Carregamento e transporteFrequentemente o fator determinante para uma mina dar lucro ou prejuízo é o escoamento rápido do minério e do estéril das frentes de produção até a superfície. Muito importante também é o abastecimento de materiais até as frentes de trabalho de modo que o processo de produção não seja interrompido. É através do uso eficiente geralmente de uma combinação de carros de mina, correias transportadoras e veículos montados sobre pneus, que as operações mineiras subterrâneas tem podido competir com a mineração bem atrativa à céu aberto. O transporte em subsolo apresenta algumas diferenças com relação à superfície: - as galerias na mina devem ter dimensões menores possíveis para facilitar sua estabilidade; - no subsolo não existe ar em abundância, de modo que não se pode contaminar o ambiente com gases tóxicos e fumaça e o transporte por máquinas de combustão interna deve ser adaptado para esse particular; - é difícil muitas vezes consertar os equipamentos de transporte; - na mina a manobra com vagonetas é mais difícil que na superfície e por isso usam-se vagonetas e locomotivas que não necessitem ser invertidas, podendo ser acopladas em qualquer posição; - é desejável concentrar a produção num único nível ou zona da mina, de modo que se possa substituir as manobras manuais por transporte mecânico; - somente equipamentos fortes e compactos são adequados para esses trabalhos mineiros, uma vez que essas máquinas estão sujeitas a choques e devem ter operação simples. Mecanismos delicados e complicados não são recomendados em subsolo. Os aspectos que condicionam a escolha são: produção exigida, tipo de material extraído, distância de transporte, contorno da rede de galerias e condições locais (camada, inclinação, etc). O transporte em subsolo deve caracterizar-se pela continuidade operacional, uma vez que a velocidade é limitada. Classificação do transporte subterrâneo: a) Transporte primário: desempenha a função de coletar as produções nas várias frentes existentes: câmaras, galerias de desenvolvimento, “stopes” ou alargamentos, frentes largas, etc. Curtas distâncias. b) Transporte secundário: é o transporte intermediário entre os coletores ou transportadores de frente e o transporte principal. Distância média. c) Transporte principal: possuem a capacidade de transporte maior pois se destina ao escoamento da produção global da mina. Longas distâncias. d) Extração: a extração do minério se faz através de poços verticais ou planos inclinados usando-se respectivamente o sistema de gaiolas, “skips” ou correias transportadoras. A eficiência do transporte no subsolo está condicionada ao bom funcionamento do sistema de extração. O plano inclinado tem maior eficiência porque: 1. pode ser equipado com correia transportadora que proporciona um escoamento contínuo da produção, 2. favorece o acesso do pessoal às frentes através de sistemas de transporte especiais e rápidos; 3. o abastecimento de materiais é feito em melhores condições, principalmente os de maior porte; 4. a manutenção do plano inclinado é menor e mais fácil e eventuais consertos e verificações podem ser feitas sem interromper a extração; 5. possui seção útil maior que os poços verticais e há menos obstruções. Transporte primário: Nas frentes de produção, o transporte começa com o desmonte a explosivo que projeto o material a curta distância. No caso de desmonte mecânico, o transporte inicial é acoplado no próprio equipamento da frente. a) Calhas de corrente e pás de arrasto (“panzer”) No caso de frentes largas o transporte na face é feito por “panzers”. Esse é suficientemente robusto para resistir aos choques de blocos de minério desmontados a fogo. No caso de desmonte mecânico com “shearers” e plainas, estas máquinas se deslocam apoiadas no “panzer”. As partes móveis do “panzer” são duas correntes ligadas entre si pelas pás de arrasto a intervalos regulares (+/- 1 m). O minério é conduzido pelas pás de arrasto, que devem ser suficientemente resistentes para não dobrarem. Em cada uma de suas extremidades, a pá é fixada à corrente por uma ligação (elo falso) que é a parte mais delicada do equipamento móvel. Esse elo tem a função de fixar a pá nas correntes, ligar dois elementos ou elos da corrente e guiar as partes móveis na calha. Uma calha compreende: uma chapa sobe a qual desliza o minério e a parte superior da equipagem móvel. Sobre a chapa, as bordas laterais que impedem que o minério caia pelos lados e que guiam o equipamento móvel e, embaixo da chapa, um espaço livre limitado por guias para a passagem das partes móveis no retorno. Os flancos da calha devem ser lisos no caso de servir de apoio às máquinas de desmonte (“longwall”). O conjunto deve ser rigorosamente indeformável e muito robusto. rampas. calha curta: mais fácil de manusear e