Seleção de equipamentos

Índice:

I. Introdução .................................................................................................................................. 2

II. Objetivos ................................................................................................................................... 3

III. Metodologia ............................................................................................................................. 3

IV. Tempo de ciclo ......................................................................................................................... 4

V. CARREGAMENTO ...................................................................................................................... 4

VI. Equipamentos de carregamento em lavra a céu aberto ......................................................... 4

6.1 Escavadeira .............................................................................................................................. 4

6.1.2 Tipos de Escavadeira ............................................................................................................ 4

6.1.3 Tempo de ciclo ..................................................................................................................... 5

6.1.4 Escavadeira de Arrasto (DRAGLINE) ..................................................................................... 5

6.1.5 Retroescavadeiras ................................................................................................................ 7

6.1.6 Tempo de ciclo ..................................................................................................................... 7

6.1.7 Bucket Whell scavector ....................................................................................................... 8

6.1.7 Tempos de ciclo .................................................................................................................... 8

6.1.8 Tempo de ciclo total ............................................................................................................. 9

6.2 Eficiência operacional das escavadeiras ............................................................................... 10

6.2.1 Pá-carregadeira .................................................................................................................. 10

6.2.2 Carregadeira sobre pneus .................................................................................................. 11

Carregadeiras sobre Esteiras ....................................................................................................... 12

6.2.3 Tempo de Ciclo ................................................................................................................... 12

6.2.4 Tempos de ciclos da Pás-carregadeiras .............................................................................. 13

6.2.5 Produção da Pá-carregadeira ............................................................................................. 13

VI. CONCLUSÃO ........................................................................................................................... 15

VIII. REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS ............................................................................................ 16

INSTITUTO SUPERIOR POLITECNICO DE TETE 2

I. Introdução

O material escavado mecanicamente ou os fragmentos gerados no desmonte são coletados

e carregados para um equipamento que o transporte para seu destino final. Depois do

material desmontado, o material deve ser carregado e transportado. Caso o material seja

minério, é transportado para instalações de beneficiamento, caso seja estéril, é

transportado para o depósito de estéril. O carregamento pode ser mecânico ou manual. Se

manual se usa pás ou garfos com tiras de ferro grosso, usado em material muito duro e

que faz uma triagem, recusando os finos. Quando mecânico se usa equipamentos

apropriados com grandes capacidades, capazes também de desmontar o material

(escavadeiras) ou simplesmente fazer o carregamento (carregadeiras).


II. Objetivos

Objetivo geral: Conhecer os tempos de ciclos de equipamentos de carga maximizando a

produção.

Objetivo especifico: Descrever o princípio de funcionamento de equipamentos de carga.

III. Metodologia

Sendo a corrente apresentação de carácter científica, a metodologia aplicada para a

pesquisa e o desenvolvimento do conteúdo foi através de pesquisas bibliográficas em

diferentes obras de várias literaturas em língua portuguesa esta foi principal fonte de

geração de conteúdo. A pesquisa na internet e orientação 1-à-1 também fez parte do

preenchimento do conteúdo do trabalho.


IV. Tempo de ciclo

É o tempo gasto pelo equipamento para executar um conjunto de determinadas operações

como, por exemplo: manobra, carga, descarga, basculamento, deslocamento, etc. O

tempo de ciclo total de uma operação é o somatório de tempo de todas as atividades que

compõem essa operação.

V. CARREGAMENTO

O carregamento de material é conduzido pelo equipamento de escavação. Para material

em blocos duros usualmente se usa a “shovel” elétrica para grandes capacidades de

caçamba, carregando grandes caminhões fora de estrada. “Shovels” de 17,6 m3 de

caçamba podem carregar caminhões de 200 ton em 4 ou 5 ciclos.

Outras escavadeiras cíclicas incluem “shovels” a diesel, elétrica-diesel e hidráulicas. As

“shovels” hidráulicas podem ser usadas como se fossem Retroescavadeiras. As pás

carregadeiras oferecem muitas vantagens, especialmente mobilidade, e possuem

aplicação para operações de curto prazo onde as condições da pilha de rocha fragmentada

são favoráveis. Escavadoras contínuas (BWE) tem aplicação para materiais que não

requerem fragmentação, especialmente para remoção de coberturas moles.

