GUIA Carguio y Transporte

CALAMAIngeniería ejecución de Minas GUIA TEORICA CARGUIO, TRANSPORTE Y EXTRACCION Introducción - Resumen Entre las operaciones unitarias más importante de la minería se encuentran el Carguío, el Transporte y la Extracción. El carguío, es recolectar o recoger el material fracturado y traspasarlo a un sistema posterior. El material puede haberse fracturado en forma natural, mediante procesos geológicos, o por medio de procesos mecánicos como las tronaduras. Por otra parte, dicho material puede ser traspasado a un sistema de transporte (camiones, correas transportadoras, etc.) o a un sistema de conminución (chancador primario). Esta acción puede ser realizada por diferentes equipos, dependiendo del sistema de explotación que se utilice, como se podrá ver más adelante. El Transporte, es la acción de trasladar el material desde un punto a otro. Por lo general, el primero es el punto de carga, el cual puede estar en la frente de trabajo, cercano a ella o en otro nivel; y el segundo es el punto de descarga. Si este último se encuentra fuera de la mina, el término a utilizar sería Extracción. En consecuencia, la extracción es la acción de trasladar el material fracturado desde un punto en el interior de la mina, hacia otro en el exterior, el cual puede ser una estación de chancado, un botadero, entre otros. Dada la importancia técnica y económica de estas operaciones, se hace imprescindible un riguroso estudio de las mismas. Por lo general, los costos de operación así como las inversiones son altísimas, razón de más para buscar la optimización del sistema, ya sea en minas en operación como en proyectos nuevos. Para lograr dicha optimización, se deben estudiar diferentes materias relacionadas. Estas materias vienen agrupadas en capítulos. Roberto Segura R. Maquinaria y Equipo Minero 1 CALAMA Ingeniería ejecución de Minas En el capítulo I se habla de los métodos de explotación en minería subterránea, de los diferentes equipos utilizados en ella y de las características técnicas de los mismos. En el Capítulo II entramos en la selección de equipos y el cálculo de flotas de equipos de carguío. En el Capítulo III se ven aspectos similares al del Capítulo II, pero para equipos de transporte. En el capítulo IV se habla de los métodos de explotación a Cielo Abierto, de los equipos utilizados y de las características técnicas más relevantes para su selección. En el Capítulo V y VI se ven aspectos similares a los de los capítulos II y III, considerando esta vez equipos de minería a Cielo Abierto. En el Capítulo VII se incluye todo lo relacionado al cálculo de costos horarios de propiedad y de operación. En el Capítulo VIII se abarcan aquellos temas relacionados a la optimización de las operaciones (número de estocadas, combinación económica de equipos, etc). Finalmente, en el Capítulo IX se abarca todo lo relacionado al reemplazo de equipos. Roberto Segura R. Maquinaria y Equipo Minero 2 CALAMA Ingeniería ejecución de Minas Capítulo I Métodos de Explotación Subterránea Los principales Métodos de Explotación Subterránea para minería metálica se pueden clasificar, de acuerdo a la resistencia de la masa rocosa y otras características geométricas, en:  Explotaciones con Sostenimiento Natural: Cámaras y Pilares (Room and Pillar). Subniveles (Sublevel Stoping)  Explotaciones con Sostenimiento Artificial: Cámaras de Almacén (Shrinkage) Corte y Relleno (Cut and Fill)  Explotaciones por Hundimiento: Hundimiento por Bloques (Block Caving) Hundimiento por Subniveles (Sublevel Caving) De acuerdo a las características propias del método y a las del yacimiento en particular, es posible definir una variada gama de combinaciones de equipos y sistemas para el carguío, el transporte y la extracción. El Room and Pillar, aplicado en yacimientos tipo mantos de baja pendiente y cercanos a la superficie, es un método que permite una alta mecanización, por lo que sus costos de operación unitarios no son muy altos. Sin embargo, tanto el hecho de que la recuperación de mineral sea parcial, como una ubicación del yacimiento a considerable profundidad, provoca un aumento de los mismos. Entre las principales combinaciones utilizadas están:      L.H.D. – Camión (mediana - alta productividad) Cargador Frontal – Camión (mediana - alta productividad) Slusher – Convoy (baja productividad) Slusher – Carros de Ferrocarril (baja productividad) Palas Autocargadoras – Carros de Ferrocarril (baja productividad) Maquinaria y Equipo Minero 3 Roberto Segura R. Correa Transportadora (alta productividad) L.        El Shrinkage. aplicado en yacimientos verticales o con fuerte pendiente.D.. (Cargador frontal) – Convoy (alta productividad) L. (Cargador Frontal) – Camión – Extracción Vertical (mediana a baja productividad) Slusher – Pique – Chancador . Palas Autocargadoras – Carros sobre rieles Slusher – Carros sobre rieles. (Cargador frontal) – Camión (alta productividad) L.D. es un método de alta productividad y de costos de operación medianamente altos.Convoy (alta productividad) Slusher – Pique – Camión.D (Cargador Frontal) pequeño – Camión de bajo tonelaje. camiones o extracción vertical.D (Cargador Frontal) pequeño – Camión de bajo tonelaje – Extracción vertical. (Cargador frontal) – Extracción vertical (mediana a baja productividad) L. Las principales combinaciones utilizadas son:   L. (Cargador frontal) – Pique – Chancador . Las combinaciones más utilizadas son:   L. normalmente se utilizan Slusher y carros sobre rieles. L.H.H.H.H.D (Cargador Frontal) pequeño – Extracción vertical.H. Maquinaria y Equipo Minero 4     Roberto Segura R. en la pequeña minería.H.H.D.H.D. por lo que su mecanización es imprescindible. aplicado en yacimientos pequeños tipo veta con pendiente superior a los 50° y de baja potencia. es un método de baja productividad y mecanización.D.Convoy (alta productividad) L.H.H. (Cargador frontal) – Pique – Chancador .H. .CALAMA Ingeniería ejecución de Minas El Sublevel Stoping. L.H.D.D.D (Cargador Frontal) pequeño – Convoy pequeño. L. sin embargo. (Cargador frontal) – Pique – Chancador – Correa Transportadora – Extracción Vertical (mediana productividad) L.D. En mediana minería podría utilizarse equipos de mediana productividad como pequeños cargadores o L. la buena recuperación de mineral.Camión.D.H. L.H. L.D (Cargador Frontal) pequeño – Extracción vertical. Sin embargo. un gran porcentaje de este corre por cuenta del carguío.D. (Cargador Frontal) – Pique de traspaso – Camión – Pique de Traspaso Convoy. son métodos de alta productividad. se hace imprescindible la mecanización completa con equipos de gran tonelaje. la facilidad de aplicación y las altas condiciones de seguridad.H. L. Slusher – Carros sobre rieles. L. Roberto Segura R.D (Cargador Frontal) pequeño – Camión de bajo tonelaje – Extracción vertical. es un método de baja productividad y alto costo de operación.H. Los costos de operación unitarios son más bajos que en cualquier otro método. El Cut and Fill.      El Block Caving así como sus variantes (Panel Caving entre otros). Los principales equipos y sistemas utilizados para el manejo de materiales son:    L. Maquinaria y Equipo Minero 5 . Las combinaciones más utilizadas son:   L.D (Cargador Frontal) pequeño – Convoy pequeño. (Cargador Frontal) – Camión. principalmente por su alta productividad.CALAMA  Ingeniería ejecución de Minas Slusher – Carros sobre rieles – Extracción vertical. y dado que utilizan la gravedad para fracturar la roca. L.D.D (Cargador Frontal) pequeño – Camión de bajo tonelaje. los cuales puedan cargar y transportar una gruesa granulometría. Palas Autocargadoras – Carros Sobre Rieles. Slusher – Carros sobre rieles – Extracción vertical. aplicados en yacimientos masivos o de gran potencia y extensión.H. Se utiliza principalmente por su alta selectividad. aplicado en yacimientos verticales o con buzamiento superior a 50° y de baja potencia.H. por lo que la completa mecanización no es aconsejable.H. (Cargador Frontal) – Pique de traspaso . el transporte y la extracción. (Cargador Frontal) – Pique de traspaso . L. (Cargador Frontal) – Pique de traspaso – Chancador – Correa Transportadora. (Cargador Frontal) – Pique de traspaso .H.D.H. (Cargador Frontal) – Pique de traspaso . aplicado en yacimientos tabulares de gran potencia o masivos. Sin embargo.H.D. Roberto Segura R. una tormenta de ideas. Queda abierta la posibilidad de que el lector combine.H. modestamente. Maquinaria y Equipo Minero 6 . (Cargador Frontal) – Pique de traspaso – Chancador – Correa Transportadora.D. (Cargador Frontal) – Pique de traspaso – Camión – Pique de Traspaso Convoy. L. es un método de alta productividad que permite una buena mecanización y requiere de menor preparación que en Block Caving.H. (Cargador Frontal) – Camión. (Cargador Frontal) – Pique de traspaso – Chancador – Convoy.    Si bien se han entregado variadas combinaciones de carguío. L.D.D. L.D.Convoy. debido a que causa una gran dilución y pérdida de mineral. Los principales equipos y sistemas utilizados son:    L.D. se recomienda su utilización cuando el mineral es de baja ley y no tiene problemas de tratamiento. transporte y extracción para cada uno de los métodos. el Sublevel Caving. a su entero gusto y experiencia.CALAMA  Ingeniería ejecución de Minas L.H. no son éstas una exclusividad de cada uno de ellos. Estas combinaciones sólo pretenden ser una guía que provoque.D.H. lo cual es muy necesario al momento de iniciar un nuevo proyecto.Convoy.H. (Cargador Frontal) – Pique de traspaso – Chancador – Convoy. los equipos que aquí se nombran y otros. L. L.H. L.D.   Finalmente.Camión. Buzamientos. Ritmo de Producción. Se deben considerar:       Límites de la propiedad. etc. etc. es necesario considerar en primer lugar las características del yacimiento y del entorno. Con respecto al yacimiento. Roberto Segura R. factores de esponjamiento. son información fundamental para resolver el problema. Potencias. Dimensiones de las labores.CALAMA Ingeniería ejecución de Minas Sistemas de Carguío. se deben considerar:      Tipo y forma del Yacimiento. Temperatura. Limitaciones Ambientales. Transporte y Extracción Aspectos Técnicos y Económicos de la Selección de Equipos Para seleccionar los equipos que realizarán las operaciones de carguío y transporte. Tipo de terreno. se deben considerar:     Altitud. Propiedades Geomecánicas (Cajas y Cuerpo Mineral) Densidades. las características físicas del método y la forma en como se llevará la explotación. Con respecto al entorno. Precipitaciones y Vientos. Maquinaria y Equipo Minero 7 . Finalmente. Disponibilidad de capital. Vida del Proyecto. abrasividad. y en segundo lugar el Método de Explotación que se aplicará al yacimiento en cuestión. Distancia de transporte. etc.    