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SELECCIÓN DE UNA FLOTA DE
EQUIPOS
MINEROS
DE
CARGUIO Y TRANSPORTE
PARA MINERIA SUBTERRANEA
Y RAJO ABIERTO
CARGUIO Y TRANSPORTE EN MINA SUBTERRANEA
Dentro de la Minería subterránea el carguío y transporte
esta concentrado en la extracción de mineral a través de
1.- Equipos LHD.
2.- Camiones de bajo perfil.
3.- Scraper.
En esta considerado en equipos de carguío con
transporte y equipos de transporte.
LHD
Como parámetros de control para este equipo, se debe
mencionar:


Disponibilidad física sobre 85%
Utilización.
Consideraciones para elegir el tamaño del LHD
Estabilidad: el tamaño de labores se determina por el área
máxima que puede ser expuesta durante la etapa de desarrollo.
Se deben considerar las dimensiones según legislación minera.
Se debe considerar la ruta por la cual el equipo será introducido
a la mina.
El tamaño del LHD en función de la producción
 Estabilidad
 Recuperación
 Productividad: no solo esta relacionado con el tamaño del
equipo, considerar distancia al pique de traspaso.
 Fragmentación esperada
Calculo de rendimiento Equipos LHD
Datos de entrada:
•Capacidad del balde, Cb: depende del equipo
•Densidad in situ de la roca, d : (2,7 t/m3 típicamente)
•Esponjamiento e (depende de la fragmentación)
•Factor de llenado del balde Fll (0,7-0,8)
•Distancia cargado-Distancia vacio, Dc, Dv (metros): layout del nivel
de producción
•Velocidad cargado,Vc: equipo, carga, seguridad, radio de giro
•Velocidad equipo vacio, Vv: equipo, visibilidad operador
•Tiempo de carga, T1 (min): equipo y operador
•Tiempo de descarga, T2 (min): layout
•Tiempo viaje equipo, T3 (min): layout-velocidad del equipo
•Tiempo de maniobras T4, (min): operador- layout
Rendimiento LHD
Numero de ciclos por hora
60
Nc 
T1  T2  T3  T4
Ciclos/hora
Rendimiento horario
RScoop 
Nc  Cb  Fll  d
(1  e)
Capacidad Balde (m3 o yd3)
Cb 
Ton por ciclo
(d  fll  e)
Tonelada/hora
Rendimiento LHD-camión
Datos de entrada:
•Capacidad del balde, Cb
•Capacidad del camion, Cc
•Densidad in situ de la roca, d: (2,7 t/m3 típicamente)
•Esponjamiento e
•Factor de llenado del balde Fll (0,7-0,8)
•Distancia cargado-Distancia vacio, Di, Dv (metros)
•Velocidad cargado,Vc
•Velocidad equipo vacio, Vc
•Tiempo de carga, T1 (min)
•Tiempo de descarga, T2 (min)
•Tiempo viaje equipo, T3 (min)
•Tiempo de maniobras T4, (min)
Rendimiento LHD-camión
Cb Fll 
C LHD 
(1   )
Cc
N camion 
C LHD
 Cc 

NP  entero
 C LHD 
NP  C LHD
Fll 
CC
Capacidad LHD
Numero de ciclos para llenar el camión
Numero de paladas
Factor llenado camión
Tllenadocamion  N camion (T1  T2  T3  T4 )
Rendimiento LHD-n camiones
Tllenado( n 1) camiones  N camion (n  1)(T1  T2  T3  T4 )
Se requiere saturar al LHD, por lo tanto:
C LHD (Tcamion )
n
1
Cc(T1  T2  T3  T4 )
n = numero de camiones para saturar al equipo
T camión = Tiempo de viaje del camión no incluyendo el tiempo de carga
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)
1.- Una explotación que se realiza por el método block caving, la tronadura se realiza al
cambio de turno. Considerando que se cuenta con tres scoops, la densidad del mineral
es 3,1 ton/m3 in situ. El mineral es excavado por el scoop en 18”, y cargado en
camiones en un lugar habilitado para ello ubicado a 120 m. realizando la descarga
en13”, el scoop tiene una capacidad de 5 m3 y se desplaza a velocidad media de 15
km/hora, realizando maniobras de 15”/ciclo. Posteriormente regresa a otra frente
ubicada a 80 metros de distancia.
