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Equipos de limpieza
1.
Palas mecánicas
Especificaciones Especificaciones genéricas. 1.1. Introducción.
Las palas mecánicas aparecieron en los años 30 y su mayor desarrollo lo alcanzaron en los años 70. Inicialmente las palas eran sistemas de carguío montados sobre rieles u orugas, hoy en día dichas palas se pueden observar en la pequeña y escasamente en la mediana minería, ya que la aparición del sistema LHD (Load Haul Dump) prácticamente las desplazó. 1.2. Objetivo.
De cargar el mineral y transportarlo distancias cortas. 1.3. Definición.
Este es un equipo de ataque frontal al material, con el fin de cargarlo y transportarlo a una distancia relativamente corta para su transporte. El equipo en sí se distingue por:
Tipo, (Cuna basculante con o sin vertido a transportador incorporado, cargadora frontal).
Diesel, eléctrico, aire comprimido). Motor ( Diesel,
Accionamiento del sistema de carga (Hidráulico, neumático, eléctrico).
Chasis (sobre ruedas, rieles, orugas).
Vertido de la cuchara (Axial o lateral).
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1.4. Partes de una pala mecánica.
1.5. Rendimiento de la pala mecánica.
Condiciones de diseño de la pala y factores que influyen en su rendimiento: Para un adecuado diseño de una pala debemos considerar lo siguiente:
Capacidad en relación al tamaño de la máquina (balde).
Logro de eficiencia máxima en su operación.
Operación completa con poco movimiento.
Compatibilidad de la máquina respecto a la sección de la galería (minimizar desarrollos).
Capacidad de operar en sectores confinados.
Dentro de los factores influyentes en el rendimiento de este equipo debemos destacar los siguientes:
Tiempo necesario para instalar y retirar la pala de la posición de trabajo.
Tiempo por espera de carros.
Capacidad de los carros y su compatibilidad con la pala.
Distancia al lugar de descarga (carros u otro punto de descarga).
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Limpieza del lugar al finalizar la extracción de material en la frente.
Capacidad del balde de la pala.
Estado mecánico de la pala.
Condiciones ambientales de operación en la frente.
Habilidad del operador.
Presión del aire comprimido.
El cuerpo giratorio (balde y sistema que lo mueve) puede girar en un ángulo de 30º a 40º respecto al eje longitudinal permitiendo operar en frentes más amplias. El equipo se desplaza sobre cuatro ruedas motrices y el operador se encuentra en uno de los costados del equipo (semi ancho mayor). 1.6. Características primordiales.
Capacidad.
Fuerza de elevación de cuchara.
Alcance de la cuchara desde el eje.
Alto máximo de la
Potencia.
cuchara.
Peso.
Altura de vertido.
Presión del fluido (aire
Distancia de vertido
o aceite).
Dimensiones del equipo
desde el eje.
y galería mínima de operación.
Ancho de ataque.
Campo de acción
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Velocidad de desplazamiento.
Pendientes capaces de vencer.
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Clasificación de palas mecánicas - neumáticas 2.1. Sobre riles. 1.
De descarga axial.
Su dimensionamiento se obtiene en función de las características de la galería, capacidad del carro a cargar y requerimiento de rendimiento. Partes principales
Bastidor desplazable.
Cuerpo giratorio y mecánico de oscilación de la pala (30-40º respecto al eje del equipo).
Ruedas motrices (4).
Sistema de energía (aire comprimido).
Palancas de accionamiento (1 para traslado adelante - atrás, 1 para balde).
Huinche incorporado.
Brazo cicloidal y pala (permite que la carga no caiga de la pala mientras carga al carro). Compartimento del operador (de pie a un costado de la pala).
Largo de la pala en posición de carguío 2,1 - 2,72 m
Altura de descarga desde el punto más bajo del balde en posición de descarga al piso 1,15 - 1,75 m
Altura máxima en el recorrido del balde 2,01 - 2,82 m
Ancho de barrido 2,3 - 3,3 m
Semi ancho menor de la pala 0,44 - 0,625 m
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Semi ancho mayor de la pala (incluye espacio del operador) 0,87 - 1,1 m
Altura de la pala 1,38 - 1,75 m
Potencia disponible para la tracción 8,5 - 13,5 HP
Potencia disponible para el balde 10 - 2×15 HP
Capacidad 0,14 - 0,4 - 0,6 m 3
Rendimiento 0,6 - 1,5 - 2 m 3/min
Peso 1,95 - 4,6 - 7,1 toneladas
Consumo de aire 100 - 167 litros/segundo
Presión de trabajo 4,5 - 7 bar
Capacidad del carro a cargar 1,3 - 4 m 3.
