39210944 Laboreo IV Evalucion y Planificacion Minera

UNIVERSIDAD POLITCNICA DE MADRID

Escuela Tcnica Superior de Ingenieros de MinasCtedra de Laboreo de Minas

CURSO DE EVALUACION Y PLANIFICACION MINERA

Profesores: D. Fernando Pl Ortiz de Urbina D. Isidoro Moyano Encinas D. Juan Herrera Herbert D. Fernando Pl de la Rosa

Octubre 2001

PROGRAMA DE LA ASIGNATURABLOQUE 1: Introduccin a la planificacin minera OBJETIVOS ESPECFICOS: 1.1 Conocer las tcnicas de planificacin en la minera. 1.2 Conocer en qu consiste el plan de labores anual minero. CONTENIDOS: 1.1 CONCEPTO DE PLANIFICACIN EN MINERA. 1.2 TIPOS DE PLANIFICACIN Planificacin temporal Planificacin espacial Planificacin econmica.

1.3 Etapas de la planificacin, los ciclos y la vida de un proyecto 1.4 El plan de labores y el proyecto minero. Estudio de planes de labores anuales La subdivisin a corto plazo del plan anual. BLOQUE 2: Planificacin y control de la produccin OBJETIVOS ESPECFICOS 2.1 Establecer los objetivos bsicos de la produccin. 2.2 Diferenciar entre control de calidad y de cantidad. CONTENIDOS: 2.1: 2.2: PROPSITOS, VALORES Y OBJETIVOS. CONTROL DE LEYES DEL MINERAL.

La homogenizacin en parques de minerales El mezclado de minerales en silos. CONTROL DE LA PRODUCCIN Corto plazo Medio plazo Largo plazo ANLISIS DE DESVIACIONES en cantidad en calidad. CASOS REALES.

2.3:

2.4:

2.5:

BLOQUE 3: Estimacin de producciones y de ingresos por ventas OBJETIVOS ESPECFICOS 3.1 Conocer los mercados de los minerales 3.2 Conocer la valoracin de las distintas unidades de cotizacin. 3.3 Establecer los ingresos del proyecto. CONTENIDOS: 3.1: EL MERCADO DE LOS MINERALES NACIONALES E INTERNACIONALES. Valoracin de precios y cotizaciones de metales. Precios y cotizaciones de combustibles. Mercado de rocas ornamentales e industriales. Estadsticas de produccin y comercio de metales y combustibles. 3.2: CONTRATOS DE VENTA DE MINERALES O CONCENTRADOS DE MINERALES. Estimacin de precios de venta. Valoracin de minerales y concentrados. Penalizaciones. Deducciones. Control de las ventas. Fletes, arbitrajes y descuentos por tratamientos. 3.3: CONTRATOS AL CONTADO Y A FUTURO

BLOQUE 4: Estimacin de los costes mineros OBJETIVOS ESPECFICOS: 4.1. Definir la estructura de los costes en la minera. 4.2. Calcular los costes de operacin. 4.3. Aplicar los programas informticos de estimacin de costes. CONTENIDOS 4.1: CLCULO DE LOS COSTES DE OPERACIN Perforacin Voladura Carga Transporte Servicios mina Servicios generales Costes de tratamiento Costes del transporte exterior 4.2: LOS COSTES DE CAPITAL DE LAS EMPRESAS MINERAS Coste de los recursos propios Coste de la financiacin ajena. 4.3: AMORTIZACIONES Y FISCALIDAD Amortizacin contable Amortizacin fiscal Factor de agotamiento Otros beneficios fiscales para empresas mineras 4.4: APLICACIONES INFORMTICAS Programa SHERPA

BLOQUE 5: Estudios de viabilidad de proyectos mineros OBJETIVOS ESPECFICOS

Realizar estudios de viabilidad. Conocer las etapas y los parmetros del estudio Comprender las diferencias entre anlisis tcnico, econmico y financiero. CONTENIDOS:

5.1 Etapas del estudio de viabilidad Estudios preliminares Intermedios Finales 5.2 Parmetros de clculo e ndices de rentabilidad Datos conocidos Datos estimados Principales ndices utilizados en proyectos mineros 5.3 Anlisis de sensibilidad 5.4 Estimacin de riesgos. 5.5 Clculo del break-even de un proyecto 5.6 Anlisis de competitividad de proyectos 5.7 Aplicacin del anlisis de probabilidades 5.8 Opciones reales y financieras aplicadas a proyectos mineros 5.9 Anlisis de viabilidad de una empresa minera Programa APEX. Caso de minera metlica.

Evaluacin y Planificacin minera

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BLOQUE 1: Introduccin a la planificacin mineraOBJETIVOS ESPECFICOS: 1.1 Conocer las tcnicas de planificacin en la minera. 1.2 Conocer en qu consiste el plan de labores anual minero. CONTENIDOS: 1.1 CONCEPTO DE PLANIFICACIN EN MINERA. 1.2 TIPOS DE PLANIFICACIN Planificacin temporal Planificacin espacial Planificacin econmica. 1.3 Etapas de la planificacin, los ciclos y la vida de un proyecto 1.4 El plan de labores y el proyecto minero. Estudio de planes de labores anuales La subdivisin a corto plazo del plan anual.

1.1 EL CONCEPTO DE PLANIFICACIN EN MINERA DEFINICIONES Y DIMENSIONES Antes de entrar en una clasificacin de las diferentes clases de planificacin que se aplicarn en las empresas, debemos tratar de definir, si es posible, el concepto mismo de planificacin de una manera prctica y aplicable a los casos mineros. De diferentes autores se han escogido varias definiciones, ya que, probablemente, de la lectura de todas podremos obtener una impresin ms completa que tomando una sola como dogma. * * * La planificacin ser un proceso de adaptacin a los inevitables cambios o ciclos. La planificacin ser anticipar el posible futuro. Planificacin ser un estilo de direccin. Ser una actitud mental y laboral ms que una tcnica. * * * Planificacin ser una decisin o eleccin previa. Planificacin es creer y desear hacer algo que suceder. Planificacin ser no confundir el deseo con la realidad. Una definicin, sacada del Diccionario de la Real Academia nos dice que: Planificar una empresa es organizarla conforme a un plan determinado. Planificar significa, literalmente, hacer planes, si estos, adems, se documentan adecuadamente, se denominan proyectos. Proyecto es un conjunto de planos y documentos que permiten realizar una accin por un equipo de personas diferentes al que la ha planificado.

Las clases de planificacin que en una empresa debern llevarse a cabo en funcin de las reas en que se tendrn que tomar las decisiones, son:

Evaluacin y Planificacin minera Planificacin operativa Planificacin administrativa Planificacin estratgica

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La Planificacin Operativa Es la que acta sobre los factores de suministro, conversin, produccin y comercializacin para lograr los productos requeridos en el tiempo, lugar y precio, as como para su promocin y distribucin.

Suele dividirse, consecuentemente, en funcin del tiempo (corto, medio y largo plazo), en funcin del espacio (reas, niveles, secciones, zonas geogrficas, etc.) o por el valor comercial (calidad, densidad econmica de los productos, primarios, secundarios, etc.)

La Planificacin Administrativa

Es la que relaciona las entradas (inputs) de la empresa, los famosos "M" americanos (men, materials, machines, money, management), estudiando sus necesidades y sus distribuciones relativas para lograr el ptimo producto y el equilibrio y armona entre ellas, preparando los programas correspondientes de: formacin de personal, abastecimiento o disponibilidad de materias primas, seleccin y mantenimiento de procesos y maquinaria, financiacin, resultados y tesorera, seleccin y captacin de personal directivo, investigacin tecnolgica y de mercado.

La Planificacin Estratgica

Corresponde a la Alta Direccin, y acta fundamentalmente sobre las salidas (outputs) de la empresa, esto es sobre aquellas decisiones previas que determinan la naturaleza misma y la direccin del negocio. Es decir, debe considerar no solo los grandes objetivos que definen la propia empresa, sino tambin los planes, la captacin de los recursos y los medios para lograrlos. No es solamente donde ir, sino tambin cmo ir y qu debe ser la empresa, de acuerdo con los medios realmente disponibles o factibles.

Existe una muy comn confusin entre la planificacin estratgica y la planificacin a


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largo plazo. Mientras que esta ltima es normalmente operativa, pues, proyecta las actuales operaciones hacia el futuro, como un resultado de la dimensin tiempo, en algunas ocasiones pueden existir decisiones a corto plazo que son estratgicas a causa del impacto tan fuerte que tienen sobre la naturaleza y la direccin del negocio.

La planificacin estratgica tiene que ver ms con el entorno -cambio de las condiciones ambientales- en que se desarrolla la vida de la empresa, uno de los cuales es, naturalmente, el tiempo. Una decisin estratgica a corto plazo puede ser parar una mina por falta de rentabilidad en un mercado dado y en un momento determinado y otra es volver a arrancarla cuando han variado las condiciones del mercado. La determinacin de la naturaleza y direccin de la empresa es la ms alta de las responsabilidades de la Alta Direccin e incluso la ms vital.

Toda empresa tiene una planificacin estratgica bien sea formal o no, bien la lleve a cabo o no. Es tan slo cuestin de quien formula dicha estrategia. Si los altos niveles de la compaa no dan suficiente importancia a la planificacin estratgica, entonces otros niveles internos o inferiores de la organizacin lo hacen o lo que es peor, algunos elementos externos a la empresa -gobiernos, consumidores, clientes, competidores, ecologistas, sindicatos- pueden forzarla y cambiar el destino de la empresa. Esto ha sucedido y suceder en muchas grandes empresas, y muy especialmente entre las mineras espaolas con una comn falta de planificacin estratgica y a largo plazo. DIFERENCIAS ENTRE LA PLANIFICACION A LARGO PLAZO Y LA ESTRATEGICACARACTERISTICAS Del problema u objetivo Importancia de la experiencia previa Naturaleza de la informacin base nfasis Perspectiva en el tiempo Horizonte Enfoque Ejecutores Sistema Tcnicas o herramientas. Usos principales ESTRATEGICA Problemas nuevos, no estructurales Poca Cualitativa En la efectividad (en el qu del negocio) Del futuro hacia hoy 15 a 20 aos Proyectar Alta Direccin (Pocas Personas) Falta la sistemtica pero dominar el contenido Pocos nmeros, aunque tiles. Identifica los cambios y adapta y expande la Compaa en funcin de ellos. LARGO PLAZO Problemas con alguna estructura Algo a mucho Ms cuantitativa y datos conocidos En la eficiencia (en el cmo del negocio) De hoy hacia el futuro 3 a 5 aos Organizar Direcciones operativas (Muchas personas) Forma y con dominio del procedimiento Muchos nmeros y muy tiles. Coloca y coordina los recursos. Integra las comunicaciones y crea equipo.

