INTRODUCCION

En toda operación minera la parte del transporte del mineral y del desmonte hacia la

planta de procesamiento y botadero respectivamente es crítica, ya que durante los años

que dure el proyecto estas distancias (a planta y botadero) van a variar muy

fuertemente. La correcta planificación de las etapas de minado, garantizará que los

objetivos se cumplan a lo largo de toda la vida de la mina.

Es entonces, gracias al planeamiento de minado enfocado al transporte en mina se

pueden hacer cálculos y tener estimaciones como la cantidad de material que se espera

mover año a año durante el tiempo de vida del proyecto, y que por lo tanto, ayuda a

calcular el dimensionamiento de la flota que se hará cargo de este transporte, y

se obtiene mediante el uso de parámetros de la operación como: tiempos de carguío

de las palas, distancias a recorrer, factor de llenado, resistencia a rodadura, tiempos de

descargue, pendientes de las vías, etc. Contribuyendo como información de

entrada a un sistema que mediante variables y operaciones llega al cálculo óptimo de

la flota

CONTROL DE OPERACIONES MINERAS Y CÁLCULO DE NECESIDAD DE

EQUIPOS

INDICE DE OPERACIÓN

De modo genérico y en función de su representatividad y contenido, estos índices

operacionales mineros se pueden clasificar en cuatro grandes grupos:

Índices mecánicos.

Los que informan sobre la disponibilidad física de equipos e instalaciones y sus

rendimientos o producciones por unidad de tiempo.

Índices de insumos.

Los que señalan magnitudes de los elementos consumidos para lograr una unidad de

producto comercial o el rendimiento del insumo expresado en unidades de producto por

unidad de elemento consumido (ejemplo Kg.explosivo/tonelada, ton-Km/lt

combustible).

Índices mineros

Los que muestran las relaciones y/o proporciones que toma la materia prima mineral y

sus leyes al fluir por las distintas etapas del proceso de extracción y benificio (ejemplo

razón esteril/mineral).

Índice de resultados

Los que indican logros planeados y reales para el periodo reportado (ejemplo Cu

fino/mes):

Limitándonos a nuestro tema, solo abordaremos los índices mecánicos, los cuales

provienen de la información obtenida por un sistema desarrollado y aplicado. A objeto a

lograr la optimización de los siguientes aspectos relacionados con equipos e

instalaciones:

Uso, funcionamiento y operación

Mantención electromagnética

Reemplazo oportuno y adecuado

La optimización debe entenderse como máxima disponibilidad operativa y rendimiento

al mínimo costo de inversión, operación y mantención.

A continuación definiremos los parámetros a utilizar en la obtención de los índices,

estos parámetros dicen relación con la distribución temporal de la maquina en cada tarea

en un periodo dado.

TIEMPO CRONOLOGICO O CALENDARIO TCR

Son las horas correspondientes al tiempo calendario natural como días. Meses, años.etc,

y se divide en dos tiempos que corresponden a:

Tiempo hábil

Tiempo inhábil

Tiempo hábil u horas hábiles HH.

Son las horas en que la faena esta en actividad producida y/o en tarea de mantención de

sus elementos de producción y/o infraestructura, en estas horas cada instalación o

unidad esta en:

Operación

Reserva

Mantención

Tiempo inhábil u horas inhábiles HIN

Son las horas en que la faena suspende sus actividades productivas y/o mantención de

sus elementos o infraestructura por razones como:

Paralizaciones programadas: domingos, festivos, vacaciones colectivas, etc.

Imprevistos: originadas y obligadas por causas naturales como lluvias,

temblores. Nieve, etc. U otras ajenas al control de la faena como la falta de

energía, atrasos en la llegada del trasporte del personal.

Tiempo de operación u horas de operación HOP

Son las horas en que la unidad o instalación se encuentra entregada a su(s) operador(es),

en condiciones electromecánicas de cumplir su objetivo o función de diseño y con una

tarea o cometido asignado. Este tiempo se divide en:

Tiempo efectivo

Tiempo de perdida operacional

Tiempo efectivo u horas efectivas HEF

Son las horas en que la unidad de equipo está funcionando y cumpliendo su objetivo de

diseño.

Tiempo de perdida operacional u horas de perdidas HPE

Son las horas en que la unidad de equipo o instalación, estando en condiciones

electromecánicas de cumplir su objetivo de diseño, a cargo de su(s) operador(es) y con

una tarea asignada. No puede realizarla por motivos ajenos a su funcionamiento

intrínseco, como son los traslados, espera de equipo complementario y en general por

razones originadas en la coordinación de las operaciones.