Limitaciones por altitud y temperatura.D. choferes. Peso y Robustez. Niveles de ruido y generación de polvos. Tiempos de ciclo. Vida Útil estimada. Alcance. Luego que se han visualizado variadas alternativas para el manejo de materiales. Potencia total y al volante. podría utilizarse un sistema L. si se trata de un yacimiento tabular de gran potencia ubicado en un cerro. Por otro lado. . en el cual se implementará un Cut and Fill (método de baja productividad y labores pequeñas).D. Esfuerzo de Tracción. en el cual se implementará un Sublevel Stoping (método de mediana productividad y excavaciones medianas). Dimensiones.Extracción Vertical. baja potencia y gran profundidad. son fundamentales. se procede a recolectar cierta información sobre los sistemas tales como:               Capacidad de Producción. de mantenimiento. – Pique de traspaso – Convoy. Altura de descarga. (pequeño) – Tolva de Almacenamiento . pero no podría utilizarse Extracción vertical.CALAMA Ingeniería ejecución de Minas Por ejemplo.H. Nivel de adiestramiento o cualificación del personal (operadores. Facilidad de mantenimiento. Maquinaria y Equipo Minero 8 Roberto Segura R. podría aprovecharse la gravedad y utilizar un sistema L. Altura de excavación. si hablamos de un yacimiento tabular de gran buzamiento. etc.H. Como sea. Seguridad.). las características del yacimiento y del método. Velocidades de desplazamiento. pero no podría utilizarse una correa transportadora para la extracción debido a que necesita una pendiente moderada y un mínimo de curvas para cambiar de dirección. Facilidad de reparaciones. D. los cuales cumplen la misma función que el equipo L. Instalaciones auxiliares si se requieren. costos de armado y traslado.D. (Load – Haul – Dump): la sigla en inglés se traduce como Carga – Transporte – Descarga. Finalmente. el carguío lo realizan principalmente equipos L.CALAMA        Ingeniería ejecución de Minas Sistemas de accionamiento. y es uno de los equipos más utilizados en mediana y gran minería. Sistemas de Carguío En minería subterránea. Apoyo y calidad del servicio del fabricante y/o distribuidor. Dotación del sistema o máquina. a toda esta información se agregan otros parámetros técnicos y económicos. no se mueve a más de 300 metros desde el punto de carguío.D. Maquinaria auxiliar si se requiere. que son sistemas de arrastre de material. Precio de los equipos y sus componentes. Costos de Operación. impuestos. Slusher. Roberto Segura R. transportar y descargar el material en algún punto de vaciado ubicado a no mucha distancia del punto de carguío. pues los costos suben considerablemente al aumentar la distancia de transporte. L. etc. entre otros.. Maquinaria y Equipo Minero 9 . con ciertas diferencias que se verán más adelante. Costos totales de combinaciones de equipos o del sistema.. Accesorios y equipos opcionales. seguros. entre otros. Por lo general. tales como: Ritmo de producción del equipo o sistema. y Cargadores Frontales o PayLoad.H. Es un equipo versátil que puede cargar.H. Costos de Inversión o propiedad. Cantidad de equipos.H. con mano de obra y materiales de alta calidad. Los L.CALAMA Ingeniería ejecución de Minas Existen variadas empresas que fabrican este equipo. lo cual asegura un máximo desempeño y una larga vida útil en un medio tan corrosivo y desgastador como lo es el originado por la minería subterránea. Están construidos robustamente. y la nomenclatura que utiliza Wagner para nombrarlos.H. La figura 1 muestra las diferentes partes de un L. de tal forma de ajustarse con precisión a cada faena minera.H. estos modelos son de 1987. Roberto Segura R. tal como lo demuestran sus dimensiones (tabla 1..D. Pueden ser Diesel o Eléctricos y de variadas capacidades. por lo que solo sirven de referencia). se puede ver un equipo en plena operación. En la Figura 2.D. Maquinaria y Equipo Minero 10 . . o Scooptrams (como los llama Wagner) están diseñados exclusivamente para minería subterránea. y otros. entre ellas: Wagner Mining Equipment Co. H. » DESEMPEÑA LAS FASES DE: CARGUÍO. Maquinaria y Equipo Minero 11 . TRANSPORTE Y VOLTEO DE MINERAL. IMPULSADO POR MOTOR DIESEL (TAMBIÉN EXISTEN ELÉCTRICOS). DE VOLTEO DE BALDE EJE PROPULSOR DELANTERO Fig. » MONTADO SOBRE RUEDAS NEUMÁTICAS. SCOOPTRAM ST-5B WAGNER » » » » ST INDICA SCOOPTRAM.D. 1 Fig. CHASSIS: CABINA OPERADOR MOTOR CONVERTIDOR DE TORQUE TRANSMISIÓN EJE PROPULSOR TRASERO PASADOR TIPO BISAGRA BOGGIE: BALDE CILINDRO HIDRAULICO DE LEVANTE CILINDROS HIDRAUL. B INDICA EL MODELO. 5 INDICA UNA CAPACIDAD DE BALDE DE 5 YARDAS CÚBICAS.CALAMA Ingeniería ejecución de Minas L. 2 Roberto Segura R. CALAMA Ingeniería ejecución de Minas Tabla 1 Roberto Segura R. Maquinaria y Equipo Minero 12 . L. el operador tiene una clara visual tanto al frente como hacia la parte posterior del equipo.H. Maquinaria y Equipo Minero 13 .1.D. dada principalmente por la posición perpendicular en la que se encuentra el operador con respecto al eje longitudinal del vehículo. cuando se trata de movimientos entre frentes en distintos niveles.5H S T . Por lo general.1A 43" (109 c m ) 43" (109 c m ) 60" (152c m ) 55" (139c m ) 59" (150c m ) 63" (160c m ) 49" (124c m ) 67" (170c m ) 60" (152c m ) 77" (196c m ) 99" (251c m ) 101" (256c m ) 109" (277c m ) 109" (277c m ) 96" (243c m ) 128" (325c m ) 34" (86c m ) 37" (94c m ) 30" (76c m ) 31" (78c m ) 50" (127c m ) 48" (122c m ) 61" (155c m ) 47" (119c m ) 46" (117c m ) 53" (135c m ) 48" (122c m ) 51" (129c m ) 68" (173c m ) 69" (175c m ) 92" (234c m ) 75" (191c m ) A S T . y de hasta 10% a 12%.8A B C D Fig.3A S T . cuando se trata de rampas de producción. En esa posición.300 m o más. estos equipos pueden recorrer fácilmente hasta 1. se muestran algunas características de los equipos. Pueden trabajar en pendientes de hasta 30%. 3 Roberto Segura R.6C S T .CALAMA Ingeniería ejecución de Minas Otra característica muy importante de estos equipos. En la figura 3. SCOOPTRAM ASPECTOS DE LA DESCARGA: M O DE LO S CO O P A CO N E Q UIP O S TA NDA RD B C D HS T . si se utilizan estaciones de remanipulación.3-1/2 S T . es su maniobrabilidad. relevantes para la selección y el dimensionamiento del modelo a utilizar.5B S T .2D S T . Maquinaria y Equipo Minero 14 . 4 Roberto Segura R. Es poco utilizado debido a su baja productividad. a excepción de la pequeña minería. el cual hace girar un tambor en el que se enrolla una cuerda cuyos extremos van adosados a un balde o Scraper. que se desliza sobre poleas tarugadas en el techo de la labor.D o Cargadores Frontales. tal como se muestra en la figura 4. muy sobrepasada por otros equipos como los L.CALAMA Ingeniería ejecución de Minas Slusher: Es un sistema de carga y arrastre poco utilizado en la actualidad. Este sistema está compuesto por un motor eléctrico. el cable. provoca el movimiento del scraper. SCRAPER HUINCHE ELECTRICO SCRAPER (RASPADOR) PIQUE DE TRASPASO MINERAL Fig. Al girar el tambor. ya sea para ser cargado o para arrastrar el material.H. camiones de diferentes Disponibilidad: Las características físicas y mecánicas de estos equipos. en el Nivel Teniente Sub – 6. la asistencia técnica debe ser más frecuente.H. Sin embargo. lo cual implica que las labores en las que se mueven deben ser más grandes.CALAMA Ingeniería ejecución de Minas Cargador Frontal: Aunque este equipo fue fabricado para trabajos en superficie. maniobrable. la necesidad que tenía la mediana y gran minería de contar con un equipo móvil.D. Roberto Segura R. Para esas situaciones se necesitan equipos a control remoto. los cuales no son exclusivos para minería subterránea.H. en los cuales se utilizaban métodos de explotación mediana o altamente productivos.D. productivo y de bajo costo. Adaptabilidad: El Cargador Frontal no puede trabajar en aquellos sectores en los que la calidad de la roca no permite el ingreso de personal. radican fundamentalmente en las siguientes características: Tamaño: Las dimensiones de los cargadores frontales son mayores. como los L. Rendimiento: Por lo general. Maquinaria y Equipo Minero 15 . principalmente. capaz de trabajar al ritmo que le imponían los grandes yacimientos. y por lo tanto. pueden adaptarse con mayor facilidad a tamaños. en Mina El Teniente.D. Tanto para mantener una disponibilidad adecuada como para alcanzar altos niveles de vida útil.. es necesario contar con equipos adaptados a dichas condiciones. por sus tiempos de ciclos y las distancias óptimas a recorrer. hizo que este equipo pasara a formar parte de esta gran industria. versátil. provocan un desgaste más prematuro de sus componentes. Las diferencias entre este equipo y los L. el rendimiento horario de estas máquinas.H. para el desarrollo de galerías. que trabajan en aquellos sectores en los que acontecen explosiones de roca. es un 45% menor a los L. mayor cantidad de horas en mantención y reparación. A pesar de estas diferencias.H.D.D. de igual forma que los sistemas de extracción vertical. correas transportadoras. debido a las dimensiones de las labores (mayores a las de un L. por su lado. Maquinaria y Equipo Minero 16 . valores residuales de los equipos y los efectos financieros de las inversiones. Además existen los Teletram. Correas Transportadoras y Sistemas de Extracción Vertical. Los camiones pueden ser convencionales o de bajo perfil.CALAMA Ingeniería ejecución de Minas Costos: Los costos de inversión son menores en aproximadamente un 35% con respecto a los L. al igual que los L.D. sin embargo son poco utilizadas por sus limitaciones operativas. piques de traspaso. Las características del yacimiento.H. Estas últimas se utilizan con mayor frecuencia en minería de superficie. Siendo los primeros los más utilizados.H. el transporte lo realizan principalmente Camiones. lo que les permite Roberto Segura R. son equipos exclusivos para minería subterránea (tabla 1). tomar la decisión para invertir en uno u otro tipo de equipo sigue siendo muy complicada. que son camiones que poseen un sistema retráctil al interior de su caja. Sistemas de Transporte y Extracción En minería subterránea. mayor consumo de petróleo y lubricantes. Camiones de Bajo Perfil: estos camiones. etc.. Sin embargo. Los convoyes. Las correas transportadoras.H. son sistemas utilizados principalmente para la extracción de material. debido a que estos últimos tienen características especiales para la minería subterránea. el cargador frontal posee un costo de operación mayor. Alcanzan pendientes de hasta 12% y pueden recorrer grandes distancias. pueden cumplir ambas funciones. etc. vida útil del proyecto en general. cargadores frontales. son puntos que no pueden obviarse en dicho momento. (con los cuales acoplan perfectamente). tal como se expresó en párrafos anteriores. Convoyes. Pueden ser cargados por equipos L.D). 6). 5 Roberto Segura R. CAMIÓN BAJO PERFIL MT . Maquinaria y Equipo Minero 17 . » MONTADO SOBRE RUEDAS NEUMÁTICAS. » 4 INDICA TRACCIÓN EN LAS 4 RUEDAS (F INDICA TRACCIÓN EN LAS RUEDAS DELANTERAS).CALAMA Ingeniería ejecución de Minas ser cargados completamente por su parte posterior y descargar completamente sin necesidad de alzarla (Fig. » 16 INDICA LA CAPACIDAD DE LA TOLVA EN TONELADAS CORTAS. » DESEMPEÑA LAS FASES DE TRANSPORTE Y VOLTEO DE MINERAL. Fig.416 » MT INDICA MINE TRUCK. » IMPULSADO POR MOTOR DIESEL (TAMBIÉN EXISTEN ELÉCTRICOS). D. 6 En la siguiente figura (7) se puede ver un camión bajo perfil siendo cargado por un equipo L.CALAMA Ingeniería ejecución de Minas TELETRAM Fig. Fig. Maquinaria y Equipo Minero 18 . 