Apunte De Carguio Y Transporte

Universidad Católica del Norte Facultad de Ingeniería y Ciencias Geológicas Departamento de Ingeniería Metalúrgica y Minas ASIGNATURA ME 804: Carguío y Transporte

Antofagasta, 2017 Elías Tapia Vega Ingeniero Civil en Minas

“Despierta con determinación, acuéstate con satisfacción”

Reglas del curso  La aprobación de la asignatura consta de 3 pruebas que equivalen al 30% cada una, mas un trabajo de un 10%, cuya nota final debe ser igual o superior a 4.  Asistencia sobre el 75%.  Nota de presentación a examen mayor o igual a 3.4, en caso de aprobar su nota

      

final de cátedra será de 4.0, en caso contrario obtendrá la nota mayor entre el examen y la nota de presentación. Los exámenes serán evaluados al 60%. Asistencia a prueba es obligatoria, en caso de no asistir el alumno obtendrá nota mínima 1. No se permite conversar en clases, a menos que el profesor lo autorice. No se aceptan alumnos atrasados a clases. (5 min max) No se permite el uso de celulares en clases. (apagados) El alumno que sea sorprendido copiando en una prueba obtendrá nota mínima. + todas las reglas que se me vayan ocurriendo en el camino.………….. 

Se prohíbe usar la aplicación Pokemon GO, cazar pokemones en la sala es causal de despido de la universidad.…..(los pokemones de la sala son del profesor!!)

Objetivo “Proveer soluciones de carguío y transporte acorde a los requerimientos de producción con mínimo costo operacional”

Lo que pretendo pasar!!............y algo mas! 

 Conceptos básicos de carguío y transporte.  Equipos en minería.

 Diseño de caminos y frentes de carguío.  Norma Asarco.  Calculo de equipos.  Costos de carguío y transporte.  Optimización de las operaciones unitarias.  Seguridad y aspectos importantes que influyen en el rendimiento de la

producción.  Mejoras al carguío y transporte.  Compra de equipos

Importancia del carguío y transporte 

El carguío y el transporte constituyen las acciones que definen la principal operación en una faena minera. Estas son los responsables del movimiento del mineral o estéril que ha sido fragmentado en el proceso de tronadura.

Impacto económico la operación de carguío y transporte representa entre 45% y 65% de los costos totales de explotación de una mina y los ahorros generados por una mejora impacta directamente en un costo menor por tonelada de material transportado.

Distribución de costos en la mina

Distribución de costos en minera Escondida

Eficiencia y optimización de rendimientos y recursos Dimensionamiento de los equipos de carguío y transporte. 2. Características y compatibilidad entre ellos. 1.

Requisitos de los equipos de carguío y transporte  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, match pala/camión, etc.

No olvidar o recordar siempre!! El objetivo de estas operaciones es retirar el material tronado de la frente de carguío y transportarlo adecuadamente a su lugar de destino

Esquema objetivo de operaciones  Preparación de la zona de trabajo  Posicionamiento de equipos

 Retirar el material tronado desde el 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).

Clasificación equipos de carguío Equipos de carguío

Sin acarreo Pala hidráulica Pala de cables Retroexcavadora

Acarreo mínimo Cargador frontal Lhd o Scoop

Los equipos de carguío realizan la labor de carga del material hacia un equipo de transporte o depositan directamente el material removido en un punto definido

Clasificación equipos de transporte Equipos de transporte

Unidad discreta Camión Camión bajo perfil Camión articulado tren

Unidad continua Cintas o correas transportadoras

Los equipos de transporte tienen por principal función desplazar el material extraído por el equipo de carguío hacia un punto de destino definido por el plan minero

Selección de equipos considera

Plan minero de explotación

Condiciones del entorno  Clima:  temperatura  Precipitaciones  y vientos.

 Geografía:  Altitud

 tipo de terreno  accesibilidad.

 Infraestructura:  Eléctrica.

 Mano de obra.  Talleres de maquinaria.  Exigencias ambientales.

Características del yacimiento  Mineral  Potencia  Propiedades geomecánicas

 Estabilidad de taludes  Angulo de reposo materiales

 Estéril  Tipo y forma

 Espesor  Inclinación  Propiedades geomecánicas  Alteraciones

 Hidrología  Densidades  Factores de esponjamiento  abrasividad

Geometría de la explotación  Dimensiones de la excavación  Altura de banco, ancho de rutas y botaderos

 Ritmos de producción  Selectividad minera  Vida del proyecto

 Disponibilidad de capital  Programa de restauración de terrenos

Altitud geográfica Chile es uno de los pocos países en que la mayoría de las faenas se ubican sobre los 2.500 m.s.n.m, las exigencias particulares que presenta la actividad minera nacional para algunos componentes de los equipos de transporte tienen un impacto económico de gran relevancia. El trabajo en altura se traduce en una pérdida de potencia significativa a partir de los 3.000 m.s.n.m.

Equipos diésel  Funcionan por combustión interna  El rendimiento en altura disminuye….debido a?

 La potencia disminuye en un 10% por cada 1000 msnm

Homework: principio de funcionamiento

Equipos eléctricos  Funcionan en base a electricidad.  El rendimiento en altura se ve menos afectado.

 La potencia disminuye en un rango menor que en un equipo diésel a

una altura por sobre los 2000 msnm

Homework: principio de funcionamiento

Clima  La variable temperatura, que puede alcanzar los 25 grados bajo cero

que registran algunas operaciones en invierno, es una segunda condición que afecta el desempeño de tales componentes.  Si los equipos quedan a la intemperie cuando no están en

funcionamiento, puede sufrir el congelamiento de alguno de sus componentes, por lo que es necesario tener galpones especiales para guardar la maquinaria y protegerla de las bajas temperaturas.  En los sectores de cordillera siempre hay fuertes vientos, los cuales

aumentan las bajas térmicas del ambiente

Definiciones importantes  Producción: es el volumen o peso de material a ser manejado en una

operación especifica. Mineral (en unidades de peso) y Estéril (en unidades de volumen). Las unidades son generalmente por año.  Tasa de producción: es la producción por unidad de tiempo en horas, turno o día.  Productividad: la cantidad de producción de una unidad de producto o servicio por insumo de cada factor utilizado por unidad de tiempo (ton/hombre-turno). También puede llamarse tasa neta de producción, o tasa de producción por unidad de trabajo y tiempo (por ejemplo, toneladas/hombre turno)

Definiciones importantes  Capacidad: es el volumen de material que una maquina puede manejar

en cualquier instante de tiempo.  Capacidad al ras: es el volumen de material en una unidad de carguío o transporte sin material que sobresalga (dientes de una pala, pila en una camión)  Capacidad con pila: máxima capacidad con el equipo lleno y con formación de una pila. Esta depende del diseño del equipo para contener el material a que se desplace en sus bordes

Definiciones importantes  Capacidad nominal (de fábrica): capacidad de un determinado equipo,

en términos del peso máximo que puede manejar. La mayoría de los equipos están diseñados para movilizar un determinado peso, en lugar de un volumen máximo. Por lo tanto, el volumen de material manejado dependerá de la densidad del material, y variará con la densidad para un mismo equipo, mientras que el peso máximo es constante y es una función de la resistencia de los componentes del equipo.

Definiciones importantes Factor de llenado de balde: Un ajuste de la capacidad de llenado del balde de equipos de carguío. Se expresa generalmente como una fracción decimal y corrige la capacidad del balde al volumen que realmente puede mover, dependiendo de las características del material y su ángulo de reposo, y la habilidad del operador del equipo para efectuar la maniobra de llenado del balde.

Ciclo: Al igual como la explotación de minas se describe generalmente como un ciclo de 0peraciones unitarias, cada operación unitaria tiene también una naturaleza cíclica. Las operaciones unitarias de carguío y transporte pueden dividirse en una rotación ordenada de pasos o suboperaciones. Por ejemplo, los componentes más comunes de una ciclo de transporte con unidad discreta son: cargar, transportar, botar y regresar. Desde el punto de vista de selección de equipos o planificación de la producción, la duración de cada componente es de primordial importancia. La suma de los tiempos considerados para completar un ciclo corresponde al tiempo del ciclo.

Definiciones importantes Esponjamiento: el porcentaje de aumento en volumen que ocurre cuando la roca es fragmentada y removida desde su posición inicial. Factor de llenado de la pala: es un ajuste al llenado de la pala. Se debe a correcciones por:  Angulo de reposo del material (variable y depende del tipo de material a manejar)  Capacidad de formar una pila en la pala  Habilidad del operador al cargar la pala

Definiciones importantes Factor de esponjamiento: El incremento fraccional del volumen del material que ocurre cuando está fragmentado y ha sido sacado de su estado natural (volumen in situ) y depositado en un sitio no confinado (volumen no confinado). Puede expresarse como una fracción decimal o como un porcentaje.

Ejercicio Si la densidad in situ de una roca es 2.5 t/m3 y su densidad esponjada es 1.8 t/m3, el factor de esponjamiento será:  FE=1.39

Ejercicio Si el porcentaje de esponjamiento es de un 40% y la densidad insitu es de 2.65 t/m3, calcular su densidad esponjada.

Densidad Esponjada: 1.89 t/m3

Índices Operacionales Objetivos: 1. Medir la efectividad de procesos ya existentes. 2. Identificar el estado del sistema 3. Comparar diseño operación 4. Optimizar procesos 5. La ingeniería de procesos mediante la definición de la flota de equipos. 6. Mantención electromecánica. 7. Reemplazo oportuno de equipos mineros. Control y evaluación de la gestión de los recursos......Norma Asarco

Norma Asarco

Los sistemas Distpatch y Jigsaw funcionan con esta norma

Norma Asarco  Tiempo Nominal : Tiempo durante el cual el equipo se encuentra 

 



físicamente en faena. Tiempo Mecánica : En este ítem se encuentran los tiempos destinado tanto para Mantenciones Programadas y/o Reparaciones Electromecánicas de terreno. Tiempo Disponible : Tiempo en que el equipo está habilitado y en buena condiciones electromecánicas para operar. Tiempo en Reserva : Es aquel tiempo en donde el equipo estando en condiciones mecánicas de operación no es utilizado en labores productivas, ya sea por falta de operador o superávit de equipo en ese momento. Tiempo Operativo : Corresponde al tiempo que el equipo se encuentra operando en faena (con operador)

Norma Asarco  Efectivo : Tiempo que el equipo se encuentra realizando labores puras

de producción (sin colas). Realiza tarea para la que fue adquirido.  Demoras Programadas (DP) : Tiempo de detención Programada, Cambios y Medios Turnos.  Demoras No Programadas (DNP) : Tiempo de Detención No Programada, principalmente petróleo (camiones) y acomodos o limpiezas de cancha (palas).  Perdidas Operacionales (PO) : Tiempo de Perdidas Operacionales, en donde el equipo se encuentra esperando en pala y/o chancado para camión y espera por camión para palas.

…..y ahora que hago con esta norma asarco? Ahora estamos en condiciones de calcular los índices operacionales o KPIS

KPIS: Key Performance Indicators

indicador clave o medidor de desempeño o indicador clave de rendimiento

Disponibilidad física Disponibilidad física: corresponde al porcentaje del tiempo nominal en que el equipo se encuentra en condiciones mecánicas para cumplir su función de diseño

Utilización efectiva Utilización efectiva: corresponde al uso efectivo del activo en función del tiempo disponible

𝑼𝒕𝒊𝒍𝒊𝒛𝒂𝒄𝒊ó𝒏 𝒆𝒇𝒆𝒄𝒕𝒊𝒗𝒂 =

𝒕𝒊𝒆𝒎𝒑𝒐 𝒆𝒇𝒆𝒄𝒕𝒊𝒗𝒐 *100 𝑻𝒊𝒆𝒎𝒑𝒐 𝒅𝒊𝒔𝒑𝒐𝒏𝒊𝒃𝒍𝒆

Eficiencia Operacional Eficiencia operacional : porcentaje que describe la utilización real del equipo

Eficiencia Operacional=

𝒕𝒊𝒆𝒎𝒑𝒐 𝒆𝒇𝒆𝒄𝒕𝒊𝒗𝒐 *100 𝑻𝒊𝒆𝒎𝒑𝒐 𝒏𝒐𝒎𝒊𝒏𝒂𝒍

Factor Operacional Factor operacional: es un indicador que mide la eficiencia, considerando los recursos operativ0s

𝑭𝑶 =

𝒕𝒊𝒆𝒎𝒑𝒐 𝒆𝒇𝒆𝒄𝒕𝒊𝒗𝒐 *100 𝑻𝒊𝒆𝒎𝒑𝒐 𝒐𝒑𝒆𝒓𝒂𝒕𝒊𝒗𝒐

Otros kpis

Ejercicio: Calcular los tiempos de la norma asarco y los índices operacionales de los equipos de carguío DF%, UE%. Tomar en cuenta que: Las palas trabajan en un sistema de turnos de 12 horas/turno y dos turnos/día. Considerar que la faena trabaja 360 días al año. Las palas poseen una disponibilidad física de 95%, porcentaje de reserva de 11% y perdidas operacionales de 4%. Demoras programadas 49 min/turno y demoras no programadas 34 min/ turno.

Suerte, hablamos en 20 minutos cuando lo logren

Resultados  Tiempo nominal= 24 horas  Tiempo disponible= 22.8 horas

 Tiempo mecánica= 1.2 horas  Tiempo reserva= 2.51 horas  Tiempo perdidas operacionales= 0.91 horas  Total demoras= 2.77 horas  Tiempo efectivo= 16.61 horas  Utilización efectiva= 72.85%  Utilización= 69.21%

Calcular los índices operacionales DF%, FO% y UT%.  Para una perforadora de una mina se tiene: Para una perforadora mina se tiene: Tiempo de evaluación 1 mes (30 días) Turno 7x7 diurno 12 horas Almuerzo 1 hora diaria Colacion 1/2 hora diaria Temporal de viento 1 dia

Bus de transporte sin chofer 1 dia Ausencia operador (certificado medico)2 dias Sin postura 13 horas Aceros pegados 25 horas Mantencion programada 24 Fallas imprevistas 23 horas Sin combustible 2 horas Espera por tronadura 1/2 horas diarias

Traslado de equipo 17 horas Metros perforados 1867

Disponibilidad física= 86.9% Utilización= 41.1%

Resultados Tiempo de evaluacion 1 mes (30 dias)

T nominal

360

Almuerzo 1 hora diaria

Demora P

30

T nominal

Colacion 1/2 hora diaria

Demora P

15

T mecanica

47

Temporal de viento 1 dia

Demora NP

12

T disponible

313

Bus de transporte sin chofer 1 dia

Reserva

12

Ausencia operador (certificado medico)2 dias

Reserva

24

T reservas

49

Sin postura 13 horas

Reserva

13

Demoras

116

Aceros pegados 25 horas

Demora NP

25

T Efectivo

148

Mantencion programada 24

Mecanica

24

D fisica

Fallas imprevistas 23 horas

Mecanica

23

Utilización

Sin combustible 2 horas

Demora NP

2

Espera por tronadura 1/2 horas diarias

Demora NP

15

Traslado de equipo 17 horas

Demora NP

17

Turno 7x7 diurno 12 horas

360

86.9% 41.1%

Importante: Cada mina opera con su propia norma de Asarco, sin embargo lo que se busca es identificar los distintos KPIS de manera de tener control sobre los procesos y optimizar los rendimientos

Explotación minera a rajo abierto

“Las minas a cielo abierto, o minas a tajo abierto, son aquellas cuyo proceso extractivo se realiza en la superficie del terreno, y con maquinarias mineras de gran tamaño. Como ejemplos de este tipo de minas se pueden citar a Chuquicamata, Escondida y Los Pelambres”

Minería a cielo abierto  Generalmente aplicado a yacimientos de baja ley y superficiales  Ritmo de producción >20,000 tpd

 Moderadamente selectivo ya que posee la facilidad de vaciar el estéril

en botaderos  Desafíos en el diseño  Manejo de la razón estéril/mineral y su evolución en el tiempo

 Ubicación de las rampas de acceso y producción  Diseño de las flotas de equipos  Estabilidad de las paredes del rajo

Parámetros geométricos  Banco: “Tajada” que forma un nivel de operación. El mineral o estéril

se saca en capas sucesivas, cada una de las cuales constituye un banco. El espesor de estos horizontes es la altura de banco, la que generalmente mide de 13 a 18 m. Esta ultima depende de los equipos de carguío, equipos de perforación y la selectividad.  Berma: es la franja de la cara horizontal de un banco, como un borde,

que se deja especialmente para detener los derrames de material que se puedan producir al interior del rajo. Su ancho varía entre 8 y 12 m.

Parámetros geométricos  Angulo de talud: el talud o pared de la mina es el plano inclinado que

se forma por la sucesión de las caras verticales de los bancos y las bermas respectivas. Este plano presenta una inclinación de 45° a 58° con respecto a la horizontal, dependiendo de la calidad geotécnica (dureza, fracturamiento, presencia de agua, entre otros) de las rocas que conforman el talud.  Rampa: es el camino en pendiente que permite el tránsito de equipos

desde la superficie a los diferentes bancos de extracción. Tiene un ancho útil de 25 m, de manera de permitir la circulación segura de camiones de gran tonelaje en ambos sentidos.

Parámetros de diseño de un talud

Ancho de rampa Ancho de camino (AC) para transporte de material en doble sentido

AC  3.5 * Ac  2 BS  zanja las rampas deben tener el ancho suficiente para el transito de los equipos de transporte

Dimensiones: 1. Distancias de seguridad= (ancho camión)/ 2 2. Ancho de berma= 5.2 m 3. Altura de berma= altura de neumático/2 4. Zanja= 1 m aproximadamente, 0.5 m de profundidad. 5. En algunos casos solo se usa berma hacia el rajo.

