LHD (Load-Haul-Dump)

L’LHD (Load-Haul-Dump, lett. carica-trasporta-scarica) — chiamato anche pala a bassa sagoma (low-profile loader) o, nel gergo italiano, jumbo di caricamento — è la macchina semovente più diffusa nelle miniere sotterranee per la fase di mucking: la raccolta e il trasporto del materiale abbattuto dal fronte di scavo verso il punto di scarico. È di fatto una pala meccanica di grande potenza con carrozzeria schiacciata (low profile) per operare nelle gallerie basse delle miniere.

Caratteristiche costruttive

Un LHD è composto da:

• Telaio articolato (articulated frame): le due metà del telaio sono collegate da un giunto verticale che permette sterzate con raggio ridotto, essenziale nelle gallerie curve. La guida avviene sterzando il telaio anziché le ruote.
• Braccio di sollevamento e benna: la benna (capacità da 1, 5 a oltre 20 m³ nei modelli più grandi) riempie con materiale abbattuto con un singolo affondo nel mucchio, sfruttando la spinta delle ruote.
• Motore: diesel (con filtri antiparticolato obbligatori per limitare l’inquinamento in galleria) o elettrico/ibrido nelle applicazioni più recenti. La potenza varia da 60 kW (modelli compatti) a oltre 500 kW (modelli da 20 m³).
• Cabina ROPS/FOPS: protetta da rollover e caduta di oggetti.

Ciclo operativo

Il ciclo LHD si articola in quattro fasi:

1. Caricamento (loading): la benna penetra nel mucchio di materiale abbattuto, riempiendosi con la spinta delle ruote.
2. Trasporto (hauling): l’LHD percorre la galleria a piena velocità verso il punto di scarico.
3. Scarico (dumping): la benna viene alzata e rovesciata su tramogge di estrazione, su nastri trasportatori o direttamente nel cassone di un camion sotterraneo (haul truck).
4. Ritorno a vuoto: l’LHD ritorna al fronte per il ciclo successivo.

Produttività

La produttività oraria $P$ di un LHD dipende dalla capacità della benna $q$, dal tempo di ciclo $t_c$ (somma dei tempi di caricamento, trasporto, scarico e ritorno) e dal fattore di riempimento $f_r$:

$$P = \frac{3600 \cdot q \cdot f_r}{t_c} \quad [\text{m}^3/\text{h}]$$

Il tempo di ciclo dipende fortemente dalla distanza di trasporto (tramming distance). Distanze superiori a 200–300 m rendono più conveniente il trasbordo su camion sotterranei.

LHD telecomandati e autonomi

Le miniere moderne adottano sempre più LHD a guida remota (tele-remote) o autonomi (autonomous LHD). Il tele-remote permette all’operatore di guidare dalla superficie tramite telecamere e joystick, eliminando l’esposizione al rischio in zone instabili. I sistemi autonomi (es. AutoMine di Sandvik, OptiMine di Epiroc) usano laser scanner, GPS inerziale e algoritmi di navigazione per operare senza intervento umano, aumentando la produttività del 15–30% grazie a cicli continui anche durante i turni di cambio.