TRABAJO-CARGUIO Y ACARREO.docx

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 1

NDICE I. INTRODUCCION ............................................................................................... 2 II. OBJETIVOS ........................................................................................................ 4 III. MARCO TEORICO ......................................................................................... 5 ACARREO Y CARGUIO EN MINERIA A CIELO ABERTO ............................. 6 SISTEMAS DE TRANSPORTE DE UNA MINA A TAJO ABIERTO…………….9 DIMENSIONAMIENTO DE UNA FLOTA DE EQUIPOS PARA LA EXPLOTACIÓN DE UNA MINA A CIELO ABIERTO ....................................... 33 Índices de operación. .......................................................................................... 33 1)

Índices Mecánicos: ........................................................................................... 33

2)

Índices de Insumos: ......................................................................................... 33

3)

Índices Mineros: ................................................................................................ 33

4)

Índices de Resultados: .................................................................................... 34

Tiempo Cronológico o Calendario (TCR): ............................................................... 34 Tiempo de Operación u Horas de Operación (HOP): ............................................ 35 Tiempo de Reserva u Horas de Reserva (HRE): ................................................... 36 Tiempo de Mantenimiento u Horas de Mantención (HMT): .............................. 3638

Horas operacionales ........................................................................................... 38 Índices operacionales ................................................................................................. 38 DIMENSIONAMIENTO DE EQUIPOS PARA OPERACIONES DE ACARREO - CARGUIO

................................................................................................................................ 42 CLASIFICACIÓN DE EQUIPOS DE ACARREO - CARGUÍO ........................ 45 Descripción de equipos de carguío sin acarreo ................................................... 46 Palas electricas o de cables ...................................................................................... 47 Retroexcavadoras ....................................................................................................... 50 Palas hidráulicas.......................................................................................................... 52

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 2

Palas neumáticas ........................................................................................................ 61 Descripción de equipos de carguío con acarreo mínimo ................................... 67 Cargador frontal ........................................................................................................... 67 Descripción de equipos de carguío de flujo continúo......................................... 69 Excavador de baldes .................................................................................................. 69 Dragadoras ................................................................................................................... 69 Equipos de mixtos o combinados ............................................................................ 78 Scraper .......................................................................................................................... 78 Dozer (wheeldozer y bulldozer) ................................................................................ 80

IV. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ................................... 85 V. BIBLIOGRAFIA ............................................................................................... 86

I. INTRODUCCION

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 3

El acarreo y carguío es parte del proceso de retirar el material volado del frente de trabajo hacia un equipo de transporte, para poderlo transportar adecuadamente a su lugar de destino (planta, botadero, stock). Alternativamente, estos equipos de carguío pueden depositar directamente el material removido en un punto definido. En minería superficial como en minería subterránea se realiza este proceso.

Dentro del proceso productivo de una mina es el de mayor costo conjuntamente con el transporte de material, debido a que es el proceso con mayor cantidad de equipos involucrados (flota), alto grado de mecanización, menor rendimiento productivo por equipo y se constituye como un proceso de operación prácticamente continuo y lento.

El acarreo y carguío, además del transporte queda definido por el requerimiento de producción, dado por el plan minero (ton/año). Distintas combinaciones de equipos y secuencias de operación pueden satisfacer el requerimiento de producción. Las combinaciones de equipos y secuencias de operación están ligadas directamente con la capacidad del equipo y el tiempo requerido para completar un ciclo de operación, teniendo en cuenta factores como eficiencia, disponibilidad, costos, etc.

Los equipos de carguío pueden separarse en unidades discretas de carguío, como es el caso de palas y cargadores, o bien, como equipos de carguío de flujo continuo, como es el caso de excavadores de balde que realizan una operación continua de extracción de material. Otra forma de diferenciar los equipos de carguío considera si éstos se desplazan o no, por lo que se distingue entre equipos sin acarreo (en general su base no se desplaza en cada operación de carguío) y equipos con acarreo mínimo (pueden desplazarse cortas distancias).

II. OBJETIVOS

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 4

 Conocer en forma detallada los equipos que se utilizan o participan en el acarreo de material en minería superficial.  Determinar el dimensionamiento de una flota de equipos a través de sus índices de operación y especificaciones técnicas básicas.  El estudio del movimiento y del tiempo de operación de las palas y camiones se hace para analizar el comportamiento del equipo y para determinar los tiempos unitarios de cada operación y los factores que afectan el rendimiento del equipo.  Estimamos el valor considerable del estudio como medio para mejorar la producción en un acercamiento de los tiempos reales unitarios disminuyendo al mínimo los tiempos negativos por demoras, hábitos malos, etc., culminando así en una óptima flota de camiones para las condiciones en que operan nuestras palas.  Relacionar el presente trabajo directamente con los conocimientos recibidos en clase, reforzando información sobre la variedad de estos equipos que se pueden utilizar en el acarreo en minería superficial.

III. MARCO TEORICO

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 5

ACARREO Y CARGUIO EN MINERIA A CIELO ABERTO

Dentro de los procesos productivos de mayor costo se encuentra el carguío y transporte de material, debido a que es el proceso con mayor cantidad de equipos involucrados (flota), alto grado de mecanización, menor rendimiento productivo por equipo y constituye un proceso de operación prácticamente continuo y lento. El objetivo del proceso es “Retirar el material volado de la frente y transportarlo adecuadamente a su lugar de destino”, lo cual se puede resumir en la siguiente secuencia:  Preparación de la zona de trabajo,  Posicionamiento de equipos,  Retirar el material tronado desde la frente de trabajo (Carguío),  Traspaso del material al equipo de transporte dispuesto para el traslado,  Transporte del material a su lugar de destino (Planta, acopio, botaderos, etc.),  Descarga del material,  Retorno del equipo de transporte al punto de carguío (si es que se requiere su retorno).

Esta secuencia se cumple hasta que haya sido retirado el material requerido de la frente.

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 6

Como lo mencionamos anteriormente, este proceso productivo es el más influyente en los costos de operación (45% al 65% del costo mina), por lo que es de gran importancia garantizar un ambiente de operación apto para lograr los mejores rendimientos de los equipos involucrados, tanto en la parte física (material, equipos, mantención, disponibilidad, insumos, etc.), como en la parte humana (operadores, mantenedores, jefes de turno, etc.).

El proceso productivo de Acarreo - Carguío y transporte se puede esquematizar de la siguiente forma:

¿Cuándo se lleva a cabo? Una vez que el material ha sido volado y que se ha revisado el área verificando que la operación será segura (tiros quedados, colpas muy grandes, derrumbes, etc.), se procede a preparar la zona de carguío (sello), para lo cual se requerirá (si es necesario) de equipos de apoyo como bulldozers, wheeldozers, cargadores de servicio, camiones de riego, que dejen expedito el sector para la operación de los equipos de carguío y transporte. Cumplido con esto se posiciona el equipo de acarreo con su correspondiente flota de equipos de transporte para iniciar la operación. En minas de rajo abierto la preparación del sello no constituye una operación unitaria para el ciclo de carguío y transporte, ya que por lo general es más de una la zona a cargar y mientras los equipos de carguío y transporte operan en un sector, los equipos de apoyo están preparando otro.

¿Qué se hace? Fundamentalmente lo que se hace es extraer el material quebrado (volado) desde la frente de operación por el equipo de carguío, para luego ser depositado en el equipo de transporte, lo cual se logra posicionando el equipo (cargador frontal o pala) frente al material cargado, en un área donde tanto el equipo de carguío como los equipos de transportes puedan operar sin problemas. El equipo de carguío penetra el material tronado con su balde, llenándolo y desplazándolo hacia el Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 7

punto de descarga, donde el balde es vaciado sobre la tolva del equipo de transporte (o recipiente). Esto se repite hasta que el equipo de transporte alcance su llenado operacional y sea reemplazado por otro equipo de transporte para continuar cíclicamente hasta agotar el material de la frente de trabajo. Los equipos de transporte trasladarán el material a su destino parcial o final, ya sea a botaderos (estéril), acopios de mineral con baja ley, acopios de lixiviación, acopios de mineral de alta ley, chancado, etc., donde procederán a descargar el material y retornar a la operación (carguío, reserva o mantención).

¿Con qué se hace? La operación de realiza con equipos adecuados, según la descripción del proceso, es decir dependiendo de la continuidad del proceso y los equipos involucrados. Para el carguío se cuenta con variados equipos como Cargadores frontales, Palas hidráulicas de excavación frontal o retro excavadoras, Palas cable, Dragalinas, Rotopalas, etc., para el caso del transporte se cuenta con equipos como Camiones convencionales (carreteros), Camiones articulados, Camiones fuera de carretera, Ferrocarriles, Correas transportadoras, Mototraillas (auto cargadoras), etc.

La flota seleccionada tendrá relación directa con las características de la mina, tanto físicas, geométricas y operacionales (rendimientos exigidos). (Ver texto Maquinarias y Equipos Mineros para la Explotación de un Rajo Abierto).

¿Cuál es el costo de cargar y transportar? En función de los rendimientos exigidos y alcanzados, las características de la explotación, los equipos, la operación y el mercado, se pueden obtener costos de operación que fluctúan entre un 45 a un 65% del costo global de la operación de la mina, pudiendo ser mayores o menores dependiendo de las condiciones de operación en la faena. El carguío oscila entre un 10 y un 20% del costo y el transporte entre un 35 y un 45%.

