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EQUIPOSLHDENMINERIASUBTERRANEA:
CARACTERISTICAS DEDISEO SELECCION Y OPTIMIZACION
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DISEO,SELECCIONYOPTIMIZACIONOPERATIVA
MBA.MauricioRiquelmeRiquelmeConsultorIntercade
INDICE
I. Introduccin..............................................................................................................II. Tiposdeunidades..
05
08
NDiap.
III. Tiempodeciclo..IV. Caractersticasgeneralesydediseo....V. Operacionesbsicasyprcticaoperativa...VI. Optimizacinoperativa...VII. Indices operacionales..
VIII.Criteriostcnicoeconmicosdeseleccin.IX Clculo de produccin y clculo de flota
30
39
88
108
123
151
210
2
IX. ClculodeproduccinyclculodeflotaX. Mantenimientodeequipos.XI. SeguridadyprevencindeaccidentesXII. ImpactodelaseleccindelequipoLHDenloscostostotalesXIII. Bibliografa.....
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OBJETIVO
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Sus caractersticas principales.
OBJETIVOS
El participante, al concluir el curso, deber contar con una visinadecuada y suficiente de los equipos LHD.
p p
Impacto en las operaciones mineras.
Indicadores asociados.
Vida econmica del equipo.
Mantenimiento y operacin.
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Que le permitir tomar decisiones ms precisas en diversascircunstancias.
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I.INTRODUCCION
5 I.Introduccin
En este mdulo se analizarn las caractersticas principales
d l i i LDH i i l
1.INTRODUCCION
de los equipos mineros LDH, as como sus principales
indicadores de gestin, que permitan aprovechar al mximo
al activo. Se desarrollara un criterio que permita desarrollar
un mtodo para establecer cantidades de flota.
6 I.Introduccin
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Es lo mismo:
LHD
1.INTRODUCCION
LHDScoopScooptramCargador de bajo perfilPalas
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Palas
I.Introduccin
II.TIPOSDEUNIDADES
8 II.Tiposdeunidades
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LHD: Del ingls LoadHaulDump, es decir, cargaacarreadescarga; es una de lasmaquinarias ms usadas en la
EQUIPOS:LHD
maquinarias ms usadas en laminera subterrnea, ya que esparte integral del procesoproductivo.
9 II.Tiposdeunidades
Los LHD corresponden a palas de bajo perfil que pueden clasificarse tanto deequipos de carguo con acarreo mnimo o como equipo combinado de carguo ytransporte. Tienen la particularidad de poseer una cuchara o balde de grantamao, el cual puede ser elevado para cargar un equipo de transporte, tal como
i d b j fil i i l P tilid d
EQUIPOS:LHD
un camin de bajo perfil o un camin convencional. Poseen gran versatilidad y porende son equipos de alta productividad a un bajo costo operacional.
10 II.Tiposdeunidades
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Baja mecanizacin.
Pasado:
Roca Secundaria. Granulometra Fina
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Intensivo en mano de obra.Granulometra Fina.
Baja Dureza. Ley relativamente alta.
Presente:
Inicio de la explotacin de la roca Primaria Mecanizacin
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de la roca Primaria. Problemas de
Estabilidad Mineral ms Grueso Disminucin de la Ley
Automatizacin Creciente tamao
equipos
II.Tiposdeunidades
PALAS NEUMATICAS SOBRE RIELES.
Es un equipo montado sobre ruedas que circula sobre rieles y
EVOLUCIONDELAMINERIASUBTERRANEA
q p q y
que carga el mineral fragmentado a carros mineros, la cuchara
es accionada mediante aire comprimido.
Requieren de una presin mnima de aire de 85 PSI, tomadas
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de una lnea de aire mediante una manguera de 1 de dimetro
cuya la longitud no debe superar los 25 metros.
II.Tiposdeunidades
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PALAS NEUMATICAS SOBRE NEUMATICOS.
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Es un equipo similar a los anteriores montado sobre ruedas
neumticas, requiere de menos infraestructura y brinda mayor
flexibilidad de movimiento.
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Carga el mineral fragmentado a carros mineros, la cuchara es
accionada mediante aire comprimido.
II.Tiposdeunidades
PALAS ELECTRO HIDRAULICA SOBRE NEUMATICOS.
LHD electro hidrulico.
EVOLUCIONDELAMINERIASUBTERRANEA
Es un equipo de caractersticas similares a los equiposactuales, cuentan con dos cuerpos articulados, su accionamiento eshidrulico y su unidad de potencia es un motor elctrico.
Carga el mineral fragmentado, y lo traslada a hasta un punto dedescarga.
