Problema de carguío de escombro de por sistema de tubería

PROBLEMA DE CARGUÍO DE ESCOMBRO DE POR SISTEMA DE TUBERÍA 

En el proyecto de TUNEL PATIBAMBA, se excavará con tuneladoras (TBM) de una longitud real de 8.5 km, el diámetro de cabeza de TBM es de 11 m, el avance de la tuneladora es de 2 m/h la roca predominante es arenisca, pesada y poco abrasiva con un peso específico de 1.45 TM/m3, la inclinación de la tubería de transporte de escombros es de 25°, el diámetro de la tubería es de 45 cm, la revolución que da la hélice de transporte de escombro es 5.4 rps, el paso de hélice es de 0.5m.

Determinar:

A.- capacidad de transporte por el sistema de tubería TBM.

B.- La eficiencia de carguío de tubería.

Solución:

A.- capacidad de transporte por el sistema de tubería en TBM. [pic 1]

Capacidad de transporte Q 

[pic 2]

Q = capacidad de transporte (t/h).

S = área de la sección de la tubería (m2)

V = velocidad de desplazamiento del transportador (m/s)

Ρ = densidad del material transportado, en (t/m3)

i = coeficiente de disminución del flujo de material.

Área de la sección de la tubería 

Datos:

D = 45 cm = 0.45m [pic 3]

λ = 0.25 remplazado velocidad de desplazamiento del transportador 

[pic 4]

V = velocidad de desplazamiento del transportador (m/s) p = paso de hélice (m) n = velocidad de giro del eje del tornillo (en r.p.m.). Datos: p= 0.5 m

n = 5.4 rps = 324 rpm

remplazando 

[pic 5]𝟎 𝟓𝒎/        𝟑𝟐𝟒𝒓𝒑𝒎

Capacidad de transporte 

[pic 6]

DATOS:         inclinación de canalón = 25° 

S = 0.040 m2 V = 2.7 m/s ρ = 1.45 TM/m3 i = 0.5

remplazando: 

𝑸 = 𝟑𝟔𝟎𝟎 ∗ 𝟎. 𝟎𝟒𝟎𝒎𝟐 ∗ 𝟐. 𝟕𝒎/𝒔 ∗ 𝟏. 𝟒𝟓𝒕𝒏/𝒎𝟑 ∗ 𝟎. 𝟓 

𝑸 = 𝟐𝟖𝟏. 𝟖𝟖 𝑻𝑴/𝒉𝒓 

B.- La eficiencia de carguío de tubería.

Tonelada producida por TBM Datos:

Avance = 2 m/h = la Φ de cabeza de TBM = 11 m ρ = 1.45 TM/m3 

volumen rozado por hora

[pic 7]

Remplazando

[pic 8]

Toneladas de material rozado 

𝑻𝑴 = 𝒗 ∗ 𝝆 

Datos v = 190.06 m3/hr

𝝆 =1.45 TM/m3 

Remplazando 

𝑻𝑴 = 𝟏𝟗𝟎. 𝟎𝟔𝒎𝟑/𝒉𝒓 ∗ 𝟏. 𝟒𝟓𝒕𝒎/𝒎𝟑 

𝑻𝑴 = 𝟐𝟕𝟓. 𝟓𝟖 𝒕𝒎/𝒉𝒓 

[pic 9]

2.- En la excavación del túnel Tamburco- “Conde Bamba” la roca predominante es el granito, se requiere seleccionar el cargador frontal para el carguío de escombros en función de una producción requerida. Modelo de cargadores disponibles para seleccionar: 950H, 994F. producción requerida es de 300 TN/HR, el material esta medianamente fragmentada. Material apilado, operación intermitente, el punto de carga es frágil y pequeño, el propietario independiente de camiones y cargadores. La resistencia total a la rodadura es de 20% y el acarreo 5 metros. [pic 10]

SOLUCION:

PRODUCCION REQUERIDA:

300 TN/HR

SELECCIÓN DEL EQUIPO

950H

TIEMPO DE CICLO:

FACTOR DE CORRECCION DE TIEMPO (BASICO)

Material fracturado

Pila

Punto de carga [pic 11]

Operación

Propietarios

TIEMPO DE DESPLAZAMIENTO

𝑇. 𝑠𝑖𝑛 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 = 0.023𝑚𝑖𝑛 

𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 0.705𝑚𝑖𝑛 + 0.025𝑚𝑖𝑛 + 0.023𝑚𝑖𝑛 = 0.753𝑚𝑖𝑛 

CICLOS/HR

[pic 12]

CARGA UTIL REQUERIDA POR CICLO (m3)

TAMAÑO REQUERIDO DEL CUCHARON:

[pic 13]

3.- El Proyecto de TÚNEL: ABANCAY-HUANIPACA, por las condiciones se excavará con perforación y voladura, la roca fue bien fragmentada a sección completa 12mx8.5m, por las condiciones geomecánicas se determinó que la roca predominante es la arenisca, con factor de esponjamiento de 15%, P.e del material es 1,96 TM/M3 se perfora con Jumbos de 12 pies, con una eficiencia de perforación de 95%. Por disponibilidades de equipos de carguío de escombros se realizará con una excavadora de carga frontal BRØYT ED 600T, capacidad de cuchara de 6m3, operador de la maquina experto con un tiempo de carga de 10 segundos, tiempo de giro 8 segundos y tiempo de descarga 2 segundos, factor de tiempo Muy Bueno. [pic 14][pic 15]

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