Tiempo de reserva o horas de reserva HRE

Son las horas hábiles en que la unidad del equipo o instalación, estando en condiciones

electromecánicas de cumplir su función u objetivo de diseño, no lo realiza por motivos

originados en una o más de las siguientes razones:

Falta del operador (si es en la hora de colocación se toma como tiempo inhábil,

si el equipo sigue funcionando y hay cambio de operador se considera tiempo de

operación).

Falta de capacidad prevista de equipo complementario o accesorio.

No requerirlo el programa o plan de trabajo

No permitirlo el área donde debería cumplir su función.

Tiempos de mantenimiento u horas de mantención HMT

Son las horas hábiles comprendidas desde el momento que la unidad de equipo o

instalación no es operable en su función objetiva o de diseño por defecto o fallas en su

sistema electro- mecánicos o por haber sido entregadas a reparación y/o mantención,

hasta que ha terminado dicha mantención y/o reparación y el equipo está en su área de

trabajo o estacionamiento en condiciones físicas de operación normal. El tiempo de

mantenimiento se divide en:

TIEMPO CRONOLOGICO: TCR

TIEMPO HABIL: HH TIEMPO

INHABIL: HI

HORAS OPERACIONALES:

HOP

Horas

reserva:

HRE

Horas mantención:

HMT

Horas

operacionales

efectivas: HEF

Horas de

perdidas

operacionales:

HPE

Distribución del tiempo.

Igualdades.

TCR = HH + HIN

HH = HOP + HRE + HMT

HOP = HEP + HPE

CAMIONES

CARACTERSITIC.

AS.

Marcas existentes en la minería nacional

Minas a cielo abierto de bajo perfil. (HB = 5-10m)

Camiones de 0-100ton.

Minas a cielo abierto de gran perfil (HB = 10- 12 m)

Camiones de 120 a 2490ton.

Marcas.

Caterpillar

Comadsu

Euclid

Wabco

Terex

Geometría de los camiones

Ancho del camión ancho del banco

Largo del camión espacio de maniobras

Altura del camión visibilidad de la huella

Los camiones pueden transitar por terrenos escarpados con pendientes de 2% a 12%

Facilidad de desplazamiento por zonas curvas.

Por el tamaño de la tolva del camión, no interesa en mayor grado la granulometría del

materia la transportar (estéril o mineral).

Luz del camión con respecto al piso (50 – 80cm)

Angulo de giro de la tolva del camión (45 – 50 grado)

Desventajas del camión

Mantenimiento de huellas; regadío constante, diseño de huellas, limpieza constante de

huellas, problemas de seguridad.

Consumo de neumático (6- 8 meses de vida útil)

Exige diseño de rampa para pasar de un Banco a otro

Eventual adiestramiento del operador y del equipo de mantención

Determinación de la productividad de los camiones (P).

P=3600−CmTciclo

ton /hr

Dónde.

Cm = capacidad del camión por un grado de relleno.

La capacidad real del camión estará dada por:

Cm = Cmº * DLL

Dónde.

Cmº = capacidad de relleno del camión (ejemplo 120ton)

DLL = grado de relleno que depende de la granulometría (resultado de la tronadura)

0.90 – 0.75 para granulometría buena

0.75 – 0.60 para granulometría regular

Cm = capacidad real.

Tiempo de ciclo de camiones.

En forma paralele para lo definido en tiempo del ciclo para las palas, se tiene:

Tciclo=Tc+Tvc+TD+Tvv segund .

Este tiempo de ciclo tiene el caractr de variable aleatoria y depende de:

Velocidad de transito con carga (20- 40 Km/hr)

Velocidad de transito vacio (40 - 50Km/hr)

Perfil de mina: longitudes de los tramos pendientes de los tramos

Peso especifico del material

Condiciones del tráfico y transito

En otras palabras, el Tciclo se puede definir:

Tciclo = tiempo carguío + tiempo de viaje cargado a los puntos de descarga (chancado,

botadero, stock) + retorno de vacio a la pala + maniobra en la pala y en la descarga.

Observación.

El tiempo de ciclo de los camiones admite un estudio estadístico, es posible en algunas

operaciones a cielo abierto se observe en el cargio un tiempo de espera, este tiempo

dependerá de la asignación dinámica de camiones a palas.

Cálculos de los tiempos.

Tiempo de carguío.

Depende de:

Tiempo ciclo trabajo de la pala (Tciclo pala)

Numero de ciclos a ejecutar por la pala para cargar un camión (Nc)

TC=Tciclo pala∗Nc

Pero.

Nc=capacidad camion (ton)

capacidad cuchara de pala (ton)

Tiempo de viaje con carga.

V= DistanciaTiempo

Tiempo= DistanciaVelocidad

Tvc= D1V 1

+ D 2V 2

+……

Tvc= DiVi

Dónde.

Vi = velocidad con carga para cada tramo del perfil de transporte.

Tiempo de viaje vacio Tvv.

