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CARGUIO Y TRANSPORTE
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INTRODUCCION A LA MINERIA
(MODULO 5)(CARGUIO Y TRANSPORTE EN MINERIA)
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1.- INTRODUCCION
En el manejo de materiales en una mina, se pueden distinguir tres operaciones básicas, estas son:
Arranque Carga Transporte Vertido
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1.1.EL ARRANQUE
Es la primera de las operaciones dentro de la mina. Esta consiste en la fragmentación de la roca a un tamaño adecuado para su posterior carga y transporte.
La fragmentación de la roca puede obtenerse fundamentalmente por dos métodos bien definidos:
Directo: Por la acción mecánica de una herramienta montada sobre un equipo.
Indirecto: Por la energía liberada por un explosivo situado en el interior de la roca.
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Un método basado en la determinación de la velocidad de desplazamiento de una ondasísmica a través de las diferentes capas que conforman un macizo rocoso, nos permitedeterminar la mayor o menor facilidad de excavación que este presenta, lo cual nosindicará si es necesario el uso de tronadura previa al carguío o si se puede excavary cargar directamente el material en la mina.
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VELOCIDAD SISMICA (m/s) CARACTERISTICAS DE LA EXCAVACION
< 1.500Estratos excavables, sin tronadura, por mototrailla, grandes dragas, excavadoras o rotopalas.
1.500 - 2.000Ripado fácil. Excavación de estratos sin tronadura, algo difícil para dragas, excavadoras o rotopalas
2.000 - 2.500Ripado algo costoso. Tronaduras ligeras (grandes esquemas, grandes longitudes de taco, bajos factores de carga) pueden ser necesarias para las grandes dragas, excavadoras o rotopalas.
2.500 - 3.000 Se necesita tronaduras ligeras.
> 4.000Se precisan tronaduras fuertes (esquemas de perforación cerrados, pequeñas longitudes de tacos, altos factores de carga).
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VELOCIDAD DE PROPAGACION DE ONDA SISMICA [m/seg]
Materiales no consolidados en general < 900
Tierra normal 240 - 450
Tierra muy compactada 460 - 600
Agua 500
Arena suelta, por encima del nivel freático 450 - 600
Arena suelta, por debajo del nivel freático 450 - 1.200
Materiales consolidados en general > 2.400
Arcilla 900 - 1.800
Esquistos 1.200 - 3.000
Areniscas 2.400 - 5.400
Basalto 2.400 - 5.400
Granito 3.000 - 6.000
Caliza 3.200 - 5.500
Grava cementada 1.200 - 2.100
Hielo 3.000 - 3.600
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1.2. EL CARGUIO
Es la operación de recogida del material ya fragmentado para depositarlo, en la mayoría de los casos, sobre otro equipo o instalación adyacente.
La elección del sistema de carga es una decisión muy importante y normalmente involucra gran parte del futuro de la explotación. De ahí que los pasos seguidos para dicha elección y luego para la selección final de los equipos, se realicen en forma muy cautelosa. Hay que tener presente que estos equipos pueden constituir, por una parte, las unidades de mayor inversión unitaria y por otra determinar la capacidad de extracción de la explotación e incluso la propia definición del método y la selectividad de este
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1.3. EL TRANSPORTE
Es la operación que tiene en la actualidad una mayor repercusión económica sobre el ciclo de explotación y puede ponderar, en una explotación a cielo abierto, con un 40 o 60% del costo total de operación y con una cifra dentro del mismo rango en los costos de capital por la inversión en equipos principales.
Se basa en la extracción o desplazamiento de los diferentes materiales hasta las plantas o lugares de almacenamiento, en el caso de los minerales, o hasta los botaderos, en el caso de los estériles.
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CLASIFICACION %
Perforación y Tronadura 10
Carguío y Transporte 80
Caminos y Botaderos 10
EXPLOTACION DE MINAS A CIELO ABIERTO
COSTOS DE OPERACIÓN (Aproximados):
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CLASIFICACION %
Perforación y Tronadura 10
Carguío y Transporte 70
Equipos Varios (Terreno, Apoyo) 10
Energía y Utilidades 5
Talleres y auxiliares 5
COSTOS DE CAPITAL (Aproximados):
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1.4. EL VERTIDO
La operación de vertido de los materiales arrancados del depósito mineral, normalmente se realiza por los mismos equipos que efectúan el transporte, los cuales pueden ser:
Camión Correa transportadora
Apoyados por otros equipos auxiliares:
Tractor (bulldozer) Apiladores Puentes de transferencia etc.
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La descarga del material se puede efectuar en:
Botaderos
Stock pile
Tolvas de almacenamiento
Canchas de lixiviación
Puntos de transferencia
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Si el lastre transportado por camiones se descarga en botaderos, el vertido es directo apoyado con bulldozer.