permite encurtamento. Pode-se instalar de 1 à 4 motores sobre um “panzer”. As cabeças motoras podem se montar indiferentemente nas extremidades a montante ou a jusante do “panzer”. além da manual (paleação): a) Uso de carregadeiras pequenas do tipo Bob Cat. reduzindo seu percurso. o número de dentes da engrenagem e o passo da corrente determinam a velocidade da equipagem móvel. O avanço dos “panzers” nas frentes de “longwall” mecanizadas é feito pelos macacos de teto automovíveis. que concilia dois limites: calha longa: é mais rígida. A carcaça é monobloco em construção soldada. Permite transportar grandes volumes de minério (mais de 250 tph). Admite-se que as calhas podem ter um desalinhamento de até 4%. A velocidade do motor. b) Uso de “shuttle cars”: esses veículos sobre pneus. a relação de redução do redutor. No caso de se usar um “panzer”. O “panzer precisa ser rechegado seguidamente para acompanhar as frentes. produção descontínua. Além disso esses atritos causam ruídos. É muito importante manter o “panzer” alinhado. gases de combustão. Os “panzers” devem ser usados nas frentes de alta produção. de descarga lateral: o raio de ação da carregadeira é limitado ao comprimento do cabo elétrico que a alimenta e à economicidade do ciclo.O comprimento das calhas de “panzer” é de 1. o uso de transporte sobre pneus está sujeita a uma série de restrições: espaço. desgaste de material e formação de finos. Um só transportador pode ser suficiente para uma frente larga de 220 m na horizontal. . pois os custos fixos são muito altos. A cabeça motora se caracteriza pela sua excepcional robustez.5 m. Nos flancos são aparafusados um ou mais redutores. LHD. o rechego é feito pelos homens com ajuda de ferramentas como a talha. desgasta menos e é mais barata. No caso de não ser mecanizadas. A vantagem seria que o “shuttle car” poderia descarregar em qualquer ponto do “panzer”. esse faria o papel de um repartidor das frentes de “longwall”. o que implica em paradas mais ou menos freqüentes para rechegar a cauda do “panzer”. O grave inconveniente do “panzer” é que consumo muita energia uma vez que os atritos são de deslizamento e não de rolamento. realizam o carregamento em “feeders breakers” que alimentam a correia transportadora do painél. integrantes dos chamados conjuntos mecanizados. Transporte sobre pneus: Devido às condições especiais nas minas subterrâneas. ou nas 2 extremidades simultaneamente. Para o carregamento várias alternativas são possíveis. carga útil e manutenção. se eles tiverem dimensões e capacidade de transporte grandes e não houver condições boas de se deslocarem . a bateria ou a diesel. veículos especiais) e 14% (condições normais. dentro dos limites que a mina permite. Em relação à manobrabilidade do “shuttle car”. em trajetos variáveis e complexos. mas apresentam consumo de combustível e bateria. 17% (condições médias. A maioria dos veículos com cabo de arrasto são concebidos para andar de 6. trajeto de transporte. O volante e o painel de controle estão localizados na lateral do carro. Os “shuttle cars” são veículos automotores sobre pneus. No caso de planos inclinados de acesso temos 20% (piso seco concretado). O carregamento pode ser feito por um “loader” ou por uma máquina de abertura de galeria (MAG). As CT’s descarregadoras largam de 4 a 6 ton em cerca de 30 Seg.etc. a distância real de transporte não deve exceder 120 m. “Shuttle cars” No método de câmaras e pilares com uso de conjuntos mecanizados os “shuttle cars” realizam o transporte secundário entre as frentes de produção e a correia transportadora do painel. Os “shuttle car” com cabo de arrasto tem aproximadamente 150 m de cabo fornecido para transporte. menos interrupções e manobra na frente são necessários.5 mph (10. Podem ser elétricos (com cabo de arrasto). Os limites de velocidade são de 6 mph (10 km/h) . seção útil. Quanto maior for o “shuttle car”. Essa CT é que descarrega o minério nos pontos de transferência. habilidade do operador. A capacidade de transporte depende da distância de transporte . desde que o piso da mina não seja argiloso demais e que haja boa drenagem. Veículos com tração em duas rodas são vantajosos onde o piso é bom e onde as rampas são menores que 10%. Para os “shuttle car” a bateria ou diesel não tem problemas com cabos. cujo espaço central é destinado para receber o minério. Distâncias grandes tendem a avariar o cabo. todos os veículos). O ciclo de trabalho também aumenta com a distância. Constituem-se num sistema ideal em pequenas minas. Na prática. As rampas máximas (dependem da natureza do piso) situam-se entre 18 e 25%. posição e método de transporte.5 à 12 km/h) em piso plano e carregados. Aí existe uma correia transportadora que abrange o comprimento total do veículo.5 à 7. se forem cheios demais.galerias principais: é comum concentrar a produção de várias frentes numa única CT até o poço de extração.150 m e 5 jd3 . São bem mais compridas que largas o que ajuda a contrabalançar o peso de minério na caçamba.rapidamente da frente até os pontos de descarga e vice-versa. . com caçamba frontal. 