Camino en un solo sentido Ancho de camino (AC), para transporte de material en un solo sentido

AC  2 * Ac  2BS  zanja

Dimensiones: 1. Distancias de seguridad= (ancho camión)/ 2 2. Ancho de berma= 5.2 m 3. Altura de berma= altura de neumático/2 4. Zanja= 1 m aproximadamente, 0.5 m de profundidad.

Ejercicio: Calcular el ancho del camino mínimo para un camión 797, el cual opera en minera Escondida, tener en consideración que el ancho del camión es de 9.15 m y que su diseño solo contempla berma hacia el rajo. (doble sentido) Desarrollo:

AC  3.5 * Ac  BS  zanja

BS= 5.2 m aprox.  Zanja= 1 m aprox. 

AC  3.5 * 9.15  5.2  1  38.2m

Diseño de rampas Para el diseño de una rampa debemos considerar los siguientes datos, tomando en cuenta que una rampa se compone de varios tramos que no necesariamente tendrán las mismas características

La pendiente, el ancho y los radios de curvatura de cada tramo deben ser tal que los equipos que circulen por la rampa puedan alcanzar sus rendimientos productivos sin sufrir deterioros en su funcionamiento o estructura ni riesgos en la operación

Pi = Pendiente del tramo i (%). Ci+1 - Ci = Diferencia de Cota del tramo i (m). Ai = Ancho del tramo i (m). Ri = Radios de Curvatura en el tramo i (m). Lri = Longitud real del tramo i (m), es la que deben recorrer los equipos. Lai = Longitud aparente del tramo i (m), es la que se ve en el plano.

Pendiente de un camino Superficie del camino Elevación

proyección

elevación Pendiente(%)  100 proyección  Siendo el valor máximo permitido en un 10% para los caminos mineros

y rampas principales; y para rampas auxiliares es de un 8% como máximo.

Ejemplo En mina doña Juanita, no saben que pendiente tiene la rampa principal. La cota inicial es 600 metros sobre el nivel del mar, y la cota final es de 1200 metros sobre el nivel del mar. Con una distancia equivalente en la horizontal de 8 km. 1. ¿Que pendiente están usando en la rampa principal? 2. ¿Cuanto se demoran en los camiones en pasar la rampa si se sabe que suben a 10 km por hora? 3. ¿si cambiamos la pendiente en un 10%, cuanto tiempo se demoraría el camión en pasar la rampa? 4. ¿en que porcentaje disminuye el tiempo de subida? Respuestas: 1. 7.5% 2. 48 minutos. 3. 36 minutos. 4. 25%.

Ejemplo a discutir

Rampas uniformes y constantes  Se recomiendan las rampas menores al 10% para maximizar la vida útil de los neumáticos, minimiza los cambios de transmisión, mantiene una mayor velocidad promedio y permite un esfuerzo de frenado más constante en regresos.

Diseño de rampa  Desde abajo hacia arriba, es decir tomando como punto de partida la

pata del banco más profundo, lo que generaría una extracción extra de material al ampliarse el rajo o ensancharse más los bancos superiores (Corte).

 Desde arriba hacia abajo, es decir tomando como punto de partida la

pata del banco más alto, lo que produciría un achicamiento del último banco, es decir puede que queden bloques sin extraer o hasta uno o más bancos sin explotar (Relleno).

Ancho mínimo de expansión

Ancho mínimo de expansión

En el caso que se deba realizar una expansión de un banco paralelamente con la expansión de un banco inferior, se debe considerar que los equipos puedan efectivamente operar después de la tronadura, por lo que se debe definir un ancho mínimo de expansión

Accesos Para la explotación minera, es necesario la construcción de accesos o habilitación de manera permanente Importante, se debe cumplir con restricciones geométricas y geomecánicas, de modo de garantizar que los equipos operen en condiciones adecuadas , evitando deterioro prematuro y accidentes, y los accesos deben estar exentos de cualquier riesgo de inestabilidad

Los equipos de servicios mina participan de esta actividad, sin embargo a veces se requiere perforación, tronadura, carguío y transporte, para llevar a cabo esta actividad

Secuencia de explotación Se denomina secuencia de explotación o estrategia de consumo de reservas, a la forma en que se extraen los materiales desde el rajo, durante el período comprendido entre el inicio de la explotación hasta el final de ella (pit final). La extracción del material se realiza en sucesivos rajos intermedios o cortes de material dentro de la mina, los que reciben el nombre de Fases o Expansiones

Fases También denominada expansión, es una subdivisión de la mina completa y corresponde a una tajada de la pared del rajo, según cierto ángulo de talud previamente definido durante su diseño y que depende de las características geomecánicas de la mina. Las expansiones tienen una secuencia lógica de explotación y existen restricciones operacionales de interacción entre cada una de ellas para evitar derrumbes y caídas de material.

Las Expansiones se subdividen en bancos, los cuales componen una expansión. Para explotar una expansión se van extrayendo sus bancos secuencialmente uno después del otro, se deben extraer los bancos anteriores o de mayor cota de un banco en particular para poder explotarlo. Los bancos, a su vez, se subdividen en poligonales de banco

La poligonal de subdivisión de banco o polígono de extracción es la unidad mínima considerada en el proceso de extracción, Corresponden a secciones de mineral de menor tamaño en los que se divide cada banco. Son explotadas en un orden lógico de secuencia por los equipos mineros apropiados

Caminos Mineros  Los caminos mineros forman parte de la operación diaria y rutinaria de

cualquier mina, siendo un componente esencial del punto de vista de la eficiencia de la operación. Es por ello que estudiaremos los distintos parámetros de diseño, construcción y mantención de caminos, que nos permitirán obtener el mejor resultado de negocio.  Una mina es un sistema integrado de procesos , donde el transporte

juega un rol fundamental al ser el recurso más costoso de la mina, teniendo así gran influencia en el costo operativo. Por otra parte, tiene gran implicancia en términos de seguridad e higiene, es por esto la importancia que tiene un buen diseño y mantención de las pistas mineras.

Caminos Mineros Ventajas de un camino bien diseñado, construido y mantenido:  Proveer condiciones seguras para conducir y reducción en los peligros de tráfico.  Reducción en los costos de operación del camión, ciclos mas rápidos, mayor productividad y bajos costos por toneladas transportadas.  Reducción de los costos de mantenimiento de caminos, menos derrames, menor daño de agua debido a su acumulación, reducción de polvos y una vida de servicio mas larga.  Menos presión en el tren de transmisión, en neumáticos, en chasis y suspensión. Una mejor utilización de los activos y sus componentes, menor costo de ciclo de vida.  Mejora la productividad de neumático y aros.

A tener en cuenta  Tener controlado la polución en los frentes de carguío, caminos y zonas de

descarga, esto para no tener equipos en cola en la pala y o descarga y que los camiones al transportar tengan visibilidad para realizar el proceso a una velocidad optima.  Mantención de caminos mineros, con el fin de que el proceso de transporte sea el óptimo, además de proveer confort para el uso correcto del neumático, ya que es un insumo de alto costo dentro del proceso de transporte.  Ubicación optima de botaderos y chancadores, con el fin de disminuir los tiempos de ciclos y aumentar los viajes, maximizando la operación.  Verificar que la pendiente de los caminos sea la óptima, en función de los costos operacionales y de mantención. Esto debido a que a mayor pendiente se disminuye la distancia, pero el motor del camión ejerce mayor trabajo, además de viajar a menos velocidad, lo que incide directamente en los costos de transporte. Por lo que es necesario tener controlado el factor pendiente en los costos.

Diseño de Frente de Carguío en Mina a Rajo Abierto

Para el carguío se define el ancho mínimo de carguío como: Ancho mínimo de Carguío = BS + DS + 0.5 x Ac + 2 x RGc + 0.5 x Ac + DS + DD Por lo tanto, la fórmula se puede simplificar de la siguiente manera: Ancho mínimo de Carguío = BS + 2DS + Ac + 2 RGc + DD

Diseño de Frente de Carguío en Mina a Rajo Abierto Donde: BS = Baranda de seguridad. Ac = Ancho del camión. DS = Distancia de Seguridad. RGc = Radio de Giro del equipo de carguío o radio mínimo de operación. DD = Derrames.

Ancho de carguío para una pala de cable

Ancho de Carguío Pala de Cables 24 m????????

Ancho de carguío para un cargador frontal

Ancho de Carguío Pala de Cables 17.8 m??

Dilución y selectividad La dilución como concepto corresponde a la presencia de material no considerado en la envolvente económica que aparece en la extracción, pudiendo ser económica o no dependiendo del contenido del producto. La dilución se encuentra fuertemente asociada al nivel de selectividad que posea el equipo de carguío para definir el contacto estéril/mineral.

Se distinguen dos tipos de dilución: Dilución por selección no libre de bloques, y por selección imperfecta de bloques

Dilución por selección no libre de bloques La dilución operativa en una operación minera a cielo abierto corresponde al material estéril que no se logró separar del mineral durante la extracción. Esta dilución se genera por efectos de la selección no libre de bloques y con la definición de los polígonos de extracción que se definen en la planificación de corto plazo

Dilución por selección imperfecta de bloques

Selección imperfecta se pueden dar dos escenarios. En el primero se puede expandir el volumen a extraer donde se llevará más material a la planta. En el segundo caso se puede sacar menor material del presupuestado. Ambos casos están vinculados al tamaño de bloque y al tamaño de los equipos a utilizar ya que la extracción nunca será perfecta

Desfase de palas En el caso que se deba realizar la operación de carguío en un banco paralelamente con la de un banco inferior, se debe considerar que los equipos puedan efectivamente operar después de la tronadura, por lo que se debe definir una distancia. Para ello debemos determinar el largo de la tronadura (LT). A esta dimensión se le debe sumar la distancia de posicionamiento del equipo de carguío (palas o cargadores) del banco superior y las distancias de operación de los equipos complementarios (si así fuese necesario).

Importante mantener los anchos de las frentes de carguío

Diseño de pretil Diseño de Pretil:  La altura del pretil es equivalente a la altura media de una rueda de camión  Angulo de reposo



0.5 m

Hp= altura de pretil

 Ap= ancho de pretil

Pretil o berma

Ejercicio:  Calcular el ancho de pretil si el ángulo de reposo del material es de

52.5 grados y la altura del neumático es de 4 m.

Respuesta: 3.57 metros

Distancia de frenado  La distancia de frenado es la distancia que recorre un vehículo desde que el

conductor se percata de la presencia de un obstáculo en el camino, hasta que se detiene completamente.

( gtsen  v0 ) 2 1 2 D. frenado  gt sen  v0t  ( ) 2 2 g (U min  sen )

Donde: g = aceleración debido a la gravedad (m/s2). t= tiempos de reacción del conductor y activación del freno(s) 1 segundo para un operador experto. Ɵ= pendiente del camino en grados, siendo positivo cuesta abajo. Umin= coeficiente de fricción camino-neumático, típicamente 0.3 V0= velocidad del vehículo m/s.

Distancia de frenado  Ejercicio: calcular la distancia de frenado de un caex 797, el cual

viaja vacío a 50 km/h, la pendiente del camino es de 10%. tiempo de reacción es de 1 segundo, 2 segundos, 3 segundos.  Respuesta: 71.55 metros

Y el

Radio de giro de un camino Cualquier curva debe ser diseñado con el radio máximo que sea posible, generalmente mayor a 200 m, y este radio debe ser mantenido suave y consistente.  Un radio de curva más grande permite una velocidad más segura en el camino e incrementa la estabilidad del camión.  Curvas cerradas incrementarán los tiempos de ciclos de los camiones y los costos de transporte como resultado del desgaste de los neumáticos.

Radio de giro de un camino El radio mínimo de una curva R(m) puede ser determinado por: V02  U min * e R 127e

donde; e= súper elevación aplicada(m/m ancho del camino) Umin= coeficiente de fricción neumático-camino. V0= velocidad del vehículo km/h

Radio de giro de un camino  Umin,es el coeficiente de fricción entre el camino y el neumático, es

tomado como 0.3 (para superficie húmeda, suave, lodosa o con baches) a 0.35 (superficie de grava seca compactada parcialmente)  Donde el diseño de la mina requiere un radio de curvatura más estrecho que el radio de giro mínimo, será necesario aplicar limites de velocidad.

Ejercicio Calcular el radio de giro de una curva en la que el camión se desplaza a 40 km/h. calcular el ancho real del camino. Datos: 1. La inclinación de la curva es de 4%. 2. El ancho del caex es de 9.15 m. 3. Umin=0.3 Respuesta: Radio de giro=314. 9 m

Peralte de la curva  El peralte de la curva se refiere a la elevación que debe tener la parte

exterior de la curva, que permita que el camión pase a través de la curva a una velocidad constante. Idealmente, la fuerza centrifuga externa que el camión experimenta debe ser contrarrestada por la fricción lateral entre el camino y los neumáticos. El peralte no debe superar el 5% y 7% de inclinación, a menos que sean utilizados a una velocidad mantenida alta, y la posibilidad de deslizamiento sea minimizada.

Radio de giro de un camino vs peralte en metros

Secuencia de vaciado en botadero

Explotación minera subterránea

La extracción subterránea se desarrolla bajo tierra y combina distintas técnicas que permiten que el proceso ocurra a grandes niveles de profundidad. Las principales labores dentro del proceso de extracción subterránea tienen relación con tronar y avanzar en zonas de producción, fortificando y habilitando zonas de trabajo que, bajo altos estándares de seguridad, permitan extraer el mineral desde el yacimiento

Minería Subterránea •

Utilizado para yacimientos de mediana y alta ley • Ritmos de producción 500-50000 tpd • Más selectivo que el método de cielo abierto excepto por los métodos por hundimiento • Problemas de diseño: • Geometría de la mina subterránea • Estabilidad y soporte • Ubicación de los accesos • Logística para el transporte y movimiento de mineral subterráneo

Minería subterránea, conceptos básicos  Una mina subterránea es aquella explotación de recursos mineros que

se desarrolla por debajo de la superficie del terreno.  La explotación de un yacimiento mediante minería subterránea se realiza cuando su extracción a cielo abierto no es posible por motivos económicos, sociales o ambientales.  Para la minería subterránea se hace necesario la realización de túneles, pozos, chimeneas y galerías, así como cámaras. Los métodos más empleados son mediante túneles y pilares, hundimientos, corte y relleno (cut and fill mining), realce por subniveles (Sublevel Stopping) y cámaras-almacén (Shrinkage).

Esquema de extracción

Los métodos de explotación subterráneos son utilizado para yacimientos de mediana y alta ley. En general son más selectivo que el método de cielo abierto excepto por los métodos por hundimiento

Clasificación de los métodos de explotación subterránea

Los métodos de explotación subterráneos son utilizado para yacimientos de mediana y alta ley. En general son más selectivo que el método de cielo abierto excepto por los métodos por hundimiento. Estos de pueden clasificar en tres tipo: soportados por pilares (recuperación minera reducida), artificialmente soportados o relleno (alto costo) y sin soporte o hundimiento (natural e inducido)

Parámetros Utilizados en el Diseño de Minas Subterráneas  GEOLOGIA  Geometría

 Macizo rocoso  Estructuras de debilidad  Continuidad  Estabilidad: Hundibilidad/ Estabilidad  Distribución de la ley  Dilución planeada y no planeada  Restricciones externas e internas

 Ritmo deseado

Elección del Método de Explotación  Decisión Técnico Económica: Costos, beneficios, flujos de caja,

inversiones, etc.  Dependen de:    

       

Ubicación Forma (geometría del cuerpo mineralizado) Tamaño Topografía superficial Profundidad del cuerpo mineral Tipo de mineral Complejidad y distribución de la mineralización Características del macizo rocoso Calidad de la información de reservas Inversiones asociadas Clima Medio Ambiente

Room & Pillar Método de explotación aplicable en el caso de yacimientos tabulares horizontales o sub-horizontales, con inclinaciones de hasta 30º en roca razonablemente competente y espesores de 2 a 20 metros. Se trata, por lo general, de depósitos estratificados de origen sedimentario. Método barato, productivo, selectivo, recuperación regular, fácil de mecanizar y simple de diseñar.

Room & Pillar Consiste en excavar lo más posible el cuerpo mineralizado dejando pilares de mineral que permiten sostener el techo de material estéril. Las dimensiones de los caserones y de los pilares depende de la mayor o menor competencia de la roca sobrepuesta (estabilidad del techo) y también de la roca mineralizada (estabilidad de los pilares), como asimismo del espesor del manto y de las presiones existentes.

Por lo general los pilares se distribuyen en una disposición o arreglo lo más regular posible, y pueden tener una sección circular, cuadrada o rectangular semejando un muro. Los caserones abiertos tienen forma rectangular o cuadrada

Sub Level Stoping Este método se aplica preferentemente en yacimientos de forma tabular verticales o subverticales de gran espesor, por lo general superior a 10 m. La expresión “sublevel” hace referencia a las galerías o subniveles a partir de los cuales se realiza la operación de arranque del mineral. El mineral arrancado se recolecta en embudos o zanjas emplazadas en la base del caserón.

Sub Level Stoping  El mineral es arrancado a partir de subniveles de explotación mediante   

  

disparos efectuados en planos verticales. Tiros Radiales (SLS) o Paralelos (SLS-LBH). Queda una cámara vacía luego de la explotación. El mineral se extrae a través de estocadas de carguío (puntos de extracción) perpendiculares a una zanja en la base del caserón. Cuerpos masivos, vetas estrechas. Subverticales (buzamiento >60º). Roca competente. Recuperación alta

Subniveles de Perforación

Caserón

Estocada de Carguío

Zanja

Chimenea de Ventilación Galería de Zanja

Nivel Base (Carguío de Producción)

Subnivel de Ventilación Punto de descarga a pique

Chimenea o pique de Traspaso Descarga (Buzón) Nivel de Transporte Principal

Cut & Fill Aplicable a depósitos verticales (vetas) o depósitos de gran tamaño e irregulares. Se aplica por lo general en cuerpos de forma tabular verticales o subverticales, de espesor variable desde unos pocos metros hasta 15 o 20 m en algunos casos.

