GH1600

Projetamos e construímos rafadeiras de longwall desde 1941, e as coisas progrediram muito desde então. Avanços técnicos desde 1990 têm, novamente, estabelecido a aragem como o método preferido de mineração de longwall para veios abaixo de 1,8 m (70 pol). As rafadeiras Cat® oferecem características de ponta que outros fabricantes não podem oferecer e um custo de propriedade que ultrapassa o do minerador contínuo de cabeça rotativa tipo roçadeira ao minerar veios finos e médios. Sua confiabilidade, alta produtividade e capacidade de minerar no veio fazem delas a opção ideal para mineração de longwall em veios finos e médios.

Características de Ponta

As rafadeiras Cat oferecem características de ponta que outros fabricantes não podem oferecer e um custo por tonelada métrica que ultrapassa muito o desempenho do minerador contínuo de cabeça rotativa tipo roçadeira em veios finos e médios, tornando-as sistemas de mineração de longwall confiáveis e de alta produtividade para veios finos e médios, como o Sistema de Rafadeira Deslizante GH1600.

Como Funciona

O princípio da aragem é simples: uma caçamba da rafadeira constituída de aço e equipada com brocas de corte estrategicamente posicionadas é puxada ao longo do transportador frontal de uma extremidade da face para a outra, enrolando continuamente a corrente acionada por comandos localizados nas extremidades da face. A profundidade do corte é controlada eletronicamente empurrando o AFC em direção à partícula de carvão em incrementos predefinidos após a passagem da rafadeira.

Altura Ajustável

A altura da caçamba da rafadeira é completamente ajustável com facilidade em uma determinada faixa, garantindo que somente carvão será cortado. A altura da caçamba da rafadeira também pode ser ajustada em incrementos maiores ao instalar ou remover blocos de broca adicionais. Ambos os ajustes podem ser realizados de forma rápida e fácil no lado da galeria.

Controle Remoto

Não é necessário nenhum operador na face do longwall em si. A operação pode ser controlada de uma estação de controle central subterrânea, por exemplo, na entrada, ou de superfície, para que os operadores possam trabalhar remotamente em uma área sem poeira nem sujeira. O sistema de direção estabilizador fornece controle do horizonte vertical. Geralmente, a direção é controlada manualmente, mas pode ser automatizada. Os protetores são posicionado para se adaptarem à geologia do longwall e normalmente avançam automaticamente com a ação de corte da rafadeira.

Sistema Recomendado

A taxa de remoção alcançada pelas rafadeiras em comparação aos mineradores contínuos de cabeça rotativa tipo roçadeira continuou a subir ao longo dos anos. Para fendas com altura média abaixo de 1,8 m (70 pol), as rafadeiras são agora o sistema preferido para mineração de longwall. Entretanto, a GH1600 pode minerar até 2,5 m (98,4 pol). Em veios de 1,8 a 2,3 m (90,5 pol), a opção de rafadeira ou de minerador contínuo de cabeça rotativa tipo roçadeira depende das condições geológicas.

A guia da rafadeira é fundida para suportar as altas forças de reação resultantes dos acionamentos potentes. A guia da rafadeira foi projetada para gerar o mínimo de fricção entre a guia e a corrente da rafadeira. As portas dentro da guia da rafadeira (a cada dois coletores) podem ser abertas para ter acesso rápido e fácil à corrente superior e inferior. Os conectores do coletor no lado da face e no lado da galeria têm uma força de ruptura de 3.600 kN (400 toneladas) com o coletor de linha da rafadeira PF 4 especial para uso com este sistema de rafadeira.

Normalmente, uma única caçamba da rafadeira Gleithobel é usada, acoplada à corrente inferior. Cada ponto de contato entre a caçamba da rafadeira e a guia da rafadeira foi projetado como uma peça de desgaste.

