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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCOFACULTAD DE INGENIERIA ELCTRICA, ELETRNICA, MECANICA Y MINASDEPARTAMENTO ACADEMICO DE MINASCARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINASPROFESOR: Ing. Mximo Victor Mayta linoTRANSPORTE SUBTERRANEA SOBRE RIELESEL CAMINO DE RODADURAESTA CONSTITUIDO POR LOS SIGUIENTES ELEMENTOS:

- LA PLATAFORMA- EL BALASTO- LOS DURMIENTES O TRAVIESAS- EL CARRIL- LOS ACCESORIOSELEMENTOS DEL CAMINO DE RODADURA

1.- LA PLATAFORMA2.- EL BALASTO

ES LA CAPA DE ROCA FRAGMENTADA CUYA FINALIDAD ES:

- DISTRIBUIR LA CARGA SOBRE EL TERRENO QUE LAS TRAVIESAS TRANSMITEN HASTA LA PLATAFORMA.FIJA A LOS DURMIENTES TRANSVERSALMENTE Y LONGITUDINALMENTE.

ABSORBE LA ENERGIA CINETICA, PRODUCIDOS POR LOS EFECTOS DE IMPACTO OCASIONADOS POR LAS CARGAS MOVILES.

-DRENA EL AGUA Y MANTIENE SECAS A LAS TRAVIESAS.CONDICIONES DE UN BUEN BALASTO:BAJO COEFICIENTE DE FRIABILIDAD QUE RESISTE LAS CARGAS SIN DESMENUZARSE.

NO DEBE PRODUCIR NI CONTENER POLVO PARA QUE NO ANULE LAS PROPIEDADES ELASTICAS Y DE DRENAJE.

-POSEER UNA GRANULOMETRIA QUE VARIE ENTRE 2 A 4 cm PARA TRABAJOS MINEROS SUBTERRANEOS.3.- LOS DURMIENTES SON ELEMENTOS QUE SOPORTAN A LAS RIELES Y ANULAN A LOS ESFUERZOS VERTICALES, TRANSVERSALES Y LONGITUDINALES SIN SUFRIR DETERIORO.

SON DE MADERA, HORMIGON ARMADO O METALICODIMENSIONES DE LAS TRAVIESAS

L = e + 2b + 2m L: longitud e: ancho de trochah = J + b: ancho de patn h: espesor mn. durmientea = 1.4(J) J: longitud de clavos de riel a: ancho mnimo del dur. m: distancia libre q sobresale a los ext. de la va. 4.- EL CARRILSON PERFILES DE ACERO EN FORMA DE ILA MISIN ES SOPORTAR LAS FUERZAS VERTICALES Y TRANSVERSALES QUE ACTAN SOBRE LAS TRAVIESAS, LUEGO SOBRE EL BALASTO Y FINALMENTE POR LA PLATAFORMA.SUS PARTES PRINCIPALES SON:

LAS LNEAS PRINCIPALES SON AQUELLAS QUE FORMAN LAS GRANDES LNEAS TRNCALES. LNEAS SECUNDARIAS LAS QUE COMPLEMENTAN LA RED FORMADA POR LAS ANTERIORES DANDO AS UN SISTEMA COMPLETO DE LNEAS FRREAS.

LAS LNEAS DE VA ANGOSTA Y ANCHA CORRESPONDE AL NIVEL DE SERVICIO. NO NECESARIAMENTE DEBE SER LINEA PRINCIPAL LA LNEA ANCHA O QUE UNA SECUNDARIA SEA DE LNEA ANGOSTA, YA QUE ELLO DEPENDER DE LOS ASPECTOS DE SERVICIO QUE SON RELACIONADOS A LA CONSTRUCCIN. EL ANCHO DE LA VA. SUJECIN DE RIELLAS SUJECIONES DEL RIEL SON ELEMENTOS QUE HACEN POSIBLE LA CONTINUIDAD ESTRUCTURAL DE LA VA. LAS FUNCIONES LAS SUJECIONES, SON:FIJAR LOS RIELES A LOS DURMIENTESASEGURAR LA INVARIABILIDAD DEL ANCHO DE LA VAFACILITAR LA TRANSFERENCIA DE LAS CARGAS ESTTICAS Y DINMICAS DEL MATERIAL RODANTE.ENTRE LOS TIPOS DE SUJECIONES, LOS MS COMUNES SON:

LAS SUJECIONES RGIDAS CLSICAS, QUE SON ELEMENTOS CLAVADOS, COMO LAS ESCARPIAS O ATORNILLADOS COMO LOS TIRAFONDOS, COMO SE ILUSTRA EN LA FIGURA, POR UNO DE SUS EXTREMOS Y POR EL OTRO SIRVE DE SUJECIN SOBRE EL PATN DEL RIEL.

