carguio y-transporte - Maquinaria

EXPLOTACIÓN DE MINAS – UNIVERSIDAD DE CHILEEXPLOTACIÓN DE MINAS – UNIVERSIDAD DE CHILE
Selección de equiposSelección de equipos
 Procedimiento:Procedimiento:
 Determinar la producción requeridaDeterminar la producción requerida
 Tasas anuales que deben convertirse a tasas diariasTasas anuales que deben convertirse a tasas diarias
 Considera mineral y estérilConsidera mineral y estéril
 Determinar alcance o recorridos de transporteDeterminar alcance o recorridos de transporte
 Distancias y pendientes a recorrerDistancias y pendientes a recorrer
 Calcular tiempo de cicloCalcular tiempo de ciclo
 Componente fija (cargar, girar, descargar, …) yComponente fija (cargar, girar, descargar, …) y
componente variables (transporte)componente variables (transporte)
 Calcular capacidadCalcular capacidad
 tasa de prod. = cap. x (no. de ciclos / u. tiempo)tasa de prod. = cap. x (no. de ciclos / u. tiempo)
 productiv. = tasa de prod. x factores de eficienciaproductiv. = tasa de prod. x factores de eficiencia
 Iterar para mejorar la productividadIterar para mejorar la productividad
 Calcular el tamaño de la flota de equiposCalcular el tamaño de la flota de equipos
 Economía de escala vs. flexibilidadEconomía de escala vs. flexibilidad
 Depende de disponibilidad (enfoque probabilístico)Depende de disponibilidad (enfoque probabilístico)
 Iterar para reducir costos de capital y de operaciónIterar para reducir costos de capital y de operación

Producción requeridaProducción requerida
 Fórmulas empíricas para determinar elFórmulas empíricas para determinar el
ritmo de producciónritmo de producción
 Regla de Taylor (1976):Regla de Taylor (1976):
 Vida óptima de explotación:Vida óptima de explotación:
 Ritmo óptimo de producción:Ritmo óptimo de producción:
Ejemplo:Ejemplo:
Reservas 100 millones de toneladasReservas 100 millones de toneladas
VOE entre 16,44 y 24,66 añosVOE entre 16,44 y 24,66 años
ROP entre 3,79 y 5,69 millones de ton al añoROP entre 3,79 y 5,69 millones de ton al año

 Mackenzie (1982):Mackenzie (1982):
 Minería subterránea (hasta 6 millones de ton/añoMinería subterránea (hasta 6 millones de ton/año):):
 Minería a rajo abierto (hasta 60 millones deMinería a rajo abierto (hasta 60 millones de
ton/añoton/año):):
 VOE para distintos metales:VOE para distintos metales:

 López-Jimeno (1988):López-Jimeno (1988):
 Comentarios:Comentarios:
 Fórmulas pueden usarse a modo referencialFórmulas pueden usarse a modo referencial
 Ritmos de producción se verán modificados por:Ritmos de producción se verán modificados por:
 Ley mediaLey media
 Sobrecarga a removerSobrecarga a remover
 Recuperaciones metalúrgicasRecuperaciones metalúrgicas
 Leyes de concentradosLeyes de concentrados
 OtrosOtros
 Decisión estratégica de la empresaDecisión estratégica de la empresa

Clasificación de equipos deClasificación de equipos de
Carguío y TransporteCarguío y Transporte
 Equipos de transporteEquipos de transporte::
 Carga del material desde la frente de trabajo hacia unCarga del material desde la frente de trabajo hacia un
equipo de transporte que llevará el material a unequipo de transporte que llevará el material a un
determinado destinodeterminado destino
 Unidades discretas o de flujo continuoUnidades discretas o de flujo continuo
 Unidades sin acarreo o con acarreoUnidades sin acarreo o con acarreo
 Equipos de carguíoEquipos de carguío::
 Desplazar el material extraído por el equipo de carguíoDesplazar el material extraído por el equipo de carguío
hacia un punto de destino definido por el plan minerohacia un punto de destino definido por el plan minero
 Unidades de camino fijo o de desplazamiento libreUnidades de camino fijo o de desplazamiento libre
 Unidades discretas o de flujo continuoUnidades discretas o de flujo continuo
 Equipos mixtosEquipos mixtos::
 Pueden realizar en una sola operación el carguío yPueden realizar en una sola operación el carguío y
transporte del materialtransporte del material