El mineral extraído debe ser suficientemente valioso de modo que el beneficio obtenido por u recuperación compense los mayores costos del método

Cut & Fill Consiste en excavar el mineral por tajadas horizontales en una secuencia ascendente (realce) partiendo de la base del caserón. Todo el mineral arrancad0 es extraído del caserón. Cuando se ha excavado una tajada completa, el vacío dejado se rellena con material exógeno que permite sostener las paredes y sirve como piso de trabajo para el arranque y extracción de la tajada siguiente. Como relleno, se utiliza el material estéril proveniente de los desarrollos subterráneos o de la superficie, también relaves o ripios de las plantas de beneficio, e incluso, mezclas pobres de material particulado y cemento para darle mayor resistencia.

Cut & Fill  Se realiza por subniveles de manera ascendente  Los caserones en explotación se pueden separar por muros y losas de    

 

modo de aumentar la estabilidad del sistema minero Rellenos: hidráulicos colas de relave, material estéril, ambos más cemento, etc. Método altamente selectivo, por lo tanto permite explotar cuerpos de baja regularidad y continuidad espacial Baja dilución menor a 2% Alta recuperación mayor a 90% Alto costo de producción 40-150 $/t Baja productividad 200 a 4500 tpd

Shrincage Stoping

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• • • • •

Vetas angostas (potencia menor a 10m) La roca de caja es de baja competencia y la mineral de mediana a alta Se remueve solamente el esponjamiento(40% del volumen) de la roca tronada el resto se mantiene almacenado para mantener las paredes estables y proveer de piso al sistema de perforación Infraestructura de producción es requerida. Productividad menor a 4500 tpd Alta dilución 30% Mediana recuperación 85% Costoso y riesgoso

Sublevel Caving El método SLC se aplica de preferencia en cuerpos de forma tabular, verticales o subverticales, de grandes dimensiones, tanto en espesor como en su extensión vertical. También es aplicable en yacimientos masivos

Sublevel Caving  En general el concepto de método por hundimiento implica que el material estéril superpuesto se derrumba y rellena el vacío que va dejando la extracción del cuerpo mineralizado. Este proceso se debe propagar hasta la superficie, creando así una cavidad o cráter.  El material arrancado se maneja con equipos LHD de gran capacidad, los cuales cargan el mineral en la frente de producción y lo transportan a través de las mismas galerías de perforación para vaciarlo en los piques de traspaso que se conectan a las galerías de cabecera.  A medida que se extrae el mineral tronado, el material estéril superpuesto rellena el vacío dejado por la explotación, mezclándose parcialmente con el mineral arrancado. La extracción continúa hasta que la introducción de material estéril supera un cierto límite pre- establecido.  La principal debilidad de este método es la alta dilución a la que queda

expuesto permanentemente el mineral arrancado durante el proceso de extracción.

Sublevel Caving  Se utiliza en cuerpos mineralizados con orientación vertical y alta potencia mayor a 40m  La roca de caja es de baja competencia y la roca mineral competente a mediana  Se explota por subniveles donde se realizan en ciclo las operaciones unitarias 

   

de perforación, tronadura, carguío y transporte Consiste en hundir la roca de caja y la pared colgante de esta manera el mineral queda en contacto con el estéril facilitando el acceso de LHDs a través de las galerías de producción Productividad 4000 a 20000 tpd Costo 7-12 $/t Dilución es alta hasta un 15% Recuperación 75%

Block Caving En términos generales, el método Block Caving consiste en la socavación completa del cuerpo mineralizado o de un bloque de mineral equidimensional de gran tamaño (unidad de explotación) para iniciar el proceso de hundimiento. El nivel de hundimiento es progresivamente minado y parte del material quebrado es extraído para crear un vacío que permita el desplazamiento del mineral desprendido producto del hundimiento. A medida que se extrae el mineral quebrado, el cave se propaga verticalmente hasta que la roca superior también se quiebra dando lugar a la subsidencia en superficie.

Block Caving  Cuerpos masivos con una proyección en planta suficiente para inducir el hundimiento de la roca  La roca mineralizada a hundir debe ser medianamente competente

 La roca estéril de techo debe ser hundible  Se induce el hundimiento de la roca a través del corte basal 4-12 m. El hundimiento se propaga en la medida que la roca es extraída del hundimiento utilizando la infraestructura de producción

 Productividad 12000 a 48000 tpd  Dilución 20%  Recuperación 75%  Costo 2.1-5$/t

Macro bloques Chuquicamata subterránea

Labores Subterráneas  Túnel: excavación de tipo minero o civil preferentemente horizontal (puede ser sub horizontal), caracterizada por su alto y ancho (sección) y por la función que desempeña. 0.5 metros

0.5 a 1 metro Art. 119º

 Importante, para distancias inferiores a 30 metros de largo, donde haya refugio, el espacio del equipo a cada costado es de 0.5 metros.  En el caso en que las distancias sean mayores a 30 metros el espacio del equipo al costado debe ser de 1 metro.

Labores Subterráneas  Galería: Tiene las mismas características del túnel, pero no tiene salida al exterior, sino que conecta sectores dentro de la mina.

Labores subterráneas  Estocada: galería horizontal o sub horizontal que se construye a partir de otra galería mayor y que es relativamente corta. Esta puede ser utilizada para diversas actividades como estacionamiento de equipos por ejemplo.

Labores subterráneas  Rampa: galería de acceso a diferentes niveles. Su geometría puede ser elíptica, circular o en “8”. Se construyen en pendiente de modo que se pueda acceder a distintas cotas en la mina (6 a 20%).

Rampa Circular Rampa en “8”

Rampa Elíptica

Labores subterráneas  Sanja o Batea: Es una excavación con forma de V, que cumple las mismas funciones del embudo (Block Caving), es decir la recepción de material quebrado proveniente del nivel de hundimiento

Labores subterráneas Punto de vaciado o Pique de traspaso (Ore Pass)  Labor minera subterránea vertical o inclinada que cumple la función de recibir y transportar a niveles inferiores el mineral descargado por el LHD. En general tienen parrillas en su parte superior para retener el sobretamaño y reducirlo mediante martillo picadores

Minería subterránea, Definiciones  Nivel: galería horizontal caracterizado por una cota (referida a un nivel

de referencia).  Subnivel: galería horizontal o sub horizontal, que se encuentra sobre o bajo un nivel principal y es paralela a él.  Nivel base: galerías que limitan un sector de explotación.

Minería subterránea, Definiciones  Pique: galería vertical o sub vertical de secciones variables, construida

desde arriba hacia abajo, pudiendo o no romper en superficie. Según su función se le asignan nombres. Pueden tener más de una función (pique maestro). Chimenea de Ventilación

Chimeneas de Traspaso

Minería subterránea, Definiciones  Chimenea: excavación o galería vertical o sub vertical de secciones variables, construida desde abajo hacia arriba

Chimeneas de Traspaso

Silo o Tolva Diámetros: 8 a 10 m Descarga a Buzón

4 metros

Nivel de Transporte Principal

Minería subterránea, Definiciones  Caserón: hueco final que surge de una explotación y puede o no estar relleno.  Embudo: excavación en forma de embudo que recibe material tronado y lo traspasa a un nivel inferior.  Zanja: excavación en la base de un caserón con forma de v, que cumple las mismas funciones que el embudo.  Pilar: bloques de roca que se dejan sin explotar para garantizar la estabilidad de la explotación. La forma y tamaño de ellos dependerán de las

características del yacimiento y de la explotación.

Equipos usados en pequeña y mediana minería 1. 2.

Uso del sistema scraper. Uso del huinche o jaula.

Scraper Se utiliza en terrenos irregulares, en galerías pequeñas (2x2m), también en terrenos donde las pendientes involucradas sean mayores que las requeridas por otros equipos, es así que en cuanto a pendientes el Scraper será útil de los 0° a 40°. El sistema se compone de:  Huinche  Cuchara  Poleas  Cables

El carguío y sus funciones El carguío consiste en la carga de material mineralizado del yacimiento para conducirlo a los posibles destinos, ya sea el chancado, stock de mineral o botaderos de estéril. Procedimiento: La operación de carguío involucra el desarrollo de una serie de funciones que aseguran que el proceso se lleve a cabo con normalidad y eficiencia.

El carguío y sus funciones Procedimiento se divide en las siguientes funciones: 1. Planificación de la mina. 2. Operación de la mina. 3. Jefe de operaciones. 4. Operador del equipo de carguío. 5. Topografía. 6. Equipos auxiliares.

El carguío y sus funciones 1.

2.

3.

Planificación de la mina: Esta etapa del proceso de la explotación minera se ocupa de definir los sectores de carga, las direcciones de carguío y el destino de los materiales de acuerdo con leyes de clasificación y tonelajes definidas previamente. Operación de la mina: La operación es la función que se responsabiliza del manejo y organización de los equipos de carga en la mina, así como de supervisar el entorno, especialmente en lo referido a frentes de carga, posición de equipos de carguío y nivel de pisos. Jefe de operaciones: La operación minera está a cargo de un jefe de operaciones, quien asigna los equipos y operadores en los turnos respectivos. En faenas a gran escala es apoyado por un sistema de despacho (dispatch, Jigsaw), que controla de una forma global la producción, complementado por un proceso de optimización continua a través de sistemas computacionales interconectados, presentes en todos los equipos.

El carguío y sus funciones 4.

5.

6.

Operador del equipo de carguío: Es la persona que está directamente a cargo de la operación de carga de su equipo. Además, es responsable de definir la posición de los camiones para la carga y de evitar que la carga caiga en forma brusca sobre la tolva del camión, lo que puede dañar el equipo de transporte y/o al operador de éste. Topografía Mediante esta función se definen las diferentes zonas de trabajo, en cuanto a control del nivel de pisos y frentes de carguío. Asimismo, el equipo de topografía es responsable de marcar y/o validar las zonas mineralizadas para su posterior destino, tanto por medio de conexión radial como por envío de datos hacia los sistemas de despacho (dispatch). Equipos auxiliares Los equipos auxiliares se encargan de mantener en buen estado las zonas de carguío y transporte, especialmente el nivel de pisos, de acuerdo con instrucciones del Jefe de operaciones y/o el operador del equipo de carguío. Por lo tanto, la interacción con estos responsables es permanente, no sólo para la correcta operación de carguío, sino también para vigilar y evaluar la presencia de elementos del entorno, como cables eléctricos de la pala y sistemas de "pasacable".

Les present0 su trabajo!!

El transporte y sus funciones El transporte consiste en el traslado de material mineralizado y/o estéril desde el yacimiento hacia los posibles destinos, ya sea el chancado, stock de mineral o botaderos de estéril.

1. 2. 3. 4.

Las funciones involucradas en el proceso de transporte son las siguientes: Planificación de la mina. Operación de la mina. Topografía. Equipos auxiliares.

El transporte y sus funciones 1.

2.

Planificación de la mina: Está a cargo de la definición de las rutas de transporte y del destino de los materiales de acuerdo con leyes de clasificación y tonelajes definidas previamente. Operación de la mina: Función responsable de los equipos de transporte en la mina, así como de supervisar el entorno relacionado con la operación, ya sea en el sector de carga, en la ruta y/o en las zonas de descarga. La operación minera está a cargo de: Un jefe de operaciones, quien asigna equipos y operadores en los turnos respectivos. En faenas a gran escala es apoyado por un sistema de despacho (dispatch), que controla de una forma global la producción, complementado por un proceso de optimización continua a través de sistemas computacionales interconectados, presentes en todos los equipos.  Operador del equipo de transporte, quien está directamente a cargo de la operación de transporte y de su equipo, el cual debe revisar siempre antes y después de la jornada de trabajo (turno) 

El transporte y sus funciones 3.

4.

Topografía: En particular para la operación de transporte, esta función se encarga de las áreas de trabajo en cuanto al control del nivel de pisos en toda la ruta de los camiones. Equipos auxiliares: Esta sección está a cargo de mantener en buen estado las zonas de carguío y transporte, especialmente el nivel de pisos, de acuerdo con las instrucciones del Jefe de operaciones y/o el operador del equipo de transporte.

Equipos de carguío y transporte en minería a rajo abierto En las faenas mineras el transporte de material (mineral o lastre), se realiza con mucha frecuencia con Camiones de gran tonelaje desde las zonas de explotación hacia las zonas de proceso y/o botaderos

Camiones de extracción Camiones de alto tonelaje: El transporte en las faenas mineras se realiza con mucha frecuencia vía camiones. En minería a rajo abierto se utilizan camiones con descarga por el fondo, constituidos por una tolva que se apoya sobre el chasis y que se bascula hacia atrás para la descarga mediante unos cilindros hidráulicos. Existen capacidades de sobre los 350 toneladas.

El tipo de material transportado exige de la utilización de materiales resistentes a la abrasividad y que estructuralmente permitan la estabilidad de la tolva

Estos gigantes equipos tienen una altura de 7.4 metros de altura aproximadamente, al levantar su tolva para descargar alcanzan los 14 metros de altura, tienen una vida útil de 10 a 15 años, sus mantenciones deben ser cada 250 horas (cada 15 días aprox), su motor es de 2.700 a 3.500 hp

Ventajas de Camiones de Alto Tonelaje  Flexibilidad del sistema, pues pueden recorrer distancias entre los 100 y    

3.000 metros. Capacidad de adaptación a todo tipo de materiales. Requieren de una infraestructura relativamente sencilla y poco costosa. Existe gran variedad de modelos, lo que permite emplear el que más se adapte a las condiciones en que debe desarrollarse la operación. Menor inversión inicial que otros sistemas de transporte.

Desventajas de camiones de alto tonelaje  Elevados costos de operación, que junto al carguío pueden llegar al

60% del costo total de explotación.  Disminuyen su rendimiento cuando aumenta la distancia de transporte.  Requieren de gran cantidad de mano de obra especializada para la operación y la mantención.

Componentes principales de un Camión  Motores: Los motores de los camiones son diésel, turbo-laminados y

con pos enfriador.  Transmisión: Ésta directamente relacionado con la capacidad de carga, la que puede ser de transmisión mecánica o eléctrica.

Ventajas de la transmisión eléctrica: - Máxima utilización de la potencia de motor en todo el rango de velocidades. - Frenado dinámico. - Simplificación de la operación. - Mayor fiabilidad

Componentes principales de un Camión  Bastidor: El bastidor o chasis es la espina dorsal del camión. Está

constituido por elementos de acero, capaz de soportar importantes esfuerzos, flexión e impactos.

Adquieren de gran cantidad de mano de obra especializada para la operación y la mantención.

Sistema de suspensión  El sistema de suspensión debe ser capaz de absorber las oscilaciones y

vibraciones causadas por desigualdades de terrenos, amortiguar los golpes durante carga y distribuir el peso sobre los neumáticos y proporcionar estabilidad del vehículo y el confort al conductor

Frenos Debe soportar frenadas prolongadas, como las que ocurren al bajar pendientes mientras van totalmente cargados. Los sistemas de frenos se componen de:  Frenos de servicio  Frenos de emergencia  Frenos de estacionamiento

 Retardador Respecto al diseño de los frenos estos pueden ser: discos múltiples, de zapata y de disco simple

Dirección y Sistemas Hidráulicos  La dirección de un camión minero es totalmente hidráulica, y funciona mediante el trabajo de dos cilindros hidráulicos gemelos independientes de doble acción.  El sistema hidráulico se activa por medio de una o dos bombas en paralelo, que están funcionando siempre, tanto para girar la dirección como para levantar la caja. Como se dispone de dos bombas, si hubiese una avería en cualquiera de ellas, la otra siempre podría alimentar la dirección, pero no levantaría la caja.

Neumáticos Los neumáticos representan el último eslabón de la transmisión y, por tanto, en ella se convierte el par en fuerzas de tracción sobre el terreno en contacto con el neumático. Mientras más pequeño el diámetro de las ruedas, mayor fuerza de tracción.

4m

Cada neumático soporta mas de 100 toneladas

El precio es de US$24.000 aproximadamente, pero eso dependerá de sus características, marca, modelo a usar. También hay neumáticos que sus precios son de US$30.000, US$ 40.0000, US$ 100.000. Cada camión usa 6 neumáticos.

Principales causas de deterioro de un neumático

El 80% de todos los neumáticos se averían antes de desgastarse

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Tolvas  Las tolvas están construidas de planchas de acero de alto límite elástico

(1300 mpa), que proporciona una elevada resistencia a los impactos y desgaste.  Las vigas de esfuerzo son huecas, de sección rectangular, por las cuales circulan los gases de escape para producir el calentamiento de la caja y así evitar la adherencia del material cuando esta húmedo o es arcilloso

El fondo de la caja y la sección longitudinal tiene forma de V, de manera que el centro de gravedad de la carga queda lo más bajo posible para incrementar la estabilidad. El declive hacia adelante proporciona una excelente retención de la carga, aún al subir pendientes, mientras que los declives desde el fondo de la caja hacia las paredes laterales desvían las fuerzas de los impactos de carga, centran el material en la caja y bajan el centro de gravedad.

Sistema de descarga El sistema de volteo, este suele ser el convencional, con vuelco trasero mediante la elevación con cilindros hidráulicos

Camión autónomo

El camión autónomo es la tecnología de vanguardia en el transporte minero mundial. Komatsu, en su caso ha desarrollado un sistema tecnológico que se adapta a un camión de extracción minero y que utiliza una señal GPS (Global positioning System), junto a otras señales de apoyo en tierra, como sistemas de ubicación y navegación, que le permite desplazarse y transportar cargas de manera independiente, sin la necesidad de operadores o de un comando remoto

Ventajas de un camión autónomo • • • • • • • • •

Diseñado para operar 24 horas continuas Navegar por rutas predefinidas Velocidad predefinida Esperar y posicionarse en áreas de carguío predefinidas Reportar estados de ubicación Permite operación autónoma o manual. Sistema hidráulico y eléctrico permite bajo consumo de combustible Mayor seguridad al no involucrar operadores en los riesgos de la operación Continuidad operacional

Características del sistema autónomo  Aceleran y frenan en forma precisa.  No se apartan un milímetro de la ruta programada.

