FACULTAD DE INGENIERIA
CARRERA DE INGENIERIA DE MINAS Integrantes:
ALVARADO GALVEZ, GIAN CARLOS
JULCAMORO RAMIREZ, JORGE
LOPEZ HERNANDEZ, NEYSER Curso:
SERVICIOS AUXILIARES MINEROS
Tema: •
CAMIONES GRANDES MINEROS Docente:
ELMER OVIDIO LUQUE LUQUE
INGENIERÍA EN MINAS Y METALURGIA
Camiones Open Pit y Subterráneas.
Introducción El carguío y el transporte constituyen las acciones que definen la principal operación en una faena minera. Estas son los responsables del movimiento del mineral o estéril que ha sido fragmentado en un proceso de tronadura.
En las faenas mineras es crucial un diseño eficiente donde la operación de carguío trabaje en forma integrada con los camiones, que en la mayoría de las aplicaciones constituyen un elemento de alto costo en el conjunto del sistema de carguío y transporte.
El presente documento describirá los principales equipos utilizados en la operación unitaria de transporte para la explotación a cielo abierto y subterráneo.
Objetivos OBJETIVO GENERAL • Describir los distintos tipos de camiones utilizados en minería Subterránea y a Rajo abierto.
OBJETIVOS ESPECIFICOS • Describir los distintos tipos de transporte en minería. • Diferenciar los distintos tipos de camiones utilizados en minería. • Mostrar alguno de los modelos de camiones presentes en la industria peruana de la minería.
Sistemas de Transporte Los equipos de transporte tienen por principal función desplazar el material extraído por el equipo de carguío hacia un punto de destino definido por el plan minero. La clasificación de equipos de Transporte en minería se puede determinar de la siguiente manera:
Equipos de Transporte
Unidades discretas Con camino fijo
Sin camino fijo • • • •
Camión convencional. Camión. Camión de bajo perfil. Camión articulado.
Flujo continuo
• • •
Tren. Skip. Tranvía.
• •
Trasporte por medio de correas. Transporte por medio de fluidos.
• El camión corresponde a la unidad de transporte más comúnmente utilizada en explotación de minas. • Camiones convencionales se utilizan en minería a cielo abierto, como en minería subterránea.
CAMIÓN CONVENCIONAL
• Los camiones fuera de carretera (o camiones mineros) están especialmente diseñados para acarrear tonelajes mayores. Además poseen características de diseño especiales para su utilización en minería.
CAMIONES FUERA DE CARRETERA
Equipos de acarreo
Camión CAEX
Camión de bajo perfil
Camión articulado Camión tolva convencional
CAMIÓN CARRETERO o convencional
US$
60–140 mil Precio adquisición
Se distinguen por su capacidad de transporte y se denominan en el mercado acorde a su largo y ancho de tolva. Por ejemplo, camiones 6x3 tienen tolvas de 6 metros de longitud y 3 metros de ancho. Dimensiones aproximadas
Minería
VIDA 2–3 años ÚTIL REAL
Construcción
UTILIZACIÓN
Por condiciones severas minería
5 a 6 m.
3,5 m.
3,5 m.
2,5 a 4,6 m.
7 a 8,5 m. Especificaciones
15-45
TON CAPACIDAD
84-90
17-43,9
VELOCIDAD MÁXIMA CARGADO
PENDIENTE MÁXIMA
KM/HR
%
400 200-475 LITROS
MOTOR DIESEL
HP POTENCIA MOTOR
CAMIÓN CARRETERO o convencional
MERCEDES BENZ ACTROS 3336K Euro V MOTOR Modelo Potencia Cilindrada
OM 501 Euro V 389 HP 11.946 c.c.
DESEMPEÑO DEL VEHÍCULO Velocidad máxima Pendiente superable
90 km/h. 43,90%
PESOS ADMISIBLES Eje delantero Eje trasero 2do eje trasero Peso bruto
9.000 kg. 16.000 kg. 16.000 kg. 41,000 kg.
