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Universidad de AtacamaDepartamento de Ingeniería en Minas

07 de Noviembre 2013

Integrantes: Maicol Alvarez Rodrigo Jeraldo Yonathan Oliva

Profesor: Liver RojasAsignatura: Servicio Minero

SERVICIO MINERO

“ROTOPALA”

Universidad de AtacamaDepartamento de Ingeniería en Minas Servicio Minero

La excavadoras de rueda de cangilones o también conocidas como Rotopalas, son equipos pesados utilizados en minería a cielo abierto, en ingeniería mecánica e ingeniería civil. La función principal de la rotopala es actuar como una máquina de excavación continua en las operaciones de minería a cielo abierto a gran escala. Lo que diferencia a la rotopala, de otras excavadoras, es el uso de una gran rueda que consiste en un patrón continuo de cubos o capachos, utilizados para recoger material mientras gira la rueda. Se encuentran entre los vehículos más grandes jamás construidos, y la mayor rotopala que se haya construido, es la Bagger 293, la cual es el más grande de los vehículos terrestres de la historia humana según el Libro Guinness de los Récords.

INTRODUCCION

Universidad de AtacamaDepartamento de Ingeniería en Minas Servicios Minero

INTRODUCCION

Servicio MineroUniversidad de AtacamaDepartamento de Ingeniería en Minas

La rotopala es una máquina de producción continua en la que las funciones de arranque, carga y transporte, dentro de ella están separadas, siendo realizadas las dos primeras por el rodete y la última por un sistema de cintas transportadoras.En 1881, fue cuando se construyó y patentó una maquina en los Estados Unidos, que puede considerarse como la primera rotopala, accionada por vapor y diseñada por C.A. Smith. En los años 50, las rotopalas se diseñaron incorporando un gran número de innovaciones, como son los sistemas de brazo extensible y suspendido, con una capacidad de excavación de 20.000 m3/día, llegando en 1952 a producciones de 40.000 m3/día.Posteriormente, en la década de los 60, los yacimientos de lignitos más superficiales se habían agotado, siendo necesario extraer mayores cantidades de recubrimiento y a mayor profundidad, apareciendo las rotopalas de 60.000 y 110.000 m3/día de capacidad. Por último, en la década de los 70, la explotación del yacimiento de Hambach (alemania), con una producción de 30 Mt/año, impuso la necesidad de unidades con una capacidad de 240.000 (m3/día)

HISTORIA


Rotopalas

Bagger 288Bagger 293

Las rotopalas existentes mas grandes en el mundo. Fabricadas por la Compañía industrial alemana TAKRAF.

La primera rotopala patentada en 1881 por C.A Smith.


Rotopala

La Rotopala (Bagger 293) en la mina de lignito, Hambach, alemania. Este es uno de los yacimientos mas grandes de carbón pardo en el mundo, la cual opera de igual manera con la rotopala mas grande que existe en la actualidad.


Características Generales y de Diseño

Partes fundamentales de una rotopala:

Tren de RodajeChasis inferiorCorona de giroBrazo del RodeteRodeteSuperestructura giratoriaSistema de izadoBrazo de descarga


Tren de rodaje: son orugas o vías, Soportan el peso de la maquina y permiten que se desplace por el terreno. Se pueden mover por pendientes pequeñas(<1%).

Chasis inferior: Constituye la parte rígida situada sobre el tren de rodaje que soporta el peso del resto de la maquina.Corona de giro: permite el giro relativo de toda la superestructura sobre el chasis.



Sistema de izado: posibilita el posicionamiento de rodete a la altura necesaria durante la excavación.

Brazo de descarga: Sirve para descargar el material excavado sobre un carro tolva a una cinta transportadora o en el hueco creado previamente. Se suele intercalar entre el brazo de descarga y la cinta transportadora un carro cinta. En las grandes maquinas se suelen usar puente de conexión para unir la rotopala con la unidad de descarga.



Brazo de rodete: va fijado a la superestructura y soporta al rodete. Su longitud determina la anchura del bloque de extracción, la altura de banco y la selectividad de la rotopala.

