INTRODUCCIN

CAPITULO 01

SELECCIN DE EQUIPOS MINEROS

INTRODUCCIN

La limpieza es una operacin importante en el ciclo de minado de tajeos, labores de desarrollo y preparacin, que permite mover el material producto de la voladura hasta la cmara de carguo o al echadero de mineral en caso de tajeos, es por esta razn que la seleccin de los equipos o maquinaria, requiere de adecuados criterios tcnico-econmicos cuya finalidad se resume en la correcta utilizacin de un equipo, el mismo que reflejar en la reduccin de costos y prolongacin de la vida til.

La unidad minera Catalina Huanca, se ubica en las estribaciones orientales de la cordillera Occidental de los Andes del Centro del Per. Polticamente se encuentra en el distrito de Canaria, provincia de Vctor Fajardo y departamento de Ayacucho, a una altitud de 3,500 m.s.n.m, cuenta con una planta concentradora, de tratamiento diario de 600 tms, y una produccin mensual aproximada de 11,000 tms. El yacimiento se divide en dos zonas de trabajo: Zona Bolvar que aporta con el 35% de la produccin; actualmente se utiliza el mtodo Corte y Relleno Ascendente y Shirinkage Dinmico mediante ventanas, la limpieza es a travs de Scooptram JHG de 2.5 Yd3. El Manto Keyko con sus niveles 420, 470, 510 y 550 aporta con el 65% de la produccin, la explotacin es por el mtodo Corte y Relleno Ascendente mediante Cmaras y Pilares, la limpieza se realiza con Scooptram JHG de 2.5 Yd3; este ltimo es escenario de la recopilacin de datos.

El presente trabajo est orientado a la complementacin acadmico prctico que el futuro Ingeniero de Minas, debe consolidar para el mejor ejercicio y desempeo profesional en el campo de la minera, la misma que necesita de herramientas para la adopcin de decisiones de gestin cuya aplicacin y nivel de respaldo acadmico tengan sustento y validacin en las operaciones de minado; dentro de ellas los Mtodos Numricos, permiten adoptar decisiones ms razonadas por arribar a resultados confiables, producto de la formulacin de algoritmos matemticos representativos de las operaciones reales de minado, en este caso el de acarreo. Los algoritmos obtenidos reflejan situaciones reales del equipo para condiciones de terreno conocidos, por lo que este estudio puede ser importante como referencia metodolgica en la seleccin de equipos a travs del conocimiento de su distancia ptima de acarreo.

I. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.

Hace cuatro aos la Cooperativa Minera Minas Canarias Ltda. introduce los equipos de bajo perfil (Scooptram) para la operacin unitaria de acarreo, en las dos zonas de explotacin; este hecho hace que la profundizacin de las labores de preparacin y explotacin se tornen cada vez ms costosas, por lo que es necesario realizar un diseo adecuado, el mismo que es resultado de un anlisis minucioso de parmetros como son: las condiciones del terreno, el equipo a utilizar, etc. La situacin actual de la pequea y mediana minera no permite la adquisicin de maquinaria nueva, por lo que en la mayora de las unidades, como es caso de Canaria, se utilizan equipos repotenciados a esto se suma el no aprovechamiento de sus caractersticas ptimas. Como aporte a la solucin del problema se formular un algoritmo de decisin que de cmo resultado el rendimiento horario del equipo, y a partir de ella se simularan condiciones distintas en la cual intervengan parmetros como son: la distancia de acarreo, pendiente, eficiencia, disponibilidad mecnica, factor de carguo y capacidad nominal de cuchara, para finalmente obtener las condiciones ptimas de trabajo para el mismo.

II. OBJETIVO DEL ESTUDIO:

El presente trabajo tiene como objetivo fundamental interpretar numricamente la operacin de acarreo utilizando como herramienta los Mtodos Numricos, resultado de ello se formularan algoritmos matemticos, como instrumentos de decisin para la seleccin de los equipos o maquinaria minera.