CLAVOS ELSTICOS, QUE COMBINAN LA SENCILLEZ DE LOS ELEMENTOS CLAVADOS CON LA VENTAJA DE LA ELASTICIDAD, INCREMENTANDO SU CONSERVACIN Y FACILITANDO SU MONTAJE. ENTRE ESTE TIPO DE SUJECIONES SE TIENE A CALVOS DORKEN, T-FLEX, ELASTIC FLEX, J-FLEX, ETC.SUJECIONES ELSTICAS DE LMINA O GRAPA, QUE PRESENTA UNA CHAPA DE ACERO ELSTICO, DENOMINADO GRAPA O LMINA ELSTICA QUE ES UNIDA A OTROS ELEMENTOS COMO UNA CHAPA DE CAUCHO, CASQUILLO AISLANTE DE PLSTICO, MEDIANTE UN TORNILLO DE ACERO O TIRAFONDO EN CASO DE TENER DURMIENTE DE MADERA. ACCESORIOS DE VA

APARATO DE VIASON DISPOSITIVOS QUE SIRVEN PARA REALIZAR LAS DESVIACIONES, EL CRUCE DE VIAS, CAMBIOS DE SENTIDO DEL MATERIAL RODANTE

PARTES PRINCIPALES:1.TIRANTE DE MANIOBRA2.AGUJA DE CAMBIO3.CARRIL DE CONTRAGUJA IZQUIERDA4.CURVA DE DESVIO5.CORAZON6.CONTRACARRIL7.VIA PRINCIPAL8.VIA LATERAL9.CARRIL DE CONTRAGUJA DERECHO10.MECANISMO DE CAMBIO (MONA)11.CARRIL ACODADO12.GARGANTA DE CORAZON13.PUNTA DE CORAZON14.CENTRO MATEMATICO DEL CORAZON

1.- DESVIO .- PERMITE AL MATERIAL RODANTE TOMAR UNA DIRECCION DISTINTA A LAS QUE REALIZABA.DESVIO MUERTOESQUEMA DEL CAMBIO DE VAGONETAS CON UTILIZACION DE UN DESVIO MUERTO

I AL III POSICIONES DE LAS VAGONETAS

1 AL 8 VAGONETAS

2.- RAMAL SECUNDARIOSale de la va principal hacia un nicho, un vagn vaco puede ser colocado all mientras que los vagones cargados son retirados del frente de carguo.

3.- CAMBIO LATERALMUEVE UN VAGON VACIO HACIA UN NICHO UBICADO A UN COSTADO DEL TUNEL O GALERIA, MIENTRAS QUE EL VAGON CARGADO ES RETIRADO

4.- SALTACARRILSON PUENTES APOYADOS EN SU CENTRO QUE PUEDEN GIRAR ALREDEDOR DE EL, MEDIANTE UN EJE VERTICAL, APOYADO EN UNA FOSA CIRCU LAR, SIRVE PARA INVERTIR EL SENTIDO DE MARCHA DEL VAGON

CARGUIO A LOS VAGONES MINEROS CON PALAS DE VOLTEO POSTERIOR

5.- ENCARRILADORESSON DISPOSITIVOS FABRICADOS DE CHAPAS DE ACERO FUERTE Y RESISTENTEAL DESGASTE QUE PERMITE ENCARRILAR EL MATERIAL RODANTE DESCARRILADO

CRUZAMIENTO DOBLE O ENTREVA OBLICUA.

