LHD I

Título:	EQUIPOS MOVILES
Subtítulo	LHD I
Fecha de realización:	20/09/2014
Grupo:	DISEÑO Y SELECCION DE MAQUINAS
Tema:	MAQUINAS MINERAS
Código:	DIS-MIN-EMO-07-01

INDICE

1 EQUIPOS DE CARGUIO CON ACARREO MINIMO.
1.1 EQUIPOS CARGA-TRANSPORTE-DESCARGA (LHD)
1.2 TIPOS DE OPERACIÓN.
1.3 ACCIONAMIENTO.
1.4 CARACTERÍSTICAS BÁSICAS DE UN LHD.
2 BIBLIOGRAFIA

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

EQUIPOS MOVILES 

1 EQUIPOS DE ACARREO CON ACARREO MINIMO 

1.1 EQUIPOS CARGA-TRANSPORTE-DESCARGA (LHD) 

Un LHD (Load Haul Dump) es un equipo de carga, transporte y descarga, diseñado especialmente para el manejo de material en minería subterránea. La escasez de espacio que caracteriza a una faena subterránea es el factor más determinante que influye en el diseño de un LHD, lo que se traduce en máquinas de un perfil singular, muy bajas, angostas y largas, articuladas en el centro y con el operador ubicado en posición perpendicular al eje longitudinal del equipo. El largo, en apariencia exagerado del LHD, es lo que le permite soportar su gran capacidad de carga; su bajo centro de gravedad ayuda a dar estabilidad al vehículo y su diseño articulado es lo que le permite movilizarse sin problemas en las angostas galerías de ángulos pronunciados. 

La cargadora LHD está diseñada para recoger una carga de cuchara completa y llevarla hasta el punto de descarga a una distancia de unos cientos de metros. El rendimiento de la cargadora LHD es directamente proporcional al volumen de su cuchara, y en proporción inversa a la distancia de desplazamiento. El volumen o la capacidad más grande de la cuchara compensan una distancia de transporte más larga manteniendo al mismo tiempo la productividad a un nivel fijado. 

La cargadora LHD es un equipo útil en las minas sin vías. Pueden usarse para la carga en los tajos, así como para los trabajos de preparación y generales, trabajos de limpieza, mantenimiento, etc. Como su productividad cae con la longitud de desplazamiento, y entonces, la solución de cargadora-camión llega a ser competitiva gradualmente. 

En construcción y diseño, es similar respecto a un cargador frontal convencional, aunque el LHD no ofrece velocidades de viaje superiores, pero posee un cubo 50% mayor, un motor ligeramente más pequeño y, en general, mejores características de emisión de gases de escape que un cargador frontal. 

El LHD es una máquina orientada a la productividad, por lo que existe un gran cuidado desde sus etapas excipientes de fabricación. Su perfil más largo, más bajo y más estrecho lo hace especialmente adecuado para el desarrollo de derivaciones donde la anchura es importante y en depósitos planos donde la altura es vital. 

Si bien, su mayor longitud de máquina reduce la maniobrabilidad, en contraposición se mejora la distribución del peso por eje y se permite un aumento en el tamaño del cubo. 

Aunque algunos de los LHDs más pequeños están disponibles con motores eléctricos, la mayoría de ellos poseen motores diésel con potencias que varias desde 78 HP para pequeños modelos, hasta los 145 HP para los más grandes o también más. 

Los motores pueden ser refrigerados mediante aire o por agua, asimismo los sistemas de servicio y frenos de emergencia y estacionamiento con fluidos hidráulicos resistentes al fuego son comunes en las unidades LHD. 

1.2 TIPOS DE OPERACION

De acuerdo a la forma en que es operado el LHD, la forma de operación puede ser de diferentes tipos:

• Automatizado: toda la operación la realiza el software y hardware 
• Semi-autónomo: el carguío lo realiza el operador (telecomando) mientras que la ruta se hace de forma autónoma. 
• Tele-comandado: toda la operación la realiza el operador desde una estación de control 
• Manual: un operador controla el equipo en todas sus labores. 

Hoy en día la mayor parte de las operaciones son de tipo manual, pero las de tipo automatizado, semi-autonomo y tele-comando presentan las siguientes ventajas:

• El sistema coloca al operador de LHD, ya sea en una ubicación subterránea bastante alejado de la zona minera activa o en la superficie en una estación de control. 
• Mejora la seguridad y reduce la exposición del operador al polvo, ruido y vibraciones. 
• Estación de trabajo ergonómica en un cómodo ambiente de oficina, reduciendo la fatiga del operador. 
• Elimina la necesidad de evacuar debido a voladuras y posterior ventilación. 
• Reduce la interrupción de la operación por cambios de turno. 
• Permite a LHD operar de manera más rápida (desplazamiento en segunda marcha) y más segura que los sistemas tradicionales de control a distancia. 
• Aumenta la utilización y productividad de LHD. 
• Reduce el daño de la máquina, ya que esta puede escoger accionamientos de forma precisa. 