El camión tiene una capacidad de 40 ton y lleva su carga por una rampa de pendiente
8% a un pique de traspaso ubicado a 900 m, con una velocidad de ida de 20 km/hora
para el trayecto de subida y de 22 km/hora en el retorno, el camión realiza la descarga
en 32” y realiza maniobras de 26” por ciclo. Los índices =0.75 esponjamiento 0,3.
Calcular:
1.- El Número de ciclos del scoop y del camión
2.- Rendimiento efectivo/hora del scoop.
2.- Una explotación por sub level caving, ubica sus subniveles cada 10 m separados
verticalmente, entre el piso y techo de cada subnivel inmediatamente siguiente. El mineral
perforado y tronado desde ésta galería de 4x4 m2, cae por gravedad al piso del subnivel.
Considerando que se cuenta con un solo scoop, este trabaja alternativamente en distintos
subniveles, la densidad del mineral es 2,6 ton/m3 in situ. El mineral es extraido por el scoop en
20”, y cargado en camiones en un lugar habilitado para ello ubicado en promedio a 70 m
realizando la descarga en15”, el scoop tiene una capacidad de 5,5 m3 y se desplaza a velocidad
media de 10 km/hora, realizando maniobras de 15”/ciclo. Terminado de cargar un subnivel el
scoop demora en cambiarse a otro subnivel 10 minutos.
El camión tiene una capacidad de 40 ton y lleva su carga por una rampa dependiente 8% a una
buitra ubicada a 1500 m, a velocidad media de 18 km/hora para el trayecto de subida y de 22
km/hora en el retorno, el camión realiza la descarga en30” y realiza maniobras de 30” por ciclo.
Considerar índices 0.80.
Calcular:
1.- El Número de ciclos del scoop y del camión
2.- Rendimiento efectivo/hora del scoop
CARGUIO Y TRANSPORTE EN CIELO ABIERTO
Dentro de los procesos productivos de mayor costo se
encuentra el carguío y transporte de material, esto debido a:
1. Es el proceso con mayor cantidad de equipos involucrados
(flota).
2. Alto grado de mecanización.
3. Bajo rendimiento productivo por equipo.
4. Constituye un proceso de operación prácticamente continuo
y lento.
SECUENCIA
El objetivo del proceso es “Retirar el material de la frente y
transportarlo a destino”, con la siguiente secuencia:
1.
2.
3.
4.
Preparación de la zona de trabajo.
Posicionamiento de equipos.
Retirar el material tronado de la frente de trabajo (Carguío).
Traspaso del material al equipo de transporte dispuesto
para el traslado.
5. Transporte del material a su lugar de destino (Planta,
acopio, botaderos, etc.).
6. Descarga del material.
7. Retorno del equipo de transporte al punto de carguío (si es
que se requiere su retorno).
Esta secuencia se cumple hasta que haya sido retirado el
material requerido de la frente.
CONSIDERACIONES ESPECIALES
Antes de ser evaluada la flota de equipos para el carguío y
transporte deberá cumplirse inicialmente con lo siguiente:
1.- Para el desarrollo de un yacimiento minero se debe contar
con un plan minero, donde se debe considerarlos tonelajes,
leyes zonas de mineral zonas de estéril. etc.
Con esto podemos determinar:
Las flotas de equipos de perforación, carguío y transporte,
operaciones auxiliares, consumo de energía, petróleo,
explosivos, personal, costos operativos y reemplazo de equipos.