PRESENTACION DEL SANTIAGO PARA PREPARAR UNA CURVA CON LA RIEL

SANTIAGO DOBLANDO LA RIEL

EL MATERIAL RODANTECOMPRENDE DE:

EL MATERIAL MOVIL: VAGONES PLATAFORMA

EL MATERIAL DE TRACCION: LOCOMOTORA

TIPO U

TIPO GRAMBY

RAMPA DE VOLTEO POR 5TA. RUEDA

DESCARGA POR EL FONDO

1.- VAGONES MINEROSSON ELEMENTOS DE TRANSPORTE DE MATERIAL DE VOLADURA Y CONSTITUYE EL ELEMENTO COM - PLEMENTARIO DE LA LOCOMOTORA.

SE CARACTERIZAN POR LOS SIGUIENTES PARAMETROS:

. CAPACIDAD. TARA. COEFICIENTE DE TARA. NUMERO DE EJES. COEFICIENTE DE RESISTENCIA AL MOVIMIENTO1.1.- CAPACIDADPEQUEAS : HASTA 1.3 mMEDIANAS : ENTRE 1.3 a 2.7 mGRANDES : MAYORES DE 2.7 m

1.2.- TARA (qm)ES EL PESO DE LAS VAGONETAS VACIAS

1.3.- COEFICIENTE DE TARA

Kt = qm V : capacidad del vagn V : peso especfico del material transportado

ELECCION DEL VAGON MINEROTENER EN CUENTA LOS SIGUIENTES FACTORES

1.- FACTOR GEOMETRICO- Seccin de la labor- Altura de la riel al borde del buzn- Altura libre de descarga de las palas cargadoras- Trocha de la va- Tamao de la va

2.- FACTOR DE RESISTENCIA- Estar construido de un material resistente a los golpes durante la carga, descarga, esfuerzos de arranque y parada.-Resistencia a los choques- Resistencia a la corrosin y abrasin.

3.- FACTOR ECONOMICO

Se debe tener en cuenta el costo, la facilidad de mantenimiento y reparacin, su capacidad adecuada y su poco peso de acuerdo a las condiciones del transporte subterrneo.LOCOMOTORASSON MAQUINAS DE TRACCION POR ADHERENCIA QUE SIRVE PARA MOVILIZAR A LAS VAGONES DURANTE LA OPERACIN DEL TRANSPORTE.CLASIFICACION:LOCOMOTORAS A AIRE COMPRIMIDOLOCMOTORAS ELECTRICASLOCOMOTORAS DIESEL

LOCOMOTORAS ELECTRICASLAS LOCOMOTORAS ELCTRICAS, SON LAS QUE RECIBEN LA ENERGA ELCTRICA MEDIANTE UNA RED DE CABLE SUPERIOR (CATENARIA) O UN TERCER CARRIL SITUADO JUNTO A LA VA NORMAL (VAS FRREAS)

LOCOMOTORAS ELECTRICAS A TROLLEYSON LOCOMOTORAS DE CONTACTO QUE SE EPLEAN EN FERROCARRILES DE VA ANCHA.

PARTES PRINCIPALES:1.- MOTOR2.- FRENO3.- CONTROL: OFF, 0, 2, 3, 4, 5.OFF: ES LA POSICION NEUTRA0 : SUELTA LOS FRENOS AUTOMATICOS4.- RONDANA O FROTADORLOCOMOTORA A TROLLEY

LOCOMOTORAS A TROLEYTONELADASMOTOR320 hp440 hp545 hp670 hp890 hp 1090 hp12120 hp 15150 hp25240 hp30300 hp 5.- PALO DE TROLLEYES UNA PIEZA DE MADERA DE 2 PULG. DE DIAME-TRO CON UNA LONGITUD DE 5 PIESSOPORTA A LA RONDANA Y EL CABLE CONDUC-TOR AL MOTOR.6.- RUEDASSON DE ACERO DE 40 A 60 CM DE DIAMETRO

7.- PARACHOQUES8.- CHASIS

8.- LINEA DE TROLLEYES UN CONDUCTOR DE COBRE AL 100 % DE CONDUCTIVIDAD DEL TIPO AWG 2/0, ES UN ALAMBRE RANURADO PELADO N 4, QUE CONDUCE LA CORRIENTE ELECTRICA CONTINUA POSITIVA.

