movimiento de tierras y equipos
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MOVIMIENTO DE TIERRAS Y EQUIPOS
ASIGNATURA : MAQUINARIA MINERA
ABANCAY – APURIMAC – PERÚ
2015
MOVIMIENTOS DE
TIERRAS.Se denomina movimiento de tierras al conjunto de
operaciones que se realizan con los terrenos
naturales, a fin de modificar las formas de la
naturaleza, obtención de materiales (gravas,
arenas, metales y otros) o de aportar materiales
útiles en obras públicas, minería o industria.
CAMBIOS DE VOLUMEN
O Los terrenos, ya sean suelos o rocas mas o
menos fragmentadas, están constituidos por la
agregación de partículas de tamaños muy variados.
Entre estas partículas quedan huecos, ocupados por
aire y agua. Si mediante una acción mecánica
variamos la ordenación de esas partículas,
modificaremos así mismo el volumen de huecos.
O Es decir, el volumen de una porción de material no es
fijo, sino que depende de las acciones mecánicas a
que lo sometamos. El volumen que ocupa en una
situación dada se llama volumen aparente.
La figura presentaesquemáticamente la operación decambio de volumen.
La figura representa la evolución del volumen aparente(tomando como referencia 1 m3 de material en banco), durantelas diferentes fases del movimiento de tierras.
ESPONJAMIENTO Y FACTOR DEESPONJAMIENTO.
O Al excavar el material en banco, éste resulta removido
con lo que se provoca un aumento de volumen.
O Se denomina factor de esponjamiento (Swell Factor) a la
relación de volúmenes antes y después de la
excavación.
CONSIDERACIONES PRACTICAS EN EL EXTENDIDO DE CAPAS.
O La compactación en obra se realiza sobre capas de
material, previamente extendido, que se conocen
con el nombre de tongadas.
O El efecto de la compactación sobre la tongada se
refleja exclusivamente en la disminución de altura,
puesto que sus dimensiones horizontales apenas
varían.
O Por lo anterior queda claro que el cambio de
volumen del material está fielmente reflejado en el
cambio de altura de la tongada.
En la figura se observa como al compactar una tongada dematerial su anchura a y su longitud l no varían, mientras quesu espesor hL pasa a ser, por efecto de la compactación, hC.
DETERMINACION DE LA PRODUCCIONDE UNA MAQUINA Y COSTES
FACTORES.
Esta cifra no es una constante del modelo de máquina, sino que depende de una serie de factores particulares de cada aplicación:
O Eficiencia horaria.
O Condiciones de trabajo de la obra en cuestión
O Naturaleza, disposición y grado de humedad del terreno.
O Accesos (pendiente, estado del firme).
O Climatología (visibilidad, pluviometría, heladas)
O Altitud, que puede reducir la potencia de las máquinas
O Organización de la obra:
O Planificación
O Habilidad y experiencia del operador
O Incentivos a la producción.
CONTROL DE COSTES.
Los costes de una obra se dividen en directos e indirectos:
• Son directos todas las unidades de obra subcontratadas,y aquellas que el contratista principal ejecuta con supersonal.
• Indirectos, los de su propio personal de control decalidad, dirección y administración, de forma que aunquelos precios de los subcontratistas sean fijos, retrasos deéstos en la ejecución repercuten en sus costes indirectosy en aquellas unidades suyas que no avanzan de formaque los costes aumentan con los retrasos.
PROCESO DE MOVIMIENTOS DE TIERRAS EN
MINERIA A CIELO ABIERTO.
El proceso de movimientos de tierras en minería a
cielo abierto es un proceso principal y de vital este
proceso consiste en la obtención de recursos
mediante la extracción y procesamiento de la materia
mediante procesos mecánicos y físicos los cuales se
mencionaran a continuación:
PROCESO DE MOVIMIENTOS DE TIERRAS
Excavación o arranque.
Se inicia las labores de extracción
y movimientos de tierras empieza
con el desbroce del material
orgánico, follaje, pastos,
materiales cuaternarios
y otros de la superficie.
Figura 1: Excavadora sobre ruedas realizando trabajos de desbroce
El despiece y desbroce se produce antes de
comenzar con el movimiento de tierras; se
realiza una actuación en la superficie del
terreno para limpiarla de los arbustos,
plantas, árboles y basura que pueda haber.
Carga de material.
Proceso mediante el cual se inicia el
movimiento y desplazamiento de material
de un lugar a otro mediante el uso de
equipos que realizaran las funciones de
carga o llenado de tolvas mediante
cucharas o palas de carga.