FREIGHTLINER
JAC MOTORS
M2-112 6x4 370HP
LANDER 3311
MOTOR Modelo Potencia Cilindrada
Detroit 60 475 HP 12.700 c.c.
MOTOR Modelo
Euro IV
Potencia
336 HP
DESEMPEÑO DEL VEHÍCULO
Cilindrada
Velocidad máxima
DESEMPEÑO DEL VEHÍCULO
Pendiente superable
65 km/h. 32%
PESOS ADMISIBLES Eje delantero Tandem trasero Peso bruto
Velocidad máxima Pendiente superable
12.700 kg. 49.800 kg. 62.500 kg.
9.726 c.c.
110 km/h. 0,4
PESOS ADMISIBLES Peso bruto
22.270 kg.
Liebherr
CAMIÓN MINERO
Los camiones mineros están especialmente diseñados para acarrear tonelajes mayores, además poseen características de diseño especiales para su utilización en minería.
Komatsu
Caterpillar
PARTICIPACIÓN DE MERCADO Por empresa, camiones de gran tonelaje
• Camión Bajo Perfil.
MINERÍA RA JO ABIERTO
MINERÍA SUBTERRÁNEA
• Equipos de transporte por tipo de labor
• Camión Caex. • Camión articulado Open Pit.
1,1-1,2
CAMIÓN CAEX
VECES LONGITUD CAMIÓN
RADIO DE GIRO
7,5 m
33,9% 66,1% DISTRIBUCIÓN PESO VEHÍCULO CARGADO
3500
HP POTENCIA MOTOR
15,5 m
Especificaciones
330
TON CAPACIDAD
4 millones US$
60
KM/HR
VEL MÁX CARGADO
PRECIO ADQUISICIÓN
10 - 13 4500 10-15 KM/HR
LITROS
VEL MÁX PENDIENTE
COMBUSTIBLE
LITROS
VIDA ÚTIL
Camiones CAEX Ventajas •
Flexibilidad del sistema, pues pueden recorrer distancias entre los 100 y 3.000 metros.
•
Capacidad de adaptación a todo tipo de materiales.
•
Requieren de una infraestructura relativamente sencilla y poco costosa.
•
Existe gran variedad de modelos, lo que permite emplear el que más se adapte a las condiciones en que debe desarrollarse la operación.
•
Menor inversión inicial que otros sistemas de transporte
Desventajas •
Elevados costos de operación, que junto al carguío pueden llegar al 60% del costo total de explotación.
•
Disminuyen su rendimiento cuando aumenta la distancia de transporte.
•
Requieren de gran cantidad de mano de obra especializada para la operación y la mantención.
Camiones CAEX • Componentes principales 1. Ventilador 2. Motor 3. Eje de salida 4. Eje propulsor 5. Bomba de refrigeración de frenos 6. Bomba de control del diferencial 7. Convertidor de par 8. Servotransmisión 9. Neumáticos 10. Mandos finales 11. Freno de disco 12. Palier 13. Engranaje cónico 14. Engranaje diferencial 15. Freno de aparcamiento 16. Eje propulsor 17. Bomba del convertidor de par 18. Bloqueo del embrague
Camiones CAEX Componentes principales 1. Motores y transmisiones El motor que tienen estos camiones de alto tonelaje son diésel, turboalimentados y con posenfriador.
Camiones CAEX
Transmisión mecánica Ésta se caracteriza por ser totalmente automática, diseñada para minimizar los impactos en la línea de accionamiento.
1.1 Relación entre capacidad de carga y tipo de transmisión en camiones
Los principales componentes de una transmisión mecánica son: • Convertidor de par • Caja de cambios • Diferencial • Mandos finales.
Transmisión eléctrica Su ventajas son: Máxima utilización de la potencia del motor en todo el rango de velocidades, frenado dinámico, simplificación de la operación y mayor fiabilidad Los principales componentes de una transmisión eléctrica son: • Un generador de corriente continua Sistema de control de estado sólido. • Sistema de refrigeración • Motores de corriente continua en cada rueda o en cada eje para los camiones de mayor tonelaje.