LOS ELEMENTOS QUE MANTIENEN A 1.80 m SOBRELA LINEA DE CAUVILLE Y AL CENTRO SON:- GRAPA TIPO BULLDOG- AISLADORES DE LINEA DE TROLLEY- BASE DEL AISLADOR- VARILLA DE HIERRO CORRUGADO DE - PERNOS, DE x PARA FIJAR EL AISLADOR

LOCOMOTORA ELECTRICA A ACUMULADORES

LOCOMOTORAS A BATERIATONELADASMOTOR1.757 hp3.514 hp421 hp5.525 hp735 hp950 hp1290 hp15120 hp25150 hpLOCOMOTORES DIESELEn las locomotoras diesel-elctricas, conocidas comnmente como diesel, los motores diesel se utilizan para proporcionar energa a generadores o alternadores conectados a rectificadores de estado slido que mueven motores elctricos conectados a los ejes . Este tipo de locomotora elimina la necesidad de costosas lneas de transmisin de energa.

LOCOMOTORA DIESEL

ELECCION DE LOCOMOTORASLOS FACTORES QUE INTERVIENEN SON:

1.- LIMITES GEOMETRICOS2.- DIMENSIONES Y PESO DE LA VIA3.- FUERZA DE TRACCION REQUERIDA4.- PESO5.- COSTES DE INSTALACION, MANTENIMIENTO Y SEGURIDAD.6.- CLASE DE ENERGIA DISPONIBLE EN LA MINA7.- ESTADO DE VENTILACION EN INTERIOR MINA

RESISTENCIA AL MOVIMIENTO DE LA LOCOMOTORARESISTENCIA NORMAL AL MOVIMIENTOSon las fuerzas que actan durante el movimiento en el tramo rectilneo horizontal con velocidad constante. La resistencia normal al movimiento consta de:

1. La resistencia interna de los vagones (frotamiento de los cojinetes), RIC.2. La resistencia del aire; que es proporcional a la seccin transversal del convoy y al cuadrado de la velocidad, no se toma en cuenta en traccin subterrnea y hasta se puede omitir en canteras, donde la velocidad de los trenes no sobrepasa de 40 Km/hr, RA3. La resistencia de la va (frotamiento de rodadura entre la rueda y el carril), RV.

RESISTENCIA A LA RODADURA (RR)Viene representada por la sumatoria de la resistencia normal al movimiento. Adems se puede calcular con la siguiente expresin matemtica en base a la siguiente Tabla :

VA EN CONDICIONES NORMALES RR (lb/TC) Carros con cojinetes de bolas ordinarias 30 Carros con cojinetes de rodillos cilndricos 15 20 Carros con cojinetes sin rodillos cilndricos 10 Carros con cojinetes planos 30

RESISTENCIAS SUPLEMENTARIAS O INCIDENTESSON LAS FUERZAS QUE SE OPONEN AL MOVIMIENTO DE LA LOCOMOTORA EN DETERMINADAS CIRCUNSTANCIAS Y SON LAS QUE SE PRESENTAN EN:

LOS TRAMOS NO RECTOS. NO HORIZONTALES DE LAS VAS. SON LAS RESISTENCIAS SEGN LA PRESENCIA DE CURVAS, GRADIENTE, LA INERCIA DURANTE EL MOVIMIENTO CON VELOCIDADES VARIABLESRESISTENCIA DEBIDO A LA CURVA (RC)EL PASO DE LAS CURVAS NECESITA UN AUMENTO DEL ESFUERZO DE TRACCIN PORQUE SE OPONE AL MOVIMIENTO DE LOS VAGONES DEBIDO A LAS SIGUIENTES RAZONES:POR LA SOLIDARIDAD DE LAS RUEDAS CALADAS SOBRE EL MISMO EJE, Y QUE TENIENDO QUE RECORRER CAMINOS DIFERENTES EN EL MISMO TIEMPO CON LA MISMA VELOCIDAD ANGULAR, SUPONDR NECESARIAMENTE UN DESLIZAMIENTO DE UNA SOBRE OTRA.POR EL PARALELISMO DE LOS EJES.EL ESFUERZO TRANSMITIDO DE UNA VAGONETA A LA SIGUIENTE DEJA DE SER PERPENDICULAR A STA.3.LA PESTAA DE LA RUEDA DELANTERA EN LAS CURVAS SE APRIETA AL CARRIL EXTERIOR, LO QUE PROVOCA UN FROTAMIENTO SUPLEMENTARIO.