Acarreo y transporte material.
Proceso mediante el cual se inicia el
movimiento y desplazamiento de material
de un lugar a otro mediante el uso de
equipos que llevaran el material al
botadero (desmonte) o canchas de mineral
(pile ore).
100 mts.
150 mts.
1,500 mts.
1,600 mts
Sistemas de Acarreo y sus distancias más economicas
5,000. mts
Descarga de material.
Proceso mediante el cual damos fin al
movimiento de tierras en el proceso de
extracción de materia en minería a cielo
abierto; operación que se realiza para el
retiro y puesta en un lugar predispuesto al
material para su posterior utilización
FACTORES DE LOS EQUIPOS
UTILIZADOS EN MOVIMIENTOS DE
TIERRAS.
ESFUERZO TRACTOR
TRACCION DISPONIBLE
Una máquina dispondrá de una
potencia para desplazarse producida
por el motor (unidad motriz) y que se
aplicará en las ruedas motrices
mediante la transmisión. Al esfuerzo,
producido por el motor y la
transmisión, se denominará tracción
disponible o esfuerzo de tracción
TRACCION UTILIZABLE
La máquina en función de su peso
dispondrá de una fuerza
determinada que se llama
tracción utilizable. Esta tracción
depende del porcentaje del peso
que gravita sobre las ruedas
motrices, que es él útil para
empujar o tirar del vehículo
RESISTENCIA A LA TRACCION
• RESISTENCIA AL AIRE
• RESISTENCIA A LA ACELERACION
• RESISTENCIA A LA PENDIENTE
• RESISTENCIA A LA RODADURA
Resistencia principal que se
opone al movimiento de
un equipo sobre una superficie
plana
Es la componente del peso del
vehículo paralela al plano de rodadura
La resistencia al aire es
proporcional al cuadrado de la
velocidad
Es la fuerza de inercia. Supuesta una aceleración uniforme para
pasar de la velocidad v1 a v2
en un tiempo t.
EQUIPOS UTILIZADOS EN
MOVIMIENTOS DE TIERRAS.
Se puede clasificar la maquinaria de
excavación y movimiento de tierras,
atendiendo a su traslación, en dos
grandes grupos.
MAQUINAS QUE EXCAVAN SITUADAS
FIJAS, SIN DESPLAZARSE
Realizan excavaciones en desmontes o bancos.
Cuando la excavación a realizar sale de su alcance,
el conjunto de la máquina se traslada a una nueva
posición de trabajo, pero no excava durante este
desplazamiento.
Entre los cuales tenemos:
Excavadoras hidráulicas con cazo o
martillo de impacto.
Excavadoras de cables.
Dragalinas.
Excavadoras de rueda frontal.
Excavadoras de cangilones.
Dragas de rosario.
MAQUINAS QUE EXCAVAN Y
TRASLADAN LA CARGA
Son máquinas que efectúan la excavación al
desplazarse, o sea, en excavaciones superficiales.
La excepción es la cargadora, que cuando excava es
en banco, pero luego se traslada con la carga,
aunque la aplicación normal de ésta máquina es
para cargar material ya excavado o suelto.
Entre los cuales tenemos:
Tractores con hoja empujadora.
Tractores con escarificador.
Mototraíllas.
Cargadoras.
EL BULLDOZER.
O Los bulldozer son tractoresdotados de una cuchilla frontalrígidamente unida a él, que formaun ángulo de 90º con el eje deltractor. La cuchilla tienemovimiento vertical.
O Se emplea para realizarexcavaciones superficiales enterrenos compactos, para lalimpieza de capas vegetales yextendido de tierras y árido.
O La distancia óptima de trabajo eshasta 100 m y velocidad hasta 10Km/h montado sobre orugas yhasta 25 Km/h montado sobreneumáticos
TRAILLAS.
O Las traíllas son máquinasdiseñadas para realizarsimultáneamente la excavación,el transporte y el extendido detierras. Se emplean en obraslineales de movimiento de tierras(canteras, canales, etc.).
O Las traíllas pueden serremolcadas por tractores, paradistancias de transporte de 100m. a 500 m. o autopropulsadas,para distancias de transporte de300 a 1500 m.
O La velocidad oscila entre 30 y 60Km/h, dependiendo de lascircunstancias de la vía.
PALAS EXCAVADORAS Y CARGADORAS.
O Son máquinas compuestas deun bastidor montado sobreorugas o neumáticos y unasuperestructura giratoria dotadade un brazo con cuchara,accionado por mando hidráulicoo por cables.
