Máquinas e Equipamentos de Mineração 006

Prévia do material em texto

Máquinas e Equipamentos de Mineração
Carregamento e Transporte a Céu Aberto
Carregamento e Transporte a Céu aberto
Tamanho e/ou número de equipamentos
Qual o tamanho ideal do equipamento?
Regra geral – “maximizar o tamanho do equipamento”
Custos de manutenção e operação aproximadamente os
mesmos
Escavadeiras de 4½jc e 15jc e Caminhões de 25 t e 120 t.
1 Jardas cúbicas = 0.764555 Metros cúbicos
4.5 Jardas cúbicas = 3.4405 Metros cúbicos
15 Jardas cúbicas = 11.4683 Metros cúbicos
Escavadeiras Elétricas
Carregamento e Transporte a Céu aberto
Os fatores que devem ser considerados na seleção de
escavadeiras:
A escavadeira é de certo modo inflexível na sua operação – é
um equipamento básico de escavação e carregamento;
Devido ao seu alto custo comparativamente, são limitadas a
projetos de longa vida. A vida econômica de uma escavadeira
é em torno de 40.000 horas. Visto que a maior parte da
amortização de um equipamento se dá geralmente no dois
ou três primeiros anos de operação, um curto tempo de
operação de uma escavadeira não é recomendado. Também
é virtualmente impossível negociar ou vender uma
escavadeira no meio de seu tempo de vida, deixando um zero
valor residual;
Escavadeiras
Carregamento e Transporte a Céu aberto
Baixa mobilidade – uma escavadeira é confinada para operar
em pequenas áreas de uma mina.
Distribuição elétrica e manejo dos cabos de linha merecem
devida consideração no planejamento de um adequado
sistema de distribuição elétrica;
O uso de motores elétricos e sofisticados sistemas de controle
permitem às escavadeiras uma segurança e eficiência
operacional, excepcionalmente altas. A maioria dos controles
vitais da escavadeira está numa cabine geralmente
pressurizada, com filtros de ar, que a permite operar dentro
de condições mais favoráveis que outros equipamentos;
Carregamento e Transporte a Céu aberto
As escavadeiras têm excelente habilidade para escavação
devido ao seu peso, tração e alta capacidade de
deslocamento do guindaste.
Devido a sua lenta movimentação as escavadeiras têm uma
distinta vantagem em relação aos equipamentos sobre pneus
em locais onde as condições do solo são normalmente
negativas aos pneus;
Dada a grande facilidade de operação, a fadiga do operador é
bastante reduzida, não acarretando grandes efeitos na
produção das escavadeiras.
Escavadeiras
Carregamento e Transporte a Céu aberto
Características
Inflexível na operação (máquina de escavação e
carregamento);
Limitado a projetos de longa duração (vida útil 40.000 horas;)
Baixa mobilidade (não apropriada para lavra seletiva e
blendagem);
Cuidados com a distribuição elétrica e manejo dos cabos de
linha (No caso de escavadeiras elétricas);
Motores elétricos e sofisticados sistemas de controle (alta
eficiência operacional);
Escavadeiras
Carregamento e Transporte a Céu aberto
Características
Habilidade de escavar (peso, tração e capacidade de
deslocamento do guindaste);
Montagem sobre esteiras favorece operação em locais não
apropriados para pneus;
Reduzida fadiga do operador.
Escavadeiras
Carregamento e Transporte a Céu aberto
Vantagens
Construção robusta e bastante adequada para escavações de
material de dureza relativamente alta e serviços de
carregamento;
Excelentes segurança e eficiência;
Baixo custo operacional em projetos de longa duração.
Desvantagens
Pouca flexibilidade e mobilidade;
Alto investimento inicial
Escavadeiras
Pontos importantes na seleção das escavadeiras 
Carregamento e Transporte a Céu aberto
Produção diária requerida;
Tonelada total a ser movimentada;
Tamanho da área onde irá operar;
Número de faces a serem trabalhadas;
Capacidade dos caminhões. Como regra geral uma
escavadeira deve ter de 3 a 5 passes para carregar um
caminhão. Esta, entretanto, não é uma regra fixa e varia com a
distância de transporte;
Disponibilidade requerida. Grandes escavadeiras, geralmente,
são mais disponíveis que pequenas escavadeiras;
Tipo de material a ser carregado. Se o material é pouco
fragmentado a eficiência da caçamba é baixa, sendo
necessário grandes escavadeiras para manter a requerida
produção.