2.- Compatibilidad física entre los equipos de carguío y
transporte con la explotación.
Para el caso del transporte debemos considerar
1.- El número de horas, turnos y días por período en que opera
el transporte.
2.- Se tendrá que maximizar la utilización de la capacidad del
transporte en función de la capacidad del carguío o viceversa
3.- Se tendrá que optimizar el tiempo de llenado del transporte
en función del tiempo de carguío.
CICLO DEL MOVIMIENTO
El ciclo productivo de cualquier trabajo de movimiento de
material, puede ser dividido en cinco componentes:
a.
b.
c.
d.
e.
Carga
Transporte
Descarga
Retorno, ubicación
Demora
Cada uno de estos componentes consume un cierto
porcentaje de tiempo del ciclo total. Los factores que afecten a
los mismos, determinaran el tiempo de cada componente.
FACTORES DE CARGA
a. Dimensión y tipo del equipo de carguío.
b. Tipo y condición del material a cargarse.
c. Capacidad de la unidad.
d. Habilidad del operador de la carga.
FACTORES DE TRANSPORTE
a. Distancia de transporte
b. Condición del camino de transporte
c. Pendientes
d. Factores diversos que afecten la velocidad del
transporte.
FACTORES DE DESCARGA
a. Destino del material
b. Condición del área de descarga
c. Tipo y maniobrabilidad de la unidad de transporte
d. Tipo y condición del material
FACTORES DE RETORNO
a. Distancia de retorno
b. Condición del camino de transporte
c. Pendientes
d. Factores diversos que afectan la velocidad del retorno.
FACTORES DE UBICACION
a. Maniobrabilidad de la unidad
b. Área de maniobras disponible
c. Tipo de equipo de carguío
d. Ubicación del equipo de carguío
FACTORES DE DEMORA
a. Tiempo consumido en la espera por la unidad de
carguío.
b. Tiempo consumido en la espera de descargar en
el destino.
Selección de Equipos Mineros
La selección de equipos mineros es uno de los factores de
mayor importancia en el diseño y producción de minas.
Las decisiones de equipos son multi-personas y esta basado en
criterios cualitativos y cuantitativos, algunos criterios:
1.- Selección de equipos
Elegir tipo de equipo
Tamaño del equipo
Número de unidades para alcanzar un cierto objetivo
2.- Proceso de selección de maquinaria
Requerimientos técnicos
Uso del equipo o aplicación
Condiciones ambientales
Infraestructura
Requerimientos del proceso
Producción requerida
Mantención
Requerimientos económicos
Inversión (US$)
Costos de operación (US$/hr)
Principios de inversión en la compañía.
3.- Proceso de selección de equipos
Requerimientos sociales
Educación
Capacitación
Requerimientos ambientales
Plan estratégico
Proyecto
existente.
nuevo/reemplazo
complementar
Entender como un equipo afecta al proceso global.
flota
4.- Selección de equipos herramientas de calculo
Sentido común.
Opinión experta.
Simulaciones.
Cálculos de rendimientos.
Cálculos con el VAN.
Análisis de costo marginal.
INFORMACION BASICA REQUERIDA PARA EL ANALISIS
Información básica
a. Nombre de la mina, dueño, ubicación, etc.
b. Número de trabajadores.
Condiciones
a. Altura, temperatura mínima y máxima, condiciones
ambientales en la mina (subterránea)
Cuerpo mineralizado
a. Tamaño, largo ancho y alto
b. Reservas mineras y recursos geológicos
c. Minerales valiosos y diluyente
Tipo de roca y propiedades
a. Resistencia /dureza / peso especifico / esponjamiento
b. Condiciones Mecánica de la roca
Minería
a. Método de explotación
b. Producción anual por cada método
c. Tipo de turnos (3 turnos de 8 horas, 2 turnos de 12
horas)
d. Productividad (Ton/hombre)
Refuerzo de la roca
a. Pernos; tipo/ largo/ cantidad por año
b. Cables: largo/ cantidad por año
c. Otros: malla, shotcrete
Flota existente
PARAMETROS GENERALES PARA LA EXPLOTACIÓN DE
UN YACIMIENTO MINERO.
