LHD II

Título:	EQUIPOS MOVILES
Subtítulo	LHD II
Fecha de realización:	20/09/2014
Grupo:	DISEÑO Y SELECCION DE MAQUINAS
Tema:	MAQUINAS MINERAS
Código:	DIS-MIN-EMO-07-02

INDICE

1 EQUIPOS DE CARGUIO CON ACARREO MINIMO.
1.1 DISTANCIA, GRADIENTE Y VELOCIDAD.
1.1.1 RESISTENCIA A LA RODADURA.
1.1.2 RESISTENCIA A LA PENDIENTE.
1.2 VENTILACION.
1.3 SELECCION DE UN LHD.
1.4 PRODUCCIÓN REQUERIDA.
1.5 RECOMENDACIONES PRÁCTICAS.
2 BIBLIOGRAFIA

	Fecha	Autor	Observaciones
	20/09/2017	Ing. Juan Carlos Miranda Rios	Documento Base
Rev.01
Rev.02

EQUIPOS MOVILES 

1 EQUIPOS DE CARGUIO CON ACARREO MINIMO 

1.1 DISTANCIA, GRADIENTE Y VELOCIDAD 

El gradiente de funcionamiento se define como la pendiente máxima a la cual las unidades LHD cargadas pueden funcionar. La mayoría de las minas operan LHDs entre 10-20% de gradiente, pero trabajando con un gradiente plana (0°), se mejoraría la vida de la máquina y se reduciría costes de funcionamiento. 

Aunque los LHD pueden operar a una distancia de acarreo de más de un kilómetro, para una capacidad de cucharon de 0.8m3, la distancia económicamente factible podría ser de hasta 75 m si se opera en áreas de arranque o rebaje y 150 m para los frentes de desarrollo (según lo recomendado por algunos fabricantes). Esta distancia aumenta con el aumento de la capacidad de la cuchara, por ejemplo, para un LHD con capacidad de cubo de 10 m3; La distancia económicamente factible es de 1,2 km en las zonas de arranque o rebaje y 2 km para los frentes de desarrollo. La velocidad de los LHDs con un cucharon de 3m3 y capacidades más altas esta entre los 8-16 kms/h con un promedio de 13 km/h en las superficies niveladas. 

Para determinar el rendimiento en pendiente, los fabricantes ofrecen diferentes tipos de nomogramas, el siguiente pertenece al modelo R3000H de Caterpillar: 

Procedimiento.- Lea desde el peso bruto hacia abajo hasta el porcentaje de la resistencia total. La resistencia total es igual al porcentaje real de la pendiente más la resistencia a la rodadura. Como norma general, use el 2 % para la resistencia a la rodadura en aplicaciones subterráneas. Desde el punto de resistencia total, desplácese horizontalmente hasta la curva con la marcha más alta obtenible y luego hacia abajo hasta la velocidad máxima. La fuerza de tracción utilizable en las ruedas dependerá de la tracción disponible y del peso sobre las ruedas de tracción. 

1.1.1 RESISTENCIA A LA RODADURA

La resistencia a la rodadura se define como la oposición al avance de una máquina como consecuencia de la deformación del suelo, las flexiones de los neumáticos y los rozamientos internos de los propios mecanismos del equipo. 

En la Tabla siguiente se recogen los valores más comunes de los factores de resistencia a la rodadura. 

1.1.2 RESISTENCIA A LA PENDIENTE 

La resistencia a la pendiente es la fuerza debida a la acción de la gravedad cuando un vehículo se mueve por una pista de transporte inclinada. Cuando esa misma máquina, en lugar de ascender, desciende por esa pista, la fuerza de la gravedad que ayuda al movimiento del vehículo se conoce como pendiente asistida y en este caso la ecuación de Resistencia Total invierte el valor del signo de positivo (+) a negativo (-). 

La siguiente grafica permite determinar el valor de porcentaje de la Resistencia a la Pendiente, conocido el valor del ángulo de dicha pendiente. 

1.2 VENTILACION 

Las unidades de mayor capacidad con distancias más largas de acarreo están equipadas con motores diésel. Esto requiere instalaciones de ventilación más potentes y dispositivos más eficientes de tratamiento de gases de escape. 