Conceptos de desglose delConceptos de desglose del
tiempotiempo
 Tiempo nominalTiempo nominal::
 Corresponde al tiempo total considerado en el periodo deCorresponde al tiempo total considerado en el periodo de
producción. Por ejemplo, el tiempo nominal en un turno es laproducción. Por ejemplo, el tiempo nominal en un turno es la
duración del mismo (8 o 12 horas).duración del mismo (8 o 12 horas).
 Tiempo disponibleTiempo disponible::
 Corresponde a la fracción del tiempo nominal en que el equipoCorresponde a la fracción del tiempo nominal en que el equipo
está disponible para ser operado, es decir, se debe descontar alestá disponible para ser operado, es decir, se debe descontar al
tiempo nominal todos aquellos tiempos en que el equipo estétiempo nominal todos aquellos tiempos en que el equipo esté
sujeto a mantenimiento y reparaciones.sujeto a mantenimiento y reparaciones.

Conceptos de desglose delConceptos de desglose del
tiempotiempo
 Tiempo operativoTiempo operativo: corresponde al tiempo en que el: corresponde al tiempo en que el
equipo está entregado a su operador y en condiciones deequipo está entregado a su operador y en condiciones de
realizar la labor programada. Este tiempo se divide en:realizar la labor programada. Este tiempo se divide en:
 Tiempo efectivoTiempo efectivo: corresponde al tiempo en que el equipo está: corresponde al tiempo en que el equipo está
desarrollando sin inconvenientes la labor programada.desarrollando sin inconvenientes la labor programada.
 Tiempo de pérdidas operacionalesTiempo de pérdidas operacionales: corresponde al tiempo en que: corresponde al tiempo en que
el equipo, estando operativo, realiza otras labores, tales comoel equipo, estando operativo, realiza otras labores, tales como
traslados, esperas de equipo complementario, etc.traslados, esperas de equipo complementario, etc.
 Tiempo de reservaTiempo de reserva: corresponde al tiempo en que el: corresponde al tiempo en que el
equipo, estando en condiciones de realizar la laborequipo, estando en condiciones de realizar la labor
productiva, no es utilizado, ya sea porque no hay unproductiva, no es utilizado, ya sea porque no hay un
operador disponible, o bien, simplemente porque no se haoperador disponible, o bien, simplemente porque no se ha
considerado su operación en los programas deconsiderado su operación en los programas de
producción para el período actual.producción para el período actual.

Equipos de carguíoEquipos de carguío

ClasificaciónClasificación

Palas eléctricas o de cablesPalas eléctricas o de cables
 Mediana y gran mineríaMediana y gran minería
 Bajo costo de operaciónBajo costo de operación
 Grandes volúmenes de producciónGrandes volúmenes de producción
 Alta inversiónAlta inversión
 Equipos críticos en la producciónEquipos críticos en la producción
 Baja movilidadBaja movilidad

Palas eléctricas o de cablesPalas eléctricas o de cables

RetroexcavadorasRetroexcavadoras
 Canteras o en pequeña yCanteras o en pequeña y
mediana minería nomediana minería no
metálicametálica
 Pequeñas produccionesPequeñas producciones
 Montadas sobreMontadas sobre
neumáticos u orugasneumáticos u orugas

Pala hidráulicaPala hidráulica
 Mayor movilidadMayor movilidad
 Menor inversión que palaMenor inversión que pala
eléctricaeléctrica
 Costo operacional levementeCosto operacional levemente
mayormayor
 Baldes hasta 30 ydBaldes hasta 30 yd33
 Cuchara frontal o inversaCuchara frontal o inversa

Productividad de equipos deProductividad de equipos de
carguíocarguío

Productividad de equipos deProductividad de equipos de
carguíocarguío
 Factores de cargaFactores de carga
 Tiempo de ciclo:Tiempo de ciclo:
 Carga de baldeCarga de balde
 Giro cargadoGiro cargado
 Descarga de baldeDescarga de balde
 Giro descargadoGiro descargado

Cargador frontalCargador frontal
 Mediana y gran mineríaMediana y gran minería
 Acarreo mínimoAcarreo mínimo
 Alternativa a las palasAlternativa a las palas
 Movilidad altaMovilidad alta
 Manejan grandes volúmenesManejan grandes volúmenes
 Requiere maniobra durante laRequiere maniobra durante la
carga (no sólo rotación)carga (no sólo rotación)
 Acarreo debe ser mínimo paraAcarreo debe ser mínimo para
optimizar el procesooptimizar el proceso