Evaluacin y Planificacin minera 1.2 TIPOS DE PLANIFICACIN Corto plazo Medio plazo Largo plazo Zonas geogrficas reas locales Niveles, secciones y cuarteles. Precios de venta Inversiones Rentabilidad Costos

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Planificacin operativa

Temporal Espacial Econmico

Planificacin Administrativa

Programa de personal o recursos humanos Programa financiero y de tesorera Programa de abastecimiento de materiales (exploracin y recursos) Programa de maquinaria y procesos operativos. Programa de investigacin e innovacin

1.3 ETAPAS DEL PROCESO DE UNA PLANIFICACIN MINERA La planificacin debe ser una herramienta para tomar decisiones. Las etapas o pasos que se deben seguir son bsicamente:

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

Determinacin de los objetivos mineros a conseguir. Desglose de los objetivos en subobjetivos especficos en tiempo y dimensin. Desarrollo de las alternativas posibles. MUST = DEBER Comparacin entre las diferentes alternativas WANT = QUERER Valoracin de las alternativas en tiempo. Valoracin de las alternativas en presupuesto. Eleccin provisional de la alternativa ms conveniente. Medicin de las consecuencias adversas de esta alternativa. Toma de la decisin final.

Entre las alternativas posibles no se debe confundir lo que debe ser con lo que queremos que sea, esto significa claramente no confundir el deseo con la realidad.

Evaluacin y Planificacin minera DIMENSIONES DE LA PLANIFICACION. EL CONCEPTO PIPOS.

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El anagrama de PIPOS nos permite definir las dimensiones de la planificacin y corresponde a las letras iniciales, en ingls, del significado y de las dimensiones de una completa y buena planificacin: Phylosophy = Inputs Process Outputs System = = = = Filosofa Entradas o Informacin Proceso Salidas o resultados Sistema o control

En forma resumida podremos aclarar el significado de cada uno de los conceptos de PIPOS.

La Planificacin como una filosofa, una forma o estilo de trabajo En lugar de interpretarse la planificacin como una herramienta o simplemente como una tcnica, es mejor comprenderla como un modo de dirigir y conseguir la realizacin de un proyecto, as se trata ms de un estilo de trabajo que se refleja en todo el ambiente del trabajo y en la propia organizacin de la empresa. Como tal, este estilo debe ser compartido por todos los miembros de la Direccin como un equipo y no solamente como una imposicin personal del Director, y a ser posible este debe recoger las aspiraciones del equipo y hacerlas suyas.

Las entradas o la Informacin para Planificar. Datos necesarios La informacin sobre todas las fuerzas positivas o negativas, que actan en el proceso, tales como los mercados, competencia, tecnologa, gobierno, fuerzas laborales, reservas, costos, etc., representan la base para definir las oportunidades y resistencias (Pros y Contras). Esta base de datos debe combinarse con la informacin sobre los recursos y los medios propios de la compaa, el conocimiento y la calidad del equipo directivo, de los datos de la planta y de los suministradores de la maquinaria, as como de otros componentes que determinan las fortalezas y las debilidades de la empresa. Tambin son informaciones o datos las previsiones, premisas y estimaciones sobre el desarrollo presente y futuro de acuerdo con los resultados anteriores de la compaa. De acuerdo con el valor de estas informaciones o datos previos ser la calidad de la planificacin resultante.

En la tecnologa minera los datos bsicos son los sondeos espaciales y las evaluaciones de cantidad y calidad, as como los costos reales de la actual explotacin o de otras similares.

La Planificacin como un proceso Ms que nada, planificacin es un proceso. Planificacin es el proceso de formular los objetivos y los subobjetivos, as como el desarrollo y evaluacin de las alternativas de actuacin para


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alcanzar aquellos objetivos, hacindolo sobre la base de saber identificar las oportunidades, disminuir las resistencias externas y fortalecer los puntos dbiles internos de la empresa.

El proceso de planificacin puede ser llevado a cabo para las diferentes reas o grupos de decisin y tambin para muy diferentes horizontes de tiempo, especialmente cuando se trata de grandes empresas o grupos financieros multinacionales, aun cuando al final se consoliden los resultados globales. Los resultados de este proceso deben ser unas decisiones, que en forma de planes o programas constituyen las bases para actuar y as sern unas decisiones de hoy que producirn los resultados que a la Direccin le gustara obtener en el futuro.

Las Salidas o los Resultados de la Planificacin Los resultados del proceso de planificacin deben ser unos documentos formales, que pueden tomar la forma de unos programas parciales o globales, que cubran unos plazos cortos o largos y que pueden afectar a la compaa como un conjunto o a una parte de ella como una divisin.

Un ejemplo muy antiguo y minero ser el Plan de Labores anual como un programa temporal del proyecto minero, que es, al fin y al cabo, otro Plan a mayor largo plazo y con un carcter ms estratgico.

La planificacin como un sistema El sistema representa aqu la interdependencia entre el conjunto de los objetivos que deben planificarse y las herramientas, tiles y tcnicas, as como los procedimientos que son empleados. Como tal, un sistema de planificacin se refiere a el qu, el cmo, el dnde y cuando es efectuado dentro de la organizacin en orden a obtener un objetivo bien realizado.

RAZONES PARA HACER PLANIFICACIN EN LAS COMPAAS I). Por razones externas Cambios en el medio ambiente Cambios en las condiciones de los negocios Incremento en las presiones de la competencia Desarrollo del mercado o de la demanda Cambios tecnolgicos cada vez mas frecuentes Ciclos de los productos ms cortos Nuevas actitudes del Gobierno - como un cliente - como un factor poltico

Evaluacin y Planificacin minera Fluctuaciones de las cotizaciones de precios y monedas.

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II). Por causas internas Aumento del tamao de la compaa. Prdida de flexibilidad Necesidad de integracin y control Importancia de poder anticipar y resolver los problemas en avance Toma de decisiones ms complejas en las que unos parmetros y unas variables tendrn que considerarse con vistas a un futuro diferente Mayor tamao de las inversiones y periodos ms cortos de amortizacin Mayores riesgos Mayores tiempos de maduracin entre la toma de decisin y el momento en que los resultados sern obtenidos. Dificultades de comunicacin entre los niveles de mando.

MEDIDA DE APLICACIN DE LA PLANIFICACIN De acuerdo con el grado de planificacin que se decida efectuar y la participacin del equipo humano en el desarrollo de la misma se obtiene el siguiente esquema y las clases de mando o de Poder en las empresas.

Ejemplos de organizaciones y grado de aplicacin de la planificacinPLAN TOTAL 10 MANDO MILITAR MANDO PLANIFICADO

de i

MAYOR PARTE DE LAS COMPAIAS

Grado

l

ifi

PODER PERSONAL PLAN NULO 0

PODER COOPERATIVO 10

Grado de participacinNULO TOTAL

Evaluacin y Planificacin minera 1.9.9.1.1.1.5.5.9.9.-

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Organizacin militar y empresas dictatoriales. Instituciones acadmicas y de investigacin. Compaas familiares o pequeas empresas muy tradicionales. Mayora de las empresas productoras. Pocas y muy selectas empresas, son las estrellas que sobreviven de las que son buenos ejemplos: Los Jesuitas, IBM, General Motors, ITT, El Corte Ingls, Riotinto, Anglo American, Phelps Dodge, Nestle, Outokumpu, Billiton-BHP, Grandes Bancos, algunas Cementeras. VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LA PLANIFICACIN Las ventajas Existe una mayor libertad Con planificacin Se reducen las dudas y los dobles pensamientos. - Se canalizan los limitados recursos hacia un fin comn. Se puede prevenir contra las desviaciones y permite tomar medidas correctoras. Existe una mayor moral Se tiene una base para una motivacin participada del equipo. - Se consigue que el equipo sea atrado y trabaje ms de acuerdo hacia los objetivos. - Sin planificacin la gente tiende a enfocarse sobre los defectos o las dificultades, aumentando el malestar interno. Es posible - Una base de control para medida de las desviaciones. - Una base para delegar los subobjetivos. - La direccin por excepcin y por objetivos. Es ms fcil Comprender los problemas y baches del camino. - Colocar los limitados recursos disponibles. - Tener unos criterios para elegir las alternativas.

Los inconvenientes -

Con Planificacin: Puede crearse una fuente de conflictos internos. Coloca algunos "secretos" en manos que podran llegar a ser peligrosas. Es difcil formular los objetivos y las alternativas por escrito y consume tiempo y dinero, adems de, posiblemente, tener que emplear los mejores cerebros. Puede reducir el factor de sorpresa y la intuicin personal

1.4 LA PLANIFICACIN MINERA El Plan de labores y el proyecto minero. Las empresas mineras, desde hace ms de un siglo, estn obligadas a presentar a la Administracin, un proyecto de la explotacin a realizar, previamente al otorgamiento de la concesin y, posteriormente un plan de labores anual, como


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corresponde al concepto de control por parte del Estado o Nacin de la concesin administrativa otorgada, ya que es la verdadera propietaria de la riqueza minera del pas.

PERIODO DE DURACIN DEL PLAN MINERO En funcin de la diferente precisin de los datos y de la escala espacial de los mismos periodos el plan minero a completar de una explotacin, grande o pequea, se descompone en: PROYECTO PLAN DE PRODUCCION PLAN DE LABORES De 15 a 30 Aos de 3 a 5 aos de 1 Ao - Largo plazo - Medio plazo - Corto plazo

EL PLAN DE LABORES MINERO puede y debe ser desglosado en perodos trimestrales y mensuales. Debe corresponder a la parte anual y alcuota del proyecto de explotacin a largo plazo o de la vida de la mina y se descompone, adems de temporalmente, en una serie de programas especficos de actuacin, junto a la necesidad de informar oficialmente de los resultados de las operaciones del ejercicio anterior tanto en extracciones como en personal, inversiones, seguridad y costes. Estos programas especficos son los datos a incluir y los resultados a obtener del plan de labores (inputs y outputs) y en general vienen obligados por los programas, informticos o no, a que obligan las diferentes autonomas que administran las concesiones mineras en el pas o las autoridades mineras en otros pases como pueden ser Ministerios de Minas en Chile o Venezuela o el United States Geological Survey en el caso Norteamericano o similares en otros pases de cultura y tradicin Sajona como frica del Sur, Australia o Canad.

PROGRAMA DE RESERVAS EXPLOTABLES

Un inventario detallado de las toneladas, con sus leyes y posicin (nivel o bloque) en que se encuentran, con la expresin de su grado de certidumbre o probabilidad de desviacin, tanto de las cantidades extradas el ao anterior, como de las previstas para el nuevo ao y de aquellas nuevas reservas que, en ese ao hayan sido encontradas y demostradas. Un inventario detallado del nmero y clase de las unidades, tanto de las nuevas mquinas como de las sustituidas por obsolescencia, con sus capacidades, consumos principales, repuestos previsibles y rendimientos. Especialmente debe ser muy controlado el consumo y previsin de sustancias explosivas. Un listado de los tcnicos, supervisores, operadores, obreros y del personal de

PROGRAMA DE MAQUINARIA Y MEDIOS

PROGRAMA DE PERSONAL


Curso 2001/02 mantenimiento, administrativos, tanto del personal propio como subcontratado.

PROGRAMA DE INFRAESTRUCTURAS:

Necesidades de terrenos, agua, energa, y almacenamiento. Productos vendibles o minerales, segn las calidades y los precios de venta. Productos no vendibles, estriles, residuos slidos y lquidos. Presupuestos mensuales de las ventas, de los gastos y de la tesorera. Descomposicin en meses o semanas de cada una de las actividades programadas.

