Administracion Equipo Minero

REGIONAL BOYACA

ADMINISTRACIÓN DE EQUIPO MINERO TECNICO PROFESIONAL EN MINERIA A CIELO ABIERTO

SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE SENA CENTRO NACIONAL MINERO 2002

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PLANEAMIENTO MINERO UNIDAD 01 GENERALIDADES El propósito principal de una explotación minera es extraer y comercializar una mena mediante un procedimiento económicamente rentable y bajo unas condiciones determinadas , para lo cual frecuentemente se requiere mover grandes cantidades de material estéril , la selección de los parámetros de diseño y la elaboración de un programa de extracción de mineral y remoción de estéril , implican complejas decisiones de ingeniería , dado su enorme significado técnico y económico. Bajo este punto de vista , el objetivo de un plan minero es determinar la secuencia de ejecución de las distintas etapas del proyecto de tal modo que se obtenga una rentabilidad . PLAN MINERO Un plan minero debe estar dirigido hacia el control de producción , calidad , costos de producción , y maximización de recursos . El plan debe contener : Secuencia de trabajo del equipo de cargue , producción por equipo , numero de unidades requeridas en la operación. Secuencia en la perforación Rutas y distancias de acarreo a la tolva y botaderos asignados Volumen total de estéril y mineral a mover con los equipos requeridos Tipo de explosivo y cantidad a utilizar para la programación de las voladuras Necesidad de drenajes y bombeo Suministro de energía Localización y capacidad de los botaderos a conformar Estudio de mercado teniendo en cuenta la calidad final del producto Frecuencia: Nos muestra el contenido de un plan a desarrollar ya sea , diario, mensual, o anual para corto plazo. Elaboró: Ing. Rafael Hurtado A. SENA – Centro Nacional Minero

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Plan Diario Contiene el programa a desarrollar en el turno de 24 horas en la operación minera y debe suministrar la siguiente información. • • • • • • •

Programación de equipos Asignación de equipos en las áreas a explotar teniendo en cuenta el volumen de material a mover en la programación Días de mantenimiento y reparación de equipos Areas a volar Trabajos especiales Drenajes y bombeos Suministro de energía

Plan mensual Emanado del departamento técnico de ingeniería ( planeación minera ) para todas las dependencias que participan en el desarrollo del plan. Bases del plan: Se consideran los factores de todos los equipos que intervienen en la operación minera para el movimiento de estéril y mineral. Numero de equipos disponibles Disponibilidad del equipo Productividad promediada de los equipos Distancia de acarreo Se tiene en cuenta en el calculo de la disponibilidad los días que va a estar en mantenimiento los diferentes equipos Uso de disponibilidad La productividad del equipo depende de la disponibilidad y uso de la disponibilidad ya que estas involucran las horas trabajadas , horas cesantes y programadas para cada equipo. Resumen del plan: Encierra la producción total de los equipos para el mes que se planeo Estéril palas eléctricas Estéril palas hidráulicas Estéril cargadores Carbón a producir Carbón a remanejar Carbón inventariado mes anterior

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Relación estéril / carbón Bases del plan por áreas ( Pared alta y Pared baja ) . Se hace la distribución de los equipos para cada área teniendo en cuenta la producción por área. Contiene: Factores de los equipos Resumen del plan en el área determinada Volumen de material por nivel Volumen a mover en cada manto de explotación Distribución de estéril en botaderos por áreas Botadero asignado al equipo Equipo Determinación de rutas de acarreo Volumen a mover Porcentaje Distancia de acarreo Descripción del trabajo por equipo en cada panel donde opera, hacia que mantos, producción de estéril y carbón, días programados para el mantenimiento , de que nivel viene el equipo . Plan de botaderos por áreas el cual define la dirección de drenaje y el volumen de mineral a extraer. Construcción de drenajes , rampas y vías a construir en el área

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MODULO ADMINISTRACIÓN DE MAQUINARIA MINERA UNIDAD 02 INDICADORES DE PRODUCCIÓN

ELEMENTOS DE PRODUCCIÓN: La producción es la cantidad de material que se mueve por hora . La producción se puede expresar en varios tipos de unidades . Metros cúbicos desde el banco m3 B – m3 banco Metros cúbicos sueltos m3 S – m3 sueltos Metros cúbicos compactados m3 C – m3 compactados Toneladas métricas Tm – Ton métricas Comúnmente el traslado de material en minas de carbón se calcula por volumen ( m3 B ) . Las minas metálicas generalmente con medidas de peso ( toneladas métricas ) . Para efectos de cálculos hay que tener en cuenta los tipos de unidades que se van a utilizar: Toneladas cortas ---------------------2.000 Lbs Toneladas largas --------------------- 2.240 Lbs Toneladas métricas ------------------ -2.204.6 Lbs Producción = carga /ciclo x ciclo/ hora = carga / hora La carga se mide de las siguientes formas : Pesándola ó calculándola en función de la capacidad de la máquina.

