excavacion y transporte

8/13/2019 Excavacion y Transporte

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU

FACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS.

EXC. TRANSP. Y DISEO DE EXPLOTACIONSUPERFICIAL


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EXCAVACION Y TRANSPRTE

INTRODUCCINSe denomina movimiento de tierras al conjunto de operacionesque se realizan en los terrenos naturales, a fin de modificar lasformas de la naturaleza o de aportar materiales tiles en obraspblicas, minera o industria.

Los materiales se encuentran en la naturaleza en formaciones dediversos tipos, que se denominan bancos, en perfil cuandoestn en la traza de una carretera, y en prstamos fuera de ella.

La excavacin consiste en extraer o separar del bancoporciones de su material.

Cada terreno presenta distinta dificultad en su excavabilidad ypor ello en cada caso se precisan medios diferentes para

afrontar con xito su excavacin.


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CICLO Y CONDICIONES DE TRABAJO

Existen cinco factores que deben ser utilizadoscuando se prepara un estimado de produccin delequipo de movimiento de tierras, y para cualquiertrabajo en particular.

Estos factores incluyen:1.- Componentes del ciclo de movimiento de suelos2.- Factores de eficiencia en el trabajo

3.- Peso de los materiales y factores de expansindel volumen del material

4.- Cargas tiles del vehculo5.- Seleccin del equipo de acarreo.


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Excavacin o arranque.

Tipo de material. Dureza del material

Topografa de la zona de arranque.

FACTOR 1COMPONENTES DEL CICLO DE MOVIMIENTO DE TIERRAS


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Factores de cargaDimensin y tipo de la maquina cargadora.

Tipo y condicin del material a cargarse.

Capacidad de la unidad

Habilidad del operador de la carga



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Factores de acarreo, empujeCapacidad de performance de la unidadDistancia de acarreo

Condicin del camino de acarreo

Pendientes

Factores diversos que afecten la velocidad del acarreo



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FACTOR 1COMPONENTES DEL CICLO DE MOVIMIENTO DE

TIERRAS

Factores de descargaDestino del material, tolva, sobre banco, relleno, pila de

acopio, etc.

Condicin del rea de descarga

Tipo y maniobrabilidad de la unidad de acarreo

Tipo y condicin del material


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Factores de ubicacin

Maniobrabilidad de launidad

rea de maniobras disponible

Tipo de mquina cargadora

Ubicacin del equipo cargador



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Factores de demoraTiempo consumido en la espera por la unidad cargadora o el

tractor de empuje

Tiempo consumido en la espera de descargar en la

trituradora



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FACTOR 2FACTOR DE EFICIENCIA EN EL TRABAJO

En algunos casos, puede ser necesario reducir an ms el factorde eficiencia, debido a demoras inusuales condiciones detrabajo especialmente desfavorables.

Clasificacin de las condicionesde trabajo:

a) "Favorables",

b) "Medias"

c) "Desfavorables",


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2. FACTOR DE EFICIENCIA EN EL TRABAJO

Condiciones de trabajo favorables

Material que se excava y acarrea

Capa superficial de tierra, mezcla de barro/greda con poco contenido dehumedad, carbn compactado, tierra compacta (no rocas).

rea de carga ("corte" o "excavacin") Sin restricciones en cunto a longitud ancho, seca y suave para moto

palas: Unidades de carga descendentes.

La Resistencia a la Rodadura Total es inferior al 4%.

Buena Rampa casi a Nivel.

Supervisin Constante en el rea de Carga y Descarga.


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Condiciones de trabajo medias


Greda con algo de humedad, arcilla esquistosa bien granulada suave,arena floja con algunos pedregullos, mezcla de tierras diferentes, mezclade arena y grava fina.

rea de carga ("corte" o "excavacin")

Hay algunas restricciones en cuanto a longitud y ancho, seca con algunosmateriales sueltos. Para moto palas: Unidades cargando en terrenos

llanos.

La Resistencia a la Rodadura Total del 4 al 7%.

Supervisin intermitente tanto en el rea de carga como de descarga.


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Condiciones de trabajo desfavorables


Greda pesada (densa) hmeda, arena floja seca soplada, grava gruesa (nofina), caliche arcilla esquistosa no granulada, cantos rodados frecuentesreventones de rocas.

rea de carga (corte excavacin)

Con restricciones en cunto a longitud ancho; hmeda, resbaladiza y/osuave, para moto palas: Unidades de carga ascendente sobre laderas.

La Resistencia a la Rodadura Total superior al 10 %.

