Transporte Minero

“UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU”

“FACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS”

TRANSPORTE MINERO CON LOCOMOTORAS Y CARROS

CURSO: MAQUINARIA Y EQUIPO MINERO

ALUMNOS: CASACHAGUA CAMARENA Victor Bryan

SEMESTRE:

TERCERO

(VI)

HUANCAYO – 2011

INTRODUCCIÓN

Hoy en día cuando hablamos de transporte en minería podemos hablar de un sinfín de maquinarias y equipos que realizan este tipo de trabajos con el fin de disminuir costos y acelerar el trabajo. En el presente trabajo usted podrá observar estos equipos y también

el

modo de uso, al término de su lectura se usted sabrá en qué consiste el acarreo con locomotoras y carros mineros y también cual es la función de cada uno de estos. Aquí algunos modelos de carros de transporte de última tecnología:

CICLO DE LA MINERIA

OPARACIONES

Volad Servic ura ios Ventila ción Trans porte

Extra cción Desar rollo Manten ción

LIMPIEZA Y TRANSPORTE CON LOCOMOTORAS Y CARROS MINEROS

Para la limpieza y transporte mecanizado se requiere el siguiente equipo y herramientas:          

Locomotora a batería se 1-1/2 t. (Fig. 1) Carros mineros V-30 o U-35 (Fig. 2) Una pala Eimco 12B o similar (Fig. 3) Un encarrilador (Fig. 4) Espadilla Llave crescent de 12” Dos piezas rieles de 4’ o dos piezas canales de 7.5’ Barretas Durmientes de fierro o madera

PREPARACIÓN DEL LUGAR DE TRABAJO:  Conectar la manguera de ½” al sistema de distribución de agua.  Abrir la válvula y proceder al lavado del techo y paredes del frente de trabajo.  Revisar si hay tiros quedados o fallados. En caso de existir, proceder a su eliminación.  Para ello lavar completamente los taladros quedados o fallados, recargarlos y volar nuevamente.  Una vez eliminado el peligro de los tiros fallados o quedados, lavar nuevamente el frente y proceder a humedecer la carga para evitar generar polvo en el proceso de limpieza del material disparado.  Proceder al tajeo de todo la zona de trabajo

CARROS MINEROS: Tipos de carros más comunes: 1. De vaciado frontal o tipo cuchara.

Es de construcción liviana, para operación manual, de volteo frontal con un radio de giro de 360°, al contar con una tornamesa para el efecto. Su capacidad es de 0,50 m3, para trocha de 20 pulgadas (500 mm). TIPO TOTAL C-17 300 kg

ALTURA TOLVA

ANCHO TOLVA

LARGO TOLVA

0,76 m

1,22 m

0,66 m

PESO

Existen de gran capacidad (10 ton) que requieren dispositivos especiales para su volteo (tecles, winches), los mismos que requieren gran sección para su operación.

c.2) De vaciado lateral tipo V. Está diseñado para trabajos pesados y de acarreo rápido, con refuerzos para ello. Sus ruedas de 14 pulgadas de diámetro (35 cm) aseguran estabilidad en

operaciones rápidas. Cuentan con seguro de volteo que es accionado con el pie y que permite que la tolva sea volteada solamente hacia el lado opuesto del operador. Pueden ser volteados a ambos lados. TIPO ALTURA TOLVA TOTAL V-25 0,79 m 720 kg V-40 0,81 m 874 kg V-60 0,97 m 090 kg

ANCHO TOLVA

LARGO TOLVA

0,95 m

1,46 m

0,97 m

1,91 m

1,14 m

2,13 m

PESO

1

c.3) De vaciado lateral tipo U Es el más difundido por su facilidad para ser accionado manualmente o con locomotora. Cuentan con seguro de volteo que es accionado con el pie y que permite que la tolva sea volteada solamente hacia el lado opuesto del operador. Pueden ser volteados a ambos lados.

