INSTITUTO SUPERIOR POLITCNICO DE TETE
DIVISO DE MINAS
ENGENHARIA DE MINAS
2 ANO
MQUINAS DE CORTE CONTNUA
TURMA: A
DISCENTE: DOCENTE:
Aurlio Joo Zunguene Eng Fernando Elias
Arone Fernando Antnio Khanda
Mrcia Sergio David
Zito Queniasse Jemusse
TETE, 2015
Aurlio Joo Zunguene
Arone F. A. Khanda
Mercia Sergio David
Zito Queniasse Jemusse
MQUINAS DE CORTE CONTNUA
Trabalho apresentado ao Instituto Superior Politcnico de
Tete, na cadeira de Maquinaria, orientada pelo Eng.
Fernando Jorge Elias
TETE, 2015
ndice
I. Resumo .................................................................................................................................... 4
II. Abstract .................................................................................................................................... 5
III. Introduo ............................................................................................................................ 6
Mquinas de cortes continuas ......................................................................................................... 6
1. Bucket Wheel Excavactor .................................................................................................... 6
1.1. Funcionamento ................................................................................................................. 7
1.2. Vantagens ......................................................................................................................... 7
1.3. Desvantagens .................................................................................................................... 8
2. Bucket chain ............................................................................................................................ 8
2.1. Funcionamento ................................................................................................................. 8
3. Escavadeira Roadheaders ........................................................................................................ 9
3.1. Funcionamento ................................................................................................................... 10
3.2. Vantagens ....................................................................................................................... 10
3.3. Desvantagem .................................................................................................................. 11
4. Minerador contnuo (continuous Miner) ............................................................................... 11
4.1. Funcionamento ............................................................................................................... 12
5. Tunel Boring Machines (TBM) ............................................................................................. 12
5.1. Funcionamento ............................................................................................................... 13
5.2. Vantagens ....................................................................................................................... 14
5.3. Desvantagens:................................................................................................................. 14
6. Shearer ................................................................................................................................... 14
Desvantagem ............................................................................................................................. 15
7. Raise drills ............................................................................................................................. 15
7.1. Vantagens ....................................................................................................................... 16
7.2. Desvantagens .................................................................................................................. 16
IV. Concluso ........................................................................................................................... 17
V. Bibliografia ............................................................................................................................ 18
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I. Resumo
De um modo geral, os Projectos mineiros de grande ou pequena escala necessitam de trabalhos de
movimento e rompimento de solos.
Movimento de solo neste mbito no nada mais do que o conjunto de operaes de remoo de
terra de um determinado ponto ao outro com vista a se atingir uma certa profundidade tendo em
conta a implantao de um certo projecto. Este trabalho tem como vista abordar acerca do
equipamento de escavao, que porventura a base para a implantao de um projecto de
minerao. Podemos ento neste mbito definir a escavao como sendo o processo empregado
para romper a capacidade do solo, normalmente no seu estado natural, atravs de ferramentas
cortantes, desagregando-o e tornando possvel o seu manuseio. Temos em mente que at ao
aparecimento de mtodos mecanizados para a escavao, o manuseio do solo era feita pelo homem
utilizando instrumentos rudimentares como ps e picaretas para abrir a terra. Este trabalho tinha
pouco rendimento e para que se atingisse nveis altos de rendimento e eficincia, era necessrio
elevado nmero de mo-de-obra barata.
No entanto, a medida que a mo-de-obra vai encarecendo e devido ao avano tecnolgico,
aparecem os equipamentos mecanizados. Ao contrrio do trabalho manual, os equipamentos
mecanizados tm a vantagem de proporcionar altos rendimentos e elevada eficincia em relao
escavao Manual.
Palavras-chaves: Escavao, equipamentos contnuos, ciclo;
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II. Abstract
In General, the projects large or small scale miners require motion work and disruption of soils.