Sin supervisin en las reas de carga descarga.


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FACTOR 3PESOS DE LOS MATERIALES Y FACTORES DE EXPANSIN EN VOLUMEN DEL

MATERIAL

Frecuentemente, la densidad del material se expresa en trminosde kilogramos por metro cbico, libras por yarda cbica.

El material que no presenta problemas que este In Situ esdenominado, Yarda Cbica de material en Banco (BCY).

Mientras que el material que se presenta suelto, roto en estadode voladura, es llamado Yarda Cbica de material Suelto (LCY).

CCY = Vc m3 compactada (volumen despus de lacompactacin)


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CAMBIOS DE VOLUMEN.

Los terrenos suelos o rocas mas o menos fragmentadas,

estn constituidos por partculas de tamaos muy variados,en estas partculas quedan huecos, ocupados por aire yagua.

Es decir, el volumen de una porcin de material no es fijo,sino que depende de las acciones mecnicas a que losometamos.

El volumen que ocupa en una situacin dada se llamavolumen aparente.


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DENSIDAD

La densidad de un material influye en el rendimiento de los

equipos: en la fuerza requerida para moverla, en lacapacidad de peso y volumen para cargar y transportar etc.

La densidad es una unidad de concentracin fsica de unaespecie homognea. Nos indica la masa (M) existente por

unidad de volumen (V) su frmula y unidades son:

1m

1.4m

3

3


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DENSIDAD APARENTE

1m

1.4m3

3


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DENSIDAD

Ejemplo 01:

Convertir 2,7 gr./cm3a lb/yd3

D = 4 550 lb/yd3

Si:

1T.c = 2000 Lbs.

1 m3= 1.308 Yd3

1 Tm = 2204.62 Lbs.1 Tm = 1.10231 Tc.

1 Kg = 2.204 Lbs

1 Tc = 907.185 Kg.

1 Pie3= 0.037 Yd3


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EJEMPLO 2.

CONVERTIR: 5.5 T.c./m

3

a Lbs/Yd3

;

Si:

1T.c = 2000 Lbs.

1 m3= 1.308 Yd3

1 Tm = 2204.62 Lbs.1 Tm = 1.10231 Tc.

1 Kg = 2.204 Lbs

1 Tc = 907.185 Kg.

1 Pie3= 0.037 Yd3

Rpta: 8410 Lbs/ Yd3

CONVERTIR: 1508.5 Lbs/Yd3a Tm/m3.

CONVERTIR: 1.5 T.m./m3a Lbs/Yd3;

CONVERTIR: 3.5 T.c./m3a Lbs/Yd3;

Rpta: 0.895 Tm/m3

Rpta: 2527.5 Lbs/ Yd3

Rpta: 5351.7 Lbs/ Yd3


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CAMBIO DE VOLUMEN


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FACTOR DE EXPANSIN SWELL FACTOR (SF)

FW: factor de esponjamiento (swell)

VB: volumen que ocupa el material en bancoVS: volumen que ocupa el material suelto

dB: densidad en banco

dS: densidad del material suelto.


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Ejemplo:

1.- Determinar la densidad del material suelto y el

factor de expansin.VB = 29 m

3

VS= 36 m3

dB= 2.5 tm/m3

Rspta: dS= 2.014 tm/m3

Fw= 0.8056

FW = ?ds =?

ds =


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Ejemplo:

1.- Calcular el volumen de banco si se conoce

volumen suelto 72 m3, asimismo la densidad delmineral suelto es 4.028 tm/m3, antes de romper el

banco se calcul una densidad de 5 tm/m3

Rspta: 58 m3

2.- El controlador despacha 2300 Yd3de mineral y el

control de balanza en planta reporta 6440 Lbs, con

que densidad se informar a superintendencia.

Rspta: 2.8 Lbs/Yd3


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2.- El departamento de geologa cubica 1500 m3 de

mineral en un banco del tajo 3SE, y el informe de los

reportes de planta dan a conocer un factor deexpansin de 0.7586, y una densidad de 2085 Lbs/Yd3,

determinar las toneladas mtricas transportadas y la

densidad del mineral cubicado?

Solucin:

Vb= 1500m3

Fw= 0.7586dS = 2085 Lbs/Yd

3

Tm = ?

dB= ? 4. dB = 1.634 Tm/m3

1. Convertir Lbs/Yd3 a Tm/m3

dS = 1.237 Tm/m3

3. peso = 2445.96 Tm.

