Martillos hidráulicos en aplicaciones de explotación Extracción y Fabricación de Aridos Jornadas 6 y 7 de Abril Murcia 22/03/2006 Copyright Atlas Copco Construction Tools
Herramientas de construcción Atlas Copco Historia
Herramientas de construcción Atlas Copco 1963: Patente 4 Mecanismo de percusión hidráulico patente registrada el 6 de septiembre de 1963 4 El primer martillo hidráulico HM 400 introducido en el mercado en 1966 4 Martillos hidráulicos para máquinas portadoras de 1 120 tons 4 Más de 95.000 martillos hidráulicos de Atlas Copco vendidos en más de 115 países
Herramientas de construcción Atlas Copco 1966: Los primeros martillos hidráulicos en serie 4 HM 400 El primer martillo hidráulico del mundo, fabricado en serie
Herramientas de construcción Atlas Copco 1972: Principio de funcionamiento válvula de control 4 Gran sección de apertura 4 Bajo peso
Herramientas de construcción Atlas Copco 1976: Conmutación de frecuencia Carrera corta Carrera larga
Herramientas de construcción Atlas Copco 1978: Pricipio de trabajo aceite/gas Accionamiento aceite Accionamiento gas Accionamiento aceite/gas - Energía no constante + Energía de impacto + No requiere acumulador constante de gas - Solicitación desfavorable - Gran acumulador de de la bomba aceite - Pulsaciones de presión de aceite + Energía de impacto constante - Requiere acumulador de gas + Sin/pequeño acumulador de aceite
Herramientas de construcción Atlas Copco 1984: Recuperación de energía Carrera pistón (%) 0,185 s ~ 325 min -1 0,132 s ~ 455 min -1 100 % 50 % Zona de impacto 0 0,1 0,2 Tiempo (s)
Herramientas de construcción Atlas Copco 1985: Vibrosilenced 3 5 9 9 6 8 105 100 8 4 2 10 1 7 4 Martillo 80 85 90 95 2 10 7 no silenciado 1
Herramientas de construcción Atlas Copco 1986: Sistema compacto Sistema compacto 4 Protección compacta total para el mecanismo de percusión 4 Gracias a la suspensión elástica del mecanismo de percusión en el sistema de guía del martillo, el operador y la máquina están sujetos a menor esfuerzo. Sistema convencional Placas portamartillo Carcasa CS
Herramientas de construcción Atlas Copco 1989/1997: Sistema lubricador automático ContiLube 1989 1997
Herramientas de construcción Atlas Copco 1991: Engrase directo de los casquillos de desgaste Canal de grasa de gran volumen Casquillo de desgaste superior Casquillo de desgaste inferior
Herramientas de construcción Atlas Copco 1995: Vibrosilenced Plus 3 5 9 9 6 8 105 100 8 4 2 10 1 7 4 Martillo 80 85 90 95 2 10 7 No silenciado 1
Herramientas de construcción Atlas Copco 1997: Marathon Schlagkolbenweg (Kolbenhub) 100 % 50 % Aufschlagebene Umschaltebene Abschaltebene 0 0.1 0.2 Zeit in s AutoControl Cambio automático de frecuencia ContiLube ll Sistema lubricador automático DustProtector Sistema protector contra polvo
Herramientas de construcción Atlas Copco 2001: StartSelect (AutoStart/AutoStop) AutoStart Carrera del pistón [%] 50 100 Carrea larga Carrera corta Zona de impacto AutoStop F Carrera del pistón [%] 50 100 Carrera larga Carrera corta Zona de impacto
Explotación directa sín explosivos mediante martillos hidráulicos
Explotación directa sín explosivos Razones para el empleo de martillos hidráulicos 4 Problemas en la aplicación de explosivos 7 Prohibición del empleo de explosivos 7 Aplicación dificultosa de explosivos 7 Reclamos del vecindario 4 Permisos 7 Ampliación simplificada de permisos de extracción 7 Extracción residual 4 Control de calidad 7 Yacimientos heterogéneos 7 Extracción selectiva
Explotación directa sín explosivos Más razones para el empleo de martillos hidráulicos... Vecindario Autoridades 4Condiciones establecidas por las autoridades ambientales 4Retrasos Empleados 4Sin riesgos por proyección de rocas 4Trabajo independiente del clima 4Nivel de ruido de 85dB(A) a 10m de distancia 4Proyección de rocas 4Vibraciones 4Ruido 4Polvo 4Cierre de caminos públicos 4Indemnizaciones
