8 Aplicação e Manuseio de Equipamentos de Mina

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Um Guia de Referência para as Aplicações de Máquinas de Mineração
February 2002
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Motivos da Avaliação da Mina
• Confirmar que a mina está obtendo o valor máximo do
investimento em equipamentos Caterpillar.
• Ajudar a mina a estabelecer e alcançar novos padrões de
segurança, eficiência e lucratividade.
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Principais Fatores a Revisar
• Dimensionamento e seleção das
máquinas ou do sistema.
• Definição do trabalho.
• Técnicas de operação.
• Condições gerais da área de
trabalho.
• Projeto e manutenção das estradas
de transporte.
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Caminhões
Referências de Desempenho
• Tempo de troca
− Objetivo. . . . . . . . . . . . .42 segundos
− Aceitável. . . . . . . . . . . .54 segundos
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Caminhões
Posicionamento da Carga
• Centralize a carga sobre os cilindros de levantamento e ao longo da linha de
centro da caçamba.
• Minimize a quantidade de material sobre a prancha de proteção da cabine.
• Minimize o derramamento de material pelas laterais, pelos cantos e pela
traseira.
• Procure sempre distribuir a carga entre os eixos dianteiro e traseiro na
proporção de 66%-33%.
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Caminhões
Posicionamento
• O operador da carregadeira é quem indica a posição do caminhão.
• Posicione de forma a obter tempos de ciclos mais rápidos.
− Carregadeiras de rodas: – 45°
− Outros equipamentos de
carregamento: – o ângulo varia
• Mantenha as rodas traseiras
em terreno limpo.
• Minimize o tempo 
de espera.
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Caminhões
Outras informações
• Segurança
− Aplique o freio de estacionamento
• Caçamba
− Verifique o desgaste da chapa de
proteção e o alinhamento
do batente da caçamba
• Pneus
− Verifique as condições dos pneus
− Verifique os fatores TKPH ou TMPH
(ou Índice PV)
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Seleção da Ferramenta de Carregamento
 E s c a v a d e ira a 
C a b o 
E s c a v a d e ira d e 
P á F ro n ta l 
E s c a v a d e ira d e 
G ra n d e V o lu m e
C a rre g a d e ira 
d e R o d a s 
T e m p o d e c ic lo 
(s e g u n d o s ) 
2 8 -3 2 2 7 -3 0 2 4 -2 8 3 0 -4 0 
F a to r d e 
e n c h im e n to (% ) 
1 0 0 -1 0 5 9 0 -1 0 0 9 0 -1 1 0 9 0 -1 1 0 
Q u a n tid a d e d e 
c ic lo s 
3 -4 4 -6 4 -6 4 -6 
C o n d iç õ e s 
fa v o rá v e is 
F re n te d e tra b a lh o 
ú n ica . 
T e rre n o n ive la d o e 
e s tá ve l. 
B a rra n co s la rg o s . 
M a te ria l b e m 
e xp lo d id o . 
E sca va çã o o rd e n a d a .
Á re a a p e rta d a e 
m a te ria l p ró x im o . 
T e rre n o irre g u la r. 
C a m in h ã o a b a ixo 
d a e sca va d e ira . 
Á re a a p e rta d a e 
m a te ria l p ró x im o . 
P o u co g iro . 
T e rre n o n ive la d o e 
se co . 
M a te ria l b e m 
fra g m e n ta d o . 
F re n te d e tra b a lh o 
d e se çã o b a ixa . 
C a rre g a m e n to e m 
d ive rsa s fre n te s . 
 
C o n d iç õ e s 
d e s fa v o rá v e is 
T e rre n o irre g u la r. D e s lo ca m e n to s 
e xce ss ivo s . 
B a rra n co s b a ixo s . 
B a rra n co s a lto s e 
in s tá ve is . 
D e s lo ca m e n to s 
e xce ss ivo s . 
B a ixo â n g u lo d e 
re p o u so d o 
m a te ria l. 
S o lo irre g u la r e 
ú m id o . 
Á re a s d e 
ca rre g a m e n to 
a p e rta d a s . 