 Reconocen obstáculos y si se cruza una persona se detienen

automáticamente.

Aumenta el rendimiento de neumáticos y combustible

Sistema Dispatch  El sistema DISPATCH es un sistema de administración minera a gran escala que utiliza los sistemas más modernos de computación y comunicación de datos como el GPS, con el fin de proporcionar asignaciones óptimas de camiones a pala, en forma automática, maximizando la utilización del tiempo y minimizando las pérdidas de éste, en tiempo real.

Sistema de control de flota Dispatch

Características del sistema Dispatch • Registra tiempos claves de cada ciclo de acarreo • Trasmite instantáneamente los datos usando la información que los operadores registran en sus paneles. • Registra, guarda y procesa gran cantidad de información.

Con el objetivo de optimizar las operaciones y maximizar la productividad

Dispatch permite:  Informes de Producción en tiempo real Elaborar análisis de

desempeño habituales o ad-hoc en un formato amigable basado en la web. Los informes se pueden convertir a PDF y se puede programar su entrega automática. Los informes web a bordo extienden la información en tiempo real a los operadores de los equipos.  Alineamiento de los equipos de trabajo Asigna, en forma automática, personal a los equipos, antes del comienzo del turno y se asegura de que cada equipo haya sido asignado a un operador calificado y adecuado. Recaba información desde distintos registros (Turnos, calificación de los equipos, fin de turno) antes de que se hagan las asignaciones.

Dispatch permite:  Gestión de Servicio de Combustible Aumento de la eficiencia

general del carguío al minimizar los episodios de relleno de combustible. La gestión de combustible se mejora al ubicar los camiones en la estaciones de combustible sólo en los momentos y en los niveles de combustible óptimos.  Análisis de Cargas Captura de la información en tiempo real desde los sensores OEM y desde los sistemas de carga de terceros, en los cargadores, en las palas y en los camiones. Acceso a la información para el análisis por medio de utilidades estándar de reporte.

Dispatch permite:  Detección de Proximidad Mejora la visión situacional de los

operadores de los equipos con la ayuda del Módulo de Detección de Proximidad, que despliega advertencias visuales y sonoras de peligros provenientes de otros equipos habilitados o fijos que se encuentran en el área. La detección de proximidad basada en distancia es especialmente beneficiosa en aquellas áreas en donde se produce mayor congestión, tales como frentes de carguío y botaderos.  Equipos auxiliares Monitorear el status de cada uno de los equipos

auxiliares, priorizar las tareas y asignarles, en forma remota a los operadores. Monitorear el desempeño del mantenimiento, la operación del plan y los requerimientos de la flota, además de identificar las áreas con problemas para así mejorar la productividad.

Dispatch permite:  Mezcla Control de la mezcla de mineral en los chancadores y en los

stockpiles, en conjunto con los algoritmos de despacho de los camiones, para maximizar la productividad y aún así lograr las metas de calidad del material.  Gestión

de Neumáticos Detectar, de forma preferente, el sobrecalentamiento de los neumáticos por medio de interfaces directas que envían información a los sistemas de monitoreo en línea de neumáticos. Minimizar los cortes por rocas por medio de un sistema de geo-tagging y de asignación automática de tareas de limpieza

Genial no?

Sistema de despacho Jigsaw

Descarga de material La descarga de grandes rocas (10% o más de la carga útil), o materiales adhesivos (cargas que no fluyen libremente fuera de la caja), el material puede descargarse con demasiada rapidez y hace que la caja se mueva rápida y súbitamente. Este movimiento podría sacudir violentamente el camión y ocasionar lesiones al operador y/o daños a los cilindros de elevación, a la estructura y/o a los pasadores de bisagra del cuerpo del camión, por lo que el procedimiento debe ser muy lento

Importante Para evitar prácticas deficientes de descarga se recomienda:  no utilizar la caja (tolva) para desplazar tierra  no descargar sobre un montón existente  no hacer descender la caja antes de avanzar.

Deberes del operador y jefe de turno Antes de la operación  En el inicio de cada turno, se debe chequear el estado de luces (sobre todo en turnos de noche)  Verificar el correcto funcionamiento del equipo de radio y su frecuencia radial, para asegurarse de tener una comunicación fluida  Verificar el funcionamiento de todos los equipos auxiliares que trabajan en el frente de carguío  Verificar el funcionamiento de los camiones de carga  Cada uno de los operadores de los diferentes equipos debe velar siempre por una buena visibilidad. Para ello es necesario chequear los sistema limpiaparabrisas y el estado de los espejos

Deberes del operador Durante La operación.  Los operadores de los camiones nunca deben abandonar la cabina durante el carguío.  El camión debe estar siempre detenido para iniciar la carga. Si se encuentra en movimiento, se corre el riesgo de dañar la tolva y el sistema de amortiguación del equipo.  Durante la salida del frente de carguío se debe estar siempre atento a las condiciones de tránsito, así como también al personal que se encuentra trabajando en el área.  En el transporte, se debe tener especial cuidado en las subidas con el camión cargado, de manera de evitar los posibles derrames de material en la ruta.  En el transporte durante los turnos de noche se deben bajar las luces altas a una distancia aproximadamente 200 metros de otros vehículos, a objetivo de evitar “encandilamientos” con otros operadores.  En todo momento la Cabina del operador debe estar cerrada.

Colocación de carga  Lateral: carga centrada sobre los cilindros de elevación o en la flecha de

la caja  Longitudinal: carga centrada en la parte central de la caja  General: sin una cantidad importante de material en la cabecera Debe existir suficiente borde libre para minimizar el derrame de los costados a través de las esquinas y para la parte trasera de la caja en rampas. Es importante dividir la carga útil un 33% y un 66% en el eje delantero y el trasero respectivamente

Camión articulado  Usados principalmente para canteras y minerales industriales. Consiste

en una tolva unid por un sistema de articulación a la cabina del camión, esto le permite el movimiento en espacios más reducidos en comparación a un camión minero común.  Capacidad de 40 toneladas aproximadamente.

Pala de cable

Cargador Frontal

Roto pala

Pala hidráulica

Estándares de carguío en faena minera

Pala de cable  La pala de cables o pala eléctrica son equipos de gran envergadura capaces de cargar con una baldada hasta 100 toneladas por lo que son equipos altamente productivas en desmedro de la selectividad. Posee alturas de excavación de entre 10 a 20 m., generalmente definen la altura de banco de una explotación a rajo abierto. Poseen alturas de descargar de entre 6 y 12 metros y son equipos de poca movilidad, pueden desplazarse a velocidades no mayores a 3 km/h.

Importante: la capacidad del balde puede sobrepasar las 60 yardas.

Cables de suspensión  Estos, formando dos parejas, son los que mantienen la pluma en

posición con su ángulo de inclinación fijo e inamovible. Para ello van enganchados en la parte superior del bastidor o estructura en «A» y en el extremo de la pluma. Son unos cables estacionarios construidos especialmente para esta aplicación, normalmente con un único y grueso cordón de alambres de acero galvanizado. Debido al alargamiento que tienen a lo largo de su vida, es aconsejable cambiar los cuatro cables a la vez.

Cables de elevación  El movimiento de elevación de la cuchara se hace mediante cables, mientras que el de empuje/retroceso solo las maquinas Bucyrus utilizan cables para realizarlo. Siendo este el que mas cables utiliza.  Normalmente los cables de elevación son dos dobles, como muestra la figura, o dos emparejados hacia la cuchara y los extremos enrollados el tambor.

Equipo frontal de excavación  Brazo, es el elemento que transmite a la cuchara, situado en su

extremo delantero, la fuerza de empuje necesaria para penetrar, excavar o cargar.  Pluma, es el soporte de todo el equipo de excavación de aproximadamente 115 toneladas de masa. Está apoyada, mediante orejeras y pernos , en la parte frontal de la superestructura giratoria y soportada por los cables de suspensión, amarrados a la estructura en «A», que fijan su ángulo de inclinación. En su extremo están instaladas las poleas de los cables de elevación de la cuchara.

 Cuchara: Estructura de 80 toneladas, que recibe el material desde la frente y lo

lleva a la zona de descarga. Está compuesto por el balde, la puerta, aro amortiguador y mecanismo de apertura de la puerta.

Ventajas de una pala de cable Las características mas importantes son:  Pueden excavar a alturas entre los 10 y 20 m.  Pueden descargar a alturas entre los 6 y 12 m.  Poseen un sistema de traslación sobre una oruga y su accionamiento es eléctrico.  La excavación se realiza mediante la combinación de dos movimientos: elevación y empuje.  Son máquinas pesadas y robustas, adecuadas para trabajar en cualquier tipo de material.  Tienen alta fiabilidad, debido a un diseño ampliamente probado, con buena disponibilidad y utilización efectiva.

Ventajas de una pala de cable 

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  

Pueden remontar pendientes reducidas, pero no es aconsejable que operen inclinadas debido a posibles problemas en el sistema de giro de la máquina. Presentan buena estabilidad y suavidad en la operación. Proporcionan una buena mezcla en dirección vertical, durante la carga, debido a la manera de excavar, ya que la forma de movimiento de la pala hacia el material es, primero, horizontal, penetrando la pila de material tronado, y segundo, subiendo el balde en forma casi vertical hasta lograr llenarlo. Presentan buen rendimiento, incluso en malas condiciones de piso, ya que operan sin desplazarse sobre él. Ofrecen al operador una muy buena visibilidad durante la operación, además de condiciones de alta seguridad. Tienen una larga vida útil, estimada en más de 60.000 horas de operación.

Desventajas de una pala de cable;  No son adecuadas para cargas selectivas de material.  Presentan una reducida capacidad de excavación (menos que las orugas).  Requieren de un equipo auxiliar que constantemente mejore la pila de

material por cargar. Generalmente son tractores sobre orugas (bulldozer) o ruedas.  Requieren operadores altamente calificados.  Pueden dificultar las labores, puesto que las mantenciones se realizan en la misma faena minera.  Por su alto precio, sólo son consideradas en proyectos de gran escala y duración.

Ciclo de trabajo  El ciclo de trabajo de una de estas máquinas consiste en excavar la frente de expansión, una vez llena la cuchara ésta gira hasta situarla sobre el elemento receptor de la carga, descarga y gira en vacío hasta el frente, al mismo tiempo

que desciende la cuchara, para empezar el nuevo ciclo.

El piso debe estar en buenas condiciones, ya que excesivos balanceos pueden dañar la estructura de la pala

Procedimiento de trabajo Básicamente en las exploraciones a cielo abierto, se pueden distinguir tres procedimientos de trabajo con palas de cables:  Carga a ambos lados.  Carga a un solo lado.  Avance paralelo al banco. Carga en paralelo. La principal diferencia entre ellos es la posición de la pala con relación al banco y la posición de los camiones o unidades de transporte respecto a la pala durante la carga

Elección del procedimiento Depende de: 1. factores técnico-operativos: perfil del banco, espacio disponible, necesidad de carga selectiva. 2. Circunstancias de la operación: falta o exceso de transporte, ancho de carguío

Carga a ambos lados

Disminuye el tiempo de espera de los camiones en el frente de carguío, además de aprovechar al máximo el rendimiento de la pala al mantenerla saturada

Pala

Camiones

Carga a un solo lado Hay situaciones en una explotación a cielo abierto en las que no se dispone de espacio suficiente para cargar a ambos lados la excavadora y también hay diseños que los consideran la carga por un solo lado. La excavación del acceso a un nuevo banco, o la búsqueda de mineral de determinada ley son, entre otros, ejemplos de situaciones con poco espacio para maniobrar.

Avance paralelo al banco  Este es un antiguo método de trabajo que surgió de la necesidad de cargar trenes, como primer sistema de transportes de gran capacidad; luego aparecieron los trailers o camiones. En ambos casos, la posibilidades de maniobrabilidad de la unidad de transporte son nulas o mínimas y lentas.  La pala y la unidad de transporte tienen trayectorias paralelas aunque no siempre con el mismo sentido. Ambas trayectorias también son paralelas a la cara del banco, debido a lo cual solo puede realizarse a un lado, por supuesto el de la cabina del maquinista.

Suministro de energía pala de cables  Todos los cables eléctricos utilizados para la transmisión de energía a las palas, deben contar con las aislaciones y protecciones estándares diseñadas para tales fines.  Dichos cables no deben ser expuestos a ser pisados o estropeados por vehículos. Así mismo, se prohíbe la manipulación y traslado de cables de alimentación con equipos que no sean los adecuados para esa operación.  El sistema más recomendado y utilizado para el suministro de energía para las

palas eléctricas son las pasarelas o pórticos. Estos son postes que permiten levantar el cable de alimentación eléctrica de las palas, permitiendo que los camiones pasen por debajo de este arco de 20 metros de ancho. Además, el cable debe estar centrado, en forma recta a las orugas y señalizado entre la pala y la pasarela.

Pasa cables

Palas Hidráulicas  Estas palas presentan una mejor movilidad que las palas de cable, aunque no están diseñadas para cambiar de posición de manera frecuente. La cuchara de la pala puede estar instalada de manera frontal o inversa (como una retroexcavadora).  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 m3) aunque en algunas faenas poseen palas electro – hidráulicas de hasta 40 m3 de capacidad.

Dentro de sus características generales se encuentran su mayor movilidad y flexibilidad en la operación especialmente en la versión diésel (en comparación a la pala eléctrica) y la reducción de los daños causados en la tolva de los camiones, por el mayor control en la descarga de los baldes, alcanzándose una buena distribución y reparto del material.

Excavadoras frontales

Excavadoras Retros

La diferencia de diseño entre estas unidades se centra en el sentido de movimiento de los baldes y en la geometría de los equipos de trabajo. Normalmente, los fabricantes las ofrecen en las dos versiones. Los equipos frontales admiten una altura de banco que es función del alcance máximo, mientras que las unidades retro se ven limitadas por la altura de la tolva del camión.

Características de una Pala Hidráulica:  Diseño compacto y peso relativamente reducido en relación con la    

capacidad de los baldes. Gran movilidad y flexibilidad en la operación, especialmente en la versión diesel, con velocidades de desplazamiento de 2,4 km/h. Excelente posicionamiento de las máquinas gracias al accionamiento independiente de las orugas. Capacidad de remontar pendientes de hasta 80%, y posibilidad de realizar la operación continuada en pendientes de 60%. Velocidades de rotación elevadas, de 2,5 a 5 r.p.m., por lo que se pueden lograr ciclos de carga pequeños.

Características de una Pala Hidráulica; 

 

 

Fuerzas de penetración y excavación elevadas, permitiendo la carga directa de materiales compactos. Versatilidad para orientar el balde en el frente de la excavación, por lo que son muy adecuadas para la explotación selectiva. Exigen poco espacio para operar, constituyendo el equipo ideal en la excavación en zanjas o espacios estrechos. Presentan menor necesidad de empleo de máquinas auxiliares respecto de una pala de cables. Poseen una vida útil media de 25.000 a 35.000 h, por lo que su uso resulta muy atractivo en faenas medianas y pequeñas.

Equipo Frontal  Se compone de la pluma, y el brazo con el balde en su extremo. La

fuerza de penetración se consigue mediante uno o dos cilindros hidráulicos del brazo y la fuerza de excavación por medio de otros cilindros en el balde. El movimiento vertical se realiza gracias al accionamiento hidráulico de la pluma.

En la versión frontal la excavadora y el camión están en un mismo plano de trabajo. Siendo éste el sistema habitual para la extracción de roca fragmentada previamente con explosivos.

se debe trabajar desde la parte superior de la frente hasta llegar al paso de esta para luego avanzar.

Equipo Retro  Se compone de la pluma, el brazo y el balde, articulados entre si y

accionados mediante cilindros hidráulicos.

Normalmente el equipo retro excava siempre por debajo del nivel orugas, pudiendo situarse el camión en el nivel inferior o en el mismo que la excavadora (a). Siempre que sea posible es preferible el primer sistema, que proporciona ciclos de carga más cortos, siendo el segundo (b) obligado cuando el nivel inferior es impracticable debido a materiales blandos, presencia de agua, etc.

Capacidades palas de cables e hidráulicas

Cargadores Frontales Es una maquina empleada para la excavación de terrenos o para la carga y descarga de diversos materiales.  Existen 2 tipos de cargadores, diferenciados por su sistema de tracción los cuales pueden estar montados sobre ruedas o sobre orugas, los primeros mencionados son utilizados en terrenos más duros o estables y tienen una mayor velocidad como también mejor movilidad, los segundos mencionados son utilizados en terrenos más blandos o inestables y tienen una menor velocidad y una menor movilidad, pero a su vez una mayor fuerza comparados con los montados sobre ruedas. La forma del balde varía según el material que hay que manejar.

Frente al montón

Paralelo al montón

…el camión se debe ubicar a 15 – 20° del talud, para un mejor manejo de los tiempos de carga, obteniendo un ángulo de 90° en el procedimiento de carguío del cargador frontal.

Corte en lugares apretad0s

En la excavación en lugares reducidos se desarrolla una abertura en la esquina izquierda, y el camión se ubica en paralelo al talud, siendo el cargador frontal el que toma un ángulo de 45° con respecto al camión, para posteriormente en la carga tener un ángulo de 90°

Ventajas de un Cargador Frontal:  Gran movilidad, alcanzando velocidades de 45 km/h, lo que les permite

    

realizar la labor de carga y transporte en distancias cortas. Capacidad de trabajo de descarga en altura de entre los 3 y 6 metros. Capacidad para trabajar en pendientes. Un ancho de balde que permite trabajar grandes bloques de roca. Posibilidad de obtener mezclas de diferentes sectores debido a su gran movilidad. Facilidad para mantener un piso de carga más limpio, no precisándose máquinas auxiliares.

