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• Ricardo Valencia

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"AÑO DE LA LUCHA CONTRA LA CORRUPCIÓN E IMPUNIDAD"

FACULTAL DE INGENIERIA CARRERA DE INGENIERIA DE MINAS

Docente: ING. LUQUE LUQUE, Elmer Ovidio.

Curso:

Servicios Auxiliares Mineros

Tema:

Cargadores Frontales y Retroexcavadoras

Integrantes:  VALENCIA HUAMAN, Ricardo Santiago.

Cajamarca 17 de enero del 2019

CARGADORES FRONTALES Y RETROEXCAVADORAS

INDICE 1.

INTRODUCCION. .................................................................................................................... 3

2.

OBJETIVOS ............................................................................................................................. 4 2.1 GENERAL.............................................................................................................................. 4 2.2 ESPECÍFICOS. ....................................................................................................................... 4

3.

MARCO TEORICO ................................................................................................................... 5 3.1

OPERACIÓN DE CARGUÍO .............................................................................................. 5

3.2

¿QUÉ ES UN CARGADOR FRONTAL?.............................................................................. 6

3.2.1

TIPOS DE CARGADORES FRONTALES ..................................................................... 6

3.2.2

CARACTERÍSTICAS GENERALES .............................................................................. 8

3.3

VENTAJAS Y DESVENTAJAS ............................................................................................ 8

3.4

PARTES DE UN CARGADOR FRONTAL............................................................................ 9

3.5

PROCEDIMIENTO DE TRABAJO DEL CARGADOR FRONTAL CARGADORES FRONTALES 12

3.6

MARCAS Y MODELOS .................................................................................................. 13

4.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. ............................................................................. 16

5.

BIBLIOGRAFIA. ..................................................................................................................... 17

CARGADORES FRONTALES Y RETROEXCAVADORAS

1. INTRODUCCION. En los procesos productivos de extracción de minerales, una de las operaciones más costosas en la operación minera se refiere a la operación de carguío, la operación de carguío cumple una función primordial en el tiempo de secuencia del ciclo de operaciones de extracción. El objetivo de las operaciones de carguío es “Retirar el material tronado de la frente y transportarlo adecuadamente a su lugar de destino”, lo cual se puede resumir en la siguiente secuencia:     

Preparación de la zona de trabajo. Posicionamiento de equipos. Retirar el material volado desde la frente de trabajo (Carguío). Traspaso del material al equipo de transporte dispuesto para el traslado. Descarga del material.

Fundamentalmente lo que se hace es extraer el material quebrado (volado) desde la frente de operación por el equipo de carguío, para luego ser depositado en el equipo de transporte, lo cual se logra posicionando el equipo (cargador frontal) frente al material cargado, en un área donde tanto el equipo de carguío como los equipos de transportes puedan operar sin problemas. El equipo de carguío penetra el material volado con su balde, llenándolo y desplazándolo hacia el punto de descarga, donde el balde es vaciado sobre la tolva del equipo de transporte (o recipiente). Esto se repite hasta que el equipo de transporte alcance su llenado operacional y sea reemplazado por otro equipo de transporte para continuar cíclicamente hasta agotar el material de la frente de trabajo. Los principales equipos que se utilizan para el carguío del material fragmentado son LHD Utilizados en minería subterránea, especialmente por sus dimensiones y fácil accesos a lugares de poco espacio. Tienen buena movilidad para desplazarse dentro de túneles y labores de difícil acceso.

CARGADORES FRONTALES Utilizados especialmente en minería de superficie o rajo abierto, son equipos de mayor dimensión que los que se ocupan en minería subterránea, cargan gran cantidad de toneladas de material y sus costos son muy elevados.

CARGADORES FRONTALES Y RETROEXCAVADORAS

2. OBJETIVOS. 2.1 GENERAL.  Definir el concepto Retroexcavadoras.

de

Cargadores

Frontales

y

2.2 ESPECÍFICOS.  Señalar diferentes modelos de cargadores frontales y retroexcavadoras.  Mostrar las ventajas y desventajas de los cargadores frontales y retroexcavadoras.  Conocer las funciones de los cargadores frontales y retroexcavadoras

