Cap. IV.- Rastrillaje- 2013

MAQUINARIA

Y

EQUIPO MINEROMSc. Ing. Wilfredo Rumaldo [email protected]

UNIVERSIDAD NACIONAL SANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLO

FACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS GEOLOGIA Y METALURGIA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINAS

R A S T R I L L A J E

R A S T R I L L A J E

IV.1.- CONCEPTO:

Se denomina a la operacin de situar el mineral de los tajeos adyacentes al shut, tender relleno en dicho tajo, llenar carros mineros con mineral en una galera, etc. Mediante la accin de un rastrillo y winche.

El rastrillaje es importante en el palaneo mecnico dentro del ciclo de minado y su uso es muy difundido en nuestras minas especialmente en minas subterrneas, tanto con los sistemas convencionales de minado como con los modernos (sistema trackless).

IV.2.- EQUIPO DE RASTRILLAJE:

Para el montaje del equipo de rastrillaje es necesario contar con los siguientes componentes:

1.- Rastrillo2.- Winche3.- Cable4.- Polea5.- Plataforma

INSTALACIN DEL RASTRILLAJE

ESQUEMA DE RASTRILLAJE CON WINCHE DE TRES TAMBORES

1. cable de cabeza 2. cable de retorno3. chimenea para mineral

1.- RASTRILLO.

Llamado tambin scraper son de formas y tamaos diferentes de acuerdo al trabajo destinado; sin embargo dos componentes bsicos permanecen constantes, el asa y la placa posterior de excavacin.

La hoja de excavacin tiene dos partes una rgida unida al asa y otra consistente de una cuchilla o ua cambiable y fijada a la primera mediante pernos.

El asa es el que une los extremos de la placa posterior y termina a manera de V y su funcin es equilibrar y en la mayora de los rastrillos es fija, en otras tienen cierto juego en el contacto con la placa posterior.

CLASES DE RASTRILLO:

Tipo azadn o abierto. Generalmente carece de placas laterales y la placa posterior tiene un ngulo de abertura grande. Se usa para el acarreo de material grueso.

Tipo caja o cerrada.- Tiene placas laterales fijas y el conjunto tiene una apariencia de una caja. Se usa en el acarreo de material fino a mediano y detiene la carga en forma satisfactoria en distancias grandes y cuando el piso por donde transita es lisa.

Estos son los tipos de rastrillos ms comunes, existiendo otras intermedias.

SCRAPER MONOBLOQUESCRAPER ARTICULADO PLEGABLE

TIPOS DE SCRAPERS

2.- WINCHE. Elemento motriz, comprende la tambora y el motor. De acuerdo a esto y para uso en minera se tiene winche de 2 a 3 tambores con motor elctrico y aire comprimido, con potencias de 7 a 40 HP. La tambora tiene capacidad de 40 a 150 metros de cable.

WINCHE (SLUSHER) PSI MODELO A2F-211

WINCHE (SLUSHER) PSI MODELO S-211

MODELOS DE WINCHES

WINCHE DE IZAJE MODELO LF 111E

WINCHE (SLUSHER) PSI MODELO FF-211

Partes principales del winche:

Base: Es de una pieza rgida, de acero fundido. Tiene orificios para el anclaje en el piso. Provee rigidez a toda la estructura de la mquina durante el trabajo.

Tamboras: Con dimetros grandes aumenta la capacidad de trabajo del cable y reduce el desgaste de sta. Una tambora apropiada y ancha realiza un buen enrollamiento del cable.

Embrague: Sirve para transmitir el movimiento a cada uno de las tamboras desde el eje principal. Las bandas exteriores del embrague son controlados mediante una palanca.

Frenos: Son regulables del tipo de banda exterior y se halla al lado del operador. Actan a manera de mordaza al presionar la palanca de freno. Algunas winchas tienen frenado automtico.