Carregamento e Transporte a Céu aberto
Foco em alta produção e baixo custo de operação (HPLC).
Exemplos de minas com alta produção e baixo custo no mundo:
Minas de cobre na América do Sul e Indonésia;
Minas de Ferro do Quadrilátero Ferrífero e Carajás;
Minas de carvão na Austrália, Australia, China, Índia, Canadá, e
EUA;
Minas de Metais preciosos em vários locais.
Carregamento e Transporte a Céu aberto
Foco em alta
produção e baixo
custo de operação
(HPLC). 
Ciclo de Trabalho
Carregamento e Transporte a Céu aberto
O ciclo de trabalho
para ambas, Hidráulica
e a Cabo consiste de
quatro fases:
Balanço;
Carregamento;
Retorno;
Posicionamento, 
requerido em algumas 
vezes.
Carregamento e Transporte a Céu aberto
Escavadeira Elétrica (EMS)
Projetada para escavar e carregar material em minas a céu
aberto.
Motor elétrico.
Capacidade típica 33 jd3 (25 m3) a 82jd3 (63m3).
Carregamento e Transporte a Céu aberto
Escavadeiras Hidráulicas (HMS)
Projetada para escavar e carregar material em minas a céu
aberto.
Disponível na configuração shovel ou retro.
Motores diesel ou elétrico.
Capacidade típica 28 j3 (21 m3) a 46 j3 (35m3).
28 Jardas cúbicas = 21.4075 Metros cúbicos
46 Jardas cúbicas = 35.1695 Metros cúbicos
Carregamento e Transporte a Céu aberto
Critérios de Seleção
Técnico;
Operacional;
Características do Depósito;
Escavação e Carregamento;
Produtividade;
Manutenção;
Impacto Ambiental;
Considerações Comerciais
Atributos ECAtributos EH
A viscosidade do fluido hidráulico varia com 
a mudança de temperatura
Baixa temperatura do fluido pode parar a 
máquina
Alta temperatura pode acelerar desgate dos 
componentes
Motores podem trabalhar em 
temperaturas de –50 ºC a +55 ºC 
Mundanças na viscosidade do 
fluido tem impacto mínimo no 
desempenho da EC
Prioridade: Alta 
EC é mais adaptável a temperaturas extremas.
Adaptabilidade a Temperatura Ambiente
Força de Escavação
Gera forças de escavação através do cilíndro
(força de empurrão) e força de desagregação
via cilindro da caçamba
Prioridade: Alta
Atributos EC
Atributos EH
Gera forças de escavação via cabos e 
braço de empurrar
Força adicional gerada pelo cilindro de 
carga
Atributos EC
Atributos EH
• Enchimento melhor da caçamba 
em bancos baixos
• Mesma força em bancos altos ou 
baixos
• Operador precisa escolher uma 
trajetória específica para caçamba 
e frequente reposição 
• Capaz de manter escavação 
profunda e fluxo de material em 
todos os tipos de escavação A EC é mais capaz de 
consistentemente gerar uma alta 
força de escavação.
Prioridade: Alta
Força de Escavação
Atributos ECAtributos da EH
• Tem pressão estática de 
rolamento relativamente
baixa
• 46 j3 (35.2 m3)  225.8kPa 
(32.8psi)
• Alta pressão estática de 
rolamento
• Equipamentos opcionais
oferecem baixa pressão
estática de rolamento
• 46 j3 (35.2 m3)  424.0kPa 
(61.5psi)
Pressão de Rolamento (Estática)
Prioridade: Alta
A baixa pressão no terreno exercida pela EH faz com que o 
equipamento seja mais apropriado a minas com condições de 
terreno de base “macios”.
Tempo de Montagem
• 10-20 dias com 8 pessoas por 
turno de 10 horas
Prioridade: baixa
Atributos EC
Atributos EH
• 30-70 dias
• Requer equipe maior e mais 
treinada 
EH é mais vantajosa quando se 
consideram equipe e tempo de 
montagem.