TIPO ALTURA TOLVA TOTAL U-24 0,81 m kg U-27 0,81 m kg U-35 0,89 m kg

ANCHO TOLVA

LARGO TOLVA

PESO

0,71 m

1,22 m

428

0,71 m

1,52 m

475

0,81 m

1,52 m

500

c.4) Tipo Gable (caja fija y puertas laterales) Que tienen la base del cajón en forma de “V” invertida a 45°. Cuenta con puertas laterales para descargar sin necesidad de voltear el carro; basta solamente abrirlas manualmente y el mineral cae por sí mismo.

Sobre pedido, se fabrica con apertura automática de las puertas laterales.

TIPO

ALTURA TOLVA

G-18 G-40 G-60

c.5)

ANCHO TOLVA

0,84 m 1,10 m 1,25 m

Tipo

LARGO TOLVA PESO TOTAL

0,76 m 1,07 m 1,07 m

Granby

(caja

0,98 m 1,74 m 1,74 m

móvil

y

puerta

450 kg 840 kg 1 050 kg

lateral)

Cuyo volteo a un solo lado es por brazos girables, gracias a una quinta rueda lateral que se desplaza sobre una rampa paralela a la vía, en la zona de descarguío. Sus

capacidades

varían

de

60

a

120

pies

cúbicos.

Existen

para

trochas

de

24

a

36

pulgadas.

Existen carros tipo gramby que son volteados lateralmente con tecles y/o winchas.

Fig. 1 Locomotoras a batería (Cap. 1.1/2 ton)

MANCHA LITTLE TRAMMER

GOODMAN LENNINGS

Fig. 2 Tipos de carros mineros

Z – 20

U – 35

V - 30

PREPARACIÓN DEL EQUIPO DE LIMPIEZA Para tener el equipo en condiciones de iniciar el trabajo de limpieza, se deben seguir los Siguientes pasos:

 Verificar si la pala neumática está limpia, con su plataforma y la barra de protección. Caso contrario dar parte de inmediato al supervisor y no     

operar la pala. Verificar los niveles de aceite de los motores de la pala. Limpiar el filtro. Revisar el estado de los cables y regular los en caso necesario. Verificar que los seguros de los mandos estén en buen estado. -Conectar la manguera de 1” al sistema de distribución de aire

comprimido.  Abrir la válvula, hacer soplar y estar seguro que no hay partículas sólidas que puedan entrar a la pala.  Cerrar la válvula y acoplar la manguera a la pala.

Fig. 3 Pala EIMCO 12 B

ANTES DE INICIAR A OPERAR LA PALA VERIFIQUE S I ESTÁ LIMPIA Y EN CONDICIONES DE

PARA OPERAR LA PALA, ESTA DEBE CONTAR CON SU PLATAFORMA Y BARRA DE

Fig. 4 Encarrilador Size E – 6 (Marca Aldon)

OPERAR LA PALA NEUMÁTICA: Para operar una pala neumática se deben seguir los siguientes pasos: -

Una vez que la pala neumática se encuentra frente a la carga a limpiarse, el operador acopla uno de los carros a la pala y éste deberá

-

permanecer acoplado durante todo el proceso de carguío. Subir a la plataforma. Para mover la pala adelante, con la mano izquierda mueva la palanca

-

de avance y retroceso a la izquierda. Para mover la pala atrás, con la mano izquierda nueva la palanca de

-

avance y retroceso a la derecha. Para parar la pala, simplemente suelte la palanca de avance y retroceso y ésta automáticamente retornara a su posición central y la

-

pala parará. Para cargar el balde, bajar el balde moviendo la palanca de control del balde a la derecha, con la mano derecha, con un movimiento corto

-

y rápido y el balde de la pala baja al piso. Con el balde en el piso avance con la pala hasta tener el balde dentro de la carga disparada. Para ayudar que la carga disparada ingrese al balde mueva la palanca de control de éste con la mano derecha hacia

-

adelante (derecha) con movimientos cortos. Lleno el balde, con la mano derecha mueva la palanca de control del balde rápidamente a la izquierda y el balde sube por encima de la

-

pala y descarga el material del balde al carro metalero. Para regresar a la posición de carguío, con la mano derecha, mueva la palanca de control del balde a la derecha y el balde bajará a la

-

posición de carguío. Para cargar el material que está a los lados de la galería se levanta la cuchara a un medio metro del piso y con las manos en los controles

-

se jala o empuja y la pala gira a la izquierda o derecha. Una vez situado el balde de la pala en uno de los lados de la galería, entre la pared y el riel, se baja la pala al piso y se procede a limpiar la carga.