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 8

En cuanto a inversiones, también podemos apreciar que los montos involucrados respecto a las otras operaciones unitarias, son mucho mayores ya que un camión de 240 Ton cortas cuesta más de US$ 2.000.000, un cargador frontal adecuado para este camión tiene un valor similar y una pala hidráulica para este tipo de camiones tiene un valor superior a los US$ 5.000.000. Existen otros equipos de carguío y transporte de menores capacidades, lo cual se verá reflejado en un valor menor. Debemos notar que la capacidad de los equipos incide directamente en el rendimiento de éstos. SISTEMAS DE TRANSPORTE EN TAJO ABIERTO

1. MEDIOS DE TRANSPORTE Y SUS CARACTERISTICAS

Existen

variedad de medios para el acarreo y transporte del mineral -

desmonte en los tajos abiertos, siendo algunos de ellos:

El transporte por trenes El transporte por camiones El uso de fajas transportadoras El transporte con mototraillas “SCRAPERS” El transporte con tractores (DOZERS) El transporte hidráulica o por tuberías El izaje inclinado con SKIPS Transporte por chimeneas y túneles, etc.

Los medios de transporte mas comunes son:

1º.- locomotoras

Un tren se usa en:

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 9

Tajos poco profundos Gradiente 0.5 - 1.5% Distancias mayores más de 3Km Alta producción Costo menor por tonelada que los camiones Frecuencia mínima de movilidad. Costo de mantenimiento de vías es mayor Puede cargar y transportar cualquier material Alto costo de inversión.

Se resume en lo siguiente Aplicable a grandes volúmenes de producción, grandes distancias, bajos costos de transporte. La vía férrea debe cumplir estrictamente especificaciones de ingeniería Tiene un alto costo de inversión No son aplicables a pendientes mayores de 3% Pueden transportar cualquier tipo de material

2º.- volquetes

Requiere de buenas carreteras para minimizar los costos en llantas Aplicables a pendientes altas Son limitadas económicamente a distancias de 4Km Son móviles y fléxibles.

3º.- fajas transportadoras

Son transportadores de alto volumen, largas distancias y bajos costos. Son difíciles y costosas de moverlas Tiene un alto costo de inversión Pueden transportar en pendientes altas hasta 40% Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 10

El material requiere su fragmentación a tamaños pequeños para dar una buena vida a la faja. 4º.- mototraillas “scrapers”

Requiere de buenas carreteras para minimizar los costos de llantas. Son rápidos pero limitados, económicamente a distancias de 1.6 Km. Tiene una excelente movilidad Limitadas a materiales suaves y fáciles de romper; materiales hasta 24 pulgadas de tamaño.

5º.- tractores

Son limitados, económicamente a distancias cortas cerca de 500 pies. Tiene mayor tracción sobre terrenos duros, suaves, húmedos por orugas.

2. COMBINACIÓN DE SISTEMAS DE CARGUIO Y TRANSPORTE

Es recomendable una adecuada combinación entre los medios de carguío y transporte en función a sus capacidades, así: PALA – TREN PALA – CAMIÓN PALA – CAMIÓN – TREN PALA – CAMIÓN – FAJA TRANSPORTADORA

Los ciclos de operación son:

CICLO CAMIONES - CARGUIO - TRANSPORTE Minería Superficial – Ingeniería de Minas

CICLO TRENES - CARGUIO - TRANSPORTE Página 11

- DESCARGA

- DESCARGA

- RETORNO

- RETORNO

- APARCAMIENTO

3. LOS CAMIONES EN EL OPEN PIT

El método ó medio de transporte más usado en los tajos abiertos son volquetes, debido a su gran movilidad, flexibilidad, facilidad para vencer pendientes altas, su adaptabilidad a las condiciones de trabajo en diferentes tajos.

40 años atrás un camión de 30 toneladas de capacidad era considerado en la industria minera como un GIGANTE de los equipos. Luego los de 100 toneladas eran comunes, también aparecieron los de 140 - 250 toneladas, actualmente se tiene camiones de 300 - 410 toneladas de capacidad. El mas grande del mundo es el KOMATSU 930E que mide 15.3m de largo, 7.3m alto y 6.02m de ancho, carga 320 ton y el precio de ello es de $ 3 300 000, son camiones tipo convencional. Los camiones TIPO TRACTOR –TRAILER tienen capacidad hasta 400 toneladas.

En el Perú, existen camiones cuyas capacidades varían entre 40, 85, 100 y 120 ton de capacidad. Desde el año 1963 se tenía camiones en el tajo Mc Cune de Cerro de Pasco, como se indica en el cuadro. LECTRA – HAUL CAMIONES

DART

HAULPAK

Diesel

LH – M85

CARACTERISTICAS Tipo

Diesel eléctrico

Diesel

peso (lbs)

310 000

286 500

capacidad (m3)

26.4

13.5

11.9

capacidad (tons)

85

44

40

Motor

Detroit Diesel

Cummins

Cummins

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 12

Tracción

Sobre Ruedas

Sobre Ruedas

Sobre Ruedas

año de adquisición

1975 – 77

1963 – 64

1963 – 64

n° unidades

10

22

4

En el mercado tenemos camiones de diferentes tamaños y marcas como: KOMATSU, CATERPILLAR, TITAN, BELL, LIEBHERR, EUCLID, VOLVO, TEREX, etc.

Los sistemas de transmisión de los camiones en los tajos abiertos son: MECÁNICO, ELÉCTRICO y TROLLEY.

4. TIPOS DE CAMIONES

Existen 3 tipos de camiones y son:

1º.- camiones convencionales (conventional rear dump truck)

Son de descarga posterior, la tolva va montado sobre el CHASIS, la cual se levanta por medio de un sistema hidráulico para el vaciado del material por atrás, se clasifica en:

Según el sistema de Transmisión.

Camiones MECÁNICOS (Capacidad 240 - 300Ton) Camiones ELÉCTRICOS ( Capacidad 200 - 350Ton)

Según sus ejes pueden ser:

Camiones de 2 ejes, donde uno ó ambos son los ejes de tracción. Camiones de 3 ejes, donde sólo los dos ejes traseros son las motrices.

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 13

2º.- camiones tipo tractor - trailer

Es aquel camión donde la tolva no esta montado sobre el chasis, es jalado por la parte primaria del camión que genera el movimiento y se conoce con el nombre de TRACTOR. Este camión es usado mayormente en los tajos de carbón.

Se clasifica según su descarga:

Camiones con descarga posterior (ROCKERS) Camiones con descarga ó vaciado por costado Camiones con descarga ó vaciado por debajo ó inferior

3º .- camiones tipo integral botton dump

Son camiones integrales con descarga inferior, tienen su propio motor. Ver figura que se adjunta.

5. EL CICLO DE OPERACIÓN DE LOS CAMIONES

Tciclo = Tc + Tt + Td + Tr

Tciclo = Tf + Tv

Donde: Tc : Tiempo de carga Tt : Tiempo de transporte Td : Tiempo de descarga Tr : Tiempo de retorno ó regreso Tf : Tiempo fijo: Tiempo de carga, descarga, otras demoras Tv : Tiempo variable: tiempo de transporte y retorno.

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 14

6. FACTORES QUE AFECTAN EN EL PERFORMANCE DE LOS CAMIONES

Los diferentes factores que afectan en la performance de los camiones son:

1.- Propiedades de material a transportar 2.- Fuerza de jale ó tipo 3.- La tracción 4.- Resistencia de rodamiento (RR) 5.- Resistencia a la pendiente (RP) 6.- Resistencia al viento (aire) 7.- Condiciones de altura y temperatura 8.- Aceleración 9.- Ciclo de operación 10.- La eficiencia de trabajo (combinado la eficiencia de operación)

Estos factores se agrupan en 2:

a.-

factores para producción

Buena fragmentación Propiedades del material Condiciones mecánicas, eléctricas del equipo Habilidad del operador y su eficiencia.

b.-

factores de acarreo

Capacidad de la unidad Distancia de acarreo Condiciones de la carretera (pendiente compensada) Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 15

Factores climatológicos, etc.

El tamaño OPTIMO del camión para una distancia dada se puede obtener graficando los costos unitarios Vs el tamaño de los camiones y obteniendo el mínimo de la curva. A medida que profundiza el tajo, la distancia la distancia irá aumentando, siguiendo el método anterior, graficar diferentes curvas y se hallan los tamaños óptimos de los camiones para cada banco, estos puntos siguen aproximadamente una LINEA RECTA.

7. RENDIMIENTO Y FLOTA DE CAMIONES

a.-

calculo de producción horario de camiones:

# ciclos capacidad Ton/hr= ----------- * ------------------* factor de llenado *eficiencia combinada Hr

b.-

ciclo

camiones requeridos:

PRODUCCIÓN REQUERIDA POR HORA Nro CAMIONES = ------------------------------------------------------PRODUCCIÓN CAMIÓN POR HORA

c.-

flota total:

# CAMIONES REQUERIDOS TAMAÑO FLOTA = --------------------------------------% DISPONIBILIDAD

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 16

d.-

numero de camiones por pala 60 * CICLO TRABAJO CAMIÓN

Nro CAMIONES POR PALA = --------------------------------------------

+1

CICLO PALA * N° PASES

PROBLEMA 01: Se tiene el sistema PALA-CAMION trabajando en una mina a tajo abierto y se tiene además los siguientes datos:

- Peso del numeral in situ:

3640Lb/Bcy

- % esponjamiento material:

30%

- Factor de llenado pala y camión:

70%

- Eficiencia de trabajo camión:

68%

- Eficiencia de trabajo de la pala:

75%

- Ciclo de la pala para carguío:

0.8 min

- Ciclo de camión por viaje:

15 min

- Capacidad del camión:

390 000 Lbs.