2 jd3. O enchimento dos carros é um aspecto importante: se forem mal cheios há uma capacidade ociosa. entre outros fatores. a qual depende da carga útil.planos inclinados: a inclinação do acesso deve ser compatível com os limites citados. das rampas. LHD’s de 1 jd3 – 90m. Nas minas de carvão as CT’s são empregadas em: . As velocidades de trajeto em média são de 6 à 8 mph (10 à 13 km/h). A capacidade do sistema de transporte em escoar a produção é definida pela carga útil. LHD (“load-haul-dump”) As LHD’s são máquinas que carregam. de dimensões apropriadas para o subsolo. . Os veículos de reserva são previstos na base de 20% da frota até 20 unidades ou 10% em frotas com mais de 40 unidades. permitindo que o equipamento se mova entre níveis. As LHD’s permitiram o desenvolvimento de métodos de lavra em rampas. transportam e descarregam minério. a operação estará prejudicada.300 m. Correias Transportadoras A correia transportadora pode funcionar em inclinações variadas. . ascendente ou descendente. dentro dos limites em que os materiais transportados não deslizem espontâneamente sobre a fita (para carvão: +/. Carros menores com capacidade menor podem permitir mais viagens por turno e vencer trajetos mais complicados. da velocidade. reduzindo-se a velocidade em galerias estreitas. A LHD é capaz de vencer rampas até 45º.galerias de painel: deve-se ter em mente que a capacidade de produção de uma frente de “longwall” depende mais de um bom escoamento do que a capacidade de desmonte da cortadeira. Possuem 4 rodas. pode-se espalhar material no trajeto e prejudicar a circulação. As LHD’s possuem uma distância econômica máxima de transporte.18%). As cabeças motoras comportam o conjunto de acionamento. tambor de cauda (alimentação). Uma CT mais larga. O uso de correias transportadoras estreitas demais pode ser problemático se a granulometria do estéril/minério for relativamente grande. Fazem parte do conjunto de acionamento os redutores. da ordem de 12 a 16. O cálculo de uma correia deve ser feito com um coeficiente de segurança elevado. os . levantam a fita de baixo aproximando-a da superior e aumentam o ângulo de enrolamento em torno do tambor motor. motor. motor e quadro de comando. Correias mais estreitas admitem maiores velocidades. na cabeça motora (extremidade onde o minério é descarregado). que é preciso respeitar para evitar trasbordamento.Uma CT compõem-se fundamentalmente dos seguintes elementos: tambor de acionamento. As CT’s principais. infra-estrutura que suporta o conjunto e dispositivos de tensionamento que assegura à fita uma tensão necessária à operação da CT (automáticos e contra-peso). provocando a queda de material pelos bordos. roletes de apoio das fitas. sem deslizamento. que assegura a aderência das lonas entre si (colagem) e protegidas exteriormente contra a umidade e a abrasão por um recobrimento de borracha. por outro lado. encarece a instalação de transporte. exigem espaços e bases especiais. Após alguns incêndios passou-se a desenvolver correias em PVC com fibra sintética e mais recentemente. de grande porte. A resistência da correia é a soma das resistências das lonas que as constituem. acoplamento hidráulico. A fita ou cinta é constituída por um certo número de bandas de tecido (lonas) impregnadas sob pressão de uma mistura apropriada de borrachas. redutor e tambores de acionamento. O movimento da fita é obtido por tracionamento. As lonas dão à correia a sua resistência mecânica à tração. da correia em um ou vários tambores de acionamento. Infra-estrutura é o conjunto de suporte mecânicos da fita. Inclui as estruturas metálicas. tambor de encosto. dentro de certos limites razoáveis. de uma correia armada com cabos de aço (tipos à prova de fogo). A inclinação dos roletes tem uma influência importante na capacidade de transporte da CT. os suportes dos roletes são reguláveis na altura. de preferência. Os suportes dos cabos são espaçados de 9 a 12 m e suportam o conjunto.roletes. . L 2 . L 2 . correntes e outros acessórios. V (roletes a 30 o ). suportes. montagem rápida e. A vazão volumétrica expressa em metros cúbicos/seg será igual a 288 . Para compensar as variações de flecha. onde L = largura da correia e V = velocidade. V (roletes a 20 o ) e 360 . sem ferramentas. a) Infra-estrutura a cabo: um cabo (aço galvânizado de 24 a 27 mm de φ ) é estendido entre dois pontos fixos (cavalete de tensionamento) à distância de 150 m . O diâmetro e comprimento dos roletes são estabelecidos em função das cargas a transportar. A carga é repartida à razão de 50 – 70% no rolete central e 15 – 25% em cada um dos roletes laterais. cavaletes de tensionamento. 