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MEDICION DEL VOLUMEN El volumen del material se define según el estado en que se halla al moverlo Las tres medidas de volumen son : M3 banco -------- Un metro cúbico de material como se encuentra en su estado natural. M3 suelto --------Un metro cúbico de material expandido como resultado de haberlo movido. M3 compacto -----Un metro cúbico de material cuyo volumen se ha reducido por compactación. Para estimar la producción debe conocerce la relación entre el volumen de material en banco, material suelto y material compactado.

FACTOR DE HINCHAMIENTO Es el porcentaje de aumento en volumen de un material en m3 , después de que se saca de su estado natural. Cuando se excava , el material se quiebra en trozos de diferentes tamaños que causan la formación de bolsas de aire o espacios vacíos que reducen el peso por volumen. Volumen suelto de un peso dado Factor de Hinchamiento = --------------------------------------------Volumen en el banco del mismo peso

Suelto Banco = ---------F.H

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DENSIDAD DEL MATERIAL Es el peso por unidad de volumen del material . Los materiales tienen diversas densidades , según el tamaño de las partículas y el contenido de humedad, cuando mas denso el material mayor será el peso.

FACTOR DE LLENADO Es el porcentaje del volumen disponible en una tolva , cucharón o caja que realmente se usa. Un factor de llenado del 87% de una unidad de acarreo significa que un 13% de su capacidad nominal no se usa para acarrear el material. Ej: Si una volqueta tiene una capacidad de 55 ton pero su factor de llenado es del 90% quiere decir que en cada viaje transporta solamente 49.5 ton. Los cucharones tienen a menudo , factores de llenado mayores del 100% Ejercicio de Aplicación Un cucharón con una capacidad con una capacidad de 14 yd3 tiene un factor de llenado de 105 % en una aplicación de arenisca de densidad de 4125 Lbs / yd3 . y una dilatación del 35 %... a. b. c. d.

Cual es la densidad si esta suelto . Cual es el volumen utilizable del cucharón. Cual es la carga útil del cucharón por pesada en yd3B Cuales la carga útil del cucharón por pesada en Ton?

Solución

a) lb/yd3 = lb/yd3B / 1+ dilatación 4.125 /1.35 = 3056 yd3S b) yd3S = nominales x Factor de llenado = 14x 1.05 = 14.7 yd3 S c) lb / pesada = Volumen x densidad 14.7 x 3056 = 44.923 lb

( lb/yd3S)

yd3 B / pesada = peso / densidad lb/yd3 B = 44.923 / 4.125 = 10.9 yd3B d ) ton / pesada = 44.923 lbs / 2000 = 22.5 Ton

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Como aplicación realizar el ejercicio para un cucharón de capacidad de 27 yd3 y mineral Carbón y Hierro Para estimar la producción debe conocerse la relación entre el volumen de material en banco, el de material suelto y el de material compacto. Dilatación: Es el % de aumento de volumen de un material después que se saca de su estado original.

Volumen suelto de un peso dado 1+ Dilatación = -------------------------------------------------------------Volumen en el banco del mismo peso dado

Problema: Si un material se dilata un 20 % ¿ Cuantos m3 sueltos (yd3 sueltos) se necesitan para mover 1000 m3 en el banco ( 1308 yd3 en el banco). Suelto = Banco x ( 1 + Dilatación ) = 1000 m3 B x ( 1 + 0.2 ) = 1200 m3 S / 1500 yd3 ( Comprobarlo) . Ejercicio de Aplicación: Cuantos m3 (yd 3 ) en el banco se movieron , si se sacaron un total de 1000 m3 sueltos ( 1308 yd3 ) .La dilatación es del 25 %

FACTOR DE BULTO Y FACTOR DE CARGUE Se puede definir como el incremento de volumen de un material cuando se ha removido de su estado natural y se puede expresar en porcentaje de incremento de volumen .

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Ejemplo: La hinchazón de la arcilla seca es del 40% lo cual significa que 1 m3 de arcilla seca in situ llenara un volumen de 1.4 m3 cuando se suelta . Cuando se suelta el factor de bulto en % será :

Volumen Inicial + Volumen de Incremento F.B = ------------------------------------------------------* 100 Volumen Inicial

La otra característica importante en el transporte es el Factor de Cargue esto es el % de disminución de la Densidad de un material cuando se cambia de su estado físico . El Factor de Cargue es importante porque los contratos de movimiento de materiales en vias se hacen generalmente con base en el material in situ. Kg. /m3 material suelto F.C = --------------------------------------------Kg. /m3 material compactado Ejercicio: En el desarrollo de una mina a Cielo Abierto es necesario mover estériles los cuales tienen un volumen de 256 m3 : De acuerdo algunos ensayos de factor de Hinchamiento es de 1.20 y la densidad del material insi tu es de 2500 Kg / m3 ¿Hallar F.C si el camión puede transportar 15 m3 por viaje? ¿ Cuantas toneladas carga en el viaje . ¿ Cuantos viajes debe Hacer . Solución : 1 m3 de material in situ tiene un peso de 2500 Kg. 1 m3 de material suelto tendrá un peso de 2500 Kg. /m3 /1.2 = 2083 Kg. 2083 Kg. material suelto F.C = ------------------------------2500 Kg in situ

