PARAMETROS DE LOS EQUIPOS DE CARGUIO EN MINERIA

Dentro de las operaciones unitarias elcarguo y transportees la que abarca mayor cantidad de anlisis, ya que se encuentran directamente ligadas entre s, por lo tanto el dimensionamiento de la flota considera las dos operaciones unitarias como un conjunto, debiendo recurrir al anlisis de distintas combinaciones de equipos compatibles entre s y con la operacin.INTRODUCCION

Dependiendo de las caractersticas de la explotacin, muchas alternativas de equipos quedarn fuera del anlisis, lo cual representa el primer paso de nuestro dimensionamiento (definir lmites tcnicos y/ o econmicos a los equipos a evaluar). Muchas veces slo es posible descartar una alternativa despus de haber evaluado econmicamente la flota decarguo y transporte, lo cual introduce una dificultad adicional al requerir una evaluacin ms acabada de una flota que finalmente sera descartada.

El rendimiento requerido por la explotacin es el primer dato que permitir disear la operacin unitaria y definir el rendimiento de los equipos para cumplir con el plan del perodo. Junto con ello necesitamos las caractersticas bsicas de la explotacin (dimensiones de diseo, perfiles de transporte, pendientes, reas disponibles, resistencia a la rodadura, limitantes de estabilidad por pesos mximos, otras limitantes, etc.).

Antes de ser evaluada la flota de equipos para el carguo y transporte deber cumplirse inicialmente con lo siguiente:

Compatibilidad fsica entre losequipos de carguo y transportecon la explotacin, es decir que la flota de equipos sea capaz de operar en la faena en condiciones normales de operacin y seguridad (en funcin de la altura de bancos, dimensiones operacionales, selectividad, etc.).

Compatibilidad fsica entre elequipo de carguo y el de transporte, es decir que el equipo de carguo sea capaz de operar en conjunto con el equipo de transporte (altura de descarga del carguo v/ s altura de carga del transporte).

COMPATIBILIDADFISICA

OBJETIVO DEL PROCESO es Retirar el material tronado de la frente y transportarlo adecuadamente a su lugar de destino, lo cual se puede resumir en la siguiente secuencia:Preparacin de la zona de trabajo,Posicionamiento de equipos,Retirar el material volado desde la frente de trabajo (Carguo),Traspaso del material al equipo de transporte dispuesto para el traslado,Transportedel material a su lugar de destino (Planta, acopio, botaderos, etc.),Descarga del material,Retorno del equipo de transporte al punto de carguo (si es que se requiere su retorno).

Esta secuencia se cumple hasta que haya sido retirado el material requerido de la frente.Como lo mencionamos anteriormente, este proceso productivo es el ms influyente en los costos de operacin (45% al 65% del costomina), por lo que es de gran importancia garantizar un ambiente de operacin apto para lograr los mejores rendimientos de los equipos involucrados, tanto en la parte fsica (material, equipos, mantencin, disponibilidad, insumos, etc.), como en la parte humana (operadores, mantenedores, jefes de turno, etc.).El proceso productivo decarguo y transportese puede esquematizar de la siguiente forma:

Con qu se hace?La operacin de realiza con equipos adecuados, segn la descripcin del proceso, es decir dependiendo de la continuidad del proceso y los equipos involucrados. Para el carguo se cuenta con variados equipos como Cargadores frontales, Palas hidrulicas de excavacin frontal o retro excavadoras, Palas cable, Dragalinas, Rotopalas, etc., para el caso del transporte se cuenta con equipos como Camiones convencionales (carreteros), Camiones articulados, Camiones fuera de carretera, Ferrocarriles, Correas transportadoras, Mototraillas (auto cargadoras), etc.La flota seleccionada tendr relacin directa con las caractersticas de lamina, tanto fsicas, geomtricas y operacionales (rendimientos exigidos). (Ver texto Maquinarias y Equipos Mineros para la Explotacin de unTajo Abierto).

Cul es el costo de cargar y transportar?

En funcin de los rendimientos exigidos y alcanzados, las caractersticas de la explotacin, los equipos, la operacin y el mercado, se pueden obtener costos de operacin que fluctan entre un 45 a un 65% del costo global de la operacin de la mina, pudiendo ser mayores o menores dependiendo de las condiciones de operacin en la faena. El carguo oscila entre un 10 y un 20% del costo y el transporte entre un 35 y un 45%.