Engranajes y chumaceras: Las tamboras, el engranaje y los piones estn situadas en el mismo eje. Por lo general en cada tambor existen tres engranajes intermedios que transmiten el movimiento del eje a la corona dentada, resultando menor as la rotacin de la tambora en comparacin con el motor.Guas de cables: Sirven para prevenir el arrastre angular y reducen el desgaste del cable. Estn colocados vertical y horizontalmente.

Protector de cable: Tiene por objeto proteger al operador de accidentes cuando se rompe el cable.

3.- CABLE.

Elemento de traccin, es el que comunica el movimiento al rastrillo. El dimetro del cable es de acuerdo a la potencia del motor del winche, distancia de rastrillaje y capacidad de la tambora.

En la tabla siguiente se da la relacin entre potencia del motor y dimetro del cable de acuerdo a experiencias obtenidas en la mina (Tabla N 5) DIAMETRO CABLE POTENCIAPulgadas H.P 5/16 hasta 5 3/8 5 10 10 20 5/8 20 30 30 40

High Performance Ropes Minepro - Tri-Max FS Flattened (Triangular) Strand Mining Ropes ALGUNOS CABLESHigh Performance Ropes Minepro - Power-Loc FLC Full Locked Coil Hoist RopesHigh Performance Ropes Minepro - Power-Loc HLC Half Locked Coil Guide & Rubbing Ropes

4.- POLEA.

Llamado tambin rondana. Sirve para sostener, guiar y facilitar el movimiento del cable de avance durante la operacin de rastrillaje.

Para sostener la polea se fija en la pared del tajeo una alcayata del cual se une con un pedazo de cable. En caso de labores angostas simplemente se sostiene de un puntal colocado entre las cajas de la veta.

Las poleas usadas en rastrillaje pueden ser de los tamaos siguientes: 6, 8, 10, 12 y 14 pulgadas y la ranura de la polea est de acuerdo al dimetro del cable a utilizar.

ESQUEMA DE UNA POLEA DE RASTRILLAJE Y UNO DE LOS MODOS DE SU SUJECION

1 . polea 2 . eje 3 . armadura 4 . gancho

TIPOS DE POLEAS

5.- PLATAFORMA.

Sirve para instalar en l la wincha. En el tajeo se confecciona con tablas y puntales en la direccin del echadero, debiendo de estar bien asegurado para evitar posibles desprendimientos al momento de operar la wincha.

IV.3.- DISEO DE LAS PARTES DE UN RASTRILLO:

A pesar de que se cuenta con rastrillos como muchas veces en la mina existe la necesidad de confeccionar rastrillos.

En cualquiera de los casos, es conveniente tener en cuenta ciertas normas de diseo como las que se indica a continuacin:

1.- Condiciones de servicio.- Se considerar la clase de servicio que prestar el rastrillo, los esfuerzos al que estar sometido y tipo de abrasin a soportar.

2.- Angulo de excavacin y forma de plancha posterior.- La forma y ngulo de excavacin de la parte posterior y cuchilla es importante, porque un ngulo grande limita el rastrillo recoger o retener la carga. Un ngulo pequeo permite que el rastrillo se entierre.Se recomiendan los ngulos siguientes: Rastrillo tipo azadn: de 67 a 70Rastrillo tipo cajn : de 57

3.- Estabilidad o equilibrio.- Es importante que el centro de gravedad este adecuadamente situada, para asegurar una buena estabilidad durante el carguo.

4.- Capacidad.- Debe disearse de acuerdo a las condiciones del mineral, longitud de arrastre, potencia de la wincha y produccin.

5.- Peso.- El rastrillo debe tener un peso suficiente para mantenerse en operacin y proporcionar un buen carguo.

