minado continuo de túneles

MINADO CONTINUO DE TÚNELES

INTEGRANTES: NELSON GONZÁLEZJAIME HENRÍQUEZ

PROFESOR: JULIO KEMMASIGNATURA: MINERÍA SUBTERRÁNEA

OCTUBRE 2013.

A. INTRODUCCIÓN

B. MINADORES CONTINUOS

C. CLASIFICACIÓN DE LOS MINADORES CONTINUOS

D. MÁQUINAS TUNELERAS

A. PARÁMETROS PARA LA APLICACIÓN DE LAS MÁQUINAS TUNELERAS

INDICE GENERAL

A. INTRODUCCIÓN

A diferencia de los otros métodosde perforación, cuya ejecución es básicamente para alojar explosivos para hacer voladuras; este método de perforación produce el arranque de la roca en distintas formas y secciones, sin requerir la intervención de la energía explosiva para fragmentar la roca. Además, en forma simultánea y continua realiza la operación de carguío y acarreo.

B. MINADORES CONTINUOS

MINADORES CONTINUOS Se pueden definir como equipos de

excavación de rocas de gran envergadura, capaces de arrancar la roca sin requerir de la energía explosiva para fragmentarla, realizando además, simultáneamente el carguío y evacuación del material sin requerir equipos adicionales de limpieza y transporte primario. El transporte principal, puede ser una secuencia de fajas o vagones con locomotoras en caso de minadores continuos pequeños.

C. CLASIFICACIÓN DE LOS MINADORES CONTINUOS

1.MINADORES CONTINUOS DE SUPERFICIE

1.1 RUEDA DE CANGILONES (Bucket Wheel Excavador, BWE)

1.2 MINADOR SUPERFICIAL (Surface Miner, SM)

1.3 DRAGADORAS (DG)

2. MINADORES CONTINUOS DE APLICACIÓN SUBTERRÁNEA

Dentro de este grupo, se encuentran los siguientes minadores continuos: las máquinas tuneleras a sección completa (TBM), Mobile miner, roadheader, raise boring, shaft boring, borpak, y las rozadoras para minas de carbón.

2.1 MÁQUINAS TUNELERAS A SECCIÓN COMPLETA (Tunnel Boring Machine, TBM)

Equipos de minado continuo están diseñados para hacer excavar ductos subterráneos horizontales o ligeramente inclinados, como túneles, galerías, rampas, etc. de variadas secciones. Las máquinas tuneleras tipo “TBM”, realizan la excavación a sección completa y de forma circular.

2.2 MINADOR MOVIL (MOBILE MINER, MM)

Estos equipos son sucedáneos de los TBM, constan básicamente de una rueda giratoria en posición vertical y en cuya periferia van montados los elementos de corte tipo disco y/o rodillo, similar a los de las “TBMs”..

2.3 CABEZAL ROZADOR (Road Header, RH)

Es un minador continuo disenado para excavar terrenos relativamente suaves.

2.4 MAQUINA CHIMENERA (Raise Boring Machine, RBM)

Llamado también Raise Drilling, son equipos que excavan chimeneas entre uno o más niveles, la primera máquina se introdujo por la década de los 60, su principal ventaja radica en la seguridad para el personal, dado que no requiere personal dentro de la excavación. Actualmente, se tienen diámetros hasta de 6 m y profundidades hasta 1 000 m.

2.5 MAQUINA PARA LA EXCAVACIÓN DE POZOS (Shaft Boring Machine, SBM)

El diámetro de la excavación, varía entre 1,5 a 8 m. La máxima profundidad alcanzada hasta ahora con este sistema, es de 2 000 m. Las dimensiones de estos equipos son imponentes, accionados por motores diesel - eléctricos con una potencia instalada de por lo menos de 3 000 HP. La velocidad de avance para un diámetro de 3 m es alrededor de 9 m/día.

2.6 BORPAK (BP)

Este minador continuo en si, es un micro “TBM”, como tal, se fijan a las paredes de la excavacion mediante grippers y avanzan en forma intermitente. Dado que estas maquinas estan disenadas para excavar chimeneas de pequena seccion, el material arrancado baja por un ducto por gravedad, por cuya base corre una faja transportadora que conduce el material a un punto de descarga

2.7 ROZADORAS PARA MINAS DE CARBÓN (Shearer)

Diseñado para la explotación de las minas de carbón. Porta un cabezal similar al de roadheader, con la diferencia que el chasis se desplaza sobre rieles, mientras que los roadheader sobre orugas. El cabezal corta y desplaza el material a una cadena que corre por la base, el mismo que lo transporta hasta un determinado punto, de donde se transporta hasta su destino final, normalmente mediante fajas.