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Su caracterstica principal es un carrete montado en el chasistrasero, el cual debe enrollar y desenrollar un cable que se conectaa la red de fuerza de la mina.
II.Tiposdeunidades
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PALAS DIESEL HIDRAULICA SOBRE NEUMATICOS.
Es el LHD que ms se utiliza en la actualidad.
EVOLUCIONDELAMINERIASUBTERRANEA
q
Es un equipo se caractersticas por que cuentan con dos cuerpos
articulados, su accionamiento es hidrulico y su unidad de potencia es
un motor diesel.
Carga el mineral fragmentado, y lo traslada hasta un punto de descarga.
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Carga el mineral fragmentado, y lo traslada hasta un punto de descarga.
Permite mayor autonoma e independencia de la red elctrica.
II.Tiposdeunidades
La explotacin minera en los ltimos aos, se ha mecanizado
d d ti f l di i t
EVOLUCIONDELAMINERIASUBTERRANEA
cada vez ms, para poder satisfacer los rendimientos
productivos de los sectores mineros, se han mecanizado los
procesos haciendo que el tem equipos en las inversiones
cobre relevancia tanto al inicio de la produccin, como en las
fases de reemplazo de equipos
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fases de reemplazo de equipos.
II.Tiposdeunidades
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LHDs PEQUEOS
Capacidad3500kg
RANGODECARGADORESLHD
Capacidad6.200kg Capacidad10,000kgCapacidad6.700kg
LHDs TAMAOMEDIANO
Capacidad3500kg
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Capacidad21.000kg
LHDs GRANTAMAO
Capacidad14.000kg Capacidad17.000kg
II.Tiposdeunidades
LHDs PEQUEOS
Capacidad3500kg
RANGODECARGADORESLHD
Son equipos utilizados en galeras pequeas, menor a 2 m de
ancho, y su mantenimiento es sencillo dado los pesos de sus
componentes
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componentes.
II.Tiposdeunidades
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Capacidad 6.200 kg Capacidad 10,000 kgCapacidad 6 700 kg
LHDs TAMAOMEDIANO
RANGODECARGADORESLHD
Capacidad6.200kg Capacidad10,000kgCapacidad6.700kg
Son equipos utilizados en galeras intermedias, entre 2 y 4 m
de ancho, y su mantenimiento requiere de instalaciones
adecuadas para el manejo de sus componentes los cuales
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adecuadas para el manejo de sus componentes, los cuales
cuentan con pesos que pueden producir daos a las personas.
II.Tiposdeunidades
C id d 21 000 k
LHDs GRANTAMAO
C id d 14 000 k C id d 17 000 k
RANGODECARGADORESLHD
Capacidad21.000kgCapacidad14.000kg Capacidad17.000kg
Son equipos utilizados en galeras, mayores a 4 m de ancho, y
su mantenimiento requiere de instalaciones adecuadas para
l j d t i t
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el manejo de sus componentes, es necesario contar con
equipos auxiliares para el reemplazo de algunos
componentes.
II.Tiposdeunidades
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Nivel de hundimiento.
PROCESODEEXTRACCION
Nivel de extraccin.
21 II.Tiposdeunidades
PROCESODEEXTRACCION
NIVELDEHUNDIMIENTO
MartilloPicadorLHDs de7yd3
(208m)
PiquesdetraspasoSecundarios(30m)
LHDs de7yd3MartilloPicador
NIVELDEPRODUCCION
NIVELDETRASPASO
22 II.Tiposdeunidades
PiquesdeTraspasoPrincipales(178m)
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Bateas
SonloslugaresdondelosLHDrecogenelmineral.Enunsectorpuedenhabermuchosdeestospuntosespaciadosaunos10m.
PUNTOSDECARGUIO
Bateas
PuntosdeCarguo
MarcodeSeguridad
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PuntodeVaciadoLHD
II.Tiposdeunidades
Equipo cuya funcin principal es reducir de tamao las rocas de sobre
tamao que no pueden ser tomadas por el LHD, en los puntos de carguo.
Trabajan en el mismo nivel y las mismas rutas que los LHD
PUNTOSDECARGUIO,JUMBOCACHORRERO
Trabajan en el mismo nivel y las mismas rutas que los LHD.
24 II.Tiposdeunidades
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3,60m
MartilloSon los lugares donde losLHD descargan el mineral.
PUNTOSDEVACIADO
En un sector hay pocosestos puntos espaciados aunos 300 m.
Lugar donde sueleninstalarse martillos rompeMURO
TOPE
3,45m3,75m
7,45m
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rocas, que facilitan eltraspaso de mineral.