7 Roberto Segura R.H. la combinación más utilizada ha sido con Piques de Traspaso. a diferencia del Convoy. está compuesto por un motor que hace girar un tambor. debido a que no alcanzan grandes pendiente. que a través de una polea ubicada en un castillete. Este sistema. además. Extracción Vertical: Este sistema también ha sido utilizado ampliamente para la extracción. Muy utilizado en grandes minas antiguas. en el cual se arrolla un cable.D. Sin embargo.D. hoy en día ha sido reemplazado principalmente por camiones. dada sus dimensiones.. mueve una jaula o skip que cuelga en un pique de extracción. con o sin una etapa intermedia de chancado. requiere de labores más grandes. sin embargo.000 m y pendientes no superiores a 3% o 4%. Convoy: Este es un sistema utilizado principalmente para la extracción de materiales. Cargadores Frontales o Correas Transportadoras. Maquinaria y Equipo Minero 19 . y en perfiles de transporte de hasta 5. tiene una menor disponibilidad y costos de operación mayores. A no ser que los lugares de carguío estén acondicionados. con respecto al equipo L.D o correas transportadoras. posee los mismos defectos que el cargador frontal. El camión convencional. Esto. Este sistema trabaja en forma óptima en minas de alta producción. no podrían ser cargados por equipos L. El problema esta en su baja productividad y alto costo.H.H. dado que puede recorrer grandes distancias y atravesar tramos de gran pendiente.CALAMA Ingeniería ejecución de Minas Camión Convencional: Este tipo de camiones fue incorporado a la minería subterránea gracias a su bajo costo de inversión y a su productividad. Roberto Segura R. Acopla muy bien con los cargadores frontales.H. entre otros. los camiones son de bajos costos de operación y gran maniobrabilidad. Sin embargo. Los carros del convoy pueden ser cargados por equipos L. su mayor utilidad ha sido en minas profundas. por lo que su uso se restringe a yacimientos ubicados por sobre el nivel de extracción. con muy pocas curvas.CALAMA Ingeniería ejecución de Minas La jaula se utiliza para el transporte de personal. que trabajan muy bien en perfiles de transporte largos. y el skip para la extracción de materiales. SISTEMA DE EXTRACCIÓN VERTICAL POLEA MOTOR Y TAMBOR PEINECILLO o CASTILLETE JAULA O SKIP Chute y Tolva Fig. 8 Correas Transportadoras: Las Correas Transportadoras son sistemas de transporte continuos y de alta productividad. El skip puede ser cargado a través de un chute y una tolva de almacenamiento. Maquinaria y Equipo Minero 20 . Los costos de operación son bajos y la vida útil es mayor a la de los camiones. equipos y maquinarias. Las cintas Roberto Segura R. tal como se muestra en la figura 8. y pendientes de hasta 30%. tales como las características técnicas y económicas ya vistas. Si bien el chancado primario es una etapa obligada de cualquier proceso minero .metalúrgico. con relación a como deben desarrollarse las operaciones interior mina. por ser muy utilizados en este ámbito.H. En el caso de nuestro país. dado que el material a transportar debe tener una buena granulometría. es familiarizarse con los requerimientos legales de los cuerpos regulatorios que pueden aplicarse a las operaciones en cuestión. las cintas tienen la desventaja de que necesitan previamente un sistema de chancado. mediana como gran minería. debido a que se deben agregar al sistema algunos accesorios como: rodillos de impacto. etc. es necesario aclarar que veremos principalmente lo que es equipos de alta productividad tanto para pequeña. del orden del 75% frente al 45% de los camiones. el hecho de que se realice interior mina provoca un aumento de las inversiones. Aspectos Legales: El primer paso en la selección de un equipo. triper o carros intermedios. el exceso de cambios de dirección en ángulos cerrados o semi cerrados incrementa considerablemente las inversiones. Finalmente. siendo otros aspectos los que diferencian la selección entre estos equipos.CALAMA Ingeniería ejecución de Minas transportadoras tienen una mayor eficiencia energética. Lo anterior sumado al costo mismo del sistema. Maquinaria y Equipo Minero 21 . es necesario conocer y aplicar lo que dice el Reglamento de Seguridad Minera. Roberto Segura R.D. Selección de Equipos de Carguío Antes de iniciar lo relativo a la selección de equipos. La otra razón es que el procedimiento de cálculo es el mismo para Cargadores Frontales. En ese sentido se estudiarán los equipos L. Sin embargo. Cabe destacar que el cálculo asociado a las Cintas Transportadoras se realizará en el Capítulo de Cielo Abierto. hace que las inversiones sean muy elevadas. Por otra parte.3 m de alto. de ahí que los costos de operación sean más bajos. como mínimo. En el caso de faenas en operación. en las cuales ya existen equipos operando. el aumento de producción deberá pagar los costos asociados. el Articulo 368 del mencionado Reglamento indica que el ancho útil de la labor por la cual transiten los vehículos será tal que deberá dejar un espacio mínimo de 1m a cada costado del equipo de carguío y transporte.6 m de ancho y 2. la constituye la comparación entre un equipo de 5 yd3 con otro de 8 yd3. y en las que se desea aumentar el ritmo de producción. deberá disponerse de refugios adecuados. Cada 30m. lo normal sería adquirir más equipos de igual tamaño. el Artículo 367 indica que la altura mínima del techo de las labores por donde transiten los equipos (carguío y transporte). En el caso de minas nuevas. Las concentraciones de gases máximas permitidas son: xxxxxxxxxxx xxxxx xxxxxxxxxxx xxxxx xxxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxxxx xxxxx Tamaño: El segundo paso es seleccionar el tamaño más adecuado. tendría que pensarse en realizar las obras necesarias (desquinches) para así adquirir equipos más grande. deberá seleccionarse Roberto Segura R. El espacio libre a cada costado del equipo respecto a las cajas. las investigaciones preliminares indicarán las dimensiones de las labores a realizar y. dado que la economía de escala y el efecto financiero favorecen la adquisición de equipos de mayor capacidad. Un claro ejemplo de esta situación. Maquinaria y Equipo Minero 22 . podrá reducirse a 50cm siempre que los refugios o estocadas se encuentren a intervalos no mayores de 20m. el segundo es un equipo que tiene 2. Las diferencias. no solo de la inversión en activos sino que también el del laboreo adicional. deberá ser 50cm sobre la parte más elevada de la cabina. El primero es un equipo que tiene por dimensiones. para efectos de un desquinche. son ínfimas si las comparamos con el rendimiento productivo que nos aporta cada uno de ellos.25 m de alto.CALAMA Ingeniería ejecución de Minas En este sentido. que el aumento de capacidad no es directamente proporcional al aumento de los costos. En este caso. 2.3 m de ancho y 2. por lo tanto. luego de que la labor este en condiciones de operación. Sin embargo. Cabe destacar. también indican que por sobre los 1. obtenida del catalogo de Wagner Mining Equipment Co. reduciendo su poder. Wagner Mining Equipment Co propone que para incluir la pérdida de poder de los motores en la determinación de la flota óptima. Cuando la altitud a la cual se encuentra la faena es conocida.500 m. En el caso de bajada. se reste un 3% de fuerza por cada 305 m de altitud. Por lo anterior. Esto se debe a que la menor cantidad de oxigeno en el aire. de acuerdo al motor utilizado por el equipo.CALAMA Ingeniería ejecución de Minas aquellos equipos de mayores dimensiones que cumplan con el reglamento vigente. si la faena se encuentra a 1220 m sobre el nivel del mar. Localización: Con respecto a la localización. Una forma de llevar a la práctica esta regla. serán las necesidades de ventilación que haya que cubrir. debería considerarse equipar al vehículo con un Compensador de Altitud o usar un Motor más grande. De esta forma. a la cual operará el equipo. afecta al motor de combustión interna. es aplicar dicho porcentaje sobre la velocidad del equipo. tendrá un efecto adverso sobre el motor. Ventilación: En lo relativo a la ventilación. y mientras más alta la elevación mayor será el efecto. solo si los reglamentos internos indican que los vehículos deben hacerlo enganchados. Maquinaria y Equipo Minero 23 . la elevación sobre el nivel del mar. Cuando se trata de motores nuevos los requerimientos son los que se muestran en la tabla 3. Estos fabricantes. Roberto Segura R. la pérdida será de un 9%. se hace obvio aplicar esta pérdida cuando el equipo va en subida y en horizontal. tomando como punto inicial. los primeros 305 m. CALAMA Ingeniería ejecución de Minas TABLA 3: REQUERIMIENTOS DE VENTILACIÓN MODELO MOTOR DEUTZ CFM RPM BHP Max.6 119.7 150.5 70.9 103. 23.3 35.0 49.6 100./Hr.2 70.1 40.3 75.4 123.0 46.9 59.5 109. Fuel Lbs.4 27.6 59. Maquinaria y Equipo Minero 24 .9 F4L – 912W F6L – 912W F5L – 413FRW F6L – 413FRW F6L – 413FW F8L – 413FW F10L – 413FW F12L – 413FW MWM D916-4 MWM D916-6 CATERPILLAR 5000 7500 10000 12000 12000 16000 20000 24000 5600 8700 10700 33000 15500 44000 32700 54000 58000 28000 42000 56000 84000 23000 2300 2300 2300 2300 2300 2300 2300 2500 2500 2200 2200 2200 2200 2200 2100 2100 2100 2100 2100 2100 54 82 116 139 139 185 231 277 66 100 100 165 150 250 270 375 475 131 197 263 394 3304 PCNA 3304 PCT 3306 PCNA 3306 PCT 3306 PCTA 3306 PCTA 3308 PCTA DETROIT DIESEL 471N55 6V71N55 8V71N55 12V71N55 Roberto Segura R.9 79.7 156.6 50.8 99. que ahora se llamará “aparente” y que será menor a la inicial debido a la fragmentación.01 1. Maquinaria y Equipo Minero . Como es lógico el peso seguirá siendo el mismo. lo que diferencia a una densidad real de una aparente. y si lo miramos como una masa podríamos calcular su nueva densidad. Ahora bien. a partir de dicha información podremos entonces calcular el peso de ese volumen insitu. es el “Esponjamiento”. un volumen “aparente”. ya sea mineral o estéril. y avance efectivo después de la tronadura).93 0. Dicho volumen es por lo tanto. tiene una densidad particular cuando aún no ha sido sacado desde su lugar natural.70 – 2.75 0.7 ESPONJAMIEN TO (%E) 33 39 35 35 FACTOR DE EXPANSIÓN (1/(1 + E)) 0. Sin embargo.37 2. En la siguiente tabla (4) se muestran las densidades y el porcentaje de esponjamiento de algunas rocas y minerales.CALAMA Ingeniería ejecución de Minas Peso y Volumen del Material: El material.00 25 BAUXITA ARCILLA SECA CARBÓN ANTRACITA MINERAL DE COBRE Roberto Segura R.74 DENSIDAD APARENTE (T/M3) 1.72 0. MATERIAL DENSIDAD REAL (T/M3) 2. concepto que nos permite clarificar lo que ocurre con el material después del proceso de fragmentación.3 – 2. si limitamos un sector del material dándole dimensiones específicas (por ejemplo: ancho y alto de una labor.57 1. y dado que se ha fragmentado (aparecen huecos entre los trozos de roca) el volumen que ahora ocupa es mayor. En ese estado dicha densidad es llamada “insitu” o “real”.79 1. una vez que se ha realizado la tronadura ese material se derrama.74 0. obtendremos entonces un volumen que será llamado también “insitu” o “real”.10 1. 