MAQUINAS MINERAS MOVILES - GENERALIDADES

Título:	MAQUINAS MINERAS MOVILES
Subtítulo	GENERALIDADES
Fecha de realización:	04/01/2017
Grupo:	DISEÑO Y SELECCION DE MAQUINAS
Tema:	MAQUINAS MINERAS
Código:	DIS-MIN-MMM-01-01

INDICE

1 GENERALIDADES.
1.1 INTRODUCCION.
1.2 MOVIMIENTO DE TIERRAS.
1.3 EL MANEJO DE MINERALES.
1.4 DEFINICIONES.
2 BIBLIOGRAFIA

	Fecha	Autor	Observaciones
	04/01/2017	Ing. Juan Carlos Miranda Rios	Documento Base
Rev.01
Rev.02

MAQUINAS MINERAS MOVILES 

1 GENERALIDADES 

1.1 INTRODUCCION

Además de la clasificación de las rocas, según el origen geológico de las mismas, desde muy antiguo se han estudiado aquellas propiedades que suministraban una mayor información de cara a la correcta selección del sistema de arranque, carga y transporte más adecuado para un movimiento de rocas en la minería y las obras públicas.

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.

Como puede observarse, alguna de estas propiedades son las que habitualmente se determinan en los estudios Geotécnicos, aunque el enfoque y la finalidad de los mismos son distintos, ya que dichos estudios se realizan estáticamente sobre la roca en su estado sólido natural, mientras que para la carga, transporte y apilado se requiere un conocimiento más de tipo dinámico de dichos parámetros por las variaciones que va a sufrir la roca durante el proceso minero.

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.

1.2 MOVIMIENTO DE TIERRAS

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.

1.3 EL MANEJO DE MINERALES

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.

1.4 DEFINICIONES

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.).

Capacidad nominal (de fábrica): capacidad de un determinado equipo, en términos del peso máximo que puede manejar. La mayoría de los equipos están diseñados para movilizar un determinado peso, en lugar de un volumen máximo. Por lo tanto, el volumen de material manejado dependerá de la densidad del material, y variará con la densidad para un mismo equipo, mientras que el peso máximo es constante y es una función de la resistencia de los componentes del equipo.

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.

2 BIBLIOGRAFIA

• 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

Enlace de Descarga del Documento en formato PDF.

http://adf.ly/1lX9Pp