Atributos ECAtributos EH
• Projetada para minimizar peso 
estrutural baixa pressão e maior
mobilidade
• Menor peso  menor vida útil
• Projeto robusto durabilidade, 
estabilidade e longevidade
• Pesa mais que a EH para uma igual
capacidade
Peso do Equipamento
Prioridade: Alta
EC pesa mais  maior vida útil do equipamento.
Mobilidade
• Menor e mais leve 
Prioridade: Muito Alta
Atributos EC
Atributos EH
• Corpo robusto e estrutura pesada
O menor tamanho da EH gera um 
vantagem quanto a vulnerabilidade.
• Velocidade de propulsão 
relativamentebaixa
• Relativamente rápida e maior 
mobilidade
• Propusoures longos podem 
causar superaquecimento
Suprimento de Energia
• Máquinas Diesel tipicamente não 
requerem cabos de conexão de 
energia
• Escavadeiras hidráulicas elétricas 
requerem cabo de energia
Prioridade: Alta
Atributos EC
Atributos EH 
• Requer substação elétrica 
• Requer infraestrutura de 
suporte de cabo Ausência de cabos em EH garante
maior mobilidade e flexibilidade.
Adaptabilidade a mudança de tecnologia
• Vida curta limita a oportunidade para 
incremento de novas tecnologias
• Melhoria tecnológica implica em 
nova máquina
Prioridade: Alta
• Vida longa e design modular permite
melhoria em tecnologia
• Upgrade oferecido em módulos
Vida longa e design flexível 
permitem melhor upgrade da EC
Atributos EH 
Atributos EC
• Tipicamente locada no 
• lado esquerdo do equipamento
• Locado no nível do motor
Prioridade: Alta
Atributos EC
Atributos EH
• Locada no lado direito do 
equipamento
• Locado muito acima do piso
da mina, provém melhor
visibilidade dos caminhões.
8
.06
 m
9
.55
 m
> Visibilidade > sensação de 
segurança do operador
Locação da Cabine
Fases de controle da escavação
• 7 etapas requeridas
• 4 etapas requeridas
Prioridade: Muito Alta
• Habilidade do operador 
implica na eficiência da 
escavação
• Mínimo controle do 
operador
1 2 3
4
5
6
7
1 2
3
4
Minimo controle implica em menor
fadiga do operador, consumo e 
estresse do equipamento.
Atributos EH
Atributos EC
Escavação e Carregamento
Dimensões Praça de Operação
Prioridade: Alta
Área de 
manobra
Posição do operador
Área de 
tolerância 
do 
caminhão
Ângulo de visão do operador
)
Área de 
tolerância 
do 
caminhão
Tempo de ciclo;
28 a 32s (31s em média)
Fator de enchimento da caçamba; 
100-105%
Passes necessários; 
3 a 4 passes
(depende da capacidade da 
caçamba)
Desempenho da Escavadeira a Cabo
• Altura ideal da bancada
- Deve ser tal que ao se atingir 
a crista do banco a caçamba 
esteja totalmente cheia;
• Boas condições da praça de 
carga:
- condição do piso: nivelado, 
“limpo” sem “borrachudos”;
- largura da praça: Deve ter 
pelo menos duas vezes a 
largura da máquina + o 
caminhão
Condições da Escavadeira a Cabo
Custo de Capital
• Grandes equip. podem custar US$7M 
ou mais
Prioridade: Alta
Atributos EC
Atributos EH
• Grandes equip. podem custar US$9M 
ou mais
Embora o custo inicial seja maior para a
EC, em longo prazo o investimento de 
capital é maior para a EH. 
3rd HMS $7,000,000
2nd HMS $7,000,000
HMS $7,000,000
U
.S
. 
D
o
lla
rs
 (
in
 m
ill
io
n
s
)
Years
EH
 Vida útil ~7-9 anos
 Alto custo atribuido ao aço e equip. 
eletrônicos
 Vida útil superior a 20 anos
EMS $9,000,000
Upgrades $2,000,000
EC
Escavadeira a Cabo
Máximo desempenho e segurança
Manter ângulo de giro entre 70º a 90º, giros maiores
ocasionam perda de produção;
Manter o piso nivelado perpendicularmente às esteiras;
Monitorar o cabo de energia, que deve estar sempre
perpendicular às esteiras da máquina;
Sempre operar perpendicularmente à face do banco, pois em
situações de emergência a retirada da máquina é fácil e
rápida;
Nunca deslocar com a caçamba cheia;
Para deslocamento em rampas, sempre deve ter o apoio de
um trator de esteiras.
