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EQUIPOS DE CARGUIO
PASOS BASICOS DE SELECCIÓN DE EQUIPOS DE
CARGUIO Y TRANSPORTE
 Determinar
la producción requerida
Los requerimientos de producción totales pueden verse afectados por una
serie de factores externos al proyecto. Estos pueden incluir:
• Proyecciones de ventas.
• Contratos,
• Cantidad de reservas disponibles y otras operaciones de la
compañía.
Por lo tanto, las tasas de producción de carguío y transporte deben
considerar el mineral de interés, así como el estéril que es necesario
remover para acceder a dicho mineral en una Mina Rajo.
 Determinar
alcance o recorridos de transporte.
La máxima distancia horizontal sobre la cual un equipo puede cargar o
botar el material se define como su alcance.
La geometría del depósito a excavar es el factor primario para determinar el
alcance requerido por el equipo.
En el caso de una mina subterránea, la configuración espacial de las
excavaciones determinará la distancia total a recorrer.
Los límites de la propiedad y el derecho a vía legal pueden también afectar
estas distancias.
 Calcular
el tiempo de ciclo.
El tiempo de ciclo para una operación unitaria puede dividirse en dos
componentes principales.
1.- La primera componente la constituyen todas aquellas operaciones que
tienen una duración relativamente constante de una aplicación a la próxima:
1.- Virar.
2.- Cambiar de posición
3.- Descargar.
4.- Cargar.
2.- La componente variable del ciclo, está asociada con el tiempo de viaje
para equipos móviles y con el tiempo de giro en el caso de equipos de base
fija.
 Calcular
la capacidad.
La relación general entre tasa de producción, duración del ciclo y capacidad
es bastante simple y puede establecerse como:
Tasa de producción = Capacidad x (no. de ciclos / unidad de tiempo)
Cuando se han considerado todos los factores de eficiencia:
Productividad
= Tasa de producción x factores de eficiencia
 Iterar
para mejorar la productividad.
El tipo de maquinaria considerado puede no ser el adecuado y tras el
cálculo de la capacidad requerida, puede ser necesario utilizar un tipo de
maquinaria diferente.
Al seleccionar un tipo diferente de equipos, los tiempos de ciclo deben ser
re-estimados así como las capacidades y factores de eficiencia.
El cálculo de la capacidad debe ser refinada nuevamente para determinar si
el equipamiento propuesto puede satisfacerla, varias iteraciones pueden ser
necesarias antes de encontrar una solución satisfactoria.
 Calcular
la capacidad.
Se debe disponer de una flota de equipos que deben realizar esta labor.
La posible economía de escala que se realiza al tener un solo equipo de gran
tamaño debe sopesarse respecto a la incertidumbre asociada a la
disponibilidad de este equipo.
Mientras una flota de equipos puede seguir trabajando si alguno de sus
componentes no estuviera disponible por razones mecánicas.
 Iterar
para reducir costos de capital y de operación.
Una comparación de costos debe realizarse, que considere el costo de
capital, costo de operación y la vida de los equipos en años.
Adicionalmente al análisis económico tradicional de ingeniería, se pueden
realizar simulaciones de los distintos sistemas de carguío y transporte.
Además, estos sistemas permiten a menudo identificar alternativas a las
definidas por medio del sistema de selección determinista planteado
anteriormente.
CRITERIOS BASICOS QUE INTERVIENEN EN LA
SELECCIÓN DE EQUIPOS
Una vez identificado el yacimiento que se desea explotar, se deberá
contemplar la maquinaria a utilizar, la etapa de selección de equipos parte
de tres grupos de datos básico:
El primer grupo es constituido por las condiciones de entorno en las cuales
se van a desarrollar las Operaciones.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
Altitud
Temperatura.
Precipitaciones.
Vientos.
Tipo de terreno.
Accesibilidad.
Infraestructura, sobre todo eléctrica.
Disponibilidad de mano de obra.
Talleres o bases de distribución.
Proximidad de área habitable, limitaciones ambientales.
El segundo grupo: se refiere a las características del deposito mineral.
1. Estériles interiores a la mineralización y recubrimiento.
i.
Potencia
ii.
Naturaleza y grado de consolidación.
iii.
Propiedades geomecánicas.
iv.
Estabilidad de taludes.
v.