Ventajas de un Cargador Frontal:  Adaptabilidad a diferentes métodos de extracción.  Una menor inversión en relación con otros sistemas de carga (palas)

 Facilidad de reventa.  Posibilidad de alquiler (arriendo) y contratación.  Una mantención sencilla respecto de otros sistemas de carguío.  Menor requerimiento de práctica y experiencia del personal que usará los

equipos

Desventajas de un Cargador Frontal:  Requieren una pila o material tronado más esponjado respecto de otros

   

 

sistemas de carguío. Esto implica una consideración importante en la tronadura, especialmente en lo referente a la secuencia de encendido. Para igual capacidad de balde tienen menor productividad que una pala. Requieren de un amplio espacio para maniobrar, ya que necesitan desplazarse durante el proceso de carga. Tienen menor productividad en suelos embarrados y blandos. Si no hay un buen nivel de pisos, existe un aumento considerable del costo de neumáticos. Necesitan alturas de banco reducidas para operar con seguridad. Poseen menor disponibilidad mecánica respecto de las palas.

Después de las merecidas vacaciones….a lo nuestro

University of Leicester

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Tractores Orugas y Ruedas  En general, en todas las operaciones mineras se utilizan equipos de

apoyo para realizar las etapas de perforación, tronadura, carguío y transporte, con el principal objetivo de hacer la operación de la mina más segura y eficiente. Uno de estos equipos son los tractores de de ruedas (whelldozers) y orugas (bulldozers), estos últimos, son los más conocidos y empleados como unidades de empuje

 Usado en trabajos de arranque y transporte, que son efectuados por el

escarificador o riper y por la hoja de empuje respectivamente, los cuales van montados y accionados por el tractor.  El tractor está diseñado para realizar trabajos con la hoja topadora de empuje en corte, acarreo y descarga .Realiza excavaciones, nivelación de sitios nivelado, peinados de talud, apilado y desmonte.  Todos los equipos utilizados en minería cielo abierto poseen como fuente de energía motores diesel.

Hoja de empuje Esta es una hoja metálica instalada en la parte delantera del tractor, mediante la cual se aplica el esfuerzo de empuje sobre los materiales que se desea remover. La hoja está sustentada por dos brazos de empuje, los que se articulan por el lado exterior de las orugas, sobre el bastidor de cadena. Los brazos están suspendidos por dos cilindros hidráulicos, generalmente fijados a la coraza delantera del bastidor de la máquina. Las hojas de empuje pueden realizar los siguientes movimientos:  Inclinación lateral.  Variación del ángulo de ataque de la hoja.  Variación del ángulo de la hoja respecto de la dirección de avance.  Elevación y descenso de la hoja.

Existen diferentes tipos de hojas: 1.

2.

3.

4.

Hoja recta: aconsejada para trabajos de empuje en general, especialmente en aquellos que requieren pasadas cortas o de media distancia. Es la de mayor versatilidad y capacidad para trabajos en roca. Hoja universal o en "U": usada para el empuje de grandes volúmenes de material a largas distancias. Por esto, la curvatura de los extremos de la hoja impulsa el material hacia el centro de la misma, disminuyendo los derrames laterales. Hoja angulable: diseñada para empujar el material lateralmente, para lo cual puede situarse en el bastidor de los brazos con ángulos de 25º a la derecha o izquierda respecto de la dirección del tractor. Hoja de empuje amortiguado: se trata de una hoja de poco ancho, lo que le otorga mayor maniobrabilidad al tractor en su labor de empuje.

Desgarrador El desgarrador está diseñado para facilitar el trabajo de la hoja topadora mejorando su producción. Realiza desgarramiento de capas duras de materiales que la formación geológica lo permita

Arrollamiento  Es el momento que la hoja topadora corta el terreno para excavar y

cargar la hoja topadora.

Deslizamiento  Es la fase en se pretende acarrear el material cargado en la hoja

topadora hasta el lugar a depositar ó apilar

Operación

Para la operación correcta de la inclinación de la hoja se recomienda hacerlo siguiendo las siguientes de 4 etapas: 1. Comenzar el corte con la hoja inclinada hacia adelante 2. Comenzar a inclinar la hoja hacia atrás cuando esté casi llena 3. Continuar llenando la hoja mientras se la inclina hacia atrás 4. Inclinar la hoja hacia adelante para descargar el material

Motoniveladoras Este equipo es utilizado para repartir, nivelar, cortar o dar la pendiente necesaria a suelos donde se esté realizando una labor de trabajo, también es utilizado para el corte de taludes y así darle la pendiente requerida según el trabajo realizado, es considerado como equipo auxiliar ya que no realiza labores netamente de producción.

Funcionamiento La puesta en marcha de este equipo es generada por un motor diésel el que según el tamaño del equipo será la potencia que este entrega (aproximadamente entre 130 a 180 hp). Este motor genera la fuerza suficiente para realizar los movimientos de traslado del equipo y a su vez el accionamiento de los cilindros hidráulicos que mueven las hojas y distintas partes principales del equipo, en resumen estos equipos son Diesel/Hidráulicos.

Partes del equipo

1.- Motores diésel e hidráulico 2.- Ejes de tracción traseros 3.- Articulación 4.- Barra de tiro 5.- Bastidor 6.- Hoja vertedera 7.- Sistema hidráulico 8.- Eje delantero 9.- Aguijón o escariador

 Motor principal: Este es el encargado de entregar la potencia para el desplazamiento del equipo y hacer funcionar el motor hidráulico que accionara las diferentes partes móviles, con su accionamiento diésel estos motores oscilan entre los 130 a los 180 hp de potencia (según el tamaño y modelo del equipo), está ubicado en la parte trasera de la motoniveladora para así poder darle estabilidad y dejar espacio libre para el accionamiento del equipo.  Motor hidráulico: Este es el encargado de generar la fuerza a través de fluidos hidráulicos para el accionamiento de la hoja vertedera por medio de los

distintos cilindros y componentes del sistema hidráulico.

 Hoja vertedera: Es una hoja de acero ubicada en la parte media del

equipo, es la encargada de hacer los trabajos de corte de taludes, nivelación y/o cortes de terreno.

 Cilindros hidráulicos: Estos están ubicados en la partes superior de la hoja y son encargados de darle todos los movimientos diferentes a la hoja; existen distintos cilindros en este mini circuito, los principales son los cilindros de

elevación los que levantan y bajan la hoja, los cilindros ubicados en la parte posterior de la hoja los que se encargan del movimiento horizontal de la hoja transversalmente al equipo y los cilindros ubicados entre la hoja y el bastidor del equipo los que le dan los movimientos de vertido por así llamarlos a la hoja vertedera.  Bastidor: Esta es la estructura principal donde está ubicada la hoja vertedera y los cilindros hidráulicos, es la estructura madre de la hoja.

 Barra de tiro: Esta es la estructura principal de todo el equipo, es

también llamado chasis ya que sobre el posan todos los componentes, es la columna vertebral del equipo.  Eje delantero: Está ubicado en la parte frontal del equipo, es el medio de traslado del equipo, debido a sus movimientos entre las ruedas independientes es muy versátil en cuanto a los movimientos de adaptación al terreno. La inclinación de ruedas se aplica para contrarrestar las fuerzas laterales al trabajar la vertedera a plena carga

 Ejes de tracción: están ubicados en la parte posterior y son los

encargados de darle toda la potencia y movilidad al equipo.  Tornamesa y sistema de articulación: La tornamesa es por así llamarla

el sistema de engranajes de la hoja vertedera, es la que mueve todo el sistema de la hoja, por así decirlo es su articulación principal, y el sistema de articulación es el ubicado entre la cabina del conductor y la barra de tiro, este es el que le da la capacidad de girar y hacer movimientos no solo rectos al equipo.  Escariador o aguijón trasero y delantero (como parte alternativa): estos

son ubicados en la parte posterior y delantera del equipo, generalmente el de la parte posterior está siempre adosado al equipo y el de la parte delantera es opcional del comprador. Estos son los encargados de ir rasgando y escariando el terreno en donde el equipo sea posicionado.

Aplicación y procedimientos de trabajo Este equipo principalmente presta servicios auxiliares a la labor neta de la extracción, se aplica cuando hay existencia de desniveles en el camino, en el talud o en la construcción de cunetas, la motoniveladora es la encargada de nivelar los caminos y el talud arrastrando el material sobrante o saliente y con ese mismo material sobrantes la maquinaria hace un relleno donde hay ausencia de material dejando completamente plano y lizo la superficie de trabajo.

Angulo de corte e inclinación de la hoja vertedera

 Inclinación: Es una característica muy importante, utilizada correctamente

aumentará la productividad de la máquina y evitará que pueda sufrir daño. La parte superior de la hoja puede inclinarse hacia adelante o hacia atrás de la cuchilla de ataque. Esto permite a la cuchilla de ataque adoptar el ángulo más adecuado para conseguir los efectos de corte y rodadura de los materiales deseados.

Camión aljibe Estos equipos son camiones adosados con un estanque (llamado cisterna) contenedor de los distintos diferentes de líquidos, son equipos de apoyo o también llamados auxiliares utilizados en obras civiles y también en minería, para el regadío de caminos, carpetas de rodado y zonas de trabajo, esta acción se realiza para evitar y controlar la polución presente en el ambiente de trabajo

Accionamiento  La puesta en marcha de este equipo es por un motor diésel el que según

el tamaño del equipo será la potencia que este entrega en la generalidad y en el común de las faenas la potencia del motor es de (1.025 hp) este motor genera la suficiente energía y potencia para poder generar el accionamiento y movimiento de este equipo ya sea con carga a su cien por ciento como descargado.  Cabe destacar que también contiene otro motor (bomba) este segundo motor sirve para el bombeo de agua cuyo accionamiento es por energía eléctrica e hidráulica

Capacidad y rendimiento  la capacidad de los camiones aljibe es muy diversa dependiendo para el

uso y continuidad que se le quiere dar, los camiones que uno normalmente reconocería como camines aljibe tienen una capacidad de 1000 a 30.000 litros debido a que en la minería se utilizan maquinarias gigantes la capacidad de estos camiones es mayor puede llegar hacer hasta 80.000 litros.

Aplicaciones y procedimientos de trabajo El camión aljibe es un equipo auxiliar que está continuamente trabajando para evitar el exceso de polución en el ambiente, este equipo trabaja dando 8 vueltas por turno (dato Sierra gorda) donde consiste en rociar agua desalinizada. Los caminos en buenas condiciones mejoran la producción, extienden la vida útil de los neumáticos y reducen los costos operativos generales

Cintas Transportadoras  La correa, cinta o banda transportadora, nos permite el transporte de

material a granel, y es un equipo de transporte continuo, su principal límite es la granulometría del material a transportar, ya que por el tamaño de la banda no permite el transporte de rocas de gran tamaño.

RT, pretende combinar su sistema de transporte mina, camiones mas cintas

Cintas Transportadoras en rajo abierto y subterránea. Las cintas transportadoras constituyen un método continuo y económico de transporte de grandes volúmenes de material. Su costo de operación y mantención es menor respecto de los camiones, y requiere menos mano de obra menor y menos especializada.

Ventajas del uso de cintas transportadoras:  Las cintas tienen mayor eficiencia energética, del orden del 75% frente

al 45% de los camiones. Esta diferencia se acentúa aún más al aumentar el desnivel en el perfil de transporte.  La capacidad de transporte de una cinta es independiente de la distancia.  La cinta transportadora permite reducir las longitudes de transporte, ya que frente a una inclinación media remontable del 33% para las cintas, los camiones no superan el 10%. Además, al suprimir rampas de transporte, los taludes pueden aumentar su ángulo, mejorando la rentabilidad del proyecto minero.

Ventajas del uso de cintas transportadoras:  El costo de construcción y mantención de las pistas disminuye por su

menor ancho, longitud e intensidad de circulación.  La vida operativa de las cintas es mayor que la de los camiones.  Las condiciones ambientales son mejores por la menor emisión de ruidos y polvo.  Debido a que el proceso productivo puede ser racionalizado y automatizado, facilita su supervisión. El sistema de transporte por cinta es válido considerando pequeñas capacidades (300 t/h) hasta grandes niveles de producción (sobre las 25.000 t/h).

Desventajas del uso de cintas transportadoras  Exige mayores inversiones iniciales.

 Permite poca versatilidad para aumentar o modificar la producción,

requiriendo, por tanto, una cuidadosa planificación.

Averiguar las partes de una cinta transportadora.

Propiedades de la cinta  Consta de un recubrimiento resistente al calor, abrasión, químicos, aceites,etc., para lo cual se utiliza goma o caucho, que a su vez puede o no contar en su superficie con resaltos o relieves (rugosidad), para aumentar la adherencia del material a la cinta, la otra parte de la correa es el armazón interno, el cual le entrega la resistencia a la tracción y permite mantener la forma de la correa, este armazón es como una especie de tejido, cuyas características dependerán del material a transportar, ambiente y tensión a soportar.

Componentes de una cinta transportadora 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15.

Tambor o polea de cabeza motriz Tolva de descarga Polea de contrapeso Tensor Poleas deflectoras del tensor Polines de retorno Polines de carga o conducción Correa, banda o cinta Gualdera o guardapolvos Tolva de carga o alimentación Polea deflectora de cola Tambor o polea de cola o retorno Polines de impacto Raspador de la correa Desviadores de protección de poleas Contrapeso tensor

Poleas Motrices La polea motriz es la que le entrega la energía al sistema para que la correa se mueva. El diámetro debe ser el adecuado para evitar que el enrollamiento frecuente de la cinta la fatigue y además que la presión que soporta la cinta sobre la polea no sea excesiva. Un mayor diámetro permite que la deformación de la cinta sea mínima evitando la fatiga, pero a la vez aumenta la presión de la cinta sobre el rodillo, lo cual es desfavorable. Si el ancho de la cinta es menor o igual a 1 metro, el ancho de la polea tendrá que ser 50 mm mayor y si el ancho de la cinta es superior a 1 metros el ancho de la polea tendrá que ser 75 mm mayor. La polea por lo general se encuentra recubierta de caucho, con el fin de mejorar el coeficiente de adherencia de la cinta y la polea.

Rodillos de soporte  Los rodillos permiten que la correa se deslice por la estructura base de

ella, de modo que la cinta no se someta a grandes fuerzas de rozamiento a medida que se desplaza. Los rodillos de transporte o superiores son los que sostienen a la cinta cargada (desplazamiento superior) y los de retorno guían la cinta descargada por la parte inferior del sistema y se encuentran 2 o 3 veces más espaciados que los superiores).  La inclinación de los rodillos le da la capacidad de carga (transporte) a la cinta, al curvarse genera una artesa en la cual el material se deposita.

Rodillos de soporte El espaciamiento de los rodillos debe ser tal que la flecha formada por la cinta entre ellos no sobrepase el 2% (deformación), por lo general se encuentran a menos de 2 metros entre ellos, excepto en la zona de carga de la cinta donde se disponen cada 0,5 metros, de modo que se absorba el impacto del material y no se dañe la cinta (no se forma la flecha).

Tensores  Es un mecanismo utilizado en la rama de retorno para darle a la cinta

una tensión adecuada para el arrastre, para recuperar el recogimiento o alargamiento de la cinta, pero su principal función es evitar los sacudimientos de la cinta durante la partida y evitar la formación de una flecha muy grande.

Capacidad de transporte La capacidad de transporte dependerá de 4 factores: 1. Ancho de la cinta 2. Inclinación de los Rodillos o Polines 3. Velocidad de la cinta 4. Inclinación de la cinta

 Ancho de la cinta: Mientras mayor sea es mayor la capacidad, se

estipula que su dimensión deberá ser el doble del máximo tamaño del material a transportar siempre y cuando este no represente más del 15% del total del material (si el material es irregular), si tenemos material regular el ancho de la cinta deberá ser 4 veces mayor que el tamaño máximo, agregándole 15 a 20 centímetros a cada lado por efectos de seguridad (independiente de la regularidad del tamaño).  Inclinación de los Rodillos o Polines: La inclinación que permite dar a la correa una forma de canaleta, recibe el nombre de ángulo de artesa, a mayor sea este ángulo mayor es la capacidad (hasta un cierto punto que empieza a cerrarse y a disminuir la capacidad), en instalaciones pequeñas se utiliza un ángulo de 20º desde la horizontal, llegando a los 35º en instalaciones mayores.

 Velocidad de la cinta: Deberá ser acorde con la velocidad de carga de

la correa, para permitir una distribución uniforme de la carga a lo largo de la cinta (evitando discontinuidad o sobrecargado de la cinta). La velocidad límite se estima en los 6,00 m/s. La velocidad depende también del material a transportar, no se debe imprimir una alta velocidad si el material es muy fino o frágil.  Inclinación de la Cinta: A mayor sea esta la capacidad disminuye proporcional a un factor que depende del ángulo de inclinación. La inclinación de la cinta queda limitada por las características del material a transportar.

Clasificación de las correas Dependen de su movilidad: 1. Cintas fijas o estacionarias: Son las cintas transportadoras de uso más generalizado dentro de las explotaciones e incluso en las plantas de tratamiento, parques de homogeneización, etc. 2. Cintas ripables o semi-móviles: Permiten desplazamientos frecuentes mediante equipos auxiliares, de forma que desde cada posición se explota un bloque o módulo de estéril o mineral. 3. Cintas móviles: Tienen una estructura metálica semirrígida de módulos de distintas longitudes, generalmente de unos 25 m, montadas sobre transportadores de orugas que aportan gran movilidad al sistema

Correa semi móvil Correa móvil

Capacidad de transporte  El caudal horario que es capaz de transportar una correa se calcula con

la expresión: 𝑡 𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑐𝑖ó𝑛 = 3600 ∗ 𝑆 ∗ 𝑉 ∗ 𝐾 ∗ ῥ ℎ Donde:

S = área de la sección transversal de la carga (m2). V = velocidad de transporte (m/s). K = coeficiente de reducción según la inclinación de la cinta. ῥ = densidad del material suelto t/m3).