LHDLHD
 LHD = load-haul-dumpLHD = load-haul-dump
 Palas de bajo perfilPalas de bajo perfil 
minería subterráneaminería subterránea
 Distancia de acarreoDistancia de acarreo
de no más de 300 mde no más de 300 m
 Baldes de 1.0 a 13.0Baldes de 1.0 a 13.0
ydyd33

Cálculo de productividadCálculo de productividad
 Tiempo de ciclo incluye el transporte yTiempo de ciclo incluye el transporte y
retornoretorno
 60 m a 12 km/h60 m a 12 km/h  30 segundos30 segundos
 60 m a 6 km/h60 m a 6 km/h  60 segundos60 segundos
 Tiempos mínimos a considerarTiempos mínimos a considerar

Excavador de baldes yExcavador de baldes y
dragadoradragadora
 Equipos de carguío de flujo continuoEquipos de carguío de flujo continuo
 Usados en carbón principalmenteUsados en carbón principalmente

Equipos de transporteEquipos de transporte

CamiónCamión
 Unidad de transporte másUnidad de transporte más
comúncomún
 Camiones convencionalesCamiones convencionales
(hasta 40 ton) se usan en(hasta 40 ton) se usan en
minería a cielo abierto yminería a cielo abierto y
subterráneasubterránea
 Camiones fuera de carreteraCamiones fuera de carretera
(hasta 330 ton)(hasta 330 ton)

CamiónCamión
 Combinaciones pala-Combinaciones pala-
camióncamión

Camión de bajo perfilCamión de bajo perfil
 Para minería subterráneaPara minería subterránea
 Acceso a sectores de sección reducidaAcceso a sectores de sección reducida
 Capacidades de 8 a 30 tonCapacidades de 8 a 30 ton

Camión articuladoCamión articulado
 Canteras y mineralesCanteras y minerales
industrialesindustriales
 Inversión mayor queInversión mayor que
camiones mineroscamiones mineros

Cálculo de ProductividadCálculo de Productividad
 Productividad depende deProductividad depende de
 Capacidad de la tolvaCapacidad de la tolva
 Definida por construcciónDefinida por construcción
 Depende de características del material a transportarDepende de características del material a transportar
– DensidadDensidad
– tamaño de colpastamaño de colpas
– esponjamientoesponjamiento
 Número de viajes por horaNúmero de viajes por hora
 Peso del vehículoPeso del vehículo
 Potencia del motorPotencia del motor
 Distancia de transporteDistancia de transporte
 Condiciones del camino (pendiente, calidad del terreno)Condiciones del camino (pendiente, calidad del terreno)
 ProductividadProductividad
 TeóricaTeórica
 PromedioPromedio
 Máxima por horaMáxima por hora

Productividad teóricaProductividad teórica
 Corresponde al peso o volumen por hora producido porCorresponde al peso o volumen por hora producido por
una unidad en operación si no ocurren retrasos o pausasuna unidad en operación si no ocurren retrasos o pausas
en la producción.en la producción.
 Indica el potencial máximo productivo de un equipo, loIndica el potencial máximo productivo de un equipo, lo
que muy raramente ocurre en la práctica.que muy raramente ocurre en la práctica.

Productividad promedioProductividad promedio
 Corresponde al peso o volumen por hora producido por una unidadCorresponde al peso o volumen por hora producido por una unidad
en operación, considerando retrasos fijos y variables.en operación, considerando retrasos fijos y variables.
 Esta tasa de producción debe aplicarse al periodo de tiempoEsta tasa de producción debe aplicarse al periodo de tiempo
deseado (día, turno) para estimar la producción total.deseado (día, turno) para estimar la producción total.

Productividad máxima por horaProductividad máxima por hora
 Corresponde al peso o volumen por hora producido por una unidadCorresponde al peso o volumen por hora producido por una unidad
en operación, considerando sólo retrasos variables.en operación, considerando sólo retrasos variables.
 Esta tasa de producción debe aplicarse para determinar el númeroEsta tasa de producción debe aplicarse para determinar el número
de unidades de transporte asignadas a una pala, para lograr ciertade unidades de transporte asignadas a una pala, para lograr cierta
producción requerida.producción requerida.