Rodete: Situado al final del brazo correspondiente, es el componente que arranca el material del frente de excavación. Su diseño influye decisivamente en la producción. Puede ser de tres tipos, celulares, no celulares y semicelurares.

Superestructura giratoria: sobre ella van fijados tanto el sistema de izado como los brazos del rodete de descarga.


Servicio Minero

La fuente de energía primaria de las rotopalas es eléctrica y los accionamientos secundarios son hidráulicos. La forma de operar de una rotopala se basa en la combinación de dos movimientos: la rotación del rodete y el giro del brazo que sustenta el mismo. La rotopala se utiliza para la extracción continua de la sobrecarga o recubrimientos de estéril en minería a cielo abierto. Usan sus discos de corte para despojar una sección de la tierra (el bloque de trabajo) dictado por el tamaño de la excavadora. Por medio de la elevación, el bloque de trabajo puede incluir un área por encima y por debajo del nivel de la máquina (bajo nivel de oruga). La sobrecarga pasa por cinta transportadora hasta el brazo que la descarga, que transfiere el material a otra máquina (cinta puente), para la transferencia a un apilador. Esto puede ser un sistema de cinta transportadora fija o un transportador móvil con orugas, similares a los que se encuentran en las rotopalas.

Funcionamiento

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Características BásicasCaracterísticas básicas de los diferentes tipos de rotopala atendiendo a sus capacidades de producción.Las ventajas de utilización de rotopalas como unidades de arranque y carga son las siguientes:

1.Para una producción dada, las rotopalas son más pequeñas que las dragalinas o las excavadoras.

2.Son máquinas de excavación continua, no cíclica.

3.Tienen un consumo de energía menor, del 60 al 70% de las excavadoras de cables, por unidad producida.

4.No generan impactos durante la carga.

5.Poseen un radio de vertido grande.


6. Pueden trabajar con bancos de diferente altura.

7. El sistema de trabajo proporciona taludes muy estables y bancos anchos

8. Pueden entregar el material por encima y por debajo del banco de trabajo.

9. Pueden operar por encima o por debajo del nivel de orugas o apoyo.

10. El material excavado puede ser descargado sobre una gran variedad de sistemas: camiones, vagones o cintas transportadoras.

11. Proporcionan un material excavado de pequeño tamaño, lo que facilita su transporte con cintas.

12. Permiten una gran selectividad en la excavación.

13. Pueden diseñarse con una baja presión específica sobre el terreno, siendo adecuadas en suelos de baja capacidad portante y con malas condiciones meteorológicas. Tienen un contrapeso pequeño.

Características Básicas


Características BásicasPor el contrario, los inconvenientes de estas máquinas son:

1. Requieren un mantenimiento amplio y complejo.

2. Configuran sistemas poco flexibles debido a su poca movilidad. Su utilización se ve muy afectada por los cambios geométricos y tectónicos del yacimiento.

3. No pueden excavar materiales compactos y abrasivos.

4. Constituyen sistemas en los que existe una fuerte dependencia entre la disponibilidad global y el número de elementos en serie que los integran.

5. Son equipos que requieren unas inversiones muy elevadas.


La clasificación de estas rotopalasse hace en función de la relación:

L Longitud del brazo del rodete___ = ________________________D Diámetro del rodete

Teniendo cada una de esas clases de máquinas los siguientes valores medios:

Tipo de rotopala L/D

CompactaSemicompactaConvencional

234

En la actualidad existen 3 tipos de rotopalas:- Compactas- Semicompactas- Convencionales


La escala de la rotopala varía drásticamente y es dependiente de la aplicación prevista. Las máquinas diseñadas por ThyssenKrupp pueden tener:

A) Longitudes de pluma de tan sólo 6 metros, pesa 50 toneladas, y mover 100 (m3/hr) de tierra.

B) Sus modelos más grandes alcanzan longitudes de pluma de 80m, pesan 13.000 toneladas, y pueden mover 12.500 (m3/hr).