Si el transporte es mediante correa transportadora, se requiere un chancado previo.
Si es mineral marginal, este debería ser chancado previamente para su posterior etapa de lixiviación
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El stock pile (pila de almacenamiento) puede almacenar mineral que va directamente a la planta de tratamiento, como también mineral de alta o baja ley el cual debe ser mezclado para su posterior uso.
En la descarga en tolvas de almacenamiento el vertido es de mineral con ley aceptable para la planta de tratamiento, ya que en caso de no contar con extracción de mineral desde el propio yacimiento por un período de tiempo, se debe recurrir a mineral almacenado en dichas tolvas.
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Para el vertido o depósito de mineral en canchas de lixiviación se pueden usar los distintos tipos de equipos antes mencionados y para la descarga de estas canchas (si se trata de pilas renovables) por lo general se utiliza el sistema pala-camión o rotopalas-correas transportadoras.
Con respecto a los puntos de transferencia, estos son utilizados cuando el mineral debe recorrer una gran distancia para llegar a la planta de tratamiento, es decir, desde la mina a través de camiones, debe llegar a dicho punto de transferencia para ser vertido en vagones o en un sistema de correas transportadoras.
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2.- GENERALIDADES EN CARGUIO Y TRANSPORTE
En un proyecto minero, existen una serie de instancias en el tiempo, en las que se hace necesario un estudio para determinar requerimientos y seleccionar equipos, tanto de carguío como de transporte:
Estudios de viabilidad económica del proyecto
Planificación de largo, mediano y a veces hasta en el corto plazo
Renovación de equipos que cumplen su vida útil
Ampliación de flotas de equipos
etc.
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2.1. REQUERIMIENTOS DE EQUIPOS
Para determinar los requerimientos se tiene que establecer previamente, entre otras cosas, las siguientes:
Volúmenes totales de los materiales a remover
Origen y destinos de los materiales
Perfiles de transporte
Ritmos de extracción
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a)Volúmenes totales de los materiales a remover
Una vez hecho el diseño de la mina, mediante una cubicación se puede determinar los volúmenes de materiales a remover, con lo cual se puede establecer en una primera aproximación el tipo y cantidad de maquinarias que se debe considerar en el estudio.
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Baja ley
Alta ley
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b) Origen y destino de los materiales
Establecida la secuencia de explotación, y en función del tipo y calidad de los materiales, se podrá determinar tanto el origen como los destinos de estos.
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Fase 1
Fase 2
Fase 3
Pit Final
Fase 1Fase 2
Fase 3
Pit Final
Fase 4
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c) Perfiles de transporte
Considerando los planos asociados a la secuencia de explotación y los orígenes y destinos de los materiales, se puede construir los distintos perfiles de transporte.
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1 2
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COMO FUNCIONA DISPATCHSATELITE CUBRIENDOPUNTOSPREDETERMINADOS
CAMION EQUIPADO CONEL SISTEMA
ANTENA REPETIDORA
SALA DECONTROL
COM
O F
UNCIONA D
ISPATCH
SATELITE C
UBRIENDO
PUNTOS
PREDETERMIN
ADOS
CAMIO
N EQ
UIPADO
CO
N
EL SIS
TEMA
ANTENA REPETID
ORA
SALA DE
CONTRO
L
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d) Ritmos de extracción
Dependiendo de los ritmos de producción fijados, en la secuencia de explotación quedarán determinados los ritmos de extracción, de los diferentes materiales, necesarios en el tiempo para los diferentes frentes de la mina.
(Ritmo: Cantidad por unidad de tiempo)
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Período Mineral aPlanta
Ley Envíoa Planta
Estéril E/M MovimientoTotal Mina
CuFino
Toneladas % Toneladas Toneladas Toneladas
1 937.500 1.14 750.000 0.8 1.687.500 9.617
2 1.125.000 1.4 562.500 0.5 1.687.500 14.175
3 1.125.000 1.33 750.000 0.67 1.875.000 13.466
4 1.125.000 1.13 562.500 0.5 1.687.500 11.441
5 1.125.000 1.05 562.500 0.5 1.687.500 10.631
6 1.125.000 1.02 562.500 0.5 1.687.500 10.327
7 1.125.000 0.9 562.500 0.5 1.687.500 9.113
8 1.125.000 0.92 562.500 0.5 1.687.500 9.315
9 1.125.000 0.68 187.500 0.17 1.312.500 6.885
TOT 9.937.500 1.06 5.062.500 0.51 15.000.000 94.804
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2.2. SELECCION DE EQUIPOS
En un proyecto nuevo, una vez establecidos los requerimientos de equipos se tendrá que proceder a la selección de estos. Dicha selección parte de tres grupos de datos básicos:
1º Grupo: Condiciones de Entorno de Operaciones
2º Grupo: Características de Yacimiento
3º Grupo: Parámetros de la Explotación
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DATOS BASICOS PARA SELECCIÓN DE EQUIPOS MINEROS
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a) En el primer grupo, condiciones de entorno de las operaciones, podemos considerar:
Altitud Temperatura Precipitaciones Vientos Tipo de terreno Accesibilidad Infraestructura eléctrica Disponibilidad de mano de obra Talleres o sucursales de los distribuidores de equipos Proximidad a áreas habitadas Limitaciones ambientales etc...