2. Calcular Vs en funcin Fw,

Vs = 1977.33 m3


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ESPONJAMIENTO

El esponjamiento dilatacin es el porcentaje de aumento en el volumen de

un material (en metros cbicos yardas cbicas) despus que sale de su

estado original.

Donde:

Vs = Volumen del material extrado antes del asentamiento

Vb = volumen del material en banco (INSITU)

Vs= Volumen del material extrado, despus del asentamiento% esp. = Coeficiente de esponjamiento inicial, que se mide a la extraccin

del material

% esp = Coeficiente de esponjamiento final, se mide despus del

asentamiento de las materiales excavadas

100*

Vb

VbVs'esp'%

100*Vb

VbVsesp%


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PARA OBTENER VOLUMEN SUELTO Y EN BANCO

esp)%(1*VbVs

esp%1

VsVb


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MATERIALDENSIDAD

Kg./m3

% DE

ESPONJAMIENTO

DENSIDADKg./m3

BAUXITA 1 900 33 1 425

ARCILLA (INSITO) 2 020 22 1 660

ANTRACITA EN BRUTO 1 600 36 1 190

ANTRACITA LAVADA 1 480 35 1 10075% ROCA 25% TIERRA 2 790 43 1 960

50% ROCA 50% TIERRA 2 285 33 1 720

TIERRA: APISONADA Y SECA 1 900 25 1 515

EXCAVADA Y MOJADA 2 020 27 1 600

CALIZA FRAGMENTADA 2 110 69* 1 545ARENA: SECA Y SUELTA 1 600 12 1 425

ARENA HMEDA 1 900 12 1 690

ARENA MOJADA 2 080 12 1 840

PIEDRA TRITURADA 2 670 67 1 600

TIERRA VEGETAL 1 365 43 960

DENSIDAD APROXIMADO Y PORCENTAJE DEESPONJAMIENTO DE DIFERENTES MATERIALES


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EJEMPLO N1

40

1

40,

,

1

1-1,4100*

Vb

VbVsesp%

0,71431,4

1

Vs

VbFw

Se tiene un material cuyo volumen en banco es 1 m3y luego excavado

llega a 1,4 m3

. Hallar:

El porcentaje de esponjamiento y factor de expansin (Fw)

El swell factor factor de expansin

% esp. = 40%


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EJEMPLO N 2

Tenemos un material suelto de un volumen de 40 m3y suesponjamiento es 35%. Hallar el volumen original en Yd3.

bancoen29,63m0,351

40

esp%1

VsVb 3

Solucin

= 38.76 Yd3


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ESPONJAMIENTO EN FUNCION A LA DENSIDAD


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EJEMPLO

Despus de un anlisis insitu se tiene unmineral con una densidad de 3.64 tn/m3,luego del disparo se tiene una densidad de2.94 tn/m3, determinar el % de esponjamientoy el factor de swell.

= 0.81

Solucin:= 23.81%


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CONSOLIDACION Y COMPACTACION

La compactacin ocasiona una disminucin de volumen que ha de

tenerse en cuenta para calcular la cantidad de material necesariapara construir una obra de tierras de volumen conocido.

Se denomina factor de consolidacin a la relacin entre el volumendel material en banco y el volumen que ocupa una vez compactado.

Fh: factor de consolidacin (Shrinkage).

VC: volumen de material compactado.

VB: Volumen de material insitu


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Fh : factor de consolidacin (Shrinkage).

dC: Densidad de material compactado.

dB: Densidad de material insitu


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EJEMPLO

Se requiere compactar 128 m3de material para contener una

presa de relave a una densidad de 2.734 Tm/m3, con un factorde compactacin de 1.0936, cuanto de material insitu se

requerir y con que densidad.

SOLUCION:

Si:Vc = 128 m3

dc = 2.734 Tm/m3

Fh = 1.0936

Vb = ?dB = ?


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PORCENTAJE DE CONSOLIDACIN

Expresa el porcentaje:

% = PORCENTAJE DE CONSOLIDACION


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PORCENTAJE DE CONSOLIDACIN

Porcentaje de compactacin en funcin de la densidad :

% = PORCENTAJE DE CONSOLIDACION


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EJEMPLO:

En un estudio de movimiento de tierras se determina lossiguientes parmetros: factor de consolidacin de 1.145,volumen de material en banco 320 m3 con densidad de 2.8Tm/m3y compactado 278 m3, calcular el % de compactacin yla densidad del mismo.

SOLUCION:Variables:

Vb = 320 m3

Vc = 278 m3

Fh = 1.145dB = 2.8 Tm/m3

% = ?

dc = ?

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