Cada país tiene su reglamentacion de seguridad (es decir, regulaciones) con respecto a la operación de los equipos LHDs, particularmente con referencia a las Normas de Ventilación y calidad del aire; Por ejemplo, en algunos países, deben seguir las siguientes reglas donde los LHDs están operando en minas subterráneas:

• La velocidad de la corriente de aire debe ser superior a 30 m / min. 
• La presencia de gases inflamables en el aire en general no debe exceder el 0,2% o 0,5% de gases tóxicos en cualquier punto. 
• En general, la concentración de monóxido de carbono (CO) no debe exceder 0,01% (100 ppm) o los óxidos de nitrógeno no deben exceder el 0,001% (10 ppm); y donde el CO se encuentra a 50 ppm, u óxidos de nitrógeno 5 ppm, se deben tomar medidas de mejora de la ventilación. 

Para la aplicación eficiente de equipos con motores diésel, los siguientes aspectos deben ser tomados en cuenta:

• Elección de motores limpios para minimizar la producción de gases tóxicos. 
• Uso de depuradores oxi-catalíticos de escape para eliminar la mayoría de los gases tóxicos de escape del motor y otros normalmente asociado con los motores diésel. 
• Control diario de las condiciones atmosféricas, en cada unidad de escape diésel, además las pruebas semanales completas y exámenes requeridos bajo las reglas de seguridad. 
• Mantenimiento adecuado del motor, de los filtros de admisión de aire y de los depuradores de gases de escape. 

1.3 SELECCION DE UN LHD 

Cuando se trata de las principales consideraciones para el dimensionamiento y equipamiento de un LHD, las principales preocupaciones son:

• Ancho y alto: ¿Cuál es el ancho máximo permitido para un LHD en una operación? Tener en cuenta no sólo las dimensiones del lugar de trabajo habitual de la máquina, sino que todos los espacios por los que tendría que pasar para reubicarse. También, prestar atención a la altura real de las áreas de trabajo subterráneo para tener en cuenta cualquier estructura de ventilación o servicio de la mina, las cuales podrían interferir con la operación de la máquina. 
• Método de carga y selección de balde: ¿El LHD estará cargando camiones o acarreando hasta un punto de descarga? La selección del balde debe considerar el uso principal de la máquina y las características del material que será cargado; el diseño de un balde estándar puede funcionar bien en muchas aplicaciones, sin embargo, el diseño de un balde de alta penetración puede ser necesario para otras. Si es necesario un balde de alta penetración, tener presente que el derrame de carga será un poco mayor. El sistema de herramientas de corte (GET, según su sigla en inglés) del balde es otro factor importante; ¿debe ser un sistema fijado mecánicamente o soldado? Los revestimientos de desgaste también están disponibles y a veces son obligatorios según el material a cargar, pero hay que tener en cuenta que todas las partes agregadas y el material reducen la carga útil del balde. 
• Opciones: Considerar qué condiciones encontradas en el lugar de trabajo necesitan equipos opcionales específicos, lo cual puede abarcar desde una opción de estilo de cabina abierta o cerrada hasta las configuraciones de control remoto disponibles, o desde los sistemas de control de amortiguación hasta los accesorios de recuperación de máquina integrados para los equipos trenzados o de torones. (stranded equipment). 

1.4 PRODUCCION REQUERIDA 

Para estimar la producción por ciclo de cargador, se utilizara la siguiente ecuación: 

Donde: 

PL = Carga de producción [BCM/h; BCY/h] 

3600 = Segundos en una hora (seg/h) 

Cb = Capacidad nominal del cucharon [LCM; LCY] 

FW = Factor de esponjamiento 

E = Eficiencia operativa 

FF = Factor de llenado 

TCL = Tiempo de ciclo [seg] 

OT = Otros que se considere relevantes 

En las cuales se entiende: 

· LCM = loose cubic meter (metros cúbicos sueltos) 

· LCY = loose cubic yard (yardas cubicas sueltas) 

· BCM = bank cubic meter (metros cúbicos en banco) 

· BCY = bank cubic yard (yardas cúbicas en banco) 

La carga de producción en función al peso, tendrá la siguiente expresión: 

Donde: 

TL = Carga de producción en banco [Ton/h; Ton cortas/h] 

WL = Peso específico del material en banco [Ton/m3; Ton cortas/yd3] 

El tiempo por ciclo se calcula por la siguiente expresión: 

Donde: 

T1 = Tiempo de carga del LHD (seg) 

T2 = Tiempo de descarga del LHD (seg) 

T3 = Tiempo de viaje total del LHD (seg) = (Dida / Vcon carga + Dvuelta / Vsin carga) 

T4 = Tiempo de maniobras del LHD (seg) 

Solo los 2 primeros son considerados como tiempos fijos, que dependen exclusivamente del equipo en sí. Mientras que los restantes son considerados como tiempos variables, pues dependen del estado del camino, distancia de acarreo, carga del equipo (tipo de mineral), pendiente, experiencia del operador, visibilidad, entre otros. 

