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• Luis Miguel Leiva Olivares

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RASTRILLAJE

Se denomina a la operación de situar el mineral de los tajeos adyacentes al shut, tender relleno en dicho tajo, llenar carros mineros con mineral en una galería, etc. Mediante la acción de un rastrillo y winche. El rastrillaje es importante en el palaneo mecánico dentro del ciclo de minado y su uso es muy difundido en nuestras minas especialmente en minas subterráneas, tanto con los sistemas convencionales de minado como con los modernos (sistema trackless). Para el montaje del equipo de rastrillaje es necesario contar con los siguientes componentes: 1.- Rastrillo 2.- Winche 3.- Cable 4.- Polea 5.- Plataforma

RASTRILLO. Llamado también scraper son de formas y tamaños diferentes de acuerdo al trabajo destinado; sin embargo dos componentes básicos permanecen constantes, el asa y la placa posterior de excavación. La hoja de excavación tiene dos partes una rígida unida al asa y otra consistente de una cuchilla o uña 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 función es equilibrar y en la mayoría de los rastrillos es fija, en otras tienen cierto juego en el contacto con la placa posterior.

CLASES DE RASTRILLO:

a) Tipo azadón o abierto. – Generalmente carece de placas laterales y la placa posterior tiene un ángulo de abertura grande. Se usa para el acarreo de material grueso. b) 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 más comunes, existiendo otras intermedias.

scraper monobloque

scraper articulado

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

MODELOS DE WINCHES

WINCHE (SLUSHER) PSI MODELO A2F-211

WINCHE DE IZAJE MODELO LF 111E

WINCHE (SLUSHER) PSI MODELO S-211

WINCHE DE IZAJE MODELO LF 111E

Partes principales del winche: Base: Es de una pieza rígida, de acero fundido. Tiene orificios para el anclaje en el piso. Provee rigidez a toda la estructura de la máquina durante el trabajo. Tamboras: Con diámetros grandes aumenta la capacidad de trabajo del cable y reduce el desgaste de ésta. 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. Actúan a manera de mordaza al presionar la palanca de freno. Algunas winchas tienen frenado automático. Engranajes y chumaceras: Las tamboras, el engranaje y los piñones están 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 así la rotación de la tambora en comparación con el motor. Guías de cables: Sirven para prevenir el arrastre angular y reducen el desgaste del cable. Están colocados vertical y horizontalmente. Protector de cable: Tiene por objeto proteger al operador de accidentes cuando se rompe el cable.

CABLE. Elemento de tracción, es el que comunica el movimiento al rastrillo. El diámetro 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 relación entre potencia del motor diámetro del cable de acuerdo a experiencias obtenidas en la mina DIAMETRO CABLE Pulgadas

POTENCIA H.P

5/16

hasta 5

3/8

5 – 10

½

10 – 20

5/8

20 – 30

y

¾

30 – 40

POLEA.

Llamado también rondana. Sirve para sostener, guiar y facilitar el movimiento del cable de avance durante la operación 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 tamaños siguientes: 6, 8, 10, 12 y 14 pulgadas y la ranura de la polea está de acuerdo al diámetro del cable a utilizar. PLATAFORMA. Sirve para instalar en él la wincha. En el tajeo se confecciona con tablas y puntales en la dirección del echadero, debiendo de estar bien asegurado para evitar posibles desprendimientos al momento de operar la wincha. DISEÑO 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 diseño como las que se indica a continuación: 1.- Condiciones de servicio.- Se considerará la clase de servicio que prestará el rastrillo, los esfuerzos al que estará sometido y tipo de abrasión a soportar. 2.- Angulo de excavación y forma de plancha posterior.La forma y ángulo de excavación de la parte posterior y cuchilla es importante, porque un ángulo grande limita el rastrillo recoger o retener la carga. Un ángulo pequeño permite que el rastrillo se entierre. Se recomiendan los ángulos siguientes: Rastrillo tipo azadón: de 67º a 70º Rastrillo tipo cajón : de 57º 3.- Estabilidad o equilibrio.- Es importante que el centro de gravedad este adecuadamente situada, para asegurar una buena estabilidad durante el carguío. 4.- Capacidad.- Debe diseñarse de acuerdo a las condiciones del mineral, longitud de arrastre, potencia de la wincha y producción. 5.- Peso.- El rastrillo debe tener un peso suficiente para mantenerse en operación y proporcionar un buen carguío.

CONSIDERACIONES PARA EL CÁLCULO DEL RASTRILLAJE

1. CAPACIDAD DE RASTRILLAJE.La capacidad teórica del rastrillaje se calcula formula: C cxTxVxE

con la siguiente

; en pies³

2D Donde: C: capacidad de rastrillaje o carga, en pies³ c: capacidad del rastrillo elegido, en piés³ T: tiempo total de rastrillaje, en minutos V: velocidad de jalado en pies/minuto E: eficiencia total de 45% a 75% D: distancia de rastrillaje; en pies

TRACCION DE CABLE.Cuando se rastrilla sobre el nivel la tracción del cable viene a ser la fuerza que resulta del peso del rastrillo más su carga por el coeficiente de fricción. F = u (Wr + Wm) Donde: F: Fuerza de tracción del cable; en Lbs. u: Coeficiente de fricción Wr: Peso del rastrillo en Lbs. Wm: Peso del mineral cargado por el rastrillo

en Lbs

EL COEFICIENTE DE FRICCIÓN (U), DEPENDE DE: a). De la naturaleza del piso, pudiendo ser de 0,5 para pisos uniforme y 1,0 para pisos ásperos. b). De la gradiente, según la tabla siguiente: (Tabla Nº 6) ANGULO CON LA

SUBIENDO BAJANDO

HORIZONTAL

+%

-%

10º

15

20

20º

30

40

30º

35

60

40º

40

Resbala

45°

45

Resbala

En resumen u = f1+ f2 Donde: f1: factor de seguridad que varía de 0.5 a 1.0 f2: factor de gradiente que se ve en la tabla POTENCIA DEL MOTOR DEL WINCHE. HP = F x S 33,000

Donde: F = fuerza de tracción del cable en Lbs. S = distancia equivalente. La distancia equivalente es la distancia de rastrillaje (ida y vuelta efectuada por el rastrillo), más los tiempos muertos demorados en el rastrillaje convertido en su equivalente en pies considerados como si el rastrillo siguiera moviéndose durante los tiempos muertos.