Galerías adecuadas (largo × ancho - ancho máximo) 2,2 × 1,8 - 2,3 m 3,1 × 2,2 - 3,3 m.
Gradiente 0,5 %.
Lo que caracteriza principalmente a la pala es el tipo de energía que consume, el consumo mismo, la capacidad del balde y el peso del equipo.
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2.2. Sobre orugas. 1.
De descarga axial. Mayor versatilidad que las palas sobre rieles.
Capacidad 280 - 300 litros
Velocidad 1,6-2,5 Km./hora
Potencia de tracción 2×9 HP
Potencia de levante de cuchara 13-7,4 HP
Peso 5-5,5 ton
Presión sobre el piso 1,1 Kg/cm2
Consumo de aire 15 - 20 m3/min
Presión requerida de trabajo 4 - 4,5 atmósferas
Rendimiento 30 - 40 m3/hra
Ancho de balde 1,2 - 1,23 m
Ancho total 1,96 - 1,73 m
Largo total de la pala 2,75 - 2,77 m
Altura de descarga 1,225 - 1,48 m
Altura máxima 2,26 - 2,575 m
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De descarga lateral.
Capacidad 600 litros
Velocidad 2,5 Km./hora
Potencia de tracción 2×9 HP
Potencia de levante de cuchara 13 HP
Peso 6,2 - 6,5 toneladas
Presión sobre el piso 1,2 Kg/cm2
Consumo de aire 15 - 20 m3/min
Presión requerida de trabajo 4,5 atmósferas
Rendimiento 40 - 55 m3/hra
Ancho de balde 2,2 m
Ancho total 2,45 m
Largo total de la pala 3,14 m
Alto de la pala 2,15 m
Altura de descarga 0,7 m
Altura máxima de viaje 2,65 m
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Electro hidráulico de descarga lateral.
Capacidad 1,9 m3, 5 toneladas
Presión Hidráulica Tracción 2500 psi, Servicio 2000 psi
Potencia 120 HP
Capacidad hidráulica sistema 482 litros, tanque 418 litros
Peso 6 toneladas
Voltaje del motor eléctrico 550 Voltios
R.P.M. 1500
Ancho de balde 2,3 m
Ancho total 2,76 m
Largo total de la pala 6,6 m
Altura pala 2,438 m
Altura de descarga 2,68 m
Altura máxima 4,4 m
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Auto cargadoras. Este equipo tiene la particularidad que agrega a su
estructura un pequeño balde que le permite además de cargarlo transportarlo a una cierta distancia una vez lleno, esto introduce el concepto de cargar - transportar y descargar, ayudando así en algún modo a la independencia del equipo de carguío de los carritos de transporte, mejorando así en parte el rendimiento general el cual dependerá de la distancia a que deba ser transportado el balde.
Capacidad de carguío por palada 280 litros
Capacidad de balde de transporte 850 litros, descarga por el fondo
Velocidad 2,5 Km./hora
Potencia de tracción 2×9 HP
Potencia de levante de cuchara 13 HP
Peso 6,2 toneladas
Presión sobre el piso 1,2 Kg/cm2
Consumo de aire 15 m3/min
Presión requerida de trabajo 4,5 atmósferas
Ancho de balde 1,15 m
Ancho total 2,22 m
Largo total de la pala 3,6 m
Alto de la pala 1,775 m
Altura máxima de viaje 2,4 m
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2.3. Sobre ruedas. 1.
De descarga axial. Las características son similares, solo se distingue por
el pivote de la pala, sus dos ruedas motrices, sus dos ruedas direccionales, la distancia entre ejes y los neumáticos. La ventaja es su mayor versatilidad respecto a las palas sobre rieles y orugas.
Capacidad 300 - 600 litros
Velocidad 1 - 1,4 m/segundo
Peso 3,5 toneladas
Largo total 3,5 m
Altura 1,66 m
Altura máxima 2,67 m
Altura de descarga 1,68 m
Ancho del balde 1,32 m
Ancho total 1,96 m
Rendimiento 55 - 85 m3/hora
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De descarga lateral.
Capacidad 500 litros
Velocidad 1-1,4 m/segundo
Peso 3,5 toneladas
Presión de aire requerida de trabajo 4-7 atmósferas
Neumáticos 9×10"
Ancho de balde y total 1,6 m
Ancho de descarga 1,24 m
Largo total de la pala 3,52 m
Altura de descarga 1,24 m
Altura máxima 2,72 m
Alto de la pala 1,85 m
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Modelos de palas.