LA DIFERENCIA DE LAS CIRCUNFERENCIAS DE RODAMIENTO DE LOS PARES DE RUEDAS POR LOS CARRILES EXTERIORES E INTERIOR PROVOCA UN DESPLAZAMIENTO TRANSVERSAL Y DESPLAZAMIENTO LONGITUDINAL DEL PAR DE RUEDAS, AUMENTANDO DE ESTE MODO EL FROTAMIENTO DE DESLIZAMIENTO.A LA ENTRADA EN LA CURVA Y SALIDA DE STA SE PRODUCE EL GIRO DEL BOGGIE QUE PROVOCA UN FROTAMIENTO SUPLEMENTARIO.

RC = f x P [e + (e2 + b2)1/2 ] 2 R USANDO LA FORMULA DE KRUPP, aplicado a ruedas locas:

RC = 120 (b + e) ; Kg/TM RRC = K 35 ; Kg/TM R1/2 K : coeficiente 1.0 para curvas con peralte 1.5 para curvas sin peralte.

RESISTENCIA DEBIDO A LA GRADIENTEF = P x sen

Sen tan

RG = P x tan

RG = P h L En la prctica se considera 20 lb/TC por cada 1 % de gradiente.( +) cuando el movimiento es ascendente

(-) cuando el movimiento es descendente

RESISTENCIA DEBIDO A LA INERCIA

RI = M x a x Ki

M : masa (P/g)a : aceleracinKi : coeficiente que varia de 1.05 a 1.08

PESO DE LA LOCOMOTORAET = PL(RL) + PC(RC)ET = PL(A)PL(A) = PL(RL) + PC(RC)

PL = PC (RC) A RL

PL = PC(RR RG + RC + RI) A (RR` RG RC + RI)POTENCIA DEL MOTOR DE LA LOCOMOTORA

POT = ET x V ; HP V : pies/seg 550 E

Pot = ET x V ; HP V : millas/hr 375 ETRAZADO DE LA VIATRATA DE LOS ELEMENTOS SESNCIALES PARA EL BUEN TRANSPORTE SOBRE RIELES, COMO LA PENDIENTE, LA INCLINACION, LAS CURVAS DE LAS GALERIAS, ETC.

PENDIENTE: ESTE ELEMENTO EST EN FUNCIN DE LA FUERZA DE TRACCIN DE LAS LOCOMOTORAS, QUE LIMITA EL NMERO DE VAGONETAS; LA MAYORA DE LAS VAS SUBTERRNEAS SE CONSTRUYEN CON UNA PENDIENTE DE 2 A 5 mm/m.La pendiente mxima permisible en las galeras y dems labores horizontales en la mina para transporte sobre rieles es de seis por mil.

INCLINACIONEn los tramos rectos ambos carriles se encuentran a un mismo nivel, siendo la inclinacin lateral nula; pero en las curvas si existe un desnivel lateral denominado sper elevacin o peralte, que es la diferencia de cota entre los dos carriles.Los esfuerzos que se transmiten a la va en las curvas pueden reducirse a un esfuerzo de gravedad, soportado por el balasto y un esfuerzo lateral o fuerza centrfuga que no debe sobrepasar el 8 % de la carga del vagn para transporte minero subterrneo.

Sen = X/PSen = d/e

X = d P eX : componente paralela a la va.d : peraltee : trocha

EN AUSENCIA DE LA FUERZA CENTRIFUGA, LA VIA ESTA SOMETIDA A UN ESFUERZO LATERAL QUE REBASARA EL LIMITE DE :

d > 0.08 e

LA FUERZA CENTRIFUGA , DESPLAZA AL MATERIAL RODANTE HACIA EL CARRIL EXTERIOR LO QUE PROVOCA EL AUMENTO DE LA RESISTENCIA AL MOVIMIENTO Y PUEDE SER LA CAUSA DEL VUELCO O DESCARRILAMIENTO.