Angulo° 2 8 14 20 4 10 16 22 27 6 12 18 24

K 1 0,97 0,91 0,81 0,99 0,95 0,89 0,76 0,64 0,98 0,93 0,85 0,71

Material

Depende de la inclinación de la cinta

Angulo

Aglomerados de mineral

20º

Aluminio

15º

Arcilla seca

25º

Azufre en trozos

20º

Carbón

17º-20º

Dolomita

20º

Escoria

18º

Fosfato

15º-22º

Mineral de grano irregular

18º

Mineral de grano regular

20º

Ferrocarriles El sistema de transporte por ferrocarril, ha sido utilizado como equipo de transporte básico desde los inicios de la minería, pero hoy en día se ha dejado un poco de lado por las innumerables restricciones que deben cumplirse para su operación, de hecho se considera al ferrocarril un equipo de transporte horizontal, por su poca capacidad para trabajar en pendientes (0-2% de pendiente, obviamente dejando de lado los ferrocarriles de cremallera), otra restricción muy importante es su alto valor en su inversión inicial, por lo que hoy en día el desarrollo de la tecnología, en cuanto a otros sistemas de transporte, han hecho que los ferrocarriles se consideren para proyectos de prolongada vida y con ciertas características o condiciones que hagan factible su utilización.

Estación de ferrocarriles de Chañarcillo

El ferrocarril, es un equipo de grandes capacidades de transporte, puede ser eléctrico (menores costos y no requiere mucha ventilación) o diesel. el sistema está constituido de carros, vías, una unidad de potencia (locomotora) y del aspecto dinámico del transporte (diseño de sus componentes). la capacidad requerida de un ferrocarril se obtiene en función del ritmo de producción, distancias de transporte, sistema de carguío, restricciones dimensionales, número y características de carros, puntos de carguío y descarga

Los carros se componen de la caja o tolva, de su chasis o bastidor y del sistema de rodadura. La caja o tolva debe cumplir condiciones de resistencia y volumen útil de carga, tales que satisfagan las condiciones que permitan un transporte eficiente del material, es decir bajos costos y sin pérdidas de tiempo. Debe resistir golpes, desgaste y corrosión, el volumen debe aceptar el máximo de capacidad de carga, debe permitir una fácil carga y descarga, adaptarse a la sección del túnel y a las condiciones generales de la mina.

Averiguar sobre los sistemas de descarga de carros 

Características de las vías  Las vías se componen de una infraestructura base (piso), de una

superestructura o afirmado (material de asiento para la vía) y de las vías mismas (rieles, elementos de sujeción y durmientes)

Infraestructura o base  Infraestructura o base: es la excavación en el piso la cual contendrá y en

la que se asentará el material de la superestructura. esta base deberá conectarse al drenaje con el fin de proteger el material del afirmado (aguas ácidas, saturación de aguas, etc.).

Superestructura o afirmado Superestructura o afirmado: consiste en una capa de ripio chancado, de una granulometría homogénea que servirá de asiento para la vía y permitirá que las aguas drenen a través de ellas. la calidad de este afirmado es de vital importancia, ya que la instalación de las vías requiere de gran precisión y debe garantizar esta calidad para la operación del ferrocarril (no puede deformarse).

Rieles

los rieles descansan anclados sobre durmientes, los cuales pueden ser de madera (roble o eucalipto), concreto o acero. el durmiente tiene como función mantener en trabajo a los rieles, transmitiendo los esfuerzos a la infraestructura, deben resistir las condiciones de trabajo y ambiente de la mina (esfuerzos, humedad y presencia de aguas ácidas).

los rieles de acero tienen radios de curvatura mínimo de 25 a 30 metros. Comúnmente se utilizan los rieles llamados de patín o zapata de acero, están normalizados y se clasifican por su peso lineal (14-24 kg/m) el cual dependerá del tamaño del convoy, el largo dependerá de la facilidad que signifique su instalación (10-12 m máximo). la sección transversal del riel se divide en cabeza (100-130 kg/mm 2 de resistencia), alma (100-130 kg/mm 2 ) y zapata o patín (50-60 kg/mm 2 , es el que va en contacto al durmiente).

Equipos de carga y transporte para la minería “Subterránea”  El sistema escogido responde a criterios particulares de cada mina,

como la geometría del yacimiento mineralizado, el tipo y calidad del macizo rocoso, la profundización de las labores, cantidad de material a extraer, criterio de costos, entre otros.  Se utilizan un sistema de acarreo de minerales discreto mediante camiones de bajo perfil, trenes o por el mismo LHD que acarrean el mineral distancias largas hasta un chancador o hasta el punto de vaciado para camiones, mermando el rendimiento de estos equipos. La correa transportadora es una alternativa para transportar minerales de forma continua, pero requiere de un chancador previo debido a la restricción sobre el tamaño máximo tratable.

Scoop o LHD  Basados en el concepto de Cargar - Transportar y Descargar surge como

la solución más efectiva para compatibilizar Rendimiento - Capacidad Maniobrabilidad limitada principalmente a la necesidad de minimizar el desarrollo de infraestructura y por ende el costo que implica construir accesos a labores subterráneas.

¿Qué es un LHD? L.- (Load): Cargar H.- (Haul): Transportar D.- (Dump): Descargar

L:CARGA

H:TRANSPORTAR D:DESCARGAR

Especialmente diseñado para trabajar en minería subterránea: •Pequeños radios de giro •Pequeño Ancho y alto

•Gran capacidad de tolva (pala) •Buena velocidad de desplazamiento •Cargar camiones, piques y piso •Existen LHD Diesel y eléctricos

LHD

Permite realizar el ciclo de carguío, transporte en distancias mayores (200-250 m hasta 300 m) y descarga en un tiempo menor, lo que significa un mayor rendimiento de la tarea.

Camión de bajo perfil

El LHD está capacitado para cargar Camiones de bajo perfil y camiones convencionales de altura adecuada, puede también descargar sobre piques de traspaso o sobre el suelo para que otro equipo continúe con el carguío.

Características LHD  El mercado de los equipos LHD ofrece una gran variedad de modelos,

de diferentes tamaños, con capacidades de balde que van desde 1 hasta 13 yd3  Son altamente eficientes en distancias de acarreos de no más de 300 m.  El balde es soportado por la estructura del Scoop, esto permite que el balde con el material alcance óptimos resultados, sin importar el tonelaje del material.  El balde del Scoop se puede levantar, alcanzando la altura de un camión de bajo perfil. El balde se invierte hacia la parte de adelante para poder descargar el material.

Características LHD  El equipo posee un gran radio de giro, lo que permite que pueda



 



adaptarse a distintos tipos de cruces de galerías. Una característica muy importante es que este equipo tiene una estructura muy pequeña, pero el balde es muy grande con relación a la estructura, esto permite tener una gran productividad. el equipo tiene dos estructuras, una de estas es el balde y su soporte y otra es el motor y la cabina, unidas por un pasador de alta resistencia. Las marchas de este equipo son iguales en ambos sentidos, esto permite que el operador pueda moverse a la misma velocidad en el momento de cargar y descargar, lo que implica que los tiempos de carga y descarga sean mucho menores. El motor del equipo tiene mucha potencia, pero también emite mucho ruido.

Tipo de LHD

Largo mm

Ancho mm

Radio giro mm

Capacidad carga kg

4597 5486 6970 7341 8407 8620 9957 9252 10003 10508 10508 11410 14011

1050 1448 1480 1702 1930 2100 2718 2440 2700 2700 2700 3000 3900

3191 3734 4730 5004 5511 5780 6553 6590 6537 6672 6887 7180 9440

1000 2727 3500 4540 5897 6200 9545 9600 12000 12500 14000 15000 25000

9195 10640 10697

2482 2720 3048

6400 6680 7390

9000 12000 16200

5283 6593 8223 8530 9490 9800 10287 12396

1219 1651 1956 2040 2610 2590 2769 3404

3505 4700 5465 5800 6320

1361 3629 6000 10000 9525 12272 13608 20412

Tamrock Micro-100 EJC 61 TORO 151 EJC 100 D EJC 130 D TORO 301 EJC 210 D TORO 400 TORO 450 TORO 1250 TORO 1400 TORO 650 TORO 2500E Elphinstone 1500 1700 2800

Wagner HST-1A ST-2D ST - 3.5 ST-1000 ST-6C ST-7.5Z ST-8B ST-15Z

7010 8443

Partes principales LHD A:Bastidor B:Neumático delantero izquierdo C. Luces delanteras D:Cucharón y varillaje E:Neumático delantero derecho F:Cilindro de la dirección G:Botella del lava parabrisas H:Tanque hidráulico I:Traba del bastidor de la dirección J:Neumático trasero derecho

K:Filtro de aire L:Motor M:Tanque de combustible N:Depósito de lubricación automática O:Controles a nivel del suelo P:Radiador Q:Luces traseras R:Tren de fuerza S:Neumático trasero izquierdo T:Ventanas

Procedimiento de trabajo Para la operación de llenado de cucharon se deben seguir tres pasos fundamentales 1. Buena penetración inicial de acuerdo al tipo de material con el cucharón rozando el piso 2. Levantar la cuchara aproximadamente 15 centímetros 3. Mantenga buena tracción levantando el brazo y plegando la cuchara 4. El desplazamiento debe realizarse con el cucharon cargado a poca altura, 40 cm aproximadamente.

Para el caso donde el LHD descarga sobre un camión bajo perfil el equipo luego de excavar se dirige al camión que está a un costado de la pala, en el lugar levanta y descarga en el camión de bajo perfil, luego baja el balde y retorna nuevamente hacia la posición de carguío para repetir el ciclo.

la configuración Lhd-punto de vaciado el equipo luego de excavar se dirige al punto de transferencia o de vaciado donde procede a realizar la descarga: En el caso de camión o pique debe levantar el balde y proceder a la descarga para luego retornar al punto de carguío

Funcionamiento Existen dos tipos de SCOOP de impulsión Diésel y Eléctricos. Los cuales entre ellos poseen una gran cantidad de diferencias y limitaciones, siendo para los SCOOP de impulsión diesel las limitaciones más importantes, el producir un ambiente contaminado, un alto nivel del ruido, un alto consumo de combustible, etc. Pero es Autónomo, se puede desplazar a cualquier lugar, el SCOOP eléctrico es un equipo ecológico, no emite ruidos, no sofoca las labores mineras, consume menos aire de la ventilación, pero tiene interrupciones en su proceso productivo, hay pausas en su ciclo productivo debido a la instalación del enchufe del cable del SCOOP a una nueva toma de corriente, cuando cambia de sentido.

Características

LHD Diésel

LHD Eléctrico

Autonomía

Mayor autonomía de trabajo

Menor autonomía de trabajo, dado que necesita cables de alimentación

Infraestructura adicional

Red de abastecimiento de petróleo

Instalaciones eléctricas especiales

Requerimientos de ventilación (CFM)

100 CFM por cada HP de la máquina.

Menor, solo para enfriamiento del motor

Respuesta al torque

Menor, implica mas maniobras

Mayor, llena el balde de una sola vez

Emisión de gases

Emisión de gases CO2, CO

NO existe emisión de gases

Ruido y vibraciones

Mayor

Menor

Rodaje

Rodaje mas duro, mayores derrames, por mala mantención de carpetas

Rodaje mas suave, menores derrames, ya que se requiere mantención de carpetas

Costo de mantención del motor

Mayor, motor mas complejo dado du mayor numero de componentes

Menor, motor mas simple y menor número de componentes

Limpieza de carpetas de rodados

Menor, dado que no existen cables

Mayor por la existencia de cables

Distancia de acarreo

Hasta 300 metros

Menor, limitada por el largo del cable

Sentido de acarreo

Sin restricción

Un solo sentido de balde

Inversión inicial

70%

100%

Costo Operación

100%

70%

Camión Articulado Bajo Perfil Diésel  Estos camiones poseen la capacidad de trasladar grandes cantidades de material por las estrechas galerías ocupadas en faenas mineras subterráneas.  Estos equipos pueden ser cagados mediante los equipos de carga LHD que generalmente se encuentran situados en el nivel de producción para luego transportar el material a las zonas de recepción de material para su posterior descarga.

Características  Poseen alto rendimiento en labores horizontales.  Posee buen rendimiento en pendientes, pero estas deben evitarse.

 Capacidad de llenado de 15 a 60 m3  Cargado desde buzones en puntos de transferencia.  Buen rendimiento en labores estrechas y rectas.  Accionamiento diésel y/o eléctrico.  Requerimiento de la carpeta de rodado.  Radio de giro de 42,5°  Potencia de 485 kW de 650 HP.

 Posee siete velocidades hacia adelante y dos en reversa.  Son utilizado idealmente en galerías de 5 x 5.

El equipo a utilizar en la faena minera va a depender del tamaño de la galería, de la cantidad de material a transportar y dejando en claro que existirán galerías de descargas con mayores dimensiones al interior mina.

Camión Eléctrico Bajo Perfil

Características del equipo: - Capacidad de 15 a 50 toneladas - Alimentación eléctrica por trole - Posee dos motores eléctricos de 1000 Vol. y 350 HP. - Camión Articulado - Gran velocidad en pendientes - Cabina anti-volcado - Sistema de carga por equipo LHD - Angulo de descarga 72° y en 1 minuto. - Sistema de transporte en galerías de 4,5 x 4,5

Sistema de alimentación

El sistema de alimentación por trole, instalado en la corona (techo) de la galería, alimenta al equipo mediante un brazo colector con sistema de suspensión.

características  Bajo nivel de contaminación  Menor sección de la galería

 Equipo semiautónomo  Optimización de la producción  Mayor rendimiento del operador  No necesita almacenamiento de petróleo en la mina  Necesita la instalación del sistema trole  Baja emisión de ruidos (mejor ambiente de trabajo)

Velocidades y capacidades

Posicionamiento de la carga

Camiones Rígidos (Supra)

Características              

Radio de giro de 9,2 metros Capacidad en pequeños túneles Alta disponibilidad Lubricación automática Posee cinco ejes Descarga hacia el costado (descarga lateral) Trabaja en niveles más profundo Acceso solo por rampa de acceso Posee cámaras de reversa y carga Fácil mantenimiento, no necesita herramientas especiales Capacidad de carga 80.000 Kg Peso total de carga: 138.000 Kg Entra en túneles de 5 x 5 metros El carguío se realiza mediante los buzones de traspaso

Mecanismo de Carguío mediante buzones de traspaso

Diagrama de Carga

Descarga lateral

¿Cómo definir la misión personal? Tres canteros, sentados a la mesa en una taberna, Descansan de su jornada de trabajo bebiendo una cerveza. El Tabernero se acerca y les pregunta … ----¿QUE HACE EN LA VIDA?

¡Tallo piedras!

¡ Tallo piedras para levantar un muro!

¡Yo estoy construyendo una Catedral !

Cálculos de equipos

Selección de equipos Procedimiento:  Determinar la producción requerida  Tasas anuales que deben convertirse a tasas diarias  Considera mineral y estéril  Determinar alcance o recorridos de transporte  Distancias y pendientes a recorrer  Calcular tiempo de ciclo  Componente fija (cargar, girar, descargar, …) y componente variables (transporte)  Calcular capacidad  tasa de prod. = cap. x (no. de ciclos / u. tiempo)  productividad= tasa de prod. x factores de eficiencia  Iterar para mejorar la productividad  Calcular el tamaño de la flota de equipos  Economía de escala vs. flexibilidad  Depende de disponibilidad (enfoque probabilístico)  Iterar para reducir costos de capital y de operación

Producción requerida  Fórmulas empíricas para determinar el ritmo de producción  Regla de Taylor (1976): 

vida óptima de explotación:



Ritmo óptimo de producción:

Ejemplo: Reservas 100 millones de toneladas VOE entre 16,44 y 24,66 años ROP entre 3,79 y 5,69 millones de ton al año

Producción requerida  Mackenzie (1982): 

Minería subterránea (hasta 6 millones de ton/año):



Minería a rajo abierto (hasta 60 millones de ton/año):



VOE para distintos metales:

Producción requerida  López-Jimeno (1988):

 Comentarios:  Fórmulas pueden usarse a modo referencial  Ritmos de producción se verán modificados por:

Ley media  Sobrecarga a remover  Recuperaciones metalúrgicas  Leyes de concentrados  Otros  Decisión estratégica de la empresa 

Productividad de equipos de carguío 1. 2. 3.

Capacidad colmada de balde Cp (m3) Factor de carga o llenado Fll% Capacidad de balde promedio 𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑏𝑎𝑙𝑑𝑒 𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 = 𝐶𝑝 𝑚3 ∗ 𝐹𝑙𝑙

4. Eficiencia o porcentaje de utilización UT% 5. Tiempo de ciclo (min) 6. Productividad nominal (m3/hr) 𝑚𝑖𝑛 ℎ𝑟 𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑖𝑣𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑁𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙 = 𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜 (𝑚𝑖𝑛) 𝐶𝑝 𝑚3 ∗ 𝐹𝑙𝑙 ∗ 60

Productividad de equipos de carguío 7. Productividad real (m3/hr) 𝑚𝑖𝑛

𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑖𝑣𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑟𝑒𝑎𝑙 = • Factores de carga

𝐶𝑝 𝑚3 ∗𝐹𝑙𝑙∗60 ℎ𝑟 *Utilización*disponibilidad 𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜 (𝑚𝑖𝑛)

Productividad de equipos de carguío 

Tiempo de ciclo:  Carga de balde  Giro cargado  Descarga de balde  Giro descargado

Para calcular el numero de pases o cucharadas, se aplica la siguiente fórmula: 𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑡𝑜𝑙𝑣𝑎 (𝑡𝑜𝑛) 𝑁𝑢𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑢𝑐ℎ𝑎𝑟𝑎𝑑𝑎𝑠 = 𝐶𝑎𝑝 𝑐𝑢𝑐ℎ𝑎𝑟𝑎 (𝑡𝑜𝑛)

Corrección por ángulo de giro y altura 𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑖𝑣𝑖𝑑𝑎𝑑

𝑡 𝑟𝑒𝑎𝑙(ℎ)

𝑚𝑖𝑛

=

𝐶𝑝 𝑚3 ∗𝐹𝑙𝑙∗60 ℎ𝑟 *D*U*H*A*δ esp 𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜 (𝑚𝑖𝑛)

Donde:  Cp: capacidad del balde (m3)  Fll: factor de llenado.  D: disponibilidad mecánica del equipo.  U: Utilización del equipo.  H: factor de corrección por la altura de la pila de material. Para las palas de ruedas se toma H=1.  A: factor de corrección por el ángulo de giro. Para lass palas de ruedas se considera A=1.  δ esp: Densidad esponjada (t/m3)

Factor de corrección de altura El factor de corrección por altura de carga, “H”, debe tenerse en cuenta cuando, por ejemplo las palas de cables trabajan en bancos con una altura muy inferior o superior a la normal, bien porque se trata del primer banco de apertura de una mina, porque extrae el paquete de mineral de menor potencia, etc.

