mÓdulo 1.0: introducción

MÓDULO 1.0: INTRODUCCIÓN

Austral 3D - WISE para IP Chile

Simulador Virtual - Martillo Pica Roca

Índice Objetivos del módulo .............................................................................................................................................. 6

Principios de la hidráulica ....................................................................................................................................... 3

Fuerza hidráulica ................................................................................................................................................. 3

Mecanismos Hidráulicos ..................................................................................................................................... 4

Fundamentos Teóricos e Historia de la Hidráulica ............................................................................................. 5

Monitoreo ........................................................................................................................................................... 7

EMMS (Sistema Monitor de Administración del Equipo) ................................................................................... 8

BTI Sistemas Rompe rocas .................................................................................................................................... 10

Componentes .................................................................................................................................................... 10

Componentes cabezal ....................................................................................................................................... 11

Sistemas de traspaso ............................................................................................................................................ 12

Niveles ............................................................................................................................................................... 12

Objetivos del módulo

Comprender los principios de la hidráulica pudiendo identificar los componentes y su funcionamiento.

Comprender los principios y monitoreo de un sistema hidráulico, y los principios de un martillo rompe roca

aplicado a la minería subterránea.

IP Chile – Martillo Hidráulico

Simuladores Virtuales – Introducción Página 3

Principios de la hidráulica

La fuerza hidráulica es la fuerza que ejerce un cilindro hidráulico al ser presionado por el líquido del circuito.

Esta fuerza será la que sea capaz de levantar un peso, abrir una puerta, etc. Veamos cómo se calcula:

Fuerza hidráulica

La fuerza producida por un doble pistón hidráulico que actúa sobre el lado de la varilla (1) se puede

expresar como:

F1 = (π (d22 – d1

2) /4) P1

Dónde:

(1)

F1= Fuerza de varilla (Ib, N) d1 = Diámetro de la varilla (mts) d2 = Diámetro del pistón (mts) P1 = Presión en el cilindro en el lado del vástago (LF f / in2 (psi), N/m2 (Pa))

La fuerza producida en el lado opuesto de la varilla (2) se puede expresar como:

(2)

F2 = (π d22/4) P2

Donde:

F2 = Fuerza varilla (lb, N) P2 = Presión en el cilindro (varilla opuesta) (LFf /in2 (psi), N/m2 (Pa))



Mecanismos Hidráulicos

Los cilindros solo tienen recorrido de avance y retroceso en movimiento rectilíneo, es por eso que, si

queremos otro movimiento, por ejemplo, un movimiento circular, deberemos acoplar al cilindro un

mecanismo que haga el cambio de movimiento.

En un sistema hidráulico el aceite sustituye al aire comprimido que se usa en neumática. Muchas

excavadoras, el camión de la basura, los coches, etc. utilizan sistemas hidráulicos para mover mecanismos

que están unidos a un cilindro hidráulico movido por aceite.

Al llamarse hidráulica puede pensarse que solo usa agua, cosa que no es cierta, es más casi nunca se usa

agua, suele utilizarse con más frecuencia el aceite. En la teoría si se usa aceite debería llamarse Oleo

hidráulica, pero no es así. En la práctica cuando hablamos de sistemas por aceite, agua o cualquier fluido

líquido usamos la palabra hidráulica. En la imagen siguiente puedes ver un cilindro hidráulico:

Si comparamos un sistema neumático con uno hidráulico podemos apreciar lo siguiente:

- Al funcionar con aceite admite mucha más presión, con lo que también se puede efectuar más

fuerza hidráulica. Por la tanto cuando necesitemos un sistema con mucha fuerza usaremos el

sistema hidráulico y no el neumático.

- Es más fácil regular la velocidad de avance o retroceso de los cilindros, incluso se puede llegar

a detener el cilindro hidráulico.

- En los sistemas hidráulicos el aceite es en circuito cerrado.

- Una de las cosas más importantes de la Hidráulica es que es auto-lubricante. El aceite que utiliza

ya es su propio mecanismo de lubricación.

- Para acabar diremos que estos sistemas tienen las desventajas de que son más sucios que los

neumáticos, el aceite es inflamable y explosivo, que los elementos de los circuitos son más

costosos que los neumáticos, el aceite es más sensible a los cambios de la temperatura que el

aire, y que hay que cambiar el aceite cada cierto tiempo con el consiguiente gasto añadido.