 
 
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Escavadeiras a Cabo
Referências de Desempenho
• Tempo de ciclo
− 28-32 segundos
(31-segundos em média)
• Fator de enchimento da caçamba –
rocha bem explodida
− 100-105%
• Quantidade de ciclos para
completar uma carga
− 3-4 ciclos
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Escavadeiras a Cabo
Condições da Área de Trabalho
• Altura ótima do banco
− Alto das roldanas da lança
• Melhores aplicações
− Uma única frente de trabalho,
altura correta
− Barrancos largos
− Material bem explodido
• Condições desfavoráveis
− Terreno irregular
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Escavadeiras a Cabo
Recomendações
• Mantenha o giro máximo – 70-90°.
• Mantenha o terreno limpo.
• Monitore a manutenção do cabo de força.
• Nunca opere com uma borda
cortante desprotegida.
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Escavadeira Hidráulica de Pá Frontal
Referências de Desempenho
• Tempo de ciclo
− 27-30 segundos (28-segundos em média)
• Fator de enchimento da caçamba – rocha bem explodida
− 90-100%
• Quantidade de ciclos para
completar uma carga 
− 4-6 ciclos
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Escavadeira Hidráulica de Pá Frontal
Condições da Área de Trabalho
• Altura ótima do barranco
− Logo acima da articulação entre a lança e o braço
• Melhores aplicações
− Escavação ordenada,
múltiplos objetivos
− Materiais próximos e área de
carregamento apertada
− Piso irregular
• Condições desfavoráveis
− Deslocamentos excessivos
− Barrancos baixos
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Escavadeira Hidráulica de Pá Frontal
Recomendações
• Escave para cima, carregue pelo centro.
• Mantenha-se próximo à área de escavação.
• Evite escavar muito para dentro da frente de trabalho.
• Cuidado com barrancos altos e
instáveis.
• Carregue pela esquerda.
• Evite esforço de desagregação
excessivo.
• Maximize o contato das pontas.
• Sempre defina um método de
escavação – Dir. para Esq. ou
Esq. para Dir. – e mantenha o padrão.
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Escavadeiras de Grande Volume
Referências de Desempenho
• Tempo de ciclo
− 24-28 segundos (26-segundos em média)
• Fator de enchimento da caçamba – rocha bem explodida
− 90-110%
• Quantidade de ciclos para
completar uma carga 
− 4-6 ciclos
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Escavadeiras de Grande Volume
 Condições da Área de Trabalho
• Altura ótima do banco
− Comprimento do braço ou a distância entre a lateral do caminhão e a
traseira da escavadeira
• Melhores aplicações
− O caminhão abaixo da escavadeira
− Área de carregamento e material bem
próximos
− Giro curto – 60°
• Condições desfavoráveis
− Barrancos altos
− Deslocamentos excessivos
− Pequeno ângulo de repouso do material
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Escavadeiras de Grande Volume
Recomendações
• Evite barrancos excessivamente altos.
• Mantenha a área de escavação pequena e o ângulo de giro curto.
• Remova o passe mais afastado durante a troca de caminhões e mantenha o
“Corte Mestre” (o passe em frente a esteira interna) para estabelecer uma
parede reta para o próximo corte.
• Evite escavar muito para dentro
da frente de trabalho.
• Mantenha o corte alinhado com a
esteira interna e não mais do que a
45° da esteira externa.
• Cuidado com material mal explodido.
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Carregadeiras de Rodas
Referências de Desempenho
• Tempo de Ciclo
− 30-40 segundos (38-segundos em média)
• Fator de enchimento da caçamba – rochas bem explodidas
− 90-110%
• Quantidade de ciclos
para completar
uma carga 
− 4-6 ciclos
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Carregadeiras de Rodas
 Condições da Área de Trabalho
• Altura ótima do banco
− Altura do pino de articulação da
caçamba no ponto mais alto
• Melhores aplicações
− Terreno nivelado, seco, firme e liso
− Boa drenagem
− Material bem fragmentado
− Frente de seção baixa
− Carregamento em várias frentes
• Condições desfavoráveis
− Terreno irregular ou úmido
− Áreas de manobras apertadas
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Carregadeiras de Rodas
Recomendações
• Entre no monte de frente.