61 1.92 1.80 0.60 – 0.33 – 1.60 2.67 1.50 2.09 – 0.81 – 1.77 0.77 0.01 2.56 0.50 – 5.7 2. Roberto Segura R.98 50 50 0.35 20 – 30 20 – 25 50 – 79 30 67 67 – 75 0.60 15 .51 2. Maquinaria y Equipo Minero 26 .CALAMA Ingeniería ejecución de Minas TIERRA SECA TIERRA HÚMEDA TIERRA MOJADA GRANITO YESO MINERAL DE HIERRO 1.63 PIEDRA CALIZA ROCA BIEN TRONADA 2.23 1.38 2.83 – 0.08 2.67 – 0.10 – 3.25 1.06 1. El peso del material a transportar será: P = Vr * r = Va * a Donde Vr es el volumen real y Va es el volumen aparente.00 ROCA IGNEA La expresión matemática que transforma una densidad real ( r) en otra aparente ( a) es la siguiente: a = r (1 + E) donde E es el esponjamiento en tanto por uno. y las densidades están en toneladas por metro cúbico.28 – 1.67 – 1.7 3. ambos en metros cúbicos.60 0.74 0.10 2.83 – 0.67 0.87 – 0.57 1. a Fig.).H. nivel de seguridad de las operaciones. 9-a). podrá hasta formar el cono por sobre los límites del mismo (Fig.90 CONDICIONES DE TRABAJO EXCELENTES PROMEDIOS SEVERAS FRAGMENTACIÓN BUENA MEDIA (PROMEDIO) MALA La expresión matemática por medio de la cual se determina la capacidad efectiva o real del balde (Ce) es: Roberto Segura R. la roca fragmentada dejará huecos sin llenar. De lo anterior se deduce que existen. una capacidad nominal del balde (entregada por el fabricante) y otra real. debido a su tamaño (Fig. 9 . existencia de derrames.00 0. 9–b). Maquinaria y Equipo Minero 27 . Sin embargo. 9 . Wagner Mining Equipment Co propone los siguientes valores para este facto. dependiendo de la calidad de la fragmentación y de las condiciones de trabajo. FILL FACTOR 1. por lo tanto.b Para resolver el problema de la estimación de la capacidad real del balde se debe aplicar el llamado Factor de Llenado (Fill Factor).D. TABLA 5: CALIDAD FILL FACTORS (FF) PARA BALDES DE EQUIPOS L. el volumen a transportar será menor que el generado por la geometría del balde. calidad de la ventilación. etc. producto de la calidad de la fragmentación y de las condiciones de trabajo (nivelación de pisos de trabajo.95 0.CALAMA Ingeniería ejecución de Minas Capacidad del Balde: Uno de los aspectos más importantes de la selección de equipos de carguío es determinar la capacidad real del balde. No es lo mismo cargar arena que roca fragmentada. La primera copará el balde y si el operador es bueno. calidad del drenaje. Llenado según norma SAE (Máxima capacidad) Fig. Para evitar esta situación se debe determinar el tamaño óptimo del balde. por lo que su vida útil disminuirá dramáticamente. En este caso. Si esa carga es sobrepasada el equipo sufrirá un desgaste prematuro. La metodología es la siguiente: Roberto Segura R. de acuerdo a su capacidad nominal (Cn). utilizando los parámetros de los equipos fabricados por W. están diseñados para cargar y transportar un peso máximo de material. de acuerdo a su potencia y robustez. Para realizar la selección se debe recurrir a ciertas condiciones que restringen o impiden el normal desempeño del equipo y que son entregadas por el fabricante. es posible determinar si es o no necesario reemplazar el balde original que viene con el equipo.E..Payload Indicado (PI): es la carga útil que puede transportar el equipo.Co.CALAMA Ingeniería ejecución de Minas Ce = Cn * FF Donde Cn es la capacidad nominal del balde en metros cúbicos.Rated Tramming Capacity (RTC): es la carga útil máxima (en toneladas) que puede transportar el equipo. es el siguiente: A... Selección del Balde: La selección del balde es el último paso en la selección del modelo del equipo de carguío.Necesidad de Reemplazo: sobre la base del Payload (PI) y el RTC. la máxima carga que puede transportar el equipo. Los equipos como los motores de los mismos. Este parámetro lo entrega el fabricante. El desarrollo de los cálculos. Maquinaria y Equipo Minero 28 . Está dado por: PI = Cn (m3) * a (T/m3) * FF (0/1) B. C.M.. se debe transformar esta capacidad de m3 a yd3. como es de suponer. la diferencia entre RTC y PI es menor al 13%. sin variar considerablemente el costo de inversión. RTC (T) . es necesario disminuir la capacidad. Esto se debe a que como se ha superado la carga máxima que puede transportar el equipo. Maquinaria y Equipo Minero 29 . Para esto. Si PI < RTC y la diferencia (RTC – PI) es mayor al 13% de RTC. podría transportarse material a un ritmo mayor si se cambiara el balde original por otro mayor. Esto ocurre. D. se considera que el balde original es el adecuado para las operaciones.Tamaño Optimo del Balde: Si de acuerdo al criterio anterior se determina que es necesario cambiar el balde. debido a que la carga a transportar está muy por debajo de lo estipulado por el fabricante. 3 a (T/m ) * FF (0/1) Dado que los fabricantes trabajan con sistema inglés.. se debe entonces definir cual es el tamaño óptimo de balde para nuestras faenas. Wagner Mining Equipment Co fabrica baldes Roberto Segura R. se debería considerar cambiar el balde por otro más grande. se debería considerar cambiar el balde por otro más pequeño. En otras palabras. se debe seguir el siguiente planteamiento: Se determina la capacidad ideal del balde (CI) de acuerdo a la siguiente expresión: CI =.CALAMA Ingeniería ejecución de Minas Si PI > RTC y la diferencia (PI – RTC) es mayor al 13% de RTC. Por ejemplo. debido a que el material tiene una densidad muy baja. Si en ambos casos. Este problema ocurre cuando las densidades de los materiales a transportar son demasiado altas. Luego se debe considerar las capacidades estándares y especiales en las que se fabrican los baldes. Ejemplo 1. La diferencia está en que. Maquinaria y Equipo Minero 30 . suponga que se desea adquirir un equipo L.Para ejemplificar el procedimiento. De esta forma. La densidad aparente es: a = r = (1 + E) 2.62 (T/m3) y el esponjamiento es del 35%. La densidad real promedio de la roca es de 2. Luego esa capacidad de balde indicará el tamaño óptimo del mismo.D. al cotizar el equipo. Con cada una de estas capacidades se calcula el Payload Indicado (PI) (Pto. A) y se compara con el RTC. se determina que el equipo debe ser un ST-5H de Wagner Mining Equipment CO..94 (T/m3) (1 + 0. obtenemos dos capacidades de balde ofrecidas por el fabricante: C1 y C2 (C1<CI<C2). los cuales están disponibles en todo momento.CALAMA Ingeniería ejecución de Minas estándares en incrementos de 0. Sin embargo. se deja poco más de 0.3 m de ancho por 3. De esa forma. se deberá considerar el nuevo tamaño del balde.H. para la construcción de una galería de 3. exclusivamente para pedidos especiales. Se estima que las condiciones de trabajo y la granulometría serán promedio. tal como se hace en el punto C. Con esta información es posible determinar cuales son las capacidades disponibles.5 m de luz entre el equipo y las cajas. (Tabla 1). y que están sobre y bajo la capacidad ideal (CI) calculada anteriormente.3 m de alto. y por lo tanto. también se fabrican baldes en incrementos de 0. en este caso.62 = 1. y considerando ejecutar estocadas de seguridad cada 30 m.25 yd3. Dada las dimensiones de la galería. se selecciona el balde (C1 o C2) que genere el porcentaje en valor absoluto (con respecto a RTC) más bajo.5 yd3.35) Roberto Segura R. 83% de RTC.17 = 0. entonces la capacidad nominal del equipo es de 5 yd3.95 Luego. C1 = 5.06) es un 0.11 = 0.17 = 1. Luego. Con C2.04 T) y que la diferencia entre ellos (8. al pasar dicha capacidad al sistema inglés (4. el valor que toma el Fill Factor según la tabla 5 es de 0.17 – 8. luego la diferencia con RTC (8.95.11 (T) (4.04% de RTC.82 * 1.04 (T) Dado que el RTC de la tabla 1 (8.95 * 0. Maquinaria y Equipo Minero 31 .75 yd 3 (4.95 = 7.4 m3) y C2 = 6 yd3 (4.59 m3).308). luego la diferencia con RTC (8. La capacidad ideal del balde es: 4. el Payload Indicado es 8.17 T) es mayor que PI (7. Roberto Segura R.50 – 8. Con C1.94 * 0.50 (T) (4.95).95).79 yd3).308 = 5.73% de RTC.4 * 1.95 * 0.43 m3 * 1.82 m 3 (5yd3 / 1.43 (m3) CI = RTC (T) a (T/m3) * FF (0/1) = 8. el Payload Indicado es 8.33) es un 4.CALAMA Ingeniería ejecución de Minas Dado que el equipo es el ST-5H. Por otra parte. es posible definir dos capacidades de balde a probar.04 = 1.75 yd3.59 * 1. se debe optar por reemplazar el balde por otro de mayor tamaño. es posible concluir que el equipo a cotizar debe ser un modelo ST-5H con un balde especial de 5.13) es el 13. Luego el Payload Indicado es: PI = Cn (m3) * a (T/m3) * FF (0/1) = 3. que pasado al sistema métrico toma el valor de 3.17 – 7.94 * 0. dado que las condiciones de trabajo y la granulometría son medias. como plataforma para la instalación de cañerías. y tiempo de ciclo. índices de rendimiento mecánico y operacional. Factores que Afectan el Rendimiento Operacional: Existen dos tipos de factores que disminuyen el rendimiento operacional de un L. En primer lugar. es determinar la producción horaria de la mina (PHM) o del sector en cuestión. Entre las principales están: Calidad del macizo rocoso. Roberto Segura R. como plataforma para la fortificación. Es importante considerar en el diseño. En muchas ocasiones el equipo se utiliza para despejar vías de transporte. Ritmo de Producción de la Mina: La idea. Grado de fragmentación de la roca. el tiempo que usan los equipos en trasladarse desde una frente a otra. están los trabajos anexos a su operación. se tienen los traslados entre frentes de carguío. Para esto. etc. Este último.D. Todas estas labores impiden un óptimo aprovechamiento del equipo. Características del Ambiente de Trabajo: Es importante conocer las características y condiciones de trabajo asociadas al lugar de operación de los equipos.CALAMA Ingeniería ejecución de Minas Flota Optima de Equipos de Carguío Para determinar la cantidad óptima de equipos de carguío necesarios para cubrir la producción de una mina. y la cantidad de material que se extraerá en dicho período (PA). se podrá obtener del Plan Minero asociado. características del ambiente de trabajo. En segundo lugar. se debe calcular las horas anuales (HA) de operación de la mina. alumbrado. Maquinaria y Equipo Minero 32 . para la limpieza de frentes de trabajo y de botaderos. sobre todo si se encuentran en diferentes niveles de la mina. factores que afectan el rendimiento operacional.H. se deben considerar cinco aspectos fundamentales: ritmo de producción de la mina. Pero antes de definirlos en forma particular. CRONOLOGICO NOMINAL INHABIL MANTENCION DISPONIBLE Y REPARACION OPERATIVO RESERVA IMPRODUCTIVO EFECTIVO DEMORAS PROGRAMADAS DEMORAS NO PROGRAMADAS  Tiempo Cronológico (TC): Es el tiempo de referencia natural. Aspectos de seguridad. etc. muestra como se divide y en que se utiliza el tiempo total. estocadas de carguío. Calidad de los pisos de trabajo (nivelación. Indices de Rendimiento Mecánico y Operacional: La determinación precisa de estos índices. principalmente en lo que se refiere a tiempo efectivo de operación. etc. son los parámetros que nos permiten pronosticar el comportamiento que tendrá el equipo a futuro. y a eficiencia mecánica y física. es necesario conocer como se divide el tiempo total.  