EQUIPOS DE CARGUIO

EJERCICIO: Una flota de camiones debe transportar 18000 ton/día. La capacidad de la tolva del camión es de 140 ton y el factor de llenado es de 0,9. El tiempo de ciclo es de 45 minutos/viaje. El sistema de trabajo es a 3 turnos. El tiempo de operación es de 5,18 horas por turno, El tiempo de mantenimiento promedio es de 3 horas 40 minutos diarias por camión. El tiempo de detención por interferencias operacionales es de 2,2 horas diarias promedio por camión. Calcular: a) El tiempo disponible de los equipos b) El tiempo de reserva c) La utilización efectiva de los equipos d) Las pérdidas operacionales de los equipos

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. 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. Estériles interiores a la mineralización y recubrimiento. Potencia Naturaleza y grado de consolidación. Propiedades geomecánicas. Estabilidad de taludes. Angulo de los taludes. Mineralización. Tipo y forma. Espesores. Inclinación. Propiedades geomecánicas Alterabilidad

Otras propiedades de los materiales. Densidad. Factores de esponjamiento.. 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: Limites de propiedad. Dimensiones de la excavación. Altura de banco, anchuras de pistas, bremas, etc. Organización del trabajo. Ritmo de producción. Selectividad del material. Vida del proyecto. Disponibilidad de capital. Programa de restauración de terrenos.

CRITERIOS ESPECIFICOS A CONSIDERAR EN LA SELECCIÓN DE EQUIPOS Una vez que se tenga el reconocimiento de materiales a mover, se pasa a la etapa de determinar los equipos aplicables, normalmente el método de selección se basa al ‘’Análisis por Objetivos Ponderados’’, Consiste en fijar unos objetivos o criterios específicos a los que se les asigna un peso relativo en función de su importancia, tanto si estos son cuantificables como si son subjetivos.

Criterios de rendimiento. Los criterios de selección a los que se debe hacer referencia se subdividen en: Criterios de rendimiento. Los primeros pueden incluir conceptos, según las maquinas, como los siguiente: Capacidad de producción Fuerzas de excavación o arranque Esfuerzos de tracción Tiempos de ciclos Alturas de excavación. Altura de descarga o vertido Alcance Presión sobre el terreno Radio de giro Velocidad de desplazamiento Capacidad para remontar pendientes.

Criterios de diseño. Este grupo se refiere a los parámetros de diseño: Potencia Total Vida del servicio. Peso Dimensiones Robustez Estabilidad Altura sobre el suelo. Configuración básica (Geometría, complejidad, etc.) Facilidad de mantenimiento Facilidad de reparación Limitaciones por altitud y temperatura Niveles de ruido. Generación de polvo. Seguridad y visibilidad del operador. Fuente de energía primaria Accesorios y equipos opcionales.

Criterios de servicios. Los criterios de servicios deben tener en cuenta: La maquinaria auxiliar que se requiere. Los repuestos necesarios en almacén. La frecuencia de servicio que se precisa. La posibilidad de realizar el mantenimiento en campo o taller La dotación de herramientas del taller. Las instalaciones auxiliares que se requieran La estandarización de componentes.

Criterios económicos. Los criterios económicos incluyen: Los costos de propiedad, amortización, intereses, seguros e impuestos. Los costos de operación, mano de obra, energía, repuestos, reparaciones, lubricantes, etc. El precio de adquisición y valor residual. Maquinaria básica Accesorios y componentes Transporte y montajes.

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. Tiene un balde que hace las veces de tolva. Puede recorrer distancia entre 200 a 300metros. Puede realizar giros en pequeños ángulos. Existen Diesel y Eléctricos. Puede Cargar: Camiones de Bajo perfil. Camiones convencionales de altura adecuada. Sobre piques de traspaso. Suelo para otro equipo continúe con carga.

FACTORES QUE AFECTAN EL RENDIMIENTO. Iluminación. Visibilidad. Ventilación. Condiciones del área de carguío. Condiciones del área de descarga. Factor humano. Granulometría del mineral a cargar. Perdidas de potencia, m.s.n.m. Temperatura. Tamaño del LHD. Tipo eléctrico o diesel.

CARGADORES FRONTALES. Son equipos que sirven para cargar el material fragmentado.

PRINCIPALES CARACTERISTICAS. Son equipos que operan sobre neumáticos y son diesel, tienen autonomía y buen rendimiento. Sirven no solo para carguío sino para tareas de apoyo (servicio). Tienen la cabina del operador en el centro. 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. Costo mano de obra. Costo de operación. Consumo combustible Consumo insumos (Balde, lubricantes, neumáticos) Costo de adquisición. Equipo. Vida útil. Costo mantención y reparación. Mantenciones menores 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. 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

Pala de arrastre. Elemento de acero de alta resistencia al desgaste que permite la carga y arrastre del material. Se debe tener presente Ancho de la labor Potencia del huinche Peso especifico del material Capacidad de penetración. 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: Longitud de transporte (L) entre el punto de resección y descarga. Velocidad del sistema V.V. Velocidad mediad vacío m/s V.C. Velocidad media cargado m/s 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: Volumen del balde (V = m3). Coeficiente de llenado (F1) Densidad del material in situ (d = ton / m3) Esponjamiento (e). 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.

Se utilizan principalmente en mediana y gran minería a cielo abierto. Cada modelo se puede combinarse con varios tipos de camiones. Son equipos caros y críticos en la producción que requieren de mantenimiento preventivo para evitar interrupciones en la producción. Tienen poca movilidad para trabajar en varias frentes al mismo tiempo. Para una misma producción, la energía eléctrica que consumen estos equipos resulta más económica que el consumo de combustible. El costo de inversión requerido es considerablemente mayor en el caso de una pala eléctrica. Tiene una larga vida útil, estimada en más de 60.000 horas de operación. 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

Estas palas presentan una mejor movilidad que las palas de cable, aunque no están diseñadas para cambiar de posición de manera frecuente. Con una menor inversión y un costo operacional levemente más alto que en el caso de las palas eléctricas. Poseen un rango de capacidades de balde menor (hasta 30 yd3). Velocidades de desplazamiento de 2,3 km/h. Tiene una capacidad de subir pendientes 60% teórica, practica 30%. Posee vida útil media de 25.000 a 35.000 h, buen rendimiento para medianas y pequeñas faenas. 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.

PALA NEUMATICAS Las palas autocargardoras son pequeños equipos montados sobre llantas metálicas o neumáticos que permiten el carguío de material en vagones de tren que se ubican inmediatamente tras la pala. La pala recoge el material de la frente de trabajo y lo vuelca hacia atrás del mismo, tras pasar por sobre el equipo. Suelen ser alimentados por energía neumática.

RETROEXCAVADORAS Se utilizan principalmente en canteras y en algunos casos en pequeña y mediana minería no metálica. Permiten el manejo de producciones pequeñas. Las capacidades del balde alcanza 4 yd3. Se utilizan igualmente como equipo de apoyo.