PMI-3213 Escavação e Transporte em Mineração
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1 ESCOLA POLITÉCNICA DA USP PMI-3213 Escavação e Transporte em Prof. Dr. Luis E. Sánchez Tema 3 ESCAVAÇÃO POR EQUIPAMENTOS GIRATÓRIOS Departamento de Engenharia de Minas e de Petróleo 2017 Nota explicativa Material de uso exclusivo na disciplina PMI-2741 Escavação Mecânica e Transporte em, facultado aos alunos em caráter complementar à bibliografia e demais fontes indicadas no programa da disciplina Luis E. Sánchez Características básicas Principais equipamentos giratórios O equipamento gira em torno de um eixo vertical sem modificar sua posição no terreno durante a escavação O equipamento desloca-se para uma nova posição para iniciar nova escavação A caçamba é dotada de dentes para facilitar o corte Tipos de equipamentos: escavadoras frontais retroescavadoras draglines Escavadora frontal (shovel) Escavadora frontal Escavadora frontal a cabos fonte: fonte: hidráulica hidráulica fonte: Material de uso exclusivo na disciplina, facultado aos alunos 1
2 Escavadora frontal Escavadora frontal Video from the oil sand mines of northern Alberta, Canada. The shovel is loading overburden at around 70 to 90 ton each pass. The 797 has a 400 ton payload. Coal mine Principais equipamentos giratórios Escavadora frontal - características Retroescavadora (backhoe) fonte: Acionamento a cabos ou hidráulico Montada sobre esteiras ou sobre sapatas Acionada por motor diesel ou elétrico (alimentação elétrica pode ser por cabos) Tem locomoção lenta Trabalha no mesmo nível do caminhão que carrega A escavação é feita de baixo para cima Tem grande força de penetração no material a ser escavado Retroescavadora - características Principais equipamentos giratórios Acionamento hidráulico Montada sobre esteiras Acionada por motor diesel Tem alta manobrabilidade Trabalha em nível superior ao plano de escavação Pode ser usada para escavação subaquática É empregada para abertura de valas e trincheiras Muitos fabricantes oferecem a opção de caçamba frontal ou retro para a mesma máquina Drag-line fonte: Material de uso exclusivo na disciplina, facultado aos alunos 2
3 Dragline - características Escavadoras: histórico Acionamento a cabos (algumas hidráulicas) Montada sobre esteiras ou sapatas Acionada por motor diesel ou elétrico Locomoção muito lenta Trabalha em nível superior ao plano de escavação Descarrega preferencialmente sobre o terreno; não é muito adequada para carregar caminhões É adequada para escavação subaquática Tem grande capacidade de caçamba (até 126m 3 ) Tem longa vida útil Escavadora (1852) Fonte: J.E.P. Guimarães (1981), Epítome da História da. São Paulo: Art Editora, p.113. Escavadoras: histórico Escavadoras: histórico Otis Steam Shovel (1835) Otis Steam Shovel em operação no Canal do Panamá ( ) Escavadoras: histórico Escavadoras: funcionamento As primeiras retroescavadoras foram concebidas pela Leeds Company em Eram capazes de girar em torno do eixo vertical As escavadoras hidráulicas surgiram em 1881 Em 1889 utilizam-se dois motores elétricos e também motores diesel Desenvolvimento do uso de equipamentos hidráulicos na década de 1930 com o desenvolvimento de borrachas de vedação Fonte: Ricardo e Catalani (1990) Material de uso exclusivo na disciplina, facultado aos alunos 3
4 Escavadoras frontais Escavadoras hidráulicas: funcionamento Escavadora elétrica P&H caçamba 58,6 m 3 Fonte: Fonte: Escavadoras hidráulicas: funcionamento Vantagens do acionamento hidráulico Fonte: Menor tempo de ciclo Maior facilidade de operação Maior força na escavação Maior precisão na operação Escavadoras frontais hidráulicas Escavadoras frontais hidráulicas /equipment/hydraulic-miningshovels/hydraulic-miningshovels/ html uowkis Material de uso exclusivo na disciplina, facultado aos alunos 4
5 Escavadoras com motor elétrico Escavadoras elétricas Maior eficiência energética Possivelmente menor emissão de carbono Menor custo de manutenção Maior disponibilidade Maior dificuldade de locomoção Necessidade de mão-de-obra adicional para locomoção Escavadora frontal: escavação mecânica Escavadora frontal: carregamento de caminhão Mina Fábrica (minério de ferro), Minas Gerais foto: L.E. Sánchez (2001) Mina Fábrica (minério de ferro), Minas Gerais foto: L.E. Sánchez (2001) Draglines: Histórico Draglines: funcionamento a primeira máquina de que se tem notícia foi construída em 1904 para escavar um canal de drenagem em Chicago Fonte: Ricardo e Catalani (1990) Material de uso exclusivo na disciplina, facultado aos alunos 5
