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8/13/2019 Excavacion y Transporte
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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU
FACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS.
EXC. TRANSP. Y DISEO DE EXPLOTACIONSUPERFICIAL
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EXCAVACION Y TRANSPRTE
INTRODUCCINSe denomina movimiento de tierras al conjunto de operacionesque se realizan en los terrenos naturales, a fin de modificar lasformas de la naturaleza o de aportar materiales tiles en obraspblicas, minera o industria.
Los materiales se encuentran en la naturaleza en formaciones dediversos tipos, que se denominan bancos, en perfil cuandoestn en la traza de una carretera, y en prstamos fuera de ella.
La excavacin consiste en extraer o separar del bancoporciones de su material.
Cada terreno presenta distinta dificultad en su excavabilidad ypor ello en cada caso se precisan medios diferentes para
afrontar con xito su excavacin.
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CICLO Y CONDICIONES DE TRABAJO
Existen cinco factores que deben ser utilizadoscuando se prepara un estimado de produccin delequipo de movimiento de tierras, y para cualquiertrabajo en particular.
Estos factores incluyen:1.- Componentes del ciclo de movimiento de suelos2.- Factores de eficiencia en el trabajo
3.- Peso de los materiales y factores de expansindel volumen del material
4.- Cargas tiles del vehculo5.- Seleccin del equipo de acarreo.
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Excavacin o arranque.
Tipo de material. Dureza del material
Topografa de la zona de arranque.
FACTOR 1COMPONENTES DEL CICLO DE MOVIMIENTO DE TIERRAS
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Factores de cargaDimensin y tipo de la maquina cargadora.
Tipo y condicin del material a cargarse.
Capacidad de la unidad
Habilidad del operador de la carga
FACTOR 1COMPONENTES DEL CICLO DE MOVIMIENTO DE TIERRAS
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Factores de acarreo, empujeCapacidad de performance de la unidadDistancia de acarreo
Condicin del camino de acarreo
Pendientes
Factores diversos que afecten la velocidad del acarreo
FACTOR 1COMPONENTES DEL CICLO DE MOVIMIENTO DE TIERRAS
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FACTOR 1COMPONENTES DEL CICLO DE MOVIMIENTO DE
TIERRAS
Factores de descargaDestino del material, tolva, sobre banco, relleno, pila de
acopio, etc.
Condicin del rea de descarga
Tipo y maniobrabilidad de la unidad de acarreo
Tipo y condicin del material
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Factores de ubicacin
Maniobrabilidad de launidad
rea de maniobras disponible
Tipo de mquina cargadora
Ubicacin del equipo cargador
FACTOR 1COMPONENTES DEL CICLO DE MOVIMIENTO DE TIERRAS
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Factores de demoraTiempo consumido en la espera por la unidad cargadora o el
tractor de empuje
Tiempo consumido en la espera de descargar en la
trituradora
FACTOR 1COMPONENTES DEL CICLO DE MOVIMIENTO DE TIERRAS
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FACTOR 2FACTOR DE EFICIENCIA EN EL TRABAJO
En algunos casos, puede ser necesario reducir an ms el factorde eficiencia, debido a demoras inusuales condiciones detrabajo especialmente desfavorables.
Clasificacin de las condicionesde trabajo:
a) "Favorables",
b) "Medias"
c) "Desfavorables",
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2. FACTOR DE EFICIENCIA EN EL TRABAJO
Condiciones de trabajo favorables
Material que se excava y acarrea
Capa superficial de tierra, mezcla de barro/greda con poco contenido dehumedad, carbn compactado, tierra compacta (no rocas).
rea de carga ("corte" o "excavacin") Sin restricciones en cunto a longitud ancho, seca y suave para moto
palas: Unidades de carga descendentes.
La Resistencia a la Rodadura Total es inferior al 4%.
Buena Rampa casi a Nivel.
Supervisin Constante en el rea de Carga y Descarga.
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2. FACTOR DE EFICIENCIA EN EL TRABAJO
Condiciones de trabajo medias
Material que se excava y acarrea
Greda con algo de humedad, arcilla esquistosa bien granulada suave,arena floja con algunos pedregullos, mezcla de tierras diferentes, mezclade arena y grava fina.
rea de carga ("corte" o "excavacin")
Hay algunas restricciones en cuanto a longitud y ancho, seca con algunosmateriales sueltos. Para moto palas: Unidades cargando en terrenos
llanos.
La Resistencia a la Rodadura Total del 4 al 7%.
Supervisin intermitente tanto en el rea de carga como de descarga.