CARGADORES FRONTALES Y RETROEXCAVADORAS

3. MARCO TEORICO 3.1

OPERACIÓN DE CARGUÍO

La operación de carguío consiste en la carga de material mineralizado del yacimiento para conducirlo a los posibles destinos, ya sea el chancado, stock de mineral o botaderos de estéril. Esta operación involucra una serie de funciones que permiten que el proceso se lleve a cabo con normalidad y eficiencia: • Planificación de la mina: Esta etapa del proceso de la explotación minera se ocupa de definir los sectores de carga, las direcciones de carguío y el destino de los materiales de acuerdo con leyes de clasificación y tonelajes definidas previamente. • Operación de la mina: Es la función que se responsabiliza del manejo y organización de los equipos de carga en la mina, así como de supervisar el entorno, especialmente en lo referido a frentes de carga, posición de equipos de carguío y nivel de pisos. • Jefe de operaciones: La operación minera está a cargo de un jefe de operaciones, quien asigna los equipos y operadores en los turnos respectivos. En faenas a gran escala es apoyado por un sistema de despacho (dispatch), que controla de una forma global la producción, complementado por un proceso de optimización continua a través de sistemas computacionales interconectados, presentes en todos los equipos. • Operador del equipo: Es la persona que está directamente a cargo de la operación de carga de su equipo. Además, es responsable de definir la posición de los camiones para la carga y de evitar que la carga caiga en forma brusca sobre la tolva del camión, lo que puede dañar el equipo de transporte y/o al operador de éste.

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3.2

¿QUÉ ES UN CARGADOR FRONTAL?

El cargador frontal es un equipo tractor, montado en orugas o en ruedas que tiene una cuchara de gran tamaño en su extremo frontal. Los cargadores son de carga, acarreo y eventualmente excavación en el de acareo solo se recomienda realizarlos en distancias cortas. El uso de cargadores da soluciones modernas a un problema de acarreo y carga de materiales, con la finalidad de los reducir los costos y aumentar la producción, en el caso de excavaciones que deban operar con explosivos, el cargador frontal da una buena ventaja ya que cuenta con una buena movilidad, este le permite moverse fuera de la tronadura rodamente y con seguridad, y antes que el polvo de la explosión se disipe, el cargador frontal ya puede estar recogiendo la roca regada y preparándose para la entrega del material tronado y fragmentados. Los cargadores varían en tamaño y en su tamaño de cucharon que es donde va depositado el material ya fragmentado, los tamaños de los cucharones varían y van desde 0.19 m3 hasta más de 19.1 m3 de capacidad colmado el cucharon. El tamaño del cucharon está estrictamente relacionado con el tamaño de la máquina. Los cargadores frontales se utilizan en la industria extractiva de minerales, en el proceso de carguío, su utilización es en minería a rajo abierto ya que debe cargar grandes cantidades de material a los camiones de extracción para su posterior traslado a la planta o los botaderos.

3.2.1 TIPOS DE CARGADORES FRONTALES Los cargadores frontales se clasifican de acuerdo a la forma de efectuar la descarga hasta el camión de extracción que transporta el material hasta los destinos de descarga ya sea en planta o en botaderos.

Se clasifican en: •

Descarga Frontal

•

Descarga Lateral

•

Descarga Trasera

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Otra forma de clasificar a los cargadores frontales en mediante la forma de rodamiento que utilizan para moverse. Existen cargadores frontales de: •

De neumáticos (bastidor rígido o articulado).

•

De orugas.

Fig.Nº7 “Cargador Frontal sobre ruedas”

Fig.Nº8 “Cargador Frontal sobre oruga”

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3.2.2 CARACTERÍSTICAS GENERALES Los cargadores frontales se pueden distinguir y clasificar según la capacidad de carga del balde, como se indica en la siguiente tabla:

En las faenas de minería a cielo abierto se utilizan principalmente los equipos medianos, asociados a camiones, de acuerdo con combinaciones bien definidas del cargador- camión.

3.3

VENTAJAS Y DESVENTAJAS

Ventajas El uso de los cargadores frontales representa importantes ventajas en el desarrollo de las faenas en la minería, ya que tienen:  Gran movilidad, alcanzando velocidades de 45 km/h, lo que les permite realizar la labor de carga y transporte en distancias cortas.  Capacidad de trabajo de descarga en altura de entre los 3 y 6 metros.  Capacidad para trabajar en pendientes.  Un ancho de balde que permite trabajar grandes bloques de roca. Posibilidad de obtener mezclas de diferentes sectores debido a su gran movilidad.  Facilidad para mantener un piso de carga más limpio, no precisándose máquinas auxiliares.  Adaptabilidad a diferentes métodos de extracción.  Una menor inversión en relación con otros sistemas de carga (palas)  Facilidad de reventa.  Posibilidad de alquiler (arriendo) y contratación.  Una mantención sencilla respecto de otros sistemas de carguío.  Menor requerimiento de práctica y experiencia del personal que usará los equipos.