Aquí podemos ver las partes básicas de un circuito hidráulico, aunque si quieres saber más te recomendamos

que aprendas en Neumática y aprenderás neumática fácilmente. La hidráulica es exactamente igual, solo

cambia el fluido que va por dentro de los elementos.

Fundamentos Teóricos e Historia de la Hidráulica

Aprovechar el poder del fluido en movimiento no es nada nuevo. Ha sido una poderosa fuente de energía

durante miles de años, hasta el día de hoy, y una parte integral en el avance de la humanidad. Originalmente,

el agua se utilizaba para hacer girar las ruedas y empujar las palancas.

Los líquidos en movimiento o bajo presión hicieron un trabajo útil para el hombre durante muchos siglos

antes de que el científico y filósofo francés Blaise Pascal y el físico suizo Daniel Bernoulli formularan las leyes

en las que se basa la moderna tecnología de energía hidráulica.

La ley o Principio de Pascal, formulada alrededor de 1650, establece que la presión en un líquido se transmite

por igual en todas las direcciones; Es decir, cuando se fabrica agua para llenar un recipiente cerrado, la

aplicación de presión en cualquier punto se transmitirá a todos los lados del recipiente. En la prensa

hidráulica, La ley de Pascal se utiliza para ganar un aumento de fuerza; una pequeña fuerza aplicada a un

pistón pequeño en un cilindro pequeño se transmite a través de un tubo a un cilindro grande, donde presiona

igualmente contra todos los lados del cilindro, incluido el pistón grande. Para saber más: Principio de Pascal.

La ley de Bernoulli, formulada alrededor de un siglo después, establece que la energía en un fluido se debe a

la elevación, el movimiento y la presión, y si no hay pérdidas debido a la fricción y el trabajo no realizado, la

suma de las energías permanece constante. Por lo tanto, la energía de velocidad, derivada del movimiento,

se puede convertir parcialmente en energía de presión al ampliar la sección transversal de un tubo, lo que

disminuye la velocidad del flujo, pero aumenta el área contra la cual el fluido está presionando.



Hasta el siglo XIX no era posible desarrollar velocidades y presiones mucho mayores que las proporcionadas

por la naturaleza, pero la invención de las bombas ofrecía un gran potencial para la aplicación de los

descubrimientos de Pascal y Bernoulli.

En 1882, la ciudad de Londres construyó un sistema hidráulico que suministraba agua a presión a través de

las tuberías de la calle para impulsar la maquinaria en las fábricas.

En 1906 se hizo un importante avance en las técnicas hidráulicas cuando se instaló un sistema hidráulico de

aceite para levantar y controlar pistolas hidráulicas.

En la década de 1920, se desarrollaron unidades hidráulicas autónomas que consistían en una bomba,

unidades de control y un motor, abriendo el camino a aplicaciones en máquinas herramienta, automóviles,

maquinaria agrícola y de movimiento de tierras, locomotoras, barcos, aviones y naves espaciales.

La hidráulica se ha convertido en una de las principales tecnologías de transmisión de energía utilizadas por

todas las fases de la actividad industrial, agrícola y de defensa. Los aviones y aeronaves modernas, por

ejemplo, utilizan sistemas hidráulicos para activar sus controles y para operar los trenes de aterrizaje y los

frenos. Prácticamente todos los misiles, así como sus equipos de apoyo en tierra, utilizan energía hidráulica.

Los automóviles utilizan sistemas de energía hidráulica en sus transmisiones, sistema frenos y mecanismos

de dirección.

La producción en masa y la automatización en muchas industrias tienen sus cimientos en la utilización de

sistemas hidráulicos.



Monitoreo Monitor tft grande EMMS (Sistema Monitor de Administración del Equipo)

El EMMS es un sistema altamente sofisticado que controla y monitoriza todas las funciones de la excavadora.

La interface, altamente intuitiva, facilita al operador el acceso a una gamma de funciones y información

operacional.

Monitor Multi-Idioma TFT grande

Un monitor a color de fácil uso permite un trabajo seguro, preciso, y fácil. La visibilidad de la pantalla ha sido

mejorada con el uso de una pantalla de cristal líquido TFT que puede leerse fácilmente en varios ángulos y

condiciones de luz.

• Interruptores simples y fáciles de operar.

• Muestra data en 12 idiomas para soporte global a operadores alrededor del mundo.

Selección del Modo de Trabajo

El monitor a color se puede visualizar los modos de potencia, economía, elevación, rompedor y aditamentos.

