Revista de pulvimetalurgia y minería

Abstracto

Simulación virtual de la operación de carga con pala de alto impacto para la caracterización óptima del vertido

Ali D y Frimpong S*

El uso de maquinaria de gran tamaño en las operaciones de minería a cielo abierto ha dado lugar a operaciones de carga con pala de alto impacto (HISLO). Cuando las palas de gran capacidad descargan más de 100 toneladas de carga en una sola pasada, se generan grandes fuerzas de impacto que dan lugar a ondas de choque de alta frecuencia. Estas ondas de choque provocan vibraciones graves en los camiones y, por tanto, exponen a los operadores de los camiones volquete a altos niveles de vibraciones de cuerpo entero (WBV) y afectan a la salud y la seguridad de los operadores. La parte inferior del torso, la parte inferior de la espalda, las piernas, los pies y las manos del operador están expuestos a estos niveles de WBV, que en última instancia dan lugar a lesiones en la parte inferior de la espalda, enfermedades musculoesqueléticas y otras lesiones a largo plazo. No existe ningún trabajo fundamental para abordar este problema, excepto un modelo matemático riguroso para esta fuerza de impacto desarrollado por investigadores anteriores. Este documento describe un esfuerzo pionero para desarrollar un modelo de simulación virtual 3D para una operación de descarga con pala utilizando técnicas DEM en PFC3D. El modelo captura el vertido de material desde una pala P&H 4100XPC a un camión CAT 793D. El análisis de los resultados de la simulación mostró que se puede lograr una reducción porcentual de 4,88, 7,42, 11,45, 12,01, 15,08 y 17,34 % al reducir la altura de descarga de 7, 33 ma 6,33, 6,00, 5,50, 5,33, 5,00 y 4,9 m, respectivamente. Como resultado del efecto de amortiguación, la reducción en la magnitud de la fuerza de impacto varía entre 8,2 % y 10,5 %. Este modelo de simulación se puede utilizar para analizar cualquier operación de HISLO para reducir o posiblemente eliminar las exposiciones a WBV al optimizar la altura de descarga de la pala para reducir la fuerza de impacto.