Para fines de cálculo, se puede utilizar los valores presentados a continuación, los cuales deberán ser afinados según las condiciones de operación y condiciones del lugar de trabajo. 

Se podrá suponer un tiempo de maniobras estándar de 0,2 (min) o 12 (s) por cada ciclo de pérdida por cada ciclo, debido a las maniobras realizadas por el operador en cada ciclo productivo, el cual dependerá de la experiencia del mismo y del tipo de pala. 

Pero para mayor precisión, es recomendable la utilización de las tablas de rendimiento y velocidad de operación proporcionados por los propios fabricantes, en el punto 1.5 se da un ejemplo de uso de los mismos. 

1.5 RECOMEDACIONES PRÁCTICAS 

En referencia a las características de galería por donde circulara el LHD, tendremos: 

• Ancho galería: ancho del equipo + 1.5 (m) 
• Altura galería: altura del equipo + 1.3 (m) 
• Radio de curvatura (para velocidades adecuadas) : 2.5 * (IR + OR)/2 
• IR: radio de curva interno (m) 
• OR: radio de curva externo (m) 
• Para la operación de llenado de cucharon se deben seguir tres pasos fundamentales 
• Buena penetración inicial de acuerdo al tipo de material con el cucharón rozando el piso 
• Levantar la cuchara aproximadamente 15 centímetros 
• Mantenga buena tracción levantando el brazo y plegando la cuchara 

• Luego para el desplazamiento el operador debe tener buena visibilidad y estabilidad de la máquina, lleve el cucharón cargador a poca altura, aproximadamente a 400 mm (15pulg) por encima del suelo. 
• El equipo carga siempre de la misma forma, ya que carga el material en el balde y luego este lo levanta para poder ser transportado. En el caso de la descarga del material tenemos dos funciones de descarga, una es la función pala y otra es la función LHD. 
• Para el caso donde el LHD descarga sobre un camión bajo perfil el equipo luego de excavar se dirige al camión que está a un costado de la pala, en el lugar levanta y descarga en el camión de bajo perfil, luego baja el balde y retorna nuevamente hacia la posición de carguío para repetir el ciclo. 

• Por otro lado, en la configuración LHD-punto de vaciado el equipo luego de excavar se dirige al punto de transferencia o de vaciado donde procede a realizar la descarga: En el caso de camión o pique debe levantar el balde y proceder a la descarga para luego retornar al punto de carguío.

2 BIBLIOGRAFIA 

• Manual de Arranque, Carga y Transporte en Mineria a Cielo Abierto – Instituto Tecnológico Geominero de España 
• Surface and Underground Excavation – Ratan Raj Tatiya 
• ww.equipo-minero.com/contenidos/1570-seleccion-equipos-productividad-operaciones-carga-acarreo-subterraneas.html#.WVGEB-s1-Uk 
• Manual de Rendimiento Caterpillar 41 
• Equipos de Carguío – Transporte – Vaciado, Prof. Raúl Castro 
• https://es.slideshare.net/Sir_Diego/scoop-slc 
• http://www.latinomineria.com/reportajes/operacion-lhd-semiautonoma-mayor-seguridad-y-productividad/ 
• http://cybertesis.uni.edu.pe/bitstream/uni/2103/1/marcos_ad.pdf - “Evaluación económica del sistema de extracción de la mina papagayo de Cia. Minera Poderosa - Tesis para optar el título profesional de ingeniero de minas - Dennis Ivan Marcos Alvarez 
• Diseño y evaluación técnico económica de un nuevo sistema de carguío y transporte para la minería de hundimiento – Chang Ja Kin 
• Apuntes Extracción, Carguío y Transporte – Universidad Tecnológica de Chile, Instituto Profesional. Centro de Formación Técnica. 
• DIS-MIN-EMO-05-03 – Palas Cargadoras III – www.apuntes.ing.mecanica.blogspot.com

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