Factor de corrección por ángulo de giro Angulo de giro (°) 45

60

75

90

120

150

180

Factor de 1.19 1.11 1.05 1.00 0.91 0.83 0.77 corrección “H” Tabla XI, Manual de arranque, carguío y transporte a cielo abierto

El factor de giro “A”, es de gran importancia, ya que los tiempos medios de ciclo de una pala de cables se basan en un giro de la superestructura de 90°. Si el ángulo de giro es distinto debe introducirse un factor de corrección.

Factor de llenado El factor de llenado de un balde “F”, se expresa como el porcentaje de la carga media sobre la teórica máxima posible, según las condiciones en que se encuentre el material apilado.

Estado del material a cargar

Equipo de carga

Pala de ruedas

Pala de cables

Dragalina

Fácilmente excavable

0.95-1.00

0.95-1.00

0.95-1.00

Excavabilidad media

0.80-0.95

0.85-0.95

0.85-0.95

Difícilmente excavable

0.50-0.80

0.75-0.85

0.70-0.80

Camión  Combinaciones pala-camión

Gigantes de Acero

Objetivos claros!!  ¿Equipos que participan en la operación?  ¿Problemas en la operación?  ¿Plan b, soluciones?  ¿Áreas que participan en la operación?  ¿Problemas? Se solucionan en el turno.  ¿Importa a los jefes las fallas mecánicas?   

 

no interesan. ¿es importante la expertis del operador y jefe de turno? ¿Existe sinergia entre la operación y la mantención? gran capacidad de reacción frente a los problemas mecánicos del turno. Los resultados importan y crean valor. Cumplir las metas propuestas. Producción

Ejercicio propuesto Como fututo profesional de la Minería usted se encuentra en postulación a una de las divisiones de CODELCO, pero para ingresar debe resolver la siguiente problemática del área de carguío y transporte. Se le ha solicitado determinar la cantidad de palas y el rendimiento efectivo de los camiones (t/h) de la faena, que trabaja a un régimen 160 ktpd de mineral a chancado, cuya explotación a rajo abierto posee una razón E/M de 1.2. Las palas y camiones trabajan en un sistema de turnos de 12 horas/turno y 2 turnos/día. Considerar que la faena trabaja 360 días al año y que los camiones deben recorrer una rampa desde el fondo del pit ubicada a 2010 msnm al punto de descarga en superficie a 2520 msnm. La pendiente de la rampa para los primeros 3.2 km desde el fondo del Pit es de 12%, luego recorren un tramo horizontal de 600 m y el resto del recorrido en la rampa tiene una pendiente de 8%. Por otro lado, las palas poseen una disponibilidad física de 95%, el porcentaje de reserva es de 11%, porcentaje de pérdidas operacionales (PO) de 4%, demoras programas (DP) 49 min/turno y las demoras no programas (DNP) son de 34 min/turno. Además considere los siguientes datos para lo solicitado.

Ejercicio propuesto

Determine: a) Índices Operacionales de los equipos de carguío DF%, y UT ef% b) Cantidad de equipos de carguío necesarios para cumplir con el movimiento total de la mina. c) Longitud total de la rampa. d) Rendimiento efectivo y flota de camiones

Resultados Palas Disponibilidad

95%

Utilización efectiva

72.8%

Producción (t/h)

5743.3

N° palas

3

Camiones Disponibilidad

91%

Utilización efectiva

94%

Producción (t/h)

633

N° Pases

4

Flota de camiones

23

Distancia rampa=5414 metros

Cálculo Tolva-Camión Optimo Minera buenaventura ubicada en la Provincia de Castilla, Departamento de Arequipa a 1,350Km de Lima entre 3,800 y 4,500 msnm, posee camiones cat 793 con capacidad nominal de 218 toneladas, la capacidad de balde del equipo de carguío es de 30 m3 y la densidad del material es de 1.8 t/m3, el factor de llenado actual es de 90% sin embargo es posible mejorar este factor 95%. Existen dos tipos de tolva para el caex 793, 127 m3 y 147 m3. Se pide gestionar la adquisición de la tolva óptima para el camión.

Ejercicio Propuesto Como fututo profesional de la Minería usted se encuentra en postulación a BHP Billiton, pero para ingresar debe resolver la siguiente problemática del área de carguío y transporte. Se le ha solicitado determinar la cantidad de palas y el rendimiento efectivo de los camiones (ton/hr) de la faena, que trabaja a un régimen 130 ktpd de mineral a chancado, cuya explotación a rajo abierto posee una razón E/M de 2:1. Las palas y camiones trabajan en un sistema de turnos de 8 horas/turno y 3 turnos/día. Considerar que la faena trabaja 360 días al año y que los camiones deben recorrer una rampa desde el fondo del pit ubicada a 2200 msnm al punto de descarga en superficie a 2700 msnm. La pendiente de la rampa para los primeros 2.5 km desde el fondo del Pit es de 10%, luego recorren un tramo horizontal de 750 m y el resto del recorrido en la rampa tiene una pendiente de 8%.

Ejercicio Propuesto Por otro lado, las palas poseen una disponibilidad física de 93%, el porcentaje de reserva es de 13%, porcentaje de pérdidas operacionales (PO) de 6%, demoras programas (DP) 52 min/turno y las demoras no programas (DNP) son de 28 min/turno. Además considere los siguientes datos para lo solicitado.

Ejercicio Propuesto Determine: a) Índices Operacionales de los equipos de carguío DF% y UT% b) Cantidad de equipos de carguío necesarios para cumplir con el movimiento total de la mina. c) Longitud total de la rampa. d) Rendimiento efectivo de los camiones y flota.

Cálculo de Productividad  Productividad depende de  Capacidad de la tolva

Definida por construcción  Depende de características del material a transportar  Densidad  tamaño de colpas  esponjamiento  Número de viajes por hora  Peso del vehículo  Potencia del motor  Distancia de transporte  Condiciones del camino (pendiente, calidad del terreno)  Productividad  Teórica  Promedio 

Productividad teórica  Corresponde al peso o volumen por hora producido por una unidad en operación si no ocurren

retrasos o pausas en la producción.  Indica el potencial máximo productivo de un equipo, lo que muy raramente ocurre en la práctica. 1.- Tiempo de ciclo de transporte (min) 2.- Capacidad nominal del equipo (ton) 3.- Factor de esponjamiento FE 4.- Densidad de material esponjado (ton/m3) 5.- Productividad (ton/hra) 𝑚𝑖𝑛 60 ∗ 𝑐𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑛𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙(𝑡𝑜𝑛) 𝑡𝑜𝑛 ℎ𝑟 𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑖𝑣𝑖𝑑𝑎𝑑( )= ℎ𝑟 𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜 (𝑚𝑖𝑛) 6.- Tasa de remoción de volume in situ (m3/hr)

60

𝑡𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑚𝑜𝑐𝑖ó𝑛(

𝑚𝑖𝑛 ∗ 𝑐𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑛𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙(𝑡𝑜𝑛) ℎ𝑟

𝑚3 )= 𝑡𝑜𝑛 ℎ𝑟 𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜 𝑚𝑖𝑛 ∗ 𝐹𝐸 ∗ 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑒𝑠𝑝𝑜𝑛𝑗𝑎𝑑𝑎( ) 𝑚3

Productividad promedio  Corresponde al peso o volumen por hora producido por una unidad en

operación, considerando retrasos fijos y variables.  Esta tasa de producción debe aplicarse al periodo de tiempo deseado (día, turno) para estimar la producción total.

𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑐𝑖ó𝑛 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑟𝑖𝑎 𝑐𝑎𝑚𝑖ó𝑛(

𝑡𝑜𝑛 )= ℎ𝑟

60

𝐹𝑙𝑜𝑡𝑎 𝑐𝑎𝑚𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 =

𝑚𝑖𝑛 ∗ 𝑐𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑐𝑎𝑚 𝑡𝑜𝑛 ∗ 𝑢𝑡𝑖𝑙𝑖𝑧𝑎𝑐𝑖ó𝑛 ∗ 𝑑𝑖𝑠𝑝𝑜𝑛𝑖𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 ℎ𝑟 𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜 (𝑚𝑖𝑛)

𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑐𝑖ó𝑛 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑟𝑖𝑎 𝑟𝑒𝑞𝑢𝑒𝑟𝑖𝑑𝑎 𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑐𝑖ó𝑛 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑟𝑖𝑎 𝑐𝑎𝑚𝑖ó𝑛

Tiempo de ciclo  Tiempo de carga: depende del número de paladas necesarias para llenar la capacidad del camión (o unidad de transporte)

1.- Capacidad nominal del camion (ton) 2.-Capacidad nominal de la pala (m3) 3.- Factor de llenado del balde 4.- Densidad esponjada (t/m3) 5.- Tiempo de ciclo de excavadora (min)

𝑁ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑝𝑎𝑠𝑒𝑠 =

𝑐𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑐𝑎𝑚 𝑡𝑜𝑛 𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑝𝑎𝑙𝑎 𝑚3 ∗ 𝐹𝑙𝑙 ∗ 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑒𝑠𝑝𝑜𝑛𝑗𝑎𝑑𝑎

𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑎𝑚𝑖ó𝑛 =Número de pases* tiempo de ciclo de excavadora (min)

Tiempo de ciclo  Tiempo de giro, posicionamiento y descarga:

 Tiempo de posicionamiento en punto de carguío:

Tiempo de ciclo  Tiempo de transporte:  Resistencia por pendiente: esfuerzo de tracción necesario para

sobreponerse a la gravedad y permitir el ascenso del vehículo en una vía que asciende. Corresponde a 1% del peso del vehículo por cada 1% de pendiente. Por ejemplo, un camino con 5% de pendiente tiene una resistencia por pendiente de un 5% del peso total movilizado (peso del camión más el peso de la carga).  Resistencia a rodar de los neumáticos del vehículo: corresponde al esfuerzo de tracción necesario para sobreponerse al efecto retardatorio entre los neumáticos y la vía. A modo de ejemplo, para un camino bien mantenido y seco de tierra y grava, la resistencia es de 2% del peso movilizado.

Tiempo de ciclo  Tiempo de transporte:  Se utilizan gráficos de rendimiento para definir velocidades  Factores a considerar:   

  

Pendiente Condiciones de la vía Resistencia total = resistencia por pendiente + resistencia a rodar Peso del equipo Peso de la carga Curva de rendimiento del equipo para las distintas marchas del motor

Tiempo de ciclo  Tiempo de

transporte:  Pendiente favorable  Determinar peso total  Determinar pendiente efectiva (real – rodadura)

Tiempo de ciclo  Tiempo de

transporte:  Pendiente desfavorable  Determinar peso total  Determinar pendiente efectiva (real + rodadura)

Tiempo de ciclo  Tiempo de transporte:  Gráficos entregan velocidades máximas  Se deben obtener velocidades promedio: factor correctivo

 Tiempo de regreso: factores

Esfuerzo de tracción disponible o rimpull El esfuerzo de tracción disponible o “rimpull” es la cantidad de kilógramos fuerza que un motor puede entregar al punto de contacto de las ruedas motrices. 𝐸𝑠𝑓𝑢𝑒𝑟𝑧𝑜 𝑡𝑟𝑎𝑐𝑐𝑖ó𝑛 =

270 ∗ 𝑝𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 ℎ𝑝 ∗ 𝑟𝑒𝑛𝑑. 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑚𝑖𝑠𝑖ó𝑛 𝑘𝑚 𝑉𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑( ) ℎ

El rendimiento de la transmisión se encuentra entre un 70% y 80%.

….pero no todo es potencia Condiciones como el perfil de transporte, el estado de los caminos y el peso del equipo, determinan cómo la potencia disponible se traduce en rendimiento del equipo

Resistencia a la rodadura La resistencia a la rodadura se define como la oposición al avance de una máquina como consecuencia de la deformación del suelo , las flexiones de los neumáticos y los rozamientos internos de los propios mecanismos del equipo. Condiciones tales como el perfil de transporte , el estado del piso y el peso del vehículo determinan cómo la potencia disponible se traduce en rendimiento del equipo.

Resistencia a la rodadura % =

Fuerza requerida en kg *100 Masa del vehículo en kg

En términos de kilogramos-fuerza o en tanto por ciento. Por ejemplo ,una resistencia de 20 kg por 1.000 kg ( 1 tonelada ) de vehículo equivale aproximadamente a un 2% de resistencia a la rodadura.

Procedimiento; Resistencia a la rodadura Un procedimiento para estimar la resistencia a la rodadura consiste en medir la profundidad del camino (H), dejada por los neumáticos en el firme de la pista. El factor de resistencia a la rodadura será igual a: 𝑘𝑔 𝑘𝑔 𝑘𝑔 𝐹𝑅𝑅 = 20 +6 ∗ 𝐻(𝑐𝑚) 𝑡 𝑡 𝑡 ∗ 𝑐𝑚 Donde la resistencia a la rodadura RR se calculará: 𝑘𝑔 𝑅𝑅 𝑘𝑔 = 𝐹𝑅𝑅 ∗ 𝑃𝑇 𝑡 𝑡 Donde: PT= Peso total del vehículo.

Ejemplo: Calcular la resistencia a la rodadura si un caex tiene capacidad de 32.6 toneladas y su peso vacío es de 36.3 toneladas. Al hacer la medición de la altura de penetración de los neumáticos en el camino, estos arrojan en promedio 30 milímetros. 𝐹𝑅𝑅

𝑘𝑔 𝑡

= 20

𝑘𝑔 𝑡

+6

𝑘𝑔 𝑡

∗ 𝑐𝑚 ∗ 3(𝑐𝑚)= 38(kg/t)

el peso total del vehículo es de 68.9 t Por lo tanto la resistencia a la rodadura sería de: 𝑘𝑔 𝑅𝑅 𝑘𝑔 = 38 ∗ 68.9 𝑡 = 2618.2 𝑘𝑔 𝑡 Y en porcentaje; %𝑅 =

2618.2 𝑘𝑔 68900 𝑘𝑔

=3.8%

Valores comunes de factores de resistencia a la rodadura Tipo de pista

Factor (kg/t)

Equivalencia en % de pendiente

Pista dura y lisa, estabilizada, que no cede bajo la carga y que se mantiene a su plena eficiencia de manera continua

20

2

Pista firme y lisa, con acabado superficial, que cede levemente bajo la carga o está ligeramente ondulada y que se mantiene aceptable

35

3.5

Nieve compacta

25

2.5

Nieve suelta

45

4.5

Pista de tierra con rodadas, que cede bajo la carga, con escaso o nulo mantenimiento y con una penetración media de las ruedas entre 25 y 40 milímetros

50

5

Pista de tierra con rodadas, blanda, sin conservación ni estabilización y con penetración media de las ruedas entre 100 y 150 mm

75

7.5

Pista de arena o grava suelta

100

10

100-200

10-20

Pista blanda o fangosa, con rodadas y sin ningún tipo de conservación

Resistencia a la pendiente Es la fuerza debida a la acción de la gravedad cuando un vehículo se mueve por una pista de transporte inclinada.  Cuando el equipo desciende por la pista, la fuerza de gravedad que

ayuda al movimiento del vehículo se conoce como pendiente asistida

Ejemplo: Un caex con peso de 100 toneladas, se desplaza por una pista de un 12%, el esfuerzo de tracción para vencer esa resistencia es de: 12000 kg

Peso  El peso es el factor determinante en la cantidad de fuerza que precisa

para vencer la resistencia a la rodadura y a la pendiente.  La fuerza restante servirá para conseguir la aceleración del equipo.

Resistencia total expresada como Pendiente compensada o efectiva

Pendiente Natural

Resistencia a la rodadura

Curvas características Para la evaluación de los tiempos de transporte cargado y vacío de un equipo, se requiere utilizar información suministrada por los fabricantes. La mayoría proporciona gráficas de tracción-velocidad, también llamadas curvas características.

Ejemplo:  Un Caex con transmisión mecánica el cual tiene un peso total de 77100

 1. 2.

3.

kilógramos , debe remontar una pendiente de un 9%, se sabe que la pista presenta una resistencia a la rodadura de 30 kg/t. Se pide calcular: La resistencia total Velocidad máxima La tracción necesaria para vencer la pendiente total.

Respuesta: La información obtenida indica que el caex subiría la pendiente total de 12%, en segunda velocidad y con una velocidad máxima de 12 km/h. la tracción mínima necesaria para remontar la pendiente sería de 16500 kg.