El más grande que se haya construido es la Bagger 293 de TAKRAF, que pesa 14.200 toneladas métricas y es capaz de mover 240.000 metros cúbicos de sobrecarga todos los días. Se han registrado excavaciones de 380.000 metros cúbicos por día. Las rotopalas construidas en los Estados Unidos tienden a ser más pequeños que los construidos en Alemania.

Tamaño


La Rotopala Bagger 293 tiene:

a) 96 metros (314.9 Pies) de alto (es el vehículo terrestre mas alto, tamaño compartido con la Bagger 288).

b)Tiene 225 metros (738.2 Pies) de largo (igual que la Bagger 287).

c)Pesa 14,200 toneladas metricas (31.3 millones de libras) y requiere de 5 personas para operarla.

d)El rodete tiene 21.3 metros (sobre 70 pies) de diametro con 20 cangilones, cada cual puede remover cerca de 15 metros cubicos de material.

e)Puede mover 240,000 metros cubicos (8.510 millones de pies cubicos) de tierra por dia (lo mismo que la Bagger 288).

Tamaño


La minería del Lignito

La principal aplicación está en la extracción de lignito (carbón pardo), donde se utilizan para la eliminación de escombros de roca blanda o pre-striping, en ausencia de la voladura.

Son útiles en este puesto por su capacidad de liberar de forma permanente, grandes cantidades de materiales a los transformadores (Plantas de energía eléctrica), lo cual es especialmente importante dada la continua demanda de lignito, en donde ha sido una de las zonas de mayor desarrollo de las rotopalas.

Extracción de lignito

Uso y Aplicación


Lixiviación en pilas

Una extensión de sus otros usos, las rotopalas se utilizan en los procesos de lixiviación en pilas. Pila de lixiviación implica la construcción de pilas de mineral triturado, a través del cual se hace pasar un disolvente para extraer materiales valiosos.

La construcción y la eliminación de los montones son una aplicación obvia de apilamiento y la recuperación de la tecnología.

Uso y Aplicación


Pocas empresas están dispuestos a fabricar rotopalas, ya que son extremandamente costosos. Alemania y República Checa, todavía tienen las formas de fundición originales, y siguen siendo capaz de fabricarlas. Sin embargo, estas máquinas fueron construidas para durar indefinidamente bajo un uso pesado y continuo en minería a cielo abierto.

Es ahora ecológicamente impopular, por lo que hay poca demanda de nuevas máquinas. Los fabricantes de rotopalas y sistemas semejantes de extracción ahora reciben algunos ingresos de proyectos de mantenimiento y de renovación, pero también producen grandes piezas de acero para otros fines.

El uso actual de rotopalas se centra principalmente en el área de la minería del lignito (carbón pardo) para la producción de electricidad, sobre todo en Alemania y el Este / Sureste de Europa. Hay otros fabricantes también, Sandvik Mining and Construction, que ofrecen sistemas para la minería a cielo abierto.

Fabricantes y mercado


La automatización de las rotopalas requiere la integración de muchos sensores y componentes eléctricos tales como: GPS. sistemas de adquisición de datos. capacidades de monitoreo en línea.

El objetivo de estos sistemas es quitar una parte del trabajo de los operadores, a fin de lograr mayores velocidades de la minería. Los jefes de proyecto y los operadores son capaces de rastrear datos cruciales sobre la rotopala y otras máquinas en las operaciones mineras a través de la Internet. Los sensores pueden detectar la cantidad del material recogido en la cinta transportadora y el sistema de automatización puede variar la velocidad de las cintas transportadoras, para alimentar a una cantidad constante de material. Un mayor desarrollo de este tipo de automatización puede hacer posible el funcionamiento de las máquinas enormes, pero con menos operadores.

Automatización


Sistema AED RotopalaAED (análisis Espacial de Datos) Rotopala es un sistema basado en tecnología GPS que permite al operador controlar con precisión la cota de corte de la rotopala, optimizando la remoción del material y manteniendo la altura necesaria para no poner en riesgo la membrana. Un ambiente de trabajo intuitivo y sencillo, basado en semáforo de colores, facilita la función del operador y permite una rápida familiarización con el sistema. Un sistema de registro de la operación permite al sistema almacenar toda la información de avance de la máquina, permitiendo generar secciones para posterior cubicación del material removido.