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Volumen in situ = 256 m3 Volumen suelto = 256 m3 x 1.2 = 307 m3 La volqueta puede llevar 15 m3 se necesitan : 307.2 m3 / 15 m3 = 20.48 = 21 viajes 1m3 --------------------------- 2083 Kg. 15 m3-------------------------- X X = 32 Ton

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Ejercicios de aplicación al Modulo : En la construcción de una carretera se tienen que desmontar estériles por un volumen de 500 m3 . Factor de Hinchamiento 0 .14. Densidad de 3500 Kg /m3 ¿ Cual es el factor de Carga si una volqueta puede llevar 20 m3 en cada viaje? ¿ Cuantas toneladas carga en el viaje y Cuantos viajes debe hacer?. Aplique el ejemplo con datos obtenidos en la empresa

TABLA I DENSIDADES APROXIMADAS DE DISTINTOS MATERIALES MATERIAL

FC.

% DE EXPANCION

Bauxita Escoria Caliza Arcilla Estado natural

DENSIDAD SUELTO – BANCO (T/m3 ) 1.42- 1.89 0.56-0.86 1.54-2.61 1.66-2.02

0.75 0.65 0.59 0.83

33% 54% 70% 22%

Arcilla seca Arcilla Húmeda Carbón Roca alterada Tierra Seca Tierra Húmeda Barro Granito Fragmentado Grava Natural Grava Seca Arena y Arcilla Mineral de Hierro Pirita Arena Seca Arena Húmeda Tierra Vegetal

1.48- 1.84 1.66- 2.08 1.19- 1.60 1.96- 2.79 1.51- 1.90 1.60- 2.02 1.25- 1.54 1.66- 2.73 1.93- 2.17 1.51- 1.69 1.60- 2.02 2.46- 2.91 2.58- 3.03 1.42- 1.60 1.69- 1.90 0.95- 1.37

0.81 0.80 0.74 0.70 0.80 0.79 0.81 0.61 0.89 0.89 0.79 0.85 0.85 0.89 0.89 0.69

25% 25% 35% 43% 25% 26% 23% 64% 13% 13% 26% 18% 18% 13% 10% 44%

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UNIDAD 03

CALCULO DE EQUIPOS PARA UNA OPERACIÓN MINERA A CIELO ABIERTO

En el siguiente ejemplo se explicara paso a paso el calculo de equipos necesarios para realizar una operación minera utilizando los siguientes datos.

FIGURA 1 . Isométrico del panel de explotación

Reservas de Carbón: 329.793 Ton. Relación de Descapote 2.83:1 Estéril: 935.415 M.C.B Densidad del carbón=1.25 ton /mcb

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Densidad del Esteril= 2.5 ton/mcb Factor de Hinchamiento=0.75 Desbastado de Carbón por encima y por debajo 0.15m respectivamente. Espesor en carbón : 3m Producción diaria Requerida:20000 ton carbón/día Velocidad Sísmica del carbón=1500 m/seg. Amigo estudiante : Realice el calculo de reservas y compare con los datos obtenidos para la realización del ejercicio planteado.

EQUIPOS --------------------------------------------------------------------------------------------------------------

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Para perforación de Estéril: Para arranque de carbón: Para cargue de carbón: Para cargue de estéril : Para transporte estéril y carbón:

TALADRO GD-70 TRACTOR CATERPILAR D-10 CARGADOR LE TORNEAU 1200 PALA P&H 2800 de 27y3 CAMION EUCLID R-170

DATOS SOBRE PERFORACIÓN

Diámetro 10 pulgadas Red de perforación:

7.5m x 9m

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Rata de perforación: 8m/min Altura de banco. 15m Ancho de pega o avance: 35.6 m Datos sobre voladura: 1voladura/dia Datos sobre cargue: Factor de Hinchamiento estéril =0.80 Factor de Hinchamiento carbón =0.74 DATOS SOBRE TRANSPORTE Distancia de acarreo carbón =1500 m Distancia de acarreo estéril =1200 m Velocidad promedio cargado teniendo en cuenta pendientes 15 Km./hora Velocidad Promedio de retorno =20 Km./hora PROCEDIMIENTO Estéril: 935.415 MCB Carbón perdido: 23 985 MCB Valor total del estéril: 935.415 +23.985 =959.400 MCB Carbón recuperado: 329.793-29.981 =299.812 Ton Relación de Descapote: 959.400 MCB/299.812 Ton RD =3.20 :1 Requerimiento de Producción Promedio carbón: 20000 Ton / día Avance de Carbón/día: x m (ver figura # 1) 20000 Ton=150 m x 3 m x 1.25 Ton/m3 x X m Xm =35.60 m/día