II.Tiposdeunidades
TOPE
PUNTODEVACIADO
MUROFONDO
4,50m
Equipo electrohidrulico, del tipo estacionario, que puede ser
operado en forma local o remota.
PUNTOSDEVACIADO:MARTILLOSROMPEROCA
Su principal funcin es fracturar el mineral sobre tamao que
llega al punto de vaciado.
26 II.Tiposdeunidades
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PUNTOSDEVACIADO:MARTILLOSROMPEROCA
D
C
E
B
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Planta Elevacin
II.Tiposdeunidades
G
Mediante los cargadores LHD, un nico operadorcarga, transporta y descarga en el punto de vaciado.
CARACTERISTICASDELHD
Capacidad de cucharas a partir de 0.3 m3 ( 1 yd3) y carga tila partir de 0.6 ton.
Estn montadas sobres neumticos e impulsados por lascuatro ruedas motrices.
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Su estrechez y bajo perfil hacen que se adoptenperfectamente a la bveda del tnel.
II.Tiposdeunidades
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Poseen una articulacin central que les da una grani b bilid d l d
CARACTERISTICASDELHD
maniobrabilidad en el trazo de curvas.
Pueden circular hacia delante y marcha atrs con el mismonmero de velocidades en cada direccin.
El asiento del operador proporciona igual visibilidad ycomunidad circulando en ambos sentidos
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comunidad circulando en ambos sentidos.
II.Tiposdeunidades
III.TIEMPODECICLO
30 III.Tiempodeciclo
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Tiempo de ciclo o ciclo de acarreo es el tiempo que demora un LHD encargar, trasladar la carga hasta un punto de vaciado, vaciar y trasladarsehasta un punto de carguo.
ELEMENTOSTIEMPODECICLO
Interferencia
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Interferencia
III.Tiempodeciclo
t0 = c0 + q0 + p0 + r0 + k0 (e.2.1)
ELEMENTOSTIEMPODECICLO
c0: tiempo de carguo.
q0: tiempo que toma el LHD cargado en llegar desde el punto de carguo hasta el punto de vaciado.
p0: tiempo de descarga.
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r0: tiempo que toma el LHD vaco en llegar desde el punto de vaciado al punto de carguo.
k0: tiempos asociados a prdidas.
III.Tiempodeciclo
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c0: tiempo de carguo, tiempo necesario para cargar el balde, se encuentradeterminado por:
Las caractersticas del mineral (tamao, densidad y humedad). Las caractersticas del punto de carguo, tamao, orientacin, etc.
ELEMENTOSTIEMPODECICLO
La potencia del LHD, la cual se establece durante el proceso de compra;incluyendo los tiempos de envestida y los cuchareos (movimientos debalde) necesarios para cargar, que suelen ser 2.
Este tiempo se estima en 12 y 18 segundos.
33 III.Tiempodeciclo
q0: tiempo que toma el LHD cargado en llegar desde el punto de carguo hasta
el punto de vaciado; determinado por:
El estado de la ruta por donde se desplaza.
ELEMENTOSTIEMPODECICLO
p p
La velocidad que es capaz de desarrollar el equipo, el cual se establecedurante el proceso de compra.
El tiempo requerido para distancias de 50 m vara entre 45 y 55segundos.
34 III.Tiempodeciclo
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p0: tiempo de descarga, tiempo necesario para vaciar el balde, se encuentra
determinado por:
Las caractersticas del equipo, se establece durante el proceso de compra;l d l d l l d d d l
ELEMENTOSTIEMPODECICLO
incluyendo los tiempos de levante, volteo, descenso y acomodo del
balde.
Flucta entre 16 y 24 segundos.
35 III.Tiempodeciclo
r0: tiempo que toma el LHD vaco en llegar desde el punto de vaciado al
punto de carguo; determinado por:
El estado de la ruta por donde se desplaza
ELEMENTOSTIEMPODECICLO
El estado de la ruta por donde se desplaza. La velocidad que es capaz de desarrollar el equipo, el cual se
establece durante el proceso de compra.
El tiempo requerido para distancias de 50 m vara entre 45 y 55segundos.
Si el punto de carguo es el mismo desde el cual inicio el ciclo, este
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tiempo debera ser menor o igual al tiempo de q0, por lo general se
consideran iguales.
III.Tiempodeciclo
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k0: tiempos asociados a prdidas, son los resultantes de:
Producto de las operaciones, como son maniobras de
ELEMENTOSTIEMPODECICLO
Producto de las operaciones, como son maniobras deacomodos propios del equipo.
