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Nivelación de Pilbara

MM se unió al equipo de excavaciones especiales de Vermeer en la mina Christmas Creek en Pilbara para examinar la máquina de excavación de explotación minera a cielo abierto más reciente de la compañía – el T1655 Terrain Leveler

sep-2012

La mina de mineral de hierro Christmas Creek forma parte del Centro Chichester de Fortescue Metals Group, ubicado cerca de la ciudad de Newman, en Pilbara, Australia Occidental. El centro comprende la mina principal de Fortescue, Cloudbreak, y su segunda mina, Christmas Creek, a 50 km al este de Cloudbreak. Juntas, las minas producen 55 millones de toneladas cortas/año de mineral de hierro y el centro aumentará gradualmente su producción a la cifra proyectada de 95 millones de toneladas cortas/año (incluidos 5 millones de toneladas cortas de la operación cercana de Nullagine que Fortescue tiene en propiedad con BC Iron) a lo largo de 2012.
 
La extracción minera empezó en Christmas Creek en mayo de 2009 y desde entonces, se han emprendido proyectos de ampliación importantes para aumentar la capacidad de la mina. Durante la primera fase de la ampliación, se construyó una nueva instalación de procesamiento de mineral de hierro y se puso en servicio en marzo de 2011. La instalación está ahora en operación
para lograr su capacidad objetivo de unos 25 millones de toneladas cortas/año. La ampliación también incluía una prolongación de 50 km hasta la línea ferroviaria existente Port Hedland- Cloudbreak para servir a Christmas Creek, y la adición de un poblado de operaciones permanente de 1600 camas, construido por Decmil Australia para albergar a la creciente fuerza laboral de Christmas Creek. El poblado se completó durante la visita de MM a principios de junio, y existen planes para ampliar más la instalación.
 
El trabajo en la segunda fase de 1.000 millones de dólares de EE. UU. de la ampliación del Centro Chichester estaba terminado en más del 75% cuando recibió la visita de MM en junio. Durante el trimestre de diciembre de 2011, el recuperador de producto de Christmas Creek se puso en servicio permitiendo reducciones considerables de los tiempos de carga de los trenes. Se estaba construyendo una segunda instalación de procesamiento de mineral de 27 millones de toneladas cortas/año con una estación de trituración remota durante la visita de MM, así como el nuevo taller para servir la flota creciente de Christmas Creek de máquinas de explotación minera a cielo abierto (el taller se inauguró en agosto).
 
El primer mineral que se va a procesar en la nueva instalación está programado para septiembre, con un aumento gradual a un total de procesamiento combinado en Christmas Creek de 50 millones de toneladas cortas/año para el trimestre de diciembre de este año. La mina también inaugurará su propio campo de aviación en 2012 (los visitantes y trabajadores vuelan actualmente a Cloudbreak y conducen hasta Christmas Creek), y la estación de energía eléctrica de la mina también se está ampliando.
 
EL PROYECTO T155
La ampliación del Centro Chichester forma parte del proyecto T155, más grande, de 9.000 millones de dólares de EE. UU. para aumentar la producción total de los centros mineros de Chichester y Solomon de Fortescue a 155 millones de toneladas cortas/año para mediados de 2013.
 
T155 también requerirá el aumento de la capacidad de la línea ferroviaria de 300 km de Fortescue que transporta mineral desde sus minas para adaptar 13 trenes de mineral diarios (la línea transporta actualmente seis al día), y una ampliación de 2.400 millones de dólares de EE. UU. en Port Hedland para administrar las cargas crecientes.
 
En su informe del trimestre de marzo de 2012, Fortescue indicó que había producido 12,6 millones de toneladas cortas desde principios de año. Esto era ligeramente menor que lo esperado, ya que en la región se produjeron dos ciclones, que significaron los cierres temporales del puerto Port Hedland. No obstante, la compañía tiene pensado recuperar las cifras más adelante este año, y cuando la mina recibió la visita de MM, la producción estaba en curso para alcanzar el hito de 17,8 millones de toneladas cortas/año al final del trimestre de junio.
 
EXTRACCIÓN MINERA EN CHRISTMAS CREEK
La explotación preliminar de las bocas y la producción empezaron en Christmas Creek en mayo de 2009 en preparación para el aumento gradual de la producción minera. Al igual que Cloudbreak, en la mina se ha decidido usar una técnica llamada explotación minera a cielo abierto. Esto comprende el uso de explotaciones mineras a cielo abierto para explotar depósitos de mineral de hierro poco profundo situados cerca de la superficie. El Centro Chichester es el único centro minero de Fortescue que usa esta técnica.
 