Modo de

Trabajo

Aplicación de

modo Ventajas

P Potencia • Máxima producción/potencia

• Tiempos de ciclos rápidos

E Economía • Excelente economía de combustible

B Rompedor • Óptimas rpm del motor, flujo hidráulico

L Elevación • Mayor fuerza de elevación (La presión

hidráulica se ha incrementado en un 7%)

ATT Aditamento • Óptimas rpm del motor, flujo hidráulico,

2-vías



Modo Elevación Cuando se selecciona el modo de Elevación, se aumenta la capacidad de levantamiento a un 7%.

Indicadores 1. Auto-desacelerador

2. Modo de trabajo

3. Velocidad de traslado

4. Medidor de temperatura del agua motor

5. Medidor de temperatura de aceite

hidráulico

6. Medidor de combustible

7. Medidor Eco

8. Menú de interruptores de funciones

Interruptores de operaciones básicas 1. Auto-desacelerador

2. Selector modo de trabajo

3. Selector de traslado

4. Cancelador de zumbador

5. Limpiaparabrisas

6. Lavador de parabrisas.

EMMS (Sistema Monitor de Administración del Equipo) Función de Monitor

El controlador monitoreo el nivel de aceite del motor, la temperatura del

refrigerante, la carga de la batería, la obstrucción de aire del filtro, etc., si el

controlador encuentra alguna anomalía, esta aparece expuesta en el LCD.

El monitor almacena las anormalidades ocurridas para poder ser más eficaz

en diagnosticar las fallas.



Función del Mantenimiento Cuando la máquina excede el tiempo de sustitución de los aceites o filtros, el indicador de mantenimiento se

enciende en la pantalla.

Selección de la Presión Ideal para la Bomba Hidráulica del Aditamento Desde el monitor LCD, usted puede seleccionar el flujo óptimo de

aceite de la bomba hidráulica para operaciones con martillo y

aditamentos en el modo B y ATT. Además, el flujo es reducido

automáticamente durante la operación simultánea de otro equipo de

trabajo, lo que garantiza una operación suave del equipo de trabajo.

Ahora está disponible una regulación del flujo de aceite de la bomba

hidráulica para las dos líneas de aditamentos. (Debe adquirirse conjunto de aditamento-opcional).

Cámara de visualización trasera del equipo de trabajo (Opcionall) El operador puede acceder y ver en la pantalla LCD a color grande en

la cabina, imágenes producidas por una cámara de video estándar el

área directamente atrás de la máquina.

Monitoreo del equipo

El sistema de monitoreo remoto de equipos de minería se realiza a través del sistema KOMTRAX el cual

proporciona una nueva y revolucionaria manera de monitorizar su equipo, en cualquier momento y lugar. Le

permite precisar la ubicación exacta de sus máquinas y obtener datos de éstas en tiempo real. Por medio del

transmisor GPS y la tecnología satélite, este sistema está diseñado preparado para el futuro, satisfaciendo

sus necesidades de hoy y mañana.

El sistema es una herramienta de apoyo que le ofrece la oportunidad de tener la respuesta a tres preguntas

importantes sobre su máquina:



• ¿Es una máquina rentable?

• ¿Es una máquina segura?

• ¿Está la máquina en buenas condiciones?

BTI Sistemas Rompe rocas

Componentes La mayoría de las plumas BTI son despachadas desarmadas. Están incluidos en el despacho:

1) El Pedestal y Eje de Giro Lateral. El número de serie del equipo está localizado en la esquina

del Pedestal.

2) La central Electro / Hidráulica.

3) El Roturador Hidráulico. Si no va a instalar por el momento el martillo, almacénelo bajo techo

en posición vertical.

4) Una Pluma exterior o Puntal con el Cilindro de Inclinación instalado.

5) Una Pluma interior, con el Cilindro de Ataque instalado.

6) El Cilindro Elevador.

La caja o cajas que contienen las mangueras de la pluma, y tubos. El cajón puede contener también las

Palancas de Mando (Joysticks), y cualquiera de las partes de repuesto u opciones que pudiesen haber sido

pedidas en la orden.



Componentes cabezal 1. Tirante: El cuerpo frontal, el cilindro y el cuerpo

trasero del

martillo están firmemente anclados con cuatro tirantes.

2. Cuerpo Trasero: La válvula de carga de gas está

incorporada y el interior se carga con gas N2.

3. Válvula: La válvula de control cilíndrico está

incorporada en la carcasa de la válvula y controla el golpe

alternativo del pistón.

4. Cilindro: El cilindro es el corazón del martillo y

contiene el circuito hidráulico para el golpe alternativo del

pistón.