CAMBIO DE CARRO: -

Una vez lleno el carro 1, el operador pisa la palanca de desacople

-

con su pie derecho y el ayudante acopla el carro a la locomotora. El operador sube a la locomotora y traslada el carro 1 hasta pasar el desvío hacia un desquinche de unos 3 m de largo, donde se

-

encuentra un carro metalero 2 vacío. El ayudante empuja el carro vacío 2 hasta acoplar al convoy, delante

-

del carro cargado 1. El operador mueve la locomotora con los dos carros hacia delante, entra al desquinche y deja el carro vacío 3 y se va al tope para

-

proceder al carguío del carro 2 (Fig. 5). De esta manera se continúa hasta llenar todos los carros del convoy y luego el operador y su ayudante trasladan el convoy hasta un paso de mineral (ore pass), si el material que se traslada es mineral, o hasta un paso de caja (waste pass), el material es caja o hasta la

-

parrilla del ingenio. Estos desvíos, para el cambio de carros, no deben estar situados a más de 50 m del frente de trabajo. Posteriormente estos desquinches pueden ser utilizados para refugios o para acopio de materiales. Fig. 5 Esquema de limpia en tope

CONCLUÍDO

EL

TRABAJO

DE

LIMPIEZA,

LA PALA DEBE

SER

TRASLADADA A UN LUGAR SEGURO O A OTRO PARAJE, DONDE SE LO REQUIERE Y DEJARLA EN CONDICIONES OPERABLES Y LIMPIA.

TRASLADO DE LA PALA: -

Para trasladar la pala de un lado a otro, se levanta la cuchara hasta la altura de la barra de protección, .donde existen perforaciones por las cuales se hace pasar un barreno, especialmente construido para

-

este fin, donde se apoya el balde. Sacar la plataforma y la barra de protección y colocarlas sobre la

-

misma. Colocar la palanca del embrague en la parte superior y la pala está

-

en condiciones de ser traslada a otro paraje sin ningún problema. La pala se la puede mover manualmente, pero es mejor trasladar con ayuda de una locomotora y a una velocidad máxima de 5 km/h.

LOCOMOTORAS:

Las Locomotoras eléctricas de mina son equipos fundamentales en el proceso de extracción de minerales, realizando múltiplos funciones, tales como: Transportes

personal,

de

maquinarias

principalmente el transporte de mineral.

y

equipos,

de

materiales

y

Dada la importancia de sus acciones dentro de la mina es necesario que los “mecánicos- electricistas” y “motoristas” coordinen estrechamente, es decir, que reparadores y operadores debemos estar convencidos que se puede lograr eficiencia, productividad y seguridad, con estos equipos, a base de un mantenimiento oportuno y de una operación adecuada. El desplazamiento de las locomotoras, es por medio de dos motores de Corriente Continua (CC), que hacen girar las ruedas metálicas, para que formen la tracción en las líneas de riel. También existen Locomotoras a Batería, que funcionan con una fuente de corriente electro-química, que acumula, mantiene y suministra energía. Las locomotoras eléctricas son maquinas que arrastran carros de un tren (carros mineros) y son impulsados por medio de motores que funcionan con C. C., constituidos por equipos y accesorios eléctricos y mecánicos

DISPOSITIVOS ELÉCTRICOS DE UNA LOCOMOTORA:

›

Dos Motores de corrientes continua;

›

Un Controlador de marcha hacia delante y hacia atrás;

›

Dos Faros y un Interruptor;

›

Una Bocina (Corneta);

›

Un Contacto Móvil;

›

Resistencia

MANEJO CORRECTO DE UNA LOCOMOTORA: 1. Dirigir la manivela de control avanzando adelante o atrás en forma progresiva escalón por escalón o punto por punto. Un escalonamiento brusco causa pérdida potencia.