Movement of soil in this area is nothing more than the set of Earth removal operations of a
particular point to another with a view to achieving a certain depth considering the implementation
of a certain project. This work has the vista approach about the excavation equipment, which is
perhaps the basis for the deployment of a mining project. We can then define the excavation in
this area as being the process employed to disrupt the ability of soil, usually in their natural state,
through sharp tools, disaggregating and making possible its handling. Have in mind that until the
emergence of mechanized methods for handling soil excavation was made by man using
rudimentary tools such as shovels and picks to open the land. This work had little income and to
attain high levels of performance and efficiency, it was necessary a large number of cheap labour.
However, the measure that the workforce will make and due to technological advancement, appear
the mechanized equipment. Unlike the manual labor, mechanized equipment have the advantage
of providing high yields and high efficiency for Manual excavation.
Key words: Excavation, continuous equipment, cycle;
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III. Introduo
A lavra de uma mina geralmente feita em diversas frentes, de modo que, realizando a mistura
dos minrios retirados das frentes, seja possvel fornecer, para a usina de tratamento, um minrio
que esteja de acordo com as especificaes de qualidade necessrias. Desse modo, precisa-se
conhecer qual o ritmo de lavra a ser implementado em cada frente, que atende as especificaes
quantitativas e qualitativas da usina. Estes ritmos podem ser classificados em: Intermitente
(cclicos) e Continuo.
Os equipamentos de escavao intermitentes (cclicos) so aqueles que possuem uma nica
concha, e realizam escavao mediante um ciclo bem definido. Nesta categoria poderemos
encontrar equipamentos de corte como: Shovel, Drag-line, Retroescavadeiras, Scrapers, etc.
E os equipamentos de corte ou escavao continua, so aqueles que possuem conchas
mltiplas e realizam assim, atravs delas, uma escavao continua. Nesta categoria se encontram
equipamentos como: bucket-wheel excavetor, bucket chain e os continuous mining, roadheaders,
shearers, TBM etc.
Mquinas de cortes continuas
1. Bucket Wheel Excavactor
Bucket wheel excavector Bucket whell um equipamento de corte, pesado, usado em
minerao de superfcie. A principal funo do BWEs agir como uma mquina de escavao
contnua em operaes de minerao em grande escala de Open pit. O que diferencia BWEs de
outros equipamentos de minerao em grande escala, tais como escavadeiras bucket chain, o uso
de uma grande roda que consiste em um padro contnuo de baldes utilizados para colher o
material, quando a roda gira. Eles esto entre os maiores veculos j construdos, e a maior
escavadeira de roda de caamba j construda, Bagger 293, o maior veculo terrestre (terra) na
histria da humanidade de acordo com o Guinness Book of World Records.
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Figura 1 bucket whell (open pit mining)
1.1.Funcionamento
Os BWEs so utilizados para remoo contnua de mineral. Eles usam suas rodas de corte para
retirar uma seo da terra (o bloco de trabalho), ditada pelo tamanho da escavadeira. Atravs de
levantamento e abaixamento, ele pode atingir o material acima, a baixo, e no seu nvel.
O material desmontado, segue imediatamente pelo canal alocado no seu brao, ento
entregue para o ponto de descarga. Pelo seu tamanho, o BWEs considerado um equipamento de
operao estacionria. aplicado no desmonte de rochas brandas, e semi-duras.
1.2.Vantagens
Alta produtividade; baixa intensidade de trabalho e substituio dos custos de
transportes;
Relativamente flexvel na produo; pode variar a produo se a demanda mudar.
Baixa intensidade de trabalho, mas trabalho qualificado requeridos para operadores
fundamentais.
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1.3.Desvantagens
Limitado de profundidade
Alto investimento de capital associado com equipamento grande.
Superfcie danificada, pode requerer recuperao, uma despesa adicionada a custo de
produo.
Requer depsito grande para realizar custos mais baixos, a menos que o teor seja muito
alto.
Tempo prejudicial, pode impedir operaes, mas raramente pode proibir.
2. Bucket chain
Escavadoras bucket chain, so equipamentos pesados utilizados na minerao de superfcie e
de dragagem. Ele usa baldes em uma cadeia revolvente para remover grandes quantidades de
material. Tem caractersticas semelhantes das escavadoras bucket-wheel. So capazes Remover
material abaixo de seu nvel de movimento, que til se o pit floor instvel ou debaixo de gua.