PROGRAMA DE PRODUCCION

PRESUPUESTOS

CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES.

LOS CRITERIOS DE PLANIFICACION Y DISEO EN MINERIA Bsicamente se deben establecer los siguientes criterios iniciales para comenzar a trabajar en un proyecto de explotacin de un yacimiento descubierto o en la ampliacin de una mina existente y por tanto tambin en la elaboracin de los planes anuales o mensuales.

RESERVAS = Funcin de (Precio, Costes, Beneficios y Rendimientos) RITMO = VIDA = Reservas Tonelaje = es el tonelaje anual que se va a extraer. Vida Ao Los aos de explotacin de las reservas medidas y demostradas o para el periodo considerado como plan. RATIO LIMITE ECONOMICO RLE = Relacin mxima de m3 de estril por tonelada de mineral que es funcin de la geometra del yacimiento y de los parmetros geomecnicos que determinan la seguridad de la operacin: PROFUNDIDAD de la explotacin que es funcin de: RLE B ,, F,P,D = = = Ratio lmite econmico Beneficio esperado Parmetros geomtricos, geotcnicos y econmicos.

La profundidad final, a la que se pretende llegar con la mina, es un parmetro extremadamente importante ya que es la base del diseo de la explotacin: Para establecer los parmetros geomtricos y geomecnicos. Para establecer la futura restauracin del terreno Para lograr los beneficios deseados. Para poder planificar las fases de explotacin. Para aprovechar al mximo el deposito o yacimiento


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LA SECUENCIA DE EXPLOTACION, es el camino o los pasos que se deben seguir ordenadamente para llegar al final de la mina. Un viejo axioma minero, pero no un dogma, establece que debe seguirse siempre el siguiente camino; " de techo a muro, de arriba a abajo y de mayor calidad a menos buena". RITMO Y VIDA Es uno de los parmetros que influye ms claramente en un estudio de viabilidad. La definicin del ritmo o escala de explotacin es las toneladas de mineral extradas o producidas por ao o por hora de trabajo en algunos casos. Este ritmo viene marcado fundamentalmente por el mercado, que seala la produccin anual susceptible de ser vendida. Evidentemente ciertos factores tcnicos condicionan, no slo unos ritmos mnimos por la capacidad de la maquinaria, sino tambin el incremento de la produccin que no puede ser gradual sino por escalones, especialmente en el proceso de tratamiento del mineral, donde las unidades de machaqueo, molienda y tratamiento tienen unas capacidades crticas ms altas y condicionan el ritmo idneo de explotacin de la mina hasta poder obligar a una modularizacin o ampliacin por mdulos aadidos y paralelos.

El concepto de vida de la explotacin es el resultado de dividir las reservas demostradas por el ritmo, y en funcin de lo enunciado sobre la dinmica del concepto de las reservas, es tambin un concepto dinmico. El profesor Taylor que ha estudiado estadsticamente el tema de la vida y el ritmo de muchos proyectos mineros ha propuesto una frmula que procede del anlisis de un buen nmero de proyectos rentables en todo el mundo y para un variado nmero de sustancias minerales. Dicha frmula expresa: Ritmo (Mt/ao) = 0,15 x R0,75 (1 0.2) siendo R las reservas demostradas en millones de toneladas.

Evaluacin y Planificacin minera y en consecuencia resulta la Vida (aos) = 6,5 x R0.25 (1 0.2)

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Como resumen del trabajo del Profesor Taylor podemos decir que, en general: A un mayor ritmo corresponder: - Mayor inversin y menor coste - Mayor flujo de caja. - Menor vida A un menor ritmo corresponder: - Menor flujo de caja. - Mayor vida. -Menor inversin y mayor coste.

LOS PARMETROS Y LAS ENTRADAS Y SALIDAS DE UN PLAN MINERO Como se ha detallado anteriormente las entradas a la planificacin (inputs) de los procesos mineros y por tanto para realizar el plan de labores son las siguientes:

Materiales, que en minera son las reservas disponibles a travs de la exploracin y evaluacin llevada a cabo por medio de los sondeos o por cualquiera de la tcnicas desarrolladas por la geologa, considerando que tan solo las reservas demostradas con un margen de error inferior al 15% pueden figurar en el plan o en el proyecto.

Mquinas, que en el momento actual son los elementos ms importantes del mtodo y del sistema de explotacin y que incluso van a definirlo y constituyen la inversin ms importante. Dinero o financiacin para llevar a cabo, no solo el arranque inicial de la operacin y las necesidades de circulante, sino para la propia introduccin de las correcciones del proceso en marcha.

Personal para la ejecucin tcnica de los trabajos de supervisin, ejecucin y mantenimiento, sin olvidar los necesarios conocimientos y mentes para innovar continuamente el proceso.

Tecnologa o suma de los conocimientos experimentales y tericos para disear, dirigir y controlar el correcto proceso que es medido finalmente por los beneficios obtenidos y por la continuidad a largo plazo de las actividades mineras.

Y las salidas (outputs) del proceso minero son los productos minerales que a travs de su venta a un justo precio retornan los flujos de caja para continuar el ciclo productivo. Es muy normal considerar tambin como una salida minera el propio mercado a donde se lleva el producto mineral, que si bien es generalmente un mercado totalmente libre, globalizado e internacional, no es infrecuente encontrar algunos casos de mercados cautivos.

La secuencia o camino de una operacin minera es la disposicin ordenada y planificada de las entradas necesarias para conseguir las salidas o productos en un tiempo y en un espacio.


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El mayor problema ingenieril de la minera est en la planificacin de las fases de la explotacin, ya que, desde el diseo del hueco final pasando por las secuencias por las que se desarrolla a lo largo de su vida o duracin temporal, las etapas o fases son cruciales para el xito de la operacin minera. Tambin aqu es cierta la poesa de Machado de que se hace camino al andar.

Tres grupos de factores limitan e influyen en su ejecucin, oponiendo una resistencia o favoreciendo el desarrollo del proyecto o plan de labores de acuerdo con Soderberg y Atkinson y que han de ser tenidos muy en cuenta como Pros y Contras:

Los factores naturales y geolgicos: Las condiciones geolgicas, las condiciones hidrolgicas, las metereolgicas, las topogrficas y caractersticas mineralgicas.

Los factores econmicos: Las leyes del mineral, el ritmo de tonelaje, el ratio de estril a mineral, la ley de corte, los costes de la operacin, el capital de inversin necesario, el beneficio requerido, los ritmo de produccin de estril y de mineral y las condiciones o limitaciones del mercado.

Los factores tecnolgicos: Los equipos o la maquinaria, los taludes, la geometra o diseo de los bancos, la pendiente de las rampas, los lmites de las concesiones y los limites de la explotacin.

El proceso generalmente utilizado, para llevar a cabo los extensivos y repetitivos clculos y diseos de alternativas de explotacin, son las simulaciones de modelos en un nmero suficiente para definir tanto los objetivos y las situaciones a corto, como a medio y largo plazo., lo cual ha sido posible y ha sido facilitado por la aparicin de las computadoras en los aos 60, habiendo sido la minera uno de los primeros utilizadores de esta herramienta.

Evaluacin y Planificacin minera 1.5 LAS TCNICAS DE PLANIFICACIN

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Las tcnicas ms importantes o procesos para efectuar la planificacin minera son: 1.- La Direccin por objetivos 2.- La toma de decisiones 3.- Utilizacin del Ordenador. La tcnica de simulacin La optimizacin o mejoramiento El control de Proceso. Los sistemas expertos

1.- La Direccin por objetivos A las ya anticuadas tcnicas de direccin, ms o menos autocrticas, que anteponan la eficiencia y los objetivos a las buenas relaciones humanas con los supervisores y empleados, ha sucedido, como en otras actividades humanas, en la minera mundial, una tcnica definida como "Direccin por objetivos" y en otros casos como "Direccin por excepcin" cuyas premisas bsicas son: El desarrollo es tanto ms efectivo cuanto es ms auto-desarrollo. La obtencin de resultados "verdaderos" es crucial para el desarrollo de la empresa. El autocontrol es ms conductivo para el desarrollo que el control exterior y forzado.

El proceso de direccin por objetivos, en lneas generales, consiste en que: La alta direccin define los objetivos y las limitaciones generales. Tambin debe establecer los propsitos y los valores fundamentales de la empresa. Los subordinados identifican los subobjetivos del trabajo y los resultados a obtener valorados en tiempo y en dinero. Los superiores y subordinados discuten y acuerdan sobre las METAS a obtener. El director debe actuar como un soporte durante el ciclo de trabajo, sin que tenga que intervenir en el proceso ms que por "excepcin". Los subordinados se autocontrolan. Los subordinados se autovaloran. Superiores y subordinados discuten y diagnostican las razones de xitos y fracasos. Se redefinen las nuevas metas a alcanzar en funcin de los resultados obtenidos.

An cuando puede decirse que algunas compaas mineras han intentado aplicar para ciertos proyectos mineros estas tcnicas de direccin y planificacin, estimamos que no siempre lo han hecho de un modo premeditado, continuado y formal, sino ms bien intuitivo y temporal. Parece bastante lgico pensar, que al crecer y hacerse ms compleja y global la variada minera es preciso formar y educar a todos los mandos en la implantacin de este sistema de direccin,


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cuyo buen resultado ha convertido a ciertas multinacionales en las reinas del mundo minero internacional, siendo las grandes abastecedoras de los grandes mercados.

2.- La toma de decisiones Bsicamente se puede decir que se planifica para tomar decisiones. La sustitucin del mtodo, ms o menos intuitivo, de la Direccin por experiencia, que podr ser calificado como un arte, por una tcnica de Direccin basada en clculos y valoraciones, ha permitido el avance, tanto en tiempo como en calidad, de las tcnicas ms jvenes de Direccin por objetivos, anteriormente enunciadas. La Planificacin y obtencin de los objetivos bsicos de la compaa, tales como: Supervivencia. Rentabilidad. Volumen y crecimiento. Control de costes de operacin. Actualizacin financiera (DCF). Satisfaccin del Cliente (Estudio de Mercados). Medicin de capacidad de la Direccin (Desarrollo de los ejecutivos). Relaciones Industriales (Encuestas y estadsticas). Control de calidad de los productos ms acabados. (Mayor valor aadido)

Esto hace precisa la utilizacin de nuevos procesos estadsticos y matemticos que permiten medir los resultados de esos objetivos, algunos de ellos considerados como no mensurables, y por el gran nmero de variables envueltas en el proceso, que pueden ser intangibles, tales como la belleza, la moda, la supervivencia.

La moderna posibilidad de emplear para estos clculos de la medicin de objetivos y resultados, herramientas como la informtica y el ordenador, han hecho posible la aplicacin de valores numricos a conceptos no mensurables o a unidades heterogneas entre s y han permitido realizar un adecuado anlisis o comparacin de las alternativas.

Detrs de cada decisin debe estar un riguroso y honesto anlisis del problema o de la situacin, y no debe haber nada ms importante en la funcin de la Direccin que un correcto y verdadero anlisis para efectuar las correctas tomas de decisiones. Porque mandar es tomar decisiones y en la minera debe de reconocerse, por bien sabido y experimentado, que "no hay peor decisin que la decisin no tomada".