61 b) Infra-estrutura a correntes: uma corrente de φ 18 mm é estendida entre 2 pontos fixos e suspensa a intervalos regulares no teto. Os princípios básicos são: redução do peso e obstrução do espaço pelos elementos afim de permitir um transporte e manuseio fáceis. segundo as vazões e velocidades possíveis. cabos. Esse tipo de solução requer teto suficientemente resistente para suportar as forças dinâmicas (peso da infra-estrutura e do minério sendo transportado). As conseqüências de um carregamento errado são a queda de material pelos bordos. blocos grandes demais. ar comprimido.Subdimensionamento: resulta na sobrecarga da correia. etc.50% . reduzindo sua vida útil. problemas elétricos. A própria fita fica submetida a tensões que causam a sua fadiga. Não se deve submeter a CT a freqüentes liga/desliga pois geralmente a CT está carregada e arrancar nessas condições sobrecarrega o motor podendo danificá-lo. lavagem. o eixo da correia deve coincidir com o eixo de transporte. principalmente em . ruptura da fita. manter a altura de queda o menor possível e equipar os pontos de carregamento com rolos de impacto. 62 . Um dos problemas que ocorrem em algumas frentes de “longwall”. Todo desgaste anormal provém de um defeito de instalação ou de utilização.Uma CT bem montada e operada deve estar bem alinhada.25% . Podem ser causados por uma vazão excessiva de minério (pico). O modo de carregamento é um fator determinante da longevidade da fita. Para limpar a fita podese usar escovas. raspagem.Manutenção eletromecânica: representa paradas causadas por uma manutenção inadequada da CT: emendas mal feitas. a fita desvia. . Os 3 motivos principais nas interrupções na produção são: . admitindo-se apenas pequenos desvios laterais. transbordamentos e estrangulamento do sistema de transporte.25% .Pontos de transferência (alimentação): nos pontos de transferência ocorrem transbordamentos de minério. Quando o minério não cai sobre o eixo da CT. etc. desalinhamento. Uma correia bem instalada e operada nas condições especificadas praticamente não exige manutenção. ou ambos. O maior desgaste da fita se produz nos pontos de alimentação ou carregamento. a descentralização da CT causando atrito lateral. Os pontos de carregamento devem sempre que possível distribuir a carga (minério) na velocidade da fita e paralelamente à direção da CT. Quando o silo não evacua a produção com a necessária rapidez ou quando é excessivamente pequeno. danificação dos equipamentos. Transporte sobre trilhos Atualmente as locomotivas são empregadas principalmente no transporte de material e pessoal. A eficiência do sistema de transporte é condicionada por uma exigência essencial: a instalação de silos de estocagem corretamente dispostos e dimensionados. A via férrea deve assegurar uma circulação normal da composição com a velocidade máxima permitida no percurso. É uma estrutura que recebe a pressão das rodas do trem móvel e transmite ao solo. normalmente entre 600 e 900 mm.camadas de carvão espessas. eles aumentam a capacidade do sistema como um todo. por isso dá-se a ela uma rampa não inferior a 3 ou 4 mm/m. O limite de rampa atual está em torno de 7% e uma velocidade máxima de 25 km/h no transporte de pessoal . . A solução adotada é a instalação de um britador na frente. trilhos. dá-se às galerias de transporte uma leve inclinação no sentido do movimento das vagonetas cheias. de tal modo que o esforço desenvolvido para o deslocamento dos cheios é igual à subida dos vazios. O transporte de minério por locomotivas é otimizado quando os volumes a transportar são grandes e as distâncias longas (> 3 km em subsolo). A colocação de britadores diminui em até 50% as paradas no escoamento de carvão. Os dormentes são geralmente de madeira e colocados de 1. A manutenção das linhas tem um papel importante pois a falta de cuidado pode conduzir a descarrilamentos dos vagões e vagonetas e das locomotivas podendo gerar acidentes graves. escoramento (caimentos) com interrupção na produção e abastecimento. dormentes e meios de fixação.6 m de distância. A via férrea consiste básicamente em: leito. A inclinação é definida por i = h / l (mm/m) e deve assegurar um escoamento normal da água.2 a 1. é com blocos grandes de carvão ou de pedra do teto. A distância entre os frisos internos dos trilhos é a largura da linha (bitola). Se os silos não aumentam a capacidade de escoamento dos transportadores. Para o transporte de minério se utilizam cada vez mais as correias transportadoras. 