IV.4.- CONSIDERACIONES PARA EL CLCULO DEL RASTRILLAJE 1. CAPACIDAD DE RASTRILLAJE.-

La capacidad terica del rastrillaje se calcula con la siguiente formula:

C c x T x V x E ; en pies 2 DDonde: C: capacidad de rastrillaje o carga, en pies c: capacidad del rastrillo elegido, en pisT: tiempo total de rastrillaje, en minutosV: velocidad de jalado en pies/minutoE: eficiencia total de 45% a 75%D: distancia de rastrillaje; en pies

2.- TRACCION DE CABLE.-

Cuando se rastrilla sobre el nivel la traccin del cable viene a ser la fuerza que resulta del peso del rastrillo ms su carga por el coeficiente de friccin.

F = u (Wr + Wm)

Donde: F: Fuerza de traccin del cable; en Lbs.u: Coeficiente de friccinWr: Peso del rastrillo en Lbs.Wm: Peso del mineral cargado por el rastrillo en Lbs

El coeficiente de friccin (u), depende de:

a). De la naturaleza del piso, pudiendo ser de 0,5 para pisos uniforme y 1,0 para pisos speros.b). De la gradiente, segn la tabla siguiente: (Tabla N 6)

ANGULO CON LA SUBIENDO BAJANDO HORIZONTAL +% -%10 15 2020 30 4030 35 6040 40 Resbala45 45 Resbala

En resumen u = f1+ f2 Donde:f1: factor de seguridad que vara de 0.5 a 1.0f2: factor de gradiente que se ve en la tabla

3.- POTENCIA DEL MOTOR DEL WINCHE.

HP = F x S 33,000 Donde: F = fuerza de traccin del cable en Lbs. S = distancia equivalente.

La distancia equivalente es la distancia de rastrillaje (ida y vuelta efectuada por el rastrillo), mas los tiempos muertos demorados en el rastrillaje convertido en su equivalente en pies considerados como si el rastrillo siguiera movindose durante los tiempos muertos.

4.- VELOCIDAD DEL CABLE.

La velocidad del cable para los clculos se puede estimar en base a la tabla siguiente: (Tabla N 7).

VELOCIDAD BAJA MEDIA ALTAPes/minuto 150 200 225 275 300 a ms Distancias cortas largas largasPara material grueso medio finoPara formas angulosas suaves suaves Fondos speros medio lisosDensidad alta o bajaalta o baja baja

5.- CARACTERISTICAS PRINCIPALES DE LOS RASTRILLOS. Se detallan en las tablas 8 y 9

TABLA N 8.- Tamao y pesos aproximados de los rastrillos.

Ancho Azadn Caja Caja Caja Cerrada Pis3 Lbs Pis3 Lbs Pis3 Lbs Pis3 Lbs Pis3 Lbs de 1.5 250 2.5 30026 a 2.5 300 3.5 350De 5 400 6 47530 a 7 525 8 600 de 6 425 7 225 10 675 9 650 10 70036 a 9 600 10 700 12 750 14 800 16 825 De 8 525 9 650 12 750 11 700 12 75042 a 11 675 12 720 14 825 16 900 9 925 De 10 650 11 725 14 750 13 725 14 80048 a 19 1200 16 925 22 1280 24 1350 25 1450 De 15 850 15 875 17 575 20 1005 22 1150 54 a 24 1300 26 1350 27 1450 29 1650 31 1750De 25 1000 26 1200 28 1250 32 1650 35 175060 a 30 1400 32 1450 33 1550 35 1700 38 1800De 26 1150 30 1250 33 1350 37 1650 40 180066 a 33 1450 24 1500 36 1600 39 1750 40 1900

TABLA N 9.- Tipos y usos de rastrillos.

TIPOS DE RASTRILLOS ABIERTO CERRADOPara material grueso finoPara formas angulosas suavesFacilidades de excavar buena malaFacilidad de acarrear mala buenaFacilidad para deslizarse mala buena

IV.5.- MODELOS DE WINCHAS:

En el mercado nacional se conocen muchos modelos y marcas de estos ltimos tenemos:

Joy, Gardner Denver, Derena, etc.

AFRONTE LOS RETOS Y PERSISTA EN SU AFN POR APRENDER