- Capacidad de cuchara de pala:

50 y d3 (cy)

- Disponibilidad mecánica camión: - Producción requerida material:

80% 2 970 Tc/hR

Hallar

1.- La producción de la pala hidráulica por hora 2.- El numero de pases por camión 3.- La producción horaria del camión 4.- La flota de camiones 5.- El numero de camiones requerido por pala

Solución Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 17

Hallando el peso del material suelto

3 640

2 800 Lbs/Lcy

Lb/Lcy = ----------------- = ------------------------ = 1.4 Tc/Lcy 1.3

2 000 Lbs/Tc

Hallando toneladas por pase ó palada:

Ton/PASE = PESO SUELTO * CAP. CUCHARA PALA * Fll PALA

= 1.4 TC/yc * 50 Yc * 0.70

= 49 TC/PASE

1º.- Hallando el número de pases por camión

390 000Lbs Capacidad CAMION = ---------------------------- = 195TC 2 000Lbs/TC

CAP. CAMION

195 TC

N° PASES = ----------------------- = ---------------------- = Ton/PASE

4 PASES/CAMION

49 TC/PASE

2º.- Hallando Producción horaria de pala hidráulica:

# Ciclo

Ton

Producción = ------------ * ------------ * Eff PALA Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 18

Hr

PASE

60 = -------- * 49 * 0.75 = 2756.25tc/HR 0.8

3º.- Hallando Producción horaria Camión:

# Ciclo Producción

Ton

= ------------ * ---------- * N° PASES * Eff * Fll Hr

PASE

60 = ------------ * 49 TC/PASE * 4PASES * 0.68 * 0.70 15min

= 371.28TC/hr

4º.- Hallando Número de camiones por pala

60 * 15min/ciclo N° Camiones/pala = ---------------------------------------- + 1 = 6 CAMIONES (0.8 min * 60)/seg * 4 PASES

5º.- Hallando Flota de Camiones:

22 970 TC/hr Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 19

N° Camiones = ----------------------------- = 8 Camiones 371.28TC/hr

8 Camiones

8

TOTAL FLOTA = ------------------------------- = ----------- = 10 %Disponibilidad

0.80

TOTAL FLOTA = 10 Camiones + 2 Stand By

TOTAL FLOTA REQUERIDA = 12 CAMIONES

Problema 02: Hallar la flota de camiones necesarios de 40 TCS de capacidad para transportar desmonte con los siguientes datos:

Producción requerida:

1 500 TMS/día

Horas de trabajo por día:

10 horas

Factor de llenado Camión:

90%

Factor de eficiencia trabajo:

75%

Disponibilidad mecánica:

80%

Ciclo de viaje promedio:

40min/ciclo

Costo de propiedad y operación del camión : 150$/hr Hallar:

La flota de Camiones con 2 camiones en Stand By El costo de transporte del camión $/TC

Solución:

1.- Hallando la producción horaria requerida del desmonte:

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 20

TCS/hr = 1500TMS/dia * 1.1023TC/1TM * 1dia/10 hr = 165.34 TCS/hr

2.- Hallando el promedio de viajes/hora del camión

60min/hr * Eff

60 * 0.75

VIAJE/hr = ---------------------------- = -------------------- = 1.125 min/ciclo

40

3.- Hallando Producción horaria del camión:

Viajes

TCS

TCS/hr = 1.125 ---------- * 40--------- * 0.90 FACTOR DE LLENADO Hora

Viaje

= 40.5

4.- Hallando LA FLOTA DE CAMIONES:

PRODUCCIÓN REQUERIDA FLOTA CAMIONES =

-----------------------------------------------------------------

-----------PRODUCCIÓN

CAMION

*

DISPONIBILIDAD

MECANICA

165.34 TCS/hr = -------------------------------------- = 5.10 40.5TCS/hr * 0.80

= 5 CAMIONES

FLOTA TOTAL = 5 CAMIONES + 2 STAND BY Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 21

TOTAL FLOTA CAMIONES = 7 CAMIONES

5.- Hallando EL costo de transporte:

COSTO PROPIEDAD Y OPERACIÓN COSTO = ---------------------------------------------------- = PRODUCCIÓN HORARIA CAMION

150$/hr ----------------40.5TCS/hr

COSTO = 3.70$/TC

8. ESTUDIO ANALÍTICO DE PALAS Y CAMIONES DEL TAJO MC PIT DE CERRO DE PAZCO

8.1. Objetivos.El estudio del movimiento y del tiempo de operación de las palas y camiones se hace para analizar el comportamiento del equipo y para determinar los tiempos unitarios de cada operación y los factores que afectan el rendimiento del equipo. Estimamos el valor considerable del estudio como medio para mejorar la producción en un acercamiento de los tiempos reales unitarios disminuyendo al mínimo los tiempos negativos por demoras, hábitos malos, etc., culminando así en una óptima flota de camiones para las condiciones en que operan nuestras palas.

8.2. Generalidades. Para la realización del presente estudio, el Departamento de Ingeniería construyo un plano general abarcando el tajo y carreteras hasta los botaderos, determinando la distancia desde las palas a ellos. En el terreno marco las carreteras en tramos de 100 metros, haciendo luego una sección longitudinal, para apreciar las gradientes. El plano y sección longitudinal sirvieron para correlacionar las velocidades de los volquetes con las gradientes y curvas, con el objeto de observar las aceleraciones y desaceleraciones producido por ellos. De estas Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 22

observaciones se podría llegar a interesantes conclusiones en el comportamiento de nuestro equipo y posibles cambios de diseño de nuestras carreteras.

8.3. Definición de los tiempos unitarios. Para evitar dualidades en el concepto de tiempos unitarios, es preciso definir y delimitar estos. En nuestro estudio de volquetes consideraremos: Comienzo de maniobra Estacionar el volquete, (2) Cuadrar para carguío, que puede ser interior o exterior (en el primer caso cuando pasa por debajo del puente de baja tensión). En la posición (2) el volquete es llenado por la pala y constituye el tiempo de carguío, se computa desde que la pala deposita el primer cucharón hasta depositar el último. Sale de la posición de carga, el volquete efectúa su travesía viaje o acarreo tanto de ida como de vuelta. En el botadero, puente Oroya, o tolva de Chancadora vuelve a estacionar para vaciar, todo el tiempo se incluye el descargue. Los “respiros” de los chóferes en el botadero se denomina Demoras en el botadero. Cuando hay desperfectos, el tiempo malogrado se denomina Malogrado. El tiempo de aprovisionamiento de petróleo, se denomina tiempo de servicio que podría ser negativo o útil. El tiempo de toma de alimentos de media guardia se denomina descanso. Bajo otros: Demoras por disparos Reestacionamientos Tiempo que no han sido determinados o concluidos. 8.4. La pala Ciclo de pala constituye los movimientos de empuje, izaje, giro, descargue y descenso del cucharón que se deposita en el volquete.

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 23

Carguío tiempo que tarda en llenar el volquete desde que suelta la primera cuchara hasta la ultima. Entre la última cucharada de un volquete y la primera del siguiente, la pala ocasionalmente efectúa otras operaciones, tales como desquinche del material, recolección de piedras, etc., a este tiempo se denomina operación. Este tiempo también podría presentarse en el tiempo de carguío haciendo que el tiempo de carguío sea mas grande, sin embargo este tiempo no se diferencia del tiempo de carguío, solo se computa en el porcentaje final de operación para los análisis pertinentes. Cambio de posición cuando la pala avanza. Cuando no hay volquetes y la pala no tiene trabajo se denomina Esperas en la Pala. Cuando la pala no se encuentra lista para cargar un volquete, no teniendo trabajo específico se denomina Demoran a Volquete. Los desperfectos se denominan Malogrados. Tiempo de engrase se denomina como tal. Otros. Algunos tiempos no descritos.

9. DATOS DE CAMPO. Los tiempos e tomaron individualmente para cada volquete, con el controlador de tiempos dentro del volquete, y dentro de la pala cuando se hizo el estudio de la pala. Se desechó la idea de poner el controlador estacionario, para de esta manera abarcar mayor número de volquetes y tener una idea más exacta del número de camiones de la flota para una pala, porque la visibilidad por neblina, lluvia o nieve fue insuficiente, y además lo que ocurría en los botaderos no podía ser computada por el controlador. Los datos de campo fueron tomados con tiempos continuos, o sea el controlador cronometraba y anotaba en la hoja de “Datos de Campo” hoja Nº 1 y 2, el inicio y término de cada tiempo unitario, hasta el término del estudio que en un promedio

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 24

duro 200 minutos. En la columna de observaciones se anotaron las demoras que pudieron ocurrir en cualquiera de los tiempos unitarios. En la columna de viajes, los números 100, 200, etc., corresponden a los tramos que se marcaron en la trayectoria de las palas a los botaderos con la finalidad de observar la variación de las velocidades y desaceleraciones en rampas, curvas, etc., el controlador anotaba lo que marcaba su cronometro a su paso por el inicio y termino de cada tramo. Por la dificultad de presentar en este informe la gran cantidad de datos recogidos, solamente presentamos el estudio Nº 1 completo.

10. PROCESDAO DE DATOS. Las hojas de campo se llevaron a la oficina y en la hoja Nº 3 “Operación Volquetes” se calculo los tiempos unitarios por simple diferencia de términos a inicio de los datos de campo. Las demoras u operación se computaron evidentemente, como la diferencia de inicio de la siguiente actividad menos el término de la que la antecede, comprobando con las anotaciones de “Observaciones”. Ejemplo: No hay demora u operación cuando el tiempo de inicio de carguío. Al final de cada estudio en la hoja correspondiente a “Operación Volquete” se hizo un promedio pesado de todos los tiempos unitarios. Como termino de cada estudio en la misma hoja Nº 3 se calcularon los porcentajes de cada tiempo unitario con respecto al tiempo total del estudio. En la hoja Nº 4 se diferencio los tiempos correspondientes a cada tramo por viaje con volquete cargado y descargado. En esta misma hoja se calcularon las velocidades del tramo. 11. SUMARIO. El cálculo de los tiempos unitarios se hizo por un promedio pesado de cada estudio tomando como base la duración de cada viaje y la duración de cada estudio, hallando finalmente la duración de cada ítem como cuadrada, carguío, espera, etc. La suma de estos ítems es la duración del ciclo total que viene a ser el 100%. Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 25

Los porcentajes promedios generales se puede observar en la fig. Nº 1.