Figura 2 - Bucket Chain
2.1.Funcionamento
Escavadeira Backet Chain consiste de uma srie de baldes, ligado a uma cadeia sem fim que pode
ser levantada e abaixada sobre a face de trabalho. Os baldes escavam o material, levantando-a para
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cima para despejar em um funil, que desagua em uma esteira. O equipamento desloca-se
lentamente, assim a realizao da escavao tambm lenta, pelo seu tamanho.
A escavadeira Bucket Chain e Bucket whell so, provavelmente, os primeiros tipos de
mquinas de escavao j construdas. Suas origens remontam aos tempos antigos, Leonardo da
Vinci tinha esboos de uma escavadeira balde no sculo XVI. Sobre os diversos tipos e desenhos
que foram elaborados, e achados, ainda no h provas concretas de que eles foram construdos
nessa poca.
Figura 3 bucket chain operando
3. Escavadeira Roadheaders
Roadheader, um equipamento de escavao pesada, que utiliza uma cabea de corte especial
montada na extremidade do equipamento, o mesmo pode fazer os movimentos de cima-baixo,
esquerda ou direita. A cabea de corte pode, ser montado tanto axialmente (uma nica cabea
rotativa ao longo do eixo longitudinal do crescimento), tambm transversalmente (gmeo cabeas
rotativas montadas ambos os lados do eixo). O Roadheader, um equipamento montado sobre
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esteiras, usado basicamente para o desenvolvimento em minas de carvo e usa o point attack bit
como elemento de corte.
`
Figura 4 Roadheader
3.1.Funcionamento
Durante a escavao, a cabea com bits rotativos vai varrendo a seco da galeria e desmontando
a rocha, at a obteno da seco definitiva.
Aps o desmonte de rocha na frente, o material coletado por braos mecnicos frontais e
levado at a parte traseira da Maquina, atravs de uma calha que pelo centro da
Roadheader. A descarga traseira recolhida por shuttlle-cars ou correia transportadora.
Roadheaders, so amplamente utilizados na escavao de rochas de dureza mdia,
aplicados em minerao subterrnea, e na escavao de tneis.
3.2.Vantagens
flexvel e verstil na escavao de rocha de dureza mdio, porque tem a capacidade de escavar
e limpar a sujeira do tnel simultaneamente. Isso realizado com o apoio de cho adicional, sob
forma de ao.
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3.3.Desvantagem
Uma desvantagem da mquina que a cabea de corte ainda no durvel o suficiente ao
escavar em rochas duras.
4. Minerador contnuo (continuous Miner)
uma mquina, com um cilindro de ao rotativa grande equipado com dentes de carboneto de
tungstnio, assente sobre esteiras. Usam picks como elementos de corte e podem escavar rochas
de baixa dureza (em geral carvo).
Figura 5- minerador contnuo
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4.1.Funcionamento
O cilindro com elementos cortantes (entre 3 e 4 metros de largura) acionado
hidraulicamente, com movimentos verticais, pressionado contra a face, realizando o
desmonte.
A rocha fragmentada recolhida na face e segue por uma calha atravs do centro da
mquina at a parte posterior, para ser transportada por shuttle-cars.
Produzem at +/- 500 t/h;
A mquina precisa ser removida ciclicamente da face para parafusamento (escoramento)
de teto, reduzindo sua capacidade de produo;
O escoamento descontnuo de minrio por shuttle-cars tambm reduz produtividade.
5. Tunel Boring Machines (TBM)
Tunnel Boring Machines (TBM), tambm conhecida como "mole", uma mquina usada para
escavaes subterrneas, principalmente escavaes de tneis. So equipamentos apreciados pela
sua eficincia em diversos tipos de subsolo, mostrando uma versatilidade que vai das rochas mais
duras at terrenos arenosos. Ela faz 30 km a cada 5 horas e demore 8 semanas para terminar o
processo de finalizao do tnel.
Figura 6- TBM
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Tunnel Boring Machines so usadas como uma alternativa para perfurao e detonao (D
& B) de pedras e mineraes convencionais. A TBM possui a vantagem de limitar a perturbao
do terreno circundante, produzindo uma parede do tnel suave. Isto reduz significativamente o
custo do revestimento do tnel, e os torna adequados para uso em reas densamente urbanizadas.
