Solución de Examen Parcial de Servicios Auxiliares e Instalaciones Mineras

Alumno:

1ER PARCIAL DE SERVICIOS AUXILIARES RESUELTO

Ciudad Universitaria, Mayo 2014

Jhon Nelson Quispe Quispe Código: 12160052 Profesor: Ingeniero Ramírez Ponce

SOLUCIÓN DE EXAMEN DE SERVICIOS AUXILIARES E INSTALACIONES MINERAS DISEÑAR TRANSPORTE DE MINERAL SOBRE RIELES Para una mina con una galería principal de 700 mts, con 12 tajos de producción cada una tiene una tolva de mineral, la descarga del mineral es en superficie en un hechadero (tolva principal de la planta concentradora), la producción es de 1,300 TM/dia (capacidad de la Planta concentradora), mineral polimetálico, la Unidad minera tiene Energia electrica que cubre todas sus necesidades operativas Solución: Para dimensionar el transporte sobre rieles sobre rieles primero hay que hallar el peso de la locomotora. Luego se determinará el peso de la riel y de las eclisas en función del peso de la locomotora. Los criterios que estoy tomando son las siguientes:      

La gradiente en descenso con carga es de 0.6% La concentradora trata 1300TM/día, 7 días a la semana Distancia de la tolva de concentradora es de 5000 pies Los turnos de trabajo de la locomotora es de 2 a 8 horas cada uno, 6 días a la semana Las ruedas de la locomotora son de acero La aceleración es de 0.1mphps

Primero calculamos el tonelaje por turno de la locomotora 7𝑑í𝑎𝑠 × 1300 𝑇𝑀/𝑑í𝑎 = 758.33 𝑡𝑜𝑛𝑒𝑙𝑎𝑑𝑎𝑠 6𝑑í𝑎𝑠 × 2𝑡𝑢𝑟𝑛𝑜𝑠/𝑑í𝑎 Tiempo del ciclo de viaje: Llenado de un carro será en 1min Vaciado de un carro 1min Velocidad del convoy es de 32808 pies por hora que es equivalente a 10km/hora Tiempo de viaje de ida y vuelta: 60𝑚𝑖𝑛 × 2 × 5000𝑝𝑖𝑒𝑠 = 18.29 𝑚𝑖𝑛 32808𝑝𝑖𝑒𝑠/ℎ𝑜𝑟𝑎 Tiempo de ciclo considerando 20 carros 2*9+18.29= 36.29min casi 40min Tiempo neto de trabajo por turno:

7horas*50min/horas de trabajo = 350 minutos Número de ciclos por turno: 350/36.29 = 9.64 ciclos redondeando son 9 ciclos Tonelaje por carro por viaje: 758.33𝑇𝑀 = 9.362 𝑡𝑜𝑛𝑒𝑙𝑎𝑑𝑎𝑠 9𝑣𝑖𝑎𝑗𝑒𝑠 × 9 𝑐𝑎𝑟𝑟𝑜𝑠 Peso de la carga rodante considerando peso de carro vacío igual a 70% de la carga 9 carros*9.362 ton/carro*170%=143.2386 toneladas Peso de la locomotora considerando que las ruedas son de acero: Aplicando 𝐿=

𝑊(𝐹 + 20𝐺 + 100𝑎) 480 − 20𝐺 − 100𝑎

Se tiene entonces: 𝐿=

143.23(20 + 20(−0.6) + 100(0.1)) = 5.34 480 − 20(−0.6) − 100(0.1)

Redondeando 5 toneladas Peso de la locomotora es de 5 toneladas De acuerdo a la tabla se elige el peso de la riel PESO LOCOMOTORA TM 1.5 2 2.5 a 3.5 4a6 7 a 10 11 a 13 14 a 15 16 a 20 21 a 25 26 a 30

PESO DE LA RIEL libras/yarda 12 16 20 25 35 40 50 60 70 80

Luego de elegir la riel se procede con este cuadro la selección de la eclisa RIELES DIMENSIONES (plg)

PESO Lb/yd 8 10 12 14 16 20 25 30 35 40

ECLISAS DIMENSIONES (plg)

A=B

C

D

E

F

1 9/16 1¾ 2 2 3/8 2 5/8 2¾ 3 1/8 3 5/16 3 5/16 3 1/2

1 3/16 1 5/16 1 1 1/16 1 11/64 1 11/32 1½ 1 11/16 1¾ 1 7/8

5/32 3/16 3/16 ¼ ¼ ¼ 20/64 21/64 23/64 23/64

½ ½ 5/8 5/8 ¾ ¾ 15/16 13/16 13/16 7/8

16 1/8 16 1/8 16 1/8 16 1/8 16 1/8 16 1/8 16 1/8 16 1/8 16 1/8 20

PESO DE LAS ECLISAS EN RELACION A LA RIEL PESO DE RIEL Lb/yd PESO DE LAS ECLISAS Lb/par

8

10

12

14

16

20

25

30

35

40

2

2.6

3.4

4

4.4

4.8

5.7

10

12

16

PESO DE LOS PERNOS Y CLAVOS DE RIEL PERNOS DIMENSIONES Plg GXH 3/8 x1 ½ ½x1¾ ½x2 ½ x 2 1/8 5/8 x 2 ¼ 5/8 x2 ¾ 5/8 x 3 ¾ x 2 7/8 ¾x3