Camiones CAEX 2. Bastidor El bastidor principal o chasis es la espina dorsal del camión. Está construido por elementos de acero de alta resistencia, capaz de soportar importantes esfuerzos de torsión, flexión e impactos de los numerosos ciclos de carga, transporte y descarga.
Camiones CAEX 3. Tolvas Las tolvas están construidas de planchas de acero de alto límite elástico (1.300 MPa), que proporciona una elevada resistencia a los impactos y al desgaste.
Camiones CAEX 4. Dirección y sistemas hidráulicos La dirección de un camión minero es totalmente hidráulica, y funciona mediante el trabajo de dos cilindros hidráulicos gemelos independientes de doble acción. Estos cilindros están insertos dentro del sistema hidráulico general, que agrupa los cilindros de elevación de caja, y su aceite atraviesa los discos traseros de freno, refrigerándolos.
Camiones CAEX 5. Suspensión El sistema de suspensión de un camión minero no sólo debe ser capaz de absorber las oscilaciones y vibraciones causadas por las desigualdades del terreno, sino que también debe amortiguar los golpes durante la carga y distribuir el
peso de ésta sobre los neumáticos. Además, debe proporcionar estabilidad al vehículo y confort al conductor. 6. Frenos El sistema de frenos de los camiones mineros debe soportar frenadas prolongadas, como las que ocurren al bajar pendientes mientras van totalmente cargados.
7. Neumáticos Los neumáticos representan el último eslabón de la transmisión y, por tanto, en ella se convierte el par en fuerza de tracción sobre el terreno en contacto con el neumático. En general, cuanto más pequeño es el diámetro de las ruedas, mayores son las fuerzas de tracción, aunque existe un valor máximo, que no se puede superar, en función del peso por eje y del coeficiente de tracción dependiente del tipo de terreno. 8. Cabina Corresponde al puesto de trabajo del conductor, siendo criterio universal el que esté diseñado para dar visibilidad y confort durante la operación.
Camiones CAEX
785C
Capacidad de carga útil nominal Modelo del motor Potencia bruta (SAE J1995) a 1900 r/min
136,00 t Cat 3512B-EUI 1.082 kW
Camiones CAEX
797F
Capacidad de carga útil nominal Modelo del motor Potencia bruta (SAE J1995) a 1900 r/min
363,00 t Cat C175-20 2.983 kW
Camiones CAEX HD785-7
Capacidad de carga útil nominal Peso de operación Potencia bruta HP
100,00 t 166,07 t 1.200 HO
Camiones CAEX 960E-2K
Capacidad de carga útil nominal Peso de operación Potencia bruta HP
360,00 t 576,07 t 3.500 HO
Camiones CAEX T 264
Capacidad de carga útil nominal Peso en orden de trabajo bruto de la máquina Potencia bruta (SAE J1995) a 1900 r/min
221,00 t 395,50 t 2.013 kW
Camiones CAEX T 284
Capacidad de carga útil nominal Peso en orden de trabajo bruto de la máquina Potencia bruta (SAE J1995) a 1900 r/min
363,00 t 600,00 t 3.000 kW
CAMIÓN BAJO PERFIL
42,5° ÁNGULO ARTICULACIÓN
6,1 m
2,7 m
2,81 m
2,85 m
1,9 m
10°
OSCILACIÓN BASTIDOR
10 m LIBRE EXTERIOR
RADIO DE GIRO
5,6 m
5,5 m
5,5 m
INTERIOR
RADIO DE GIRO
Especificaciones
30 - 85 TON CAPACIDAD CARGA
40
KM/HR
VEL MÁX CARGADO
750
HP POTENCIA MOTOR
10-15 AÑOS
VIDA ÚTIL
50% 50% DELANTERO
TRASERO
DISTRIBUCIÓN PESO VEHÍCULO CARGADO
Camiones Bajo perfil Características Está diseñado para operar en labores subterráneas, de allí que en su diseño se privilegia su poca altura.