63 Em condições normais. sendo importante proporcionar 64 uma continuidade de funcionamento. Uma das vantagens das vagonetas é que permitem uma lavra seletiva. O número de vagonetas num comboio depende da potência das locomotivas e da organização das frentes.As vagonetas destinadas ao transporte de produtos compõem-se de uma caixa. O peso próprio da vagoneta é seu peso morto. um tensor. A tonelagem transportada numa vagoneta se obtém multiplicando o volume pela densidade aparente do minério ou estéril. de um chassis. As vagonetas são descarregadas em viradores ou com descarga lateral. O peso do minério transportado na vagoneta é sua carga útil ou sua capacidade. do rodado e de encaixes. O sistema mais usual em galerias principais é o que emprega locomotivas sendo as elétricas as . A tração por cabo sem fim se faz por vagonetas isoladas. para o pessoal. A velocidade do cabo é relativamente baixa (< 1 m/s). principalmente nas galerias com linha dupla. O transporte se faz por vagonetas isoladas ou por comboio (trem). Para grandes minas são empregados vagões de 12 até 28 ton de capacidade. As vagonetas são especificadas pela sua capacidade em volume. uma para os cheios e outra para os vazios. A distância entre vagonetas isoladas não deve ser inferior a 15 m. um cabo sem fim. As vagonetas mais encontradas nas minas possuem capacidades entre 0. Na tração por cabos. fato que aumenta o ciclo das vagonetas. polias diretoras. engatadas (e desengatadas) em marcha a um cabo animado com um movimento ininterrupto. Para o transporte de materiais empregam-se carros de mina especiais (“tróleys”). separando a pedra do minério. com extração separada. enquanto as maiores são usadas no transporte principal. roletes e engastes para fixação das vagonetas no cabo.5 e 3 ton. as vagonetas se deslocam sobre trilhos com o auxílio de um cabo movimentado por um guincho. As menores são para aquelas que precisam ser manobradas pelos mineiros. É um mio de transporte válido para minas de pequena produção. usam-se vagões apropriados com bancos e teto. As distâncias não devem ser muito grandes. A instalação de trações por cabo sem fim compreende um guincho com uma polia motriz. O volume da caixa é sua capacidade geométrica. 4 turnos de 6 h => 600 ton/turno Produção concentrada em 4 painéis. O raio de ação dessas calhas é geralmente reduzido. Anteprojeto de transportador de corrente com pá de arrasto (“panzer”): Esse transporte consiste numa calha dentro da qual se desloca uma corrente com pás de arrasto que arrastam o minério em baixa velocidade (0. da extensão do percurso. tendo cada painél 4 câmaras em operação. No interior das câmaras esse equipamento é o mais adequado. quando as condições de estabilidade o permitem. A intensidade do atrito necessário para assegurar o movimento pode produzir-se somente com um peso suficiente da locomotiva assegurando uma adesão das rodas motrizes conta os trilhos. a corrente trabalha arrastando a estrutura móvel sobre mecanismos com movimento dificultado pela presença de finos.400 ton/dia. Elas podem ser a “tróley” ou a bateria.50 nesse tipo de atrito. do número de vagões que o compõe. A duração de um ciclo da locomotiva compõem-se do tempo de seu movimento com os vagões cheios e com os vazios mais o tempo utilizado nas manobras nos pontos extremos (carregamento e descarga). do número de viagens/turno.mais apropriadas. em torno de 150 m.35. O problema fundamental do cálculo da tração elétrica é a determinação do peso do comboio.5 m/s). Elementos básicos para projeto: Produção na mina: 2. Também são empregados no transporte de 2 a ordem. por isso adota-se k = 0. A força de aderência das rodas aos trilhos depende da intensidade de aplicação das rodas motrizes aos trilhos e do coeficiente de atrito entre as rodas e os trilhos. . com capacidade de deslocamento de até 270 tph. número de locomotivas necessárias e do consumo de energia. coletando minério de 2 até 10 pares de alargamentos. O coeficiente de atrito no caso de minério arrastado sobre chapas metálicas é k = 0. dado que os impactos do minério se dão contra a extremidade da calha com carregamento geralmente por paleação manual.5 à 1. Ao retornar. 35 Pás de arrasto.50 => adotou-se 0.30.000 kg/h Coeficientes de atrito adotados: Minério e calhas fixas: k1= 0.000 kg / (6h x 0. Velocidade de catálogo: 0.3) Adotou-se a calha mais próxima desta capacidade: 50 tph => 50.3) = 21.50 = 210 kg Esforço de tração total: 846 kg .19 = 80 kg Arrastar a estrutura móvel na volta: 420 x 0.638 kg Devido à estrutura móvel (ida): 6 kg/m x 70 m = 420 kg Devido à estrutura móvel (volta): 6 kg/m x 70 m = 420 kg Carga total: 2.35 = 574 kg Arrastar a estrutura móvel na ida: 420 x 0. correntes e suporte (volta): k3= 0.19 Pás de arrasto.25 e 0.60 m/s 65 Produção de cada painél de 4 câmaras por turno: 600 ton/turno / 4 painéis = 150 ton/painél Produção de cada câmara: 150 ton/painél / 4 câmaras = 38 ton/turno Produção horária por câmara: 38.000 kg/h / 3. correntes e calhas (ida): k2= 0.50 Raio de ação do transportador = comprimento da câmara = 70 m Peso da estrutura móvel: 6 kg/m Determinação da capacidade máxima do transportador à plena carga: Supor a calha totalmente carregada de minério: Capacidade de vazão da calha (kg/s): 50.000 kg/h (fator de utilização = 0.60 m/s = 117 s Carga total a ser rebocada à plena carga: Devido ao minério: 14 kg/s x 117 s = 1.638 x 0.Fator de carga para o transportador: entre 0.600 s = 14 kg/s Tempo empregado para minério percorrer os 70 m: 70 m / 0.478 kg Esforço de tração necessário para acionar o sistema: Arrastar o minério sobre a calha: 1. 