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CALCULO DE MAQUINARIA PARA EL ARRANQUE a) Perforación Estéril Volumen Estéril / día =80.900 MCB/día Avance diario =35.60 m Numero de barrenos /día =85 barrenos/día De acuerdo a la red mencionada : 5 hileras de 17 barrenos cada una) •

Profundidad del barreno:15 m

• • • • • •

Tiempo de perforación /barreno =15 m/ 8m/min =1.87 min. Tiempo de traslado: Velocidad promedio de traslado = 10 m/min. Tiempo de traslado por hilera =16 x 9 m/10 m/min. x 5 hileras = 72 min. Tiempo para cambio de hilera = 36m/10 m/min. =3.6 min. Tiempo de Instalación =10 min./barreno

TIEMPO TOTAL PARA LOS 85 BARRENOS (85 barrenos x 1.87 min./barr) +(72 min. +3.6 min.) +(10 min./barr x 85 barr) =1.084.55 min. # DE TALADROS =1.084.55 min./ 24 hxdiaX 50 min/hora=0.90 taladros

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1 TALADRO: GD–70

. Arranque de Carbón: Se hará con un D-10 con Ripper (Escarificador)de acuerdo con la velocidad sísmica del material . 1500 m/s 5000 pies/s Producción Horaria sin corrección: 1500 MCB/h Producción Horaria Corregida: 1500 MCB/h X 0.84 (factor) = 1260 MCB/h Producción Diaria de cada D-10 : 1260 MCB/h X 24 h/día X 1.25 Ton/m3 =37.800 Ton / día # DE UNIDADES 20000 Ton / día /37800 Ton /día =0.53 unidades

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b) Calculo de Maquinaria para el Cargue 1. CARGUE PARA ESTERIL Producción Horaria Requerida : 80.900 MCB /día /24 h/día =3.371 MCB/h Producción Horaria Requerida (Ton) =8.427 Ton/h Utilizando PALA P&H 2800 de 27 y3 = 20.63 m3

Tenemos : Peso por Cucharón = Capacidad x Densidad Factor de Hinchamiento factor de llenado: = 20.63 m3 x2500 Kg/m3 x 0.80 x 0.90 =37.134 Kg = 37,134 Ton/ cucharada

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Tiempo aproximado por ciclo : 30 segundos Tiempo para cargar un camión # de cucharadas por camión = Capacidad del camión/peso de material por cucharada # de cucharadas por camión = 154 Ton/37.134 Ton /pase

=4 pases

Tiempo por camión :4 pases x 30 seg/ pase =120 seg = 2 min. Producción Horaria sin Corrección = 154 Ton/2 min/60 min. /h = 4620 Ton /h Producción Horaria Corregida Factor de Destreza del Operador : 0.90 Eficiencia del turno : 50 min/60 min =0.84 Producción Horaria Corregida: 4620 x 0.90 x 0.84 = 3492 Ton /h # DE PALAS NECESARIAS = Producción Horaria Requerida / Producción Horaria de cada Pala 8427 Ton /h /3.492 Ton /h = 2.41 unidades = 3 Palas 2. CARGUE PARA CARBON Producción Horaria Requerida = 20.000 ton/dia/24 horas/dia = 833 ton/Hora Utilizando Cargadores: Letro-Loader l-2000 Le Torneau de 33 Y3 = 25.21 m3 Peso por Cucharón Capacidad x Densidad x F.H. x F.LL 25.21 m3x 1250 Kg/MCB x 0.74x 1.0 = 23.000 Kg = 23,3 Ton Tiempo por ciclo : 55 seg Número de cucharadas por camión 154 Ton/23.3 ton = 6.60 pases Tiempo por camión = 7 pases x 55 seg = 385 Seg = 6.41 min Producción Horaria sin Corrección :

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154 ton/6.41 min/60 min /hora = 1.441 ton /hora Producción Horaria Corregida: 1.441 Ton/ x 0.80 x 0.84 = 968 Ton/Hora # DE CARGADORES = 833 ton / hora /968 Ton /hora = 1 CARGADOR PARA CARBON

CALCULO DE MAQUINARIA PARA TRANSPORTE a. Transporte de Estéril Distancia de acarreo promedio = 1.200 m Velocidad promedio cargado = 15 Km./Hora Velocidad promedio de retorno = 20 Km./Hora Tiempo de Cargue: Número de pases = 4 Tiempo de cargue = 4 pases x 30 seg/pase =120 seg = 2 min. Tiempo de acarreo = 1.200m x 60 min/15.000 m / Hora = 3.6 min Tiempo de descargue = 1.20 min Tiempo de parqueo para ser cargado = 0.50 min Tiempo total del ciclo = 12.10 min # de Camiones = Tiempo del ciclo del camión / Tiempo de cargue + 1 = 12.10 min / 2min +1 = 6.05 +1 = 7 camiones # Total de camiones = 7 camiones / pala x 2.41 palas = 16.87 Unid. = 17