III. ASPECTOS GENERALES

En los ltimos veinte aos, los equipos LHD, que realizan la operacin de carga-acarreo-descarga, vienen desarrollndose progresivamente en la actualidad cuentan con traccin en las cuatro ruedas y son movidos por motores diesel y elctricos, las capacidades de cuchara de estos equipos varan desde 0.5Yd3 hasta 13Yd3, los que hemos estudiado son diesel de 2.5Yd3 Jarvis Clark.

La seleccin de un equipo de acarreo est en funcin a una serie de factores y parmetros, dentro ellos se consideran como aspectos geolgicos: la estabilidad del terreno, potencia, buzamiento entre otros; del mismo modo dentro de los aspectos mineros podemos mencionar: los mtodos de explotacin, las condiciones de va de acarreo, el personal idneo, el taller de mantenimiento y los repuestos.

IV. ASPECTOS TCNICO-OPERACIONALES

4.1. TIEMPOS Y MOVIMIENTOS

Son considerados todas las operaciones que realiza el equipo durante las ocho horas de guardia, estas pueden ser favorables y no favorables, pero necesarios para la produccin. La recopilacin de tiempos y el control de movimientos son la base para determinar el rendimiento del equipo. De manera general podemos clasificarlo en dos grupos:

4.1.1. Tiempo Productivo

Se consideran todas las operaciones favorables al trabajo, que realiza el scooptram:

- Tiempo de cuchareo (tc)

- Tiempo de viaje cargado (tvc)

- Tiempo de descarga (td)

- Tiempo de maniobras (tm)

- Tiempo de viaje vaco (tvv)

4.1.2. Tiempo Improductivo

Conjunto de operaciones que pueden ser necesarios, pero no es favorable al trabajo efectuado por el scooptram:

- Traslado a zonas de trabajo

- Inspeccin de equipos

- Espera de unidades de transporte

- Fallas mecnicas

- Tiempo ocioso

- Interrupciones por:

o Trabajos topogrficos

o Trabajos del Gelogo

o Acondicionamiento de la Labor

o Visitas de Supervisores

o Equipos con falla mecnicas

4.2. CONTROL DE TIEMPOS Y MOVIMIENTOS DEL SCOOPTRAM JHG

Del proceso de recopilacin de datos en las diferentes labores de la zona Keyko, se obtuvo la siguiente muestra, que es la ms representativa para nuestro estudio: Tabla N 01. Los datos corresponden a:

- Distancia de acarreo = 95.00 metros

- Pendiente = 4%

Previo clculo de las velocidades de viaje cargado y viaje vaco; adems considerando como tiempos fijos el cuchareo, maniobras y descarga; se obtienen los tiempos de ciclo para diferentes distancias de acarreo: Tabla N 02.

Haciendo uso de un algoritmo conocido, y para condiciones actuales del equipo, terreno y personal. Se realiza el clculo del rendimiento horario, para el cual se utilizan datos tomados de los reportes diarios de operacin del equipo, en especfico la eficiencia tiempo y disponibilidad mecnica; es decir:

- Capacidad nominal de cuchara = 2.5yd3

- Peso especfico del mineral insitu = 2.8ton/m3

- Seccin = 2.5x2.5

- Distancia de acarreo = 95m

- Disponibilidad mecnica = 90.63%

- Eficiencia tiempo = 59.65%- Pendiente = 4%

- Esponjamiento = 30%V

- Peso especfico del material roto = 2.15ton/m3

- Factor de carguo = 89%

- Tiempo total por ciclo = 3.209min

Carga til por cuchara (CUC):

Produccin horaria

El resultado que se obtuvo ser un punto de partida para realizar la comparacin con el algoritmo a formular, por lo que los datos anteriores sern considerados base para generar datos con cada variable y formular su algoritmo de relacin correspondiente.

4.3. FORMULACIN DE ALGORITMOS

4.3.1. Produccin y Disponibilidad Mecnica

Para disponibilidades mecnicas diferentes y manteniendo constante las dems variables se obtiene el Grfico 1.