Tiempo Nominal (TN): Tiempo en que la faena está en actividades productivas. Iluminación del sector Limpieza y mantención de zanjas. La figura 10.). bocas de piques. 366 días en año normal y 365 días en año bisiesto. es de gran relevancia para el diseño de la flota y el cálculo del rendimiento de cada equipo. drenado. Maquinaria y Equipo Minero 33 Roberto Segura R. Los Indices de Rendimiento. .CALAMA Ingeniería ejecución de Minas Calidad de la ventilación. galerías. no realiza su ciclo de trabajo.  Tiempo en Reserva (TR): Período de tiempo en el cual el equipo. estando en buenas condiciones mecánicas. Maquinaria y Equipo Minero 34 . Demoras No Programadas: Son producto del tiempo utilizado en limpieza de frentes. etc.  Tiempo Disponible (TD): Período de tiempo en que el equipo se encuentra. charlas de seguridad. Este tiempo se divide en: Demoras Programadas: Estas demoras son producto del tiempo utilizado en colación. ya sea por mantención general programada. estando disponible y con operador.CALAMA  Ingeniería ejecución de Minas Tiempo Inhábil (TI): Tiempo en que la faena está paralizada. no trabaja por falta de operador. desde el punto de vista mecánico.  Tiempo Efectivo (TE): Período de tiempo en que el equipo efectivamente desarrolla su función básica. es el tiempo en que el equipo se encuentra en mantención (correctiva o preventiva. no ha sido considerado en la planificación o porque la flota operativa está completa (Stand by). realiza su ciclo de trabajo. feriados o cualquier otro motivo. por razones climáticas. programada o no programada) y/o reparación. entrada y salida de turnos. y la eficiencia alcanzada como resultado Roberto Segura R.  Tiempo Improductivo (TIM): Período de tiempo en que el equipo. Disponibilidad Física y Mecánica (DFM): Este índice nos indica dos cosas importantes: el porcentaje de tiempo nominal que un equipo se encuentra en buenas condiciones físicas y mecánicas. movimientos entre frentes de trabajo. tronaduras.  Tiempo en Mantención y Reparación (TMR): Como su nombre lo dice. es posible determinar los Indices de Rendimiento Operacional que a continuación se definen. Sobre la base de estos tiempos. etc. potencialmente en condiciones de llevar a cabo su función de servicio. o sea. accidentes menores.  Tiempo Operativo (TO): Período de tiempo en el cual el equipo se encuentra provisto de operador y realizando trabajos. de utilizar el equipo e. Maquinaria y Equipo Minero 35 . En otras palabras. además. al tiempo improductivo y a las pérdidas de tiempo operacional. indica el máximo aprovechamiento mecánico. es inversamente proporcional al tiempo en mecánica. físico y utilitario del equipo. es directamente proporcional a la demanda o necesidad de la operación. Este indicador es directamente proporcional a la calidad del equipo y a la eficiencia de la mantención . se obtendrá el máximo aprovechamiento productivo. Si a este se agrega el rendimiento nominal del equipo. es inversamente proporcional a su antigüedad y a las condiciones adversas existentes en su operación. al tiempo en reserva. Las expresiones para este índice son: Roberto Segura R. expresada en porcentaje. inversamente proporcional a su disponibilidad física. Está dado por la siguiente expresión: DFM = (TO + TR) * 100% TN Utilización (U): Este índice sintetiza el uso dado a las maquinarias. expresada en porcentaje. incluyendo el tiempo improductivo.CALAMA Ingeniería ejecución de Minas de las políticas de mantenimiento seguidas por una empresa. La expresión que la define es la siguiente: U= TO * 100% TN Eficiencia (Ef): Es la fracción de tiempo nominal. en la cual el equipo esta siendo operado efectivamente con trabajo productivo. Se expresa como la fracción de tiempo disponible.reparación y. El valor de este indicador. indica el grado de eficiencia de las operaciones. La expresión que la define es la siguiente: Ef = TE * 100% TN Aprovechamiento (A): Este parámetro. en la cual el equipo esta siendo operado. El valor de este indicador. CALAMA Ingeniería ejecución de Minas A = TO * 100% TN = DFM(%) * U(%) 100% En general. y Tiempo Variable (TV).H. su estimación debe ser lo más óptima posible. el tiempo fijo. Tiempo de Ciclo (Tc): Uno de los factores más importantes en la determinación del rendimiento productivo de un equipo es el Tiempo de Ciclo. las maniobras y la descarga. Los equipos de carguío.D.. se pueden determinar en base a las condiciones de trabajo y a estadísticas llevadas por las empresas. si la eficiencia es muy baja. en función de las condiciones de trabajo. compuesto por el carguío. Por tal razón. compuesto por tiempos de viaje (ida y regreso). son la base para mejorar el rendimiento productivo de los mismos. Por ejemplo. cuando tras ellos existe un estudio muy acabado. nos proporciona una visión clara de la importancia de estos índices. y de la utilidad que prestan. Maquinaria y Equipo Minero 36 . significa que las demoras son demasiado altas. Según Wagner Mining Equipment CO. en faenas en operación. por lo tanto. los índices no solo sirven para pronosticar el comportamiento futuro de los equipos. Estudiando las estadísticas de estos índices es posible determinar los problemas que impiden un mejoramiento de las operaciones. Los tiempos fijos. sino que también. se define como el período de tiempo en que un equipo realiza un ciclo de trabajo completo. Si bien el ejemplo pareciera ser simplista. es el mostrado en la tabla 6. se deberán tomar las medidas que provoquen el efecto contrario sobre las mismas. El Tiempo de Ciclo. Dado los componentes del ciclo se puede deducir que el Tiempo de Ciclo se puede dividir en dos tipos de tiempos complementarios: Tiempo Fijo (TF). Roberto Segura R. tienen un tiempo de ciclo compuesto por los tiempos de los siguientes sub trabajos: carguío – maniobras – transporte cargado (ida) – maniobras – descarga – maniobras – transporte vacío (regreso) – maniobras. y en especial los L. M. la longitud total del trayecto. la velocidad del equipo. Seguridad y limpieza de los puntos de vaciado.E. W. Nivel de drenaje de los pisos. Periodicidad de la mantención de las galerías de transporte. que puede ser calculado a partir de estadísticas de tiempos controlados en terreno. y por lo general. Las condiciones de trabajo se refieren a los siguientes aspectos:         Calidad del sistema de alumbrado del vehículo. y de los componentes del trayecto (cantidad y longitud de tramos horizontales y en pendiente).H. Nivel angular de los radios de giro de las galerías.10 1. para proyectos nuevos. CONDICIONES DE TRABAJO EXCELENTES MEDIAS SEVERAS TIEMPO EN MINUTOS 0.40 El Tiempo Variable.D. etc.80 1. Limpieza de pisos. Calidad del tráfico. La velocidad del equipo se determina a partir de las condiciones de trabajo. Maquinaria y Equipo Minero 37 . Roberto Segura R. depende de las condiciones de trabajo.CALAMA Ingeniería ejecución de Minas TABLA 6: TIEMPO FIJO DE EQUIPOS L. la entregan los fabricantes. Calidad de la ventilación. o sobre la base de antecedentes entregados por los fabricantes.CO. 4 4.4 3.7° SUBE CARG BAJA VACI O 10.9 25. de varios de sus equipos.7 4.3 4.2 15% .4 3.8 4.14° SUBE CARG BAJA VACI O 12.2 9.4 17.2 9.8 4.0 Roberto Segura R.3 2.2D ST-31/2 12.9 4.3A ST .9 2.9 7.8 20.0 4.7 1.3 4.6 2.2 7.7 6.6 MAX EST – SD EST – 8A PRO M 5.9 8.8 3.4 TABLA 8: VELOCIDAD (Km/Hr) PARA TRAMOS EN PENDIENTE 5% .2 1. a través de las siguientes tablas.3 HARDROCK HST–1A ST-1.3A PRO M MAX ST – 2D ST – 3 – 1/2 PRO M 8.0 5.6 12.2.CALAMA Ingeniería ejecución de Minas entrega las velocidades.9 4.7 VACI O 5.5 5.6 8.2 16.8 12.6 3.7 13.0 6.1 12.7 MAX EHST – O5 EHST – 1A PRO M 4.7 3.4 4.9° MODELO 10% .3° SUBE CARG 25% .0 MAX ST – 5B ST .9 8.1 20% .4 6.9 7. Maquinaria y Equipo Minero 38 .11.7 4.1 3.2 BAJA SUB BAJA VACI O 6. en horizontal y pendiente.2 1.5 6.6 3.5° SUBE CARG BAJA VACI O 7.5.9 10.13 PRO M 9.5 4.1 8.2 9.2 6.3 4.9 MA X 9.7 7. TABLA 7: VELOCIDAD (Km/Hr) PARA TRAMOS HORIZONTALES O CASI HORIZONTALES DIESEL ELECTRICOS CONDICION ES TRABAJO DE HST – 1A ST – 1.4 E CAR 4.2 EXCELENTE S MEDIAS SEVERAS 4.8.8 2.5 9.1 6.8 3. La velocidad.9 4. deberán solicitarla a los fabricantes que actualmente se encuentran en el mercado.4 6.5 5.3 5.5 7.7 3.7 8.9 11. así como la de todas las demás de Wagner Mining Equipment Co.6 2.2 5.3 3.7 2.9 3.2 6.6 5. Los ingenieros que requieran de este tipo de información para sus proyectos.3 2.6 7.7 5.4 7.13 12.2 16. por la Resistencia a la Rodadura.7 4.5 3.2 8.6 12.  La resistencia a la rodadura utilizada para determinar las velocidades de las tablas anteriores.0 18.6 5.3 18.9 2.3 10.9 10.7 8.6 6.6 8.1 3.6 7.3 2.3 2.3 3.5 7. es del año 1987.5B ST .4 18.2 7.6 11.7 2.4 8.3 7.2 4.6C ST – 8A ST .8 7.5H ST .2 5.9 12.8 8. Maquinaria y Equipo Minero 39 .7 7. es de 3%.9 7.1 8.1 3. y por lo tanto la potencia del vehículo.7 4.2 EHSTIA EST-2D EST-31/2 EST-5C EST-8A NOTAS:  La información de estas tablas.9 3.7 5.4 4.1 6.5 ELECTRICOS EHST-05 8.4 7.0 8.3 4.4 2. por el peso del equipo y por la tracción del mismo.0 3.6 19. por la Resistencia a las Pendientes.1 9.2 9.7 3.1 8.7 2.1 8. por lo que solo sirve de referencia y para la resolución de ejercicios.9 5.6 8.8 7.2 6.1 6.9 2.0 4.6 6.2 4.5 5.9 4.8 7. se reserva el derecho de modificar y/o cambiar el diseño de cualquier vehículo.CALAMA Ingeniería ejecución de Minas ST .0 5.7 10.7 5.8 7.8 7.5 3.8 2.8 4.2 8.4 6.1 6.2 6.8 5.  