Ejemplo: Cantera de piedra caliza Explotación limitada por el entorno Cantera
Ejemplo: Cantera de piedra caliza La empresa busca un nuevo método de explotación Fábrica sensible a las vibraciones Área protegida Resultado: La explotación sólo puede realizarse en dirección de la flecha Campo de deportes
Ejemplo: Cantera de piedra caliza Explotación con martillo hidráulico como solución
Explotación directa sín explosivos El empleo del martillo hidráulico influye sobre: 1. el método de explotación 2. la disposición de la cantera 3. la extracción y el transporte 4. el diseño de los equipos de procesamiento
Explotación con el martillo hidráulico La cantera antes Mina a cielo abierto con operaciones de perforación y voladura 4Bancos de gran altura 4Transporte discontinuo de las rocas 4Martillo hidráulico usado sólo para la reducción secundaria
Explotación con el martillo hidráulico La cantera después Mina a cielo abierto con explotación directa 4 Altura de los bancos adaptados a la máquina portadora 4 Transporte continuo de las rocas
Explotación con el martillo hidráulico en combinación con correas transportadoras
Explotación sín explosivos de rocas sólidas Altura del banco: 12m
Explotación sín explosivos de rocas sólidas Altura del banco: 4m
Explotación sín explosivos de rocas sólidas Trabajo frente al banco 1 Trabajo en el repié del banco
Explotación sín explosivos de rocas sólidas Trabajo frente al banco 2 Trabajo hacia arriba
Explotación sín explosivos de rocas sólidas Trabajo frente al banco 3 Desprender el borde
Explotación sín explosivos de rocas sólidas Trabajo frente al banco 4 para un mayor alcance
Trituración secundaria (rocas grandes) 4 Cuando las rocas sueltas de voladura son muy grandes para el cargador o el triturador primario, la trituración secundaria es necesaria MB 500
Trituración secundaria (rocas grandes) Qué aboga en contra de la voladura? Desventajas de la voladura 4 Costos (personal y explosivos) 4 Prevención de riesgos y protección del medio ambiente (proyección de piedras, detonación) 4 Perjuicio para el flujo de operación debido a los intervalos de voladura
Trituración secundaria (rocas grandes) Junto al triturador primario y en una cantera Triturador primario Eliminación de sobre tamaños
Trituración secundaria (rocas grandes) Operaciones Prometedoras Buenas condiciones para la utilización de martillos hidráulicos Trituración secundaria en marmol 4 Cargador sobre ruedas como equipo cargador principal 4 Uso de retro excavadoras 4 Excavadoras grandes con más de 150t de carga útil 4 Gran volumen inevitable de rocas grandes 4 Una pila de rocas duras 4 Los trabajos de trituración secundaria fueron asignados a subcontratistas
Trituración secundaria (rocas grandes) Rendimiento de trituración secundaria y comportamiento de fractura 4 Rocas dúctiles 4 Rocas quebradizas mala buena La herramienta no penetra Mala: La roca se comporta como goma La herramienta penetra Caso ideal: La roca se fractura como vidrio
Trituración secundaria (rocas grandes) Datos de rendimiento 4 Alto rendimiento de trituración secundaria 7 Caliza lacustre 7 Piedra caliza 7 Pizarra 7 Gneis 7 Marmol 4 Rendimiento medio de trituración secundaria 7 Piedra caliza 7 Dolomita 7 Grauvaca 4 Bajo rendimiento de trituración secundaria 7 Lava 7 Pórfido 7 Diabasa 7 Basalto 7 Granito
Trituración secundaria (rocas grandes) Valor agregado gracias al trabajo selectivo Sobre la base de las rocas apropiadas, con un rompedor hidráulico se pueden producir los materiales para la construcción de: 4 Laderas/diques 4 Canales 4 Linderos Piedras utilizadas para asegurar las laderas