Interferencias con otros equipos de la misma familia u otraque trabajan en el mismo sector.
Estima que el promedio se encuentra entre 70 y 90segundos
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segundos.
III.Tiempodeciclo
Ciclodeoperacin
CARGUIOTRASLADOALPUNTODE VACIADOODESCARGA
TRASLADOALPUNTODE INTERFERENCIAS.
ELEMENTOSTIEMPODECICLO
Fuerzadeempujedelequipo.
Caractersticasdelpuntodevaciado
VACIADO.
Velocidadestrasladodelequipo.
Caractersticasdelacarretera.
DESCARGA.
Velocidaddelevanteyvolteodelequipo.
Disponibilidaddelpuntodevaciado.
CARGUO.
Velocidadestrasladodelequipo.
Caractersticasdelacarretera.
Tiemposmuertosporesperasdebidoaotrasactividadesmineras.
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ac ado
Distanciaentreelpuntodecarguoyelpuntodevaciado.
ac ado
Distanciaentreelpuntodecarguoyelpuntodevaciado.
III.Tiempodeciclo
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IV.CARACTERISTICASGENERALESYDEDISEO
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Los equipos y sus componentes debern ser diseados demodo tal, que sus componentes y accesorios sean de fcil
CARACTERISTICASGENERALESYDEDISEO
Los equipos debern reunir conceptos modernos dediseo orientados a maximizar el rendimiento en trminos
odo ta , que sus co po e tes y acceso os sea de c
acceso y reposicin.
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diseo, orientados a maximizar el rendimiento, en trminos
de privilegiar las funciones de acarreo de mineral.
IV.Caractersticasgeneralesydediseo
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Debe privilegiar la utilizacin de materiales no combustibles yde materiales que al ser expuestos a altas temperaturas o
CARACTERISTICASGENERALESYDEDISEO
llamas, no emitan gases txicos ni humos visibles.
Debe incorporar criterios de estandarizacin en la seleccinde sus componentes, permitiendo la mayor intercambiabilidad
41
de sus componentes, permitiendo la mayor intercambiabilidad
posible entre aqullos que cumplan funciones parecidas.
IV.Caractersticasgeneralesydediseo
Los equipos deben contar con elementos de sujecin pararemolcarlos en forma segura
CARACTERISTICASGENERALESYDEDISEO
remolcarlos en forma segura.
Es conveniente considerar sistemas de monitoreo remotopara los elementos de desgaste, a fin de facilitar el
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monitoreo de condicin para el mantenimiento predictivo.
IV.Caractersticasgeneralesydediseo
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Chasisposterior. Chasisdelantero. Articulacincentral.
ESTRUCTURAOCUERPOPRINCIPAL
Aguilnobrazo. Cucharobalde. Cabinaocanopy.
43 IV.Caractersticasgeneralesydediseo
La estructura debe ser diseada de tal forma que stasoporte la embestida contra el mineral y posiblesimpactos no deseados contra las paredes de los tneles.
ESTRUCTURAOCUERPOPRINCIPAL
Su funcin principal es proteger los componentes delequipo.
44 IV.Caractersticasgeneralesydediseo
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BASTIDORDELANTERO
45 IV.Caractersticasgeneralesydediseo
Chasis delantero.
Estructura que se encuentra montada sobre el eje diferencial
d l t t l ili d d l t lt
BASTIDORDELANTERO
delantero soporta los cilindros de levante y volteo.
46 IV.Caractersticasgeneralesydediseo
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Horquilla.
BASTIDORDELANTERO
Estructura que tiene su principal
funcin articular para levantar el
balde.
47 IV.Caractersticasgeneralesydediseo
Hueso perro
Estructura que tiene su principal
BASTIDORDELANTERO
funcin articular el balde para realizar
el volteo.
48 IV.Caractersticasgeneralesydediseo
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Cilindros de levante.
Son dos cilindros que se apoyan entre
BASTIDORDELANTERO
la chasis delantero y la horquilla, su
funcin es dar movimiento a la
horquilla.
Cilindros de volteo.
Es un nico cilindro que se apoya
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entre el chasis delantero y el hueso
perro, para dar movimiento de volteo
al balde.
IV.Caractersticasgeneralesydediseo
Cilindros de direccin.
Son dos cilindros ubicados en la parte
BASTIDORDELANTERO
inferior del chasis trasero, en el sector
de la articulacin central y se apoyan
contra el chasis delantero, para ejercer
las fuerzas para girar el cuerpo y
direccionar el equipo.
50 IV.Caractersticasgeneralesydediseo
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