3.1. PALA MODELO 12B. #
Detalle
LA
Longitud Total
1910mm
B
Longitud Corporal
1080mm
C
Máquina Altura
1240mm
Altura Total
1970mm
E
Descarga Altura
1240mm
F
Descarga Longitud
450mm
Anchura de la máquina
670mm
Ancho Con Paso Plate
920mm
Limpieza Ancho
1880mm
Ancho de vía
457 - 915 mm
Masa total
1950Kg
Capacidad del cucharón
0.13 cu reunieron
Cargando Ciclo
6 segundos
Capacidad De Carga
1.0 cu reunieron / min
Motores
2 * MOD 200
Consumo De Aire
7.08 cu reunieron / min
Rango de presión de aire
483 - 860Kpa
Manguera de aire Diámetro
38 - 50 mm
D
3.2. PALA MODELO 21B
# LA B C D E F
Detalle Longitud Total Longitud Corporal Máquina Altura Altura Total Descarga Altura Descarga Longitud Anchura de la máquina Ancho Con Paso Plate Limpieza Ancho Ancho de vía Masa total Capacidad del cucharón Cargando Ciclo Capacidad De Carga Motores Consumo De Aire Rango de presión de aire Manguera de aire Diámetro
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2280mm 1310mm 1490mm 2350mm 1390mm 440mm 970mm 1100mm 2360mm 610 - 915 mm 3275Kg 0.3 cu reunieron 7 segundos 1.4 cu reunieron / min 2 * Mod 201 8-9 cu reunió / min 448 - 860Kpa 50mm
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3.3. PALA MODELO 26B. #
Detalle
L
Longitud Total
2820mm
B
Longitud Corporal
1585mm
C
Máquina Altura
1635mm
Altura Total
2855mm
E
Descarga Altura
1820mm
F
Descarga Longitud
625mm
Anchura de la máquina
1005mm
Ancho Con Paso Plate
1130m m
Limpieza Ancho
3160mm
Ancho de vía
580 - 1120 mm
Masa total
4840Kg
Capacidad del cucharón
0.35 cu reunieron
Cargando Ciclo
7 segundos
Capacidad De Carga
2.1 cu reunieron / min
Motores
2 * Mod 271
Consumo De Aire
18 cu reunieron / min
Rango de presión de aire
520 - 860Kpa
Manguera de aire Diámetro
50mm
A
D
3.4. PALA MODELO 632H. # LA B C D E F G H J K L M N *O
Detalle Longitud total - Cubo de Down Longitud del cuerpo - Cuchara Raised Altura mínima Excavar Profundidad Inferior Mayor Cubo Posición Ancho del cucharón Lado de descarga Altura Descarga Distancia Descargue ángulo Ancho de vía Ancho sobre temas Altura de pista Claridad Del Piso Descarga Frente Altura Presión de aire recomendada
INGL S 147 " 160 "
M TRICO 3735mm 1310mm
60 " 15 " 126.5 " 74 " 62 " 11.5 " 58 grados 45 " 55 " 28 6" 36 " 90 Psi
Fuerza de desprendimiento en el borde excavación (con cilindro de rollo) Peso Total
5300 libras
1525mm 380mm 3215mm 1880mm 1575mm 295mm 58 grados 1140mm 1400mm 710mm 150mm 915mm 6,3 kg / sq.cm 2400kg
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12.500 libras
5.680 kg
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Rendimiento de la pala mecánica. 1.1. Número de ciclos que se necita para llenar el carro. Sea la fórmula matemática a utilizar:
Donde; Volumen útil del carro. Volumen del balde de la pala. Coeficiente de relleno de la cuchara o balde de la pala (0,5 a 1).
Reemplazado los datos en la ecuación anterior.
1.2. Tiempo para llenar el carro.
Donde; Tiempo de la excavación del frente. Coeficiente de dificultad de carga (0,2 a 1).
Reemplazado los datos en la ecuación anterior.
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1.3. Tiempo del cielo completo por carro.
Donde; Tiempo de duración del cambio de convoy. Tiempo para cambiar el carro. Numero de carros.
Reemplazado los datos en la ecuación anterior.
1.4. Coeficiente de la utilización de la pala.
Reemplazado los datos en la ecuación anterior.
1.5. Rendimiento horario de pala.
Reemplazado los datos en la ecuación anterior.
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Por lo tanto el rendimiento de la pala será;
Donde; Densidad del mineral roto. Rendimiento de la pala con respecto al tonelaje.
2.
Consumo de aire comprimido por la pala mecánica. Estándar para el diseño de galería.
2.10m 0.5m
0.3m 0.3m 1.8m
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2.1. Volumen roto por guardia.
2.2. Tonelaje por guardia.
2.3. Tiempo de limpieza por guardia. Sea el rendimiento de la pala mecánica asignada.
Por el cual el tiempo designado esta expresado por la siguiente ecuación.