Angulo de los taludes.
2. Mineralización.
i.
Tipo y forma.
ii.
Espesores.
iii.
Inclinación.
iv.
Propiedades geomecánicas
v.
Alterabilidad
3
Otras propiedades de los materiales.
i.
Densidad.
ii.
Factores de esponjamiento..
iii.
Abrasividad.
El tercer grupo, los parámetro de la explotación son los que definen la
geometría de la misma y la organización que se aplicará para llevar a cabo
los trabajos:
1. Limites de propiedad.
2. Dimensiones de la excavación.
3. Altura de banco, anchuras de pistas, bremas, etc.
4. Organización del trabajo.
5. Ritmo de producción.
6. Selectividad del material.
7. Vida del proyecto.
8. Disponibilidad de capital.
9. Programa de restauración de terrenos.
EQUIPOS DE CARGUIO
CON Y SIN TRANSPORTE
EQUIPOS DE CARGUIO CON TRANSPORTE
Los equipos se clasifican según la función que pueden
satisfacer y Tipo de explotación que se realice en la faena
minear (Subterránea o Rajo).
 Equipos
de carguío.
 Equipos
de transporte.
 Equipos
mixtos.
LHD
Aparecen a inicio de los 60.
Su principal característica es que permite Cargar – Transportar – Descargar.
Cabina Operador
Motor
Balde
PRINCIPALES CARACTERISTICAS.
1. Tiene un balde que hace las veces de tolva.
2. Puede recorrer distancia entre 200 a 300metros.
3. Puede realizar giros en pequeños ángulos.
4. Existen Diesel y Eléctricos.
5. Puede Cargar:
i.
Camiones de Bajo perfil.
ii.
Camiones convencionales de altura adecuada.
iii.
Sobre piques de traspaso.
iv.
Suelo para otro equipo continúe con carga.
FACTORES QUE AFECTAN EL RENDIMIENTO.
1. Iluminación.
2. Visibilidad.
3. Ventilación.
4. Condiciones del área de carguío.
5. Condiciones del área de descarga.
6. Factor humano.
7. Granulometría del mineral a cargar.
8. Perdidas de potencia, m.s.n.m. Temperatura.
9. Tamaño del LHD.
10. Tipo eléctrico o diesel.
CARGADORES FRONTALES.
Son equipos que sirven para cargar el material fragmentado.
PRINCIPALES CARACTERISTICAS.
1. Son equipos que operan sobre neumáticos y son diesel, tienen autonomía
y buen rendimiento.
2. Sirven no solo para carguío sino para tareas de apoyo (servicio).
3. Tienen la cabina del operador en el centro.
4. Son de menor costo de adquisición que el LHD pero tienen menor
rendimiento y requerimiento de mayores secciones en las labores.
COSTOS SISTEMA CARGADOR FRONTAL O LHD.
1. Costo mano de obra.
2. Costo de operación.
i.
Consumo combustible
ii.
Consumo insumos (Balde, lubricantes, neumáticos)
3. Costo de adquisición.
i.
Equipo.
ii.
Vida útil.
4. Costo mantención y reparación.
i.
Mantenciones menores
ii.
Mantenciones mayores.
Costo Operación = C. Operación + C. Mantención y Reparación + C. Mano de Obra.
SCRAPER.
Se utiliza en terrenos irregulares, galerías pequeñas 2 x 2 m. y donde los
terrenos sean irregulares o las pendiente mayores que las requeridas (es Útil
entre 0° a 40°)
COMPONENTES DEL SISTEMA.
1. Huinche
Se utiliza para el arrastre de la pala tanto para la tracción del
material como el retorno de la pala vacía, puede ser accionado por motor
eléctricos, aire comprimido o motores diesel.
Debe ser anclado al piso
2. Pala de arrastre.
Elemento de acero de alta resistencia al desgaste que permite la
carga y arrastre del material.
Se debe tener presente
i.
Ancho de la labor
ii.
Potencia del huinche
iii.
Peso especifico del material
iv.
Capacidad de penetración.
v.
Calidad del piso.
3.
Poleas.
Elemento que permite guiar la operación, el diámetro de la polea
debe ser 40 veces el diámetro del cable.
4.
Cable.
Elemento que permite la transmisión de la energía desde el huinche
a la pala.