Trituración secundaria (rocas grandes) Selección del triturador secundario Criterios 4 El volumen medio de rocas grandes es decisivo 4 El rendimiento de trituración está relacionado directamente con la energia de impacto de cada golpe 4 Una gran velocidad de golpes es inútil si la energia no es suficiente para la trituración. En este caso, ni siquiera varios golpes logran la trituración. Equipamiento adecuado 4 DustProtector (protector contra el polvo) 4 StartSelect (AutoStart para un arranque fácil) 4 ContiLube II Los rompedores montados sobre excavadoras móviles son muy flexibles (Tamaño hasta aprox. MB 1700)
Retiro de capa de tierra vegetal con el martillo hidráulico Tierra vegetal Yacimiento
Retiro de capa de tierra vegetal Problema Retiro de tierra vegetal dificultoso debido a la estructura irregular 4 Difícil acceso para carros perforadores 4 Gran peligro de proyección de rocas 4 Costos por cercos y explosivos = Peligro de sobrecarga
Retiro de capa de tierra vegetal con el martillo hidráulico Ventajas 4 Sin proyección de rocas, sin trabajos de cerco 4 Proceso flexible 4 También utilizable para la construcción de rampas y caminos
Desgaste y tipos de roca Abrasividad en dependencia del material Tipo de roca Abrasividad / contenido de SiO 2 Gneis Basalto Granito Pizarra Arenisca (cuarcítica) Caliza Caliza (arcillosa) X X X X poco abarasivo abrasivo muy abrasivo X X X X = Promedio
Rendimiento de los martillos hidráulicos Explotación de roca sólida sin explosivos Los siguientes factores influyen decisivamente sobre la eficacia del martillo hidráulico : 4Tipo de roca y yacimiento 4Condiciones de operación 4Operador Ningún yacimiento y ninguna faena son iguales! Los datos de rendimiento son promedios de datos recopilados en un largo plazo y no constituyen valores garantizados.
Rendimiento de los martillos hidráulicos Explotación de roca sólida sin explosivos Extracción de rocas sólidas sin explosivos Estimación del rendimiento promedio de desprendimiento Rendimiento de desprendimiento (ton/h) incl mantenimiento Clasificación de rocas Metamorfitas Gneis Esquisto Filita Marmol no apto apto excelente Tipo Sedimentos Laja Arenisca Sedimentos Caliza Grauvaca Dolomita Tipo Rendimiento de desprendimiento Magmatitas Lava Granito Diabasa Basalto Gabro Sienita Pórfido cuarcífero Tipo Características del yacimiento Formaciones voluminosas, compactas Distanciamiento discontinuo Formaciones agrietadas Formaciones muy agrietadas 0,4 m y menos
Herramientas mecánicas de demolición Aplicaciones SB / MB / HB Saneamiento de edificios Serie liviana SB Paisajismo Empleo en martillos Desincrustado Construcción vial Reciclaje Construcción de túneles Serie mediana MB Trituración primaria Troceo de rocas Demolición Serie pesada HB Contrucción de zanjas Excavaciones para fundación
Herramientas insertables Puntero cónico (MB 500 MB 800) Propiedades 4 Muy buen comportamiento de penetración gracias a que la energía es aplicada a través de la punta 4 Distribución uniforme del efecto de cuña 4 No existe efecto de torsión
Herramientas insertables Puntero piramidal (MB 1000 HB 7000) Propiedades 4 Muy buen comportamiento de penetración gracias a que la energía es aplicada a través de la punta 4 Distribución uniforme del efecto de cuña en dos direcciones definidas, que son desplazadas en 90 grados 4 Muy bajo efecto de torsión
Herramientas insertables Cincel plano, transversal Propiedades 4 Excelente efecto de cuña 4 Buen comportamiento de penetración 4 Efectos de torsión por guía forzada en la roca
Herramientas insertables Puntero romo Propiedades 4 Distribución de energía sobre una gran área 4 Óptimo efecto de fraccionamiento de material 4 No existe efecto de torsión sobre los pasadores de sujección
Herramientas insertables Resumen de las propiedades Herramienta insertable Comportamiento de penetración Efecto de cuña Distribución de energía Puntero afilado gastado Cincel plano afilado gastado Puntero romo
Linea de productos HB HB 2200 HB 3000 HB 4200 HB 5800 HB 7000