5. Acumulador: El acumulador compensa la presión en

el circuito hidráulico y previene la pulsación.

Normalmente no es necesario rellenar. Use solamente gas

N2.

6. Pistón: La energía cinética del pistón se convierte en

energía de golpe después de impactar la herramienta. La

energía de golpe que se transmite a la herramienta pica

las rocas.

7. Cuerpo Frontal: El cuerpo frontal soporta todo el

martillo. El anillo y las bocinas de empuje previenen que

la herramienta se agripe.

8. Herramienta (Picotón): Esta herramienta está

templada especialmente para picar rocas directamente.

Tiene forma de cuña, lápiz, cincel según corresponda a la

aplicación.



Sistemas de traspaso

Los sistemas de traspaso (OP, según sus siglas en inglés) son ampliamente utilizados para la extracción de

mineral o ganga en minas subterráneas, dado que permiten llevar el mineral de un nivel a otro usando sólo

la gravedad, por ende, son una alternativa de bajo costo para el transporte.

Niveles

Los sistemas de traspaso están compuestos por un conjunto de obras que son necesarias llevar a cabo antes

de entregar a operaciones:

- Punto de vaciado: Nivel donde los LHD realizan el vaciado de

mineral, el cual desciende hacia el nivel de reducción

secundaria. Las obras civiles que forman parte del punto de

vaciado son muros topes, fortificación del brocal, elementos

para controlar la granulometría que ingresa al pique (parrillas

o martillos picadores fijos), entre otras.

- Excavación o Reducción secundaria: Nivel de reducción del

material, donde operan el martillo pica roca, a través de este

método se reduce el tamaño del mineral de modo que se

obtenga una menor granulometría y realizar una carga más

eficiente.

- Infraestructura de descarga: contiene las obras necesarias

para que se efectúe una descarga controlada del material.

Estos pueden ser buzones donde cargan los alimentadores o

camiones de bajo perfil.

Son muchas las obras que se tienen que llevar a cabo, sin considerar la habilitación eléctrica que se les tiene

que dar a algunas partes de la infraestructura de los sistemas de traspaso actuales (martillos picadores y

buzones), por lo que el tiempo que tarda su entrega es prolongado.

Siempre y cuando sea necesario llevar el mineral a una cota inferior, Puede haber ocasiones donde no se

necesite llevar el mineral a una cota inferior del yacimiento antes de enviarlo a la planta de tratamiento, dado

que la ubicación de la planta queda sobre la cota del nivel donde se ubican los puntos de extracción.



Hay dos parámetros importantes que se deben tener en cuenta durante la vida de un sistema de traspaso: la

estabilidad de la excavación y el flujo no interrumpido del material.

La estabilidad de la excavación de un sistema de traspaso puede asegurarse a través de una adecuada

fortificación en la etapa de construcción y el tipo de fortificación seleccionado va a depender del método de

excavación que se utilice. Por otra parte, el uso de blindaje en los sistemas de traspaso es necesario

considerarlo para prevenir un crecimiento descontrolado de las dimensiones de éstos, cuando se encuentran

situados en rocas con gran cantidad de fallas o cuñas o para ser utilizado como mecanismo de defensa para

proteger las paredes del impacto de la carga.

Para asegurar un flujo gravitacional no forzado, es necesario considerar una inclinación que sea mayor que

el ángulo natural de reposo del material a transportar.

Según Hadjigeorgiou (2005), en algunas minas de Ontario se prefiere utilizar inclinaciones cercanas En

algunas minas se utiliza inclinaciones entre el rango de 72°- 88° aprox. con el objetivo de asegurar un flujo

continuo y limitar las colgaduras. Sin embargo, un problema que genera construir sistemas muy cercanos a

la vertical es la gran energía que puede tomar en caída el material, pudiendo dañar la infraestructura de los

niveles inferiores.

Se pueden utilizar distintos elementos como buzones o plate feeders para controlar el flujo de material en la

descarga y para almacenar el mineral, sirviendo como “amortiguador” (buffers, en inglés) entre dos

subsistemas de transporte. Su diseño dependerá de cuál es el método de transporte utilizado (camiones,

trenes o correas).

Los buzones que son usados

habitualmente en minería subterránea

masiva, son de gran envergadura, por

la cantidad de material que tienen que

almacenar. La construcción de un

buzón consta de la etapa de

excavación, fortificación de la caverna,

el montaje de las estructuras de acero

y/o hormigón, las cuales toman un

tiempo que varía entre los 4 – 6 meses.

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