Development of an instrumented longwall bit to measure coal cutting forces for use in developing noise controls (Mınıng engıneerıng may 2015)

"Una de las enfermedades más extendidas en la industria minera es la pérdida de audición inducida por el ruido. La exposición de los mineros a niveles de ruido superiores a los niveles de exposición permisibles resulta en la pérdida de audición de aproximadamente el 80% de los mineros del carbón a la edad de jubilarse. En este contexto, el Instituto Nacional para la Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH, por sus siglas en inglés) está realizando investigaciones para desarrollar controles de ruido aplicados a los sistemas de minado de tajeos largos. Este método de minado es usado para extraer la mitad de la producción nacional de carbón subterránea. A partir de las mediciones en campo, se determinó en investigaciones anteriores que los componentes dominantes que generan sonido en el cizallador de un sistema de tajeos largos son los dos tambores de corte utilizados para extraer el carbón. Debido a las dimensiones y complejidad de los sistemas de minado de tajeos largos, el proyecto NIOSH desarrolló un modelo de elementos finitos validado del tambor de corte para utilizarlo en la predicción del sonido generado por este debido a las fuerzas de excitación experimentadas en las operaciones subterráneas. Este mismo modelo se utilizará para desarrollar controles de ingeniería para el ruido del tambor. Las fuerzas de excitación surgen de la interacción de la broca de corte y el carbón, y se transmiten al tambor de corte a través de los sujetadores de brocas. Debido a las condiciones adversas en el frente y la falta de instrumentación aprobada para uso subterráneo, las fuerzas operativas de corte de carbón no han sido evaluadas anteriormente. Para este fin, NIOSH, en colaboración con la Universidad Tecnológica de Michigan, desarrolló una broca instrumentada autónoma con seguridad intrínseca para medir estas fuerzas. Este artículo describe el desarrollo de la broca instrumentada y la medición de las fuerzas operativas de corte de carbón en tres minas. Las mediciones revelaron que las fuerzas tienen un espectro plano, algo característico de la naturaleza del impacto de estas fuerzas, hasta alrededor de 100 Hz. Por encima de esta frecuencia "cutoff", la magnitud de la fuerza disminuye a una razón proporcional al cuadrado de la inversa de la frecuencia."