Un acercamiento sistemtico y razonado al anlisis de la toma de las decisiones, que parte de


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una informacin dada, debe ser esencial, en una era de tan rpidos avances tecnolgicos y de mayores competencias y cambios, en contraste con otros tiempos o pocas de intuiciones o experiencias envejecidas. Cuando el tiempo presiona, cuando los problemas y las situaciones requieren decisiones ms complejas, cuando las penalizaciones por cometer un error van aumentando, es necesario hacer uso de la mejor informacin disponible y saber cuando las decisiones son las mejores posibles o en todo caso las menos malas, antes de actuar, pero sin dejar de actuar.

Cuando un problema minero es ms complejo no se deben aceptar mayores riegos, sino que es preciso aportar ms datos en forma de ms sondeos, ensayos y pruebas para poder tomar las decisiones con mayor rigor y seriedad.

El proceso del anlisis de toma de decisiones La premisa bsica es: El proceso de tomar una decisin debe ser dividido en un nmero de pasos consecutivos para su ms riguroso anlisis. Estos pasos normalmente deben ser: A) B) C) D) E) F) G) H) En general para un Ingeniero, que debe aplicar la lgica y el orden, los problemas no deben constituir disculpas, sino la necesidad de bsqueda de soluciones y en la minera moderna el mayor problema suele estar en tener que elegir la solucin menos mala entre las muchas alternativas existentes. Establecer los objetivos. Clasificar los objetivos de acuerdo a su importancia. PRIORIZACIN. Establecer las alternativas entre las que elegir. Evaluar las alternativas contra los objetivos. Elegir la alternativa menos mala como una decisin tentativa. Valorar las consecuencias adversas que pueda crear la decisin tentativa. Tomar la decisin final.

Clases de decisiones Tres clases de decisiones podrn ser tomadas para actuar:

Decisin correctora: Decisin circunstancial:

la que acta directamente sobre las causas del problema. la que acta sobre los efectos para continuar obteniendo el objetivo principal.

Decisin de adaptacin:

la que minimiza calculadamente los efectos y permite vivir con el


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problema, al menos durante un cierto tiempo.

Un sencillo ejemplo minero aclara mejor las diferentes clases de decisiones que se tienen que tomar en la operacin minera y muy especialmente en el mantenimiento de la maquinaria;

Un volquete minero esta consumiendo aceite porque tiene un cierto desgaste en los segmentos. Tal situacin podr dar lugar a tres tipos de decisiones: Correctora: Sustituir los segmentos viejos por unos nuevos. Actuando sobre la causa. Circunstancial: Reponer y vigilar el aceite con mayor frecuencia y seguir viajando. Actuando sobre el efecto. Adaptacin: Utilizar un aceite ms barato hasta que surjan otros problemas y se tenga que realizar una reparacin general del motor o se vaya a cambiar el volquete. Se esta actuando sobre las circunstancias de tiempo o espacio. Se esta viviendo con el problema. De la misma manera en la mina son frecuentes las situaciones en las que tener que tomar una decisin entre las varias posibles, que acta sobre las causas, o sobre los efectos o se adapta a las circunstancias, sabiendo convivir con el mismo problema. Tpicos son los casos de estabilidad de taludes o de techo, en que muchas veces es muy difcil o caro actuar sobre las verdaderas causas del problema y por ello se adoptan unas decisiones de convivencia temporal en tanto dure la explotacin de la zona objeto de las tensiones. Otro caso de alternativas de decisiones temporales o que actan sobre el efecto se presentan generalmente en el proceso de mantenimiento de la maquinaria, que incluso va a definir un sistema de actuacin como es el mantenimiento preventivo.

Es evidente que cada clase de decisin tiene o implica un riesgo o un costo diferente y sera mejor poder llegar a valorarlos previamente para tomar aquella decisin que implique un menor costo y evite unos mayores riesgos. El verdadero punto crtico de la toma de decisiones consiste en la valoracin de las alternativas que se nos ofrecen como unas posibles soluciones para obtener los objetivos perseguidos. Algunas tcnicas como la de Koepner-Tregoe, pueden ofrecer unas soluciones simples y atractivas que tratan de encontrar la solucin basndose en dar unas valoraciones numricas a cada una de las informaciones disponibles y asignando un peso (en una escala de 0 a 9) a cada objetivo parcial deseado para finalmente multiplicar peso por valoracin y sumando los parciales se obtiene un resultado total para cada alternativa. Posteriormente y tras la seleccin de las alternativas con mejor puntuacin se debe efectuar un chequeo de las consecuencias adversas de las alternativas seleccionadas para proponer,

Evaluacin y Planificacin minera finalmente de entre ellas, la menos mala.

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3.- Utilizacin del Ordenador en la Planificacin y en la toma de decisiones. Por ser objeto de otras asignaturas, tan slo se trata de exponer aquellas tcnicas de la planificacin ms usuales por los mineros y directivos mediante el empleo de la informtica para la toma de decisiones y la realizacin de una planificacin operativa en las explotaciones mineras. Nos limitaremos a exponerlas sin entrar en unos detalles que se desarrollan, dentro de las asignaturas de clculo numrico y de aplicaciones del ordenador a la minera.

La tcnica de simulacin La tcnica de simulacin, tambin llamada Investigacin operativa, es un mtodo cientfico que consiste en inducir de unos hechos conocidos un cierto nmero de hiptesis, cuyas consecuencias se confrontan seguidamente con los resultados de las observaciones. (Profesor Lesourne). Las cuatro secciones que deben examinar sucesivamente los hechos objetos de la investigacin son: 1.- Anlisis de los hechos o datos 2.- Construccin del modelo. 3.- Control de las hiptesis. 4.- Crtica y presentacin de las conclusiones.

En el caso de los proyectos mineros se parte, generalmente, del establecimiento de una serie de modelos de programas mineros con una igual produccin final, y actuando sobre las distintas combinaciones de reas, bloques, niveles, cmaras o zonas diferentes, con unos beneficios u otros criterios diversos, se miden los resultados en cada alternativa para elegir la menos mala tras las comparaciones con los objetivos bsicos.

El objetivo en esta fase debe ser "To do the right things", "hacer las cosas buenas".

La optimizacin o mejoramiento De un plan operativo, ya elegido, quizs por la tcnica de simulacin anterior, se establecen nuevas variaciones de los subobjetivos y se valoran las mejoras obtenidas para intentar continuar por el camino ptimo, de acuerdo con la medida de algn parmetro como el mnimo coste, la rentabilidad del proyecto o el aumento de las reservas y por tanto de la vida de la mina.

Y aqu el objetivo final debe ser "To do the things right", "hacer las cosas bien". Siempre sin olvidar que, en algunas o muchas ocasiones y muy especialmente en la minera, lo ptimo puede ser enemigo de lo bueno, aunque solo sea porque se retrasan las decisiones o se utilizan

Evaluacin y Planificacin minera las optimizaciones para no tomar ninguna decisin.

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El control de Proceso. Los sistemas expertos. Se trata de una moderna tcnica operativa en tiempo real, que permite la actuacin correctora y la toma de decisiones mecanizada y automticamente por disponer de una informacin "directa" de las salidas y entradas del sistema, que constituyen el proceso operativo de la empresa o del proceso, una autocorreccin por unas aproximaciones sucesivas de tanteo y correccin. Es la aplicacin en corto tiempo, quizs segundos, del conocido principio del "Trial and Error" o proceso del perro y su amo. Aunque ya se este utilizando con gran xito en las plantas de beneficio, est siendo introducida en la propia explotacin de aquellos yacimientos en los que es posible la automatizacin y mecanizacin, como en los casos del mtodo "Longwall" en la minera de interior o en el mtodo alemn de transferencia por rotopalas y cintas o en la explotacin de fluidos por sondeos, as como en la mecanizacin de muchos de los servicios mineros como en la extraccin por pozo o cinta, en el desage y en la automatizacin de la ventilacin.

1.4.1

Estudio de planes de labores anuales

En las clases prcticas del Profesor Herrera se contemplan tres casos muy diferentes de Planes de labores mineros como son:

Una cantera de piedra caliza para la produccin de ridos y piedra machacada en la que se aplica el programa oficial de la Comunidad de Madrid denominado PLECAM V, y que ha desarrollado la Ctedra de Proyectos de la Escuela de Minas de Madrid siendo probable que se empiece a aplicar en otras comunidades autnomas espaolas.

La realizacin con los alumnos del caso de la mina metlica Chalchalera que va ser el ejercicio a desarrollar durante el curso.

Visin de la programacin Oil Plan de un yacimiento submarino de petrleo y gas desde unas plataformas marinas y realizado por la firma Continuum y que permite contemplar el elevado grado de planificacin espacial, temporal y econmica de un caso extremadamente difcil.


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BLOQUE 2: Planificacin y control de la produccinOBJETIVOS ESPECFICOS 2.1 Establecer los objetivos bsicos de la produccin. 2.2 Diferenciar entre control de calidad y de cantidad. CONTENIDOS: 2.1: PROPSITOS, VALORES Y OBJETIVOS. 2.2: CONTROL DE LEYES DEL MINERAL. La homogenizacin en parques de minerales El mezclado de minerales en silos. 2.3: CONTROL DE LA PRODUCCIN Corto plazo Medio plazo Largo plazo 2.4: ANLISIS DE DESVIACIONES en cantidad en calidad. 2.5: CASOS REALES. 2.1: PROPSITOS, VAL ORES Y OBJETIVOS. Si el propsito de la planificacin es lograr no solo un conocimiento previo de lo que puede obtenerse en cantidad y calidad de una explotacin minera no menos importante es un buen control tanto de la operacin realizada como de la desviacin obtenida en la realidad y las causas de esta para lograr a posteriori una correccin y ajuste de los parmetros o variables que han fallado. Es ms, modernamente, con la aparicin de los controles en tiempo real de muchas de las operaciones o procesos mineros, el control ha pasado a ser ms importante que la propia planificacin, ya que son los controles quienes ordenan la correccin para lograr los valores programados. En la operacin minera hay claramente dos objetivos esenciales: El primero es obtener una produccin en tonelaje o cantidad que justifique la demanda y obtenga un nicho del mercado de dicho producto. El segundo es que dicho producto tenga la mejor calidad posible para obtener una diferenciacin con otros productores y una prima en el precio pagado. Podra afirmarse que el obtener la cantidad es la parte ms sencilla de la ecuacin minera ya que realmente es la eleccin de la maquinaria la que va a lograr que la cantidad se