• Mantenha o chassi alinhado
quando for escavar.
• Levante a caçamba antes de acomodar
o material.
• Posicione os braços de levantamento na
horizontal quando a caçamba estiver cheia.
• Não permaneça mais do que 12 segundos
na frente de trabalho.
• Posicione a carregadeira a uma distância
equivalente a 1,5 voltas de uma roda,
da frente detrabalho até o ponto de
carregamento do caminhão.
• Nunca opere com uma lâmina desprotegida.
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Motoniveladoras
Posição da lâmina
• Mantenha a parte superior da lâmina 50 mm a frente da borda
cortante.
• Mantenha a borda cortante num
ângulo de 90° em relação
à superfície.
• Mantenha o ângulo
de ataque constante.
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Motoniveladoras
Ângulo da Lâmina
• Utilize a maior largura de passe possível.
• Aumente o ângulo se o material escapar pela extremidade mais
avançada da lâmina.
• Utilize um ângulo de 10° quando trabalhar com bordas dentadas.
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Motoniveladoras
Outras Recomendações
• Nivele em 2a ou 3a marcha.
• Escarifique em 1a marcha, com qualquer máquina.
• Sempre mantenha as bordas afiadas para uma melhor
penetração.
• Substitua as bordas cortantes
antes de danificar a lâmina.
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Tratores de Esteiras
Informações sobre Escarificação
• Escarifique descida abaixo.
• Escarifique na mesma direção em que os escrêiperes
carregam.
• Observe a velocidade.
− 1,5-2,5 km por hora
• Posicione a ponta corretamente.
− Comece com a ponta para trás
− Puxe para frente após ter
penetrado no solo
− O porta-ponta permanece para trás
enquanto estiver escarificando
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Tratores de Esteiras
Recomendações para Trabalhos com Lâmina
• Prefira corte em trincheiras.
• Corte descida abaixo.
• Faça as curvas com a ajuda da lâmina.
• Minimize as cargas de canto,
forças de desagregação e impacto.
• Mantenha uma pressão constante.
• Posicione a lâmina corretamente.
− Incline para frente
− Incline a lâmina para trás quando
estiver meio cheia
− Continue inclinando lentamente para trás
conforme vai enchendo
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Tratores de Esteiras
Outras Recomendações
• As nervuras de reforço na ponteira de penetração do ríper devem
ficar voltadas para cima.
• Certifique-se que as FPS estão corretamente instaladas.
• Nunca opere com o porta-pontas desprotegido.
• Evite deslocamentos excessivos.
• Observe as ferragens das esteiras quanto ao aperto ou à falta de
alguma peça.
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Escrêiperes
Referências de Desempenho
• Tempo de carregamento – escrêiper de caçamba aberta/empurrado.
− Objetivo . . . . . . . . . . . . . . 24-30 segundos
− Média . . . . . . . . . . . . . . . 36-43 segundos
• Diminua o tempo da operação em tandem.
• Aumente o tempo de operação com um só motor.
