de la
capacidad de llenado del cazode equipos de carguío. Se expresa generalmente
como una fracción decimal y corrige la capacidad del cazoal volumen que
realmente puede mover, dependiendo de las características del material y su
ángulo de reposo, y la habilidad del operador del equipo para efectuar la
maniobra de llenado del cucharon.
Ciclo: Al igual como la
explotación de minas se describe generalmente como un ciclo de operaciones
unitarias, cada operación unitaria tiene también una naturaleza cíclica. Las
operaciones unitarias de carguío y transporte pueden dividirse en una rotación ordenada
de pasos o sub-operaciones. Por ejemplo, los componentes más comunes de un
ciclo de carguío con unidad discreta son: cargar, transportar, botar y regresar.
Desde el punto de vista de selección de equipos o planificación de la
producción, la duración de cada componente es de primordial importancia. La
suma de los tiempos considerados para completar un ciclo corresponde al tiempo
del ciclo.
- Curso de Laboreo II y Explosivos – Universidad Politecnica de Madrid – Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Minas – Catedra de Laboreo de Minas - Prof. D. Fernando Plá Ortiz de Urbina, D. Juan Herrera Herbert y D. Victor Manuel Lopéz Aburto
- Máquinas para movimiento de tierras – Jean Costes
- Manual de Arranque, Carga y Transporte en Mineria a Cielo Abierto – Instituto Tecnológico Geominero de España
- Curso Carguio y Transporte – Capitulo 1 – Introducción – Alejandro Cruzat G.
- Explotación de Yacimientos – Ing. Ernesto L. Pesce
- http://www.evenfallstudios.com/metrology/earthworkweights.html
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