Las explotaciones mineras a cielo abierto cortan el mineral de la parte superior del depósito siguiendo una pauta prefijada. El tambor de corte usa dientes para quebrar el mineral de hierro, que se deposita después en el terreno, detrás de la máquina lista para cargar y acarrear, o se transporta directamente a los camiones en espera. La explotación minera a cielo abierto, al igual que la perforación y la voladura, es también un proceso de
inicio y parada, que suaviza el ciclo de producción de mineral, haciendo que sea más continuo, y elimina la necesidad de perforar y volar. La explotación minera a cielo abierto produce también un piso liso de la boca que puede minimizar el desgaste de camiones mineros y cargadores, especialmente en máquinas con neumáticos de caucho, y permite a los operadores crear paredes verticales en la boca, maximizando así la recuperación de mineral. Produce material de tamaño pequeño en una configuración uniforme. Esto permite procesar el mineral de forma más eficiente, y elimina efectivamente la necesidad de una trituración primaria. El tamaño uniforme del producto también permite ajustes más eficientes en los sistemas de trituración
secundarios y terciarios.
 
En Christmas Creek, Fortescue emplea a contratistas australianos – Downer EDI, UEA y WA Surface Mining – para operar sus flotas de explotación minera a cielo abierto. La mina operará 32 máquinas de explotación a cielo abierto para finales de año, incluidas nueve unidades Wirtgen 4200SM, 16 T1255 Terrain Levelers de Vermeer y siete unidades del último modelo de Vermeer, el T1655 Terrain Leveler.
 
Las unidades Vermeer comparten un sistema de control común, permitiendo cambiar de operadores cada día. Esto les da la oportunidad de trabajar con los modelos T1255, más pequeño, y T1655, más grande.
 
En Christmas Creek, las máquinas depositan el mineral en el terreno después del corte, las traíllas apilan y separan el mineral, y una flota de cargadores y camiones (principalmente los modelos 777 y 785C de Caterpillar, mezclados con algunos camiones Terex) retiran el mineral para el procesamiento. Las máquinas más pequeñas se usan para limpiar los bordes de las bocas, para trayectos más cortos y lugares estrechos, mientras que las máquinas más grandes se usan para áreas grandes y trayectos largos y rectos.
 
Christmas Creek fue la primera mina en recibir el nuevo T1655 Terrain Leveler de Vermeer en 2011. La máquina se lanzará oficialmente en la exposición MINExpo 2012 de Las Vegas, EE. UU., en septiembre, pero MM fue capaz de obtener más detalles del desarrollo de la máquina durante la visita.
 
DESARROLLO DEL T1655
La unidad comercial de excavaciones especiales de Vermeer ha venido fabricando zanjadoras de orugas desde 1958. Estas máquinas se diseñaron originalmente para excavar zanjas profundas en suelo y roca con el de tender tuberías y conducciones de servicios públicos. No obstante, el mercado era tan pequeño, que Vermeer decidió ampliar el potencial de sus productos modificándolos para hacer excavaciones menos profundas y más anchas, más adecuadas para la construcción de carreteras y la preparación de obras.
 
En junio de 2001, un distribuidor Vermeer anunció que una compañía minera de EE. UU. estaba usando Terrain Levelers para localizar vetas de yeso en una de sus operaciones. Los equipos de desarrollo e ingeniería de Vermeer, al ver la oportunidad potencial, se pusieron a crear una máquina específicamente para este mercado. Probaron varios diseños y no mucho después, se lanzó al mercado la máquina de excavación de superficies T1255 Terrain Leveler.
 
El modelo tenía una potencia de 447 kW (600 hp) (mucho más que los modelos de zanjadoras de orugas anteriores) y un tambor de cabeza inclinable patentada equipada con dientes que cortan el terreno usando un movimiento giratorio de arriba a abajo
para activar la minería de precisión.
 
El corte de arriba a abajo permite a los dientes del cortador aumentar la penetración sin usar el esfuerzo de tracción de la máquina para introducir los dientes en los minerales. A medida que avanza la unidad y gira el tambor, los dientes de la parte superior del tambor avanzan por encima de la superficie de mineral. A medida que los dientes se introducen en el terreno, hacen contacto impactando en el mineral.
 