Escavadeira Hidráulica 
Desempenho
• Tempo de ciclo;
27 a 30s (28s em média)
• Fator de enchimento da 
caçamba; 
90-100%
• Passes necessários; 
4 a 6 passes
• Altura ideal da bancada
- Deve ser tal que ao se 
atingir 
a crista do banco a caçamba 
esteja 
totalmente cheia;
• Boas condições da praça de 
carga:
- condição do piso: nivelado, 
“limpo”
sem “borrachudos”;
- largura da praça: Deve ter 
pelo menos
duas vezes a largura da 
máquina 
mais o caminhão
Escavadeira Hidráulica 
Condições
Escavadeira Hidráulica 
Máximo desempenho e segurança
Manter ângulo de giro entre 70º a 90º, giros maiores
ocasionam perda de produção;
Manter o piso nivelado perpendicularmente às esteiras;
Monitorar o cabo de energia, que deve estar sempre
perpendicular às esteiras da máquina;
Sempre operar perpendicularmente à face do banco, pois em
situações de emergência a retirada da máquina é fácil e
rápida;
Nunca deslocar com a caçamba cheia;
Para deslocamento em rampas, sempre deve ter o apoio de
um trator de esteiras.
• Tempo de ciclo;
24 a 28s (26s em 
média)
• Fator de enchimento 
da caçamba; 
90-110%
• Passes necessários; 
4 a 6 passes
Retroescavadeira Hidráulica 
Desempenho
• Altura e quantidade de materiais 
ideais da pilha:
- Deve ser posicionada no plano 
da altura da báscula do caminhão;
• Caminhão abaixo da escavadeira;
• Ângulo de giro entre 45 e 60º;
• Máquina extremamente versátil: 
Desmonta, carrega, prepara sua
praça de carga, executa serviços 
auxiliares.
Retroescavadeira Hidráulica 
Condições
Pás Carregadeiras
Condições a serem analisadas na seleção de pás carregadeiras
sobre pneus ou esteiras como carregamento primário:
Onde requer mobilidade devido às operações em diversos
bancos;
Onde é necessário blendagem do material;
Onde a expedição de capital para um equipamento de
carregamento mais caro (escavadeira), não é justificado. A
vida útil de uma escavadeira é de 40.000 horas contra 10.000
horas para uma carregadeira.
LeTourneau L-2350
Carregadeira ou Pá mecânica
Características
Flexível na operação (máquina de escavação, carregamento,
serviços auxiliares, alimentação de britadores, etc.);
Excelente mobilidade sendo apropriada para lavra seletiva e
blendagem;
Boa produtividade em material fragmentado;
Carregadeira ou Pá Mecânica
Vantagens
Alta mobilidade;
Pode fazer blendagem e lavra seletiva;
Retorno de investimento favorecem as carregadeiras (alta
produção e baixo investimento);
Pás carregadeiras requerem menor habilidade do operador;
Carregadeiras operam independente de equipamentos
auxiliares;
Carregadeira ou Pá Mecânica
Desvantagens
Necessidade de escavar material reduz produção das
carregadeiras e aumenta custos;
Máquina menos robusta, periodicidade maior de
manutenções;
Custo de operação é mais alto (Diesel e Pneus);
Operação intermitente (Abastecimento).
Carregadeira ou Pá mecânica
Desempenho
• Tempo de ciclo;
30 a 40 s (38 s em 
média)
• Fator de enchimento 
da caçamba; 
90-110%
• Passes necessários; 
4 a 6 passes
• Grande volume de material 
desmontado;
• Boas condições de praça:
- largura da praça (no 
mínimo 2 X a 
largura da máquina mais o 
caminhão);
- piso nivelado e sem 
borrachudos.
• Boa drenagem;
• Material bem fragmentado; 
Carregadeira ou Pá mecânica
Condições
Carregamento e Transporte a Céu aberto
Transporte
Representa cerca de 40% do custo de lavra.;
É de fundamental importância uma boa conservação das
estradas e acessos devido a:
Elevado consumo de combustíveis;
Quebras de equipamentos devido às características
intrínsecas da atividade;
Elevado desgaste de pneus;
Outros.
Presença de artefatos cortantes;
Presença “Borrachudos”;
Outros.