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c) Transporte de Carbón: Distancia de acarreo promedio = 1.500 m Velocidad promedio cargado = 15 Km. /Hora Velocidad promedio de retorno = 20 Km. /Hora Tiempo de cargue = 7 pases

55 seg / 60 seg / min = 6.41 min

Tiempo de acarreo = 1.500 m /15.000 m / Hora x 60 min = 6 min Tiempo de descargue = 1.20 min (promedio) Tiempo de parqueo = 0.40 min

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Tiempo Total de cada ciclo : 18.51 min. # de Camiones / Cargador = 18.51 min / 6.41 min + 1 = 4 camiones / cargador # de camiones para carbón = 4 camiones /cargador x 1.23 cargadores = 5 camiones

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UNIDAD 04 1. MAQUINAS DISPONIBLES PARA CARGUE EN MINERIA Las maquinas cargadoras y excavadoras empleadas en la industria minera se clasifican en tres categorías con base en la economía de energía. Excavación y cargue Continuo Giratoria Cargue y transporte

Tipo de Maquina Kw. / Tonelada Excavación con rueda Bueno de cangilones Grúas Promedio Palas Retroexcavadoras Cargadores Traíllas Regular

Los tipos de maquinas dependen de factores tales como: • Condiciones de Excavación • Producción requerida • Movilidad • Dimensiones Físicas del sitio de trabajo • Clima • Costo de capital vs Costo de operación ( Proyectos a largo plazo vs Proyectos a corto plazo ). Las palas para minería son a menudo escogidas en base a : Capacidad de operación en las diferentes condiciones de excavación . Alta capacidad productiva ( Por ejemplo más de 2000 tph ). Movilidad ( 2.1/2 a 3 Km. / h. ). Buena adaptación para cargar unidades de transporte de diferente tamaño. Buena estabilidad Adaptación a todos los climas Relativamente alto costo de capital , pero bajo costo de operación lo cual es significante en proyectos a largo plazo. Larga vida útil y alta disponibilidad ( por ejemplo 15 – 20 años con 75- 85 % de disponibilidad ).

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2. COMPONENTES DE LA PALA

% de Hinchamiento , factor de Hinchamiento , % de vacíos. FORMULAS: % de Hinchamiento = (Peso en el banco – Peso suelto / Peso Suelto) * 100 Factor de Hinchamiento de un material = 100 / ( 100 + % de Hinchamiento) % de Vacíos de un material = 100 – Factor de Hinchamiento.

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Peso Suelto = Peso en el Banco * Factor de Hinchamiento Peso en el banco = Peso suelto / Factor de Hinchamiento TABLA DE CONVERSIÓN % F. H % de Hinchamiento vacíos 5 0.952 4.8 10 0.909 9.1 15 0.870 13.0 20 0.833 16.7 25 0.800 20.0 30 0.769 23.1 35 0.741 25.9 40 0.714 28.6 45 0.690 31.0 50 0.667 33.3 55 0.645 35.5 60 0.625 37.5 65 0.606 39.4 70 0.588 41.2 75 0.571 42.9

%. Hinchamiento 80 85 90 95 100 5.3 11.1 17.6 25.0 33.3 42.9 53.8 66.7 81.8 100

F.H 0.556 0.541 0.526 0.513 0.500 0.95 0.90 0.85 0.80 0.75 0.70 0.65 0.60 0.55 0.50

% de vacíos 44.4 45.9 47.4 48.7 50.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0 50.0

2. CAPACIDAD DE PRODUCCIÓN DE LA PALA Una vez que un determinado tamaño de pala ha sido escogido , la capacidad de producción sobre una base anual puede ser calculada usando los siguientes factores :

A. Factor de Hinchamiento Es la relación entre el peso del material en el banco y el peso del material suelto. F.H = Peso por yd

3

de material suelto / peso por yd3 de material en el banco.

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B. Factor de llenado Es la facilidad con que el material entra a la cuchara de la pala y la llena . Estos factores se tienen en base al material excavado. Excavación fácil (factor de llenado de 0.95- 1.0 ). Se aplica a todos los materiales sueltos de forma granular tales como arena, grava , piedra triturada . La cuchara de la pala es completamente llenada. Excavación media ( Factor de llenado 0.90 – 0.95 ). Se aplica a materiales tales como tierra, mezcla de arcilla y grava , carbón. Se puede obtener lleno completo de la pala cuando hay materiales que tienen tendencia a fluir cuando son triturados por los dientes de la cuchara.. Excavación dura ( factor de llenado de 0.8 – 0.9 ) Materiales que requieren voladura pero que dan buena fragmentación . Las partículas de tamaño medio dan considerable porcentaje de vacíos. Son materiales tales como caliza , yeso, pizarra grava cementada. La cuchara no estará completamente llena debido a la poca tendencia del material a fluir. Excavación muy dura ( factor de llenado de 0.7 –a 0.8 ) Material que requiere fuerte voladura y de fragmentación irregular . Una regular cantidad de rocas que resisten la penetración de la pala. Materiales tales como taconita, pizarra laminada , granito , conglomerado. La cuchara no se llena debido a que grandes pedazos de roca bloquean la entrada e impiden recoger piezas mas pequeñas. La clasificación de material por peso , no es necesario para estimar la producción , pero ayuda a entender mejor indicaciones de los fabricantes de palas: Ligero ........................ 2000