Precorte Producción

Jumbo

Simba

Ejercicio:  Una mina a cielo abierto debe mover diariamente un total de 400000 t

  

  

 

de material (mineral y estéril) desde el rajo. Se pide dimensionar las perforadoras considerando los siguientes parámetros: Se trabajan 2 turnos por día de 9 horas cada uno. Burdem= 10 m Espaciamiento= 9.5 m Altura de banco= 15 m Velocidad de perforación= 60 m/h Disponibilidad=85% Pasadura= 2 m Densidad del material=2.7 t/m3

Respuesta  Tonelaje del pozo= 3847,5 t  Rendimiento del pozo=226,3 (t/m)

 Necesidad de producción= 1767,6 (t/d)  Producción perforadora=1224 m/d  N° perforadoras=1.9

Ejercicio:

Factor de acoplamiento Determinar el número total de camiones que debe ser asignado a cada pala, se resuelve mediante el factor de acoplamiento (Match Factor) Suponga que: N= número total de camiones. n= número total de unidades de carga. T= tiempo de ciclo de los camiones. t= tiempo de ciclo por baldada. x= número de camiones por unidad de carga. p= número de baldadas necesarias para llenar un camión.

Demostración FA

Factor de acoplamiento Se define factor de acoplamiento como: 𝑁∗𝑃∗𝑡 𝐹𝐴 = 𝑛∗𝑇

Donde: N: número de camiones. P: número de pases. t: tiempo de ciclo pala. n: numero de palas. T: tiempo de ciclo camión.

Factor de acoplamiento Consideraciones: Si FA>1, flota de camiones sobrestimada. (Ojo) 2. Si FA<1, flota de camiones subestimada. 1.

Ideal, FA=1 lo que me indica que las palas están saturadas.

Importante El calculo de camiones N se determina asignando al factor de acoplamiento su valor óptimo, FA=1 𝑁∗𝑃∗𝑡 𝐹𝐴 = 𝑛∗𝑇

Esto implica que : 𝑛∗𝑇 𝑁= 𝑝∗𝑡

Ejercicio Planteado Se trata de cargar caliza volada con una densidad esponjada de 1.7 t/m3, y se dispone de 3 palas con un cucharon de 10.3 m3 de capacidad y 15 camiones de 77.2 toneladas y tolva de 51.3 m3, con este material la pala tiene un tiempo por baldada de 0.7 minutos, con un factor de llenado de 90%, mientras que el camión tarda en su recorrido y descarga 12 minutos.

Calcular: 1. Factor de acoplamiento. 2. Optimizar la flota.

Resultados  FA=1.13

 Flota de camiones óptima= 13.3 , para 3 palas.

Nota: para la determinación de los equipos de transporte no ha sido necesario saber las producciones de la pala y los camiones.

Equipos camion palas es 3 1 3 2 3 3 3 4 3 5 3 6 3 7 3 8 3 9 3 10 3 11 3 12 3 13 3 14 3 15 3 16 3 17 3 18 3 19

Costo PTA/h Teórica Corregida camion pala es Costo total Producción (t/h) Producción (t/h) 72000 18000 90000 305 305 72000 36000 108000 610 610 72000 54000 126000 915 915 72000 72000 144000 1220 1220 72000 90000 162000 1525 1525 72000 108000 180000 1830 1830 72000 126000 198000 2135 2135 72000 144000 216000 2440 2440 72000 162000 234000 2745 2745 72000 180000 252000 3050 3050 72000 198000 270000 3355 3355 72000 216000 288000 3660 3660 72000 234000 306000 3965 3965 72000 252000 324000 4270 4052 72000 270000 342000 4575 4052 72000 288000 360000 4880 4052 72000 306000 378000 5185 4052 72000 324000 396000 5490 4052 72000 342000 414000 5795 4052

FA 0.08 0.15 0.23 0.30 0.38 0.45 0.53 0.60 0.68 0.75 0.83 0.90 0.98 1.05 1.13 1.20 1.28 1.35 1.43

Costo Unitario PTA/t 295.07 177.04 137.70 118.03 106.23 98.36 92.74 88.52 85.24 82.62 80.47 78.69 77.17 79.95 84.40 88.84 93.28 97.72 102.16

Palas

Camiones Producción pala (t/h)

0

0

0

1

4.43

1351

2

8.86

2702

3

13.29

4052

FA=1

Producción horaria 4500 4000

Producción t/h

3500 3000 2500 2000

Producción horaria

1500 1000 500 0

0

2

4

6

8

Flota de camiones

10

12

14

Producción óptima 4500

1.60

4000

1.40

Producción t/h

3500

1.20

Producción Horaria

3000

Factor de acomplamiento

1.00

2500 0.80 2000 0.60

1500

0.40

1000

0.20

500 0

0.00 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

Número de camiones

Es importante notar que al tener 13 camiones la producción es de 3965 (t/h) y que al aumentar en una unidad la cantidad de camiones, la producción aumenta a 4052 (t/h), lo que arroja un aumento en 2.1% en la producción horaria.

19

20

Producción Horaria versus costo (PTA/t) 4500

350.00

4000

300.00

3500

Producción horaria

250.00 3000 2500

200.00

2000

150.00

Producción Horaria Costo (PTA/t)

1500

100.00 1000

50.00

500 0

0.00 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

Número de camiones

El costo mínimo se alcanza con 13 camiones con un valor de 77.17 (PTA/t), si se aumenta en una unidad el costo aumenta a 79.95 (PTA/t), lo que significa un aumento en un 3.5% el costo de PTA/t.

Conclusiones  El costo mínimo de producción, se alcanza con 13 camiones y este valor

alcanza 77.7 (PTA/t), si se llegase a optar por un camión mas, el costo aumenta en un 3.5 % y la producción solo aumentaría en un 2%. .  Al optar por 13 camiones, el factor de acoplamiento es de 0.98

Costo Anual Equivalente

Costo Anual Equivalente El costo anual equivalente (CAE) es el costo por año de poseer y operar un activo durante su vida entera. CAE es a menudo utilizado como un instrumento de toma de decisiones en la valoración de inversiones cuando se comparan proyectos de inversión de duración desigual.

Método de fondo de amortización de salvamento En este método, el costo inicial (P) se convierte primero en un CAUE utilizando como factor el n FRC i . El valor de salvamento(VS) después de la conversión a un costo uniforme equivalente por medio del factor del fondo de amortización ( n FFA i ), se resta del CAUE del costo inicial 𝐶𝐴𝑈𝐸 = 𝑃 ∗ 𝐹𝑅𝐶(𝑛, 𝑖) − 𝑉𝑆 ∗ 𝐹𝐹𝐴(𝑛, 𝑖)

𝐶𝐴𝑈𝐸 = 𝑃 ∗ (

𝑖 1+𝑖 𝑛 − 1+𝑖 𝑛 −1

𝑉𝑆 ∗ (

FRC: Factor de anualidad. FFA: Factor del valor actual.

𝑖 )+( 1+𝑖 𝑛 −1

Costo operación y mantenimiento)

Ejercicio: Se requiere comprar una perforadora radial, para ello se cuenta con dos modelos. Se pide su gestión para determinar la mejor opción. Datos

Perforadora A

Perforadora B

Precio equipo

45000

90000

Tasa interés

20%

20%

Vida útil

3

8

Valor residual

7500

9000

Costo Op y Mn

9000

4000

Resultados: CAE perforadora A= 28302 dólares. CAE perforadora B= 26909 dólares.

Observación: notar que asumimos que los costos de mantención y operación se mantienen constantes en el tiempo, en el caso de los equipos mina, esta condición no sucede.

Ejercicio: Rendimiento

1.

Según el siguiente perfil de transporte y si se cuenta con 2 LHD de 3 yd3 c/u, determinar las toneladas diarias vaciadas en el pique de traspaso, considerando la siguiente información. Faena

LHD

A= 100 metros

Tiempo carga= 6 segundos

B1= 70 metros

Tiempo descarga= 5 segundos

B2= 150 metros

Tiempo maniobra= 4 segundos

2 turnos

Factor de llenado= 90%

8 horas/ turno

Disponibilidad= 90%

Densidad Insitu = 2.25 t/m3

Utilización efectiva= 93% Velocidad cargado= 15 km/h

FCV=0.88

Velocidad Vacío= 18 km/h

Galería de producción

A Pique de traspaso

Galería de producción

B2

B1

Resultado Rendimiento diario de 5102 tpd Aproximadamente.

Mantenimiento

Mantenimiento “todas las acciones que tienen como objetivo mantener un equipo / maquinaria o restaurarlo a un estado en el cual pueda llevar a cabo alguna función requerida. Estas acciones incluyen la combinación de las acciones técnicas y administrativas correspondientes”.

Confiabilidad “Confiabilidad: Es la capacidad de un activo o componente para realizar una función requerida bajo condiciones dadas para un intervalo de tiempo dado”

Confiabilidad está regida por el tiempo medio entre fallas (MTBF: Mean Time Between Failures) el cual involucra la ocurrencia de esta.

𝑀𝑇𝐵𝐹 =

𝑃𝑒𝑟í𝑜𝑑𝑜 𝑁ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑓𝑎𝑙𝑙𝑎𝑠

Mantenibilidad Es la capacidad bajo condiciones dadas, que tiene un activo o componente de ser mantenido o restaurado en un periodo de tiempo dado a un estado donde sea capaz de realizar su función original nuevamente. Esto quiere decir, que si un componente tiene un 95% de Mantenibilidad en una hora, entonces habrá 95% de probabilidad de que ese componente sea reparado exitosamente en una hora.

El MTTR (Mean Time To Repair) es el tiempo promedio para reparar de un componente. Es un indicador directo de la Mantenibilidad.

Conclusiones  Mejorar la confiabilidad.

 Disminuir la mantenibilidad

Disponibilidad Es la capacidad de un activo o componente de estar en un estado para realizar una función requerida bajo condiciones dadas en un instante definido de tiempo o durante un determinado intervalo de tiempo, asumiendo que los recursos externos necesarios se han proporcionado.

𝑝𝑒𝑟𝑖𝑜𝑑𝑜 − 𝑑𝑒𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 𝐷𝑖𝑠𝑝𝑜𝑛𝑖𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 = 𝑝𝑒𝑟𝑖𝑜𝑑𝑜

𝐷𝑖𝑠𝑝𝑜𝑛𝑖𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 =

𝑀𝑇𝐵𝐹 𝑀𝑇𝐵𝐹 + 𝑀𝑇𝑇𝑅

Ejercicio Los camiones 797F de minera los Pelambres tienen los siguientes datos. Equipo en operación continua durante 6 meses = 180 días

Se pide calcular, confiabilidad, mantenibilidad y disponibilidad.

Respuestas MTBF= 45 D/fallas MTTR= 3 D/fallas Disponibilidad= 93%

Estados evolutivos, diferentes tipos o estrategias de mantenimiento R e n d i m i e n t o

Beneficios

Decaimiento paulatino, ahorro en corto plazo

Héroes del sobre tiempo

Sin sorpresas, competitivos

Ventajas competitivas

El mejor en su clase

Motivación

Ajuste al presupuesto

emergencias

Evitar las fallas

Tiempo operado

Crecimiento

Proceder

Decayendo

Respondiendo

Disciplina organizacional

Aprendizaje organizacional

Predictivo Análisis mejoramiento proactivo Preventivo Reactivo

Mantenimiento Reactivo  No se realiza ningún mantenimiento. Son tareas “por omisión”, es decir,

el equipo se deja en servicio hasta que ocurra la falla, momento en el cual es reparado o reemplazado. Se asigna a aquellos modos de falla que no son posibles de controlar o que, por bajos costos de reparación o reposición de los ítems, conviene dejar que la falla ocurra.  Es una estrategia que debe tomarse cuando el impacto de falla sea mínimo con respecto a los costos del mantenimiento

Mantenimiento Preventivo  Corresponde al mantenimiento basado en la ejecución de tareas

preventivas predeterminadas y a frecuencia fija, básicamente aplicada a actividades preventivas (cambio de componentes o lubricación), donde es importante la estimación de la frecuencia de intervención considerando: historial de vida del activo (cuando sea posible), la experiencia, la recomendación del proveedor y de existir las garantías vigentes asociadas al activo.  En esta estrategia se consideran los Planes Mantenimiento Preventivo, Overhaul (Planes Shutdown), Planes de lubricación a frecuencia fija.

Mantenimiento Predictivo  Corresponde a las tareas que buscan identificar la condición de los

equipos “antes de la falla”.  Debe ser la primera opción a tomar ante los modos de falla, pero está condicionada a la importancia en el proceso y disponibilidad de tecnologías, recursos e infraestructura requeridas.

Técnicas END, Mantenimiento predictivo Se denomina Técnicas de ensayo no destructivo (también llamadas Técnicas END, a cualquier tipo de prueba practicada a un componente o equipo que no altere sus propiedades (físicas, químicas, mecánicas o dimensionales). Los ensayos no destructivos implican un daño no perceptible o nulo. Las más conocidas y utilizadas en la industria son:  Análisis de vibraciones  Termografía  Ultrasonido  Tintas Penetrantes  Análisis de aceite  Temperatura y presión

Mantenimiento Proactivo  En este caso, se opta por la modificación de algún componente o

equipo, o la adición de algún componente. El equipo de trabajo deberá evaluar esta opción como última alternativa, cuando no ha sido posible encontrar alguna tarea de mantenimiento que minimice o elimine la falla, siendo ésta con consecuencia en seguridad y medio ambiente

Implementación de Análisis Causa Raíz de Fallas (RCA)

Objetivo de RCA Mejorar la confiabilidad de los procesos, mediante el control de las causales que originan fallas imprevistas.

Objetivos específicos del proceso RCA 1. Identificar y definir claramente las fallas de mayor impacto y las de mayor ocurrencia para la compañía 2. Encontrar las causas básicas o raíces 3. Entregar las acciones que mitigan o eliminan las causas básicas derivadas de la investigación

1. Definir la falla a analizar 2. Análisis de falla y RCA 3. Planes de acción y seguimiento 4. Cierre de un RCA

PARETO MANTENCIÓN NO PROGRAMADA SEGÚN SUBSISTEMAS

EQUIPO MOV. TIERRA CHUQUICAMATA 2013 80.0%

% DISPONIBILIDAD FISICA

75.0% 70.0% 65.0% 60.0% 55.0% 50.0% 45.0% ENE

FEB

MAR P-1

ABR

MAY

JUN

JUL

DISPONIBILIDAD

AGO

SEP

OCT

PROMEDIO

NOV

DIC

CARGADORES FRONTALES CHUQUICAMATA 2013 80.0%

% DISPONIBILIDAD FISICA

70.0% 60.0%

50.0% 40.0% 30.0% 20.0% 10.0% 0.0% ENE

FEB

MAR

ABR

P-1 DISPONIBILIDAD PROMEDIO

MAY

JUN

JUL

AGO

SEP

OCT

NOV

DIC

Lo que hace una buena gestión! 2013

Vs.

2014 (a Mayo)

Equipos

Disponibilidad

Equipos

Disponibilidad

Variacion %

Orugas

54,0%

Orugas

59,4%

+5,4%

Neumático

63,2%

Neumático

67,1%

+3,9%

Motos

52,3%

Motos

58,5%

+6,2%

Excavadoras

69,8%

Excavadoras

79,2%

+9,4%

CF (882-884-885)

51,8%

CF (882-884-885)

59,0%

+7,2%

CF (840-841-842-995)

76,1%

CF (840-841-842-995)

76,2%

+0,1%

64,7%

+4,9%

TOTAL

59,8%

TOTAL

DISTRIBUCION DE TIEMPOS (TURNO)

45%

16%

18%

Tiempo Efectivo en Actividades del Mantenimiento

Colación y Traslados

Preparativos

100%

14%

5%

2

Demoras

Herramientas, Charlas de Seguridad, Permisos de Ingreso, Desplazamientos, Asignación de Trabajos, Evaluación de Condiciones, Coordinación, etc.

Equipos, Operadores, Materiales, Herramientas, EPP, Bloqueos / Desbloqueos, Aseo, Retiro de Materiales, Descoordinaciones, etc.

Cambio de Turno, Vestuario, EPP, otros

Pases

Benchmarking: Indicadores Industria Minera

Disponibilidad Palas

MTBF V/S MTTR PALAS

Mezcla de mineral Ejercicio: Se tiene dos stock de mineral, el primero con ley media de cobre de 2% y el segundo con una ley media de 0.5%, si la capacidad de planta es de 100000 tpd con una ley de corte de 0.8%, ¿cuanto mineral se debe transportar del stock 1 y stock 2 para cumplir con la producción requerida?

Stock 1= 20000 tpd de mineral de ley 2% Stock 2=80000 tpd de mineral de ley 0.5%

Problemas de transporte Esquema Problema de transporte

Objetivo: Minimizar costos de transporte. Restricción:  

No sobrepasar la Oferta de cada fuente. Satisfacer la demanda de cada destino

Variables: Xij: Cantidad transportada de Origen i al destino j. Objetivo: Min Z= C11X11+C12X12+C13X13+C21X21+C22X22+C23X23

No quiero asustarlos, pero ya es hora de estudiar….nos vemos. Fecha de prueba Lunes 5 de diciembre (ambos paralelos) 14:30 horas, sala por definir

Costo marginal  𝐶𝑜𝑠𝑡𝑜 𝑀𝑎𝑟𝑔𝑖𝑛𝑎𝑙 = ∆$/∆𝑡

 Diferencia del costo sobre la diferencia entre las

toneladas producidas

Tareas

Neumáticos BENCHMARKING Compañías Mineras y sus Rendimientos

MINERAS Caserones

5200

Antucoya

4200

Esperanza

3800

Ministro Hales

4900

Pascualama

5000

Gaby

8200

Sierra Gorda

3800

Los Pelambres

7800

Collahuasi

4600

Radomiro Tomic

4800

Escondida

4900

Andina

4000

Los bronces

4200

Chuquicamata

4050 0

1000

2000

3000

4000

5000

RENDIMIENTOS (HRS.)

6000

7000

8000

9000

Universidad Católica del Norte Facultad de Ingeniería y Ciencias Geológicas Departamento de Ingeniería Metalúrgica y Minas ASIGNATURA ME 804: Carguío y Transporte

Antofagasta, 2017 Elías Tapia Vega Ingeniero Civil en Minas