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Perfuratrizes
Referências de Desempenho
(25.000-40.000 lb/111,25-178 kN força vertical)
• Profundidades
− Múltiplos passes . . . . . . . . .até 40 m/43 jd
− Passe simples . . . . . . . . . . 10-12 m/11-13 jd
• Diâmetros dos furos
− 100-200 mm/3,9-7,8 polegadas
• Velocidades de rotação 
− Carvão . . . . . . . . . . . . 120-150 rpm
− Rocha dura . . . . . . . . .100-120 rpm
• Penetração
− Carvão . . . . . . . . . . . . 40-60 m/h/43,7-65,6 jd/h
− Rocha dura . . . . . . . . .10-30 m/h/10,9-32,8 jd/h 
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Perfuratrizes
Referências de Desempenho
(40.000-60.000 lb/178-267 kN força vertical)
• Profundidades
− Múltiplos passes. . . . . . . . . até 60 m/65,6 jd
− Passe simples. . . . . . . . . . .12-16 m/13-17 jd
• Diâmetros dos furos 
− 150-250 mm/5.9-9.8 polegadas
• Velocidades de rotação 
− Carvão . . . . . . . . . . . . . 100-130 rpm
− Rocha dura . . . . . . . . . . 80-110 rpm
• Penetração
− Carvão . . . . . . . . . . . . . 40-80 m/h/43,7-87,4 jd/h
− Rocha dura . . . . . . . . . .10-40 m/h/10,9-43,7 jd/h
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Perfuratrizes
Referências de Desempenho
(60.000-110.000 lb/267-489,5 kN força vertical)
• Profundidades
− Múltiplos passes. . . . . . . até100 m/109 jd
− Passe simples. . . . . . . . .14-18 m/15-19 jd
• Diâmetros dos furos
− 200-350 mm/7,8-13,7 polegadas
• Velocidades de rotação
− Carvão . . . . . . . . . . . .80-110 rpm
− Rocha dura . . . . . . . . 70-90 rpm
• Penetração
− Carvão . . . . . . . . . . . 40-100 m/h/43,7-109,4 jd/h
− Rocha dura . . . . . . . .10-50 m/h/10,9-54,6 jd/h 
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Perfuratrizes
Referências de Desempenho
(Perfuratrizes de esteiras)
• Profundidades
− Múltiplos passes . . . . . . . . . até 50 m/54 jd
− Passe simples . . . . . . . . . . . 8-10 m/8,75-10,9 jd
• Diâmetros dos furos
− até 150 mm/5,9 polegadas
• Velocidades de rotação
− Carvão . . . . . . . . . . . . . 80-120 rotativo
− Rocha dura . . . . . . . . . até 40 rpm martelo
• Penetração
− Carvão . . . . . . . . . . . . . 30-50 m/h/32,8-54,6 jd/h
− Rocha dura . . . . . . . . . 10-30 m/h/10,9-32,8 jd/h
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Perfuratrizes
Condições Favoráveis do Terreno
• Piso nivelado.
• Solo não quebrado.
• Mínimo ingresso de água.
• Padrão de espaçamento regular.
• Deslocamentos limitados.
• Espaço adequado para manobras.
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Perfuratrizes
Recomendações de Operação
• Observe as vibrações excessivas.
• Evite bater a broca.
• Evite pressões verticais excessivas.
• Evite velocidades de rotação excessivas.
• Ajuste a velocidade de extração do material corretamente.
• Controle o tamanho dos fragmentos.
• Nivele a broca corretamente.
• Mantenha o piso plano.
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Projeto das Estradas de Transporte
Alinhamento Horizontal e Vertical
• Projete as curvas e elevações que permitam excelente
visibilidade para velocidades de deslocamento normais.
• Planeje considerando as piores situações.
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Projeto das Estradas de Transporte
Inclinação Lateral
• Áreas Planas
− Utilize uma inclinação mínima que mantenha a drenagem
− Utilize um caimento lateral constante sempre que possível
• Rampas
− É necessária uma inclinação lateral mínima
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Projeto das Estradas de Transporte
Rampa
• Mantenha uma uma rampa suave.
• Mantenha uma porcentagem constante.
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Projeto das Estradas de Transporte
Curvas
• Utilize os maiores raios possível.
• Empregue uma super elevação
na parte externa da curva
(compensação) para 
velocidades de operação 
mais altas.
• Utilize super elevação
>10% com cuidado.
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Projeto das Estradas de Transporte
Largura da Estrada
• Estrada de mão única – 3 larguras dos caminhões.
• Estrada reta de mão dupla – 3,5 larguras dos caminhões.
• Curvas de mão dupla – 4 larguras dos caminhões.
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Projeto das Estradas de Transporte
Largura do Banco
• O caminhão tem que afastar-se da carregadeira com
aceleração total.
• Largura mínima = raio de giro da máquina + largura da borda
de proteção.
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Projeto das Estradas de Transporte
Drenagem e Bordas de Proteção
• Sistema de drenagem – dimensionado para suportar as chuvas
mais fortes.
• Borda de proteção – pelo menos a metade da altura de uma
roda.