12. NATURALEZA DE LOS TIEMPOS. Para tener una idea mejor de las operaciones se clasifico los tiempos en útiles, negativos o inertes. Comprendiendo: Tiempo útil.- cuadrada, carguío, travesía y descargue. Tiempo Negativo.- Espera en el tajo, espera en la pala, demoras y malogrado. Tiempo Inerte.- Descansos y servicios. Los porcentajes de estos tiempos se pueden ver en la fig. Nº 2.

13.RELACION-VELOCIDAD-GRADIENTE-CURVAS DESACELERACIONES. Con el objetivo de observar las aceleraciones y desaceleraciones de los volquetes cargados y descargados por gradientes, curvas, etc., durante el trayecto de las palas a los botaderos, se construyeron los gráficos Nº 1, 2, y 3. Para los cálculos de estos parámetros se uso las trayectorias marcadas por ingeniería cada 100 metros construyendo un plano general (no se puede incluir en el presente informe por ser muy grande) determinando las cotas de cada tramo para construir secciones longitudinales que aparece en escala vertical en los gráficos mencionados. En setos gráficos se puede observar rápidamente las causas de las variaciones positivas o negativas de las velocidades de cada tramo y para corroborar mejor se puede apreciar las curvas en el plano general que se guarda en la oficina.

14. RELACIÓN DISTANCIA VS TONELAJE. Estos cálculos puramente teóricos se estimaron para observar las variaciones te tonelajes con las distancias, teniendo como base la velocidad promedio para el recorrido considerado y la distancia para este mismo. Estimar que no se tienen en cuenta los tiempos de botaderos y demoras, carguío, etc. El grafico Nº 4 presenta estas variaciones. Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 26

15. ESTUDIO DE PALAS. Por tener gran disponibilidad de palas se tuvo que variar la modalidad de los estudios, de tal forma que obtuviéramos datos de tiempo de ciclos, carguío, etc., mas exactos y reales. Encontramos que los tiempos unitarios de nuestras palas tiene gran rango de variación dependiendo fundamentalmente de la manejabilidad del material, por lo que agrupamos y clasificamos los estudios con material de características similares, y construimos la curva de regresión que se muestra en el grafico Nº 5. Los promedios finales se encuentran en la hoja Nº 6.

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 27

figuire 11.3 – typical power distribution system utilizing a high voltage line around the pit

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 28

figure 11.4 – typical power distribution system utilizing a low voltage line around the pit

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 29

19. MOTONIVELADORA. La producción de una motoniveladora es importante en minería superficial para el mantenimiento de rampas y niveles. Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 30

Terminado de carreteras y rampas, manteniendo de botaderos y otros. Su producción está sujeto a variables así como eficiencia del operador, material en el que está trabajando. Para encontrar el tiempo requerido en completar un trabajo debe conocerse el número de pasadas necesarias, estimado de eficiencia y velocidad promedio.

19.1. PRODUCCIÓN DE UNA MOTONIVELADORA

Tiempo en horas 

No Pasadas x distancia en Kmts . vel. promedio KPH x factor eficiencia

donde la velocidad promedio se encuentra de la siguiente forma. 6 pasadas x 5 Kmph 4 pasadas x 6.5 kmph

30 Kmph 26 " Total 56 "

 56/10 = 5.6 Kmph (promedio) para mantener una carretera adecuadamente una motoniveladora debe hacer una pasada en el 2° cambio y luego 2 pasadas más en tercera. La distancia de la carretera es de 8.5 Kmph, el tiempo que le permitirá en completar el trabajo es determinado así: 2° cambio

6.0 Km/h

3° cambio

9.1 Km/h

una pasada (6 Km/h)+ 2 pasadas (9.1 Km/h)= 24.2/3 velocidad promedio = 8.06Km/h

Tiempo en horas 

3 pasadas x 8.5 Km  5.3horas 8.06 Km / h x 0.60

20. TRACTORES.

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 31

Se puede estimar la producción de los tractores sobre orugas y llantas utilizado las curvas de producción en los catálogos(lámina 40), y aplicando algunos factores de corrección (tabla 13). Se usa la siguiente formula: Producción =Producción máxima x factores de corrección Las curvas de producción de tractores dan una máxima producción incorrecta para cuchillas tipo rectas y universal. Están basados en las siguientes condiciones: Metros cúbicos sueltos (mes) 100% de eficiencia tiempo fijo: 0.05 minutos para paradas. Corte de 15 metros entonces la cuchilla carga y descarga en esa distancia. Densidad del material 1370/m3 suelto Densidad del material 1790/m3 in-situ. Esponjamiento 30% Coeficiente de tracción: 0.5 sobre orugas. 0.4 sobre ruedas Hojas con accionamiento hidráulico. Tabla 13 FACTORES PARA DIFERENTES CONDICIONES DE TRABAJOS

20.1. Producción de un tractor. Para estimar la producción promedio horaria de un tractor CAT D8 con cuchilla recta y basculación con cilindro. Moverá material duro en un nivel la distancia de 45m , con gradiente negativa de 15% y técnica de acanalamiento. La densidad del material 2.8248 ton/m3 suelto(mina pala). La eficiencia del operador es promedio. La hora efectiva de trabajo es 50 minutos. Por las curvas de producción no corregidas de la lámina 40 se tiene un rendimiento horario de 420 m3/hora(curva d85). Se aplica los sgts factores de corrección: Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 32

- Material arrancado, volado

0.60

Corrección por pendiente Gráfico de la lámina 40 1.19 Técnica de acanalamiento Eficiencia de operador

1.20 0.65

Hora efectiva de trabajo 0.65 Corrección por peso

0.48

Promoción (mes)= producción máxima x factores de corrección. = 93m3 material suelto/hora

DIMENSIONAMIENTO DE UNA FLOTA DE EQUIPOS PARA LA EXPLOTACIÓN DE UNA MINA A CIELO ABIERTO

Una de las etapas más relevantes en un proyecto es la adecuada selección de los equipos industriales involucrados en el proceso productivo, ya que los costos estimados para el proyecto pueden diferir en gran medida con respecto a los reales en función de la selección de la maquinaria a utilizar. Es así que en la explotación de un yacimiento el dimensionamiento de los equipos resultará del análisis de gran cantidad de información, tanto tecnológica como práctica, las Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 33

cuales permitirán determinar las mejores alternativas para la extracción y el manejo de los recursos involucrados. La información tecnológica proviene de las distintas fábricas y distribuidores de equipos y maquinarias mineras disponibles en el mercado, y la información práctica la obtendremos de la experiencia en faenas mineras similares o no a nuestro proyecto, estadísticas y también de los estudios que se realicen respecto al comportamiento de las variables involucradas en el proceso de selección de la flota. Para el proceso de dimensionamiento de equipos debemos definir los siguientes puntos:  Envergadura de nuestro proyecto (vida de la mina, reservas, etc.).  Programa de producción (movimiento de materiales).  Parámetros de diseño (malla de perforación, perfiles de transporte, restricciones en dimensiones generales de operación, altura de bancos, pendientes, etc.).  Tecnología disponible (equipos y maquinarias).  Factores operacionales (días de trabajo, sistemas de turnos, índices operacionales, etc.).  Factores de relación Mina-Equipos (resistencia a la rodadura, abrasividad del material, etc.).  Rendimientos y costos estimados. En función de estos puntos se definirán las mejores alternativas, las cuales serán evaluadas según criterios de selección que permitirá definir nuestra mejor flota para nuestro proyecto.

ÍNDICES DE OPERACIÓN. (ASARCO)

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 34

De modo genérico y en función de su representatividad y contenido, estos índices operacionales mineros se pueden clasificar en cuatro grandes grupos:

1)

Índices Mecánicos: Los que informan sobre la disponibilidad física de equipos e instalaciones y sus rendimientos o producciones por unidad de tiempo.

2)

Índices de Insumos: Los que señalan magnitudes de los elementos consumidos para lograr una unidad de producto comercial o el rendimiento del insumo expresado en unidades de producto por unidad de elemento consumido (ejemplo Kg.explosivo/ tonelada, ton-Km/lt combustible).

3)

Índices Mineros: Los que muestran las relaciones y/o proporciones que toma la materia prima mineral y sus leyes al fluir por las distintas etapas del proceso de extracción y beneficio (ejemplo razón estéril/mineral).

4)

Índices de Resultados: Los que indican logros planeados y reales para el período reportado (por ejemplo, ton Cu fino/mes). Limitándonos a nuestro tema, solo abordaremos los índices mecánicos, los cuales provienen de la información obtenida por un sistema desarrollado y aplicado, a objeto de lograr la optimización de los siguientes aspectos relacionados con equipos e instalaciones: 

Uso, funcionamiento y operación.



Mantención electromecánica.



Reemplazo oportuno y adecuado.

La optimización debe entenderse como máxima disponibilidad operativa y rendimiento al mínimo costo de inversión, operación y mantención. Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 35

A continuación definiremos los parámetros a utilizar en la obtención de los índices, estos parámetros dicen relación con la distribución temporal de la máquina en cada tarea en un período dado.