3,6 m
4,5 m
4,5 m
3,0 m
Camiones Bajo perfil Características Incorporación de una articulación (entre la unidad de mando - potencia y la unidad de
carga), que permite disminuir los radios de curvatura.
ARTICULACIÓN
Camiones Bajo perfil
AD30
Capacidad de carga útil nominal Peso operacional Potencia bruta (SAE J1995) a 1900 r/min
30,00 t 60,00 t 377 kW
Camiones Bajo perfil
AD60
Capacidad de carga útil nominal Peso operacional Potencia bruta (SAE J1995) a 1900 r/min
60,00 t 110,00 t 751 kW
Camiones Bajo perfil
TH551
Capacidad de carga útil nominal Dimensiones Potencia bruta (SAE J1995) a 1900 r/min
41,00 t 11,5x3,2x5,0 m 515 kW
CAMIÓN ARTICULADO Los camiones articulados surgen como una alternativa para trabajos de minería cielo abierto o subterráneo (dependiendo de las restricciones dimensionales involucradas). Especificaciones
20 - 45 TON CAPACIDAD CARGA
400
HP POTENCIA MOTOR
Camiones Articulados Características Estos equipos están dotados de una articulación situada aproximadamente entre el primer tercio delantero del equipo y el resto de él, la que permite disminuir los radios de curvatura, traduciéndose en un ahorro al diseñar caminos y accesos.
Curvas de desempeño de camiones Las curvas de desempeño nos indican dada la condición del camino la velocidad máxima que puede alcanzar el camión tanto en subida-bajada-plano desde el punto de vista del equipo.
Curvas de desempeño: Resistencia a la rodadura Resistencia a la rodadura
FR(%) 2 0,6C p Cp= centímetros de penetración del neumático (depende del terreno).
Psubida,eff Psubida FR Pendientes (%)
Pbajada,eff Pbajada FR Phor FR
Gráficos de desempeño camiones: subida
1. Leer en x izquierda el peso total 2. Dada la pendiente equivalente encontrar la marcha y velocidad (eje x en la derecha)
10%= 8%(pendiente) + 2% (resistencia a la rodadura)
Retardos Para evitar el gasto de frenos los equipos vienen equipados con un retardador en el motor.
Las curvas de retardo/freno nos indican las velocidades máximas que el equipo puede alcanzar.
10%-2% vacio
Curvas de desempeño: Tracción
pendiente: pendiente + FR
Peso total
Peso
Tara
Curvas de desempeño: Freno
Pendiente efectiva: pendiente - FR
Velocidades de retorno Para diseño se puede usar la siguiente tabla que indica que % de la velocidad máxima se puede usar dada las condiciones de operación y distancia de transporte Condición de operación
Distancia hasta 150 m %
Distancia sobre 150 m %
Favorable
0,65
0,85
Media
0,6
0,8
Desfavorable
0,55
0,75
Velocidades máximas por razones de seguridad
Referencia: Walter, W., Kaufman, Ault. Design of Mine Haulage Roads- A manual
Tiempos carga-descarga-maniobras Descarga incluyendo maniobras (minutos) Condición
Vaciado en el fondo
Vaciado trasero
Vaciado por el lado
Favorable
0,3
1,0
0,7
Media
0,6
1,3
1,0
desfavorable
1,5
1,5 – 2,0
1,5
Tiempo maniobras previo al carguío (minutos) Condición
Vaciado en el fondo
Vaciado trasero
Vaciado por el lado
Favorable
0,15
0,15
0,15
Media
0,5
0,3
0,5
desfavorable
1,0
0,5
1,0
Conclusiones • Los camiones son el equipo principal en la operación de transporte de material en faenas mineras. • Los camiones utilizados en rajo abierto tienden al gigantismo buscando la optimización de los recursos. • En minería subterránea los equipos deben adaptarse a las condiciones de la faena, por lo tanto el diseño compacto, de bajas dimensiones, son fundamentales.