19 = 160 kg Arrastar a estrutura móvel na volta: 840 x 0.70 m/s = 172 s Carga total a ser rebocada à plena carga: Devido ao minério: 50 kg/s x 172 s = 8.600 kg Devido à estrutura móvel (ida): 120 m x 7 kg/m = 840 kg Devido à estrutura móvel (volta): 120 m x 7 kg/m = 840 kg Carga total: 10. Capacidade máxima de suporte do “chaim conveyor” à plena carga: Capacidade de vazão da calha (kg/s): 180.60 m/s = 518 kgm/s = 6.50 = 420 kg Esforço de tração total: 3.600 s = 50 kg/s Tempo empregado para o minério percorrer 120 m: 120 m / 0.88 cv EXTRAÇÃO NOS POÇOS Os minérios desmontados nas frentes e transportados até a recebedoria do subsolo (silos ou . coeficientes de atrito idem ao anterior.590 kg x 0.Potência necessária: 846 kg x 0.010 kg Arrastar a estrutura móvel na ida: 840 x 0.70 m/s = 2.35 = 3. máxima: 180 tph Velocidade de regime admissível: 0. com rendimento de 80% nos motores => potência: 8.63 cv 66 Transportador de 2 a ordem: Capacidade por hora adotada.600 x 0. com rendimento de 80% nos motores => potência: 41.70 m/s Raio de ação do transportador: 120 m Peso da estrutura móvel: 7 kg/m.590 kg Potência necessária: 3.91 cv.51 cv.280 kg Esforço de tração necessário para acionar o sistema: Arrastar o minério sobre a calha: 8.513 kgm/s = 33.000 kg / 3. nas minas modernas mecanizadas. nas plataformas de descarga. Os “skips” para a extração de minério nos poços são de dois tipos: a) de basculamento.80 m. ferramentas e peças. materiais. b) com descarga pelo fundo ou parede lateral. A extração de minério por poços verticais pode ser efetuada por vagonetas ou por “skips” que recebem a carga dos silos dosadores na recebedoria em subsolo. a entrada de vazios nas gaiolas e saída dos cheios se dá de forma automática através de dispositivos mecânicos especiais. As gaiolas são fixadas com cabos de aço que passam sobre as polias fixadas no alto da torre sobre o poço e se enrolam num tambor do guincho de extração. O cabo deve ter uma reserva de resistência que não deve . utilizam-se dispositivos especiais de extração. Os cabos podem ser redondos e mais raramente chatos. A altura dos andares não deve ser inferior a 1. Normalmente há simultâneamente duas gaiolas (ou “skips”) em movimento: uma que sobe com a carga no sentido da superfície e outra vazia que desce no sentido da recebedoria.estações de estocagem de vagonetas) precisam ser extraídos pelos poços até a superfície. as vagonetas são conduzidas para os viradores onde são descarregadas. Na superfície. As gaiolas devem possuir dispositivos que evitem a saída espontânea das vagonetas durante a subida ou descida no poço. Para essa finalidade e também para subida e descida de pessoal. Essas manobras podem ser manuais ou. Pode-se prever para cada andar da gaiola 5 homens/m 2 de área útil do piso. As gaiolas e “skips” se deslocam no poço e na torre de extração ao longo de guiadeiras. Na caso de movimentação de pessoal as laterais são guarnecidas por portas que protegem os homens contra uma queda fora da gaiola. 67 No primeiro caso as vagonetas são colocadas em gaiolas (“elevadores”) que se deslocam dentro do poço e que podem ser de 1 ou mais andares (“decks”). mas não deve ultrapassar em poços verticais o valor de: v = 0.8 . Poço vertical x inclinado: O poço inclinado (plano inclinado). 6. não . 68 Ultimamente se começou a utilizar cada vez mais as máquinas de extração multicabos. vias de acesso e escoamento de minério e estéril. A velocidade de movimento dos recipientes carregados é estabelecida de acordo com o diâmetro. Antigamente cada caçamba compensava o peso da outra. Uma vez por semana deve-se fazer uma revisão detalhada do cabo. Nos poços modernos cada caçamba tem seu próprio contrapeso. a velocidade de movimento não deve ser maior que 5. Os cabos devem ser trocados periódicamente. A recebedoria no subsolo é o ponto de convergência e também de irradiação de uma rede tentacular de galerias. os recipientes de extração são suspensos por vários cabos. onde H = altura da elevação (m). Diminuição do diâmetro dos cabos separados o que simplifica sua fabricação e facilita a operação. 