Tiempo Cronológico o Calendario (TCR): Son las horas correspondientes al tiempo calendario natural como días, meses, años, etc., y se divide en dos tiempos que corresponden a: I Tiempo Hábil. II Tiempo Inhábil.

Tiempo Hábil u Horas Hábiles (HH): Son las horas en que la faena está en actividad productiva y/ o en tareas de mantención de sus elementos de producción y/ o infraestructura, en estas horas cada instalación o unidad está en: 

Operación.



Reserva.



Mantención.

Tiempo Inhábil u Horas Inhábiles (HIN): Son las horas en que la faena suspende sus actividades productivas y/o mantención de sus elementos y o infraestructura por razones como: 

Paralizaciones

programadas:

Domingos,

festivos,

vacaciones

colectivas, colaciones etc.. 

Imprevistos: Originadas y obligadas por causas naturales como lluvias, temblores, nieve, etc., u otras ajenas al control de la faena como la falta de energía eléctrica, atrasos en la llegada del transporte de personal, ausentismo colectivo por epidemias.

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 36

Cuando en horas o tiempo programado como inhábil un equipo o instalación es operado y/o sometido a mantención y/o reparación, el tiempo real es computado como tiempo hábil y clasificado en una de sus tres condiciones.

Tiempo de Operación u Horas de Operación (HOP): Son las horas en que la unidad o instalación se encuentra entregada a su(s) operador(es), en condiciones electromecánicas de cumplir su objetivo o función de diseño y con una tarea o cometido asignado. Este tiempo se divide en: 

Tiempo Efectivo.



Tiempo de Pérdida Operacional.

Tiempo Efectivo u Horas Efectivas (HEF): Son las horas en que la unidad de equipo o instalación está funcionando y cumpliendo su objetivo de diseño.

Tiempo de Pérdida Operacional u Horas de Pérdidas (HPE): Son las horas en que la unidad de equipo o instalación, estando en condiciones electromecánicas de cumplir su objetivo de diseño, a cargo de su(s) operador(es) y con una tarea asignada, no puede realizarla por motivos ajenos a su funcionamiento intrínseco, como son los traslados, esperas de equipo complementario y en general por razones originadas en la coordinación de las operaciones. Tiempo de Reserva u Horas de Reserva (HRE): Son las horas hábiles en que la unidad de equipo o instalación, estando en condiciones electro-mecánicas de cumplir su función u objetivo de diseño, no lo realiza por motivos originados en una o más de las siguientes razones:  Falta de operador (si es en la hora de colación se toma como tiempo inhábil, si el equipo sigue funcionando y hay cambio de operador se considera tiempo de operación).  Falta de capacidad prevista de equipo complementario o accesorio.  No requerirlo el programa o plan de trabajo. Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 37

 No permitirlo el área donde debería cumplir su función.

Tiempo de Mantenimiento u Horas de Mantención (HMT): Son las horas hábiles comprendidas desde el momento que la unidad de equipo o instalación no es operable en su función objetiva o de diseño por defecto o falla en sus sistemas electro-mecánicos o por haber sido entregada a reparación y /o mantención, hasta que ha terminado dicha mantención y/ o reparación y el equipo está en su área de trabajo o estacionamiento en condiciones físicas de operación normal. El tiempo de mantención se divide en: 

Esperas de personal y/ o equipos de apoyo y/ o repuestos.



Traslados hacia y desde talleres o estación de mantención o reparación.



Tiempo real de mantención y/ o reparación.



Movimientos y/ o esperas de estos en lugares de reparación y/ o mantención.

TIEMPO CRONOLÓGICO (TCR) TIEMPO HÁBIL (HH)

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

TIEMPO INHÁBIL (HI)

Página 38

horas operacionales

HORAS DE HORAS DE RESERVA MANTENCIÓN (HRE) (HMT)

(HOP) HORAS HORAS DE OPERACIONALES PÉRDIDAS EFECTIVAS OPERACIONALES (HEF) (HPE)

Igualdades: TCR = HH + HIN HH = HOP + HRE + HMT HOP = HEF + HPE

Ahora veremos la utilización de estos parámetros temporales en la definición de los índices mecánicos.

ÍNDICES OPERACIONALES Disponibilidad Física: Es la fracción del total de horas hábiles, expresada en porcentaje, en la cual el equipo se encuentra en condiciones físicas de cumplir su objetivo de diseño.

DF = (HOP + HRE) x 100

%

HH

Este indicador es directamente proporcional a la calidad del equipo y a la eficiencia de su mantención y/ o reparación, e inversamente proporcional a su antigüedad y a las condiciones adversas existentes en su operación y/ o manejo. Índice de Mantenimiento:

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 39

Es el tiempo en horas que el equipo es operado por cada hora invertida en su mantención y /o reparación.

IM = HOP / HMT = (HEF + HPE) / HMT

El valor de este índice es proporcional a la calidad del equipo controlado y a la eficiencia de su mantención y/ o reparación, e inversamente proporcional a su antigüedad y a las condiciones adversas en su operación o manejo.

Índice de Utilización: Es la fracción del tiempo, expresada en porcentaje, en la cual el equipo es operado por cada hora en que este está en condiciones de cumplir su objetivo de diseño o físicamente disponible.

UT = (HOP x 100) / (HOP + HRE) %

Es directamente proporcional a la demanda o necesidad de la operación de utilizar el equipo, e inversamente proporcional a su disponibilidad física y a su rendimiento.

Aprovechamiento: Es la fracción del total de horas hábiles, expresada en porcentaje, en que el equipo físicamente disponible es operado en su función de diseño incluyendo sus pérdidas operacionales.

A = HOP x 100 / HH % = DF x UT / 100 %

Es directamente proporcional a la demanda o necesidad de la operación de utilizar el equipo, dentro del límite impuesto por la disponibilidad física del mismo, e inversamente proporcional al rendimiento del equipo.

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 40

Factor Operacional: Es la fracción de tiempo, expresada en porcentaje, en que el equipo realiza efectivamente su función de diseño por cada hora en que es operado.

FO = HEF x 100 / HOP %

Es inversamente proporcional al tiempo de pérdida operacional.

Rendimiento: Es el promedio de unidades de producción realizadas por el equipo por cada unidad de tiempo de operación.

R = UNIDADES DE PRODUCCIÓN PROMEDIO UNIDAD DE TIEMPO DE OPERACIÓN

Es directamente proporcional a la velocidad de producción del equipo e inversamente proporcional al tiempo de pérdida operacional.

Rendimiento Efectivo: Es el promedio de unidades de producción realizadas por el equipo en cada unidad de tiempo Efectivo de operación.

R

=

UNIDADES DE PRODUCCIÓN PROMEDIO UNIDAD DE TIEMPO EFECTIVO DE OPERACIÓN

Teóricamente este valor debería ser el de diseño para el equipo, pero es alterado por las características físicas de donde se aplica su función, el medio ambiente, condiciones físicas del equipo y por las técnicas de su utilización.

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 41

Con estos índices podemos llevar un control en el transcurso de la vida de cualquier equipo, debemos tener en claro que por sí solos cada índice no representa una herramienta útil para dar solución a problemas o detectar causas de problemas, sino que en conjunto deberán analizarse para poder enfocar cualquier tipo de investigación al respecto, y el éxito de ello dependerá directamente de la calidad de la información obtenida para el cálculo de cada uno de ellos, es decir solo nos serán de utilidad si es que han sido medidos con claridad, comprobablidad, constancia y responsabilidad, es la única manera para que la implementación de este sistema de control en una faena tenga buenos resultados.

DIMENSIONAMIENTO DE EQUIPOS PARA OPERACIONES DE ACARREO - CARGUIO Definida la vida útil de la explotación y los movimientos de materiales a realizar durante ese tiempo, tenemos determinado el ritmo de explotación de la mina y con ello el rendimiento exigido por nuestra faena, por lo tanto tenemos nuestro punto de partida para la definición de las actividades a realizar para cumplir con dicho rendimiento

Dentro de las operaciones unitarias el carguío y transporte es la que abarca mayor cantidad de análisis, ya que se encuentran directamente ligadas entre sí, por lo Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 42

tanto el dimensionamiento de la flota considera las dos operaciones unitarias como un conjunto, debiendo recurrir al análisis de distintas combinaciones de equipos compatibles entre sí y con la operación.

Dependiendo de las características de la explotación, muchas alternativas de equipos quedarán fuera del análisis, lo cual representa el primer paso de nuestro dimensionamiento (definir límites técnicos y/ o económicos a los equipos a evaluar). Muchas veces sólo es posible descartar una alternativa después de haber evaluado económicamente la flota de carguío y transporte, lo cual introduce una dificultad adicional al requerir una evaluación más acabada de una flota que finalmente sería descartada.

El rendimiento requerido por la explotación es el primer dato que permitirá diseñar la operación unitaria y definir el rendimiento de los equipos para cumplir con el plan del período. Junto con ello necesitamos las características básicas de la explotación (dimensiones de diseño, perfiles de transporte, pendientes, áreas disponibles, resistencia a la rodadura, limitantes de estabilidad por pesos máximos, otras limitantes, etc.).

Antes de ser evaluada la flota de equipos para el carguío y transporte deberá cumplirse inicialmente con lo siguiente:  Compatibilidad física entre los equipos de carguío y transporte con la explotación, es decir que la flota de equipos sea capaz de operar en la faena en condiciones normales de operación y seguridad (en función de la altura de bancos, dimensiones operacionales, selectividad, etc.).  Compatibilidad física entre el equipo de carguío y el de transporte, es decir que el equipo de carguío sea capaz de operar en conjunto con el equipo de transporte (altura de descarga del carguío v/ s altura de carga del transporte).