Tvv= DiVi

seg

Tiempo de descarga TD

TD = TD* + Taculatamiento; seg

Dónde.

TD* = tiempo neto de descarga.

PROBLEMAS APLICATIVOS

Aplicación 1.

CALCULO DE EQUIPO DE TRANSPORTE PARA MATERIAL ESTERIL

Tamaño de la unidad.

Tamaño de balde de pala x 5.5pases x factor llenado = 6 x 5.5 x 0.75 = 24.75 yd3 suelto

En la hoja informativa corresponde a un camión de 40ton

Para determinar el número de unidades determinados los tiempos de acarreo – cargado d

retorno – vacio y los tiempos estandart (cuadrar a pala, cuadrar a botadero y volteo).

Tiempo de acarreo

Tramo A: -0%, 100m = 328 pies. En la tabulación correspondiente al camión de 40ton

encontramos velocidad promedio de 7mhp/hr cargado, que aplicando el factor

corrección de arranque 0.375 nos da una velocidad real a 2.63MPH

Tiempo en minutos tramo A = distancia en pies: MPH x 88 = 1.42min

Tramo B -para +2.5% y 900m o 2952pies

Veloc .B MHP= HPneto en transm.x 375

PTV (TC )2(RR+20GR%)

Veloc . B MHP= 235 x 0.81 x 37579(80+20 x2.5)

Veloc . B MHP=6.95 MPH

Aplicanmos el factor de corrección 0.825 para la longitud del tramo

Veloc . B MHP=6.95 x 0.825 = 5.73 MPH

T iempo B= 29525.73 x88

= 5.86 min

Tramo C para + 3% y 600m o 1968pies

Veloc .C MHP= HPneto entransm . X 375

PTV (TC )2(RR+20GR %)

Reemplazando:

Veloc . C MHP=235 x0.81 x37579(80+20 x 3)

Veloc . C MHP=6.45 MPH

Factor de corrección 0.775 para la longitud del tramo:

Veloc . C=6.45 x 0.775=5 MPH

T iempoC= 19685 x88

=4.47 min

Tramo D para 0%, 100m 0 328pies a 5MPH factor de corrección 0.75

Veloc D = 5 x 0.75 = 3,75 MPH

T iempo D= 3285.6 x 88

=0.67 min

Veloc . C MHP= HPneto en transm. X 375PNV (TC )(RR−20 GR %)

Reemplazando:

Veloc C MPH = 21.9 (2da y 3ra) tabla perfomance de camión

Factor de corrección 0.775 para la longitud del tramo

Veloc C = 21.9 x 0.775 = 16.97 MPH

T iempoC= 196816.97 x88

=1.32min

Tramo B -para +2.5% y 900m o 2952pies

Veloc . B MHP= HPneto en transm . x 375PNV (CT )(RR−20 GR %)

Veloc B MPH = 21.9 (2da y 3ra) tabla perfomance de camión

Aplicamos el Factor de corrección 0.825 para la longitud del tramo

Veloc B = 21.9 x 0.825 = 18.07 MPH

T iempo B= 295218.07 x 88

=1.86 min

Veloc A MPH = 7 (1era y 2da) tabla perfomance de camión

Aplicamos el Factor de corrección 0.5 área cuadrada a pala

Veloc A MPH = 7 x 0.5 = 3.5 MPH

T iempo A= 3283.5 x 88

=1.06 min

Tiempo total de regreso (vacio) = 0.67 + 1.32 +1.86 + 1.06 = 4.91 min

Tiempo total ciclo del camión

Standard:

Tiempo cuadrada a pala = 0.5min

Tiempo cuadrada a botadero = 0.5min

Tiempo de volteo = 0.75min

Tiempo de acarreo (cargado) = 12.74min

Tiempo retorno (vacio) = 4.91min

Tiempo total del ciclo de camión = 19.4 min

CmT=5.5 pases x3360

=3.025 min <> Tiempo total ciclo de la pala

Aplicación 2

Para excavar 2 580 000TC/año de mineral de cobre bien fragmentado es conveniente,

por razón del posible tamaño limitante de la abertura de chancadora; elegir una

excavadora con balde de entre 4.5 y 3 yds3.

Para una pala de 3 yds3 de balde la producción horaria yds3 in-situ, con los mismos

factores aplicados al estéril resulta 143.22 yds3 in-situ que con el factor de corrección

para programación de 0.782 nos da 243.65 TC/H-P

Para la producción anual = 243.65 x 307 x 24 = 1 795 213

Como el programa demanda una remoción mayor probaremos la pala 1400 con balde de

4.5 yds3 con la que calculamos una capacidad anual de 2 695 000TC

Tamaño y número de unidades de transporte para pala de mineral

Por razón de estandarización, siempre y cuando la geometría del tamaño de la pala lo

permita; para cargar cómodamente es recomendable que el tamaño de las unidades que

trabajan en mineral sea iguales a las que trabajan en estéril. Con este concepto

determinamos que el tamaño del camión será de 40ton y pasamos a determinar el

número de unidades a utilizar.

