PLANO INCLINADO

CARACTERÍSTICAS

Es un sistema de transporte pendular sobre rieles, sea para personal, mineral, materiales, herramientas, etc. entre niveles o estaciones que se comunican a través de estos planos. Sea en interior mina como en superficie, se puede realizar el transporte (subida o bajada) o con plataformas o carros mineros que son accionados por un winche (cabrestante) o por giro de poleas extremas (motriz y de cola) y mediante cables de acero, calculados para las cargas totales durante el ascenso o descenso.

Existen Planos Inclinados de una o de dos vías. En el caso de dos vías, la segunda puede servir para el transporte en sentido contrario de un contrapeso que equilibra el trabajo del winche o como segunda vía de transporte.

Todo Plano Inclinado subterráneo debe contar con un tramo de galería horizontal adyacente al cabrestante, para fines de estacionamiento y manipuleo de los carros o plataformas.

Los accesos de las galerías a los inclinados, deben estar protegidos y contar con señalizaciones e iluminación para evitar accidentes debido a caídas de personas, materiales o maquinaria minera.

En caso de plano inclinado superficial, el sistema debe contar debajo del límite inferior con un muro de contención (barrera) para evita que los carros o vagonetas puedan trasladarse más allá del límite fijado.

De acuerdo a reglamentaciones vigentes, los titulares de actividad minera establecerán los estándares de acarreo subterráneo, así como las funciones de los operadores, autorizaciones y manuales de manejo.

Los enganches de los carros en planos inclinados deberán tener sistemas de engrapes adecuados para evitar que puedan desprenderse durante la marcha.

Se tomarán las precauciones de seguridad necesarias para evitar que los carros o vagonetas puedan trasladares más allá del límite fijado, colocando barreras delante de dicho límite.

Es necesario tomar precauciones especiales para estos casos, así como para los desenganches imprevistos de los carros (vigas que se apoyan en el techo o piso y cierran la vía al ser accionadas automáticamente, chequeo permanente de los empalmes y de los cables, etc.).

Es necesario tomar las precauciones adicionales especiales para los casos de desenganches imprevistos de los carros, roturas del cable de acero, etc. (vigas que se apoyen en el techo o piso y cierran la vía al ser accionados automáticamente, chequeo permanente de los empalmes y de los cables, etc.).

REQUERIMIENTOS

Energía eléctrica CC o CA, de 440 voltios generalmente. Winchero Plataformista (para el caso de transporte de personal).

COMPONENTES

Casa de winche o motor acoplado a polea motriz que acciona por giro y mediante cables de acero, a los carros entre poleas extremas.

Plataforma o carros mineros (Granby, U, V, etc.) Línea riel Rodillos transversales a la línea riel (para evitar fricción del cable con el

piso) Muro de contención o barrera Vigas de seguridad (en el techo o piso) con fines de contención en caso

de rotura del cable de acero Sistema de frenado automático, en caso de rotura del cables de acero Postes, cables eléctricos, sirena, llave de accionamiento-parada,

señalizaciones.

UTILIZACIÓN

En caso de transporte de personal, requiere la presencia de un operador en la plataforma que contará con asientos adecuados y cinturones de seguridad; este operador emitirá las señales desde el lugar en que se encuentre la plataforma hacia la Casa de Winche. En este caso, el Plano Inclinado contará  con un sistema adecuado de frenado automático para casos de rotura del cable.

La velocidad media en caso de transporte de personal, debe ser 2 m/seg, dependiendo de la longitud del recorrido entre niveles.

En caso de transporte de mineral en carros mineros, en cada nivel inferior de carguío y en la Casa de winche deberá existir un sistema de comunicación.

CABLECARRIL

CARACTERÍSTICAS

Es un medio de transporte aéreo de flujo continuo en que unos baldes o recipientes se desplazan a través de boggies (carretillas) o rodillos sobre un cable de acero estático (riel) por acción de un cable tractor que gira permanentemente entre poleas extremas situadas en las estaciones por medio de un motor eléctrico que transmite movimiento a la polea motriz, circulando por una vía los baldes cargados y por la otra, paralela, los vacíos. El cable tractor (o de tracción) puede estar instalado sobre el boggie o debajo del cable riel en el bastidor, de acuerdo a diseño.

Como medio de transporte se hace realidad alrededor de 1868 cuando se perfeccionó el cable de acero.

