SERVICIOS AUXILIARES MINEROS Ing. Benjamín Manual Ramos Aranda
Marzo del 2014
UNIDAD I - TRANSPORTE MINERO TEMA Nº 5 – TRANSPORTE CONTINUO – FAJA TRANSPORTADORA.
TRANSPORTE POR FAJA TRANSPORTADORA
PROPOSITO DE CLASE: Analiza la aplicación del transporte de mineral por Faja (cinta) transportadora. Aplicar cálculos de eficiencia del sistema.
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TRANSPORTE POR FAJA TRANSPORTADORA INTRODUCCIÓN HISTÓRICA Una de las primeras menciones que aparece en la literatura técnica es la de Oliver Evans, de Filadelfia, que indica en 1795, en la «Miller`s Guide», la existencia de una banda continua de cuero acoplada a dos tambores.
TRANSPORTE POR FAJA TRANSPORTADORA INTRODUCCIÓN HISTÓRICA Fue en 1860 cuando se puso en servicio una de las primeras fajas transportadoras en minería, cuyo diseñador fue Lopatine, y que se utilizó en una explotación de aluviones auríferos en Siberia. El sistema incluía las partes esenciales de una faja: banda sin fin, tambores de accionamiento y reenvío, transmisión, bastidores y rodillos.
La banda estaba formada por piezas de madera unidas por una tela, que constituía la parte débil del sistema.
TRANSPORTE POR FAJA TRANSPORTADORA INTRODUCCIÓN En la actualidad, el procesamiento de un producto industrial, agroindustrial, agrícola y minero están sujetos a diferentes movimientos, ya sean en sentido vertical, horizontal e inclinados. Para cumplir este objetivo, son utilizados equipos con el nombre de Fajas, Cintas, Correa o Banda Transportadoras.
TRANSPORTE POR FAJA TRANSPORTADORA INTRODUCCIÓN Las Fajas Transportadoras, vienen desempeñando un rol muy importante en los diferentes procesos industriales y esta se debe a varias razones entre las que destacamos; las grandes distancias a las que se efectúa el transporte, su facilidad de adaptación al terreno, su gran capacidad de transporte, la posibilidad de transporte diversos materiales (minerales, vegetales, combustibles, fertilizantes, materiales empleados en la construcción etc.)
TRANSPORTE POR FAJA TRANSPORTADORA DEFINICIÓN Y CARACTERÍSTICAS La función de una faja transportadora es la de transportar de forma continua de materiales a granel homogéneos o mezclados, a distancias que pueden oscilar entre algunos metros y decenas de kilómetros.
TRANSPORTE POR FAJA TRANSPORTADORA DEFINICIÓN Y CARACTERÍSTICAS Las superficies, superior (de ida) e inferior (de retorno) de la banda, descansan sobre una serie de rodillos soportados por estructuras metálicas (estaciones). En los dos extremos del transportador, la banda se enrolla en tambores, uno de los cuales, acoplado a un órgano motor, transmite el movimiento. El órgano portador de este transportador es la cinta o correa de goma (jebe) reforzado, que se pone en movimiento por el tambor motriz. El carguío de la faja se efectúa a través de una tolva.
FAJA TRANSPORTADORA
TRANSPORTE POR FAJA TRANSPORTADORA COMPONENTES Y SU DENOMINACIÓN Banda transportadora. Uno de los componentes principales del transportador es la banda (faja) de goma (jebe), que ejerce una doble función:
1. Contener el material transportado. 2. Trasmitir la fuerza necesaria para transportar la carga.
TRANSPORTE POR FAJA TRANSPORTADORA COMPONENTES Y SU DENOMINACIÓN Constitución de la Banda.
La Banda al cumplir la función de transportar, está sometida a la acción de las siguientes influencias:
1. De las fuerzas longitudinales, que producen alargamientos.
TRANSPORTE POR FAJA TRANSPORTADORA COMPONENTES Y SU DENOMINACIÓN Constitución de la Banda.
2. Del peso del material entre las ternas de rodillos portantes, que producen flexiones locales, tanto en el sentido longitudinal como en el transversal, y ello a consecuencia de la adaptación de la banda a la terna de rodillos.
3. De los impactos del material sobre la cara superior de la banda, que producen erosiones sobre la misma.
TRANSPORTE POR FAJA TRANSPORTADORA COMPONENTES Y SU DENOMINACIÓN Constitución de la Banda. Para soportar adecuadamente las influencias anteriores, la banda está formada por dos componentes básicos:
1. El tejido o Carcasa, que transmite los esfuerzos. 2. Los recubrimientos, que soportan los impactos y erosiones. RECUBIMIENTO
TEJIDO O CARCASA
TRANSPORTE POR FAJA TRANSPORTADORA COMPONENTES Y SU DENOMINACIÓN Constitución de la Banda. 1. Tejido o Carcasa.