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 43

Verificadas estas condiciones (especificaciones técnicas básicas), podemos continuar definiendo para el carguío:

T

=

Tonelaje total a mover por período (toneladas).

Vb

=

Volumen del balde del equipo de carguío (metros cúbicos).

FLc =

Factor de llenado del equipo de carguío (%)



Esponjamiento del material (%).

=

FM =

Factor del material que castiga el tiempo del ciclo de carguío por causa de alguna propiedad del

material que haga más difícil

su manipulación (%). TCc =

Tiempo de ciclo del carguío (horas).

DFc =

Disponibilidad física del equipo de carguío (%).

UTc =

Factor de utilización del equipo de carguío (%).

FOc =

Factor operacional del equipo de carguío (%).

HTc =

Horas trabajadas por turno del carguío (horas).

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 44

TDc =

Turnos trabajados por día para el carguío (turnos/día).

DPc =

Días por período para el carguío (días).



=

Densidad del material (toneladas / metro cúbico).

Cc

=

Capacidad del equipo de carguío (toneladas por palada).

RHc =

Rendimiento horario del equipo de carguío (toneladas/hora).

RDc =

Rendimiento diario del equipo de carguío (toneladas / día).

La capacidad del equipo de carguío resulta de: Cc = Vb x FLc x  / (100 + ε) (ton / palada)

El rendimiento horario de un equipo de carguío resulta de: RHc = (Cc x DFc x UTc x FOc x FM x 10-8) / TCc (ton/hra)

El rendimiento diario de un equipo de carguío resulta de: RDc = RHc x HTc x TDc (ton/día)

El rendimiento por período de un equipo de carguío resulta de: RPc = RDc x DPc (ton/período)

El número de equipos requeridos para cumplir con la producción del período resulta de: NºEquipos Carguío = T / RPc

Resultado al cual se tendrá que someter a un análisis criterioso que permita definir un número entero de equipos para la operación de carguío.

CLASIFICACIÓN DE EQUIPOS DE ACARREO - CARGUÍO Los equipos se clasifican según la función que pueden satisfacer. Es así como se distingue entre equipos de carguío, y equipos mixtos.

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 45

Los primeros realizan principalmente la labor de carga del material desde la frente de trabajo hacia un equipo de transporte que llevará el material a un determinado destino (planta, botadero, stock). Alternativamente, estos equipos de carguío pueden depositar directamente el material removido en un punto definido. Este es el caso de las dragadoras en minería de carbón, donde el equipo remueve la sobrecarga y la utiliza para construir la superficie sobre la cual se emplazará en un futuro cercano. Los equipos de carguío pueden separarse a su vez en unidades discretas de carguío, como es el caso de palas y cargadores, o bien, como equipos de carguío de flujo continuo, como es el caso de excavadores de balde que realizan una operación continua de extracción de material. Otra forma de diferenciar los equipos de carguío considera si éstos se desplazan o no, por lo que se distingue entre equipos sin acarreo (en general su base no se desplaza en cada operación de carguío) y equipos con acarreo mínimo (pueden desplazarse cortas distancias).

Finalmente, se pueden definir los equipos mixtos, que pueden realizar en una sola operación el carguío y transporte del material. El equipo de mayor interés en esta categoría corresponde al LHD, que es una pala de bajo perfil para minería subterránea, que tiene autonomía para realizar eficientemente traslados de hasta 300 metros de material.

Sin acarreo

Unidad Discreta

• Pala eléctrica • Retroexcavadora • Pala hidráulica • Pala neumática

Flujo Continuo

• Excavador de baldes • Dragadora

Acarreo mínimo

• Cargador frontal • LHD

Tabla 1: Principales equipos de carguío y su clasificación.

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 46

Tal como se señaló antes, los equipos se clasifican según si consideran o no acarreo del material.

DESCRIPCIÓN DE EQUIPOS DE CARGUÍO SIN ACARREO Entre los equipos de este tipo están: palas mineras, retroexcavadoras, excavadoras hidráulicas y pequeñas palas neumáticas.

PALAS ELECTRICAS O DE CABLES Se utilizan principalmente en mediana y gran minería a cielo abierto. Tienen un bajo costo por unidad de producción y pueden manejar grandes volúmenes. Cada modelo puede combinarse con varios modelos de camiones, lo que les otorga cierta flexibilidad. Son equipos caros y críticos en la producción que requieren de mantenimiento preventivo para evitar interrupciones en la producción. Tienen poca movilidad para trabajar en varias frentes al mismo tiempo. Para una misma producción, la energía eléctrica que consumen estos equipos resulta más económica que el consumo de combustible de una pala hidráulica. Sin embargo, el costo de inversión requerido es considerablemente mayor en el caso de una pala eléctrica.

Palas de Cable P&H

Figura 1: Modelos y capacidades de palas eléctricas. Se incluye además, el número de pases necesarios para cargar ciertos modelos de camiones.

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 47

Adicionalmente, se entregan los rangos de capacidades (en volumen) de los baldes disponibles para cada modelo, en la Figura 2. El diseño de estas palas requiere alta estabilidad y seguridad para el operador, el cual se ubica en frente de la pala, con una amplia visión de la frente de trabajo, pero a una distancia que permite que no exista el riesgo de ser alcanzado por desprendimientos de la frente de trabajo.

Figura 2: Capacidades y rango de volúmenes de los baldes disponibles para distintos modelos de palas eléctricas.

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 48

Figura 3: Pala de cable cargando camión.

Palas de cable Bucyrus

Tabla 2: Modelos, capacidades y largos de brazo de palas de cable Bucyrus.

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 49

Figura: Pala de cable Bucyrus.

RETROEXCAVADORAS Se utilizan principalmente en canteras y en algunos casos en pequeña y mediana minería no metálica. Permiten el manejo de producciones pequeñas. Pueden estar montadas sobre neumáticos u orugas. Las capacidades de los baldes alcanzan 4 yd3, con motores de hasta 400 HP. A continuación (Tabla 3 y Tabla 4) se muestran detalles técnicos de palas Liebherr y Caterpillar.

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 50

Figura 4: Retroexcavadora cargando camión.

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 51

Tabla 3: Capacidades y potencia de palas retroexcavadoras Liehberr.

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 52

Tabla 4: Potencias y alcances de palas retroexcavadoras Caterpillar.

PALAS HIDRÁULICAS Estas palas presentan una mejor movilidad que las palas de cable, aunque no están diseñadas para cambiar de posición de manera frecuente. Con una menor inversión y un costo operacional levemente más alto que en el caso de las palas eléctricas, las palas hidráulicas poseen un rango de capacidades de balde menores (hasta 30 yd3). La cuchara de la pala puede estar instalada de manera frontal o inversa (como una retroexcavadora). El alcance del brazo de la pala durante su operación se muestra en

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 53

la Figura 6. Además se especifican algunos otros modelos de palas Demag en la Tabla 5.

Figura 5: dos palas hidráulicas en operación.

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 54

Figura 6: Alcance de brazo en operación de pala hidráulica.

Palas Demang

Tabla 5: Modelos y especificaciones de palas Demag.

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 55

Como se mencionaba anteriormente, estos equipos también pueden trabajar como una retroexcavadora (Figura 7). El balde, con un diseño diferente, se monta en el brazo. Se produce un leve cambio en las capacidades de carga.

Figura 7: Operación de pala hidráulica como retroexcavadora.

Palas Hidráulicas Komatsu Palas Hidráulicas Frontal Diesel Modelo

Potencia

Capacidad

Peso Operacional

PC3000

1260 HP @ 1800 rpm

15 m3

252 ton

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 56

PC4000

1875 HP @ 1800 rpm

22 m3

391 ton

PC5500

2520 HP @ 1800 rpm

29 m3

534 ton

PC8000

4020 HP @ 1800 rpm

42 m3

722 ton

Palas Hidráulicas Frontal Eléctrica Modelo

Potencia

Capacidad

Peso Operacional

PC3000

900 KW

15 m3

252 ton

PC4000

1350 KW

22 m3

391 ton

PC5500

1800 KW

28 m3

534 ton

PC8000

2900 KW

42 m3

722 ton

Palas Hidráulicas Back Hoe Diesel Modelo

Potencia

Capacidad

Peso Operacional

PC3000

1260 HP @ 1800 rpm

15 m3

256 ton

PC4000

1875 HP @ 1800 rpm

22 m3

398 ton

PC5500

2520 HP @ 1800 rpm

28 m3

540 ton

PC8000

4020 HP @ 1800 rpm

38 m3

728 ton

Palas Hidráulicas Back Hoe Eléctrica Modelo

Potencia

Capacidad

Peso Operacional

PC3000

900 KW

15 m3

256 ton

PC4000

1350 KW

22 m3

398 ton

PC5500

1800 KW

28 m3

540 ton

PC8000

2900 KW

38 m3

728 ton

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 57

PC3000

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 58

PC4000

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 59

PC5500

PC8000

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 60

Palas Bucyrus RH120E Peso de operación 287 toneladas métricas/290 toneladas métricas Potencia del motor1.008kW / 1.044kW Tamaño del balde 16,5 m3 (SAE 2:1) Retroexcavadora 17,0 m3 (SAE 1:1) RH170B Peso de operación 397 toneladas métricas Potencia del motor1.516kW / 1.492kW Tamaño del balde 22,0 m3 (SAE 2:1) Retroexcavadora 22,0 m3 (SAE 1:1) Los modelos RH170 / RH170B pueden cubrir una amplia variedad de camiones desde 120 hasta 240 toneladas. RH200 Peso de operación 525 toneladas métricas/534 toneladas métricas Potencia del motor1.880 kW Tamaño del balde 26 m3 (SAE 2:1) Retroexcavadora 28,0 m3 (SAE 1:1) El excepcional manejo de la carga combinado con la ingeniería comprobada de Bucyrus, han convertido a la RH200 en un factor importante de rentabilidad en muchos minas y minas a cielo abierto en todo el mundo. El modelo RH200 es una máquina con vasta experiencia, que excede 4 millones de horas de trabajo. RH340B Peso de operación 567 toneladas métricas Potencia del motor2.240 kW Tamaño del balde 34,0 m3 (SAE 2:1) Retroexcavadora 34,0 m3 (SAE 1:1) La excepcionalmente exitosa RH340B incluye un nuevo sistema hidráulico con mayor flujo de aceite hidráulico. Aún se puede ofrecer la versión "A"sólo con impulsión eléctrica. RH40E Peso de operación 105 toneladas métricas Potencia del motor522kW / 477kW Tamaño del balde 7.0m3 (SAE 2:1) Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 61

