Entendiendo el coste de sistemas de transportadores subterráneos

Aunque hay otras formas de llevar material a la superficie, nada supera a un transportador subterráneo. Un sistema de transportador diseñado a medida es rápido, seguro y fiable. No emite humos, puede instalarse de formas que dejan pasillos libres para trabajadores y proporciona el coste más bajo por tonelada movida.

Un transportador subterráneo es diferente de los usados en superficie, particularmente ya que muchos transportadores subterráneos se cuelgan del techo de la mina. Aquí revisaremos los componentes incluidos en un sistema completo y proporcionaremos algunas estimaciones de coste aproximadas.

REQUISITOS DEL SISTEMA DE TRANSPORTADOR SUBTERRÁNEO

Las áreas subterráneas de una operación minera son un entorno extraordinariamente desafiante. Altas temperaturas, polvo, condiciones estrechas, y mala iluminación son todos típicos y pueden pasar factura a motores, rodamientos, reductores y cintas. Para operación duradera y fiable, el equipo usado bajo tierra debe estar a la altura.

El fuego es un peligro particularmente serio bajo tierra. Por esta razón, las regulaciones MSHA abordan métodos de prevención de incendios. Esto incluye los componentes usados en sistemas de transportadores y especialmente materiales de cintas transportadoras. Muchas cintas transportadoras usadas bajo tierra deben cumplir con regulaciones MSHA Parte 14 para resistencia al fuego. Sin embargo, dependiendo de la clasificación de gas subterráneo, otra especificación MSHA puede ser requerida.

ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE TRANSPORTADOR SUBTERRÁNEO

Un transportador subterráneo típico trae carbón, sal, cobre, potasa u otro material desde donde se extrae hasta la superficie. En muchas minas, esto involucra un cambio sustancial de elevación lo que coloca cargas adicionales en el sistema.

Una vez en la superficie, el material típicamente se transfiere a un transportador de transferencia o apilador aéreo (superficie). Esto significa que hay una caja de roca o tolva de transferencia en el extremo de descarga de la cinta.

Los detalles dependen de la aplicación específica, pero la mayoría de sistemas de transportadores subterráneos incluyen lo siguiente:

• Estructura — El marco que soporta la cinta en rodillos tensores.
• Unidad de accionamiento — Comprende el motor(es), reductores, acoplamientos fluidos, y polea de accionamiento que mueve la cinta. Las unidades de accionamiento son típicamente de diseño sin alineación ya que esto minimiza desgaste, maximiza fiabilidad y reduce costes de mantenimiento.
• Arrancador — El sistema que gestiona cómo se suministra energía eléctrica a los motores.
• Caja de roca o Tolva de Transferencia — Usada en el extremo de descarga de la cinta para dirigir material sobre la cinta inferior, idealmente en el centro de la cinta.
• Sección de cola — Donde el material se carga en la cinta. Puede tener diseño de caja de roca e incluir características de contención de polvo.
• Accionamiento de Cinta Transportadora — Rodea las poleas de accionamiento y conecta las unidades de accionamiento para proporcionar par al sistema de transportador para extracción de material.
• Unidad tensora (Take-up unit) — Mantiene la cinta bajo tensión, minimiza flecha en el lado de retorno, y cuenta para estiramiento permanente en la cinta.

FACTORES QUE INFLUYEN EN EL COSTE DEL SISTEMA DE TRANSPORTADOR SUBTERRÁNEO

Un transportador subterráneo es inherentemente más caro que uno diseñado para uso aéreo o en superficie. Esto proviene de la necesidad de materiales resistentes al fuego y protección contra polvo. Sin embargo, la estructura puede ser menos compleja que la usada fuera ya que el suelo o techo del pasadizo pueden proporcionar puntos de montaje.