lbs por yd3 de material suelto

Medio .........................2500

lbs por yd3 de material suelto

Pesado ........................3000

lbs por yd3 de material suelto

Muy pesado ................3500

lbs por yd3 de material suelto

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C. Ciclo de Trabajo : Es el tiempo en segundos requerido para girar 900 para un tamaño dado de pala . El ciclo de trabajo varía con las condiciones de excavación como puede verse en la siguiente tabla TIEMPO EN SEGUNDOS PARA UN CICLO DE TRABAJO GIRO DE 900 Capacidad de la cuchara ( lb/ yd 3 )

Fácil

Media

Dura

Muy dura

3.5 4 5 6 7 8 9 10

15 18 19 20 21 21 22 23

17 18 19 20 21 21 22 23

21 22 23 24 25 25 26 27

26 27 28 29 30 30 31 32

Por cada trabajo.

90 de giro se obtendrá aproximadamente 1 segundo para ciclo de

D. Eficiencia de Utilización El tiempo total de producción cuando la maquina es mecánicamente disponible y utilizada es del 100% . Retardos tales como cambio de turno, almuerzo, lubricación y ajustes menores, reducen este valor. Los siguientes valores pueden ser usados como guía: Excelente .......................................92 % Buena ......................................... 83 % Regular :........................................ 75 % Pobre .............................................67 %

( 55 minutos – hora ) ( 50 minutos – hora ) ( 45 minutos – hora ) ( 40 minutos – hora )

La utilización del 83 % es usada como estimativa cuando se tienen unidades de transporte amplias y son cargadas por el método de doble cargue.

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3. CALCULO DE PRODUCCIÓN HORARIA T.P.H. = C.C x F.LL x U x F.H x F.C x 3600 / C.T C.C = Capacidad de la cuchara F.LL = Factor de llenado U = % de utilización F.H = Factor de Hinchamiento F.C = Factor de conversión = ton / yd 3 C.T = Ciclo de trabajo ( seg )

Ejemplo : Una pala de 10 yd3 de capacidad operando con material de 2.7 ton / yd3 . La pala trabaja utilizando el método de doble cargue . La excavación es muy dura ( conglomerado ) C.C = 10 F.LL = 0.75 U= 0.83 F.H = 0.60 F.C = 2.7 Ton / yd3 C.T = 32 Seg T.P.H = 10 x 0.75 x 0.83 x 0.60 x 2.7 x 3600 / 32 = 1135

EJERCICIO DE APLICACIÓN: Amigo estudiante : Con la información vista en las unidades 01 y 02 usted puede realizar ejercicios aplicables a esta unidad . Puede retomar información reciente de la empresa Puede tener en cuenta : Equipos Rendimientos Producción Ciclos Tablas

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UNIDAD 05

CONSIDERACIONES SOBRE LA SELECCIÓN DE UN METODO Y EQUIPOS ESPECIFICOS Antes de decidirse por un método y un equipo especifico, es necesario definir ciertos aspectos concernientes a la geología , ambiente y características del yacimiento, y requisitos de producción, entre los cuales están : o o o o o o o o o o

Tamaño y forma del yacimiento Distribución de los mantos de carbón Naturaleza y características del estéril a remover Carácter e importancia de las estructuras geológicas Factores ambientales que pueden afectar el desempeño del equipo Vida útil del yacimiento y volumen de producción anual esperada Cálculos sobre la capacidad de transporte y distancia de acarreo Uso y asignación futura del equipo ( carbón / estéril ) Proximidad de las áreas para deposito de estéril y / o almacenamiento Necesidades de restauración.

De todos estos aspectos , centraremos nuestra atención en los siguientes , ya que usted estará directamente relacionado con ellos. Naturaleza y características del material a remover Volúmenes de producción requerida Distancia de acarreo Dependiendo de la distancia y del tipo y tamaño de la producción , escogeremos un método apropiado de manejo. Para ver el desempeño de varios equipos en condiciones variables de distancia , tipo de material , producción diaria, pendiente, condiciones del terreno, transcribimos la tabla 2 del Mining Enginering Handbook de 1973. Como un resumen presentamos algunas de las características para diferentes equipos dependiendo de las condiciones de la operación.