Wagner Mining Equipment Co.2 8. Roberto Segura R.5 4.5 4.4 2.1 2.3 2.9 11.7 6.9 11.5 3. está afectada por la altitud a la cual se encuentran las faenas.7 4.7 6. una resistencia de 20 Kg por 1000 Kg de vehículo equivale aproximadamente a un 2% de resistencia a la rodadura. las flexiones de los neumáticos y los rozamientos internos de los propios mecanismos del equipo. Maquinaria y Equipo Minero 40 . Los componentes del trayecto son los tramos en que se divide el perfil de transporte. Roberto Segura R. en el capítulo de cielo abierto. La tracción es la fuerza propulsora en los neumáticos y orugas. Todos estos parámetros se verán más en extenso. El peso es el factor determinante en la cantidad de fuerza que precisa el equipo para vencer la resistencia a la rodadura y a la pendiente. Por ejemplo. Luego la fuerza del equipo debe ser muy superior a la resistencia total para así lograr el movimiento del mismo. se define como la oposición al avance de una máquina. pudiendo ser continuados o intermitentes. y que es el único que no ha sido considerado en las tablas anteriores. Los tramos podrán ser horizontales y/o en pendiente. La suma de las resistencias anteriores da como resultado la resistencia total a vencer por el equipo. La resistencia a la pendiente es la fuerza debida a la acción de la gravedad cuando un vehículo se mueve por una pista inclinada.CALAMA Ingeniería ejecución de Minas Para resolver el primero de los problemas. La Resistencia a la Rodadura. se la debe castigar (a la velocidad) de acuerdo al criterio visto en el punto de Localización (Selección del Equipo). Se expresa como fuerza útil en la barra de tiro o en las ruedas motrices. Puede expresarse en Kilogramos – Fuerza o en porcentaje. Todos los demás factores han sido incluidos en el cálculo de esas velocidades. como consecuencia de las deformaciones naturales del terreno. La expresión es: Rh = Cn (m3/ciclo) * FF * a (T/m3) * Nc (ciclos/Hr) Donde: Cn = Capacidad Nominal del balde FF = Fill Factor (Factor de Llenado) a = Densidad aparente de la roca a transportar. es la cantidad de ciclos para extraer la marina. si se trata de la construcción de un túnel.CALAMA Ingeniería ejecución de Minas Finalmente.67 FCA = Factor de corrección por altitud. o la cantidad de ciclos que puede ejecutar el equipo Roberto Segura R. En su determinación convergen todos los índices y factores vistos con anterioridad. El Número de Ciclos. Rendimiento Horario (Rh): Este es un índice que indica el ritmo de producción de un equipo. de (Km/Hr) a (m/min) = 16. la expresión general que nos permite determinar el Tiempo de Ciclo (Tc) de un equipo es: Tc = TF + TV = Tcg + Tm + Tdg + D(ida) V(ida)*FCV V(reg)*FCV*FCA + D(reg) *FCA Donde: Tcg = Tiempo de carguío (min) Tm = Tiempo de maniobras (min) Tdg = Tiempo de descarga (min) D(ida) = Distancia del trayecto de ida (cargado) (m) D(reg) = Distancia del trayecto de regreso (vacío) (m) V(ida) = Velocidad de ida (Km/Hr) V(reg) = Velocidad de regreso (Km/Hr) FCV = Factor de conversión de la velocidad. Nc = Número de Ciclos por hora de operación. Maquinaria y Equipo Minero 41 . Se determina a partir de la siguiente expresión: Nc = 60 * DFM * U Tc Donde: DFM = Disponibilidad Física y Mecánica (0/1) U = Utilización (0/1) Tc = Tiempo de Ciclo (min) El 60 es para convertir minutos en horas. Cabe destacar. podrían generar otro ciclo completo. para cumplir en forma óptima con las metas productivas.CALAMA Ingeniería ejecución de Minas en una hora de trabajo. Roberto Segura R. En todo caso. Cuando la cifra resultante es fraccionaria. que en este caso el resultado de Nc no debe ser aproximado a número entero. si se trata de operaciones en producción. debido a que los decimales multiplicados por el número total de horas del turno. Nc = Número de Ciclos por Hora de operación. La expresión es: FC = PHM Rh Donde: PHM = Producción Horaria de la Mina Rh = Rendimiento horario del Equipo. Maquinaria y Equipo Minero 42 . basta con comparar los rendimientos horarios de la mina y el equipo de carguío. Flota de Carguío (FC): Para determinar la cantidad de equipos necesarios para el carguío de materiales en producción. siempre es necesario estudiar los riesgos asociados a la decisión. por lo general se debe aproximar hacia arriba. (m/min) 128. De acuerdo a los datos del problema.37 (min). Correg..7 7.20 0. la utilización es de 80%.47 (min) por ciclo El Número de Ciclos es: Roberto Segura R.29 0.37 (min) = 2.160 (T/turno) = 395 (T/Hr) 8 (Hrs/turno) Dado que las condiciones de trabajo son medias.7 188. el tiempo variable es de 1. Si la disponibilidad física y mecánica es de 90%. supóngase que se cuenta con el mismo equipo del ejemplo 1 (ST-5H) para trabajar en una mina que produce 3.1 min (tabla 6). y el tiempo variable es: Tramo Tramo 1 (ida) Tramo 2 (ida) Tramo 2 (reg) Tramo 1 (reg) Longitud (m) 56 37 37 56 Pendiente (%) O 10 -10 0 Velocidad (Km/Hr) 7.400 toneladas por turno. se trabaja 8 horas nominales por turno.4 126.44 Luego. el tiempo fijo es 1.7 Vel.CALAMA Ingeniería ejecución de Minas Ejemplo 2.4 128. y las características de la roca y de la explotación son las mismas del ejemplo anterior. la altitud es menor a los 305 m. el trayecto en que operarán los equipos esta compuesto por un tramo horizontal de 56m y otro inclinado (al 10%) de 37 m. El tiempo de ciclo es entonces: Tc = 1.44 0.6 11.Para ejemplificar el procedimiento de calculo. la producción horaria de la mina es: PHM = 3.1 (min) + 1.4 Tiempo (min) 0. determínese el rendimiento horario del equipo y la flota óptima. Maquinaria y Equipo Minero 43 .3 7. el número de equipos óptimo que permite cargar la producción de la mina es: FC = 395 (T/hr) = 141. En ocasiones.9 * 0.D. 2.4 (m3) * 1. se deberán adquirir 3 equipos ST-5H con balde especial de 5. tamaño del equipo. Selección de Equipos de Transporte Dado que las correas transportadoras se verán en el capítulo de Cielo Abierto. Maquinaria y Equipo Minero 44 .75 yd3.94 (T/m3) * 0.95 * 17. Esta compatibilidad se manifiesta en el número de baldadas o pases (Np) que debe Roberto Segura R. es: Rh = 4.CALAMA Ingeniería ejecución de Minas Nc = 60 (min/hr) * 0.49 ciclos por hora.83 (T/hr) Finalmente.8 = 17.83 (T/hr) 2. considerando un balde de capacidad nominal igual a 5. La metodología para los camiones convencionales es la misma. localización de las faenas. cuando los equipos por si solos no compatibilizan en sus dimensiones.75 yd3 . tales como los legales. esta parte de la guía se reducirá a la selección de modelos de camiones de bajo perfil. Además se debe considerar que la altura de descarga del L. Para la selección se deben tener en consideración los mismos aspectos que para los equipos de carguío. debe acoplarse bien con el camión.H. la cual debe ser compatible con la capacidad del balde del equipo de carguío.49 (ciclos/hr) = 141.79 Luego. por el tamaño de las galerías por las cuales circulará y por la capacidad de la caja.47(min) Luego el rendimiento horario. calidad de la ventilación y características del material a transportar. se construyen rampas o se socava el piso de tal forma de que el acople sea perfecto. Capacidad de la Caja : El equipo se selecciona fundamentalmente. la capacidad de la caja está dada por la siguiente expresión: Cnc = Cn * FFs * Np FFc Donde: Cnc = Capacidad nominal del camión (m3) Cn = capacidad nominal del equipo de carguío (m3) FFs y FFc = Factores de Llenado del equipo de carguío y transporte respectivamente. Maquinaria y Equipo Minero 45 . como la utilización de los camiones para el traslado de personal.CALAMA Ingeniería ejecución de Minas realizar el equipo de carguío para colmar la caja del equipo de transporte. tal como se dijo anteriormente. las características del ambiente de trabajo. para la determinación del rendimiento horario y de la flota de equipos de transporte se deben considerar aspectos como: la producción horaria de la mina. los factores que afectan el rendimiento operacional. De esta forma.D en cargar el camión. Np = Número de pases. Tiempo de Ciclo: El tiempo de ciclo. y los índices de rendimiento mecánico y operacional. Esta dado por la siguiente expresión: Tcc = Tcs * Np Donde: Roberto Segura R. Flota Optima de Equipos de Transporte Al igual que para los equipos de carguío. Otros aspectos a considerar son los siguientes. Se estima que lo óptimo es entre 3 y 6 pases. está compuesto por un tiempo fijo y otro variable producto de los viajes.H. donde también hay que considerar la limpieza y seguridad de los puntos de vaciado interior mina y los exteriores (botaderos). El tiempo fijo está compuesto por: Tiempo de carguío: es el tiempo que demora el equipo L. Según Wagner Mining Equipment Co. Tiempos de Maniobras.65 0. Roberto Segura R. se pueden considerar las velocidades recomendadas por Wagner Mining Equipment Co. Np = Número de pases. TABLA 9 : ESPERA / VACIADO / MANIOBRAS CONDICIONES DE TRABAJO TPO PROMEDIO (MIN) CAMIONES MT’s EXCELENTES MEDIAS SEVERAS 0. Maquinaria y Equipo Minero 46 . la expresión sería: Tcc = Cec (T) Tasa de carguío (T/min) Donde: Cec = Capacidad efectiva del camión (T) La tasa de carguío es el rendimiento operacional de la correa transportadora o del pique al momento de ser abierto. lo cual se realiza de la misma forma que para los equipos de carguío. Tcs = Tiempo de Ciclo del equipo de carguío.80 Para calcular el tiempo variable. el tiempo que demora el equipo en vaciar la carga y el tiempo de espera para ser cargado en las estocadas. estos tiempos puede determinarse de acuerdo a las condiciones de trabajo.CALAMA Ingeniería ejecución de Minas Tcc = Tiempo de carguío del camión. tal como se muestra en la tabla 9. Si el equipo de transporte es cargado por una correa transportadora o directamente desde un pique de traspaso.85 0. Vaciado y Espera: Estos tiempos son producto de las maniobras realizadas en los puntos de carguío y vaciado. 1 7.5 4.9 17.0 3.422 MT .1 5.5 7.6 11.14° SUBE CAR BAJA VACIO MAX.5 3.4 3.2 5.5 3.0 8.4 8.2 6.8.3 20.3 12.2 El Rendimiento Horario y la Flota de Transporte se calcula de la misma forma que para la de carguío.2 4.416 MT .1 13. la capacidad del equipo de transporte es la siguiente: Cnc = 4. se debe seleccionar el modelo MT – 433 con RTC de 13.5 3.8 (m3) 0.2 32. SUBE BAJA CARG VACIO CARG VACIO CARG VACIO CARG VACIO HARDROCK MT .7 4.4 4.2 6.2 30.2 (m3) < RTC = 13.5 32.3 30.2 8.2 24.0 7.5 13.6 7.0 7.9 28. La altura de descarga del Scooptram ST – 5H es de 2.0 5. y considerando a demás que el equipo no debe tener dimensiones mayores a 3.8 14.1 3.5 3.8 7. y las dimensiones de las galerías son de 4.5 11.4 6. Ejemplo 3.433 MT .9 11.3 20.3 3.2 7.0 6.4 15.5 4.3 14.3 6. la cual es mayor que la altura del camión (2. Roberto Segura R.4 6.2 22.5 24.4 3.4 * 0.420 MT .9 4.5.5 *4 (m 2).8 12.11.CALAMA Ingeniería ejecución de Minas TABLA 10: VELOCIDAD (Km/Hr) PARA TRAMOS EN PENDIENTE 5% .77 m (figura 3).95 De acuerdo a la tabla 1.2 7.2.6 9.8 21.2 3.8 m3.5 (m2).7 4.3 8.8 7.2 7.4 7.9 8.0 5.3° SUBE BAJA SUBE BAJA 25% .9 8.7 10.2 7. considerando los mismos datos del ejercicio 2.6 8.0 3..426 MT . VEL.4 3.3 6. Maquinaria y Equipo Minero 47 .2 15.7° SUBE BAJA 15% .413 MT .9 7.6 12.2 3.Seleccionar el equipo de transporte y determinar la flota.5 7.439 MT – F28 26.5 14.8 4.5° 20% .7 6.95 * 3 = 13.9° MODELO 10% .5 * 3.7 6.2 7.0 24.3 11.6 23.49 m).5 20. El trayecto a recorrer es de 1350m al 5% de pendiente. Considerando un Número de Pases igual a 3. La disponibilidad y la utilización son las mismas que las del equipo de carguío. El tiempo de carguío es: Tcc = 2.85 + 13.2 (m3) * 1.41 (min) El tiempo de maniobras.99 49.CALAMA Ingeniería ejecución de Minas La Capacidad efectiva del equipo es de: Cec = 13. se deberá adquirir 8 camiones MT-433.0 (Km/hr) * 16. Luego el rendimiento horario del equipo de transporte es: Rhc = 24.4 (T/hr) Finalmente.03 (min) Luego el tiempo de ciclo es: Tc = 7.41 + 0.67 + 1350 m 17.03 21.03 (ciclos/hr) = 49.67 = 13. descarga y espera es 0.29 (min) El número de ciclos es: Nc = 60 * 0.29 ciclos por hora.47 (min) * 3 = 7.03 = 21.94 * 0.8 (Km/hr) * 16.9 * 0. Maquinaria y Equipo Minero 48 .8 = 2.95 = 24.85 (min).4 (T/hr) La flota de transporte podrá calcularse por la expresión: FT = 395 (T/hr) = 7.33 (T/ciclo) * 2.9 (T). El Tiempo de Viaje es: Tvc = 1350 m 9. Roberto Segura R.33 (T) que es menor al RTC = 29. de tal forma de ajustarlos