Esta técnica también permite a los operadores controlar los tamaños de los materiales cambiando la profundidad del tambor – la mayor penetración de los dientes aumenta el tamaño del material, y la menor la penetración de los dientes reduce el tamaño del material.
 
A medida que se desarrolló el concepto de explotación minera a cielo abierto de precisión y más operadores empezaron a ver las ventajas, empezó a aumentar la competencia en el mercado. Vermeer creía que lo podía hacer mejor, y empezó a crear un Terrain Leveler para competir con los modelos de explotación minera a cielo abierto más grandes de la competencia.
 
TRABAJO DE DISEÑO
El equipo de Vermeer, usando el diseño del T1255 como referencia, empezó a trabajar en el T1655 en febrero de 2007. Es necesario tratar una serie de problemas, y uno de los retos era decidir si usar el diseño de tambor impulsado por cadena del T1255 para el nuevo modelo, o desarrollar un sistema de mando directo. El ancho del tambor impulsado por cadena permitió la creación de altos muros verticales, pero el mantenimiento del mando
era uno de los costos de operación más elevados de la máquina. Se creó y se probó un tambor de mando directo en un T1255 en una mina de yeso en Oklahoma. El concepto fue un éxito y, usando el mando directo, el equipo también pudo aumentar la potencia nominal de la máquina y reducir los costos relacionados.
 
También estaba la cuestión de la carga. Vermeer llevó a cabo un análisis completo para determinar la mejor forma de cargar material después de que lo haya cortado la máquina de explotación minera a cielo abierto. Algunos modelos de máquinas de explotación minera a cielo abierto incorporan un sistema de carga que transfiere material directamente a un camión en espera, eliminando la necesidad de traíllas y tractores topadores. No obstante, las diversas características de los yacimientos significan que las velocidades de avance difieren del Terrain Leveler (la unidad debe moverse más lentamente para cortar depósitos más duros de forma eficiente) y hubiera sido difícil coordinar los camiones de carga y gestionar la flota de acarreo para adaptar esto. Vermeer calculó que era más eficiente depositar el material sobre el terreno y cargarlo en camiones usando traíllas o tractores topadores.
 
El siguiente reto fue fabricar la máquina. Mark Cooper, director superior de excavaciones especiales de Vermeer, explicó lo siguiente: “El T1655 estaba mucho más al norte que cualquier otro proyecto que habíamos emprendido. Necesitábamos construir una nueva fábrica simplemente para crear el prototipo”.
 
En agosto de 2008, empezó el trabajo para construir un nuevo centro de fabricación en la sede de Vermeer, en Iowa, EE. UU. El proyecto se detuvo temporalmente en 2009 debido a la crisis financiera global, pero se reanudó tan pronto como fue posible y la primera nave alta se completó en julio de 2010.
 
El prototipo se terminó en mayo de 2011 y, para celebrarlo, Vermeer organizó una recepción para introducir la unidad en la comunidad local y sus trabajadores. Un mes después, la máquina se desarmó y se envió a Australia Occidental para hacer pruebas en una instalación, en Bindoon.
 
Después de unas pruebas con éxito y unos cuantos cambios menores de diseño, como la adición de más amortiguadores a la suspensión de la cabina recientemente diseñada, el prototipo se transportó a Christmas Creek y la unidad empezó a producirse en septiembre de 2011.
 
RENDIMIENTO EN CHRISTMAS CREEK
Las pruebas del prototipo del T1655 en Christmas Creek iban a durar tres meses, o 3.500 horas de operación. No obstante, el equipo de gestión de minas quedó tan impresionado por su rendimiento que, después de 1.000 horas, Fortescue se comprometió a comprar siete unidades más.
 
Cuando MM realizó la visita a principios de junio, se había retirado el prototipo e iba de camino a la mina BC Iron para las pruebas. Había dos unidades funcionando en la boca, y una tercera se había armado y estaba esperando en el distribuidor local de Vermeer para su entrega. La cuarta unidad estaba en tránsito desde EE. UU. y la quinta iba a enviarse a Australia a fines de junio.
 
Bill Vanderweele es el principal distribuidor de Vermeer para Australia Occidental. Ha estado trabajando estrechamente con el equipo de Fortescue para suministrar y apoyar las máquinas Vermeer en la obra. Explicó a MM que, en el tambor del T1655, las picas se colocan a intervalos de 10 cm (4 pulg.) en forma de sardineta de modo que, al girar el tambor, se corta el terreno cada 5 cm (2 pulg.). Los dientes del borde del tambor están dispuestos apuntando hacia afuera de modo que cortan a un ancho ligeramente mayor que el ancho del tambor. Esto permite al operador acercarse al borde de la boca sin dañar la máquina.
 