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Palas eléctricas 1. Pueden alcanzar una gran producción 2. Pueden manejar todo tipo de material, incluyendo bloques de gran tamaño 3. Requieren equipo de soporte para el manejo de estéril, excepto en algunos sistemas de descapote 4. Están limitadas a condiciones de operación favorables 5. Tienen una movilidad limitada Traíllas 1. Tienen una excelente movilidad 2. Están limitadas al manejo de material suave y fácilmente rompible para obtener una buena producción , a pesar de que pueden manejar material triturado hasta 24 pulgadas 3. Ordinariamente requieren de otra maquina que les ayude durante la operación de cargue. Tractores 1. Por razones económicas están limitados al empuje de material por distancias no mayores de 100 metros , dependiendo de las condiciones de trabajo. 2. Cuando son sobre llantas, requieren de sitios de trabajo en buenas condiciones para minimizar los costos de éstas. Camiones 1. 2. 3. 4. 5.

Requieren buenas vías para minimizar los costos de llantas Pueden trabajar en pendientes moderadas 8% Son económicos hasta un radio de operación de 5 km Son muy flexibles Pueden manejar materiales a granel y /o en bloques Bandas Transportadoras

1. Son transportadores de alta capacidad y bajo costo para grandes distancias de acarreo. 2. Son difíciles y costosas de mover 3. Tienen una alta inversión inicial de capital 4. Pueden trabajar en pendientes hasta del 40% 5. Requieren material bien gradado y pequeño para mantener una buena vida útil 6. Tienen costos de mantenimiento altos

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EJERCICIO DE APLICACIÓN Refiérase a la tabla 2 . Llamaremos cada fila por una letra y un número así : A. B. C. D. E. F. G.

= Material = Distancia de acarreo en (m ) = Condiciones del terreno = Pendiente máxima = Flexibilidad en condiciones diferentes = Índice diario de producción =Tonelaje total

Cada uno de estos literales tendrá un subíndice que corresponde al renglón en orden descendente de la figura así :

#

del

A3= Material de tamaño máximo 24” D3 = Una pendiente adversa del 10 % E1= Buena Flexibilidad en condiciones diferentes

SU TRABAJO CONSISISTIRÁ EN SELECCIONAR UN METODO PARA LAS SIGUIENTES CONDICIONES. a. A1_, B5 , C2 , D3 , E1 , F 1 , G2 b. A3 , B6 , C1 , D3 , E2 , F1 , G2 c. A4 , B2 , C1 , D2, E3 , F2, G3 d. A2 , B1

, C2 ,

D1, E1

,

F3 , G3

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UNIDAD: 06 MAQUINARIA MINERA PARA EXPLOTACIONES A CIELO ABIERTO

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_________________________________________________________________ a. b. c. d. e.

Maquinaria para perforación ( taladros ) Maquinaria para excavación ( tractores , moto traíllas ) Maquinaria para cargue ( palas y cargadores) Maquinaria para acarreo ( camiones ) Maquinaria auxiliar ( camiones para riego,motoniveladoras,camabajas)

MAQUINARIA PARA PERFORACIÓN Existen ciertos factores que afectan directamente la penetración en la roca y la eyección de detritos , durante el proceso de perforación . Estos factores pueden reunirse en seis grupos. Clase de taladro Longitud de vástago Clase de broca Circulación de fluido Dimensiones del barreno Clase de roca Los primeros cuatro factores se refieren al diseño mismo del taladro, los cuales se seleccionan de acuerdo a la clase de roca y condiciones ambientales tales como nivel freático y humedad . El factor número 5 (dimensiones del barreno ) se determina de acuerdo a los requerimientos. La clase de roca es el factor mas importante y con éste se incluyen las propiedades de ésta: Resistencia a la penetración Porosidad Contenido de humedad Condiciones geológicas Petrología Estructura y estado de esfuerzos Presión MAQUINARIA PARA EXCAVACION Los factores que afectan la producción de estas maquinas son: 1. Ciclo de cargue : Es definido como el tiempo requerido por el equipo para hacer la excavación , giro, vaciado del cucharón y retorno al banco

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El ciclo de cargue es afectado por la resistencia del material del cucharón , el ángulo de giro entre el banco y el camión para su cargue. o 2. Factor de llenado del cucharón : Este factor es la relación entre el volumen del material cargado sobre la capacidad del cucharón y varia de acuerdo con la facilidad con que el material fluya dentro del cucharón. Este factor varia desde 1.0 para materiales fáciles de cargar, como la arena , hasta 0.7 para los materiales duros o mal fragmentados. MAQUINARIA PARA TRANSPORTE Principales factores: 1. Material: Generalmente los requerimientos en las operaciones mineras están dados en m3 de material en banco y el peso de material “ in situ “ lo determina su gravedad especifica. Cuando el material es volado o sacado de su posición original se produce un esponjamiento o hinchamiento que se da en términos de porcentaje. Peso de material suelto = Factor de Hinchamiento x Peso de material en Banco 2. Resistencia por Pendiente : Generalmente se considera del 1% del peso del vehículo por cada % de pendiente. 3. Resistencia al rodamiento: Es la resistencia causada por la penetración de las llantas en el terreno , la flexión de las llantas y las fricciones internas . Generalmente se expresa en Kgs por tonelada o porcentaje del peso del vehículo. 4. Capacidad de ascenso : Es la capacidad del vehículo para ascender teniendo cierta resistencia ( a la pendiente y al rodamiento) 5. Tiempo del ciclo de acarreo: Para un ciclo completo se incluyen los tiempos de cargue , transporte ,descargue, retorno y tiempo de colocación. ( El costo por llantas equivale a un 30% del costo total de la operación).