Los primeros cablecarril aéreo fueron construidos por CHARLES HODGSON, para el transporte de minerales de las minas a los ferrocarriles y puertos en el norte de España.

Este tipo de transporte fue desarrollado por el Ingeniero T.W. CARRINGTON, para la Bullivant Co. Ltda. A partir de entonces se hicieron algunos avances en el diseño y construcción, contando actualmente con cablecarril Monocable y Bicable.

Tienen amplia aceptación en las regiones montañosas, poco accesibles para otro tipo de transporte, entre la mina y la planta de beneficio o puerto de embarque.

Su sistema de funcionamiento es complicado, debiendo ser fabricado, instalado y controlado inicialmente por compañías especializadas premunidas de patentes, quienes deberán preparar al personal que maniobrará este sistema.

Datos estadísticos muestran el costo/ton comparados con sistemas de transporte con volquetes y por vía férrea:Cablecarril 0.75 $/tonVolquetes 2.40 $/tonTrenes 0.86 $/ton

DIVISIÓN

1. Según su uso

Para mineral Para personal

2. Según el movimiento de los baldes

En circuito cerrado En forma pendular

De datos estadísticos se han obtenido los siguientes costos comparativos:

Cable-carril 0.75 $/ton Volquetes 2.40 $/ton Vía férrea 0.86 $/ton

VENTAJAS

Puede salvar obstáculos existentes en el terreno sobre el que se construye.

Se encuentra suspendido a una altura sobre el nivel del terreno y no interfiere en el tráfico de carreteras, ni afecta a los terrenos cultivados.

Puede seguir una línea recta, reduciendo distancias y tiempo de transporte

Son de larga vida con un relativo bajo costo de mantenimiento. Es adaptable a cualquier fenómeno climatológico. Su costo de operación es menor relativamente de acuerdo a las

distancias de transporte.

DESVENTAJAS

La capacidad de carga por balde es reducida. Su diseño, construcción e instalación está limitado a compañías

especializadas como: Riblet Tramway Co. USA; British Ropeway Engineering Company Limited (Breco) INGLATERRA; Riblet Development Co.

Produce efectos en el medio ambiente como: impacto visual, ruido, uso de espacios de terreno para las torres, etc.

Existe el riesgo de caída de material transportado y de los baldes, si no es controlado.

COMPONENTES

A. TORRES

Son instalados principalmente para soportar el peso de los cable, baldes y mineral, además de servir de puntos de cambios de gradiente o dirección y de mantenerlos a una altura prudencial del terreno (8 a 12 metros). Las distancias entre estas estructuras alcanzar los 2000 metros.Pueden ser de concreto o fierro y de diferentes formas estructurales.

B. ESTACIONES

Son puntos en que los baldes son cargados con mineral (Estación de Carguío) o descargados (Estación de Descarguío).

En éstas, se ubican las poleas del cable tractor, tolvas, motores eléctricos, tensores de los cables, transmisiones, sistemas de acoplamiento automático al cable tractor, frenos de seguridad, sistemas de apertura y cierre de los baldes, talleres de mantenimiento, etc.Las estaciones de Carga cuentan por debajo, las tolvas de carguío.

C. CABLE RIEL

Se utilizan cables de acero con o sin alma, de 6 * 7 y con grosores hasta de 1

3/8” (En Quiruvilca y en Madrigal utilizaban de 1 1/8”).Su trabajo es contener a los baldes en ambas direcciones (Bicable) o contener/trasladar los baldes (Monocable). De acuerdo a la distancia de recorrido, puede ser de uno o más tramos de cable, instalados convenientemente.Se requiere de aceite RONAX 65 para la lubricación y de vagonetas de engrase.Periódicamente se hace girar ¼ de vuelta de tal manera que el desgaste sea uniforme.Las roturas de sus hebras exteriores pueden causar descarrilamientos de los baldes. Se corrigen utilizando MORDAZAS DE REPARACIÓN (tubos de fierro con sus extremos biselados y divididos longitudinalmente, de longitudes 20 a 50 centímetros y diámetros de acuerdo al cable) que cubren y sujetan los puntos sueltos de las hebras que previamente han sido cortadas o arrolladas en el cable. Cuando estos desgastes o roturas de hebras sean considerados peligrosos (avanzados), es preferible cortar la zona y cambiarla con u tramo de cable nuevo o de segundo uso en buenas condiciones, cuyos extremos se unen mediante COPLAS DE TORPEDO.Un cable riel bien tratado y de buena calidad, puede durar 25 años como promedio.