1.3 ACCIONAMIENTO 

Existen dos tipos de impulsión: Diésel y Eléctricos. Los cuales entre ellos poseen una gran cantidad de diferencias y limitaciones, siendo que para los de impulsión diésel, las limitaciones más importantes son: el producir un ambiente contaminado, un alto nivel del ruido, un alto consumo de combustible, etc., pero es Autónomo y se puede desplazarse a cualquier lugar. 

El eléctrico es un equipo ecológico, no emite ruidos, no sofoca las labores mineras, consume menos aire de la ventilación, pero tiene interrupciones en su proceso productivo por pausas debido a la instalación del enchufe del cable a una nueva toma de corriente, cuando cambia de sentido. 

Los volúmenes de gases de escape de los grandes motores diesel, a pesar del desarrollo de los modernos sistemas catalíticos de absorción y de los sistemas de inyección con precámara de combustión, ocasionan un gran problema para los sistemas de ventilación de la mina y muy especialmente en los trabajos de preparación o desarrollo que habitualmente se llevaba a cabo con ventilación secundaria. Por esto se han introducido algunas cargadoras de accionamiento eléctrico en los trabajos subterráneos, principalmente del tipo LHD, aunque el cable móvil para el suministro de energía resulte una desventaja de estas máquinas LHD. 

En la medida en que las minas de block caving han profundizado y explotado minerales primarios, de mayor granulometría, se ha optado por el uso de equipos cargadores LHD de mayor tamaño para extraer el mineral desde los puntos de extracción. A modo de ejemplo se puede ver la siguiente tabla donde se muestran distintos tipos y capacidades productivas para distintas faenas en el mundo explotadas por Block/Panel Caving. 

1.4 CARACTERISTICAS BASICAS DE UN LHD

• El mercado de los equipos LHD ofrece una gran variedad de modelos, de diferentes tamaños, con capacidades de balde que van desde 1 hasta 13 yd3. 
• Son altamente eficientes en distancias de acarreos de no más de 300 m. 
• El balde es soportado por la estructura del Scoop, esto permite que el balde con el material alcance óptimos resultados, sin importar el tonelaje del material. 
• El balde del Scoop se puede levantar, alcanzando la altura de un camión de bajo perfil. El balde se invierte hacia la parte de adelante para poder descargar el material. 
• El equipo posee un gran radio de giro, lo que permite que pueda adaptarse a distintos tipos de cruces de galerías. 
• Una característica muy importante es que este equipo tiene una estructura muy pequeña, pero el balde es muy grande con relación a la estructura, esto permite tener una gran productividad. 
• El equipo tiene dos estructuras, una de estas es el balde y su soporte y otra es el motor y la cabina, unidas por un pasador de alta resistencia. 
• Las marchas de este equipo son iguales en ambos sentidos, esto permite que el operador pueda moverse a la misma velocidad en el momento de cargar y descargar, lo que implica que los tiempos de carga y descarga sean mucho menores. 
• El motor del equipo tiene mucha potencia, pero también emite mucho ruido. 

Algunos factores que afectan la productividad y la operación del LHD son: 

• Iluminación; 
• Estado de las pistas de rodado (derrame de carga, impacto en componentes mecánicos, impacto sobre el operador, disminución de velocidad, desgaste de neumáticos que deberían durar 2000-2500 horas según catálogo 3000 horas y puede bajar a 1800 horas); 
• Área de carguío (debe tener piso firme para que no se entierre el balde y no genere esfuerzos que puedan dañar el equipo, por ejemplo al cilindro central de volteo); 
• Granulometría del material a cargar (colpas muy grandes disminuyen factor de llenado); 
• Vías de tránsito y tráfico; 
• Áreas de carga y descarga; 
• Ventilación (polvo y falta de oxígeno); 
• Altura sobre el nivel del mar (se pierde 1% de potencia cada 100 metros a partir de los 300 metros sobre el nivel del mar. Para alturas superiores a 1.500 msnm se adicionan turbos); 
• Temperatura (cada 2 °C en ascenso se pierde 1% de potencia a partir de los 20 °C); 
• Interferencias con otras operaciones mineras, tales como largadura y tronadura secundaria. 

En la parte delantera el LHD está compuesto por el Balde, Horquillas o Pluma, Cilindros de levante y volteo, Ruedas delanteras y eje de transmisión 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 transmisión trasera (diferencial), luces, sistema de emergencia contra incendios, sistema de remolque. 

En la parte central se encuentran 1 o 2 cilindros direccionales hidráulicos y la rótula de giro regulable que es doble y sellada (es una de las partes más importantes del equipo). Su articulación permite ángulos de giro de hasta 40°. 

Los neumáticos pueden ser esmerilados o lisos, con o sin cadenas. En una mayoría de las minas se trabajan con neumáticos sin cadenas porque las mismas han resultado dañinas por sus acciones de corte en algunas circunstancias. La vida media de un neumático es de 750-1000 horas. El costo de los neumáticos es generalmente del 10 al 20% del costo total de operación. 

El desgaste de los neumáticos se debe principalmente a superficies de terreno deficientes, condiciones húmedas, rotación excesiva de la rueda, presión de funcionamiento incorrecta y su mal uso general debido a una holgura insuficiente de las paredes laterales. 

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.

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