MINADORES III

Título:	EQUIPOS MOVILES
Subtítulo	MINADORES III
Fecha de realización:	05/01/2018
Grupo:	DISEÑO Y SELECCION DE MAQUINAS
Tema:	MAQUINAS MINERAS
Código:	DIS-MIN-EMO-10-03

INDICE

1 EQUIPOS DE ARRANQUE SIN ACARREO.
1.1 RENDIMIENTO.
1.2 CRITERIOS SOBRE LA APLICACIÓN DE MINADORES CONTINUOS.
1.2.1 PARA EL CASO DE ROCAS SEDIMENTARIAS.
1.2.2 PARA EL CASO DE ROCAS METAMORFICAS.
1.2.3 LIMITES DE APLICABILIDAD.
2 BIBLIOGRAFIA

	Fecha	Autor	Observaciones
	05/01/2018	Ing. Juan Carlos Miranda Rios	Documento Base
Rev.01
Rev.02

EQUIPOS MOVILES 

1 EQUIPOS DE ARRANQUE SIN ACARREO 

1.1 RENDIMIENTO

Para calcular el rendimiento que puede obte­ner una máquina rozadora es necesario sopesar todos los factores que pueden afectar al mismo. Para su cálculo se propone la siguiente expre­sión: 

Donde: 

1.2 CRITERIOS SOBRE APLICACION DE MINADORES CONTINUOS 

Entre los criterios que sirven para de­signar o definir las propiedades de las rocas con el fin de determinar la aplicación de máquinas rozadoras se pue­den citar: 

1. La resistencia a la compresión monoaxial (sP). 
2. La resistencia a la tracción (sT). 
3. El valor RQD. 
4. El índice Q según la clasificación de Barton. 
5. El índice RMR según la clasifica­ción de Bieniawski. 
6. El coeficiente F según Schimazek 

1.2.1 PARA EL CASO DE ROCAS SEDIMENTARIAS

1.2.1.1 CRITERIOS 1 Y 2

Si bien estos criterios son los que más se manejan para estimar la rozabilidad de rocas, no proporcionan in­formación ninguna sobre la calidad del macizo rocoso. Sus valores como cri­terios de rozabilidad son, por lo tanto, limitados. Ambos criterios en combi­nación pueden revelar información adicional. Regla: 

Sin embargo, en el margen más ba­jo de valores posibles estos criterios, cada uno por sí solo, permiten la defi­nición de la rozabilidad y en los már­genes más altos de valores posibles proporcionan informaciones útiles de tipo indicativo. 

Por tanto, las rocas pueden conside­rarse rozables, sin duda, con una má­quina rozadora liviana 

1.2.1.2 CRITERIO 3 

El RQD (%) es un índice importante que revela la estratificación y fracturación de la roca. El conocimiento de su va­lor como información complementaria aumenta la utilidad de los criterios 1 y 2. 

Si el valor de RQD es bajo, puede su­ponerse la aplicabilidad de una máqui­na rozadora en rocas con valores ma­yores de resistencia a la compresión o de resistencia a la tracción. 

1.2.1.3 CRITERIOS 4 y 5 

Los índices Q y RMR representan propiedades físicas y geomecánicas de las rocas y fueron creados por sus autores para el dimensionado del sos­tenimiento de los túneles. 

Estas clasificaciones están dirigidas a definir la calidad del macizo rocoso "in situ" y tienen, por tanto, un valor alto en el dictamen de la aplicabilidad de máquinas rozadoras. 

El índice RMR, además de tener en cuenta el RQD, considera entre otros el valor de la resistencia a la compre­sión monoaxial (aunque con influencia relativamente pequeña), por lo que re­sulta ser un índice algo más adecua­do para el dictamen que el índice Q. Habida cuenta de que la ponderación de las superficies de separación en la roca y su configuración, así como la influencia del agua en las juntas es más trascendental para el dimensiona- do del sostenimiento del túnel que pa­ra el arranque de la roca con una má­quina rozadora, es decir que una roca "mala" en el sentido de Barton o Bieniawski no es necesariamente "fácil” para el arranque con máquina, puede suponerse que máquinas rozadoras su­ficientemente potentes son aplicables, si Q ≤ 5 ó RMR ≤ 40. 