D. CABLE TRACTOR O DE TRACCIÓN

Se utilizan cables de 6 * 7 con o sin alma y hasta 1” de diámetro.Por estar en permanente movimiento son lubricados continuamente. De

acuerdo a la distancia de recorrido puede ser de una o más piezas. La reparación consiste en eliminar la parte desgastada y con roturas de hilos, trenzando otro cable o empalme o usando Mordaza de reparación o copla tipo torpedo, como se muestra en esta figura.Un cable tractor bien tratado puede durar 15 años como promedio. En Quiruvilca se usaban de ¾” y en Madrigal de 7/8”.

E. BALDES, VASIJAS, VAGONETAS

Constan de:

Un bogie (carretilla) de dos o cuatro ejes que contienen ruedas o poleas Uno o dos bastidores de suspensión Una caja o balde Dispositivos de acoplamiento al cable al cable tractor (patentado) Dispositivos de cierre/apertura de los baldes

Sistema de articulación bastidor/boggie que permite posición horizontal

Existen baldes en V, en U, cilíndricos, así como variadas formas de descarguío (volteo lateral, por apertura lateral y por apertura de la base).

Sistema de articulación bastidor/boggie que permite posición horizontal

Existen baldes en V, en U, cilíndricos, así como variadas formas de descarguío (volteo lateral, por apertura lateral y por apertura de la base).

DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA BI-CABLE

El cable riel soporta a los baldes y permite el deslizamiento de éstos a través de los bogies.

El cable tractor se encuentra debajo y pone en movimiento a los baldes.

Los baldes viajan espaciados a intervalos equidistantes y a velocidad uniforme.

El motor eléctrico acciona y frena automáticamente (en caso de fallas) al sistema.

Acoplamiento de los baldes a la riel

Espaciador automático de los baldes

El sistema es automático y requiere de poco personal.

DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA MONO-CABLE

Constituido por un solo cable continuo que soporta y hala a los baldes al mismo tiempo, a intervalos regulares.

El resto de componentes son similares al Bi-cable.

ESTACIONES DEL CABLE CARRIL

N° Nombre msnm Diferencia de altura

Distancia parcial

Distancia total

I Chilecito 1.075,6 m 463,83 m 8.958 m 8.958 mII El Durazno 1.539,43 m 435,05 m 8.486 m 17.444 mIII Parrón 1.974,48 m 565,18 m 3.054 m 20.498 mVI Siete Cuestas 2.539,66 m 149,76 m 3.095 m 23.593 mV Cueva de

Romero2.689,42 m 554,61 m 1.946 m 25.539 m

VI El Cielito 3.244,03 m 666,88 m 2.267 m 27.806 mVII Calderita

Nueva3.940,91 m 460,53 m 3.072 m 30.878 m

VIII Los Bayos 4.371,44 m 232,14 m 3.450 m 34.328 mIX La Mejicana 4.603,58 m

FAJAS TRANSPORTADORAS

La función principal de la banda es soportar directamente el material a transportar y desplazarlo desde el punto de carga hasta el de descarga, razón por la cual se la puede considerar el componente principal de las bandas transportadoras.

UTILIZACIÓN DE LAS BANDAS TRANSPORTADORAS.

El empleo de las Bandas Transportadoras es muy extenso entre las cuales se destacan los siguientes:

Las industrias extractivas (minas subterráneas y a cielo abierto, canteras).

Las Industrias Siderúrgicas. Instalaciones Portuarias de Almacenamiento, carga y descarga de

barcos. Centrales Térmicas (Parques de almacenamiento y transporte a

quemadores). Agroindustrias Azucareras. Industria Automotriz.

Industria Químico - Farmacéutica

CARACTERÍSTICAS

Constituidos por bandas o correas sin fin, sostenidas y movidas de modo adecuado y dispuestos para transportar el material granulado o molido en forma continua y a grandes distancias horizontales y salvando pendientes positivas o negativas de hasta 30 %.

La mayor parte de los transportadores son del tipo “cara superior de trabajo” existiendo también el transporte por el ramal inferior.