Tiempo de cicloTiempo de ciclo
 Tiempo de cargaTiempo de carga : depende del número de paladas: depende del número de paladas
necesarias para llenar la capacidad del camión (o unidadnecesarias para llenar la capacidad del camión (o unidad
de transportede transporte))

 Tiempo de giro, posicionamiento y descargaTiempo de giro, posicionamiento y descarga ::
 Tiempo de posicionamiento en punto de carguíoTiempo de posicionamiento en punto de carguío ::

 Tiempo de transporteTiempo de transporte ::
 Resistencia por pendiente:Resistencia por pendiente: esfuerzo de tracciónesfuerzo de tracción
necesario para sobreponerse a la gravedad y permitirnecesario para sobreponerse a la gravedad y permitir
el ascenso del vehículo en una vía que asciende.el ascenso del vehículo en una vía que asciende.
Corresponde a 1% del peso del vehículo por cada 1%Corresponde a 1% del peso del vehículo por cada 1%
de pendiente. Por ejemplo, un camino con 5% dede pendiente. Por ejemplo, un camino con 5% de
pendiente tiene una resistencia por pendiente de unpendiente tiene una resistencia por pendiente de un
5% del peso total movilizado (peso del camión más el5% del peso total movilizado (peso del camión más el
peso de la carga).peso de la carga).
 Resistencia a rodarResistencia a rodar de los neumáticos delde los neumáticos del
vehículo: corresponde al esfuerzo de tracciónvehículo: corresponde al esfuerzo de tracción
necesario para sobreponerse al efecto retardatorionecesario para sobreponerse al efecto retardatorio
entre los neumáticos y la vía. A modo de ejemplo, paraentre los neumáticos y la vía. A modo de ejemplo, para
un camino bien mantenido y seco de tierra y grava, laun camino bien mantenido y seco de tierra y grava, la
resistencia es de 2% del peso movilizado.resistencia es de 2% del peso movilizado.

 Se utilizan gráficos de rendimiento para definirSe utilizan gráficos de rendimiento para definir
velocidadesvelocidades
 Factores a considerar:Factores a considerar:
 PendientePendiente
 Condiciones de la víaCondiciones de la vía
 Resistencia total = resistencia por pendiente +Resistencia total = resistencia por pendiente +
resistencia a rodarresistencia a rodar
 Peso del equipoPeso del equipo
 Peso de la cargaPeso de la carga
 Curva de rendimiento del equipo para las distintasCurva de rendimiento del equipo para las distintas
marchas del motormarchas del motor

 Tiempo deTiempo de
transportetransporte::
favorablefavorable
 DeterminarDeterminar
peso totalpeso total
pendientependiente
efectivaefectiva
(real –(real –
rodadura)rodadura)

 Tiempo deTiempo de
transportetransporte::
desfavorabledesfavorable
peso totalpeso total
pendientependiente
efectiva (real +efectiva (real +
rodadura)rodadura)

 Gráficos entregan velocidades máximasGráficos entregan velocidades máximas
 Se deben obtener velocidades promedio: factorSe deben obtener velocidades promedio: factor
correctivocorrectivo
 Tiempo de regresoTiempo de regreso : factores: factores

Equipos de transporte conEquipos de transporte con
camino fijocamino fijo
 Tren:Tren:
 Conjunto formado por una locomotora (unidad de potencia) y una serieConjunto formado por una locomotora (unidad de potencia) y una serie
de vagones de mina que transportan el material.de vagones de mina que transportan el material.
 La locomotora puede ser a batería o utilizar un motor diesel.La locomotora puede ser a batería o utilizar un motor diesel.
 Los carros del convoy pueden tener capacidades entre 1.0 y 8.0 yd3Los carros del convoy pueden tener capacidades entre 1.0 y 8.0 yd3
aproximadamente.aproximadamente.
 Skip:Skip:
 Extracción de la producción a través de un pique, desde los niveles deExtracción de la producción a través de un pique, desde los niveles de
producción de la mina.producción de la mina.
 El sistema puede consistir en dos contenedores (skips)El sistema puede consistir en dos contenedores (skips)
contrabalanceados o por un solo balde balanceado o no por uncontrabalanceados o por un solo balde balanceado o no por un
contrapeso.contrapeso.
 TranvíaTranvía
 Camiones pueden conectarse a un sistema eléctrico (rampas).Camiones pueden conectarse a un sistema eléctrico (rampas).
 Ventaja:Ventaja:
 Mejoran las velocidades de transporteMejoran las velocidades de transporte  productividadproductividad
 Se reemplaza parte del uso de combustible del camión por energía eléctrica.Se reemplaza parte del uso de combustible del camión por energía eléctrica.
 Desventaja: le quita flexibilidad al sistema de transporte.Desventaja: le quita flexibilidad al sistema de transporte.