En cuanto a inversiones, tambin podemos apreciar que los montos involucrados respecto a las otras operaciones unitarias, son mucho mayores ya que un camin de 240 Ton cortas cuesta ms de US$ 2.000.000, un cargador frontal adecuado para este camin tiene un valor similar y una pala hidrulica para este tipo de camiones tiene un valor superior a los US$ 5.000.000. Existen otros equipos de carguo y transporte de menores capacidades, lo cual se ver reflejado en un valor menor. Debemos notar que la capacidad de los equipos incide directamente en el rendimiento de stos.

PARAMETROS A ANALIZAR AL MOMENTO DEL CARGUIO DE MATERIAL:T = Tonelaje total a mover por perodo (toneladas).Vb = Volumen del balde del equipo de carguo (metros cbicos).FLc = Factor de llenado del equipo de carguo (%)e = Esponjamiento del material (%).FM = Factor del material que castiga el tiempo del ciclo de carguo por causa de alguna propiedad del material que haga ms difcil su manipulacin (%).TCc = Tiempo de ciclo del carguo (horas).DFc = Disponibilidad fsica del equipo de carguo (%).UTc = Factor de utilizacin del equipo de carguo (%).FOc = Factor operacional del equipo de carguo (%).HTc = Horas trabajadas por turno del carguo (horas).TDc = Turnos trabajados por da para el carguo (turnos/da).DPc = Das por perodo para el carguo (das).d = Densidad del material (toneladas / metro cbico).Cc = Capacidad del equipo de carguo (toneladas por palada).RHc = Rendimiento horario del equipo de carguo (toneladas/hora).RDc = Rendimiento diario del equipo de carguo (toneladas / da).

* Se tendr que maximizar la utilizacin de la capacidad del transporte en funcin de la capacidad del carguo o viceversa (garantizar que el nmero de paladas para llenar el equipo de transporte sea lo ms prximo a un nmero entero, de modo de maximizar el factor de llenado o aprovechamiento de la capacidad del transporte).

* Se tendr que optimizar el tiempo de llenado del transporte en funcin del tiempo de carguo, es decir que el nmero de paladas para llenar al equipo de transporte sea tal que no perjudique el rendimiento global de la flota.

Perfiles de transporte del perodo para el equipo cargado (en Kilmetros) como:Dcht= Distancias Horizontales (pendiente 0%).Dcst = Distancias en Subida (pendiente > 0%).Dcbt = Distancias en Bajada (pendiente < 0%).Dcct = Distancias en Curvas (con su respectiva pendiente).Perfiles de transporte del perodo para el equipo descargado (en Kilmetros) como:Ddht= Distancias Horizontales (pendiente 0%).Ddst= Distancias en Subida (pendiente > 0%).Ddbt= Distancias en Bajada (pendiente < 0%).Ddct= Distancias en Curvas (con su respectiva pendiente).

Velocidades desarrolladas por el equipo cargado (segn catlogo, Km/hra) como:Vcht= Velocidades en distancias horizontales (pendiente 0%+RD%).Vcst = Velocidades en subida (P% + RD%).Vcbt= Velocidades en bajada (P% RD%).Vcct = Velocidades en curvas (P% +/- RD%).

SELECCIN DE EQUIPOSProcedimiento:

Determinar la produccin requerida Tasas anuales que deben convertirse a tasas diarias Considera mineral de interes y estrilDeterminar alcance o recorridos de transporte Distancias y pendientes a recorrerCalcular tiempo de ciclo Componente fija (cargar, girar, descargar, ) y componente variables (transporte)

Calcular capacidad

tasa de prod. = cap. x (no. de ciclos / u. tiempo) productiv. = tasa de prod. x factores de eficiencia

Iterar para mejorar la productividad

Calcular el tamao de la flota de equipos

Economa de escala vs. Flexibilidad Depende de disponibilidad (enfoque probabilstico)

Iterar para reducir costos de capital y de operacin

CLASIFICACIN DE EQUIPOS DE CARGUO Y TRANSPORTEEquipos de transporte: Carga del material desde la frente de trabajo hacia un equipo de transporte que llevar el material a un determinado destino Unidades discretas o de flujo continuoUnidades sin acarreo o con acarreoEquipos de carguo:Desplazar el material extrado por el equipo de carguo hacia un punto de destino definido por el plan mineroUnidades de camino fijo o de desplazamiento libreUnidades discretas o de flujo continuoEquipos mixtos:Pueden realizar en una sola operacin el carguo y transporte del material

CONCEPTOS DE DESGLOSE DEL TIEMPOTiempo nominal: Corresponde al tiempo total considerado en el periodo de produccin. Por ejemplo, el tiempo nominal en un turno es la duracin del mismo (8 o 12 horas).Tiempo disponible: Corresponde a la fraccin del tiempo nominal en que el equipo est disponible para ser operado, es decir, se debe descontar al tiempo nominal todos aquellos tiempos en que el equipo est sujeto a mantenimiento y reparaciones.