F = M . v2 = P . v2 R 127.14Rv : Km/hr

EL PELIGRO DE VUELCO Aparece cuando la resultante de la gravedad y de la fuerza centrfuga sale del polgono de sustentacin. Fig. En ausencia del peralte este el iesgo es mximo saliendo la resultante fuera de la trocha, su clculo es posible determinar por: F > AB P GA

v2 > 64 R . e hh : altura desde la superficie de la riel hasta el centro de gravedad del vagn, mEL PELIGRO DE DESPLAZAMIENTO Es mucho mayor en ausencia del peralte, la fuerza centrfuga rebasa el lmite de 0.08P cuando:F > 0.08 PREEMPLAZANDO VALORES DE LA FUERZA CENTRIFUGA:v > 3.2 x R1/2

Peralte terico

dt = v2 . e 127 x RPeralte prctico.

dp = v2 . e - 0.08e = dt 0.08 e 127 x REl peralte al igual que el sobre ancho de la va, alcanza la mitad de su valor (dp/2) en la entrada de la curva, aumentando despus progresivamente hasta alcanzar el valor definitivo del peralte prctico.

RADIO DE CURVATURA

EN LA ELECCIN DEL RADIO DE CURVATURA SE DEBE OPTAR POR ELEGIR EL DE MAYOR MEDIDA POSIBLE. SE RECOMIENDA PREVER UN RADIO DE CURVATURA NO INFERIOR A 8 VECES LA DISTANCIA ENTRE EJES DEL MATERIAL RODANTE.SEPARACION DE VIALA SEPARACION DE LA VIA O ANCHO DE VIA, DEPENDE DEL ANCHO DEL TREN DE RODADURA Y DE CIERTOS LIMITES, COMO EL PESO DEL MATERIAL RODANTE Y DEL TIPO DE LOCOMOTORA. LA SEPARACION DE LA VIA ES SIEMPRE SUPERIOR AL ANCHO DE LA TROCHA.EL ANCHO DE RODADURA DEL MATERIAL ESTA EN RELACION CON EL ESPESOR DE LA PESTAA DE LOS RODAMENES. Dm + 20 mm

j = e e = e (e + 2 ep)j : juego de va e : ancho de la vae: ancho de rodadura del materiale: ancho interior de rodadura del material.Ep: espesor de la pestaa

EL JUEGO DE VIA EN UN TRAMO RECTO TIENE LA FINALIDAD LA SEGURIDAD EN EL GUIADO, LLAMANDOSE A ESTO TOLERANCIA DE GUIADO PARA EVITAR EL DESCARRILAMIENTO, ESTO VARIA SEGN EL ANCHO DE VIA.

COMO BASE SE PUEDE TOMAR ENTRE 1% A 0.6% DEL ANCHO DE VIA.JUEGO DE VIA EN CURVAEn las partes donde existen curvas en la va, para facilitar el movimiento de los vagones se necesita un aumento de la separacin. El ensanchamiento de la va con respecto a la trocha nominal no debe superar los 25 mm. Para los clculos analticos se puede utilizar la frmula aproximada siguiente:

e = b (2r.h)1/2 Re: separacin de va en curvab : distancia entre ejesr : radio de la ruedah : altura de la pestaaR : radio de curvaturaPALA MECANICA DE VOLTEO POSTERIOR

PALA MECANICA DE VOLTEO POSTERIOR CARGANDO A UN VAGON

Palas montadas sobre rieles

AMCDGEJHS2,1 2,72 m2,3 3,3 mCapacidad pala = 0,14-0,6 m3Capacidad del carro = 1,3 4 m3Rendimiento = 0,6 2 m3/minGaleras: 2,2 x 1,8-2,3 m 3,1 x 2,2-3,3 m 2,29 x 3,2 mPendientes: 0,5%1,15- 1,75 m2 2, 8 m1 1,3 m1,3 1,75 mPALAS MONTADAS SOBRE ORUGAS

ORUGAS AXIALCapacidad: 280- 300 lVelocidad: 1,5 2,5 km/hrRendimientos 30 40 m3/hrAncho pala 1,96 1,73 mLargo 2,7 mAltura descarga 1,2 1, 5 mAltura mxima 2,3 2,6 m

Capacidad: 300 600 lVelocidad: 3,6 5 km/hrRendimientos 55 85 m3/hrAncho pala 1,96 mLargo 3,5 mAltura descarga 1,7 mAltura mxima 2,7 m

PALAS MONTADAS SOBRE NEUMATICOS AXIAL

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RASTRILLANDO CON WINCHE DE DOS TAMBORASHASTA PRONTO