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Projeto das Estradas de Transporte
Resistência ao Rolamento
• Estrada com solo duro e bem conservada . . . . . . . 1,5%
• Estrada bem conservada mas com solo macio . . . . 3%
• 25 mm/1 de penetração dos pneus . . . . . . . . . . . . . 4%
• 50 mm/2 de penetração dos pneus . . . . . . . . . . . . . 5%
• 100 mm/4 de penetração dos pneus . . . . . . . . . . . .8%
• 200 mm/8 de penetração dos pneus . . . . . . . . . . . .14%
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Projeto das Estradas de Transporte
Regras Gerais
• Comece na frente de trabalho;
termine na área de descarga.
• As caminhonetes trafegam
confortavelmente a 60 km/h (37 mph).
• Os OHT’s trafegam a uma velocidade
razoável.
• Remova as poças d’água e
repare as áreas fofas.
• Considere uma irrigaçãointermitente
nas rampas.
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Projeto das Estradas de Transporte
Ferramentas de Análise
• Análise da Severidade da Aplicação (Application Severity Analysis – ASA).
• Sistema de Gerenciamento das Informações Vitais (Vital Information
Management System – VIMS).
• Custo e Produção da Frota (Fleet Production and Cost – FPC).
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Inspeção Visual das Estradas de Transporte
Área de Carregamento
• O piso é liso.
• O sistema de remoção da água é
adequado.
• Os fragmentos são prontamente
removidos.
• Os caminhões não trafegam sobre
rochas.
• Os caminhões partem sob aceleração
máxima contínua.
• Os caminhões retornam sem ter que
fazer curvas fechadas em alta
velocidade.
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Inspeção Visual das Estradas de Transporte
Estrada de Transporte Principal
• A estrada está livre de poças, buracos, sulcos e erosões.
• O espaço para ultrapassagem é adequado.
• Os raios das curvas permitem uma operação segura em alta
velocidade.
• O material derramado da carga é removido rapidamente.
• Não há vestígios de borracha nas curvas fechadas, sobre
rocha.
• Não há necessidade de aplicar grandes forças de frenagem
nas curvas.
• As velocidades esperadas nas estradas são alcançadas.
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Inspeção Visual das Estradas de Transporte
Área de Descarga
• O solo é liso.
• Os caminhões entram em alta velocidade, paralelamente à
borda.
• Os caminhões freiam em linha reta, giram em marcha à ré e
param para descarregar.
• As bordas de proteção estão com a altura correta.
• A área é suficientemente
estável para descarregar
com segurança ou você
tem que descarregar 
rapidamente e cair fora.
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Tópicos de Discussão para Gerentes de Minas
Fatores de Enchimento de Caçambas
• Altos fatores de enchimento aumentam a produtividade e
reduzem o custo por tonelada.
• Alcançam-se altos fatores de enchimento através de:
− Melhor fragmentação
− Escolha correta da caçamba
− Seleção e manutenção correta das FPS
− Alturas corretas dos barrancos
− Orientação correta da carregadeira em relação à frente de trabalho
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Tópicos de Discussão para Gerentes de Minas
Tempos de Ciclos das Carregadeiras
• Ciclos mais rápidos aumentam a produtividade e reduzem o
custo por tonelada.
• Ciclos mais rápidos podem ser alcançados através de:
− Orientação correta em relação à frente 
de trabalho
− Melhorias nas condições do piso
− Posicionamento correto do caminhão
− Melhorias nas condições do material
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Tópicos de Discussão para Gerentes de Minas
Velocidades de Transporte dos Caminhões
• Maiores velocidades dos caminhões nas estradas de
transporte melhoram a produtividade e reduzem o custo por
tonelada.