O Se utilizan para excavar enfrentes de trabajo de ciertaaltura y realizan losmovimientos siguientes:excavación de abajo haciaarriba, giro horizontal ydescarga de la cuchara, girohorizontal de regreso al frentede trabajo
Pala excavadora SOLAR 450-III GIANT de DAEWOO.
O Las palas cargadoras son
máquinas sobre orugas o
neumáticos, accionadas por
mando hidráulico, adecuadas
para excavaciones en terrenos
flojos y carga de materiales
sueltos, en camiones o dúmper.
CAMIONES Y DÚMPERS.
Dúmper Terex serie TR60
O Vehículos de caja basculantemuy reforzada (tara mayor o iguala la carga útil).
O Suelen tener varios ejestractores y calzar neumáticostodo terreno. Se emplean paratransportes cortos, fuera decarreteras o caminos y tienencapacidad de carga muy variable.
O Suelen tener una elevadacapacidad de transporte,oscilando los pesos netos entre30 y 40 toneladas con cargasútiles entre 40 y 60 toneladas.
Dúmper articulado TEREX TA35.
El ciclo de trabajo de un dúmper se puededesglosar de la forma siguiente:
O Salida de la zona de carga.
O Transporte cargado.
O Descarga.
O Maniobra de salida de la zona de descarga.
O Transporte vacío (retorno).
O Maniobras hasta posición de carga.
O Carga.
DÚMPERS ARTICULADOS
O Motores Cat de inyección directa
controlados electronicamente en el
735 y 740.
O Gama de potencias entre 309 y 445
hp.
O Capacidades entre 23,6 y 38,1
toneladas métricas.
O Frenos de discos múltiples.
O Diseño de caja ancha, larga y de baja
descarga.
O Excelente relación peso/potencia y
excelente rendimiento en pendientes.
O Cabina confortable e insonorizada.
O Peso bruto de la máquina 68.838 kg.
dúmper trabajando en condicionesclimáticas extremas.
O Para evaluar los tiempos detransporte, las especificacionestécnicas de cada vehículo,permite estimar la velocidad,en las dos situacionesdiferentes: cargado y vacío.
O Las otras actividadescomplementarias se estimancon criterios lógicos basadosen la experiencia.
O La carga depende delsistema que se utilice. Laproducción obtenida para lapala, marca la producción.
MOTONIVELADORAS
O Nueva cabina de forma hexagonal.
O Palancas tipo Joystick.
O La servotransmisión controlada
hidráulicamente.
O Sistema hidráulico con sensor de
carga.
EXCAVADORAS DE CADENASO Cabina muy amplia que permite una
excelente visibilidad, con todos los
mandos y palancas fácilmente
accesibles.
O Sistema de Control. Monitor en color,
con preinstalación de vídeo, que
permite al operador comprobar el
estado de la máquina y los intervalos
de mantenimiento.
EXCAVADORAS DE CADENAS
Excavadoras de Gran
Producción O & Krango desde las 114 toneladas métricas
de la RH40 hasta las 1.000 toneladas
de la RH400; con capacidades de
cucharón entre 8,1 m y 50 m , y
versiones frontal o retro, montando
algunos de sus modelos, como opción,
motores Caterpillar.
Esta gama de excavadoras permite
ofrecer soluciones integrales para los
Mercados de Minería, Canteras y
Movimiento de Tierras.
EXCAVADORAS DE RUEDAS
O Gran estabilidad. Rapidez de ciclos
gracias a la bomba independiente
de giro y al nuevo control de la
velocidad de giro.
O Seguridad Total.
O Ventilador actuado hidráulicamente
con bomba independiente.
O Motores de altas prestaciones y
bajo consumo.
O Masa 13600 hasta 22000 kg.
O Potencia 128 a 165 hp.
O Cap. Cucharón 0,54-1,26 m3
PALAS DE RUEDAS
O Sistema de elevación Automática.
O Central de Servicio Eléctrico.
O Fuerza de elevación un 20% mayor y
fuerza de arranque un 7% mayor.
O Nuevas cabinas más amplias y
cómodas.
O 5% menos consumo de combustible
respecto a la serie anterior.
O Potencia Bruta 311Hp.
O Capacidad Cuchara Std. 5 m3.
O Peso en orden de trabajo 26.500 kg.
MARTILLOS HIDRÁULICOS
Línea Ligera
O Masa 1000 Kg
O Frecuencia de impacto370-800 bpm.