Sistema AED Rotopala

Semáforo de Control de cotas Rango de trabajo configurado


AED Office Mobile es un sistema gráfico basado en tecnología de comunicación por radio modem que además de permitir el monitoreo del o los móviles permite enviar mensajes entre la oficina de control y la máquina.AED Rotopala y AED Office Mobile han sido íntegramente desarrollados por Análisis Espacial de Datos Ltda. lo que nos permite modificar nuestros sistemas a fin de adaptarlos a los requerimientos específicos de cada cliente.

Sistema AED Office Mobile


AED Rotopala en combinación con AED Office Mobile permite el monitoreo en tiempo real del trabajo de la rotopala desde la oficina, tanto en su desplazamiento planimétrico por la pila como en la cota o altura de corte.

Sistema AED Rotopala y AED Office Mobile


En Chile las Rotopalas se encuentran tanto en empresas privadas como estatales, debido a que este tipo de máquinas se usa principalmente para remover grandes cantidades de material estéril, no es muy frecuente el uso en el país ya que la competencia y dureza de la roca que se desea mover es alta. Por lo general el uso más común es remover arcilla, ganga y material en el proceso de lixiviación.

Rotopalas en Chile


Rotopalas en Chile

La Rotopala de Radomiro Tomic diariamente remueve 220 mil toneladas de material lixiviado. Es la más grande de la División y una de las más grandes del mundo en lo que se refiere al proceso minero.Por sus grandes dimensiones, la mantención de este equipo requiere una planificación y programación exhaustiva, con planes alternativos por si algo llegara a fallar y para que los trabajadores no corran riesgos por realizar maniobras en altura.La inversión de este equipo alcanzó alrededor de un millón 200 mil euros

Capacidad teorica10745 t/h / 7410 m³/h


Rotopalas en Chile

Con 15 años de operación del sistema de ripio, la rotopala de Minera El abra, paró definitivamente. Este gigante fue el encargado de la remoción del material lixiviado de las pilas dinámicas que ahora serán cambiadas por pilas permanentes con el inicio del Proyecto Sulfolix, que será el paso definitivo de óxidos de la transición a sulfuros, y que aumentarán la vida útil de la mina. El cese de su operación, sin duda, marca el fin de una gran etapa y el primer paso de una era especial, señalan en la empresa.La rotopala es un equipo símbolo del área de beneficio. Se trata de un coloso tecnológico que durante su vida operativa realizó más de 70 giros completos entre cada pila dinámica y movió aproximadamente 540 millones de toneladas de material. Capacidad: 9,600 (t/h) aprox. 6,400 m³/h


Rotopalas en Chile

La rotopala que posee la mina Gaby (Codelco chile) con un rendimiento de 9.300 (t/h)


Fabricante: FAM (alemania)Planta procesadora Mina: Chile1x excavadora de rueda de cangilones excavadora de recogida SR381-Rtipo compactoaltura de corte 12 mprofundidad de corte 0,5 mmineral de cobre 3100 m³/h, 5400 t/h

Otras Rotopalas en Chile


Planta procesadoraMinaChile1x excavadora de rueda de cangilones excavadora de recogida SR300R2tipo compacto

altura de corte 7 mprofundidad de corte 0,5 mripios 1700 (m³/h) , 2200 (t/h)

Rotopalas en Chile


Planta procesadoraMinaChile1x excavadora de rueda de cangilones SR280-1-Rtipo compactoreconstrucción aumento del rendimento de 2030 (t/h) sur 2455 (t/h)altura de corte 3 mprofundidad de corte 0,5 m

mineral de cobre 1270 (m³/h) , 2030 (t/h)



Planta procesadoraMinaChile1x excavadora de rueda de cangilones excavadora de recogida SR300R3tipo compacto

alltura de corte 12 mprofundidad de corte 0,5 m

ripios 2500 m³/h, 4000 t/h--


rotopala finallllll

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