al tiempo diario total disponible y cumplir con un plan global de avance.H. dentro de un tiempo específicamente asignado para dicha tarea?. La factibilidad técnica y económica de que un L. tronadura y ventilación. pues desde ahí en adelante deberá depositar la marina en estocadas de carguío (o de remanipulación de materiales). ¿qué tan lejos podemos depositar la marina con solo un equipo L. mientras se realizan las operaciones de perforación. extracción de saca y a menudo.D. De lo anterior. se muestra un esquema de la operación en particular y algunos términos utilizados en el diseño. Roberto Segura R. La clave de una operación a bajo costo se encuentra en resolver el problema de cómo mezclar éstos componentes del ciclo.H.CALAMA Ingeniería ejecución de Minas Estocadas de Remanipulación En la construcción de túneles y rampas. para despejar la frente. la primera pregunta que se realiza a menudo es. los mayores elementos del ciclo total de avance son: perforación. Estas estaciones deben ser bastante grandes para contener el material de una tronada y dejar el espacio suficiente para que el equipo trabaje en forma correcta. el apoyo. se puede deducir entonces que en la construcción de un túnel o rampa. el equipo podrá extraer la marina desde la estocada hacia el exterior. el cual podría realizarse una. De esta forma. dos y posiblemente tres veces durante dicho período. es extraer la saca y.D realice el carguío y extracción de material está limitada por la distancia de acarreo y el tiempo con que se cuenta para ello. tronadura / ventilación. En la figura 11.D podrá operar hasta cierta distancia específica. desquinche. Lo que corresponde a esta operación en particular. Maquinaria y Equipo Minero 49 . Es importante entender la aplicación de las estaciones de remanipulación en los túneles y rampas. el equipo L.H. carguío. dr = densidad real 2.Selección del modelo de Scoop. A = ancho del túnel.H. La = Avance efectivo por disparo. es el siguiente: 1... 11 Perforadora El procedimiento de cálculo. de acuerdo a las dimensiones de la labor.D Botadero Estocadas Marina Fig. Roberto Segura R. para determinar la distancia entre estocadas.Se calcula el peso a remover en un disparo: TRT = H (m) * A (m) * La (m) * dr (T/m3) TRT = H (m) * A (m) * La (m) * da (T/m3) * (1 + E) Donde: H = altura del túnel. Maquinaria y Equipo Minero 50 .CALAMA Ingeniería ejecución de Minas Portal L. .Luego.. Maquinaria y Equipo Minero 51 .Dentro del tiempo total para la operación. Ventilación menores. habrá un tiempo para cargar. maniobrar y descargar..Tiempo para realizar la operación de carguío. el tiempo total utilizado en el turno para cubrir la distancia entre el portal(P) y el Botadero (B) exterior será: TP-B = DP-B (m) * 2 * Nc Vel (Km/Hr) * 16. debido a que se trata del número de ciclos totales para extraer la marina y no está restringido a una unidad de tiempo.Tpo. Perforación – Tpo. Nc = TRT (T) / Ce (T) Donde: Ce = capacidad efectiva del balde del equipo de carguío.CALAMA Ingeniería ejecución de Minas 3.) * DFM – otras operaciones 6.67 * CA (min) Donde: Roberto Segura R.Cálculo del número de ciclos necesarios para extraer el material tronado. Total Turno – Tpo. transporte y extracción (TCTE) en un turno. 5. En este caso se debe redondear hacia arriba.Selección del tamaño óptimo del balde... Dicha parte del tiempo de ciclo. TCTE = (Tpo. Colación y cambio de turno . 4. al multiplicarla por el número de ciclos nos dará el Tiempo Fijo Total: TFT = TF * Nc (min) 7. en toneladas. Tronadura – Tpo. . Por lo tanto.Cálculo de la distancia entre el portal (P) y la primera estocada (PE).Tiempo entre la primera estocada (PE) y la segunda (SE).. DP-PE = TP-PE (min) * VelP-PE (m/min) 2 * Nc 11.Tiempo de limpieza de la frente (TL). Maquinaria y Equipo Minero 52 . Debido a que ahora el equipo ya no sale al botadero y deposita la saca en la primera estocada. Se debe estimar en base a la experiencia. Aproximadamente 5 minutos. se utiliza en avanzar en la construcción.CALAMA Ingeniería ejecución de Minas D P-B = distancia entre el portal y el botadero CA = corrección por altitud..La distancia entre la primera estocada (PE) y la segunda (SE) es: DPE-SE = TPE-SE (min) * VelPE-SE (m/min) 2 * Nc Roberto Segura R... 9. tiempo utilizado entre el portal (P) y la primera estocada (PE).TL . 8. TP-PE = TCTE .TP-B 10. el tiempo de transporte entre el portal y el botadero. el tiempo para ir desde la primera a la segunda estocada es: TPE-SE = TP-PE + TP-B 12.Tiempo para avanzar en la construcción del túnel.TFT . es decir. CALAMA Ingeniería ejecución de Minas 13.6 m * 4.6 m y el diseño de la perforación y tronadura arroja un avance efectivo de 3m.6 m * 3 m * 2. La densidad de la roca es de 2.DP-PE ) DPE-SE Donde: Lt = Longitud total del túnel Se debe destacar.Finalmente.4 (T/m3) = 152.D y la caja debe ser superior o igual a 1 m. La distancia entre el L. La rampa deberá tener una sección de 4. Ejercicio 4. La distancia entre el portal y el botadero es de 90m. Maquinaria y Equipo Minero 53 .Se proyecta la construcción de una rampa de 1067m con una pendiente de 5% y una elevación de 244msnmm.25 (T) Velocidad horizontal = 7. Determine el número de estocadas de remanipulación necesarias para una óptima operación.4 (T/m3) y esponjamiento de 45%. el número de estocadas (NE) está dado por: NE = ( Lt . TRT = 4. Peso a remover en el disparo. por cada lado.7 (Km/hr) Roberto Segura R.35 (T) El equipo a utilizar.H.6 m * 4. de acuerdo a las dimensiones de la labor es el ST-8A. La Disponibilidad es de 80%. Se estima que las condiciones de trabajo serán buenas (medias). que el valor obtenido de la expresión anterior debe redondearse hacia arriba.. Las características de este equipo son: RTC = 12. 00 yd3 (7.1 m3 Selección del balde óptimo.15 . equivalente al 1. se debe cambiar el balde por otro de mayor capacidad. PI = 6.35 (T) = 12.55% de RTC Por lo tanto. 12. La capacidad ideal del balde es: 12.35 . se debe utilizar un modelo ST-8A con un balde de 10.95 * 1.4 (min) Donde: TTT = Tiempo Total Turno MF = Marcado de Frente.33 que redondeando resultarían 13 ciclos.TIE .50 . Maquinaria y Equipo Minero 54 . PE = Perforación Efectiva Roberto Segura R.REC . El número de ciclos para cargar y transportar toda la marina es: Nc = 152.36 (T) La fracción del turno utilizada en cargar.2 (Km/hr) Capacidad Nominal = 8 yd3  6. para una densidad aparente de 1.10 . transportar y extraer es: TCTE = (TTT .5% de RTC.15 yd3 1.84 m3)  PI = 12. existen las siguientes alternativas: Balde de 10.CT .PE .9 (Km/hr) Velocidad bajando (5% pend) = 18.167 .QyV .8 = 50.66 (T/m3) y un factor de llenado del 95%.CALAMA Ingeniería ejecución de Minas Velocidad subiendo(5% pend) = 11.65 m3)  PI = 12.95 CI = Luego. equivalente al 0.25 (T) = 7. equivalente al 21.9% de RTC Balde de 10. TIE = Traslado e Instalación del Equipo de Perforación.63 (T).25 – 60 – 30 -15 ) * 0.76 (m3)  10.06 (T)  dif.66 * 0.1 * 0.25 yd3 (7.66 = 9.62 (T) Como RTC es mayor que PI y la diferencia es 2.MF .25 yd3.36 (T)  dif.10 .A – F – CyCT) * DFM (480 . QyV = Quemar y ventilar. F = Fortificación. para una velocidad promedio de: Vel prom = 11.87 (min) La distancia entre el portal y la primera estocada. es: TP-B = 90 (m) * 2 * 13 7.1 * 13 = 14. REC = Retiro de equipo de carguío.23(min) El tiempo de limpieza se estima en 5 (min).2 = 15.CALAMA Ingeniería ejecución de Minas CT = Carguío de tiros. El tiempo utilizado en avanzar desde el portal a la primera estocada es: T P–PE = 50.67 * 1 = 18. El tiempo fijo total.87 (min) * 15.1 (min).05 * 16. A = Acuñadura.3 ( min) El tiempo utilizado en transportar la marina. Maquinaria y Equipo Minero 55 . es: TFT = 1. desde el portal al botadero. para un tiempo fijo unitario de 1.19 (m) 2 * 13 Roberto Segura R.4 –14.05 (Km/hr) 2 es: DP-PE = 12.7 (Km/Hr) * 16.67 = 124.23 – 5 = 12.3 – 18. CyCT = Colación y Cambio de Turno.9 + 18. 19 300 300 300 Fig.23 = 31. el número de estocadas es: NE = (1067 – 124.87 + 18.67 = 300. tienen una gran utilidad en minas de gran profundidad.1 (min) * 15.19) = 3. 12 42. Sin embargo. Roberto Segura R. Luego.CALAMA Ingeniería ejecución de Minas Para calcular la distancia entre la primera estocada y la segunda.1 P B E-1 E-2 E-3 124. Maquinaria y Equipo Minero 56 . ahora se usará en avanzar en la construcción del túnel.14 300. debido a que ha sido desplazado por sistemas de mayor productividad.1 (m) 2 * 13 Finalmente. que es donde el camión genera grandes costos de operación.81 E-4  4 estocadas. se debe considerar que el tiempo que se utilizaba en recorrer la distancia entre el portal y el botadero.05 * 16. principalmente por la gran longitud de las rampas de acceso.1 (min) Luego la distancia entre la primera y la segunda estocada es: DPE-SE = 31. el nuevo tiempo para avanzar es: T PE-SE = 12. como lo son los camiones. Extracción Vertical La Extracción Vertical es un sistema de transporte casi obsoleto. será como funcione el sistema: Tambor Sencillo: El cable se arrolla en un tambor único. Tambor Doble: El cable se arrolla en dos tambores acoplados por uno o dos embragues. Las Máquinas de Tambor. es un sistema más moderno que el anterior. cada uno en un tambor. que es el primer sistema que salió al mercado. En pozos con varios niveles se instala una jaula/skip equilibrada por un contrapeso. maquinas y herramienta. Ello permite extraer de varios niveles sin pérdida de tiempo en reposicionar la jaula/skip. La Máquina de Fricción. La polea puede estar montada sobre el castillete o a nivel de Brocal de Pozo. consiste en que uno o más cables que resisten el peso de la jaula/skip. Roberto Segura R. sino que está siempre suspendido de una polea de fricción (Koepe) accionada por un grupo motor-reductor. Multitambor: La jaula/skip está suspendida de dos cables. Existen dos tipos de sistemas: Monocable: Se utiliza en pozos de baja producción. La carga está equilibrada en todo momento mediante un cable de equilibrio.CALAMA Ingeniería ejecución de Minas Este sistema puede ser utilizado tanto para el transporte de mineral como para el de personas. donde solo se requiere de una polea de fricción para generar la fuerza mínima necesaria. Se emplea para grande profundidades cuando el peso del propio cable (si fuera uno solo). Maquinaria y Equipo Minero 57 . el cual no utiliza un tambor para almacenar el cable. Multicable: La jaula/skip está suspendida de dos o más cables. se alojan en un o varios tambores. El sistema puede ser de dos tipos: Máquinas de Tambor Máquinas de fricción (Polea Koepe). supera el peso de la carga suspendida. los cuales son accionados por un motor (de corriente continua o alterna). En pozos de un solo nivel. el contrapeso puede sustituirse por otra jaula/skip. Dependiendo de la cantidad de tambores. que pasan por una polea de garganta múltiple. CALAMA Ingeniería ejecución de Minas Cabe destacar, que por su elevado rendimiento energético, la polea Koepe es ideal para extracción de un solo nivel. Para extraer de varios niveles, pueden instalarse varias máquinas de