2. Cuando las ruedas resbalan, hacer regresar la manivela a los primeros escalones. Si continúa resbalando, echar arena a la línea de riel, si persiste es porque está sobrecargada, por lo que debe reducirse el número de carros. 3. Operar la locomotora en la posición 5, excepto durante el proceso de aceleración. 4. Siempre cortar la energía eléctrica antes de aplicar los frenos, es decir, debemos regresar paulatinamente la manivela de control a OFF. 5. No cambiar el sentido de marc 6. No sobrecargar las locomotoras tratando de jalar muchos carros cargados. 6. 7. Jamás cambie la dirección del palo de trolley mientras la locomotora se encuentra en movimiento. 7. ha mientras se encuentra en movimiento

PRECAUCIONES DESPUÉS DE LA OPERACIÓN: 1. Volver a la posición OFF (PARE) la manivela los interruptores. 2. Retirar la roldana de la línea de trolley 3. Fijar los frenos 4. Reportar cualquier indicación de falla o avería.

MANIOBRAS INCORRECTAS: Las malas operaciones, destacadas en la siguiente relación, causan fallas eléctricas: 1. Arranques bruscos; 2. Inversión intempestiva de marcha;

3. Paradas con marcha invertida; 4. Sobrecargas; 5. Cambios violentos de marcha; 6. Cambios lentos de marcha; 7. Tiempos largos en “punto neutro”; 8. Conducir por galería inundadas; y 9. Eliminar sistemas de protección “amarrar” o “puentear”

* ALGUNOS MODELOS DE LOCOMOTORA DE MINA SUBTERRÁNEA -LOCOMOTORAS de la BATERÍA (tipo no-ininflamable) 1.75 toneladas - 20 toneladas -LOCOMOTORAS de la BATERÍA (tipo ininflamable, caucho cansados) 4 toneladas - 18 toneladas -LOCOMOTORAS de la CARRETILLA (tipo no-ininflamable) 3 toneladas - 25 toneladas -LOCOMOTORAS DIESEL (tipo no-ininflamable) 5 toneladas - 25 toneladas -LOCOMOTORAS de la BATERÍA (tipo ininflamable, ruedas de acero) 4.5 toneladas - 21 toneladas

*ALGUNOS MODELOS DE CARROS DE MINA SUBTERRÁNEA -Carro de descarga del extremo de la impulsión de cuatro ruedas DT-704 14.000 libras. (6.363 kilogramos) capacidad de carga clasificada

4.7 yardas 3.6 m ³) de capacidad de la caja de ³ (61 " (m) 1.55 anchura del OA -Carro de descarga del extremo de la impulsión de cuatro ruedas CDT-1604 32.000 (14.545 kilogramos.) Capacidad de carga clasificada Envases clasificados a la densidad material Envases clasificados a la densidad material 8 ' (2.43 m) anchuras del OA -Carro de descarga del extremo de la impulsión de cuatro ruedas DT-1604 32.000 libras. (14.545 kilogramos.) Capacidad de carga clasificada 10.8 yardas 8.2) de capacidad de la caja de ³ ( 84 " (2.13) anchuras del OA -Carro de descarga del extremo de la impulsión de cuatro ruedas DT-1804 36.000 libras. (16.364 kilogramos.) Capacidad de carga clasificada 13.1 yardas 8.2-10.1 m ³) de capacidad de la caja de ³ ( 94 " (2.13-2.39 m) anchuras del OA -Carro de descarga del extremo de la impulsión de cuatro ruedas DT-2604 52.000 libras. (23.636 kilogramos.) Capacidad de carga clasificada 18.6 yardas 14.2 m ³) de capacidad de la caja de ³ ( 110 " (2.78 m) anchuras del OA

-Carro de descarga del extremo de la impulsión de cuatro ruedas DT-3002 52.000 libras. (23.636 kilogramos.) Capacidad de carga clasificada 18.6 yardas 14.2 m ³) de capacidad de la caja de ³ ( 110 " (2.78 m) anchuras del OA -Carro de descarga de cuatro ruedas del extremo Drive0 DT-3004 60.000 libras. (27.272 kilogramos.) Capacidad de carga clasificada 20.7 yardas 15.9 m ³) de capacidad de la caja de ³ ( 120 " (3.05 m) anchuras del OA