El Reglamento de Seguridad y Salud Ocupacional en Minería (D. S. No. 055-2010-EM publicado en el diario El Peruano el 22 de Agosto del 2010, especifica en su artículo 301º lo referente a este sistema de transporte, el cual será leído y comentado en clase.

Se usa en minería desde 1891 (Mina Odgen, New Jersey) tanto subterránea como superficial.

PERU Open pit Marcona, HíerroLongitud : 16,460 m.Capacidad : 2,000 TM/horaVelocidad : 3 m/seg

PERU Centromin Cerro de Pasco Nivel. 800

Las minas que cuentan con planta de beneficio, generalmente poseen este sistema de transporte.

CARACTERISTICAS DE FAJAS TRANSPORTADORAS

ANCHO CINTA pulgs

VELOCIDAD MINERAL * m/seg

VOLUMEN TRANSPORTADO

m3/hora14 1.00 a 2.00 18.0016 1.00 a 2.50 23.7018 1.25 a 2.50 30.4020 1.50 a 3.00 37.6020 1.50 a 3.00 54.5030 1.75 a 3.50 132.2036 2.00 a 4.00 150.5042 2.00 a 4.00 185.0048 2.00 a 4.00 248.0054 2.25 a 4.00 322.0060 2.25 a 4.00 406.00

* Dependiendo de granulometría, densidad, pendiente, distancia, etc.

VENTAJAS

Se adaptan a una gran variedad de materiales. Exigen poca energía y pueden transportar grandes distancias. Pueden trabajar con gradientes positivas o negativas de hasta 30% sin

pérdida de eficiencia. Comparándolo con equipos de bajo perfil y trenes, podemos ver que las gradientes máximas de trabajo son 20 % y 1% respectivamente.

Son instalados normalmente sobre el piso, siendo suficientes cimentaciones livianas y un mínimo de soportes estructurales; en minería subterránea puede ser instalado debajo del techo.

Pueden fácilmente atravesar carreteras, líneas férreas, ríos y otros obstáculos, mediante soportes livianos tipo puente.

Son posibles el empleo de altas velocidades (5 a más m/seg) debido al uso de fajas reforzadas con alambre o tejidos de acero.

Pueden transportar hasta 20,000 TM/hora, usando fajas de anchos mayores a 2.10 m (83 pulgadas).

LIMITACIONES

Deben evitarse el transporte de trozos grandes, por lo es necesario el uso de chancadoras especialmente en fajas de pequeño ancho (14 a 18

pulgadas), en que el mineral debe ser menor de 30 mm de diámetro medio.

El material no debe estar demasiado seco ni demasiado húmedo, ya que los costos de mantenimiento por limpieza o reparación de poleas, de las zonas aledañas, de las estructuras, etc, se incrementan.

La operación continua de este sistema de transporte requiere equipos y accesorios en stand by, de modo se eviten las paralizaciones.

El costo inicial suele ser elevado.

El Reglamento de Seguridad y Salud Ocupacional (D. S. No. 055-2010-EM del 22 de Agosto del 2010), en sus artículos 322º incisos j) y l) y 301º especifica lo relacionado a barandas de seguridad, pasos a nivel e implementación de un programa de supervisdión y mantenimiento respectivamente, los mismos que serán leídos y analizados en clase.

COMPONENTES

A. CINTA, BANDA, FAJA

Constituida por capas de tejidos o telas unidas y recubiertas de jebe, goma y/o caucho y que soporta la tensión necesaria para el arrastre, la abrasión y la humedad.Las telas o capas están constituidas por fibras largas (longitudinalmente) y fibras cortas (transversalmente) y son unidas por superposición y presión; este esqueleto es revestido encima, debajo y a los costados con jebe, goma y/o caucho.La capa superior utilizada para el arrastre del mineral, tiene de 3 a 7 mm. de espesor; la capa inferior tiene un espesor de 2 a 3 mm. El esqueleto normalmente está constituido por 5 capas, pero existen hasta de 9 capas con el inconveniente de una mayor rigidez.Los tejidos son de algodón, nylon, perlón, metálico y combinados.El material de vulcanizado es de jebe, PVC (cloruro de polivinilo), Neopreno (caucho sintético), etc.