VI. Equipamentos de carregamento em lavra a céu aberto

A escavação e carga é feito por escavadeiras a cabo, escavadeiras hidráulicas,

Retroescavadeiras hidráulicas, carregadeiras sobre pneus ou esteira, moto scrapers,

dragas e monitores hidráulicos, equipamentos também utilizados nas minas do exterior.

Nas minas externas, equipamentos de maior porte são encontrados com maior freqüência,

existindo, assim, um número superior de escavadeiras a cabo de grande porte.

6.1 Escavadeira

É um equipamento que trabalha estacionado, com sua estrutura destinada apenas para lhe

permitir seu deslocamento, sem, contudo participar do ciclo de trabalho. Pode ser

montada sobre esteiras, sobre pneumáticos e sobre trilhos, sendo que a montagem sobre

a esteiras é disparada a mais usada.

6.1.2 Tipos de Escavadeira


6.1.3. Escavadeira Shovel

Escavadeira Shovel

É a escavadeira com caçamba frontal, equipada com implemento frontal constituído de

lança e braço transversal articulado, tendo na extremidade caçamba com fundo móvel

para descarga do material. É o tipo mais utilizado em mineração. Destina-se escavar

taludes situados acima do nível em que a máquina se encontra. Pela combinação do

movimento da lança e do braço articulado, escava de baixo para cima elevando a carga,

deslocando-a no sentido horizontal e efetuando a sua descarga.

6.1.3 Tempo de ciclo

27-30 segundos (28-segundos em média)

Quantidade de ciclos para

completar uma carga

4-6 ciclos

6.1.4 Escavadeira de Arrasto (DRAGLINE)

Destina-se a escavar em níveis abaixo do terreno em que a máquina se apóia. Sua lança é

constituída por uma estrutura em treliça metálica, em cuja extremidade passa o cabo de

elevação da caçamba. É sustentada por cabos que permite variação do ângulo de 25° a

40°.


A escavação é feita pelo arrastamento da caçamba através da utilização de um cabo de

arrasto. É um equipamento aplicado em escavações de material pouco compacto, podendo

escavar material dentro da água e o que possui maior raio de alcance. Todavia, se o

alcance é muito grande, as condições de balanceamento são ruins, o que limita a

capacidade da caçamba da máquina.

Como a caçamba deste equipamento não é fixa, a operação de descarga em caminhões

torna-se difícil refletindo pelo aumento do tempo de ciclo uma redução considerável na

produção. Neste caso, é recomendável a descarga em montes com carregamento dos

caminhões sendo feito com o emprego de carregadeiras frontais.

Quando empregada em locais de material de baixo suporte, o equipamento é apoiado

sobre plataforma de madeira ou outro dispositivo auxiliar, esta operação tem como

objetivo reduzir a pressão do equipamento sobre o terreno.

Usada na remoção de solos moles, que impeçam o tráfego até de tratores de esteiras. É

comum a necessidade de esteiras. Para a chegada das unidades de transporte pode ser

necessário construir estradas de serviço com solos de melhor qualidade, com espessuras

a partir de 1,00


6.1.5 Retroescavadeiras

A escavadeira com caçamba invertida, também denominada de retroescavadeira, é

equipada com implemento frontal, constituído de lança segmentada e um braço articulado

em sua extremidade livre que sustenta a caçamba.

É semelhante à shovel, com diferença de que a caçamba é voltada para baixo, de modo

que a escavação é realizada abaixo do nível onde se apoia a máquina. À medida que a

escavação prossegue, a máquina se desloca em marcha ré. São máquinas de capacidade

de caçamba relativamente pequena e de raio de alcance limitado, podem executar

escavação em terrenos mais compactados.

Atualmente, as Retroescavadeiras são dotadas de acionamento hidráulico, dispensando

desta forma os cabos de comando e permitindo á maquina maior precisão e maior rapidez

de operação.

Retroescavadeira Volvo 360B

6.1.6 Tempo de ciclo


Quantidade de ciclos para

completar uma carga 4-6 ciclos


6.1.7 Bucket Whell scavector

As BWE foram desenvolvidas para a mineração de linhito na Europa e tem como

característica principal operarem em ciclo contínuo ou seja escava e despeja o material

na correia transportadora

Algumas características da BWE são:

Deve ser operada sobre condições de engenharia muito rígidas,

Alto custo de investimento inicial,

Limitada a escavações de rochas muito brandas, (inconsoladas);

Capacidade de altas taxas de produção, operando em ciclo contínuo;

Necessita de sistema auxiliar de deposição de estéril

6.1.7 Tempos de ciclo

O tempo de escavação direta depende da escavabilidade do material e da altura da

bancada, enquanto o de carregamento depende da fragmentação e da altura da pilha de

material desmontado. Bancadas e pilhas baixas reduzem a eficiência durante o

enchimento, aumentando o tempo necessário. Material mal fragmentado, com blocos

grandes, também tem o efeito de dificultar o enchimento da caçamba.