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obtenga de la mina en el tiempo requerido, pero es la calidad del mineral la que va a conseguir no solo que el producto se venda bien, sino que es la que justifica la necesidad de incorporar tcnicos superiores en la plantilla de la mina. Mientras que una cantera de piedra tan solo debe suministrar balasto o peso de roca a una empresa ferroviaria le basta con normales capataces o tcnicos para lograr ese objetivo. Cuando el mercado le exige una piedra que cumpla unos mnimos de calidad, resistencia a la compresin o al desgaste y de unas densidades mayores, hacen falta unos laboratorios, unos ensayos y unas planificaciones de la secuencia de explotacin ms precisas, que piden la incorporacin de unos mejores ingenieros. Por eso este captulo o bloque va a dividirse en dos partes: la primera para conocer como se logra una calidad adecuada a la demanda y la segunda para determinar el equipo de maquinaria para lograr la cantidad o tonelaje que puede venderse. 2.2: CONTROL DE LEYES DEL MINERAL. Al pasar de la etapa de preparacin o desarrollo de la operacin minera a la etapa de produccin d e mineral, aparece uno de los problemas ms importantes de la moderna minera y no solo de la minera a cielo abierto, sino de cualquier mtodo, como es el control de la calidad del mineral a extraer y que su calidad sea mantenida homognea a lo largo de todas las horas, das y aos de la mina, ya que, en general, tras la operacin propiamente minera, est la planta de tratamiento que, cada vez ms, requiere una constancia en la calidad del mineral o roca que va a ser tratado para lograr una concentracin regular y una recuperacin mxima del contenido recuperable del mineral suministrado por la mina, junto a una eliminacin de los elementos indeseables que pueda contener el mineral. Se denomina control de leyes a la medida de los elementos vendibles o penalizables contenidos en un volumen o tonelaje a explotar en la mina y en realidad es una continuacin del proceso de evaluacin de los recursos y reservas del yacimiento, dando un mayor nfasis a confirmar las leyes que aumentar el tonelaje extrable. Modernamente, conseguir la cantidad de mineral necesario, esto es, mantener el ritmo de la operacin es relativamente fcil a travs de la maquinaria, que bien por su gran capacidad bien por disponer de una suficiente flota nos van a dar el tonelaje horario necesario para alimentar la planta o el mercado, pero que la ley de ese mineral sea la adecuada es el mayor de los artes de la planificacin de la moderna gran minera, ya que en general la planta no suele tolerar unas desviaciones en la calidad del mineral recibido superior al 5%. Esto es, en una mina de cobre con una ley media de 1% no se debe producir o entregar, en


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la produccin horaria, fuera del rango 0.95% y 1.05% Cu, o en una mina de oro con una ley media de 2 ppm, la ley de entrada en la lixiviacin debe estar entre 1.9 ppm y 2.1 ppm de Au, mientras que para una mina de carbn con una ley media en cenizas del 35% la ley de entrada en la machacadora debe estar entre 33 % y 37% de cenizas. Al mismo tiempo un control de las impurezas o elementos no deseables debe ser establecido para reducir o eliminar, si es posible en la propia mina, abandonando por ello algunas reas que se pasan en sus elementos penalizables y que deben ser tratados en otros procesos o mezclados con otros ms limpios para reducir su penalizacin. Un proceso debe establecerse para conseguir un conocimiento riguroso de la calidad o ley del producto que viene de la mina (Tout venant en francs o raw ore en ingls) antes de ser procesado por la planta o vendido. Y dicho proceso debe incluir los necesarios y correctos procedimientos de una toma de muestras y de un anlisis en Laboratorio. Los procedimientos, lgicamente, variarn segn el tipo de yacimiento, la clase de mineral o el mtodo de extraccin y por tanto ser diferente segn sea la mina a cielo abierto o por interior, aunque normalmente por tratarse de unas leyes ms bajas y de unos tonelajes ms fuertes en la minera a cielo abierto suele requerirse una mayor cantidad de muestras y de unos procesos ms complejos en este caso. El verdadero control de calidad de las leyes de los minerales en el yacimiento nace desde la exploracin efectuada por los gelogos, que en el proceso de evaluacin de las reservas deben marcar las pautas esenciales de la distribucin espacial de los distintos elementos contenidos en la roca o mineral a explotar e indicar los datos esenciales a ser controlados por los mineros en la explotacin. Por ello el equipo humano de tcnicos de control suele estar compuesto por los mismos ingenieros gelogos que suministran la informacin de reservas (imputs) a los planificadores mineros, basndose en una detallada cartografa a escala muy reducida, del orden de 1/100 en minera subterrnea y de 1/500 en cielo abierto, que determine las variaciones estructurales y litolgicas y de las mineralizaciones en cuanto a las variaciones metalrgicas y tipos de mineral, oxidacin, alteraciones fsicas, diaclasas, grietas y otras posibles incidencias. As se pasar de una malla inicial de 100 x 100 que supone una muestra cada 10.000 m 2, que puede ser la adecuada de la etapa de exploracin a una malla de 50 x 50 es decir una muestra cada 2.500 m 2, que va a sealar la oportunidad de la explotacin, pero que es insuficiente para un buen control de las leyes a suministrar a la planta y que dar lugar a unas desviaciones importantes en las leyes diarias por lo que se precisar cerrar ms la malla para tener una muestra cada 50 m2, lo que obliga a unas nuevas perforaciones antes de cargar y transportar el mineral.


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Actualmente en la mayora de los casos de la minera a cielo abierto, los controles de la calidad del mineral estn basados en la toma de muestras de los propios barrenos de produccin o voladura en los bancos de la mina por parte del equipo de control de leyes, que debidamente cuarteados para conseguir la cantidad representativa, se envan al laboratorio qumico de anlisis para posteriormente ser devueltos al equipo de planificacin y control de la mina y all ser introducidos en el inventario informatizado con sus coordenadas y su profundidad, logrndose as un aumento sustancial de la malla de sondeos, lo cual permite aplicar una suficiente geoestadstica para determinar y conocer la ley media de la zona que va a ser arrancada con suficiente antelacin. Es precisamente el tiempo quien suele fallar en este proceso, por lo que es recomendable que un suficiente adelanto temporal, por ejemplo un mes, separe la toma de las muestras durante la perforacin del barreno de la carga del mineral para mandarlo a la planta. Prcticamente la toma de la muestra se realiza a travs de un colector en forma de cua suficientemente larga y con sus paredes verticales radiales al hueco del barreno, que recibe una parte del polvo o detritus de la perforacin, desde que sta se inicia hasta el final del barreno, depositndose una muestra representativa del terreno atravesado por la perforadora, lo que es una buena indicacin de la distribucin de la ley del material in situ, pero que puede cambiar por la voladura si los terrenos o rocas atravesadas tienen cambios significativos en la densidad, la competencia o la forma de fracturar y que pueden dar lugar a mezclas entre el mineral y el estril, lo que es conocido como factor de dilucin, mientras que las tcnicas o procedimientos para separar el mineral del estril son conocidas como Selectividad, factor que debemos intentar elevar al mximo y por tanto reducir la dilucin al mnimo. Si la dilucin es mayor de lo deseable es preciso aumentar la toma de muestras a base de incrementar el nmero de los barrenos, llegndose en casos en que el yacimiento es muy aleatorio y complicado, a tener una malla de barrenos inferior a la de la voladura para lo que se precisa una mquina especial diferente de las usadas para la voladura. Un sistema tradicional, sobre todo en el pasado en el control de leyes, es la inspeccin visual bien in situ o bien tras la voladura por expertos que, tras muchos aos de establecer una correlacin entre lo que ven y los resultados de los anlisis del laboratorio, son capaces de llegar a establecer la ley de la pila de mineral con un grado de error mnimo o por lo menos establecer los limites de separacin entre el mineral y el marginal o el estril. Esta claro que, en los casos de la minera del carbn, este sistema de control de calidad visual, separando entre el oscuro color del carbn y el ms grisceo del estril es, en principio,


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suficiente, pero en la gran minera incluso del carbn, debe ser complementado con la toma de muestras para el buen control posterior y la debida homogenizacin o poltica de mezclas para obtener el mejor precio. Existen otras tcnicas mineras ms sofisticadas y avanzadas como la testificacin geofsica en el barreno o en el campo que, directamente, pueden medir a travs de istopos o sistemas visuales como el video, el contenido en las variables esenciales de la muestra como color, textura, densidad, humedad, contenido de cenizas o azufre o elementos contaminantes indeseables. Este sistema, que es el ms utilizado en la explotacin por sondeos de hidrocarburos, gases, agua o carbones, se est intentando aplicar en otros minerales como los metlicos o los industriales por su facilidad para analizar directamente los contenidos y grabarlos o automatizarlos pasndolos directamente al ordenador para su utilizacin en la planificacin a medio plazo.

El control de leyes en la minera de interior presenta algunos problemas prcticos de mayor envergadura y aunque, en algunos mtodos se pueda utilizar tambin la toma de muestras en los barrenos, suele ser ms comn la prctica de tomar la muestra tras el arranque y fragmentacin de la voladura en la pila del mineral, cuando este ha sido fragmentado. En otros casos la muestra es tomada en el frente del tajo o de las galeras, trasversales, piqueras, tolvas o vagonetas, efectuando rozas o pequeos canales en las paredes. Tiene


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que tenerse especial cuidado en el caso de las tomas en pilas con la segregacin o separacin de las partculas finas, ya que es frecuente que la ley de los finos sea diferente de la de los gruesos. El caso ms complicado de control de calidad se suele dar en los mtodos de lixiviacin o de extraccin por el mtodo Frasch, en los que el carcter ms qumico del mtodo o sistema minero esta ntimamente combinado con el qumico, lo que casi obliga a introducir el laboratorio en el proceso minero para controlar los tiempos de disolucin, la cintica y la regulacin de las soluciones en tiempo real. Pero el proceso de control de la calidad ms racional debe establecerse, no solo en la misma operacin minera, sino mediante una separacin adecuada en tiempo y volumen a travs de unos suficientes almacenes o stocks de mineral o soluciones debidamente construidos entre la mina y la planta y que en principio podemos clasificar en tres tipos:

Evaluacin y Planificacin minera Silos o tanques cubiertos y cerrados con controles en cada depsito.

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Semitolvas abiertas en su parte superior y subterrneas en su parte inferior. Parques de almacenamiento. LOS PARQUES DE ALMACENAMIENTO Y HOMOGENEIZACIN Las funciones bsicas que desempea una instalacin de almacenamiento son: Volante de regulacin entre la mina y la planta. Homogeneizacin de los diferentes materiales extrados.

Si bien, en otras industrias mineras, como en la cementera o en la de los minerales industriales en general, los silos o tanques , no solo tienen una gran importancia, sino que son la base para lograr las mezclas adecuadas para entrar en la fase posterior del proceso de transformacin, en la gran minera su empleo es ms restringido, en parte por los pequeos volmenes de que son capaces en comparacin con los grandes tonelajes normales en la moderna minera, lo que limita su capacidad en la etapa de separacin entre la mina y a planta, y de otra parte por que son la solucin ms cara de inversin por unidad de peso o volumen, aunque en las fases posteriores del tratamiento puedan y deban ser ms utilizados ya que son los sistemas que permiten un menor nivel de error y un control qumico, casi automatizado e incluso robotizado. Una mayor aplicacin en la gran minera la tienen las Semitolvas, cuyo diseo es similar al de una tolva abierta enterrada parcialmente. La disposicin es la que se muestra en la figura adjunta, en la que se puede observar el sistema de alimentacin en la parte superior, mediante cintas, vagones, etc. y el sistema de recogida en la parte inferior constituido por unas galeras y piqueras en las que se disponen los diferentes juegos de cintas para efectuar el paso del material al siguiente medio de transporte, as como de los controles automticos de pesada y toma de muestras para enviar los datos a los paneles de control. Este sistema de semitolvas de almacenamiento se emplea bastante en la minera llegando a alcanzarse grandes tamaos, superiores a las 100.000 toneladas de capacidad viva o al menos intentar alcanzar una capacidad suficiente que permita una separacin con el abastecimiento de la mina de tres das. Pero sin duda, el sistema ms popular y de mayor capacidad de almacenamiento lo constituyen los parques, bien a la intemperie o cubiertos.