2.4. Consumo de aire comprimido por guardia. Según el modelo de la pala mecánica, se tiene que;
Por lo tanto el consumo de aire por guardia será;
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Diseño de rieles. La prolongación de las vías es una tarea especial, ya que cada uno de los rieles mide 7 metros y los avances de la frente por lo general llegan a 2 metros solamente. Esto hace necesario disponer de sistemas de prolongación de vías de acuerdo a las condiciones y características de la operación. Las palas mecánicas sobre rieles disponen de ruedas dobles, es decir que pueden circular por vías con la parte interna de la rueda como por la externa.
Esto permite que se puede utilizar un riel portátil y móvil que se vaya desplazando a medida que se aleja la frente desde el riel fijo, y una vez que el tramo sea lo suficientemente largo se agrega el riel fijo que continúa con la vía permanente.
También se puede utilizar el riel de canto, en la misma metodología anterior:
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También se puede recurrir a tramos de vía de 1 a 2 metros de largo, los cuales terminan curvados para que la pala no se descarrile:
Otro aspecto importante en la operación de estos equipos es la coordinación y la preparación de los carros que serán cargados por la pala. Existen variados sistema que cumplen con este objetivo como se muestra en las figuras.
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Mano de obra. Beneficios sociales de acuerdo a la ley; 67.37%
1.1. Jefe de mina. Salario mínimo 21 US$.
1.2. Capataz. Salario mínimo 12 US$.
1.3. Operador de pala mecánica. Salario mínimo 8 US$.
1.4. Ayudante del operador de la pala. Salario mínimo 7 US$. Aporte total en mano de obra
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Implementos de seguridad. Según las normas establecidas, la cotización de los implementos de seguridad es de ya sea para el operador de la pala mecánica y su ayudante.
Según las normas establecidas, la cotización de los implementos de seguridad es de ya sea para el operador de la pala mecánica y su ayudante.
Costo total de implemento de seguridad es de
3.
Costo de aire comprimido. De los cálculos anteriores se tiene que el consumo de aire comprimido requerido por la pala mecánica es; Si el precio de aire comprimido es de Por lo tanto;
4.
Palas mecánicas. En la mina se tiene los servicios de la pala mecánica marca EIMCO 12AC ROCKERSHOVEL. 2.1. Datos del equipo. 1.
Valor del equipo nuevo: 8 000 US$
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2.
Interés: 1.5 %
3.
Vida útil: 4 años
2.2. Costos de pala neumática por guardia. 1. Costo financiero.
2. Costo de depreciación.
3. Costo de mantenimiento.
Costo de propiedad. Costos de equipo
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Carros mineros. Costo por guardia es de 0.57 US$ por lo tanto se tiene dos carros mineros se tendrá;
6.
Instalación de rieles. Los rieles que se utilizan tienen una longitud de 7 metros y su peso es de 30 lb por yarda, por lo que cada 7 disparos se efectúa la colocación o instalación de una collera, lo cual es realizado por el perforista y su ayudante, luego tenemos el siguiente resumen de costos. 6.1. Mano de obra. El costo por mano de obra, lo obtenemos a partir del reglamento asignado para tal situación, por el cual en este caso se consideran en la realización de trabajo al perforista, ayudante, capataz y jefe de mina. Implementos de seguridad y herramientas: Jornales y sueldos: 6.2. Materiales. 2 rieles 35.56 US$ por unidad 7durmientes 21.33 US$ por unidad 8 eclisas 15.24 US$ por unidad 16 pernos 8.89 US$ por unidad 28 clavos de riel 8.89 US$ por unidad Total de gastos de materiales adquiridos es de 669.5 US$ Vida útil es de 20 años Por lo tanto los costos serán;
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Finalmente el costo por instalación de una collera es
7.
Locomotoras. Costo por guardia es de 23.81 US$ entonces se tendrá que;
Hacemos las transformaciones correspondientes:
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[1]. La selección de las palas mecánicas neumáticas se pueden hacer de acuerdo al diseño de ciclo de carguío, acarreo de los carros mineros.
[2]. Uno de los diseños más eficaces, para minimizar el ciclo de carguío de los palas mecánicas a los carros mineros es por medio de fajas transportadoras colocadas por encima de los carros mineros, con la finalidad de minimizar el tiempo de limpieza.
[3]. Una de los factores, para la selección de las palas mecánicas es por medio de determinación de rendimiento de la pala mecánicaneumática, en el caso de nuestro calculo nos da por resultado de 0.6526 toneladas métricas por minuto.
[4]. Por otro lado es muy importante determinar los costos de limpieza del sistema en manejo, para el caso de mis cálculos el resultado obtenido es de 212.432 dólares por guardia.
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