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Desventajas 

Requieren una pila o material tronado más esponjado respecto de otros sistemas de carguío. Esto implica una consideración importante en la tronadura, especialmente en lo referente a la secuencia de encendido. Para igual capacidad de balde tienen menor productividad que una pala. Requieren de un amplio espacio para maniobrar, ya que necesitan desplazarse durante el proceso de carga. Tienen menor productividad en suelos embarrados y blandos. Si no hay un buen nivel de pisos, existe un aumento considerable del costo de neumáticos. Necesitan alturas de banco reducidas para operar con seguridad. Poseen menor disponibilidad mecánica respecto de las palas.

     

3.4

PARTES DE UN CARGADOR FRONTAL

Componentes principales

Chasis En general, el chasis está formado por dos semichasis unidos por una articulación doble con eje vertical. En el semichasis delantero, y de forma más o menos triangular, va anclado todo el equipo de trabajo. El semichasis trasero tiene forma de caja y debe soportar, además del eje y su diferencial, el peso del motor y de la transmisión. También, generalmente, soporta el peso de la cabina y mandos del operador. Ambos están construidos de aceros de alta resistencia, especialmente diseñados para soportar esfuerzos de carácter continuado, tanto de torsión como de flexión. Mediante la acción de los vástagos de dos cilindros hidráulicos, uno a cada lado, la articulación permite giros a izquierda y derecha, con ángulos de entre 35 y 45 grados, lo que aumenta la maniobrabilidad de la máquina.

Cabina La cabina está colocada sobre la articulación y puede formar parte tanto del cuerpo trasero como del cuerpo delantero del equipo. La ubicación de la cabina presenta ventajas, las que se señalan en la siguiente tabla:

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Neumáticos Se estima que entre 10% y 20% de los costos de mantención de los cargadores frontales corresponde a los neumáticos, por lo que éstos representan uno de los factores clave por considerar en una buena operación de estos equipos. Los cargadores frontales utilizan los siguientes tipos de neumáticos: Lonas sesgadas Radiales Beadless

Baldes o cuchara En relación con el balde, éstos se diseñan con un ancho un poco mayor al de la máquina, de forma que al introducirlos en las pilas (carga) no se produzcan daños en los neumáticos. Estas dimensiones hacen que los baldes tengan una estructura más débil que la de las palas de cable y/o hidráulicas. Como además es necesario maximizar la carga útil, se deben construir con el menor peso posible. Por este motivo, las fuerzas de arranque de estos equipos son mucho menores que en las palas. Los baldes se clasifican de acuerdo con el material que deben transportar y para el cual se han diseñado. Se distinguen baldes de material ligero, baldes de uso general y baldes de roca. Los dos primeros son baldes de forma recta, en cambio el de roca tiene forma de "V" y se le han incorporado dientes para mejorar la penetración.

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Sistemas de transmisión Los cargadores frontales usan motores diésel como fuente de energía primaria, utilizando dos tipos de transmisión: mecánica o eléctrica.

Mecánica La transmisión mecánica está constituida por tres mecanismos de regulación: • Mecanismo de regulación de la velocidad del motor, que a su vez acciona un convertidor de par convencional. • Mecanismo de regulación por modulación de potencia, situado entre el motor y el convertidor de par. • La velocidad del motor y la bomba hidráulica permanecen constantes. • Mecanismo de regulación variable, con varios convertidores de par. • Los convertidores de par regulan la velocidad de traslación, manteniendo la velocidad de motor en un régimen constante.

• Este mecanismo cuenta con los siguientes elementos: CARGADORES FRONTALES Y RETROEXCAVADORAS

• Convertidor de par, cuya finalidad es disponer de un órgano que multiplique el par, disminuya el número de revoluciones y brinde un número de relaciones de cambio, normalmente de 3 a 4,8. • Caja de cambios, que suele ser del tipo "power-shift" o servo transmisión con control simple, disponiendo de varias velocidades hacia adelante y hacia atrás.  Árboles de transmisión, que transmiten el movimiento a los dos ejes, consiguiéndose así la tracción a las cuatro ruedas.

3.5 PROCEDIMIENTO DE CARGADORES FRONTALES

TRABAJO

DEL

CARGADOR

FRONTAL

A continuación, se presentan los aspectos básicos propios de una correcta operación de cargadores frontales. No obstante, existen condiciones particulares para cada faena minera, de acuerdo con las características del entorno (alta cordillera) o geometría de la explotación.