CARACTERÍSTICAS GENERALES

Longitudes hasta 120 metros, dependiendo del espesor de la cinta.Anchos 30 – 210 cm.Resist. Longitudinal 65 kg/cm por capaResist. Transversal 28 kg/cm por capaPeso 0.8 a más kg/cm2 Factor de Seguridad 10 a 14

A.1. UNIÓN DE LAS CINTAS

Los tramos de cintas son de 50 a 100 m. Mayores longitudes tienen el inconveniente del peso y volumen de los rollos. También fabrican cintas sin fin a pedidos expresos.Para construir un transportador, es necesario unir estos tramos entre sí, siendo las uniones los puntos débiles. La unión de los tramos con ayuda de tecles, se efectúan por: A.1.1.- Vulcanización en Caliente o en Frío.

Los dos extremos a vulcanizar se desproveen de su envoltura en bisel(135º) y luego se unen con cemento ó pegamento adecuado; luego el conjunto se coloca en la prensa a vulcanizar en donde por acción del calor (140º C), se solidarizan las capas.Permite obtener el 80% de la resistencia de la cinta.

A.1.2.- Grapado

De fácil utilización con el equipo adecuado, se cortan los dos extremos de la cinta perpendicular a su eje longitudinal y se quitan los bordes de modo no afecten el engrapado ni el pasador..El grapado GATOR NILOS y similares no son estancos, pues dejan pasar los materiales finos.El grapado GORO-HERMETIC es más resistente y estanco.

B.- INFRAESTRUCTURA

Referido a los elementos que soportan, ponen en movimiento, tensan, etc. a la cinta.Normalmente está constituido por:

B.1.- Rodillos, Cilindros, Tambores O Poleas

Son piezas cilíndricas de 90 mm a más de diámetro con eje que sobresale en sus extremos y que le permiten posar en un saliente de la estructura. Los extremos de estos ejes cuentan con rodamientos (de bolas y cilíndricos) que en muchos casos son sellados (10,000 a más horas garantizadas de trabajo sin ningún mantenimiento).Estos rodillos se encuentran dispuestos a intervalos regulares de 1.00 m. a más (bandas estrechas y anchas respectivamente).Los 3 rodillos de un grupo cuentan con uno central horizontal y sus laterales inclinados de 20º a 35º a fin de aumentar sensiblemente la capacidad de transporte; contienen a la faja superior.El retorno en vacío de la faja se hace sobre rodillos horizontales que generalmente se encuentran dispuestos a doble intervalo que los rodillos superiores.

B.2.- Soporte de los Rodillos

Constituido por largueros de fierro en “U” o tubos unidos mediante articulaciones cuyas patas son regulables en altura y en alineación.

B.3.- Rodillos Locos, Centradores o Guiadores

Son 2 dispositivos móviles laterales que giran alrededor de un eje, generalmente instalados en cada grupo de rodillos. Corrigen la desviación lateral de la cinta.

C.- TENSORES

Son poleas que sostienen un contrapeso y son tensados por pernos o por resortes, a fin que la faja no patine.

D.- TAMBOR MOTRIZ, POLEA MOTRIZ, CABEZA MOTRIZ

Son cilindros accionados por motores eléctricos o neumáticos vía engranajes. Transmiten el movimiento o arrastre a la cinta por adherencia gracias a los 180º de ángulo de contacto entre la faja y este tambor motriz. Puede existir un ángulo mayor (mayor superficie de adherencia) con el trabajo de tambores auxiliares de compresión o con dos o más tambores motrices.

TRANSPORTADORES ESPECIALES

Utilizados generalmente pare el transporte de carbón, sumamente resistentes y con características como:

Reversible (doble sentido) La cara inferior puede ser utilizada para el transporte de otro material Transportadores articulados Blindados Cintas con armadura interior de cables de acero.

CONDICIONES DE EMPLEO DE LAS CINTAS TRANSPORTADORAS

La cinta transportadora es un sistema de transporte costoso, por lo que es necesario evitar:

El cansancio de la cinta Los frotamientos, choques y al agua

Existen un conjunto de medidas como:

Secciones suficientes de las galerías o áreas de trabajo Tensiones adecuadas de las cintas Alineamiento adecuado Pendiente dentro de los límites Alimentación y transporte correcto del material Inspecciones permanentes

FUNCIONAMIENTO DE LAS FAJAS TRANSPORTADORAS