O tempo de descarga depende apenas das dimensões relativas dos caminhões e da

escavadeira e do posicionamento daquele em relação a esta. As dimensões são decididas

na seleção e dimensionamento dos equipamentos e são definidas na compra. O


posicionamento correto dos caminhões depende do treinamento dado aos motoristas e aos

ajudantes da escavadeira.

A principal espera é da escavadeira enquanto um novo caminhão se posiciona para carga.

O carregamento pelos dois lados da escavadeira pode eliminar esta espera. A espera por

um novo caminhão é minimizada pelo ajustes do portes dos equipamentos aos respectivos

ciclos. Vale lembrar que esta condição raramente é totalmente satisfeita, desde que as

frentes são móveis e passarão necessariamente por períodos de maior e de menor ajuste.

6.1.8 Tempo de ciclo total

O tempo de ciclo total, inclui carga, giro carregado até o ponto de descarga, descarga e

retorno em carga, sendo que o ciclo básico das escavadeiras é referido a um ângulo de

giro de 90°, aumentando-se o ângulo de giro o tempo de ciclo cresce diminuindo em caso

invertido.

As características das maquinas tais como a capacidade de carga, velocidade de giro e

velocidade de deslocamento são dados que podem ser obtidos através dos fabricantes,

entretanto, somente estes elementos não nos permite estabelecer a duração do ciclo da

máquina.

Variáveis como o tipo de material a ser escavado, ângulo de giro para descarga,

profundidade de corte, o posicionamento da unidade transportadora em relação à

escavadeira e habilidade do operador influem na produtividade do equipamento.

Quando a espessura de corte é maior que a necessária para o enchimento da caçamba,

sobrará no corte, determinada quantidade de material que será removido mais tarde, com

a mesma perda de rendimento do caso anterior.


Figura representando a manobra dos camiões

6.2 Eficiência operacional das escavadeiras

Eficiência operacional = Tempo de Operação (h)/ Tempo Total (operação + parada) (h) x

100

6.2.1 Pá-carregadeira

Quando as condições particulares como operação em jazidas em locais restritos ou mesmo

quando as distâncias de transporte tornam o emprego de moto-escreiperes antieconomico,

deve ser estudado o emprego de equipamentos alternativos Dentre os equipamentos

destinados à escavação e carga de veículos, sem dúvida o mais empregado é a pá

carregadeira.

A pá-carregadeira é um equipamento dotado de uma caçamba frontal, operada hidráulica,

que executa serviços de escavação, transporte e descarga de material em veículos de

transporte, usinas de solos, executando ainda inúmeras outras tarefas.Sobre um trator

convencional, ligeiramente modificado, são adaptados dois braços laterais de

levantamento da caçamba, acionado por pistões hidráulicos de duplo efeito. A caçamba é


articulada em relação aos braços, podendo ocupar diversas posições (de escavação, de

carga ou qualquer outra posição intermediaria).

Para o carregamento das unidades de transporte, as carregadeiras é que se deslocam,

movimentando-se entre o talude de rocha e o veículo, sendo intensa a sua movimentação

em seu trabalho.

Este tipo de equipamento é usado para pequenos cortes de materiais com pouca

resistência, carregamento de material solto, limpeza de praças de trabalho e pequenos

nivelamentos e espalhamentos.

Sua locomoção poderá ser feita sobre esteiras ou sobre pneus.

6.2.2 Carregadeira sobre pneus

As carregadeiras sobre pneus são utilizadas em serviços de grandes volumes, permitindo

também o transporte do material escavado a pequenas e medias distancias. Tendo em

vista melhorar esta capacidade, é construída com tração nas quatros rodas. Alguns

modelos possuem uma articulação entre eixos dianteiros e traseiro, por meio de sistema

hidráulico, que confere a maquina excelentes condições de manobrabilidade.