Retroexcavadora 7.0 m3 (SAE 1:1) La retroexcavadpra RH40E se benefica de la extensa experiencia de Bucyrus en la fabricación de palas hidráulicas de gran tamaño. Una tecnología confiable, grandes baldes y ciclos de trabajo rápidos convierten a esta excavadora en un modelo de productividad. RH400 Peso de operación 980 toneladas métricas Potencia del motor 3.360 kW Carga útil del balde90 toneladas métricas Rango de la pala 37,0-50,0 m3 (SAE 2:1) La RH400 es la mejor de todas las excavadoras hidráulicas yla máquina más grande en el mercado. Esta excavadora puedecargar en cuatro pases camiones de minería ultra grandes de 400 toneladas de capacidad. RH90C Peso de operación 172 toneladas métricas/175 toneladas métricas Potencia del motor858 kW Tamaño del balde 10,0 m3 (SAE 2:1) Retroexcavadora 10.0 m3 (SAE 1:1) Este caballo de trabajo pesado de 170 toneladas métricas ya tiene el concepto de motores gemelosde Bucyrus. Hasta con un solo motor funcionando, la retroexcavadora RH90C es totalmente operacional y aún así proporciona las máximas fuerzas de excavación.

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 62

Palas Caterpillar

Modelo

Potencia

Peso Operacional

336E L

291 HP

36 570 kg - 80,617 lb

345D L

380 HP

45 375 kg - 100,040 lb

349E

396 HP

47 800 kg - 105,400 lb

365C L

404 HP

65.960 kg - 145.430 lb

374D L

476 HP

71 132 kg - 156,819 lb

385C L

513 HP

84.980 kg - 187.360 lb

390D L

523 HP

86 190 kg - 190,016 lb

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 63

PALAS NEUMÁTICAS Las palas autocargadoras son pequeños equipos montados sobre llantas metálicas o neumáticos que permiten el carguío de material en vagones de tren que se ubican inmediatamente tras la pala. La pala recoge el material de la frente de trabajo y lo vuelca hacia atrás del mismo, tras pasarlo por sobre el equipo. Estos equipos suelen ser alimentados por energía neumática y han ido cayendo en la obsolescencia. El sistema de transporte que naturalmente está asociado a este equipo de carguío es el tren.

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 64

Cálculo de productividad de equipos de carguío sin acarreo La productividad de equipos de este tipo se calcula de la siguiente forma: (1) Capacidad colmada del balde (m 3) (2) Factor de carga (fracción) (3) Capacidad promedio del balde (m 3) (m3) = (1) (m3) x (2) (fracción) (4) Factor de eficiencia (fracción) (5) Tiempo de ciclo (min) (6) Productividad nominal (m3/hr) (m3/hr) = (3) (m3) x 60 (min/hr) / (5) (min) (7) Productividad real (m3/hr) (m3/hr) = (6) (m3/hr) x (4) (fracción) Algunos factores de carga (FC) para distintos tipos de material se presentan a continuación:

Tabla 6: Factores de carga según tipo de material.

Estimación del tiempo de ciclo. El tiempo de ciclo de una excavadora tiene cuatro segmentos: Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 65

1. Carga de balde 2. Giro cargado 3. Descarga de balde 4. Giro descargado

El tiempo de cada segmento de la operación dependerá de las condiciones de trabajo, localización del camión o equipo de transporte, profundidad de la excavación, existencia de obstáculos, tamaño de la excavadora, etc. Típicamente el tiempo total del ciclo fluctúa entre los 20 y 30 segundos, pudiendo llegar a 10 a 15 segundos en casos de extrema eficiencia y a cerca de 50 segundos en casos muy complicados.

Ejemplo. Seleccione el tamaño de balde para un flota de palas en una operación minera de hierro, dados los siguientes antecedentes acerca de la operación. Se trabaja en toneladas cortas (1 ton = 2000 lb)

(1) Número de equipos: 3 (2) Capacidad diaria requerida por equipo: 32700 ton/día (3) Tiempo diario estimado de operación: 17.02 hr (4) Excavabilidad del material: muy difícil (5) Tiempo estimado de ciclo: 37 seg (6) Densidad in situ del material: 6000 lb/yd3 (7) Factor de esponjamiento: 0.60 (8) Factor de llenado de balde: 0.80 (9) Ciclos requeridos por día = (3) (hr) x 3600 (seg/hr) / (5) (seg) = 17.02 x 3600 / 37 = 1656 ciclos/día Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 66

(10) Tonelaje por ciclo = (2) (ton/día) / (9) (ciclos/día) = 32700 / 1656 = 19.8 ton = 39600 lb (11) Tamaño del balde

= (10) (lb) / [(6) (lb/yd3) x (7) x (8)]

= 39600 / [6000 x 0.6 x 0.8] = 13.8 yd3 ≈ 14 yd3

DESCRIPCIÓN DE EQUIPOS DE CARGUÍO CON ACARREO MÍNIMO Este tipo de equipos incluye cargadores frontales y LHD.

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 67

Figura 8: Cargador frontal descargando en camión de gran tonelaje.

CARGADOR FRONTAL Los cargadores frontales ofrecen una alternativa al uso de palas eléctricas o hidráulicas. Presentan grandes ventajas, tales como su movilidad y la posibilidad de manejar grandes volúmenes de material (los más grandes superan las 40 yd3). Estos equipos deben maniobrar para descargar en el camión y para acceder a la frente de trabajo, a diferencia de las palas con base fija, que rotan en torno a la misma. Los cargadores permiten mayor flexibilidad en la producción pues pueden desplazarse con relativa facilidad y rapidez de una frente de trabajo a otra. Óptimamente, sin embargo, el acarreo debe ser mínimo. Se utilizan en mediana y gran minería, tanto para minerales industriales como metálicos.

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 68

Figura 9: Cargador frontal descargando en camión de gran tonelaje.

Cargadores Frontales Caterpillar

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 69

Tabla 7: Modelos y especificaciones de cargadores frontales Caterpillar.

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 70

Cargadores Frontales Liebherr

Tabla 8: Modelos y especificaciones de cargadores frontales Liebherr.

Cargadores Frontales Komatsu Modelo WA900-3 WA12000-3

Potencia

Capacidad

Peso Operacional

856 HP @ 2050 rpm

11.5 m3 a 13 m3

107.2 ton

1560 HP @ 1900 rpm

18 m3 a 35 m3

205.0 ton

Tabla: Modelos y especificaciones de cargadores frontales Komatsu.

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 71

WA900-3

WA12000-3

Cálculo de productividad de equipos de carguío con acarreo mínimo La principal diferencia en el cálculo de productividades con el caso de equipos sin acarreo, radica en que el tiempo de ciclo incluye el tiempo de transporte y regreso necesarios.

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 72

Para estimar los tiempos de transporte, se puede considerar que para recorrer 60 metros a 12 km/hr el tiempo es de 30 segundos, mientras que si la velocidad se reduce a 6 km/hr, el tiempo aumenta a 60 segundos. El ciclo puede típicamente dividirse en: Tiempo de ciclo (min)

Tiempo de ciclo (min) Carga

0.06

Transporte

0.15

Descarga

0.05

Regreso

0.14

Total

0.40

Tabla 10: Tiempos mínimos para cálculo de ciclo de carguío con acarreo mínimo.

Estos tiempos deben considerarse como los mínimos. El tiempo de transporte y regreso considerado en esta tabla incluye sólo el tiempo de maniobra, por lo que debe calcularse y adicionarse el tiempo de acarreo propiamente tal. Éste dependerá de la carga del equipo (generalmente será más alto cuando el equipo vaya cargado), de la pendiente, calidad del camino, trayectoria, etc.

DESCRIPCIÓN DE EQUIPOS DE CARGUÍO DE FLUJO CONTINÚO

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 73

EXCAVADOR DE BALDES Estos equipos se utilizan principalmente en minería de material blando o remoción de sobrecarga no consolidada. El principal tipo de equipos es el bucket Wheel excavator (excavador con rueda de baldes) que consiste básicamente en una serie de baldes dispuestos en la periferia de una rueda que gira removiendo de manera continua el material. En Prú no se utilizan, puesto que la minería metálica trabaja principalmente en roca. Su utilización puede verse en minería del carbón, de arenas bituminosas o en la construcción y remoción de pilas de lixiviación.

Figura 10: Excavador de baldes.

DRAGADORAS Las dragadoras permiten remover la sobrecarga en minas de carbón y luego ir extrayendo los mantos de carbón de manera selectiva (pueden trabajar en capas de espesor mínimo igual a 3 metros con baja dilución).

Dragadoras P&H

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 74

Capacidades y rango de volúmenes de los baldes disponibles para distintos modelos de dragadoras.