Numero de pases de la unidad de excavación

Como el camión tiene 24.75 yds3 de tolva y el llenado efectivo es de 75 por balde de 4.5

yds3 en cada pase se tendrá 4.5 yds3por 75 = 3.375 yds3 y para llenar la tolva se

requeriría 24.75 / 3.375 = 7 pases.

Calculo de tiempo de acarreo de unidades en mineral

Tramo A igual que el caso esteril: 1.42min

Tramo B igual a más 6% en 2953 pies

Tramo B para + 6% y 900m o 2953 pies

Veloc . B MHP= HPneto en transm . x 375PNV (CT )(RR−20 GR %)

Veloc . B MHP= 235 x0.81 x37579(80+20 x6% )

=4.52 MPH

Aplicamos el Factor de corrección 0.825 para la longitud del tramo

Veloc B = 4.52 x 0.825 = 3.73 MPH

Tiempo B= 29533.73 x88

=9 min

Tramo C para +- 1.3% y 500m 0 1640pies

Reemplazando en la formula tenemos:

Veloc . c MHP= 235 x0.81 x37579(80+20 x1.3 % )

=8.52MPH

Aplicamos el Factor de corrección 0.775 para la longitud del tramo

Veloc C = 8.52 x 0.775 = 6.60 MPH

T iempoC= 16406.6 x 88

=0.75 min

Tramo D para 0% 100m 0 328pies a 7MPH, factor de corrección 0.75

Veloc D = 6.6 x 0.75 = 4.95 MPH

T iempo D= 3284.95 x88

=0.75min

Tiempo total de acarreo = 1.42 + 9 + 2.82 + 0.75 = 13.99min

Calculo tiempo de retorno (vacio).

Tramo D para 0% 100m 0 328pies a 7MPH, sin factor de corrección

Veloc D = 7 x 1 = 7.00 MPH

T iempo D= 3287 x 88

=0.53 min

Veloc C MPH = 21.9 (2da y 3ra) tabla perfomance de camión

Aplicamos el Factor de corrección 0.775 para la longitud del tramo

Veloc C = 21.9 x 0.775 = 16.97 MPH

T iempoC= 164016.97 x88

=1.10 min

Veloc B MPH = 21.9 (2da y 3ra) tabla perfomance de camión

Aplicamos el Factor de corrección 0.825 para la longitud del tramo

Veloc B = 21.9 x 0.825 = 18.07 MPH

Tiempo B= 295218.07 x88

=1.86 min

Veloc A MPH = = 7 (1era y 2da) tabla perfomance de camión

Aplicamos el Factor de corrección 0. 5 area cuadrada a pala

Veloc A = 7 x 0. 5 = 3.5 MPH

Tiempo A= 3283.5 x 88

=1.06 min

Tiempo total de regreso (vacio) = 0.53 + 1.1 +1.86 + 1.06 = 4.54 min

Tiempo total ciclo del camión

Standard:

Tiempo cuadrada a pala = 0.5min

Tiempo cuadrada a botadero = 0.5min

Tiempo de volteo = 0.75min

Tiempo de acarreo (cargado) = 12.99min

Tiempo retorno (vacio) = 4.54min

Tiempo total del ciclo de camión = 20.28 min

CmT=7 pases x3360

=3.85min <> Tiempo total ciclo de la pala

CONCLUSION

Las conclusiones que se desprenden del desarrollo de este tema son las

siguientes:

Para controlar cualquier actividad ésta debe de ser medida, es así que

esta se demuestra que es factible medir las operaciones del ciclo de

transporte y en base a ese cálculo obtener tiempo optimo del tiempo de

ciclo para la operación.

Es importante medir tiempo de ciclo para así optimizar el tiempo y de

esta manera reducir los costos.

REF E R E N CI AS B I B L IO G R ÁF I C AS

- DELGADO VEGA, José2008 Apuntes del Curso de Planificación de minas.

Planificación Subterránea y de Superficie [diapositivas]. Material de Enseñanza. Antofagasta: Universidad de Antofagasta.

- HUSTRULID, William & MARK, Kutcha1998 Open Pit Mine Planning and Design. Volumen 1.

Rotterdam: Balkema.

- PFELIDER, Eugene P.

1972 Surface Mining. American Institute of Mining, Metallurgical, and Petroleum

Engineers.

- CATERPILLAR,

2000 Caterpillar Performance Handbook Edition 30.

Publication by Caterpillar Inc. Illinois USA