Montada sobre pneus de grande diâmetro, à pá-carregadeira exerce uma baixa pressão

sobre o solo permitindo-lhe executar uma grande variedade de trabalhos. Deslocando-se

à velocidade de até 45km/h, pode mover-se rapidamente de uma frente de trabalho para

outra, sendo ainda capaz de manter uma velocidade de até 32Km/h quando carregada.


Carregadeiras sobre Esteiras

As carregadeiras de esteiras são empregadas nos serviços de pequenos e médios volumes

ou quando as condições do terreno não permitem um maior esforço a tração.

Montada sobre esteiras, a carregadeira transmite uma baixa pressão sobre o terreno,

possibilitando a operação em solos com baixa capacidade de suporte e trabalhando em

áreas que seriam inacessíveis aos equipamentos montados sobre rodas.

A pá carregadeira de esteiras normalmente é montada sobre sapatas com pequena altura

de ressalto, que permitem o seu trabalho sobre superfícies duras, pavimentadas, sem

provocar maiores danos à superfície.

O equipamento de esteiras opera à baixa velocidade. O que reduz sua capacidade de

locomoção entre as frentes de serviço. O sistema hidráulico possibilita um controle

eficiente e sensível sobre a caçamba.

Sendo um equipamento mais pesado que o de rodas e com centro de gravidade mais baixo,

pode trabalhar com greide de inclinação transversal de até 35% e de 60% na direção de

seu deslocamento.

6.2.3 Tempo de Ciclo


Quantidade de ciclos para completar uma carga 4-6 ciclos


A maior vantagem das carregadeiras de pneus sobre as de esteiras reside em sua maior

velocidade de deslocamento. Por outro lado, a tração sobre pneus revela-se deficiente

principalmente na fase de escavação, pois há sempre o risco de deslizamento. Além disso,

terrenos fracos ou excessivamente úmidos dificultam bastantes os trabalhos das máquinas

de pneus.

Pá-carregadeira de esteiras

6.2.4 Tempos de ciclos da Pás-carregadeiras

O ciclo das carregadeiras compreende 4 movimentos:

Ir até a pilha;

Recuo;

Avanço e descarga;

Retorno.

Quando a distância entre a unidade transportadora e a carregadeira é inferior a 10m, os

ciclos das carregadeiras são bem aproximados. O número ideal de caçambadas por

caminhão é de 3 a 5 caçambadas.

6.2.5 Produção da Pá-carregadeira

A produção da pá-carregadeira de pneus ou de esteiras, dependerá dos seguintes

elementos:


Tempos fixos para carregar a caçamba, mudar marcha, manobrar e descarregar a

caçamba;

Tempo gasto para o percurso de carga até a posição de descarga;

Tempo gasto para retornar à posição de carga.

Os tempos de manobras para o posicionamento do equipamento, mudança de marcha,

carga e descarga da caçamba permanecem constantes ao longo do serviço, sendo os

mesmos para carregadeiras de pneus e esteiras.

Para distancias de carregamento superiores a 25 metros, deverão ser acrescidos os tempos

gastos de ida e retorno no percurso excedente. Os tempos de percurso de ida e retorno

serão calculados em função da velocidade desenvolvida no trajeto.


VI. CONCLUSÃO

O carregamento é uma das principais atividades na mineração, pois requer um projeto

bem planejamento e bem elaborado, visando à produtividade e eficiência dos

equipamentos, a sua disponibilidade física, a capacidade e tipo de equipamento a ser

utilizado, garantindo maior flexibilidade no processo de operação de escavação e

carregamento em mina de lavra a céu aberto. Portanto o tempo de ciclo é um fator muito

importante a se considerar porque interfere na produção da mina, para se maximizar a

produção da mina deve se fazer um plano de gestão de tempo do ciclo dos equipamentos.


VIII. REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS

LEME, O.A. Carregamento e Transporte – Como Garantir a Produtividade,

Revista Brasil Mineral. Ano XII – N° 126, Janeiro de 1995.

994 Operating Tips (AEVN2947) (Recomendações de Operação para as

Carregadeiras 994)

GERALDI, J. L. P. O ABC das Escavações de Rocha. Rio de Janeiro: Interciência,

2011. 266 p.

RICARDO, H. S; CATALANI, G. Manual Prático de Escavação: Terraplenagem

e Escavação de Rocha. 3. ed. São Paulo: PINI, 2007. 656 p.

RICARDO, H. S.; CATALANI, G. Manual prático de escavação:

terraplanagem e escavação de rocha. 3. ed. São Paulo: Pini, 2007. 653 p.

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