Piezas de mayor consume (desgaste).
Elemento que debe ser cuidadosamente vigilado para evitar
accidentes graves y hasta fatales.
Rendimiento del SCRAPER.
La operación del sistema Scraper es cíclica y en dicho ciclo se
distinguen 4 tiempos o etapas elementales.
T1 = Tiempo de arrastre del balde vacío desplazamiento
T2 = Tiempo de cambio de marcha y llenado de balde (Cargar).
T3 = Tiempo de arrastre del balde cargado (Transporte).
T4 = Tiempo de cambio de marcha y vaciado del balde (descarga).
RENDIMIENTO DEL SCRAPER
La suma de estos tiempos conformara el ciclo de operación del
Scraper.
Para los tiempos 1 y 3 se debe conocer:
1. Longitud de transporte (L) entre el punto de resección y descarga.
2. Velocidad del sistema
i.
V.V. Velocidad mediad vacío m/s
ii.
V.C. Velocidad media cargado m/s
3. Los tiempos T2 y T4 se deben medir o estimar.
T = L / V.V. +T2 + L / V.C. + T4 (segundo).
RENDIMIENTO DEL SCRAPER
El rendimiento (r) del sistema se calcula conociendo el:
1. Volumen del balde (V = m3).
2. Coeficiente de llenado (F1)
3. Densidad del material in situ (d = ton / m3)
4. Esponjamiento (e).
5. Tiempo del ciclo (T = seg).
R = V x F1 x (d / (1 + e) ) x 3600 / T (ton / h)
EQUIPOS DE CARGUIO SIN TRANSPORTE.
ELECTRICAS O DE CABLES
PALAS
HIDRAULICAS.
NEUMATICAS
EQUIPOS DE CARGUIO SIN TRANSPORTE.
En minería, la clasificación de los equipos de carguío se basa
principalmente en la capacidad del balde, que se expresa en yardas o m3.
1 yd3 = 0,76 m3
1 m3 = 1,3 yd3
Existen dos tipos de palas de cables:
1.-
Las palas que cargan sobre otros equipos (camiones), que son las más
utilizadas.
2.-
Palas que descargan directamente sobre el lugar de depósito.
PALA ELECTRICA (O DE CABLE).
Equipos de gran envergadura, alcanza elevadas producciones, costos
unitarios bajos y alta disponibilidad mecánica.
1. Se utilizan principalmente en mediana y gran minería a cielo abierto.
2. Cada modelo se puede combinarse con varios tipos de camiones.
3. Son equipos caros y críticos en la producción que requieren de
mantenimiento preventivo para evitar interrupciones en la producción.
4. Tienen poca movilidad para trabajar en varias frentes al mismo tiempo.
5. Para una misma producción, la energía eléctrica que consumen estos
equipos resulta más económica que el consumo de combustible.
6. El costo de inversión requerido es considerablemente mayor en el caso de
una pala eléctrica.
7. Tiene una larga vida útil, estimada en más de 60.000 horas de operación.
8. El ciclo de trabajo promedio puede tomar aproximadamente de 25 a 45
segundos de pendiendo de:
Equipo, Condición del banco, Angulo de giro, carga y habilidad del operador.
PALA HIDRAULICA
Equipos que se utiliza tanto en faenas de explotaciones mineras como
en obras civiles.
Existen dos tipos de palas hidráulicas: Frontales y las retros.
La diferencia esta referida al sentido de movimiento de los baldes y
geometría de los equipos.
PALA CON CARGA RETRO
PALA CON CARGA FRONTAL
1. Estas palas presentan una mejor movilidad que las palas de cable,
aunque no están diseñadas para cambiar de posición de manera
frecuente.
2. Con una menor inversión y un costo operacional levemente más alto que
en el caso de las palas eléctricas.
3. Poseen un rango de capacidades de balde menor (hasta 30 yd3).
4. Velocidades de desplazamiento de 2,3 km/h.
5. Tiene una capacidad de subir pendientes 60% teórica, practica 30%.
6. Posee vida útil media de 25.000 a 35.000 h, buen rendimiento para
medianas y pequeñas faenas.
7. El ciclo de trabajo promedio puede tomar aproximadamente de 25 a 45
segundo, dependiendo
La carga del equipo, ángulo de giro y habilidad del operador.