Ajuste de altura

O projeto modular permite que a altura da caçamba da rafadeira seja ajustada inserindo ou removendo blocos de broca com altura de 265 mm (10 pol) cada. A caçamba da rafadeira também pode ser adaptada a variações menores de altura do veio usando um ajuste de altura infinito, por meio de uma torre de brocas construída na caçamba da rafadeira. A torre transporta as brocas superiores da rafadeira e pode ser elevada ou abaixada com precisão até 300 mm (12 pol) por meio de uma engrenagem sem-fim acessível no lado da galeria.

Amortecedor de Choques

A Caterpillar desenvolveu um amortecedor de choques inovador para fornecer mais proteção para a rafadeira e a corrente. O acoplamento elástico inserido no trenó de tração da rafadeira contém elastômeros com propriedades que reduzem as forças de pico aplicadas à corrente. Isso resulta em operação mais suave da rafadeira, minimizando as cargas na corrente da rafadeira, nos conectores e comandos da rafadeira, aumentando assim a vida útil efetiva de serviço.

Benefícios

• Reduz o desgaste na rafadeira, nos comandos e na corrente
• A operação suave da rafadeira aumenta a vida útil geral de serviço

O controle eficiente do horizonte da rafadeira é necessário para lidar com ondulações no veio de carvão. Acompanhar o veio de carvão minimiza o corte de camadas sedimentares de rochas e os custos de preparação associados, reduz o consumo da ferramenta de corte (broca) e reduz o consumo de energia enquanto maximiza a recuperação do veio. A Caterpillar desenvolveu um sistema de direção estabilizador para controle do horizonte vertical com cilindros hidráulicos entre o lado das galerias da AFC e a barra do relé do suporte de teto. Estender o cilindro promove uma direção de corte para baixo (escavação) da rafadeira; retraí-lo, uma direção para cima (escalada). Os cilindros de direção podem ser controlados manual ou automaticamente por meio do sistema de controle eletro-hidráulico Cat PMC-R. Um sistema de ancoragem de bloqueio consistindo em cilindros instalados entre o transportador frontal e o suporte de teto nas extremidades da face controla o deslizamento do transportador e ajuda a manter a tensão correta na corrente da rafadeira.

Benefícios

• A rafadeira avança em incrementos relativamente pequenos, quando comparados a um minerador contínuo de cabeça rotativa tipo roçadeira. Isso permite que o sistema de controle do horizonte manobre a rafadeira verticalmente, mantendo-a nivelada no veio mesmo onde as ondulações de veio são difíceis. Um minerador contínuo de cabeça rotativa tipo roçadeira só pode fazer mudanças graduais em alinhamento vertical, resultando em maior diluição "fora da fenda", quando em condições muito onduladas.
• O fácil ajuste de altura permite que as rafadeiras trabalhem perfeitamente em falhas ou ondulações, minimizando o corte de camadas sedimentares adjacentes.

Compartilhamento de Carga

Os motores de Comando de Frequência Variável (VDF, Variable Frequency Drive) permitem que a velocidade varie entre 0 e 120% da velocidade nominal enquanto mantém o torque constante em uma ampla faixa de velocidades. O consumo de energia nos motores é constantemente monitorado para permitir o compartilhamento de carga entre os acionamentos individuais.

Benefícios

• Utilização total da potência disponível
• Prevenção do superaquecimento do motor e do tempo de inatividade resultante
• Corrente do motor reduzida com torque ideal durante a partida
• Excelente fator de potência (~1)

Proteção contra Sobrecarga

A proteção efetiva contra sobrecarga é essencial para aragem rápida e de alta potência. O sistema de proteção contra sobrecarga UEL planetário da Cat tem uma embreagem de vários discos integrada com a pressão definida para permitir que a embreagem deslize bem abaixo do torque necessário para atingir a força de ruptura da corrente. Se o "deslize da embreagem" for percebido, o torque da caixa de engrenagem será diminuído imediatamente, combinado ao desligamento simultâneo dos motores da rafadeira para evitar dano à corrente.