D. MAQUINAS TUNELERAS

3. CLASIFICACIÓN DE LAS MÁQUINAS TUNELERAS

MAQUINAS TUNELERAS TIPO TBM

MOBILE MINER (MM)

ROADHEATHER (RH)

3.1 MAQUINAS TUNELERAS TIPO TBM

1.Cabezal2.Porta rodaje y escudo de polvo.3.Instalador de concreto y sistema de transporte.4.Eje interno.5.porta ejes con escudos de sujeción y cilindros de ajuste. 6.Cilindro de propulsión.7.Accionamiento del cabezal. 8.Soporte posterior. 9.Faja transportadora 10.Equipo de perforación para anclaje.

3.1.1 CLASIFICACION MAQUINAS TUNELERAS TIPO TBM

Se clasifican en 5 tipos:

“ TBM tipo Kelly”

“TBM con viga principal”

“TBM de doble escudo”

“TBM de simple escudo”

“EPB TBM”

3.1.1.1 MAQUINA TUNELERA TIPO KELLY ( Kelly – Type TBM)

Tienen 4 mordazas (grippers) y las unidades de accionamiento en el extremo posterior tal como muestra la fotografía. Estas máquinas están diseñadas para excavar rocas muy duras, como tal están equipados con alta potencia de corte en el cabezal y empuje. Los motores principales y los reductores planetarios de engranaje, están ubicados en el extremo posterior y el cabezal con la caja del rodaje principal en el frente de la máquina, proporcionando un gran balance alrededor de los grippers sobre el cuerpo principal.

3.1.1.2 TBM CON VIGA PRINCIPAL ( Mean Beam TBM)

Tienen 2 grippers. Emplean unidades de accionamiento frontal, lo cual permite un control continuo mientras excava y resulta en pequeños radios de giro, con menor desgaste de cortadores. Según las estadísticas son las que más kilómetros de túnel han excavado en el mundo. La mayor parte del peso es concentrado en la parte delantera, donde están ubicados los motores principales y los reductores planetarios de engranajes.

3.1.1.3 TBM DOBLE ESCUDO ( Double Shield TBM)

Puede usar su gripper en roca buena, convirtiéndose prácticamente en una “TBM” descubierta. Simultáneamente a la excavación se pueden instalar los elementos de revestimiento; En terreno fracturado e incompetente se mueve hacia delante como una “TBM” de simple escudo, transfiriendo las reacciones del empuje y torque al revestimiento. El avance depende del tiempo que demanda la instalación del revestimiento. Una “TBM” de doble escudo puede diseñarse para manipular cualquier tipo de revestimiento prefabricado.

3.1.1.4 TBM SIMPLE ESCUDO (Single Shield TBM)

Una “TBM” de simple escudo usa únicamente el revestimiento para la propulsión y la reacción del torque, y se aplican principalmente en formaciones deleznables donde se requiere revestimiento. Están diseñadas para excavar roca dura, fracturada y también terrenos deleznables; es decir, tienen la misma capacidad de trabajo que las “TBMs” descubiertas. Comparado con una “TBM” de doble escudo, esta máquina tiene componentes livianos y por consiguiente una inversión menor.

3.1.1.5 TBM DE ESCUDO EBP (EPB Shield TBM)

Son tuneleras de simple escudo, para excavar terrenos donde se esperan grandes flujos de agua o subsidencias. Estas maquinas deben soportar altas presiones de agua y estan equipados con un transportador de tornillo en vez de una faja como transportador primario de escombro. A pasar que tiene el mismo diseno y ventaja que una “TBM” de simple escudo ordinaria, incorpora algunas caracteristicas unicas, como soportar la presion de agua hasta mas de 6 bares y poder trabajar en terrenos muy pobres y con agua.

3.1.2 EL MOBILE MINER (MM)

Este equipo esta montado sobre orugas y su aplicacion propiamente es en la explotacion de minas, basicamente en el metodo de “camaras y pilares ”. El Mobile Miner, consta de una rueda giratoria relativamente angosta con multiple cortadores de disco en la periferia, montadas de tal forma que puede ser barrida transversalmente al frente, paralelo al eje de la excavacion como ilustra la fotografia

3.1.3 EL ROADHEATHER (RH)

Son equipos montados sobre orugas y con cabezal cortante de dimensiones muy inferiores a la seccion de la excavacion y con configuraciones diversas.Su diseno es para la excavacion de rocas de dureza media a baja. Son capaz de excavar rocas con una resistencia a la compresión hasta de 70 MPa, con área de excavación de 6 a 18 m2.

E. PARÁMETROS PARA LA APLICACIÓN EN MÁQUINAS TUNELERAS

4. FACTORES QUE INFLUYEN EN SU OPERACIÓN Y RENDIMIENTO

Consideraciones geológicas.

Longitud de la excavación.

Fuerza de empuje.

Velocidad de rotación

Disponibilidad de energía

Disponibilidad de personal calificado

Servicios requeridos: Servicio de Agua Servicio de Ventilación Servicio de Aire Comprimido Servicio de Locomotoras

GRACIAS POR SU ATENCIÓN.