1.2.1.4 CRITERIO 6 

El coeficiente F representa la resis­tencia a la tracción en combinación con datos petrográficos de la roca. El valor afirmativo del mismo, para el dic­tamen de la aplicabilidad de las máqui­nas rozadoras, es muy elevado. Sin embargo, hay que tener en cuenta que la base existente para el dictamen se realizó de la aplicación de las máqui­nas a las capas de las cuencas carbo­níferas de Europa Central. Por ello, no deberían aplicarse sin reservas las ex­periencias, en relación con la escala de valores de este coeficiente, a formacio­nes geológicas de edad distintas o a otras clases de rocas en otras zo­nas. Respecto a las rocas calizas y dolomías puras apenas son cualificables por el coeficiente F. Hay que ob­servar que en esta prueba no es posi­ble, como es obvio, hacer afirmaciones sobre el estado geomecánico de la masa rocosa in situ. 

Teniendo en cuenta todo lo anterior­mente dicho, se puede admitir que con un valor de F menor que 0,1 N/mm son aplicables máquinas rozadoras con su­ficiente potencia de corte en cabeza. 

De todos los criterios expuestos el coeficiente F es el único que evalúa aproximadamente el consumo espera­do de herramienta de corte (picas) con la utilización de la máquina. 

1.2.2 PARA EL CASO DE ROCAS METAMORFICAS

En el avance de rocas metamórficas con máquinas rozadoras son aplica­bles las consideraciones anteriores to­mando como base, aunque no ilimita­damente, la resistencia a la compre­sión monoaxial, la resistencia a la trac­ción y el coeficiente F. Particularmen­te, en rocas fuertemente plegadas pue­de plantearse un problema al obtener la resistencia a la compresión y a la tracción. 

Esto es debido a que a veces no pueden obtenerse muestras de ma­terial homogéneo de la roca con di­mensiones normalizadas para realizar los ensayos de compresión, o bien el test brasileño. Los testigos a ensayar pueden contener heterogeneidades no visibles aparentemente a causa de los esfuerzos tectónicos, produciéndose la rotura del mismo bajo la prensa por es­tas heterogeneidades. Existe en este caso, el peligro de que la verdadera re­sistencia a la compresión de la roca en su calidad homogénea pueda ser fuer­temente subestimada. 

También hay que apuntar, que no siempre se le presta la atención nece­saria al conocido fenómeno de la anisotropía de la resistencia a la compre­sión de las pizarras. Por ejemplo, cuan­do las muestras a ensayar se confec­cionan de testigos obtenidos median­te sondeos diagonales al sentido de equistosidad, de tales muestras, se ob­tienen valores de resistencia a la pre­sión más bajos que cuando los son­deos hubieran sido perpendiculares al sentido de esquistosidad, lo cual puede causar desorientación acerca de la aplicabilidad de una máquina rozadora. 

Para la determinación del coeficiente F, se parte normalmente de que la ro­ca contiene granos de mineral que por acción del transporte hasta el depósi­to se clasificaron y formatizaron. Estos granos se encuentran en una matriz de cemento de grano fino. En las rocas metamórficas estos componentes mi­nerales pueden presentarse parcial o totalmente recristalizados o transfor­mados en nuevos minerales, por lo que hay que comprobar, en cada caso, si los métodos para el recuento y medición de los granos de minerales abra­sivos son aplicables para la determina­ción del coeficiente F. 