Aquí una mirada a estos puntos y otros que afectan el coste del sistema:

• Capacidad requerida — Expresada en toneladas por hora (tph), cuando se combina con conocimiento de densidad del material esto determina el ancho, velocidad y resistencia de la cinta transportadora. También es el determinante mayor de requisitos de potencia del motor.
• Subida vertical — Cuanto más alto necesite elevarse el material para sacarlo de la mina, mayor la carga en el motor.
• Características del material — Densidad y tph determinan el volumen de material a mover, pero propiedades como abrasividad, bordes agudos, y si húmedo o seco influyen en selección de cinta y componentes.
• Instalación de estructura — En pasadizos de mina, la estructura puede montarse en suelo o techo. El montaje en techo libera espacio para trabajadores, vehículos y equipos.
• Velocidad de cinta — Determina relación de reductor y requisito de par en la unidad de accionamiento.
• Ancho de cinta — Una cinta más ancha siempre es más cara.
• Distancia — Esto determina longitud de cinta y cantidad de estructura necesaria.
• Sistema de descarga — Cuando la cinta llega a la superficie usualmente descarga material sobre otro transportador. Esto puede ser vía caja de roca o tolva de transferencia.

COSTE DE ESTRUCTURA

La estructura puede ser montada en suelo o techo. Estructura de buena calidad incorpora rodillos tensores estándar CEMA y está recubierta en polvo para protección contra corrosión. La estructura se precio por pie y puede variar desde tan bajo como 40,00 $ por pie hasta 150,00 $ por pie dependiendo de ancho de cinta requerido, clasificación CEMA, espesor de carcasa, y requisitos de soporte estructural. Cuanto más alta la clasificación CEMA y más ancha la cinta, mayor el coste.

COSTE DE ACCIONAMIENTO SIN ALINEACIÓN

Esto está compuesto por un motor o motores más acoplamientos y reductores. También requiere un arrancador de motor.

Los motores pueden ser caros: calcule unos 25.000 $ para 300 hp.

Varios tipos de arrancador están disponibles. Los VFD ofrecen el mayor ahorro de energía y control pero son de coste más alto, aproximadamente 50.000-60.000 $ para un par de motores de 300 hp. Los sistemas complejos de control de motor también necesitarán un panel de control a 20.000 $ adicionales.

Los arrancadores directos (across-the-line) son la opción menos cara pero usan más potencia e imponen cargas más altas y más desgaste en el sistema. Estos costarían 15.000-20.000 $. Entre los VFD y arrancadores directos están los arrancadores suaves (soft starters). Estos reducen desgaste pero proporcionan poco en cuanto a ahorro de energía.

COSTE DE CINTA TRANSPORTADORA

La cinta es uno de los elementos más caros de un sistema de transportador, especialmente en aplicaciones subterráneas donde la resistencia al fuego es a menudo obligatoria. El coste depende de ancho de cinta, (las cintas mineras usualmente van de 36-60"), resistencia (expresada en libras por pulgada de ancho de cinta (PIW), y el número de capas.

Dependiendo de estas variables, una cinta transportadora subterránea cuesta entre 25-100 $/pie.

UNIDAD DE DESCARGA / CAJA DE ROCA / TOLVA DE TRANSFERENCIA

El coste de esto depende de capacidad, altura, y características de diseño. Una caja de roca simple podría estar en la región de 5.000-15.000 $ mientras que una tolva de transferencia más compleja podría ser 15.000-30.000 $.

COSTES DE TRANSPORTE Y ENTREGA

El coste de mover sistemas de transportadores subterráneos desde nuestra fábrica en Oakwood, VA depende de la distancia. Para propósitos de presupuesto, use 5.000-10.000 $.

COSTE DEL PAQUETE TOTAL

Aunque un sistema de transportador subterráneo puede tener costes iniciales más altos que métodos alternativos de sacar material de una mina, menores costes de energía y mantenimiento más seguridad mejorada y evitación de humos rápidamente lo hacen el más económico.

El coste de un sistema completo depende de la aplicación individual. Sin embargo, para dar una indicación, considere un sistema con capacidad de 300 tph y cinta de 30" de ancho moviéndose a 450 pies por minuto sobre 1.000 pies. Aquí el coste total, incluyendo accionamiento sin alineación, unidad tensora, sección de cola, arrancador, estructura y cinta probablemente estaría en el rango de 275.000-400.000 $.

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