CABLECARRILES

Integrantes:Elvis Gómez TiqueFrancisco Gil CahuanaJoel David Gil CahuanaJorge Castillo Ramos

INTRODUCCION

• Con cierta frecuencia, en la zona andina del Perú donde generalmente se encuentran las minas, la geografía presenta grandes desniveles y es necesario extraer y llevar la mena de arriba hacia abajo, debido a que las plantas de procesamiento de ubican en la parte baja. Especialmente, en las etapas iníciales de la mina se recurre a cable carriles como una solución al transporte.

ELEMENTOS DE UNA JIGBACK

• Baldes.• Cable Portantes• Cable Tractor con sus respectivas facilidades de carguío y descarga.• Estaciones con sus respectivas facilidades de carguío y descarga.• Estructuras de protección donde sean necesarios.

ELEMENTOS DE UNA JIGBACK

BALDESon recipientes y sus accesorios que contienes la carga y se diseñan de acuerdo al uso y general están normalizados. El balde consta del recipiente propiamente dicho, un carro que incluye las ruedas acanaladas y pueden tener 2 o 4 ruedas, y dispositivos sujetadores.

ELEMENTOS DE UNA JIGBACK

CABLES PORTANTES Son de acero y generalmente son moldeados o cerrados (loked oíl). Las distancias que cubren este tipo de instalaciones, en general, llegan a 300 m y con excepción a 500 m. Las gradientes pueden llegar a 130% aunque no excede el 60%

CARACTERISTICAS

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.

CARACTERISTICAS

Datos estadísticos muestran el costo/ton comparados con sistemas de transporte con volquetes y por vía férrea:• Cable carril 0.75 $/ton• Volquetes 2.40 $/ton• Trenes 0.86 $/ton

USO DE CABLECARRILES

PARA USO DE PERSONAL PARA USO DE MINERIA

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

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.

ESTACIONES

Son puntos en que los baldes son cargados con mineral (Estación de Carguío) o descargados (Estación de Descarguío.Aquí 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.0

TIPOS DE CABLES

• Cable Portante: Constituye la vía de circulación y soporta la carga, también se conoce como cable carril o portador.• Cable tractor: transmite la fuerza

para el movimiento, también se conoce como cable tracción.• Cable Transportador: Soporta la

carga y transmite la fuerza para el movimiento, se conoce también como portador-tractor.

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 (Mono cable). 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.

CABLE RIEL

• Las roturas de sus hebras exteriores pueden causar descarrilamientos de los baldes.

• Se corrigen utilizando MORDAZAS DE REPARACIÓN, 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.

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”.

RELACIONES DEL TONELAJE, DIÁMETRO DEL CABLE PORTANTE, CARGAS Y TROCHA

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/bogie que

permite posición horizontal Existen baldes en V, en U, cilíndricos, así como variadas formas de des carguío ( 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 rielEspaciador automático de los baldes El sistema es automático y requiere de poco personal.

G.- DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA MONO-CABLE FIG. NO. 10 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.

ARGENTINA Longitud 34.30 km Número de torres 800 Capacidad 40 ton/hora Capacidad por balde 1125 lb PERU Mina San Cristóbal/Planta Mahr Túnel (14 km) Año de construcción 1936 Longitud de cable 26 km Capacidad de transporte 20000 TCS/mes Diámetro cable tractor 1 1/8” Peso del cable 3.20 kg/m Intervalo entre baldes 1.72 min Ciclo por balde 2.52 horas Baldes transportados por hora 45 Capacidad teórica por balde 1 ton

MINA LA MEJICANA

Mina aurífera ubicada en el cerro fatima 4600 msnm a 35 km de la ciudad chilecito de la provincia Rioja Argentina, debido a las distancias y las características del terreno motivaron la construcción del cablecarril Se componía de 8 tramos unidos por estaciones cada una provee la tracción con un motor tendido en cada tramo , la velocidad es 2,5 m/s contaba con 450 vagonetas separadas entre si por unos 112 m, cada una con una carga de 500 kg . La altura con respecto al suelo llegaba 450 m al llegar a cada estación la vagoneta se desenganchaba del cable de tracción y se acoplaba al de estación siguiente

Cada estación está enlazada a la siguiente mediante un cable de sostén y un cable de tracción El cable de soporte es de 32 mm y el de tracción, de 23 mm, ambos de acero, con enganches de plomo entre los tramos de cable