3. o que permite maior estabilidade ao sistema.5 vezes a de cordões mistos. as caçambas trabalham aos pares.ser inferior a 9 vezes nas instalações para transporte de pessoal. Simplificação das instalações na superfície em razão da montagem do guincho de extração sobre a torre e da dispensa de construção de prédio para o guincho. As vantagens dessas instalações são as seguintes: 1. 2. √H (m/s). para o transporte de pessoal através de gaiolas nos poços verticais. Cada um deles é alojado no tambor cilíndrico. Nos poços verticais de extração. Nesse sistema . o emprego do sistema Koepe é obrigatório. Diminuição do diâmetro do tambor da máquina. reduzindo seu preço. 8. com boa iluminação. mesmo usando transporte com cabo sem fim.6 m/s para profundidades de 50 m e 12 m/s para profundidades de 400 m em diante. número de voltas do tambor do guincho de extração e com o estado da instalação e do poço. No sistema multicabo.5 vezes se servindo exclusivamente ao transporte de cargas e 8 vezes no sistema Koepe. Estes carros. diminuindo a estabilidade do trem. agrava o problema da lentidão. Sua capacidade volumétrica deve ser tal que um certo número de viagens ou ciclos por dia de trabalho permitam transportar a produção planejada. que tem capacidade entre 1. Os serviços de carga . o plano inclinado vai tornando-se antieconômico. O comprimento do plano inclinado é quase 3 vezes superior ao comprimento do poço vertical.000 kg de capacidade varia entre 5 à 20 segundos.000 e 10. logo depois de descarregado. Modernamente os poços verticais usam elevadores com caçamba-“skips”. Como medida de segurança. No caso de plano inclinado o pilar seria bem maior. embarcavam no elevador e eram descarregados no trapiche da boca do poço. O “skip” é uma grande caçamba. A medida que a profundidade da recebedoria aumenta. um verdadeiro silo móvel. ao chegar à recebedoria no subsolo. O fator mais importante. O poço inclinado oferece muito mais facilidade de perfuração e para revestimento. deixando sua carga útil no “skip”. O cabo sem fim é por si um sistema de transporte lento.costuma ser adotado em inclinações muito acima de 30%. de modo que evita-se minerar em raio igual ao comprimento do poço. o carro de mina retorna ao tráfego. 69 Nas minas de carvão antigas do RS (1930) se utilizavam os elevadores com capacidade de conter um carro de mina (carga útil de 500 a 700 kg de carvão). e aumentando a inclinação. fica um pilar ao redor do poço vertical. em caso de ângulo favorável de 20 º .500 até 16. O mais importante fator no dimensionamento é o gabarito do veículo que vai elevar o minério.25 até 20 m 3 . A grande vantagem do “skip” sobre o antigo sistema é que. impondo-se um poço vertical. trazendo à superfície entre 1. na opção do tipo de poço. ao chegarem da recebedoria no subsolo. A rapidez de descarga um “skip” de 3. é a profundidade a alcançar na recebedoria em subsolo.000 kg/viagem. profundidade no subsolo: 280 m Altura instalações na superfície: 18 m.400 / 4 = 600 ton/turno = 600.600” = 15.120 s / 86 = 176 s Para determinar a velocidade de longo curso temos que considerar o comprimento do poço reservado para a caçamba acelerar e desacelerar. a partir do repouso no subsolo. Anteprojeto das instalações e “skips”: Produção diária de minério: 2. profundidade abaixo da recebedoria: 10 m Fator de utilização: 0. entre 5 e 10 segundos. abaixo recebedoria: 10 m prof. superfície: 18 m Total: 308 m Trajeto ida e volta: 2 x 308 m = 616 m 70 Número de viagens necessárias/”skip”.000 kg Tempo efetivo de trabalho: 0.7 x 6 h x 3. As normas de fabricação aconselham que a caçamba.e descarga à boca do poço devem ser automáticos para que os carros de mina retornem imediatamente à circulação no subsolo.500 kg de capacidade de carga Potência = peso (kg) x velocidade (m/s) Percurso total de cada viagem: prof.400 ton.7 (máximo admissível) Individualização: Produção/turno: 2.000 kg Tarefa de cada “skip”: 600. 4 turnos de 6 h. seja acelerada por um tempo entre 5 a 10 segundos. do poço: 280 m altura instal.500 kg/viagem: 300. Na chegada à superfície. o tempo reservado à desaceleração deve ser um pouco mais longo.120 s Tempo para carga/descarga: 6 s carga (subsolo) + 6 s descarga (superfície) = 12 s Velocidades admissíveis: 3 até 25 m/s (carga). Admitir caçamba com 3.000 / 3. 16 m/s (pessoal).000 / 2 = 300.500 = 86 viagens Tempo bruto disponível nas viagens completas (ida e volta): 15. . 3. at 2 = ½ .857 .Conferência: Aceleração na subida: 7 s Comprimento a acelerar (d1): Retardamento na chegada: 9 s Total: 32 s a1= v/t = 6 / 7 = 0. 7 2 = 21 m Desaceleração na descida: 9 s Comprimento a desacelerar (d2): a2= v/t = 6 / 9 = 0. 0.67 m/s 2 (desaceleração) d2= ½. 9 2 = 27 m Verificação ciclo completo de ida e volta (131 s): Carregamento subsolo: 6 s Aceleração subida: 7 s 21 m Desaceleração superfície: 9 s 27 m Subida da caçamba Descarga caçamba: 6 s Aceleração descida: 7 s 21 m Desaceleração recebedoria subsolo: 6 s 27 m Descida da caçamba 44 s 96 m 71 Movimento de longo curso (uniforme): . 