Benefícios

• Elimina cargas de impacto de todos os componentes de acionamento
• Minimiza as falhas da corrente e maximiza a vida útil do componente
• Permite a partida rápida do sistema

Controle da Rafadeira

Como a rafadeira não tem peças móveis, o controle da rafadeira é feito usando um controle de acionamento PMC-D separado. O PMC-D determina a posição da rafadeira de maneira precisa e confiável medindo o percurso da corrente de acionamento. Normalmente, o PMC-D é usado junto com um PMC-V, que fornece uma interface homem-máquina (HMI, human-machine interface) e visualização.

PMC-D (Unidade de Controle de Acionamento)

A Unidade de Controle de Acionamento PMC-D é o núcleo do sistema PMC-D. Normalmente dedicada a uma caixa de engrenagens ou um acionamento, a unidade é montada perto do dispositivo ou da aplicação que ela controla. A unidade PMC-D tem todas as ferramentas necessárias para controlar com eficiência as várias funções de um sistema de acionamento típico.

PMC-V (Unidade de Visualização e Controle)

A VCU controla todo o longwall e visualiza operações da face em um monitor gráfico, incluindo posição, carga de carvão atual no AFC (por meio do consumo de potência do AFC), posição do protetor, pressão da perna, curso e posição da rafadeira. A VCU fornece uma rede ampla da face e permite a manutenção remota de componentes do protetor, bem como registro de dados e transferência de dados para a superfície. O PMC-V fornece ao operador uma interface a todas unidades do sistema PMC-D instaladas. Ele permite que o operador defina parâmetros, armazene e visualize dados do sistema. O PMC-V tem 24 teclas para fácil operação e inclui um monitor VGA de 4 pol para visualização de dados. O gráfico de tendências e todas as mensagens de advertência e erro podem também ser claramente exibidas. Com uma opção de idiomas da interface, PMC-V exibe todos os dados disponíveis das caixas de engrenagens, incluindo os valores dos transdutores, informações de status, parâmetros globais e locais e status de rede. O VPlow visualiza o sistema da rafadeira, incluindo todos os movimentos e o progresso dela, assim como todas as configurações de parâmetro, especialmente do controle do comando protegido contra sobrecarga. O VDrive visualiza os controladores da caixa de engrenagens da esteira e permite a configuração de parâmetros. Os valores do sensor podem ser exibidos graficamente.

Aragem Incremental

Os requisitos principais para aragem de alto desempenho são controle remoto, profundidade de corte ajustável e a capacidade de manter uma linha de face reta. Todos esses requisitos são alcançados pelo sistema de corte incremental da Cat e o sistema de longwall com rafadeira totalmente automatizada. Com rafadeiras convencionais, as variações na dureza do carvão levam a variações na profundidade do corte que geralmente resultam em sobrecarga do transportador e do equipamento à jusante ou em travamento da rafadeira. A aragem incremental evita esses problemas, mantendo a profundidade de corte constante independente da dureza do carvão ou da presença de cintas de rochas.

Benefícios

• A operação remota permite o máximo de segurança e produtividade em carvão baixo.
• O sistema AFC/sistema de rafadeira e os suportes de teto podem ser posicionados exatamente onde são necessários (seções serpenteadas, condição do teto, falhas etc.).
• O sistema é autocorretivo para sob e sobre-empuxo, o que mantém uma face reta independentemente das condições.
• Uso ideal da potência instalada para obter o máximo de profundidade de corte para cada área da face.
• Os sistemas de rafadeira automatizada Cat permitem acesso a reservas estendidas em fendas de carvão baixo para alcançar maior porcentagem de recuperação de reserva.
• É possível minerar significativamente mais carvão com layouts mais eficientes, reduzindo os custos gerais.

Superfícies de Contato Otimizadas

O uso do perfil PF testado na pista superior maximiza a superfície de contato entre a barra de transporte e o perfil. Isso minimiza a pressão da superfície da barra de transporte nas seções serpenteadas e nos veios ondulados. O formato especial da pista inferior, que quase dobra a superfície de contato, reduz consideravelmente o desgaste e a fricção do ressalto da barra de transporte. Além disso, a transição curva das extremidades do coletor reduz muito o ruído durante a operação do transportador da corrente.