Se debe definir los parámetro de la operación que servirán para
ejecutar los diferentes simulaciones y cálculos necesarios para
fijar las flotas requeridas, consumos, costos, capital y otros:
Principales datos de entrada.
Parámetros de
producción
Capacidad Planta
Producción por
niveles y destinos.
Parámetros de
Parámetro de equipo
perforación y Tronadura de carguío
Parámetro de equipo
de transporte
Parámetro de equipo
auxiliares
Disponibilidad física
Disponibilidad física
Disponibilidad física
Utilización
Utilización
Utilización
Disp. física
Vida Útil
Vida Útil
Vida Útil
Utilización
Productividad promedio Capacidad de tolva
Vida útil
Horometros de inicio
Dimensiones de la
mallas
Velocidad de
penetración
Factor de carga
Horometros de inicio
velocidades
horometros de inicio
horometros de inicio
MOVIMIENTO DE MATERIAL
El plan minero es la base de información para el tonelaje y
movimiento total que incluye re carguío, que puede ser
detallado como sigue.
CAPACIDAD DE PLANTAS
Planta A
Plnata B
MOVIMIENTO MINA K tm
Mineral Planta A
Mineral Planta B
Mineral Baja Ley al Stock
Esteril
TOTAL MINA
Recarguio mineral a Planta A
MOVIMIENTO TOTAL
Período
Dias
Tm/día
Tm/día
Año 1
365
105.000
30.000
Año 2
365
105.000
30.000
Año 3
365
105.000
30.000
Año 4
365
120.000
40.000
Año 5
365
120.000
40.000
Período
Dias
ktm
ktm
ktm
ktm
ktm
ktm
ktm
Año 1
365
32.850
10.950
7.300
36.500
87.600
5.475
93.075
Año 2
365
32.850
10.950
7.300
41.975
93.075
5.475
98.550
Año 3
365
32.940
10.980
7.320
42.090
93.330
5.490
98.820
Año 4
365
36.500
14.600
9.125
54.750
114.975
7.300
122.275
Año 5
365
36.500
14.600
9.125
56.575
116.800
7.300
124.100
CALCULOS DE CARGUIO
Años
Cargador frontal de 17 m3
Disponidilidad física
Utilización
Horas efectivas por equipo
Producción
Producción año por unidad
Calculo de cargadores requeridos
%
%
hrs
t,/Hefec
ktm
Años
Producción año total Palas
ktm
Producción año requerida carguío ktm
Diferencia producción año carguío ktm
Cargadores requeridos
Unidad
Numero de cargadores redondeado Unidad
Ajuste de Utilización
Fc
Utilización Ajustada
%
Horas efectivas flota
hrs.
Producción año por flota
ktm
Producción total Carguío
ktm
Año 1
365
85
70
5.212
1.519
7.918
Año 2
365
85
70
5.212
1.519
7.918
Año 3
365
85
70
5.212
1.519
7.918
Año 4
365
85
70
5.212
1.519
7.918
Año 5
365
85
70
5.212
1.519
7.918
Año 1
365
75.050
93.075
18.025
2,28
3
0,759
53
11.866
18.025
93.075
Año 2
365
75.050
98.550
23.500
2,97
3
0,989
69
15.470
23.500
98.550
Año 3
365
75.255
98.820
23.565
2,97
3
0,989
69
15.512
23.565
98.820
Año 4
365
95.900
122.275
26.375
3,33
4
0,833
58
17.362
26.375
122.275
Año 5
365
95.900
124.100
28.200
3,56
4
0,89
62
18.564
28.200
124.100
CALCULO DE CONSUMO
CALCULO DE REEMPLAZO Y CAPITAL