Los tejidos empleados en la actualidad, son los siguientes.
TRANSPORTE POR FAJA TRANSPORTADORA COMPONENTES Y SU DENOMINACIÓN Constitución de la Banda. 2. Recubrimientos.
La goma es el elemento básico de los recubrimientos; tomando en consideración las propiedades mecánicas de resistencia, alargamiento y abrasión, las Normas DIN 22102 y 22131, han establecido las categorías W, X, Y, Z, las cuales se indican en la Tabla 4.
TRANSPORTE POR FAJA TRANSPORTADORA COMPONENTES Y SU DENOMINACIÓN Cabezal motriz Puede ser de tipo tradicional o con moto-tambor. 1.- Tradicional Está compuesto por un grupo de mando constituido sucesivamente: por un tambor motriz de diámetro apropiado a la carga en la banda y por un tambor de inflexión. El movimiento lo proporciona un moto reductor del tipo pendular o de ejes ortogonales o paralelos, éstos últimos acoplados por medio de una junta al tambor motriz.
TRANSPORTE POR FAJA TRANSPORTADORA COMPONENTES Y SU DENOMINACIÓN Cabezal motriz 2.- Moto-tambor En esta configuración el motor, el reductor y los cojinetes forman una unidad integrada y protegida en el interior del tambor de arrastre de la banda; se eliminan así todas las voluminosas partes exteriores de los cabezales motrices tradicionales. Actualmente se fabrican moto-tambores con un diámetro de hasta 1000 mm y una potencia máxima de 250 kW, con un rendimiento que puede alcanzar incluso el 97%.
TRANSPORTE POR FAJA TRANSPORTADORA COMPONENTES Y SU DENOMINACIÓN Tambor motriz La envoltura se reviste normalmente de goma, de un espesor adecuado a la potencia a transmitir. El diámetro de los tambores está dimensionado en base a la clase de resistencia de la banda y a la presión específica que actúa en la misma.
TRANSPORTE POR FAJA TRANSPORTADORA COMPONENTES Y SU DENOMINACIÓN Contra-tambores La envoltura no necesita revestimiento, a no ser en casos particulares; el diámetro normalmente es inferior al previsto para el tambor motriz.
TRANSPORTE POR FAJA TRANSPORTADORA COMPONENTES Y SU DENOMINACIÓN Tambores de desviación y de inflexión. Se emplean para aumentar el ángulo de abrazamiento de la banda. Además, se utilizan también para todas las desviaciones necesarias en presencia de dispositivos de tensión mediante contrapeso, descargadores móviles, etc.
TRANSPORTE POR FAJA TRANSPORTADORA COMPONENTES Y SU DENOMINACIÓN Rodillos Sostienen la banda y tienen que garantizar el deslizamiento libre y regular bajo carga. Son los elementos más importantes de la banda transportadora y representan una parte considerable de su valor global. El funcionamiento correcto de los rodillos es fundamental para garantizar la eficacia y la economía de empleo de la instalación.
TRANSPORTE POR FAJA TRANSPORTADORA COMPONENTES Y SU DENOMINACIÓN Rodillos
TRANSPORTE POR FAJA TRANSPORTADORA COMPONENTES Y SU DENOMINACIÓN Funciones De Los Rodillos Las funciones a cumplir son principalmente tres: 1. Soportar la banda y el material a transportar por la misma en el ramal superior, y soportar la banda en el ramal inferior; los rodillos del ramal superior situados en la zona de carga, deben soportar además el impacto producido por la caída del material.
TRANSPORTE POR FAJA TRANSPORTADORA COMPONENTES Y SU DENOMINACIÓN Funciones De Los Rodillos 2. Contribuir al centrado de la banda, por razones diversas la banda esta sometida a diferentes fuerzas que tienden a decentarla de su posición recta ideal. El centrado de la misma se logra en parte mediante la adecuada disposición de los rodillos, tanto portantes como de retorno.
TRANSPORTE POR FAJA TRANSPORTADORA COMPONENTES Y SU DENOMINACIÓN Funciones De Los Rodillos 3. Ayudar a la limpieza de la banda ,aunque la banda es limpiada por los rascadores, cuando el material es pegajoso pueden quedar adheridos restos del mismo, que al entrar en contacto con los rodillos inferiores pueden originar desvíos de la misma; para facilitar el desprendimiento de este material se emplean rodillos con discos de goma (rodillos autolimpiadores).