Tiempo operativo: corresponde al tiempo en que el equipo est entregado a su operador y en condiciones de realizar la labor programada. Este tiempo se divide en:Tiempo efectivo: corresponde al tiempo en que el equipo est desarrollando sin inconvenientes la labor programada.Tiempo de prdidas operacionales: corresponde al tiempo en que el equipo, estando operativo, realiza otras labores, tales como traslados, esperas de equipo complementario, etc.Tiempo de reserva: corresponde al tiempo en que el equipo, estando en condiciones de realizar la labor productiva, no es utilizado, ya sea porque no hay un operador disponible, o bien, simplemente porque no se ha considerado su operacin en los programas de produccin para el perodo actual.

ClasificacinEQUIPOS DE CARGUIO

PALA ELECTRICA O DE CABLES

Palas elctricas o de cablesMediana y gran mineraBajo costo de operacinGrandes volmenes de produccinAlta inversinEquipos crticos en la produccinBaja movilidad

RETROEXCAVADORAS

RETROEXCAVADORA

Canteras o en pequea y mediana minera no metlicaPequeas produccionesMontadas sobre neumticos u orugas

PALA HIDRAULICA

PALA HIDRAULICA

Mayor movilidadMenor inversin que pala elctricaCosto operacional levemente mayorBaldes hasta 30 yd3Cuchara frontal o inversa

Productividad de equipos de carguo sin acarreo

FACTORES DE CARGA PARA DIFERENTES MATERIALES

Factores de carga:

ESTIMACIN DEL TIEMPO DE CICLO. El tiempo de ciclo de una excavadora tiene cuatro segmentos:1. Carga de balde2. Giro cargado3. Descarga de balde4. Giro descargadoEl tiempo de cada segmento de la operacin depender de las condiciones de trabajo, localizacin del camin o equipo de transporte, profundidad de la excavacin, existencia de obstculos, tamao de la excavadora, etc.Tpicamente el tiempo total del ciclo flucta entre los 20 y 30 segundos, pudiendo llegar a 10 a 15 segundos en casos de extrema eficiencia y a cerca de 50 segundos en casos muy complicados.

CARGADOR FRONTAL

CARGADOR FRONTALMediana y gran mineraAcarreo mnimoAlternativa a las palas Movilidad altaManejan grandes volmenesRequiere maniobra durante la carga (no slo rotacin)Acarreo debe ser mnimo para optimizar el proceso

Modelos y especificaciones de cargadores frontales Liebherr.

Modelos y especificaciones de cargadores frontales Caterpillar

EQUIPOS LHD

EQUIPOS LHD

LHD = load-haul-dumpPalas de bajo perfil minera subterrneaDistancia de acarreo de no ms de 300 mBaldes de 1.0 a 13.0 yd3

Modelos y especificaciones de LHD Wagner.

CLCULO DE PRODUCTIVIDAD DE EQUIPOS DE CARGUO CON ACARREO MINIMO.

La principal diferencia en el clculo de productividades con el caso de equipos sin acarreo, radica en que el tiempo de ciclo incluye el tiempo de transporte y regreso necesarios.Para estimar los tiempos de transporte, se puede considerar que para recorrer 60 metros a 12 km/hr el tiempo es de 30 segundos, mientras que si la velocidad se reduce a 6 km/hr, el tiempo aumenta a 60 segundos.

El ciclo puede tpicamente dividirse en:

Estos tiempos deben considerarse como los mnimos. El tiempo de transporte y regreso considerado en esta tabla incluye slo el tiempo de maniobra, por lo que debe calcularse y adicionarse el tiempo de acarreo propiamente tal. ste depender de la carga del equipo (generalmente ser ms alto cuando el equipo vaya cargado), de la pendiente, calidad del camino, trayectoria, etc.

EQUIPOS DE CARGUO DE FLUJO CONTINUO

EXCAVADOR DE BALDES

Estos equipos se utilizan principalmente en minera dematerial blando o remocin de sobrecarga no consolidada. El principal tipo de equipos es el bucketwheel excavator (excavador con rueda de baldes) queconsiste bsicamente en una serie de baldes dispuestosen la periferia de una rueda que gira removiendo demanera continua el materia

Su utilizacin puede verse en minera del carbn, de arenas bituminosas o en la construccin y remocin de pilas de lixiviacin.

DRAGADORAS

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

GRACIAS