PESO Lb/100 pernos Con tuercas 12 31 22 23 41 46 40 70 72

CLAVOS DIMENSIONES Plg JXK 2 ½ x 5/16 2 ½ x 3/8 3 x 3/8 3 ½ x 3/8 4 x 3/8 3 ½ x 7/16 4 x 7/16 4 ½ x 7/16 3½x½ 4 x ½ 4 ½ x1/2 5 x 1/2

PESO Lb/100 clavos 9 12 14.5 16 19.5 22.5 27.5 29 31 33 38.5 42.5

DISEÑE TRANSPORTE DE MINERAL POR IZAJE La unidad minera, polimetálica tiene 5 niveles inferiores, longitud del pique en profundidad es de 700 mts, la producción diaria es de 1,500 TM/día, el pique es para transporte de personal, materiales y de producción Criterios a) b) c) d) e) f) g) h) i) j) k) l)

Número de viajes por hora Tiempo total del ciclo Tiempo de velocidad uniforme Velocidad de izaje Peso del cable Tiempo de izamiento Carga admisible del cable Diámetro de la tambora y polea Distancia horizontal eje tambor a eje cable vertical Longitud inclinada del cable desde polea hasta tambora Ancho del tambor Numero de vueltas del cable en el tambor

Desarrollo a) Número de viajes por hora 𝑁=

350 20𝑣𝑖𝑎𝑗𝑒𝑠 = 6×3 ℎ𝑜𝑟𝑎

a) Tiempo total del ciclo 𝒕=

𝟑𝟔𝟎𝟎 𝟏𝟖𝟎𝒔 = 𝟐𝟎 𝒄𝒊𝒄𝒍𝒐

a) Tiempo de velocidad uniforme 𝑡 = 180 − (14 + 7.2 + 21) = 137.8𝑠/𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜 a) Velocidad de izaje 𝑙 = 700𝑚 + 25𝑚 + 2.5𝑚 = 727.5 × 3.28 = 2386.2𝑝𝑖𝑒𝑠 𝑡 = 14 + 7.2 + 132.5 = 153.7𝑠 𝑣 = 2386.2/(180 −

14 + 7.2 ) = 14.086𝑝𝑖𝑒/𝑠𝑒𝑔 2

a) Peso del cable 𝑄𝑡 = 1500𝑘𝑔 + 2000𝑘𝑔 = 3500𝑘𝑔 𝑅 = 22000𝑘𝑔/𝑐𝑚2 𝑆=7 𝐿𝑣 = 700𝑚 + 25𝑚 = 725𝑚 𝑃 = 3500/((

22000 − 725) = 1.248𝑘𝑔/𝑚 0.9 × 7

a) Tiempo de izamiento 𝑡 = 𝑡𝑠 + 𝑡𝑑 + 𝑡𝑢 = 15𝑠 + 7.5𝑠 + 132.5𝑠 = 155𝑠 m) Carga admisible del cable 1𝑝𝑙𝑔 = 2.54𝑐𝑚 𝑆𝑐 = 3.1416 × (1.27)2 = 𝑐𝑚2 𝑄𝑎𝑑𝑚 = (5.07 × 22000)/7 = 15934.28 a) Diámetro de la tambora y polea 𝐷𝑡𝑚𝑏 = (64 𝑎 80)𝑑𝑐; 𝑚 𝑑𝑐: 𝑑𝑖á𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑎𝑏𝑙𝑒 = 2.5𝑝𝑙𝑔 = 0.0635𝑚 𝐷𝑡𝑚𝑏 = 80 × 0.0635 = 5.08𝑚

a) Diámetro pole 𝐷𝑝𝑜𝑙 = 𝐷𝑡𝑚𝑏 = 5.08𝑚 b) Distancia horizontal eje tambor a eje cable vertical 𝑏 = (𝐻𝑐 × 0.45) + 𝐷𝑡𝑚𝑏 + (𝐷𝑝𝑜𝑙 × 0.5) + 8 = (30 × 0.45) + 5.08𝑚 + (5.08 × 0.5) + 8 = 29.12𝑚 n) Longitud inclinada del cable desde polea hasta tambora 𝑐 =1𝑚 2

𝐿𝑖 = √(30 − 1)2 + (29.12 − (5.08)) = 37.67𝑚 a) Ancho del tambor 𝑎𝑛𝑐ℎ𝑜 𝑑𝑒 𝑡𝑎𝑚𝑏𝑜𝑟 = tan(1.5) × 42 × 2 = 2.2𝑚 Numero de vueltas del cable en el tambor 𝑑𝑐 = 𝑑𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑏𝑙𝑒 = 2.5𝑝𝑙𝑔 = 0.0635

𝑠𝑒𝑝𝑎𝑟𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑟𝑎𝑛𝑢𝑟𝑎𝑠 𝑡𝑎𝑚𝑏𝑜𝑟 = 8 𝑚𝑚 = 0.008 𝑚 𝑛𝑢𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑣𝑢𝑒𝑙𝑡𝑎𝑠 =

2.2 = 30.76𝑣𝑢𝑒𝑙𝑡𝑎𝑠 0.0635 + 0.008