TRANSPORTE POR FAJA TRANSPORTADORA COMPONENTES Y SU DENOMINACIÓN Tipos De Rodillos Los más utilizados son:
Rodillos de Alineación , sirven para alinear la banda dentro de la propia instalación.
Rodillos de Impacto ; recubiertos de discos de goma para absorber los golpes provocados por la caída de bloques en las tolvas de recepción.
TRANSPORTE POR FAJA TRANSPORTADORA COMPONENTES Y SU DENOMINACIÓN Tipos De Rodillos
Rodillos de Retorno ; los cuales están formados con discos de goma.
TRANSPORTE POR FAJA TRANSPORTADORA COMPONENTES Y SU DENOMINACIÓN Tipos De Rodillos
Rodillo cilíndrico ; con la superficie exterior lisa, tal como la obtenida mediante el empleo de tubos de acero; es el más empleado. Rodillo cilíndrico con aros de goma ; son adecuados para soportar los fuertes impactos del material en las zonas de carga, mientras que si se montan en los rodillos de retorno, deben ser adecuados para facilitar la limpieza de la banda.
TRANSPORTE POR FAJA TRANSPORTADORA COMPONENTES Y SU DENOMINACIÓN Tensores La tensión necesaria para que se adhiera la banda al tambor motriz se mantiene mediante un dispositivo de tensión, que puede ser del tipo de tornillo, de contrapeso o con cabrestante motorizado. El contrapeso determina una tensión constante en la banda, independientemente de las condiciones de funcionamiento. Su peso se dimensiona en el límite mínimo necesario para garantizar el arrastre de la banda, a fin de evitar esfuerzos inútiles.
TRANSPORTE POR FAJA TRANSPORTADORA COMPONENTES Y SU DENOMINACIÓN Tolvas de carga. La tolva de recogida y el tobogán de carga están dimensionados a fin de absorber, sin causar atascos ni daños a la banda, las variaciones instantáneas de la capacidad de carga y eventuales acumulaciones.
El tobogán tendrá que responder a las exigencias de caída del material, según la trayectorias calculadas en base a la velocidad de transporte, al tamaño, al peso específico del material transportado y a sus características físico-químicas (humedad, corrosividad, etc.).
TRANSPORTE POR FAJA TRANSPORTADORA COMPONENTES Y SU DENOMINACIÓN Dispositivos de limpieza. Los dispositivos adoptados son diferentes. Los más difundidos, por la sencillez de su aplicación, son los de cuchillas raspadoras, montadas en soportes elásticos de goma. Estos dispositivos reducen las intervenciones de mantenimiento en las fajas que transportan minerales húmedos y particularmente pegajosos y permiten obtener la máxima productividad.
TRANSPORTE POR FAJA TRANSPORTADORA COMPONENTES Y SU DENOMINACIÓN Bastidores. Los bastidores son estructuras metálicas que constituyen el soporte de la banda transportadora y demás elementos de la instalación entre el punto de alimentación y el de descarga del material. Se compone de los rodillos, ramales superiores e inferior y de la propia estructura soporte. Los bastidores son el componente más sencillo de las cintas, y su función es soportar las cargas del material, banda, rodillos y las posibles cubiertas de protección contra el viento.
TRANSPORTE POR FAJA TRANSPORTADORA COMPONENTES Y SU DENOMINACIÓN Cubierta de las fajas transportadoras . La cubierta de las cintas transportadoras es de fundamental importancia cuando es necesario proteger el material transportado contra factores atmosféricos y garantizar la funcionalidad de la instalación
FAJA TRANSPORTADORA
COMPONENTES Y SU DENOMINACIÓN
TRANSPORTE POR FAJA TRANSPORTADORA CRITERIOS DE DISEÑO La elección del sistema de transporte óptimo, su correcto diseño, su utilización racional, dependen del conocimiento de las características constructivas y del comportamiento bajo carga de todos los componentes del propio sistema.
TRANSPORTE POR FAJA TRANSPORTADORA CRITERIOS DE DISEÑO Los factores principales que influyen en dimensionado de una cinta transportadora son:
el
La capacidad de transporte requerida, La granulometría, Las características fisicoquímicas del material a transportar y,
El perfil altimétrico del recorrido.
MANTENIMIENTO DE LA FAJA TRANSPORTADORA
TRANSPORTE POR FAJA TRANSPORTADORA Empleos de las Cintas Transportadoras. El empleo de las Cintas Transportadoras es muy diverso entre las cuales podemos destacar los siguientes: • Las industrias extractivas (minas subterráneas y a cielo abierto, canteras). • Las Industrias Siderúrgicas (parques de carbón y minerales). • Instalaciones portuarias de almacenamiento, carga y descarga de barcos. • Centrales Térmicas ( parques de almacenamiento y transporte a quemadores de carbón, así como la evacuación de las cenizas producidas) • Agroindustrias azucareras (Transporte de bagazo, cachaza). • Industria Automotriz. • Industria Químico - Farmacéutica.