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2. FACTOR DE EFICIENCIA EN EL TRABAJO
Condiciones de trabajo desfavorables
Material que se excava y acarrea
Greda pesada (densa) hmeda, arena floja seca soplada, grava gruesa (nofina), caliche arcilla esquistosa no granulada, cantos rodados frecuentesreventones de rocas.
rea de carga (corte excavacin)
Con restricciones en cunto a longitud ancho; hmeda, resbaladiza y/osuave, para moto palas: Unidades de carga ascendente sobre laderas.
La Resistencia a la Rodadura Total superior al 10 %.
Sin supervisin en las reas de carga descarga.
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FACTOR 3PESOS DE LOS MATERIALES Y FACTORES DE EXPANSIN EN VOLUMEN DEL
MATERIAL
Frecuentemente, la densidad del material se expresa en trminosde kilogramos por metro cbico, libras por yarda cbica.
El material que no presenta problemas que este In Situ esdenominado, Yarda Cbica de material en Banco (BCY).
Mientras que el material que se presenta suelto, roto en estadode voladura, es llamado Yarda Cbica de material Suelto (LCY).
CCY = Vc m3 compactada (volumen despus de lacompactacin)
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CAMBIOS DE VOLUMEN.
Los terrenos suelos o rocas mas o menos fragmentadas,
estn constituidos por partculas de tamaos muy variados,en estas partculas quedan huecos, ocupados por aire yagua.
Es decir, el volumen de una porcin de material no es fijo,sino que depende de las acciones mecnicas a que losometamos.
El volumen que ocupa en una situacin dada se llamavolumen aparente.
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DENSIDAD
La densidad de un material influye en el rendimiento de los
equipos: en la fuerza requerida para moverla, en lacapacidad de peso y volumen para cargar y transportar etc.
La densidad es una unidad de concentracin fsica de unaespecie homognea. Nos indica la masa (M) existente por
unidad de volumen (V) su frmula y unidades son:
1m
1.4m
3
3
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DENSIDAD APARENTE
1m
1.4m3
3
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DENSIDAD
Ejemplo 01:
Convertir 2,7 gr./cm3a lb/yd3
D = 4 550 lb/yd3
Si:
1T.c = 2000 Lbs.
1 m3= 1.308 Yd3
1 Tm = 2204.62 Lbs.1 Tm = 1.10231 Tc.
1 Kg = 2.204 Lbs
1 Tc = 907.185 Kg.
1 Pie3= 0.037 Yd3
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EJEMPLO 2.
CONVERTIR: 5.5 T.c./m
3
a Lbs/Yd3
;
Si:
1T.c = 2000 Lbs.
1 m3= 1.308 Yd3
1 Tm = 2204.62 Lbs.1 Tm = 1.10231 Tc.
1 Kg = 2.204 Lbs
1 Tc = 907.185 Kg.
1 Pie3= 0.037 Yd3
Rpta: 8410 Lbs/ Yd3
CONVERTIR: 1508.5 Lbs/Yd3a Tm/m3.
CONVERTIR: 1.5 T.m./m3a Lbs/Yd3;
CONVERTIR: 3.5 T.c./m3a Lbs/Yd3;
Rpta: 0.895 Tm/m3
Rpta: 2527.5 Lbs/ Yd3
Rpta: 5351.7 Lbs/ Yd3
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CAMBIO DE VOLUMEN
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FACTOR DE EXPANSIN SWELL FACTOR (SF)
FW: factor de esponjamiento (swell)
VB: volumen que ocupa el material en bancoVS: volumen que ocupa el material suelto
dB: densidad en banco
dS: densidad del material suelto.
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Ejemplo:
1.- Determinar la densidad del material suelto y el
factor de expansin.VB = 29 m
3
VS= 36 m3
dB= 2.5 tm/m3
Rspta: dS= 2.014 tm/m3
Fw= 0.8056
FW = ?ds =?
ds =
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Ejemplo:
1.- Calcular el volumen de banco si se conoce
volumen suelto 72 m3, asimismo la densidad delmineral suelto es 4.028 tm/m3, antes de romper el
banco se calcul una densidad de 5 tm/m3
Rspta: 58 m3
2.- El controlador despacha 2300 Yd3de mineral y el
control de balanza en planta reporta 6440 Lbs, con
que densidad se informar a superintendencia.
Rspta: 2.8 Lbs/Yd3
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2.- El departamento de geologa cubica 1500 m3 de
mineral en un banco del tajo 3SE, y el informe de los
reportes de planta dan a conocer un factor deexpansin de 0.7586, y una densidad de 2085 Lbs/Yd3,
determinar las toneladas mtricas transportadas y la
densidad del mineral cubicado?
Solucin:
Vb= 1500m3
Fw= 0.7586dS = 2085 Lbs/Yd
3
Tm = ?
dB= ? 4. dB = 1.634 Tm/m3
1. Convertir Lbs/Yd3 a Tm/m3
dS = 1.237 Tm/m3
3. peso = 2445.96 Tm.