O Máxima presión trabajo 14.000 Kpa
O Caudal de aceite 70-130 l/min
O Peso máquina portadora 40-75t
Línea Pesada
O Masa 1.000 Kg
O Frecuencia de impacto 370-800 bpm.
O Máxima presión trabajo16.000 Kpa
O Caudal de aceite 220-300 l/min
O Peso máquina portadora 40-75t
TRACTORES DE RUEDAS
O Dirección del bastidor articulado.
O Equilibrio de la máquina.
O Todas las funciones de la hoja
topadora.
O Potencia 597/812 kW/HP.
O avance / retroceso 3/3.
O Velocidad máxima de avance
35,8 km/h.
O Capacidad 25,4m3.
O Peso en orden de trabajo 99.400
kg.
COMPACTADORES
O Luces delanteras y traseras.
O Freno secundario y de
emergencia.
O Luz rotativa.
O Potencia neta 46 (34,1) HP (Kw).
O Peso total en orden de trabajo
4.200 kg.
O Ancho de rodillo 1.300 mm.
O Velocidad progresiva y variable
desde 0 km/h hasta: 12,5.
VENTAJAS Y LIMITACIONES DE LAS DISTINTAS MAQUINAS.
O Principales características de máquinas fundamentales
en movimiento de tierras:
MÁQUINA APLICACIÓNALCANCE, OBSERVACIONES
Tractor, cadenas Sólo arranque y extendido ~ 15 m
Retroexcavadoras Arranque y carga ~ 10 m
TraíllaCorte + Descarga + Acarreo
+ Descarga + Extendido~ 20 m
CargadoraCargar
Complemento de un equipo3 – 5 m
MotoniveladoraExtendido – nivelación
Mantenimiento de pistas~ 10 m
Dragalina
Arranque – dragado
Limpieza cauces en zonas
húmedas y blandas
~ 30 m Donde se hunden
tractor y retros
CICLO DE TRABAJO
Se denomina Ciclo de Trabajo a la serie de
operaciones que se repiten una y otra vez para
llevar a cabo dicho trabajo. Tiempo del Ciclo
será el invertido en realizar toda la serie hasta
volver a la posición inicial del ciclo
VENTAJAS: DESVENTAJAS
O Son maquinas de una
gran capacidad y
volumen.
O Pueden realizar
trabajos en lugares
difíciles.
O Producen ruido y contaminación.
O Costo de adquisición elevado.
O Repuesto y mantenimiento costoso.
O Mantenimiento por personal calificado
VENTAJAS Y LIMITACIONES DE LAS
DISTINTAS MAQUINAS
LA SEGURIDAD Y SALUD EN EL
MOVIMIENTO DE TIERRAS.
PREVENCIÓN
La Prevención, consiste en la evaluación de los
riesgos y las medidas a tomar para evitar los
accidentes que puedan ocasionar.
En general, los factores de riesgo provienen
fundamentalmente de cuatro causas:
1) La maquinaria.
2) El hombre; maquinistas, conductores y
trabajadores.
3) El ambiente.
4) La organización de la obra.
ORGANIZACION DE LA OBRA
La organización repercute en la seguridad. El
tráfico interno de la obra, se refiere no sólo al de
los vehículos, sino al de las personas, destino y
lugares de acopios (Logística).
Una organización defectuosa ocasiona
choques, vuelcos, y atropellos.
EL IMPACTO AMBIENTAL EN LAS OBRAS
DE MOVIMIENTO DE TIERRAS.
Toda obra relacionada a una actividad de movimientos de
tierra conlleva consigo misma una inherente perturbación
al medio ambiente el cual se va desempeñar y en la cual
contribuirá de forma positiva o negativa al cambio físico
de la naturaleza.
ALTERACIONES TEMPORALES DURANTE LA
FASE DE EJECUCION.
El movimiento de material contribuye a la perturbación de la
flora y fauna, la gran cantidad de ruidos y vibraciones
producidos por las maquinarias constituyentes de estos
proyectos conllevan a una contaminación auditiva.
La degradación de las aguas afecta seriamente a la fauna
acuática, anfibia e ictícola.
PROTECCIÓN DE LAS ACTUACIONES DE
ALTERACIONES GEOMORFOLÓGICAS
Las medidas paliativas al movimiento de
tierras, son la restauración revegetalizada
de las superficies afectadas, la cual
independientemente del efecto paisajístico
tiene otro más importante, que es la
contención de la erosión producida por las
lluvias.
Ejercicios de
movimientos de
tierras.
GRACIAS ……..