En Christmas Creek, Fortescue usa el sistema de gestión de flotas MineStar de Caterpillar para guiar a sus máquinas de explotación minera a cielo abierto y supervisar su rendimiento (aunque use unidades Trimble GPS con el sistema Jigsaw de Leica en Cloudbreak). Los microprocesadores del motor pueden detectar las características de carga del mineral y reducir o aumentar el avance de la máquina para compensar esto.
 
La naturaleza del mineral en la mina (que puede llegar a fuerzas de 250 MPa en algunos sitios) significa que, como promedio, las picas se cambian después de cortar unos 25 metros cúbicos de bancos, aunque esto varía y las picas a menudo duran más.
 
Las picas están fijadas en el tambor con un pasador de retención de desconexión rápida. MM observó personalmente un cambio de picas y no se tardaron más de 30 segundos; no se requerían herramientas especiales. El diseño del tambor y del extremo trasero de la máquina significa que los técnicos no tienen que ponerse detrás para cambiar las picas, lo que es una bendición importante para la seguridad.
 
En general, se puede considerar que el proyecto es un éxito, y justo el dos de junio, los equipos de producción que usaban los T1655 ya habían cumplido con sus objetivos diarios: una hazaña que parece que va a seguir.
 
ESPECIFICACIONES DEL T1655
A unas 180 toneladas cortas, el T1655 es mucho más grande que su antecesor, el T1255. Mide 5,2 m de alto con la cabina de amortiguación neumática completamente extendida. La máquina mide 13,4 m de largo y 6,4 m de ancho
 
El T1655 dispone de dos motores Cat C18 ACERT que suministran un total de 895 kW (1.200 kW). La configuración de motor doble proporciona potencia a un mando de bomba común de modo que cada motor suministra potencia igualmente a la unidad; no obstante, si no funciona un motor, la máquina puede seguir funcionando con un motor. Un depósito de 3.028 L de combustible proporciona 13 horas de operación continua
a la máxima potencia.
 
El T1655 tiene orugas hidrostáticas dobles que permiten una rotación independiente en cualquier sentido. La máquina puede reubicarse rápidamente hasta 360 grados en cualquier sentido para el corte siguiente. Tiene una característica de control de carga que permite a la máquina ajustar automáticamente la velocidad de desplazamiento para usar la potencia máxima del motor, haciendo así que la máquina sea
más productiva. Esto permite una velocidad de mando de desplazamiento estable para una productividad máxima en condiciones variables.
 
El T1655 tiene un tambor de mando directo, con los motores de impulsión conectados directamente al tambor de corte. Esto aumenta la eficiencia y reduce los costos de desgaste relacionados con las transmisiones de cadena, rueda dentada o correa.
 
El tambor de corte está instalado en la parte trasera de la máquina, permitiendo que el tambor corte material mientras las orugas sigan en el terreno sin cortar para no contaminar el material excavado. Esto, y el bajo centro de gravedad de la unidad, proporcionan una tracción y una estabilidad adicionales. El tambor de corte tiene una característica de inclinación patentada que permite una inclinación de 5 grados en cualquier sentido para producir un área excavada lisa.
 
Vermeer también diseñó varias mejoras en la cabina del operador. Un sistema de suspensión neumático da un operador una marcha suave, confortable y silenciosa. La cabina también se eleva a una altura máxima de 5,2 m y se extiende 58 cm adicionales para mejorar la visibilidad. La cabina cerrada cumple con la estructura de protección contra vuelcos (ROPS). Dispone de un sistema de aire filtrado, sistemas de calefacción/enfriamiento dobles, gomaespuma de atenuación de ruido, así como asientos dobles de suspensión completa.
 
La pantalla, TEC Plus, una característica clave, permite al T1655 comunicarse con los distintos módulos de control de toda la máquina, así como con el motor. La pantalla permite al operador supervisar y controlar las funciones de la máquina y mejorar las capacidades de diagnóstico internas.
 

La unidad también puede disponer de un sistema de navegación GPS, que puede usarse para crear un mapa tridimensional del yacimiento y plan de extracción minera. El sistema recopila datos de producción y los transmite a la oficina en tiempo real para el análisis.

 

Cortesía de Mining Magazine.