CALCULO DE TRANSPORTE SOBRE RIELES

1. Esfuerzo tractor necesario En = (PL * (Rr + Rg)) + (PC * (Rr + Rg)) Donde: En = Fuerza máxima utilizada por la locomotora para efectuar un trabajo, es decir poner en movimiento su propio peso y el peso del convoy; lbs PL = Peso de la locomotora; TC Rr = Coeficiente de resistencia debido a la fricción o rodamiento de las ruedas con el eje debido al tipo de rodajes con que cuenta, sea de la locomotora o de los carros. Rodajes cónicos = 10 lbs/TC Rodajes cilíndricos = 15 a 20 lbs/TC Rodajes de bolas = 30 lbs/TC + = Significa que se suma cuando el tren se desplaza con gradiente positiva y se resta en caso contrario. Rg = Coeficiente de resistencia debido a la gradiente de la vía. En la práctica, se considera 20 lbs/TC por cada 1% de gradiente, es decir: Rg = 8 lb/TC para gradiente de 0,4% Rg = 10 lb/TC para gradiente de 0,5% PC = Peso del convoy; TC 2. Peso del convoy

PC = N * (Pc + Pm) Donde: N = Número de carros Pc = Peso de cada carro vacío; TC Pm = Peso del mineral en cada carro; TC 3. Peso de la locomotora PL = (PC * (Rr + Rg))convoy/(500 - (Rr + Rg))locomotora

4. Número de viajes por guardia NV/gdia = (Horas efectivas de trabajo)/(hora/ciclo) 5. Tonelaje por viaje Ton/viaje = (Ton/gdia)/(NV/gdia) 6. Número de carros Ncarros = (Ton/viaje)/(capacidad carro) 7. Potencia del motor HP = (En * V)/(375 * e) Donde: En = Esfuerzo necesario (vacío o con carga); lbs V = Velocidad; milla/hora e = Eficiencia del motor; oscila entre 0,7 a 0,9 8. Consumo de corriente eléctrica convoy con mineral Watt-hora = (Distancia * En)/ 1 760 Donde: Distancia = Longitud recorrida; pies

En = Esfuerzo necesario de tren con carga; lbs 1 760 = Constante para tranformar a watt-hora 9. Consumo de corriente eléctrica convoy vacío Watt-hora = (Distancia * En)/ 1 760 Donde: En = Esfuerzo necesario de tren vacío; lbs 10. Resistencia eléctrica de eclisado

Ohmios = Número de rieles * Resistencia de eclisa; ohm Donde: Resistencia de cada eclisa = Resistencia eléctrica de cada eclisa en función al tipo de fijación de la misma: Eclisado por soldadura aluminotérmica despreciable Eclisado por soldadura convencional30 a 40 ohm Eclisado convencional 200 a 300 ohm 11. Peralte *

Peralte = (5 * V2)/R Donde: Peralte = Pendiente lateral de la vía o diferencia de cota entre las rieles en curvas; mm V = Velocidad del tren; km/hora R = Radio de curvatura; m

CONCLUSIONES ›

La utilización de los carros mineros cada día fue mejorándose con el

›

aporte de nuevas tecnologías. Hoy en día se ha logrado un gran desarrollo en el aspecto de

›

automatización con respecto a los carros mineros. Es necesario personal calificado para algunos tipos de transporte de mineral.

RECOMENDACIONES › Realizar estudios para poder mejorar la tecnología con respecto al transporte en minería, PARA poder reducir los costos y maximizar ganancias. › Automatizar la mayoría de minas para poder obtener mejores resultados de operación. › Capacitar al personal para poder realizar los trabajos de transporte con tecnología avanzada.

BIBLIOGRAFÍA. › ›

Maquinaria y equipo minero. Manual de minería

(Anibal Mallqui)

›

Minería general