También hay que considerar que por causa del esfuerzo tectónico al que es­tuvieron sometidas las rocas metamórficas, hay casos en los que pueden darse condiciones muy favorables pa­ra la utilización de máquinas rozado­ras. Para el dictamen en estas condi­ciones será necesario el conocimien­to de los parámetros para la determi­nación del índice Q de Barton, ya que estos son los que describen más cui­dadosamente el número de juntas y de familias de juntas de la roca. 

Se puede resumir diciendo que pa­ra la utilización de máquinas rozado­ras en rocas metamórficas exige com­probar cuidadosamente, en cada ca­so, si hay que corregir las afirmaciones hechas anteriormente para las rocas sedimentarias. 

1.2.3 LIMITES DE APLICABILIDAD

Hasta ahora los valores límites ex­puestos se refieren a condiciones de rocas bajo las cuales la aplicación de una máquina rozadora correctamente seleccionada no ofrece ninguna duda. Sin embargo, hay muchos casos don­de estas máquinas se han aplicado en condiciones más difíciles con rocas más duras, obteniendo buenos resultados. 

¿Qué criterios hay que considerar entonces para decidir la aplicación de rozadoras en rocas más duras? Este es el caso de si rocas de 80, 100 ó 120 Mpa de resistencia a la compresión monoaxial son arrancables con una máquina rozadora con suficiente po­tencia instalada y suficientemente pesada. 

En estos casos, no se recomienda proceder al dictamen en virtud de uno de los criterios 1 a 6 citados anterior­mente, sino que hay que conocer fia­blemente varios de ellos. 

Las óptimas informaciones para va­lorar la aplicabilidad de una máquina rozadora son:

• Resistencia a la compresión monoaxial. 
• RQD. 
• Coeficiente F (contiene la resisten­cia a la tracción). 

Para la estimación puede servir de ayuda el diagrama 1 Si el punto de in­tersección de los valores para el coe­ficiente F y la resistencia a la compre­sión está en la zona del asimismo da­do RQD, puede suponerse que es uti­lizare una máquina de corte parcial correctamente seleccionada. 

Informaciones alternativas bastante buenas son: 

• Resistencia a la tracción. 
• Parámetros del índice RMR (con­tiene RQD y resistencia a la compre­sión). 

Para la estimación puede servir de ayuda el diagrama 2. El razonamiento es análogo al del diagrama 1. 

Los diagramas 1 y 2, se basan en ex­periencias obtenidas con máquinas en operación. Por lo tanto, han sido estu­diados empíricamente y reflejan ten­dencias de interinfluencia entre los cri­terios empleados. Incrementando la cantidad de informaciones disponibles, podrán presentarse funciones corres­pondientes. 

Las consideraciones precedentes subordinan que toda la sección de avance se halla en la misma roca con valores unitarios de los criterios cono­cidos. Esto a menudo no es el caso, ya que a lo largo de la sección de avance pueden aparecer rocas diferentes en muy diversas proporciones. Si además aparecen rocas cuyos valores para los criterios no se pueden fijar en los dia­gramas 1 ó 2, la combinación de ca­pas que se espera hay que analizarla lo mejor posible. Por ello, se puede de­cir: Cuanto menor es la potencia de las capas de rocas "demasiado duras" y cuanto más existan las mismas alter­nadas con capas esencialmente "más blandas", tanto más probable es que sea aplicable una máquina rozadora. 

2 BIBLIOGRAFIA

• Manual de Arranque, Carga y Transporte en Mineria a Cielo Abierto – Instituto Tecnológico Geominero de España 
• https://www.etcg.upc.edu/asg/TiMR/descargas/07Rozadoras.pdf
• Las Maquinas Rozadoras en Túneles y Minas – Laureano Cornejo Álvarez – Revista Industrial Minera N° 243 - Noviembre de 1984 
• Consideraciones sobre la Aplicación de Maquinas Rozadoras en la Construcción de Túneles y Galerías de Minas – Laureano Cornejo Álvarez – Revista Canteras y Explotaciones - Noviembre de 1989

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