Dragadoras Bucyrus

8750 Bucket Capabilities 76-116 m3 (100-152 yd3) Boom Lengths 109.7-132.5 m (360-435 ft) Rated Suspended Load 226,800-344,736 kg (500,000-760,000 lb) Approx. Working Weight5,840,000-7,360,000 kg (12,875,000-16,226,000 lb) 8200 Bucket Capabilities 45-84m3 (60-110 yd3) Boom Lengths 99-117.3 m (325-385 ft) Rated Suspended Load 136,077-249,476 kg (300,000-550,000 lb) Approx. Working Weight3,447,000-4,780,000 kg (7,599,334-10,538,000 lb) W2000 Bucket Capabilities 24-34 m3 (31-44 yd3) Boom Lengths 75-101 m (246-331 ft) Rated Suspended Load 71,000-102,100 kg (156,500-225,000 lb) Approx. Working Weight1,770,000-1,988,000 kg (3,902,000-4,382,000 lb) Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 75

Cálculo de productividad de equipos de carguío de flujo continúo Los principales factores en el dimensionamiento de estos equipos son:

(1) Capacidad nominal del balde (m3) (2) Número de baldes en la rueda (3) Velocidad de corte de la rueda (m/seg) (4) Diámetro de la rueda (m) (5) Número de descargas de baldes por segundo (baldes / seg ) = (3) (m/seg) x (2) / [π x (4) (m)] (6) Capacidad teórica del excavador (m3/hr) (m3/hr) = (1) (m3) x (5) (baldes/seg) x 3600 (seg/hr) El número de baldes descargados depende de la velocidad periférica de la rueda, la que a su vez está limitada por la capacidad de descargar los baldes, la que actúa

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 76

contra la fuerza centrífuga (si la rueda gira demasiado rápido, la carga de los baldes no caerá por la fuerza centrífuga). Se puede determinar una velocidad máxima de rotación teórica que permita la descarga, aunque en la práctica, las velocidades fluctúan entre 0.4 y 0.6 veces dicha velocidad teórica, dada por la raíz cuadrada del producto entre la aceleración de gravedad (g = 9.8 m/s2) y el radio de la rueda. Además, para mantener el desgaste de los cuchillos o dientes de los baldes a un mínimo, no se exceden velocidades periféricas de 5 m/seg.

Figura 11: Dragadora en operación.

La capacidad por hora de estas excavadoras depende del factor de llenado de los baldes y la resistencia al corte del suelo (se determina la productividad nominal en base a tablas que asocian productividades a resistencia al corte de distintos tipos de suelos). La capacidad real horaria de estas excavadoras se puede calcular considerando todos estos factores. (7) Factor de llenado de baldes (fracción) (8) Productividad real (m3/hr) Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 77

(m3/hr) = (1) (m3) x (7) x (5) (baldes/seg) x 3600 (seg/hr) En suelos con alta resistencia al corte se requieren altas velocidades de la rueda, las que van acompañadas de una capacidad de llenado baja de los baldes, dando una productividad real muy por debajo de la capacidad teórica de la excavadora (la relación puede llegar a ser 0.2).

EQUIPOS DE MIXTOS O COMBINADOS Algunos de los equipos de carguío y transporte vistos anteriormente pueden clasificarse como equipos mixtos. Este es el caso de los LHD y las dragadoras, equipos principalmente de carguío, pero que pueden adicionalmente desarrollar una función limitada de transporte. Junto a ellos, se incluyen scrapers y dozers, tal como se indica en la siguiente tabla:

Moviles Unidades Discretas

• Scraper • Dozer • LHD

Fijas • Dragadora

Tabla: Clasificación de equipos mixtos.

Descripción de equipos mixtos móviles SCRAPER El scraper se utiliza generalmente para la remisión de sobrecarga previa a la explotación misma. Carga el material “rascando” la superficie donde está depositado. El material se acumula en una tolva cuya capacidad oscila para aplicaciones mineras entre los 15 y 35 m3.

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 78

scraper Caterpillar : especificaciones de modelos

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 79

DOZER (WHEELDOZER Y BULLDOZER) Estos dos tipos de equipo poseen una función principalmente de apoyo a los equipos principales. Los wheeldozers están montados sobre neumáticos, mientras que los bulldozers lo están sobre orugas. El wheeldozer se utiliza principalmente para la mantención de caminos, preparación de terrenos y mantención de botaderos. Los bulldozers pueden trabajar bajo condiciones muy difíciles, tales como altas pendientes, y se utilizan a menudo para abrir los accesos, hacer los trabajos iníciales para profundizar el rajo, es decir, iniciar un nuevo banco, así como mantener los caminos. El transporte de material se realiza por empuje en estos equipos. Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 80

Wheeldozers

bulldozers

Wheeldozers Caterpillar: especificaciones de modelos

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 81

bulldozers Caterpillar : especificaciones de modelos

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 82

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 83

Cálculo de productividad de equipos mixtos móviles El cálculo de la productividad de un equipo depende por cierto del tipo de equipo, pero en general, puede enfrentarse mediante el cálculo de los siguientes ítems.

1. Capacidad del equipo: corresponde a la carga por ciclo que el equipo puede manejar. Depende del tamaño del balde del equipo de carguío. Se determina utilizando la capacidad nominal especificada para el equipo.

2. Tiempo de ciclo: al igual que en los casos anteriores, el tiempo de ciclo consta de cuatro componentes: a. Tiempo de carga: generalmente de 0.6 a 1.0 min, dependiendo de las condiciones de trabajo. b. Tiempo de transporte: depende del peso transportado, potencia del equipo, esfuerzos de tracción, condiciones del camino (pendiente) y distancia de transporte. c. Tiempo de descarga: este tiempo incluye maniobra y descarga y puede alcanzar entre 0.6 y 0.8 min. d. Tiempo de retorno: difiere del tiempo de transporte en que el equipo vuelve descargado y con pendiente contraria a la etapa de transporte. e. La velocidad máxima de los equipos puede restringirse al trabajar en pendientes fuertes, de manera de permitir un frenado seguro en esas condiciones.

El

tiempo

de

transporte

debe

entonces

recalcularse

considerando esta velocidad máxima restringida.

3. Factores de corrección por condiciones de trabajo: la capacidad calculada debe corregirse para considerar la habilidad del operador, condiciones climáticas, de operación, etc.

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 84

IV. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES CONCLUSIONES Entendemos que el principal objetivo de un estudio de esta naturaleza es fijar las normas, procedimientos y reglas para una mejor distribución de la flota de volquetes con la finalidad de obtener un menor porcentaje de esperas, pero concluimos que las variables son demasiado numerosas, cualquier intento no ese acerca a la pura realidad, y es la experiencia, la practica y conocimiento de los factores que convergen los que nos guían a una mejor distribución de la flota. Sin embargo muchos de nuestros datos pueden ser de inmediata aplicación, y como conclusión llegamos a los siguientes puntos específicos. Tiempo promedio de Palas Material

Tiempo

de

Nº de ciclos

carguío (seg.)

Tiempo por ciclo (seg.)

Suave

94.57

5

19.58

Regular- suave

130.54

5

24.31

Regular

173.95

6

30.59

Duro

210.72

6

34.58

Muy duro

234.80

7

54.10

Promedio

168.92

6

General

El porcentaje de tiempos negativos es muy elevado Analizando el grafico Nº 4 observamos que la tendencia de variación de la curva Producción- Distancia, cae en los tramos a la chancadora, como consecuencia de tener una curva muy cerrada a la altura del Under-pass seguida de ella un tramo angosto de carretera que no permite el paso de dos volquetes al mismo tiempo en sentido inverso. Nuestros gráficos de velocidad-gradiente, muestran siempre desaceleración en curvas y sectores donde la visibilidad no es buena. Observarse en el grafico Nº 2 Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 85

el tramo o-f la velocidad de 26 Km/hr. Disminuye a 16 Km./hr. Por la curva a la entrada de Santa Catalina. Los pasos a nivel, como carreteras públicas, vías de ferrocarril, dan como consecuencia desaceleraciones bruscas. El tramo 13-14-16 del gráfico Nº 1 corresponde a la curva al comienzo de la rampa principal del tajo que sale al Under-pass, obsérvese la gran desaceleración después de la curva en la rampa misma.

RECOMENDACIONES Nuestro objetivo deben dirigirse a obtener un porcentaje mínimo de tiempos negativos de volquetes, dad nuestra gran disponibilidad de palas. En nuestro diseño de carteras evitar en todo lo posible curvas al comienzo de rampas de gradiente positiva, porque la desaceleración producida por la curva repercute en toda la longitud de la rampa. Evitar en todo lo posible tramos con visibilidad pobre. Hacer un estudio en la guardia de noche para observar las incidencias de la oscuridad y neblina.

V. BIBLIOGRAFIA Apuntes de curso de explotación de minas Universidad de chile - departamento de ingeniería de minas Por: Julián Ortiz C. Apunte preliminar diseño y operaciones de minas a cielo abierto Universidad de chile - departamento de ingeniería de minas Por: Alejandro Vásquez, Benjamín Galdames, René Le-Feaux Ingenieros Civiles Minas Komatsu chile http://www.komatsu.cl/ Caterpillar Mexico http://mexico.cat.com Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 86

Bucyrus http://es.bucyrus.com/mining-equipment/shovels--excavators/hydraulicexcavators.aspx http://es.bucyrus.com/mining-equipment/shovels--excavators/rope-shovels.aspx http://es.bucyrus.com/mining-equipment/draglines.aspx http://es.scribd.com/doc/44342315/carguio-y-acarreo

Minería Superficial – Ingeniería de Minas

Página 87