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La disposicin ms habitual de los parques de almacenamiento es la rectangular, con dimensiones de centenas de metros y anchuras de la mitad, realizndose el vertido longitudinalmente y empleando algunos de los siguientes elementos de transporte: Cintas transportadoras con o sin carro tripper automatizado Prticos apiladores con cintas Prticos apiladores con pluma Carros apiladores especiales Rotopalas especiales de apilado y recogida

Una de las ventajas que presenta este sistema de almacenamiento, es la posibilidad de lograr una homogeneizacin, que tan necesaria es en algunas instalaciones de proceso mineros y cuyos objetivos son: Obtener un precio ptimo para toda la produccin. Facilitar un aumento de produccin al evitar el minado selectivo, consiguiendo un menor coste por tonelada. Asegurar que la calidad media y caractersticas de la produccin oscile entre limites calculados. Incrementar la eficiencia de la planta permitiendo su automatizacin.


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El mineral se vierte longitudinalmente y su recogida se suele realizar en sentido transversal.

Las formas normales de apilado son: a) b) c) Capas en "V" invertidas. Capas horizontales. Cordones lineales.

La disposicin ms corriente es la primera a, aunque la tercera c de cordones lineales es muy recomendable cuando la granulometra es amplia, pues puede as evitarse la segregacin. El origen de la homogeneizacin se remonta al ao 1.905 en el que se emple el sistema Robins - Messiter para los minerales de cobre. Actualmente se puede decir que se emplea en toda la industria minera de hierro, de cobre, carbones y Lignitos, etc, y especialmente en los grandes puertos de llegada y abastecimiento para los minerales importados en los pases desarrollados (USA, Holanda, Francia, Inglaterra, frica del Sur, etc)


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La puesta en montones se realiza mediante unas mquinas llamadas apiladoras (stackers) o bien con otras mquinas combinadas para conseguir ciertas alturas, pudiendo llegar a emplear en bajos tonelajes las mototraillas o las palas cargadoras para formar pequeos montones o eras de poca altura. Como ya hemos indicado, la disposicin en "v" invertidas es el sistema ms empleado, ya que permite un mejor control del apilado en toda su anchura y exige un brazo de la apiladora de menor longitud, no precisando que este brazo sea giratorio en el plano horizontal. El segundo sistema operativo es ms costoso, ya que se requiere una mayor inversin en la infraestructura, pero, por el contrario, presenta la ventaja de que al poder realizarse el vertido a distintas alturas se reduce bastante el problema del polvo. La recogida del material dispuesto en lechos, se realiza de dos formas distintas, frontal o lateral; siendo la ms recomendable la primera ya que se cortan un mayor nmero de capas obtenindose una mejor homogeneizacin. La recogida se debe realizarse segn finos cortes consecutivos. Los sistemas empleados en la recogida frontal (reclaimers) son: Tambores Ruedas puente (simples o dobles)

Todos ellos llevan un arado que en el avance de la mquina va cortando las capas transversales y llevando el mineral a la parte inferior desde donde, por medio de un dispositivo de cangilones es vertido sobre una cinta transversal de evacuacin. Este dispositivo es diferente en cada uno de los tipos. En el reclaimer de una rueda, tal dispositivo, como la palabra indica, es una rueda de cangilones que se desplaza alternativamente a lo largo del ancho de la seccin. En el de dos ruedas el sistema es el mismo, pero con dos ruedas en paralelo, de tal forma que cada una de ellas recoge la mitad de la seccin. El reclaimer de tambor consiste en un tambor giratorio de longitud igual a la base de la seccin provisto de unas paletas que van conduciendo el mineral hasta unos cangilones que lo recogen y vierten sobre la cinta de evacuacin. La cantidad recogida por los reclaimer de rueda aumenta el ciclo de rotacin de esta en su traslacin a lo largo de la seccin y la recogida por los reclaimers de tambor durante una revolucin de este, es lo que se denomina "batch" y que para un parque 40 x 300 m. con una capacidad de recogida de 600 T/hora, alcanzan los valores siguientes: Reclaimer de rueda sencilla Reclaimer de rueda doble Reclaimer de tambor 46 Tm. 23 Tm. 4 Tm.

Esquema del proceso de mezcla y homogeneizacin del mineral para situarlo dentro de unos mrgenes tolerables a base de Parques de Almacenamiento y Silos reguladores.

Evaluacin y Planificacin minera 2.3: CONTROL DE LA PRODUCCIN

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DETERMINACIN DE LA CAPACIDAD DE PRODUCCIN DE LOS EQUIPOS DE CARGA Y DE TRANSPORTE MINEROS El coste por metro cbico o tonelada cargada y transportada por un equipo minero, nos vendr dado por la relacin entre el coste horario y la produccin horaria. El coste de carga y transporte vendr, pues, expresado por las frmulas siguientes segn el divisor utilizado: Coste horario del equipo (Euro /hora) Coste por metro cbico = Produccin horaria en m 3 (m3 /hora) Coste horario del equipo (Euro /hora) Coste por tonelada = Produccin horaria en t (t /hora) Por ello la necesidad de determinar con precisin la produccin horaria de una mquina para poder llegar en otro captulo a estimar los costes por unidad de produccin en los equipos mineros. LA CAPACIDAD DE PRODUCCIN Para calcular la produccin esperada de un equipo se necesita un claro conocimiento del trabajo a realizar y de la disponibilidad real de los equipos de carga y transporte existentes en el mercado. Es precisa, pues, una cuidadosa preparacin de la base de datos y un anlisis completo del trabajo a ejecutar. Adems, para el clculo de la produccin es preciso considerar el tipo de material minero que se va a cargar y transportar. Justamente la utilizacin de los equipos mineros de carga y transporte discontinuo es recomendable cuando: 1.El material a transportar es una roca volada, grande, irregular, un mineral pesado o una mezcla de materiales heterogneos y variables. 2.La descarga es efectuada sobre tolvas de dimensiones adecuadas o en un vertedero o para rellenar un vaco. 3.La unidad de transporte est sometida a fuertes impactos, debajo del equipo de carga y cuando las condiciones del camino son difciles de mantener. 4. Se requiera la mxima capacidad de transporte vertical y su rpida colocacin en pequeas reas o plantas de trituracin. (Euro/t) (Euro /m 3)

Evaluacin y Planificacin minera RELACIN ENTRE LOS EQUIPOS DE CARGA Y TRANSPORTE

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Si se desea reducir el coste por m3 o tonelada movida, debemos obtener del equipo de transporte la ms alta capacidad de produccin. El tiempo de parada, como sucede durante la carga debe mantenerse en el mnimo posible. Como norma general y prctica, se considerar una buena relacin cuando se utilicen entre 3 y 6 cubas de la unidad de carga para llenar el equipo de transporte. Cuanto menor sea el nmero de cubas y su ciclo, menor es el tiempo de parada de la unidad de transporte, siempre y cuando tengamos en cuenta que: a/ El tamao de la caja del volquete no debe ser ni muy pequeo, ni dbil, en comparacin con el tamao del cucharn de la mquina de carga, para no destrozarla en poco tiempo. b/ El tiempo de carga no debe ser tan corto que otra unidad de transporte no se haya situado en la posicin de ser cargada, originando un excesivo tiempo de parada de la mquina de carga. El problema se complica al existir varios puntos de carga y una flota variada de volquetes y se trata de conseguir una ptima saturacin de todos ellos. Existen en las minas dos corrientes operativas a la hora de seleccionar los tamaos y el nmero de los equipos de carga y transporte para lograr el mejor equilibrio entre ambos: 1Saturacin de la capacidad de carga, disponiendo del nmero de unidades de transporte necesarios y con un cierto factor de cobertura. Es una corriente apropiada y recomendable para la obtencin de la mayor produccin posible con el empleo de las unidades de hasta unas 50 st de capacidad de volquete, como ocurre en las canteras y obras pblicas. 2Saturacin de la capacidad del transporte, disponiendo las mquinas de carga sin saturar totalmente para que en ningn momento se reduzca el transporte. Es la corriente ms apropiada para poder obtener el mnimo coste, como ocurre con el empleo de los grandes volquetes superiores a las 100 st de las minas grandes, con un mayor peso del coste unitario del transporte sobre el de la carga Segn el peso relativo de los costes unitarios de la carga y el transporte se tiende hacia la saturacin de uno u otro proceso, pudiendo observarse, en la minera moderna, una mayor tendencia hacia la saturacin del transporte a medida que se emplean unidades de acarreo de mayor capacidad.

Evaluacin y Planificacin minera FACTOR DE EFICIENCIA DEL TRABAJO EN LA PRODUCCIN

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Todo clculo de capacidades de produccin en minera debe tener en cuenta que la vida o perodo de trabajo considerado va a ser largo. Considerando los inevitables retrasos que aparecen en el desarrollo real de los proyectos, es muy recomendable la utilizacin del llamado factor de eficiencia (E) que viene definido, a su vez, por otros dos factores, uno (E1) de eficiencia del equipo con el que se trabaja y otro (E2) de organizacin tcnica de la obra. En los cuadros 1, 2 y 3 se dan las eficiencias que se pueden obtener en condiciones operativas variables para diferentes equipos y unos niveles de organizacin, as como el tiempo efectivo, medido en minutos, segn la eficiencia global. CUADRO 1.- FACTORES DE EFICIENCIA DE EQUIPO Y ORGANIZACINCONDICIONES GENERALES BUENA MEDIA BAJA FACTOR DE EFICIENCIA DE EQUIPO E1 0,90 0,80 0,70 FACTOR DE EFICIENCIA DE ORGANIZACIN E2 1,00 0,85 0,65

CUADRO 2.- EFICIENCIA COMBINADA (E = E1 X E2)EFICIENCIA DEL EQUIPO E BUENA MEDIA BAJA EFICIENCIA DEL EQUIPO E1 BUENA 0,90 0,80 0,70 ORGANIZACIN TCNICA E2 MEDIA BAJA 0,77 0,68 0,60 0,59 0,52 0,45

CUADRO 3.- EQUIVALENTE EN TIEMPO DE LA EFICIENCIA (E)EFICIENCIA TIEMPO (min. /h) 1,00 60 0,92 55 0,83 50 0,75 45 0,67 40 0,58 35 0,50 30

En muchas publicaciones Norteamericanas resulta habitual emplear como factor de eficiencia la hora de 50 minutos que debemos de traducir como un factor de eficiencia combinada de 0,83 en nuestras consideraciones.

Este porcentaje puede ser estimado con una mayor precisin si se determinan todas las paradas o los retrasos que puedan originarse durante el trabajo por las siguientes causas: - Factores econmicos y financieros. Calidad del equipo. - Cualidad y formacin de la mano de obra. - Supervisin. Experiencia en direccin de obras.