A maior desvantagem o custo inicial. TBMs so caras para construir, e podem ser difceis de
transportar. No entanto, como tneis modernos se tornam mais longos, o custo de perfurao dos
tneis versus mquinas de perfurao e exploso realmente menor, isso porque o tnel com a
TBM muito mais eficiente, resultando em um projeto mais curto. Requer alta presso de avano
(a quebra da rocha por indentao), fornecida por sistema hidrulico; a reao contida calando
a mquina nas paredes da galeria.
Figura 7 TBM operando
5.1.Funcionamento
Material desmontado recolhido na face por caambas, levando o material a uma correia
transportadora que passa pelo centro da mquina;
Cortadores de disco (superfcies metlicas endurecidas, em contato com a rocha) so os
elementos de corte mais comuns; outros cortadores tambm so empregados;
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A seleo adequada dos elementos de corte conforme o tipo de rocha essencial para a
viabilidade econmica da tcnica.
5.2.Vantagens
Principal vantagem: sistema de escavao quase contnuo, proporcionando avano 3 ou 4 vezes
mais rpido do que o ciclo drill-and-blast;
5.3.Desvantagens:
Alto custo de aquisio;
Produz seo circular de galeria;
Curvas devem ser suaves (grande raio de curvatura);
Incio lento de operao a galeria deve ser longa (2 km ou mais) para justificar a tcnica.
6. Shearer
Figura 8 - shearer
Equipamento pesado, usada em minas de carvo e alguns outros depsitos sedimentares
principalmente no mtodo de Long-Wall, e constitudo por:
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Drag bits ou picks como elementos de corte;
Dupla terminao, ou seja, cilindro de corte em ambas as extremidades da shearer;
Cilindros de corte ajustveis hidraulicamente para ajustar-se espessura da camada;
Giro dos cilindros de corte levam o material a uma calha de remoo do minrio
fragmentado;
Potncia das mquinas pode ser > 1000 hp;
Desvantagem
Problema operacional: manter a cortadeira dentro da camada de carvo (oscilaes na espessura
de camada dificultam trabalhos);
Minerar materiais fora da camada de carvo significa grande desgaste de bits (o estril mais
abrasivo);
Troca de bits consome parte significativa dos tempos de parada;
Fascas produzidas por atrito dos bits podem causar ignio do metano na face.
Figura 9 shearer operando, long wall
7. Raise drills
Mquinas usadas para a abertura de raises ligando dois nveis existentes em uma mina subterrnea,
ou ligando um nvel e a superfcie
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Figura 10 Raise drill
7.1.Vantagens
Segurana (abertura convencional com explosivos perigosa)
Reduz perdas por frico em raises de ventilao.
Forma circular e ausncia de detonaes resulta em uma escavao de maior resistncia e
integridade
7.2.Desvantagens
Maiores taxas de escavao e produtividade
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IV. Concluso
J concluda a abordagem, verificamos que os equipamentos de escavao so uma base
fundamental para a execuo de projectos relativos a escavao, desde a engenharia civil
minerao (que o nosso campo de estudo).
Ter conhecimento sobre os materiais usados na escavao e uma certa noo acerca do seu
funcionamento muito Importante pois na execuo de vrios projectos, existem factores que
podem vir a interferir, podem ser factores naturais, factores de projecto ou factores econmicos.
Factores naturais so aqueles que dependem das condies existentes no local de trabalho, como
o caso de topografia, natureza do solo, nvel fretico, o regime das chuvas.
Ento, tendo noo da trao de uma certa Mquina por exemplo, podem ajudar o analista
do projecto a determinar qual Mquina ter uma maior aderncia e consequentemente maior
eficincia de trabalho.
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V. Bibliografia
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http://www.used-roadheaders.com/roadheader-history.shtml
https://i.vimeocdn.com/video/448537392_1280x720.jpg
http://www.bing.com/translator/
http://en.wikipedia.org/wiki/Roadheader