Equipos de transporte de flujoEquipos de transporte de flujo
continuocontinuo
 Cinta transportadora:Cinta transportadora:
 Permiten el traslado de material fragmentado y puedenPermiten el traslado de material fragmentado y pueden
ser utilizadas en la mina.ser utilizadas en la mina.
 Problemas:Problemas:
 El material de la mina incluye colpas de gran tamaño queEl material de la mina incluye colpas de gran tamaño que
pueden dañar la correa o simplemente ser inmanejables parapueden dañar la correa o simplemente ser inmanejables para
los sistemas de traspaso y carga.los sistemas de traspaso y carga.
 Poca flexibilidadPoca flexibilidad
 En casos donde el material extraído de la mina tieneEn casos donde el material extraído de la mina tiene
una granulometría manejable, las cintasuna granulometría manejable, las cintas
transportadoras ofrecen una alternativa económica ytransportadoras ofrecen una alternativa económica y
de buen rendimiento.de buen rendimiento.

ScraperScraper
 Se utiliza para la remociónSe utiliza para la remoción
de sobrecarga previo a lade sobrecarga previo a la
explotación misma.explotación misma.
 Carga el materialCarga el material
“rascando” la superficie“rascando” la superficie
donde está depositado.donde está depositado.
 El material se acumula enEl material se acumula en
una tolva cuya capacidaduna tolva cuya capacidad
oscila para aplicacionesoscila para aplicaciones
mineras entre los 15 y 35mineras entre los 15 y 35
m3.m3.

Dozer - wheeldozer y bulldozerDozer - wheeldozer y bulldozer
 Función de apoyo aFunción de apoyo a
equipos principalesequipos principales
 WheeldozersWheeldozers  montadosmontados
sobre neumáticossobre neumáticos
 Mantención de caminosMantención de caminos
 Preparación de terrenosPreparación de terrenos
 Mantención de botaderosMantención de botaderos
 BulldozersBulldozers  montadosmontados
sobre orugassobre orugas
 Trabaja bajo condicionesTrabaja bajo condiciones
muy difícilesmuy difíciles  altasaltas
pendientespendientes
 Abrir los accesosAbrir los accesos
 Trabajos iniciales paraTrabajos iniciales para
profundizar el rajoprofundizar el rajo
 Mantener los caminosMantener los caminos

Cálculo de productividadCálculo de productividad
 Capacidad del equipoCapacidad del equipo : carga por ciclo que puede manejar.: carga por ciclo que puede manejar.
Depende del tamaño del balde del equipo de carguío. SeDepende del tamaño del balde del equipo de carguío. Se
determina utilizando la capacidad nominal especificada para eldetermina utilizando la capacidad nominal especificada para el
equipo.equipo.
 Tiempo de cicloTiempo de ciclo ::
 Tiempo de cargaTiempo de carga : generalmente de 0.6 a 1.0 min, dependiendo de: generalmente de 0.6 a 1.0 min, dependiendo de
las condiciones de trabajo.las condiciones de trabajo.
 Tiempo de transporteTiempo de transporte : depende del peso transportado, potencia del: depende del peso transportado, potencia del
equipo, esfuerzos de tracción, condiciones del camino (pendiente) yequipo, esfuerzos de tracción, condiciones del camino (pendiente) y
distancia de transporte.distancia de transporte.
 Tiempo de descargaTiempo de descarga : este tiempo incluye maniobra y descarga y: este tiempo incluye maniobra y descarga y
puede alcanzar entre 0.6 y 0.8 min.puede alcanzar entre 0.6 y 0.8 min.
 Tiempo de retornoTiempo de retorno : difiere del tiempo de transporte en que el: difiere del tiempo de transporte en que el
equipo vuelve descargado y con pendiente contraria a la etapa deequipo vuelve descargado y con pendiente contraria a la etapa de
transporte.transporte.
 Velocidad máxima se restringir al trabajar en pendientes fuertes. ElVelocidad máxima se restringir al trabajar en pendientes fuertes. El
tiempo de transporte debe entonces recalcularse considerandotiempo de transporte debe entonces recalcularse considerando
esta velocidad máxima restringida.esta velocidad máxima restringida.
 Factores de corrección por condiciones de trabajoFactores de corrección por condiciones de trabajo : la: la
capacidad calculada debe corregirse para considerar la habilidadcapacidad calculada debe corregirse para considerar la habilidad
del operador, condiciones climáticas, de operación, etc.del operador, condiciones climáticas, de operación, etc.

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