Benefícios

• Atrito mínimo
• Baixo desgaste do ressalto da barra de transporte na pista inferior
• Redução da perda de potência
• Vida útil de serviço mais longa das barras de transporte e dos perfis
• Redução no nível de ruído durante a operação

Coletores de Linha

Os inovadores coletores de linha da rafadeira PF da Cat definem o que há de mais moderno para tecnologia de transportador frontal subterrâneo. Eles têm como base as gerações PF3 e PF4 experimentadas e testadas, que atendem a todos os requisitos relacionados à qualidade, resistência contra desgaste e capacidade de transporte. Os coletores de linha PF constituem o pilar de potência do sistema de transportador. A tecnologia pioneira de transportador e o projeto de coletor extremamente resistente passaram por diversos testes.

Separação das Peças de Desgaste

A ideia totalmente nova e inteligente de separar as diferentes áreas funcionais no PF permite a separação de peças de desgaste das peças estruturais. Materiais extremamente robustos e muito resistentes ao desgaste são usados para peças sujeitas a desgaste, enquanto as peças estruturais são constituídas de aço duro e de alta resistência. O projeto do coletor permite a substituição sem problemas das cubas superiores desgastadas.

Benefícios

• Vida útil de serviço consideravelmente mais longa
• Redução considerável no desgaste geral do coletor
• Fácil substituição de peças de desgaste abaixo da superfície

Suportes de Teto

Os suportes de teto para sistemas de rafadeira trabalhando em veios finos têm requisitos especiais e restrições:

• O êmbolo DA de ação direta permite o uso de suportes de teto mais curtos para lidar com veios ondulados.
• Somente aço de alta resistência é usado para componentes estruturais, a fim de garantir o mínimo de espessura e o máximo de altura de percurso.
• Uma base dividida permite o movimento vertical da barra do relé necessário para controle efetivo do horizonte e acesso ao êmbolo DA para manutenção.
• O passo de elefante está disponível para evitar acúmulo de sujeira e superar condições de solo macio.

Sistema de Controle do Suporte de Teto Eletrônico

Os sistemas de controle eletro-hidráulico modernos, confiáveis e fáceis de operar do protetor PMC-R são projetados, fabricados e programados pela Caterpillar. Sua função principal é a automação do processo de corte usando aragem incremental. Duas configurações são possíveis: um controle em cada protetor (normalmente usado) ou um controle compartilhado por três protetores nos casos em que menos funções são necessárias.

Segurança e Produtividade

• Operação remota sem operadores na face. Padrões de segurança mais altos, produtividade máxima em carvão baixo (independente da velocidade de percurso dos operadores).
• A operação automatizada aumenta a segurança e o gerenciamento da face como resultado do monitoramento e da visualização constante, da documentação e análise objetivas e consistentes e da melhoria constante do processo.

Máximo de Tempo de Atividade e Vida Útil de Serviço

O chassi da rafadeira consiste em componentes mecânicos, sendo que todas as peças de desgaste podem ser substituídas abaixo da superfície. A cuba foi projetada para fácil substituição abaixo da superfície de cubas superiores desgastadas.

Atendimento Global ao Cliente Caterpillar

Na Caterpillar, nosso relacionamento não termina com a venda de um novo equipamento, este é apenas o começo de uma parceria de longo prazo. Oferecemos atendimento ao cliente durante o ciclo de vida completo a cada compra. Quando você investe em um equipamento Cat, investe em produtividade. Os pacotes de suporte e atendimento globais da Cat incluem manutenção em campo, reparos, revisões e peças OEM (Original Equipment Manufacturer, Fabricante de Equipamento Original) de qualidade superior, o que garante o melhor retorno do investimento em longo prazo. Nossa meta é maximizar constantemente a produtividade do cliente. Conseguimos isso por manter uma tecnologia de mineração de ponta, proporcionando aos clientes o melhor equipamento com os mais baixos custos do ciclo de vida. Atendimento Global ao Cliente Caterpillar garante que seus equipamentos de mineração continuem sendo um ativo de alta produtividade.