VENTAJAS DEL TRANSPORTE POR FAJA TRANSPORTADORA • • • •
Se adapta a una gran variedad de materiales. Exige poca energía. Puede transportar a grandes distancias. Puede trabajar con gradientes positivas y negativas de hasta 30% sin pérdida de eficiencia. • Es posible el empleo de velocidades altas (mas de 5 m/seg) debido al empleo de fajas reforzadas con alambre o tejido de acero. • Son instalados normalmente sobre el piso, siendo suficiente cimentaciones livianas y un mínimo de soporte estructural.
VENTAJAS DEL TRANSPORTE POR FAJA TRANSPORTADORA • Son instalados normalmente sobre el piso, siendo suficiente cimentaciones livianas y un mínimo de soporte estructural. • Puede atravesar carreteras, líneas férreas, ríos y otros obstáculos, mediante soportes livianos tipo puente, • Pueden transportar hasta 20,000 TM/hora, usando fajas de anchos mayores a 2.10 m (83 pulgadas. • El costo de operación y mantenimiento es menor que para los volquetes, requiere de mano de obra menos especializada.
Resumamos
EFICIENCIA DEL TRANSPORTE POR FAJA TRANSPORTADORA
CALCULO DE PRODUCTIVIDAD DE LA FAJA Capacidad de transporte de la faja (Q) Q = a * h *fc * fi * d * v * k ; TM/hora Donde: a = Ancho de la faja, generalmente es menor en 5 cm a cada lado; m. h = Altura media del mineral; m. fc = Factor de compensación por esponjamiento, granulación, ángulo de reposo del mineral: 0.7 – 0.8 – 0.9
EFICIENCIA DEL TRANSPORTE POR FAJA TRANSPORTADORA
CALCULO DE PRODUCTIVIDAD DE LA FAJA fi = Factor de inclinación de rodillos superiores: 1.00 para rodillos horizontales 1.02 para rodillos 10º de inclinación 1.03 para rodillos 20º de inclinación 1.04 para rodillos 30º de inclinación 1.045 para rodillos 40º de inclinación d = Densidad del material k = Constante en función de la gradiente de la cinta: 0.3 horizontal 0.27 de 5º a 10º 0.25 10º
EFICIENCIA DEL TRANSPORTE POR FAJA TRANSPORTADORA
CALCULO DE PRODUCTIVIDAD DE LA FAJA
v = Velocidad; m/hora Velocidades de uso corriente para materiales: Ancho de Cinta mm 400 600 800 1000 1200 1400 1500
Liviano Mediano Pesado m/s m/s m/s 2,00 2,00 1,50 2,50 2,50 2,25 3,00 2,75 2,50 3,50 3,00 2,75 3,50 3,00 3,00 4,00 3,25 3,00 4,00 3,25 3,00
EFICIENCIA DEL TRANSPORTE POR FAJA TRANSPORTADORA Densidad de algunos minerales
EFICIENCIA DEL TRANSPORTE POR FAJA TRANSPORTADORA EJERCICIO: Se tiene trabajando una faja transportadora en una mina subterránea con los siguientes datos: Ancho de la faja 800 mm. Altura promedio del mineral 400 mm. Factor de esponjamiento de 0.7 Los rodillos superiores tienen una inclinación de 25º grados El mineral que se transporta contiene sulfuros de plomo y plata y cuarzo de ganga y su densidad es de 3.2 gr./cm3 La faja es horizontal.
EFICIENCIA DEL TRANSPORTE POR FAJA TRANSPORTADORA DESARROLLO: Ancho de la faja 800 mm. = 80 cm – 10 cm = 70 cm = 0.7 m. (ancho real). Altura promedio del mineral 400 mm. = 0.4 m. Factor de esponjamiento de 0.7 = fc Los rodillos superiores tienen una inclinación de 25º grados, fi = 1.04 El mineral que se transporta contiene sulfuros de plomo y plata y cuarzo de ganga y su densidad es de 3.2 gr./cm3 Velocidad 2.5 m/seg por ancho de 800mm y material pesado = 9,000 m/hora
EFICIENCIA DEL TRANSPORTE POR FAJA TRANSPORTADORA DESARROLLO: Q = a * h *fc * fi * d * v * k
Remplazando valores en la fórmula: Q = 0.7 m * 0.4 m *0.7 * 1.04 * 3.2 * 9,000 m/hora *0.3 Q = 1,761.18 TM/hora