De la linealizacin por mnimos cuadrados de los datos anteriores resulta el algoritmo:

4.3.2. Produccin y Eficiencia

Para eficiencias diferentes y manteniendo constante las dems variables se obtiene el grfico 2.

De la linealizacin se obtiene:

4.3.3. Anlisis de la Produccin y la Distancia

Para distancias diferentes; es decir tiempos de ciclo diferentes se obtiene el Grfico 3.

El algoritmo resultante es:

4.3.4. Produccin y Pendiente

Como la pendiente tiene una relacin inversa con la velocidad y el tiempo y una relacin directa con la longitud, se multiplic por un factor al algoritmo de la longitud para obtener producciones distintas para una misma longitud y diferentes pendientes, obteniendo el Grfico 4:

De la respectiva linealizacin se tiene el algoritmo:

4.3.5. Produccin y Capacidad Nominal de la Cuchara

De la misma manera que en los casos anteriores se genera el Grfico 5

El algoritmo de linealizacin ser:

4.3.6. Produccin y Factor de Carguo

Con la utilizacin del algoritmo generaremos nuestros datos para distintos factores de carguo y dems variables constantes; para obtener el grfico 6.

De la linealizacin se obtiene, el algoritmo correspondiente:

Utilizando los algoritmos de relacin de cada variable y para producciones horarias conocidas se generan los datos de la Tabla N 03.

4.4. APLICACIN DE LA REGRESIN LINEAL MLTIPLE

La Regresin Lineal Mltiple nos permiten ajustar datos experimentales donde la variable sujeta a estudio es a menudo una funcin de otras dos variables, adicionalmente tiene utilidad en la derivacin de ecuaciones de potencia de la forma general.

Para usar regresin lineal mltiple, la ecuacin se transforma al tomar su logaritmo para obtener:

Utilizando como herramienta la regresin multilineal agruparemos los datos de la Tabla N 03, segn la relacin que presentan, para obtener algoritmos que dependan de dos variables.

4.4.1. Relacin de la Produccin, Eficiencia y Disponibilidad

Mecnica

Cuyo algoritmo de relacin es:

4.4.2. Relacin de la Produccin, Capacidad Nominal de la Cuchara y el

Factor de Carguo.

Cuyo algoritmo de relacin es:

4.4.3. Relacin de la Produccin, Longitud y la Pendiente

El algoritmo de relacin es:

Del producto de los tres algoritmos obtenidos se tendr un algoritmo final que representa la produccin horaria del Scooptram.

Para efectos de clculo se aplicar un factor de seguridad a la ecuacin, por lo que se tendr:

Como punto culminante del presente trabajo; el algoritmo resultante constituir una herramienta de decisin para el planeamiento de trabajo del scooptram ya que mediante ella se podr simular las diferentes condiciones de trabajo y con ello seleccionar el equipo adecuado.

Un caso prctico; es la profundizacin de la rampa 270 de la zona Keyko doa Cata); para el equipo con que se cuenta se podr simular el binomio costo produccin.

Datos para el caso:

DM = 80%

Eff = 75%

Cn = 2.5 Yd3

Fc = 0.85

Pend = 10 %

Costo de alquiler del Scoop= 35.00 $/hr

Del anlisis del Grfico se Obtiene:

Anlogamente se podr simular para distintas condiciones de pendiente, eficiencia, disponibilidad mecnica, factor de carguo, capacidad de cuchara y longitud.A continuacin mostraremos algunos grficos ilustrativos:

V. CONCLUSIONES

Los resultados del estudio indican que es posible la formulacin de algoritmos mediante los mtodos numricos para interpretar una realidad a partir de la recopilacin de datos de los equipos o maquinaria minera, convirtindose sta en una herramienta de decisin en la seleccin de equipo adecuado de acarreo.

El algoritmo resultado del estudio, permitir simular condiciones distintas de cada equipo en cada operacin de minado, y proporcionar la alternativa ms favorable en la seleccin de las mismas, que impliquen en la reduccin de costos para una mayor productividad.