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UNIDAD : 07 ADMINISTRACIÓN DE EQUIPOS

En cualquier operación minera , uno de los factores que influyen directamente en los costos es la utilización y programación de los equipos. Un programa eficiente es el que mantiene todos los equipos operando continuamente lo cual no se consigue debido a problemas mecánicos o de operación . Lo que se busca con la programación de los equipos es mantenerlos en operación todo el tiempo para obtener la producción planeada. Cuando se emplea un numero mínimo de equipos en la operación , todos trabajan en cada turno, esto tiene inconvenientes ya que al quedar un equipo fuera de servicio , el operador quedara cesante mientras este es reparado. En este caso se aumenta el costo de producción por pago al operador cesante y por bajo rendimiento en los equipos restantes. Cuando se usa un numero máximo de equipos en la operación para cumplir con la producción planeada tiene como desventaja la perdida de eficiencia de los trabajadores , ya que bajan el ritmo de trabajo , aumento en el costo del ciclo y costo extra por excesivo equipo. Calcular los equipos necesarios en la operación minera tiene las siguientes ventajas: Mantiene al trabajador produciendo Mejora la eficiencia Reduce el costo de adquisición de equipos DISPONIBILIDAD Es un factor importante en la programación de los equipos , ya que cuando se programa un equipo con una disponibilidad determinada , quiere decir que de su 100% estará produciendo el factor programado y el restante se utilizara para mantenimiento .

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Cuando un equipo es nuevo su factor de disponibilidad es alto y se utilizara en las áreas de mayor prioridad . DISPONIBILIDAD MECANICA Es el tiempo que una maquina puede ser operada sin perdidas de horas, sin reparaciones mecánicas DM = (Ht / Ht +Hr)*100 DM = Disponibilidad Mecanica Ht = Horas trabajadas Hr. = Horas de reparación DISPONIBILIDAD FÍSICA Se utiliza para evaluar el rendimiento del equipo y puede ser un indicador de eficiencia de la programación de equipos . Mide en % el tiempo operacional del equipo en otros términos de la disponibilidad del operador : D.F = ( % ) = ( Ht+Hc / Hp ) * 100 Hc = Horas cesantes , es el tiempo en que la maquina esta en Buena condición pero no es usada por el operador en las horas de trabajo. Hp = horas programadas para realizar la operación incluye las horas trabajadas + horas cesantes +horas de reparación y mantenimiento. Cuando la D.F es considerablemente mayor que la D.M , el equipo no se esta usando en toda su capacidad y se debe revisar la operación. USO DE LA DISPONIBILIDAD ( % ) Nos determina cuando en una operación se hace uso del equipo disponible y es importante para la administración de equipos. Cuando el % de uso disponible es bajo , indica que tiene muchos equipos o poco personal . El bajo % de uso de disponibilidad indica problemas en la operación del equipo. U.D = ( Ht / Ht+Hc * 100%

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UTILIZACION EFECTIVA (% ) : Es el porcentaje de horas trabajadas de las horas que se le han programado al equipo. U.E = ( Ht / Hp ) * 100 % U.E = D.F * D.F Los factores de disponibilidad pueden variar en cada operación y conocerlos nos ayudan a evaluar la operación minera. La mejor manera de aprovechar la disponibilidad de los equipos necesarios para realizar la operación a partir de la producción programada para el dia. TABLA : RESUMEN DE DISPONIBILIDAD DE EQUIPOS DISPONIBILIDAD MECANICA

Definición O propósito

W = horas trabajadas R= horas en reparación S= horas cesantes T= horas totales

EJEMPLO W=300 R= 100 S= 200 T= 600

Tiempo perdido por Razones mecánicas

DISPONIBILIDAD USO DE UTILIZACIÓN FISICA DISPONIBILIDAD EFECTIVA

Disponibilidad operacional, incluye tiempo perdido

Uso efectivo de un equipo

Porcentaje de horas trabajadas a horas totales

D.M = W / (W + R D.F = (W + S) / T U.D = W /( W U.E = )* 100 * 100 +S)* 100 ()D.F*U.D ) * 100

D.M = (300 /400) *100

D.F = (300 + 200 ) / 600

D.M = 75%

D.F = 60 %

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U.D =( 300 /500 U.E = (300 * ) * 100 100 ) / 600 U.D = 60 %

U.E = 50 %

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