Evaluacin y Planificacin minera - Condiciones del trabajo (sociales y laborales). - Condiciones atmosfricas. Medias y extremas.

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- Paradas y retrasos. Horas de trabajo reales por relevo, por da y por ao. - Organizacin de los repuestos y almacenes. - Amplitud de la zona de trabajo. Diseo geomtrico. CAPACIDAD DE CARGA Aunque la capacidad de carga se ve, en gran parte, afectada por el sistema de transporte con el que trabaja, se trata de presentar un clculo de la capacidad de produccin de la mquina de carga, independientemente del equipo de transporte, mediante la aplicacin de una serie de factores correctores segn las condiciones y los medios utilizados. Las frmulas de la capacidad horaria de las palas cargadoras, excavadoras y dragalinas de ciclo discontinuo son: 3600 * Cc * E * F * H * A Produccin en material suelto = tc 3600 * Cc * E * F * H * A * V Produccin en material en banco = tc siendo: Cc = Capacidad de la cuba (m3) E = Factor de eficiencia F = Factor de llenado de la cuba H = Factor de correccin por altura de la pila A = Factor de correccin por el ngulo de giro V = Factor de conversin volumtrica tc = Ciclo de una cuba en segundos para la carga con mquinas continuas como las rotopalas o las dragas se emplea la siguiente frmula: Produccin horaria en banco (m3b/h) = 3600 .r.n.q siendo = velocidad rotativa en r.p.m. r = radio del rodete n = nmero de cangilones o cubas q = capacidad unitaria del cangiln en t o m 3 a) La capacidad de la cuba Cc es el factor que define precisamente a la mquina de carga. Puede establecerse bien en metros cbicos o bien en toneladas, en cuyo caso la capacidad de carga viene medida en m 3/h o en t/h, no siendo preciso en este ltimo caso el factor de conversin volumtrica. Es muy conveniente y recomendable (m3b/h) (m3s /h)


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fijar muy claramente la unidad que se emplea de acuerdo con el sistema de control y el contrato establecido. Si el contrato de la operacin de la mina establece que la produccin se mide topogrficamente, es recomendable la unidad de metro cbico en banco (m3b); pero si el producto final es pesado por una bscula, es preferible la unidad toneladas por hora (t/h). b) El factor de llenado de la cuba F, se expresa como el porcentaje de la carga media de la cuba sobre la mxima tericamente posible segn se encuentre el material apilado. En el cuadro 4 se incluyen algunos factores de llenado tpicos segn los materiales y el tamao de la cuba para las excavadoras y dragalinas, mientras que en el cuadro 5 se indican los valores de F para las palas cargadoras y las excavadoras hidrulicas. CUADRO 4. - FACTOR DE LLENADO PARA EXCAVADORAS Y DRAGALINASTIPO DE MATERIAL EXCAVADO Hmedo Seco FACTOR DE LLENADO 3 CAPACIDAD DE LA CUBA (m ) 4,50 6,75 9,00 1,16 0,96 1,04 1,12 1,00 0,91 1,20 1,02 1,06 1,16 1,02 0,95 1,22 1,02 1,06 1,17 1,02 0,97

EXCAVACIN FCIL EXCAVACIN MEDIA EXCAVACIN DURA MATERIAL VOLADO

Bien Mal

CUADRO 5. - FACTOR DE LLENADO EN PALAS Y EXCAVADORAS HIDRULICASPALAS CARGADORAS Y EXCA VADORAS HIDRULICAS Agregados hmedos mezclados Agregados uniformes < 3 mm Granulometra 12 - 20 mm > 42 mm Marga o arcilla hmeda Tierra Vegetal, piedras sueltas, races Materiales cementados Bien fragmentada Roca volada Normal Mal fragmentada FACTOR DE LLENADO (SAE) 0.95 -1.00 0.90 -1.00 0.85 -0.90 0.90 -0.95 0.85 -0.90 1.00 -1.10 0.80 -1.00 0.85 -0.95 0.80 -0.95 0.75 -0.80 0.60 -0.65


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CUADRO 6. - FACTOR DE LLENADO PARA RETROEXCAVADORASRETROEXCAVADORAS HIDRULICAS FACTOR DE LLENADO(SAE)

Marga mojada o arcilla arenosa Arena y grava Arcilla dura y resistente Roca volada bien fragmentada Roca volada mal fragmentada c)

1.00 -1.10 0.90 -1.00 0.75 -0.85 0.60 -0.75 0.40 -0.50

El factor de correccin por altura de la carga H, tiene generalmente poca trascendencia en los trabajos mineros, al superar la altura de los bancos la mnima necesaria para la carga, salvo en la ejecucin de ciertos rebajes, aperturas de bancos y trabajos especiales e incluso en algunas explotaciones en las que la altura de banco es muy baja para controlar la dilucin del mineral.

c)

El factor de giro de la mquina A, es de una gran importancia operativa para mejorar la capacidad de carga y se debe aplicar cuando el ngulo descrito por la mquina desde la carga hasta la descarga es distinto de 90, caso en el que el factor es igual a 1. En la tabla siguiente se dan combinados los factores geomtricos de la altura de carga y de giro que se emplean en la determinacin de las producciones horarias (m3/h) para las excavadoras de cables, dragalinas y excavadoras hidrulicas. LOS FACTORES DE GIRO Y ALTURA DE LA MQUINA% DE LA ALTURA PTIMA 40 60 80 100 120 140 160 45 0.93 1.10 1.22 1.26 1.20 1.12 1.03 60 0.89 1.03 1.12 1.16 1.11 1.04 0.93 NGULO DE GIRO 75 0.85 0.96 1.04 1.07 1.03 0.97 0.90 90 0.80 0.91 0.98 1.00 0.97 0.91 0.85 120 0.72 0.81 0.86 0.88 0.86 0.81 0.75 150 0.65 0.73 0.77 0.79 0.77 0.73 0.67 180 0.59 0.66 0.69 0.71 0.70 0.66 0.62

e)

El factor de conversin volumtrica V es, sin gnero de dudas, el ms importante de los factores que entran en la frmula de determinacin de la capacidad, sirviendo para la conversin del volumen suelto en banco o viceversa. Vs V= Vb = Kg. /m 3 de material en banco Kg. /m 3 de material suelto


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El porcentaje de expansin P.E. es el incremento del volumen del material al pasar desde su estado natural en el banco al estado volado o suelto en la pila o montn: Vs - Vb P.E. = Vb x 100 = ( Vb Vs - 1 ) x 100

El factor de esponjamiento F.E. se define como la inversa del factor de conversin volumtrica. En el cuadro 7 se dan algunos de los factores ms habitualmente empleados para los comunes materiales en minera. CUADRO 7. -CONVERSIN GRANULOMETRICA DE MATERIALES MINEROSMATERIAL Densidad en el 3 banco Kg. /m 1700 2300 1450 1540 2000 2400 1950-2350 1800 1600 1600-2600 1950-2500 2700 3000 2400-2700 2750 3000 2400-2700 2700-2900 2800-3500 Densidad 3 suelto Kg. /m 1300 1600 1070 1250 1600 1600 1430-1730 1350 1300 1200-1950 1400-1800 1800-1500 1720 1400-1600 1550-1650 1100-1650 1500-1750 2100-2250 2100-2600 Porcentaje expansin (P.E.) 40 40 35 25 25 50 35 33 23 33 40 50-80 74 67-75 67-75 20 20 30 33 Factor de conversin volumtrica (V) 0,72 0,72 0,74 0,8 0,8 0,67 0,74 0,75 0,81 0,75 0,72 0,67-0,56 0,57 0,60-0,57 0,60-0,57 0,83 0,83 0,77 0,75

Grava, arcilla seca Grava, arcilla mojada Carbn (antracita) Tierra y Margas secas Tierra y margas mojadas Rocas bien voladas Rocas trituradas Rocas blandas Escorias Bauxitas Hormign Granito Yeso Caliza volada Mrmol Barro seco Barro hmedo Pizarras Mineral de hierro

f) El ciclo de una cuba tc , para un giro de 90, se descompone en los tiempos parciales de penetracin, carga, elevacin, giro, colocacin, descarga, giro de vuelta y descenso. Sin detenerse en cada uno de ellos que, bsicamente, dependen de la formacin, habilidad y experiencia del maquinista, as como de las caractersticas tcnicas o especificaciones de la mquina y de la roca, se indican en el cuadro 8 las velocidades de giro y de elevacin para las excavadoras y dragalinas de cables, a partir de las que se pueden estimar los ciclos completos de una cuba.


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CUADRO 8.- VELOCIDADES DE GIRO Y DE ELEVACIN DE EXCAVADORAS Y DRAGALINASEXCAVADORAS CAPACIDAD DE LA 3 CUBA (m ) 7,5 15 19 25 30 VUELTAS MINUTO (r.p.m.) 3,92 3,57 3,21 3,00 2,90 VELOCIDAD DE ELEVACIN (m/min) 24,4 27,5 25,5 24,4 24,0 DRAGALINAS VELOCIDAD DE ELEVACIN (m/min) 52 59 60 86 90 VELOCIDAD DE DRA GADO (m/min) 47,5 50 50 48 47

Teniendo en cuenta los factores definidos podemos determinar las producciones horarias para las excavadoras y dragalinas en unas condiciones convencionales, que se reflejan en los cuadros 9 y 10 para los diferentes tamaos de cubas en estas mquinas. CUADRO 9. - PRODUCCIN DE EXCAVADORAS ELCTRICAS SEGN LAS CONDICIONES DE CARGA (para un ngulo de giro de 90 y una eficiencia del 80%)CAPACIDAD 3 DE CUBA (m ) Condiciones 6 7,5 9 12 15 18 21 24 30 36 42 50 DURACIN DEL CICLO (s) Fcil Media Dura 22 27 31 22 27 31 23 29 33 25 30 35 27 32 38 29 34 40 30 35 42 31 37 45 33 40 48 35 42 50 38 46 55 45 54 60 PRODUCCIN 3 (m /h) Media 385 485 528 683 787 900 1020 1103 1379 1655 1931 2299

Fcil 600 750 793 972 1111 1269 1431 1583 1978 2373 2769 3296

Dura 225 280 327 412 470 540 600 650 812 975 1138

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Las producciones horarias vienen dadas en metros cbicos banco por hora real de trabajo, por lo que debern afectarse por el porcentaje de la disponibilidad del equipo para poder utilizar las horas totales. CUADRO 10. - PRODUCCIN DE DRAGALINAS Y EXCAVADORAS DE DESMONTE SEGN LAS CONDICIONES DE CARGA Y ARRANQUE DIRECTO (Para un ngulo de giro de 90 y una eficiencia del 80%)CAPACIDAD DE LA CUBA 3 (m ) 7,5 15 25 55 75 88 135 LONGITUD PLUMA (m) 50 75 85 100 100 122 101 DURACIN DEL CICLO (s) Blanda Media Dura 50 60 75 50 60 75 55 65 77 60 65 80 70 75 85 70 90 90 75 90 90 PRODUCCION HORARIA 3 (m /h) Blanda Media Dura 864 360 288 1440 720 576 2880 1108 935 3600 2437 1980 3620 2880 2541 5554 2982 2816 7952 4574 4320