6 Draglines: funcionamento Draglines: funcionamento Dragline: decapeamento em mina de carvão Dragline: decapeamento em mina de carvão Mina TransAlta (carvão), Alberta, Canadá foto: L.E. Sánchez (1994) Mina TransAlta (carvão), Alberta, Canadá foto: L.E. Sánchez (1994) Dragline: decapeamento em mina de carvão Dragline: decapeamento em mina de carvão Mina TransAlta (carvão), Alberta, Canadá foto: L.E. Sánchez (1994) Mina TransAlta, Alberta (carvão), Canadá foto: L.E. Sánchez (1994) Material de uso exclusivo na disciplina, facultado aos alunos 6
7 Dragline: decapeamento em mina de carvão Caçamba de dragline Mina Duvha (carvão), África do Sul foto: L.E. Sánchez (1995) Mina Duvha (carvão), África do Sul foto: L.E. Sánchez (1995) Cabina do operador de dragline Dragline: decapeamento em mina de bauxita Mina Duvha, África do Sul foto: L.E. Sánchez (1995) Rio do Norte (bauxita), Oriximiná, Pará foto: L.E. Sánchez (1992) Dragline em ação em lavra em tiras Dragline em ação em lavra em tiras Dragline extraindo o capeamento estéril de uma mina de carvão, em conjunto com uma escavadora contínua Fonte: USEPA (1979), Environmental Impact Assessment Guidelines for New Source Surface Coal Mines. EPA- 130/ Shovel extraindo o capeamento estéril de uma mina de carvão Fonte: USEPA (1979), Environmental Impact Assessment Guidelines for New Source Surface Coal Mines. EPA- 130/ Material de uso exclusivo na disciplina, facultado aos alunos 7
8 Retroescavadora: carregamento de bauxita Retroescavadora: carregamento de calcário Rio do Norte (bauxita), Oriximiná, Pará foto: L.E. Sánchez (1992) Mina Saivá (calcário), Rio Branco do Sul, Paraná foto: L.E. Sánchez (2002) Retroescavadora: carregamento de calcário Retroescavadora: escavação de caulim Mina Saivá (calcário), Rio Branco do Sul, Paraná foto: L.E. Sánchez (2002) Mina Pará Pigmentos (caulim), Ipixuna, Pará foto: L.E. Sánchez (2003) Retroescavadora: escavação de caulim Retroescavadora: escavação de bauxita Mina Pará Pigmentos (caulim), Ipixuna, Pará foto: L.E. Sánchez (2003) Mina CBA (bauxita), Poços de Caldas, Minas Gerais foto: L.E. Sánchez (2001) Material de uso exclusivo na disciplina, facultado aos alunos 8
9 Retroescavadoras hidráulicas: funcionamento Capacidades Fonte: draglines: até 126 m 3 shovels: até 76 m 3 A maior escavadora frontal jamais construída - Marion 6360 The Captain (1965) Grandes escavadoras Grandes escavadoras Marion 6360 The Captain Peso t Altura 65 m Volume da caçamba 140 m³ Profundidade de Escavação 40,5 m Distância de Lançamento 65,5 m Dimensões da caçamba 5,6m (L) x 4,9m (H) Potência HP / 7000 V Capacidade/Potência 6,7x10-3 m³/hp O investimento de US$ 15 milhões foi aposentado em 1990 quando um grande incêndio no sistema hidráulico exigiria reparos de US$ 2,5 milhões. A Southwestern Illinois Coal Corp. avaliou que não valeria a pena reparar a máquina. Escavadoras Escavadoras Fonte: Escavadora hidráulica Modelo R 966 Litronic Fabricante Liebherr Capacidades de 34 m 3 (61,2 t) Potência do motor 2240 kw Fonte: Material de uso exclusivo na disciplina, facultado aos alunos 9
10 Grandes draglines Grandes draglines Modelo 8750 Fabricante Bucyrus Capacidades de 84 a 126 m 3 Comprimento de lança de 102 a 131 m Modelo 8050 Fabricante Bucyrus Capacidades de 43 a 71 m 3 (134 a 145 t) Comprimento de lança de 84 a 108 m Modelo 680W Fabricante Bucyrus Capacidades de 12 a 24 m 3 (36 a 70 t) Comprimento de lança de 58 a 90 m Fonte: Drag-Line P&H Luscar 9020A Grandes draglines Grandes draglines e escavadoras frontais Big Muskie - a maior dragline já construída Caçamba de 170 m³ (295 t) Altura 68 m; largura 46 m; peso t 5 operadores Construída em 1969, funcionou até 1991, desmantelada em 1999 Custo US$ 25M (1969) ~ US$ 160 M (2000s) Removeu mais de 460 Mm³ de solo (equivalente a duas vezes o volume extraído nas obras do Canal do Panamá) Permitiu que a Central Ohio Coal Company explorasse 20 Mt de carvão Pequenas escavadoras Fontes adicionais fonte: fonte: Infomine Shovels/welcome.asp?view=full outros sites dos fabricantes Material de uso exclusivo na disciplina, facultado aos alunos 10
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