PMI-3213 Escavação e Transporte em Mineração

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Prof. Dr. Luis E. Sánchez

PMI-3213

Escavação e Transporte em

Mineração

Tema 3

ESCAVAÇÃO POR

EQUIPAMENTOS

GIRATÓRIOS

Departamento de Engenharia de

Minas e de Petróleo

2017

Prof. Luis E. Sánchez Escola Politécnica da USP

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Nota explicativa

Material de uso exclusivo na disciplina PMI-2741

Escavação Mecânica e Transporte em Mineração,

facultado aos alunos em caráter complementar à

bibliografia e demais fontes indicadas no

programa da disciplina.

© 2017 Luis E. Sánchez

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Características básicas

 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

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Principais equipamentos giratórios

Escavadora frontal (shovel)

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Escavadora frontal

a cabos

hidráulica

fonte: www.stanbridges.com.au fonte: www.optimices.com.au

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Escavadora frontal

https://www.youtube.com/watch?v=C7Ip0L0aoqE

hidráulica

fonte: www.optimices.com.au

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Escavadora frontal

https://www.youtube.com/watch?v=PCnZbGslM_s

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.

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Escavadora frontal

https://www.youtube.com/watch?v=R92tGFJYj1w

Coal mine

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Principais equipamentos giratórios

Retroescavadora (backhoe)

fonte: www.volvo.com

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Escavadora frontal - características

 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

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Retroescavadora - características

 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

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Principais equipamentos giratórios

Drag-line

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Dragline - características

 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

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Escavadoras: histórico

Escavadora (1852)

Fonte: J.E.P. Guimarães (1981), Epítome da História da Mineração. São Paulo: Art Editora, p.113.

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Escavadoras: histórico

Otis Steam Shovel (1835)

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Escavadoras: histórico

Otis Steam Shovel em operação no Canal do Panamá (1904-1914)

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Escavadoras: histórico

 As primeiras retroescavadoras foram

concebidas pela Leeds Company em 1884.

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

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Escavadoras: funcionamento

Fonte: Ricardo e Catalani (1990)

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Escavadoras frontais

Fonte: www.phmining.com

Escavadora elétrica P&H caçamba 58,6 m

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Escavadoras hidráulicas: funcionamento

Fonte:

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Escavadoras hidráulicas: funcionamento

Fonte:

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Vantagens do acionamento hidráulico

 Menor tempo de ciclo

 Maior facilidade de operação

 Maior força na escavação

 Maior precisão na operação

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Escavadoras frontais hidráulicas

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Escavadoras frontais hidráulicas

 http://www.cat.com/pt_BR/products/new

/equipment/hydraulic-mining-

shovels/hydraulic-mining-shovels/18313392.html



https://www.youtube.com/watch?v=XR-cbQJu3E8

 https://www.youtube.com/watch?v=D47SJ

uowKis

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Escavadoras com motor elétrico

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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

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Escavadora frontal: escavação mecânica

fo to : L. E. Sánchez ( 2001)

Mina Fábrica (minério de ferro), Minas Gerais

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Escavadora frontal: carregamento de caminhão

Mina Fábrica (minério de ferro), Minas Gerais

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Draglines: Histórico

 a primeira máquina de que se tem notícia foi

construída em 1904 para escavar um canal de

drenagem em Chicago

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Draglines: funcionamento

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Draglines: funcionamento

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Draglines: funcionamento

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Dragline: decapeamento em mina de carvão

Mina TransAlta (carvão), Alberta, Canadá

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Dragline: decapeamento em mina de carvão

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Dragline: decapeamento em mina de carvão

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Dragline: decapeamento em mina de carvão

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Dragline: decapeamento em mina de carvão

Mina Duvha (carvão), África do Sul

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Caçamba de dragline

Mina Duvha (carvão), África do Sul

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Cabina do operador de dragline

Mina Duvha, África do Sul

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Dragline: decapeamento em mina de bauxita

Mineração Rio do Norte (bauxita), Oriximiná, Pará

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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-130/6-79-005.

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Dragline em ação em lavra em tiras

Shovel extraindo o capeamento estéril

de uma mina de carvão

Fonte: USEPA (1979), Environmental Impact Assessment Guidelines for New Source Surface Coal Mines.

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Retroescavadora: carregamento de bauxita

Mineração Rio do Norte (bauxita), Oriximiná, Pará

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Retroescavadora: carregamento de calcário

Mina Saivá (calcário), Rio Branco do Sul, Paraná

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Retroescavadora: carregamento de calcário

Mina Saivá (calcário), Rio Branco do Sul, Paraná

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Retroescavadora: escavação de caulim

Mina Pará Pigmentos (caulim), Ipixuna, Pará

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Retroescavadora: escavação de caulim

Mina Pará Pigmentos (caulim), Ipixuna, Pará

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Retroescavadora: escavação de bauxita

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Retroescavadoras hidráulicas: funcionamento

Fonte:

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Capacidades

 draglines: até 126 m

3  shovels: até 76 m

3 A maior

escavadora

frontal jamais

construída

-Marion 6360

The Captain

(1965)

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Grandes escavadoras

Peso

14.800 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

21.000 HP / 7000 V

Capacidade/Potência

6,7x10-3 m³/HP

Marion 6360

The Captain

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Grandes escavadoras

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.

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Escavadoras

Fonte: www.phmining.com

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Escavadoras

Fonte: www.liebherr.com

Escavadora hidráulica

Modelo R 966 Litronic

Fabricante Liebherr

Capacidades de 34 m

3 _{(61,2 t)}

Potência do motor 2240 kW

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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: www.bucyrus.com

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Grandes draglines

Drag-Line P&H Luscar 9020A

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Grandes draglines

 Big Muskie - a maior dragline já construída

 Caçamba de 170 m³ (295 t)

 Altura 68 m; largura 46 m; peso 12.000 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

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Grandes draglines e escavadoras frontais

https://www.youtube.com/watch?v=bkHeRohfAjc

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Pequenas escavadoras

fonte: www.cat.com fonte: www.lego.com

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Fontes adicionais

 Infomine



http://technology.infomine.com/reviews/

Shovels/welcome.asp?view=full

 outros

 www.miningtechnology.com

 sites dos fabricantes