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En el caso de las palas cargadoras, el ciclo de una cuba se dividir en 4 tiempos: Carga del cucharn Maniobra en V con mquina cargada Descarga del cucharn Maniobra en V con mquina vaca

Luego el ciclo total "tc" valdr tc = tf + tv , en donde: tf = tv = tiempo fijo (carga, descarga, giros) tiempo variable (tiempo de recorrido de las distancias d1 y d2 de marcha adelante y marcha atrs). Estos tiempos se deben estimar a partir de los grficos proporcionados por los fabricantes de las mquinas y compararlos con los medidos en el campo. DETERMINACIN DE LA CAPACIDAD DE TRANSPORTE Las especificaciones tcnicas de los vehculos de transporte, como los volquetes mineros, entre otros muchos parmetros, detallan: 1) 2) 3) La capacidad de transporte en toneladas (normalmente para los volquetes se especifican en toneladas cortas st, que equivalen a 0.9 t) Capacidad "al ras" en metros cbicos Capacidad colmada en metros cbicos (SAE colmo en 3:1)

Independientemente del conocimiento de las caractersticas principales de la potencia, motor, dimensiones geomtricas, transmisin, neumticos, ejes, que pueden contemplarse en las especificaciones de las mquinas, para la determinacin de las capacidades de la produccin y de la seleccin de los equipos de volquetes, es preciso analizar algunos otros factores de trabajo. 1. - Factores de trabajo La seleccin del modelo y capacidad del vehculo de transporte viene presidida por el criterio de obtener la produccin requerida con el menor coste por tonelada-kilomtrica. Para ello se debe realizar un anlisis econmico completo en el que previamente se incluyen los costes horarios directos de operacin junto con los costes horarios de capital y posteriormente la determinacin de la capacidad de produccin horaria con el mejor conocimiento e informacin de las condiciones operativas. Los programas Costes.xls , junto al FPC de CATSOFT, que son utilizados en el curso, determinan los pasos necesarios para establecer los costes y las producciones horarias por cada mquina o flota de una mina


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determinada. Para comprender algunos de los factores que utilizan los programas se van a especificar a continuacin. Los siguientes imputs de trabajo deben ser tenidos en cuenta o estimados a la hora de realizar el proyecto: Produccin requerida y organizacin del trabajo Toneladas por ao, por da y por hora. Nmero de relevos por da, por semana y por ao Porcentaje de absentismo. Festivos y vacaciones.

Caractersticas del material. Tipo de material transportado. Densidad y humedad Coeficiente de esponjamiento. Granulometra. Tamaos mximos, mnimos y medios. Dureza, textura y abrasividad. Pegajosidad, humedad, granulometra de la roca

Facilidad de carga y desprendimiento de la carga. Efecto de la climatologa y topografa en el rendimiento del motor. Efecto de la temperatura ambiente sobre la refrigeracin del motor, duracin de los neumticos y caractersticas de los lubricantes. Efectos de las lluvias y heladas en las superficies y en la velocidad de transporte.

Caractersticas de las pistas de transporte Longitud y pendiente en cada tramo Resistencia a la rodadura. Resistencia a la pendiente. Compensada y total. Resistencia a la inercia. Resistencia al aire. Adherencia o traccin efectiva.

Carga. Amplitud de la zona de carga y estado del piso. Tamao y capacidad del equipo de carga. Coeficiente de disponibilidad y utilizacin de los equipos de carga. Maquinaria de servicios disponibles en la zona de carga. Amplitud de la zona de descarga y estado del piso. Forma de efectuar la descarga, sobre una tolva, en trituradora, en vertedero. Eficiencia de los equipos auxiliares de servicios en la descarga.

Descarga

Evaluacin y Planificacin minera Varios .

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Existencia de otras unidades de transporte. Homogeneidad de la flota. Infraestructura minera de la zona. Talleres, almacenes, comunicaciones y servicios. Calidad de los operadores. Poltica de formacin. Vida de la operacin minera.

2.- Seleccin de tamao y modelo Las siguientes consideraciones afectan a la seleccin del tamao y del modelo del volquete minero: Produccin horaria. Los volquetes de gran capacidad son normalmente empleados para las grandes producciones o los grandes recorridos con el fin de reducir la congestin de trfico de la flota y obtener la consiguiente economa de escala. Los volquetes de menor capacidad (menos de 100 t) se deben utilizar cuando la capacidad de produccin global de la flota puede ser afectada por la ausencia de alguna de las unidades (p.e. en una flota de cuatro volquetes, la ausencia de uno de ellos llegar a provocar la prdida de un 25% de capacidad global). Coste de la mano de obra. Cuando el coste horario del personal sea elevado existir la tendencia a emplear los grandes volquetes, reducindose as tanto el personal de operacin como el de mantenimiento, a lo que se debe de aadir un menor coste de infraestructura social en la zona. Equipo armnico. Una flota integrada por volquetes de muy diferentes tamaos y modelos, trabajando con un mismo equipo de carga y vertiendo en un mismo punto provoca una reduccin notable de la productividad, de la misma manera que las grandes unidades de carga junto con pequeos volquetes o viceversa. La relacin armnica recomienda unas unidades de transporte de un tamao entre 8 y 10 t por cada m3 de capacidad de la cuba de la mquina de carga. Requerimientos fsicos . Los factores de trabajo, ya mencionados anteriormente, as como los de altura, peso, anchura, longitud y flotabilidad requeridas pueden restringir la eleccin de los modelos y tamaos. Diseo de las pistas y bancos. Recomendaremos la lectura de el "Manual para el diseo de Pistas Mineras" editado en 1986 por el I.T.G.E. para que, un inadecuado diseo, no afecte o limite el tamao de los volquetes a utilizar, por la dificultad que supone la variacin de anchura de las pistas, que en los casos de unas explotaciones profundas llegan a repercutir gravemente en el diseo de la mina, y por tanto, en el ratio final. Las pistas deben ser diseadas lo suficientemente amplias para permitir alcanzar a los volquetes una velocidad ptima de trabajo y, por tanto, poder reducir el ciclo de trabajo.

Evaluacin y Planificacin minera 3.- Clculo del ciclo bsico de transporte El clculo del ciclo bsico de transporte se realiza con dos fines: 1)

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Poder calcular las producciones para una flota de volquetes y un nmero de excavadoras ya existentes, pero en unas nuevas y diferentes condiciones de la operacin minera, por algn cambio de los circuitos o de la organizacin del trabajo.

2)

Para la determinacin del nmero de volquetes necesarios que conseguirn los objetivos de produccin ms econmica. Tanto el ciclo bsico de un volquete como el representativo para una flota se subdivide en varios tiempos separados por cualquier cambio de la aceleracin, geometra o actividad. Ciclo bsico del Transporte =Tiempos fijos + Tiempos variables Tiempos fijos = tiempos de (carga +maniobras + descarga) Tiempos variables = tiempo de (ida + vuelta + esperas)

1)

Ciclo de carga. El clculo del ciclo de carga ha sido determinado en el punto anterior y tan solo nos limitamos a aadir los valores medios del tiempo de maniobra por posicionamiento en funcin de cargar por uno solo de los lados de la excavadora o por los dos.CONDICIONES DE LA OPERACIN DE CARGA Favorables Normales Desfavorables Ciclo por un lado (s) 9 18 30 Ciclo por dos lados (s) 5 10 15

2)

Tiempo de descarga. El ciclo estimado para la maniobra de parada, giro y descarga en el punto de destino se estima en los siguientes valores medios. CONDICIONES DE LA OPERACIN DE DESCARGA Favorables Normales Desfavorables TIEMPO DE DESCARGA (s) 60 78 90 - 120

3)

Tiempos variables. Los tiempos de ida y retorno se calculan dividiendo en cada uno de los tramos la distancia de transporte por la velocidad media en dicho tramo. Longitud del tramo (m) Tiempo de transporte en un tramo (s) = x 3,6 Velocidad media en Km. /h


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Segn la distancia del tramo y el perfil a recorrer, es mayor o menor el tiempo en el que se alcanza la velocidad mxima. En trayectos muy cortos incluso no da tiempo a alcanzar la velocidad ptima calculada; por ello la velocidad media en el tramo se obtiene multiplicando la velocidad mxima posible por un factor que la convierte en velocidad real. Este factor depende de ciertas variables, entre las que cabe destacar, adems de la experiencia del calculista, como ms importantes las siguientes: Relacin peso-potencia Marcha a la que circular, pendiente o impulso El volquete parte de cero o se encuentra en movimiento ascendente o descendente.FACTORES DE VELOCIDAD PARA CONVERTIR LA VELOCIDAD MXIMA EN REAL LONGITUD DEL TRA MO (m) 0 - 100 100 - 225 225 - 450 450 - 700 750 - 1000 > 1000 TRAMO CORTO, HORIZONTAL, EN BANCO DE CARGA 0,20 0,30 0,40 UNIDAD PARTIENDO DEL PUNTO DE ARRANQUE 0,25 0,35 0,50 0,60 0,65 0,70 - 0,50 - 0,60 - 0,65 - 0,70 - 0,75 - 0,85 UNIDAD EN MOVIMIENTO AL ENTRAR EN EL TRA MO 0.50 - 0.70 0.60 - 0.75 0.70 - 8.80 0.75 - 0.80 0.80 - 0.85 0.80 - 0.95

La aplicacin del factor de velocidad mayor, medio o menor es funcin bsicamente de la relacin peso/potencia, medida en Kg. /CV.


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FACTOR DE VELOCIDAD

RELACIN Peso / potencia (kg/CV)

Ms elevado Medio Ms bajo 4)

128 - 137 155 - 182 > 182

Las grficas para la determinacin de las velocidades proporcionadas por las especificaciones dadas por los fabricantes, sirven para la determinacin de la velocidad mxima obtenible, cargado o vaco, la marcha a la que debe circular el vehculo y fuerza de traccin disponible en las ruedas propulsoras, a partir del peso bruto del vehculo y de la pendiente compensada. Conjuntamente con la grfica de velocidades se proporciona otra grfica, llamada de retardacin a partir de la cual se puede obtener la velocidad que es posible mantener sin utilizar los frenos de servicio, cuando el vehculo descienda por una pendiente, lo que ocurrir en el caso de descenso cargado. A partir de dichas grficas se determina en cada uno de los tramos en que se haya dividido el circuito la velocidad mxima a obtener en el mismo a la que se le aplica el factor de conversin de velocidad anteriormente citado.

5)

Tiempos de esperas. Tanto en el ciclo propio del transporte como en el de carga se producen, con frecuencia, tiempos de retraso por diferentes causas que deben ser estimados y valorados en el momento de efectuar el calculo de la flota de volquetes. Las causas de los retrasos podrn ser las siguientes: - Resistencia a la rodadura elevada - Resistencia a la rodadura variable - Pistas embarradas -Conductores inexpertos -Largos trayectos en descenso -Pistas de un solo carril -Puntos de cruce -Curvas cerradas -Curvas mltiples -Poca visibilidad, nieblas -Puentes, glibos, tnele

39210944 Laboreo IV Evalucion y Planificacion Minera

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