2. Calcular Vs en funcin Fw,
Vs = 1977.33 m3
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ESPONJAMIENTO
El esponjamiento dilatacin es el porcentaje de aumento en el volumen de
un material (en metros cbicos yardas cbicas) despus que sale de su
estado original.
Donde:
Vs = Volumen del material extrado antes del asentamiento
Vb = volumen del material en banco (INSITU)
Vs= Volumen del material extrado, despus del asentamiento% esp. = Coeficiente de esponjamiento inicial, que se mide a la extraccin
del material
% esp = Coeficiente de esponjamiento final, se mide despus del
asentamiento de las materiales excavadas
100*
Vb
VbVs'esp'%
100*Vb
VbVsesp%
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PARA OBTENER VOLUMEN SUELTO Y EN BANCO
esp)%(1*VbVs
esp%1
VsVb
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MATERIALDENSIDAD
Kg./m3
% DE
ESPONJAMIENTO
DENSIDADKg./m3
BAUXITA 1 900 33 1 425
ARCILLA (INSITO) 2 020 22 1 660
ANTRACITA EN BRUTO 1 600 36 1 190
ANTRACITA LAVADA 1 480 35 1 10075% ROCA 25% TIERRA 2 790 43 1 960
50% ROCA 50% TIERRA 2 285 33 1 720
TIERRA: APISONADA Y SECA 1 900 25 1 515
EXCAVADA Y MOJADA 2 020 27 1 600
CALIZA FRAGMENTADA 2 110 69* 1 545ARENA: SECA Y SUELTA 1 600 12 1 425
ARENA HMEDA 1 900 12 1 690
ARENA MOJADA 2 080 12 1 840
PIEDRA TRITURADA 2 670 67 1 600
TIERRA VEGETAL 1 365 43 960
DENSIDAD APROXIMADO Y PORCENTAJE DEESPONJAMIENTO DE DIFERENTES MATERIALES
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EJEMPLO N1
40
1
40,
,
1
1-1,4100*
Vb
VbVsesp%
0,71431,4
1
Vs
VbFw
Se tiene un material cuyo volumen en banco es 1 m3y luego excavado
llega a 1,4 m3
. Hallar:
El porcentaje de esponjamiento y factor de expansin (Fw)
El swell factor factor de expansin
% esp. = 40%
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EJEMPLO N 2
Tenemos un material suelto de un volumen de 40 m3y suesponjamiento es 35%. Hallar el volumen original en Yd3.
bancoen29,63m0,351
40
esp%1
VsVb 3
Solucin
= 38.76 Yd3
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ESPONJAMIENTO EN FUNCION A LA DENSIDAD
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EJEMPLO
Despus de un anlisis insitu se tiene unmineral con una densidad de 3.64 tn/m3,luego del disparo se tiene una densidad de2.94 tn/m3, determinar el % de esponjamientoy el factor de swell.
= 0.81
Solucin:= 23.81%
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CONSOLIDACION Y COMPACTACION
La compactacin ocasiona una disminucin de volumen que ha de
tenerse en cuenta para calcular la cantidad de material necesariapara construir una obra de tierras de volumen conocido.
Se denomina factor de consolidacin a la relacin entre el volumendel material en banco y el volumen que ocupa una vez compactado.
Fh: factor de consolidacin (Shrinkage).
VC: volumen de material compactado.
VB: Volumen de material insitu
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CONSOLIDACION Y COMPACTACION
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CONSOLIDACION Y COMPACTACION
Fh : factor de consolidacin (Shrinkage).
dC: Densidad de material compactado.
dB: Densidad de material insitu
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EJEMPLO
Se requiere compactar 128 m3de material para contener una
presa de relave a una densidad de 2.734 Tm/m3, con un factorde compactacin de 1.0936, cuanto de material insitu se
requerir y con que densidad.
SOLUCION:
Si:Vc = 128 m3
dc = 2.734 Tm/m3
Fh = 1.0936
Vb = ?dB = ?
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PORCENTAJE DE CONSOLIDACIN
Expresa el porcentaje:
% = PORCENTAJE DE CONSOLIDACION
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PORCENTAJE DE CONSOLIDACIN
Porcentaje de compactacin en funcin de la densidad :
% = PORCENTAJE DE CONSOLIDACION
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EJEMPLO:
En un estudio de movimiento de tierras se determina lossiguientes parmetros: factor de consolidacin de 1.145,volumen de material en banco 320 m3 con densidad de 2.8Tm/m3y compactado 278 m3, calcular el % de compactacin yla densidad del mismo.
SOLUCION:Variables:
Vb = 320 m3
Vc = 278 m3
Fh = 1.145dB = 2.8 Tm/m3
% = ?
dc = ?