CABLE CARRIL DE YAURICOCHA

La Unidad Económica de Yauricocha de Centromin Perú S.A. fue transferida a la empresa Sociedad Minera Corona S.A. fue diseñado para transportar mineral directamente extraído de la mina Yauricocha hasta la estación de Chaucha ubicada a 15 km de distancia, y de aquí por ferrocarril hasta la Fundición de La Oroya, debido a lo escabroso del terreno Este Cable Carril cubre una extensión de 15,5 kilómetros entre las localidades de Yauricocha y Chaucha. En 1967 llegó a trasladar hasta 6 000 toneladas mensuales El sistema comprende tres tramos, y cuando estaba completo tenía 31 835 metros de cable de acero de 1 3/8”, 16 poleas de 11 pies de diámetro, 250 baldes de 14 pies cúbicos de capacidad, 87 torres El cable carril de Chaucha-Yauricocha, considerado pasivo ambiental

I.- CÁLCULOS i.1.- Capacidad de carga o carga útil

= (CTB * fll * p.e)./fe ; ton Donde: CTB = Capacidad teórica del balde, dado por el fabricante o calculado de acuerdo a su geometría y dimensiones; m3

Balde cilíndrico = π * r^2 * h * fcg ; m^3 Balde en U = a * l * h * fcg; m^3

r = radio; m h = altura; m Fcg = Factor de corrección geométrica (1 para cilíndrico y 0.85 para U) a = Ancho del balde; m l = longitud del balde; m

Fll = Factor de llenado, que depende del grado de fragmentación, pericia del operador, presión de aire, etc. 0.5 a 0.8 p.e.= Peso específico del mineral; s/u Fe = Factor de esponjamiento del mineral, es decir el contenido de vacíos y está dado por el grado de humedad, fragmentación, peso específico, etc. oscila entre 1.1, 1.8 a 2.5

i.2.- Ton/hora a transportar = (ton/gdia)/(TE/gdia) Donde: TE/gdia = Tiempo efectivo por guardia

i.3.- Número de baldes/hora = (ton/hora(/(capacidad/balde)

i.4.- Distancia de separación entre baldes = Longitud de recorrido/Número de baldes reales; m

i.5.- Intervalo de tiempo entre baldes = (60 min/hora)/(número de baldes/hora); min o seg

i.6.- Tiempo/ciclo de cada balde = Intervalo de tiempo entre baldes * número de baldes reales; min

i.7.- Velocidad de los baldes = Longitud de recorrido (circuito)/(tiempo/ciclo de cada balde)

i.8.- Baldes transportados por guardia = Intervalo de tiempo entre baldes * 60 min/hora * TE/gdia

I.9.- Calculo del diámetro del cable carril• La Resistencia Verdadera se calcula con un factor de seguridad

para cables carril de 3.5

F.S.= Resistencia Verdadera/Resistencia Requerida

Resistencia Verdadera = 3.5 * Resistencia requerida

• Luego determinamos el diámetro del cable carril en base de la ecuación de esfuerzo

σ = F / Aσ = F / ((π*d^2)/4)

d = (F / (π/4)* σ) ^0.5

Ejercicio

Un sistema de Cable-carril recorre 3000 metros por ciclo y cuenta con 21 baldes cilíndricos de 0.90 m de diámetro y 1.00 m de altura en el circuito; trabaja 10 horas/gdia, transportando 600 ton durante la guardia; el factor de corrección geométrica es 1; el factor de llenado es 0.8; el factor de esponjamiento es 1.8 y el peso específico del mineral es 2.8. Esfuerzo del cable 1200 Mpa.

Se desea conocer los 9 datos anteriores

Desarrollo

• Capacidad teórica del balde:

Nos dice que cuenta con baldes cilíndricos entonces :

Balde cilíndrico = π * r^2 * h * fcg

Balde cilíndrico = π * 0.45^2 *1*1

Balde cilíndrico = 0.6362 m^3

1500 metros

• Carga útil = (0.6362 * 2.8 * 0.8))/1.8 = 0.79 ton/balde

• Ton/hora a transportar = (600 ton/gdia)/10 = 60 ton/hora

• Número de baldes por hora = (60 ton/hora)/(0.79 ton/balde)= 76 baldes/hora

• Distancia entre baldes = 3000 m/21 baldes = 142.86 m

• Intervalo de tiempo entre baldes = (60 min/hora)/(76 baldes/hora ) = 0.79 min

• Tiempo/ciclo de cada balde = 0.79 min * 21 baldes = 16.59 min/balde

• Velocidad de baldes = 3000 m/(16.59 min/balde) = 180 m/min

• Baldes transportados/gdia = 0.79 min * 60 min/hora * 10 hora/gdia = 474 baldes

• Calculo del diámetro del cable carril

Resistencia Verdadera = 3.5 * 0.79 ton Resistencia Verdadera = 2.765 ton

2.765 ton = 2765 Kilogramo = 27.12386KN1200 Mpa = 1200000 kN/m²

σ = F / Aσ = F / ((π*d^2)/4)

d = (27.12386 KN / (π/4)* 1200000 kN/m²) ^0.5d = 0.00536463

d = 0.0054 m o 54mm de diametro