• Velocidades maiores podem ser
alcançadas através de:
− Estradas lisas, desde a área de 
carregamento até a área 
de descarga
− Redução da resistência 
ao rolamento
− Melhor projeto da estrada
− Melhor controle da carga
útil transportada
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Tópicos de Discussão para Gerentes de Minas
Ferramentas de Software Caterpillar
• Compare o real com o teórico:
− Velocidades nas rampas
− Tempos de ciclos
− Produtividade total
• Analise o impacto causado pelas alterações:
− Velocidades nas estradas de transporte
− Fatores de enchimento das caçambas
− Tempo de troca dos caminhões
− Consumo de combustível
− Vida útil dos componentes
− Vida útil dos pneus
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Tópicos de Discussão para Gerentes de Minas
Zonas de Aplicação dos Sistemas de Transporte
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Tópicos de Discussão para Gerentes de Minas
Equipamento de Apoio
• A utilização correta das máquina de apoio permite:
− Aumentar a segurança
− Melhorar a produtividade e estender a vida útil dos equipamentos de
produção
− Aumentar a vida útil dos pneus
− Maximizar a vida útil das estradas de transporte
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Material de Referência
Impressos
• Cat Performance Handbook (Manual de Produção Caterpillar) 
• A Reference Guide for Mining Machine Applications (AEDK0391) (Guia de Referência para
Aplicações de Máquinas de Mineração)
• Handbook of Ripping (AEDK0752) (Manual de Escarificação)
• 5130/5230 Applications Guide (AEDK0128) (Guia de Aplicação das Escavadeiras
5130/5230)
• H-Series Motor Grader Application Guide (AEGQ0945) (Guia de Aplicação das
Motoniveladoras Série-H)
• 994 Bucket Selection Guide (AEDK0268) (Guia de Seleção de Caçamba para a
Carregadeira 994)
• Making the Most of Scraper Potential (AEGQ2380) (Obtendo o Máximo do Potencial do
Escrêiper)
• Optimum Scraper Load Time (AEGC0195) (O Tempo Ótimo de Carregamento de um
Escrêiper)
• GET Inspection & Maintenance Guide (PEXT8033) (Guia de Inspeção e Manutenção das
FPS)
• GET Service Guide (PEGP7030) (Guia de Serviço das FPS)
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Reference Material
Video
• 24H Motor Grader Introduction (TEVN3797) (Introdução à Motoniveladora 24H)
• 24H Operating Techniques (AEVN4741/AEVP4741) (Técnicas de Operação para a
Motoniveladora 24H)
• 5130B/5230 Front Shovel Application Techniques (AEVN4380/AEVP4380) (Técnicas
de Aplicação para as Escavadeiras Frontais 5130B/5230)
• 5130B/5230 ME Application Techniques (AEVN4381/AEVP4381) (Técnicas de
Aplicação para as Escavadeiras Frontais 5130B/5230 ME)
• 994 Operating Tips (AEVN2947) (Recomendações de Operação para as
Carregadeiras 994)
• GET Operating Tips (PEVN4009/PEVP4009) (Recomendações de Operação para
as FPS)
	Title Slide
	Motivos da Avaliacao da Mina
	Principais Fatores a Revisar
	Caminhoes
	Referencias de Desempenho
	Posicionamento da Carga
	Posicionamento
	Outras informacoes
	Selecao da Ferramenta de Carregamento
	Escavadeiras a Cabo
	Referencias de Desempenho
	Condicoes da Area de Trabalho
	Recomendacoes
	Escavadeira Hidraulica de Pa Frontal
	Referencias de Desempenho
	Condicoes da Area de Trabalho
	Recomendacoes
	Escavadeiras de Grande Volume
	Referencias de Desempenho
	Condicoes da Area de Trabalho
	Recomendacoes
	Carregadeiras de Rodas
	Referencias de Desempenho
	Condicoes da Area de Trabalho
	Recomendacoes
	Motoniveladoras
	Posicao da lamina
	Angulo da Lamina
	Outras Recomendacoes
	Tratores de Esteiras
	Informacoes sobre Escarificacao
	Recomendacoes para Trabalhos com Lamina
	Outras Recomendacoes
	Escreiperes
	Perfuratrizes
	25.000-40.000 lb
	40.000-60.000 lb
	60.000-110.000 lb
	Referencias de Desempenho
	Condicoes Faboraveis do Terreno
	Recomendacoes de Operacao
	Projeto das Estradas de Transporte
	Alinhamento Horizontal e Vertical
	Inclinacao Lateral
	Rampa
	Curvas
	Largura da Estrada
	Largura do Banco
	Drenagem e Bordas de Protecao
	Resistencia ao Rolamento
	Regras Gerais
	Ferramentas de Analise
	Inspecao Visual das Estradas de Transporte
	Area de Carregamento
	Estrada de Transporte Principal
	Area de Descarga
	Topicos de Discussao para Gerentes de Minas
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