fricción, cada una accionando una jaula/skip y un contrapeso. Capítulo II Métodos de Explotación a Cielo Abierto Estos métodos son muy utilizados hoy en día, debido principalmente a que permiten garantizar la maximización de la rentabilidad del negocio, por medio de la economía de escala, y porque además, permiten una maximización de la recuperación de minerales. Esto hace que se puedan explotar yacimiento de alta a baja ley. Sin embargo, no todo yacimiento puede ser explotado a Cielo Abierto. La verdad, es que este debe cumplir con ciertos requisitos que garanticen la minimización relativa de los recursos económicos involucrados. Los yacimientos, entre otras características, pueden ser Masivos, Estratificados o Tabulares (de mediana o gran inclinación); estar ubicados relativamente cerca de la superficie; la distribución de las leyes puede ser uniforme, gradual, errática, etc. Los métodos mineros más utilizados en chile son: Rajo Abierto: Este método, utilizado para minería metálica, lleva la explotación por medio de un banqueo descendente, generándose rajos de gran profundidad. Los equipos más utilizados en este método son: Palas (cable e hidráulicas), Cargadores Frontales, Camiones Fuera de Carretera, Cintas Transportadoras, y otros de apoyo. Canteras: Este método, utilizado en minería no – metálica (áridos, caliza, rocas ornamentales, etc.), lleva la explotación en banqueo descendente y genera rajos de poca profundidad. Los equipos más utilizados son: Cargadores Frontales, Retroexcavadoras, Camiones Convencionales y Fuera de Carretera (dependiendo del tamaño de la explotación), Cintas Transportadoras, y otros equipos de apoyo. Roberto Segura R. Maquinaria y Equipo Minero 58 CALAMA Ingeniería ejecución de Minas Graveras: Este método, utilizado principalmente para la extracción de materiales detríticos (arenas y gravas) desde las terrazas de los ríos, lleva la explotación en un solo banco, y el arranque se realiza mediante métodos mecánicos. Los equipos a utilizar, dependen de la ubicación del material. Cuando las formaciones se encuentran en niveles altos se utilizan Cargadores Frontales y Camiones Convencionales; sin embargo, cuando el material se encuentra en contacto con el acuífero infrayacente, pueden emplearse dragas, dragalinas o rotopalas. Aspectos del diseño en Rajo Abierto Para el diseño en minería a Rajo Abierto, que es la más utilizada para minerales metálicos, se deben tener en consideración una serie de parámetros relacionados al carguío y transporte de los materiales. Pero antes de ver dichos parámetros, se definirá a continuación los principales términos de un diseño. Estos son: Pata (P): línea imaginaria que separa un banco de otro. Se asigna al banco inmediatamente superior. Cresta (C): línea imaginaria que separa a la porción horizontal de un banco, de la inclinada. Angulo Global (AG): ángulo medido entra la horizontal y la línea que une la pata del último banco con la cresta del primero. Angulo Inter Rampa (AIR): para un paquete de bancos, sin rampas, expansiones ni bancos de contención intermedios, es el ángulo medido entre la horizontal y la línea que une la pata del último banco del conjunto con la del primero. Angulo de Banco (AB): ángulo medido entre la horizontal y la línea que une la pata con la cresta de un mismo banco. Quebradura (Q): distancia horizontal medida entre la pata y la cresta de un mismo banco. Berma de Banco (BB): distancia horizontal medida desde la cresta del banco hasta la pata del siguiente; en otras palabras, ancho total del banco menos la quebradura. Roberto Segura R. Maquinaria y Equipo Minero 59 CALAMA Ingeniería ejecución de Minas Altura de Banco (HB): distancia vertical medida entre la pata y la cresta de un mismo banco. Banco de Contención (BC): Los bancos de contención o Catch Bench, tienen una berma un poco más ancha, la cual tiene dos finalidades: contener posibles derrames y aumentar la estabilidad de los taludes interrampa y global. Expansión (EXP): Macrounidad de explotación compuesta por varios bancos y ubicada en un sector específico de la mina. Se define en base a consideraciones técnicas (parámetros de diseño, calidad del mineral, cantidad de material, relación lastre/mineral, etc.) y económicas (Ley de Corte, Beneficios, etc.). En otras palabras, las expansiones son rajos de menor envergadura que sirven para ordenar la explotación, de forma de maximizar la rentabilidad del negocio. Secuencia (S): Orden de ejecución de las expansiones o fases de explotación en el rajo. La secuencia, que es producto de una estrategia de explotación, permite extraer el mineral en forma ordenada, generando una maximización de la rentabilidad. Rampa Principal (RP): Rampa de acceso al pit, que atraviesa todos los bancos de la mina. Rampa Secundaria (RS): Rampa que nace a partir de la rampa principal y mediante la cual es posible accesar a un sector específico del rajo (expansión ). Sistema de Explotación Cerrado (SEC): Sistema de explotación que tiene por principal característica, el hecho de que no es posible accesar, desde la rampa, a todos los bancos; solo a los que se encuentran en explotación. Por el contrario, si se tiene acceso libre a todos los bancos, es llamado Sistema de Explotación Abierto (SEA). Roberto Segura R. Maquinaria y Equipo Minero 60 Maquinaria y Equipo Minero 61 .CALAMA Ingeniería ejecución de Minas Primer Banco BB HB AB Q Rampa Pata Crest a Banco de Contención AIR Ultimo Banco AG Fig. 13 Roberto Segura R. CALAMA Ingeniería ejecución de Minas Expansiones 3 5 2 La secuencia de las expansiones está dada por su respectivo número. 1 4 Fig.)) (m). BS = Berma Seguridad. 14 Los principales parámetros de diseño relacionados a la operación de carguío y transporte son: Ancho Mínimo de Rampa (AMR): Puede calcularse de tres formas: a) AMR = 4 * AC b) AMR = D + 3 * AC + BS c) AMR = BS + 2 * EC + 3 * AC + ZD Donde: D = Longitud del derrame en la pata del banco (m). Roberto Segura R. Maquinaria y Equipo Minero 62 . ancho = 2 * (Rádio Neumático / sen(ángulo reposo mat. Se considera que la posición de máximo rendimiento es aquella en la cual la pala se ubica en forma perpendicular al frente de carguío y con un camión a cada lado. 15 Ancho Mínimo de Carguío (AMC): Espacio mínimo necesario para efectuar la operación de carguío en forma adecuada y segura. Roberto Segura R. AMC = 2 * Rc +AC + Da + BS Donde: Rc = Radio de Carguío de la Pala (m) AC = Ancho del Camión (m). AC = Ancho del Camión (m). ZD = Zona de Derrames (m).CALAMA Ingeniería ejecución de Minas EC = Espacio entre Camiones (m). Da = Distancia Adicional (0. Es importante que el ángulo de giro de la pala no debe sobrepasar los 70° con respecto a las orugas.5 * AC) (m). Maquinaria y Equipo Minero 63 . BS AC EC AC EC AC ZD Fig. BS = Berma de Seguridad (m). y corresponde a la suma de las distancias requeridas para las maniobras que deben efectuar la pala y camiones en el frente de trabajo. 16 Largo Cancha de Aculatamiento (LCA): Distancia mínima necesaria para la ubicación de los equipos de transporte. LC = Largo del Camión (m).5 * LP). de tal forma de que se puedan realizar las maniobras de posicionamiento para el carguío con facilidad. D2 = Distancia mínima entre camiones (0.CALAMA Ingeniería ejecución de Minas BS AC 2 Rc Da Fig. RGC = Radio de Giro Exterior del Camión (m). Maquinaria y Equipo Minero 64 . D1 = distancia adicional (0.75 * LC) Roberto Segura R. La expresión es: LCA = LP + d1 +RGC + n * LC + (n-1) * d2 Donde: LP = Largo de la pala (m). Está dado por la siguiente expresión: LMP = T (m) HB * AMC * d Desfase entre Bancos de Producción Consecutivos (DBPC): Es la distancia mínima que debe existir entre equipos de carguío que trabajan en bancos consecutivos. Está dado por la siguiente expresión: Roberto Segura R. 17 Largo del Módulo del Polvorazo (LMP): Depende de los siguientes parámetros: tonelaje a tronar (T). Maquinaria y Equipo Minero 65 . en una misma expansión y en un mismo sentido de avance. densidad del material (d). altura de banco (HB) y ancho mínimo de carguío (AMC).CALAMA Ingeniería ejecución de Minas CRESTA PATA D2 LC RGC L1 LP Fig. La expresión que lo define es: DFAR = 2 * LCA Donde: Roberto Segura R. 18 Desfase entre Frentes en Avance (DFA): es la distancia mínima que debe existir entre dos unidades de carguío que se encuentran operando en un mismo banco. 30 m). y en el mismo sentido de avance.CALAMA Ingeniería ejecución de Minas DBPC = LCA + LMP + Ds Donde: Ds = Distancia de seguridad (m) DBPC Fig. La expresión es: DFA = LMP + Ds Donde: Ds = Distancia de seguridad (aprox. Desfase entre frentes en avance y retroceso (DFAR): Es la distancia mínima que debe existir entre dos unidades de carguío que se encuentran operando en un mismo banco. en sentidos de avance opuestos. Maquinaria y Equipo Minero 66 . Clima. Limitaciones Medioambientales. 19 Aspectos técnicos y Económicos de la Selección de Equipos En todo proyecto minero. Accesibilidad. Disponibilidad de mano de obra. Maquinaria y Equipo Minero 67 . la etapa de selección de equipos se realiza a partir de la siguiente información: Altitud. Infraestructura eléctrica. Rampa DFAR DFA Fig. Propiedades geotécnicas y geomecánicas del macizo rocoso. Roberto Segura R. en los que ya se habrá contemplado la maquinaria a emplear. una vez localizado el yacimiento de mineral que se desea explotar y realizados los primeros estudios técnico-económicos.CALAMA Ingeniería ejecución de Minas LCA = Largo de la cancha de aculatamiento. Tipo y forma del cuerpo mineral. Roberto Segura R. dimensiones. Vida del proyecto. Velocidad de desplazamiento. Calidad del servicio del fabricante y/o el distribuidor.CALAMA Ingeniería ejecución de Minas Densidades. Selectividad minera. bermas de seguridad. Altura de excavación. Disponibilidad de capital. Maquinaria auxiliar requerida. Maquinaria y Equipo Minero 68 . robustez y estabilidad del equipo. Vida útil. Tiempos de ciclo. Fuente de energía primaria. Límites de la propiedad. Peso. Facilidad de mantenimiento y reparación. Capacidad de producción del equipo. esponjamiento y abrasividad de los materiales. Sistemas de diagnóstico y control. Potencia al volante y total del equipo. Accesorios y equipos opcionales. Parámetros de diseño (altura y ancho de banco. anchos de rampas. Ritmo de producción. Dimensiones de la excavación. Fuerza de excavación. Niveles de ruido y generación de polvo. Instalaciones auxiliares necesarias.) Organización del trabajo. Nivel de cualificación del operador y los mantenedores. Calidad de los componentes del equipo. Seguridad y visibilidad del operador. etc. Alcance de trabajo del equipo. Radio de giro del equipo. Valor residual. Continuidad del tipo y modelo de equipo. entre otros. Costos de Inversión. Costos de Operación. Sistemas de Carguío Existe una variada gama de equipos de carguío utilizados en minería Cielo Abierto Roberto Segura R. Maquinaria y Equipo Minero 69 .CALAMA Ingeniería ejecución de Minas Tiempo de envío de la maquinaria y sus repuestos.