0.857 m/s 2 (aceleração) Aceleração na descida: 7 s d1= ½.at 2 = ½ .67 . v (m/s) = 3.500 kg.266 / 21.5 m/s e com a mesma capacidade de minério. A potência básica será: N = P (kg) . Considerando carvão. determina-se o volume das caçambas. Anteprojeto de instalação de gaiolas e carros de mina: 72 a) Gabarito básico: dimensão do carro de mina a adotar . ou uma utilização real de 0. não seriam suficientes para escoar a produção. a potência necessária real seria: Nr= 280 / 0. tem-se: Volume da caçamba = 3. com peso específico γ = 1.Velocidade: 6 m/s dt= (308 – 48) m x 2 = 520 m Deslocamento total = 520 + 96 = 616 m t = dt/ v = 520 / 6 = 87 s Tempo total = 87 + 44 = 131 s Esse regime corresponde à 131 s/viagem x 86 viagens = 11.7 ton/m 3 .5 ton / 1. Nas bases práticas de peso específico a granel acusado pelo minério. teríamos um ciclo completo de 153 s. Caçambas com velocidade abaixo de 4.600 = 0.266 s Fator de utilização = 11.7 ton/m 3 = 2. com a utilização de apenas 52% da disponibilidade do equipamento. Em caso de se adotar a velocidade de 5 m/s com a mesma caçamba. 3.52 => 52% Quanto maior for a responsabilidade do meio de transporte. o poço jamais venha a ser o gargalo do escoamento.8 = 350 cv ou 257 kW As caçambas de velocidades menores teriam de comportar carga maior. maior deve ser sua capacidade de modo que.500 x 6 = 21.61.000 kgm/s = 280 cv Com um rendimento nos motores de 80%.06 m 3 O guincho do poço trabalha com contra-peso nas caçambas. descarga) 5 o Volume teórico da cada carro de mina (peso específico a granel do minério) Exemplo: Produção de 900 ton/dia.17 min Descarga: 5 s Longo curso de volta: 30 s .b) Dimensionamento do veículo a adotar: 1 o Produção industrial da mina (ano. profundidade da mina: 90 m. turno => individualização) 2 o Profundidade da mina (percurso) 3 o Regime (fator de trabalho): ϕ (fator de carga . 3 turnos de 6 horas. 2 gaiolas (compensadoras). velocidade de extração média: 3 m/s Individualização: 900 ton / 3 turnos = 300 ton/turno => 150 ton/gaiola/turno 73 Tempo de ciclo completo: Carga: 5 s Longo curso de ida: 30 s Tempo viagem da gaiola: 70 s = 1. número de horas) 4 o Tempo de ciclo completo (carga. dia. longo curso ida e volta. peso: 2.5 m/s. velocidade: 0.Total: 70 s Regime: Tempo bruto para trabalho/turno: 60 min/h x 6 h = 360 min Tempo útil de trabalho: 360 min x 0.17 Produção / carro / viagem = produção por gaiola = 150 ton/gaiola = 0.60 Diâmetro do cabo: 1”.200 ton/dia. fator de utilização: 0. Velocidade entre 0. o volume da gaiola será: V = 7.5 e 1.75 m/s.000 kg/turno Distância de transporte: 1.000 m.7 ton/m 3 .70 ton = 700 kg Número de viagens 215 viagens Precisa-se dispor portanto de gaiolas de 700 kg da capacidade por viagem.412 m 3 => 500 lt (volume transportado por carro de mina) Anteprojeto de cabo sem fim horizontal: Meio de transporte de baixa velocidade mas com continuidade no movimento.700 kg/m 3 = 0.000 kg / 1. O esforço de tração Etdepende do número de vagonetas que são engatados simultâneamente no cabo sem fim.20 kg/m 74 Carro de mina ou vagoneta (1 . Considerando um peso específico (para carvão) γ = 1. Elementos de projeto: Produção diária: 1.70 = 252 min Número de viagens /gaiola: tempo útil de trabalho = 252 = 215 viagens tempo ciclo completo 1. 4 turnos de 6 horas => 300. a tentativa): tara: 350 kg.207 kgm/s = 16.000 m x 2.2 kg/s x 27 s = 627 kg (capacidade de 650 kg atende o projeto) Número de vagões engatados simultâneamente ao cabo em plena carga: 1.0255 = 1. espaço entre carros: 0.000 kg Intervalo entre 2 carros consecutivos. Ao coeficiente R/P dá-se o nome de coeficiente de atrito: k = R/P Coeficiente de atrito para carro de mina: k = 0.000 + 19. minério: 650 kg.75 = 1.20 kg/m = 2.75 x 27 = 20.500 kg Tara dos carros de mina: 50 x 350 kg = 17.3 m/carro = 50 vagões Capacidade de suporte do cabo À plena carga: Ramo carregado: Peso devido ao minério: 50 x 650 kg = 32. mínimo: 27 s.8 = 20. k = 71.600 s/h = 12.200 = 71.000 kg Ramo descarregado: Tara dos carros de mina: 50 x 350 kg = 17. total: 1.09 cv Considerando um rendimento do motor de 80% = 16.500 kg Para deslocar o peso P de um corpo sobre um plano horizontal é necessário exercer uma força R.20 kg/m = 2.200 kg Total da carga suportada pelo cabo: 52.09 / 0.000 kg/turno / 12.200 kg Caga total nos 2 ramos do cabo: 52.500 x 0.11 cv .609 kg Potência do motor: Et.000 m / 20.609 x 0.000 m x 2.200 kg Total da carga suportada pelo cabo: 19.2 kg/s Capacidade mínima da carro de mina: 23.960 s/turno = 23.6 x 3. v = 1.3 m Tempo efetivo de trabalho: 6 h x 0.0255 Esforço de tração necessário Et ≥ P .500 kg Peso do cabo: 1.500 kg Peso do cabo: 1.960 s Capacidade do cabo (kg/s): 300.