Es conveniente considerar que en algunas faenas se prefiere el cargador frontal para la extracción de mineral, ya que permite una mayor selectividad.

Antes del carguío

Todo equipo de transporte, auxiliar o camionetas, que se acerque al equipo de carguío debe avisar, vía radio, al operador del cargador y disminuir la velocidad. El operador del cargador debe estar siempre preocupado de tener a la vista los equipos que circulan alrededor. En relación con los camiones que esperan el turno para ser cargados, éstos deben estar dispuestos de acuerdo con instrucciones del Jefe de operaciones. El operador del cargador avisa al camión el lugar y disposición para estacionar, tomando como referencia el balde de la pala y/o las orugas. Previo a la carga, el camión debe estar en posición neutra y con el freno de estacionamiento activado. Cabe destacar que el cargador frontal no debe ser utilizado como tractor para labores de nivelación de pisos u otra propia de un equipo auxiliar.

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Durante el carguío

El operador de la pala debe descargar el material de manera de no dañar la tolva del camión; por lo tanto, es importante no tirar la carga ni dejarla caer en forma brusca. El operador del cargador no debe cargar rocas de un tamaño mayor al del balde (bolones), que puedan impedir un correcto carguío y, además, dañar las tolvas de los camiones y los chancadores al llegar a la planta. En caso de existir material grueso, es recomendable cargar primero el material fino a objeto de formar una capa de protección. Es importante evitar que el balde o cualquier parte del cargador frontal tengan contacto con algún sector del camión, para así evitar posibles daños a los equipos o a las personas. Una vez finalizado el carguío, el operador del cargador debe avisar al operador del camión para que salga del área. Este aviso se realiza mediante comunicación radial, bocinas u otros medios previamente establecidos.

3.6

MARCAS Y MODELOS

Las principales marcas que venden cargadores frontales, • • • • •

Caterpillar Komatsu FINNING Volvo JHON DEERE

Algunos modelos utilizados

Cargador Frontal L120F El Cargador Frontal L120F de Volvo, es una maquina poderosa, que puede ser utilizada para manipulación de troncos, piedras, gravilla, y diversos materiales. Volvo ha avanzado en lo que es potencia, velocidad y comodidad del operador, las razones son: la nueva generación de transmisiones HTE 200, que proporcionan un cambio más suave y menor consumo de combustible, y la cabina Care Cab que es más espaciosa, y proporciona mejor visibilidad general y mayor seguridad. El cargador L120F es usado en construcción de caminos y carreteras, minería, forestal, agricultura, tratamiento de áridos. La opción de CareTrack permite la vigilancia a distancia del equipo, posición geográfica, el consumo de combustible y el funcionamiento adecuado para una asistencia óptima CARGADORES FRONTALES Y RETROEXCAVADORAS

SKC Maquinarias cuenta con una gama completa de repuestos, implementos y servicio técnico especializado para el cargador de ruedas L120F Volvo. Sistema totalmente hidráulico de circuito dual para aumentar la seguridad Ahorro de combustible Mayor seguridad y comodidad para el operador

Fig12. Modelo L120F VOLVO

Modelos de cargadores frontales y capacidades

CARGADORES FRONTALES Y RETROEXCAVADORAS

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4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. CONCLUSIONES

 Se definió el concepto de Cargadores Frontales y Retroexcavadoras.  Se señalaron diferentes modelos de cargadores frontales y retroexcavadoras.  Se mostrar las ventajas y desventajas de los cargadores frontales y retroexcavadoras.  Se conocieron las funciones de los cargadores frontales y retroexcavadoras RECOMENDACIONES  Sobre suelos rocosos, verter si es posibles una capa de materiales blandos para reducir los choques sobre el cargador.  Cargar los camiones a la derecha, y a la izquierda de la cargadora para igualar los desgastes.  Trabajar preferentemente de espalda al viento para evitar que el conductor reciba las partículas de polvo en la cara.  Por razones de duración del equipo debe procurarse que siempre opere en terreno horizontal, aunque haya que ejecutar una nivelación previa.

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5. BIBLIOGRAFIA.

• Sitio web ATLAS COPPCO • Sitio web GHH.CL • Sitio web CATERPILLAR • Sitio web MCH • Sitio web de CODELCO • Manual de seguridad minera • Manuales de carguío y transporte de Finnig

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