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b) En el segundo grupo, características del yacimiento, podemos considerar:
En los estériles de recubrimiento y de la mineralización:
Cantidades Naturaleza y grado de consolidación Propiedades geomecánicas Angulo de reposo de estériles sueltos
En la mineralización:Tipo y forma del cuerpo mineralizado
Espesores Inclinación Propiedades geomecánicas Alterabilidad
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Hidrología e hidrogeología
Otras propiedades de los materiales: Densidades Factores de esponjamiento Abrasividad Pegajosidad etc...
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c) En el tercer grupo, parámetros de la explotación, podemos considerar:
Límites de la propiedad Dimensiones de la excavación Alturas de banco, anchuras de pistas, bermas, etc. Organización del trabajo Ritmos de producción Selectividad minera Vida del proyecto Disponibilidad de capital Programa de restauración de terrenos
La forma y magnitud con que influye cada grupo en la elección del diseño, el tipo y el tamaño de los equipos es diferente, pero los tres se encuentran interrelacionados.
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Criterios específicos a considerar en la selección de equipos
Una vez llevadas a cabo las labores de reconocimiento de los materiales a manipular y habiendo establecido el contexto general del proyecto, se pasa a la etapa de determinación de los equipos aplicables y selección de la mejor alternativa.
Un método de selección que se puede emplear es el conocido como:
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Consiste en:
Fijar unos objetivos o criterios específicos.A estos se les asigna un peso relativo en función de su importancia, tanto si estos son cuantificables como si son subjetivos.
Para cada una de las alternativas o equipos considerados se estiman unas calificaciones parciales o probabilidades de obtención de cada objetivo.
ANALISIS DE DECISIONES POR OBJETIVOSPONDERADOS
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A continuación se calculan la utilidad relativa o puntuación total para cada equipo.
En este método se introduce cierta subjetividad cuando los pesos relativos de cada criterio son fijados por una sola persona, pero esta puede eliminarse en gran parte si se realiza dicha tarea por un grupo de ingenieros y se dispone de datos históricos para validar el modelo.
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En el caso que nos interesa, esto es selección de equipos de carga y transporte, los criterios a los que se debe hacer referencia se subdividen en:
Criterios de Rendimiento
Criterios de Diseño
Criterios de Servicio
Criterio Económicos
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a) Los criterios de rendimiento pueden incluir conceptos, según los equipos, como los siguientes:
Capacidad de producción
Fuerzas de excavación o arranque
Esfuerzo de tracción
Tiempos de ciclo
Alturas de excavación
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Altura de descarga o vertido
Alcance
Presión sobre el terreno
Radio de giro
Velocidad de desplazamiento
Capacidad para remontar pendientes
etc.
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b) Los criterios de diseño pueden incluir parámetros tales como los siguientes:
Potencia total Vida en servicio
Peso Dimensiones
Robustez
Estabilidad
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Altura sobre el suelo
Configuración básica
Componentes
Facilidad de mantenimiento
Facilidad de reparaciones
Limitaciones por altitud y temperatura
Niveles de ruido
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Generación de polvo
Esfuerzo requerido por el operador
Seguridad y visibilidad del operador
Potencia absorbida y características del sistema de transmisión, mecánico, eléctrico o hidráulico
Fuente de energía primaria
Sistemas de diagnóstico y control
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Protecciones de elementos
Equipo extintor de incendios
Accesorios y equipos opcionales.
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c) Los criterios de servicio deben tener en cuenta:
El equipo auxiliar que se requiere
Los repuestos necesarios en almacén
La frecuencia de servicio que se precisa
La posibilidad de realizar el mantenimiento en terreno o en taller
El adiestramiento o calificación del personal de mantenimiento
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La dotación de herramientas del taller
El porcentaje de mantenimiento exterior
Las instalaciones auxiliares que se necesitan
La estandarización de componentes
El apoyo y calidad del servicio de los fabricantes o distribuidores
El tiempo de envío de repuestos principales.
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d) Los criterios económicos deben incluir:
Los costos de propiedad: amortizaciones, intereses, seguros e impuestos
Los costos de operación: mano de obra, energía, repuestos, reparaciones, lubricantes, etc.
El precio de adquisición y el valor residual
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