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DEDICATORIA

Dedicamos el presente trabajo a nuestros padres y a las personas que nos apoyaron en

esta iniciativa, al docente de curso que con su labor inculca a la investigación para así

formarnos como profesionales competentes y siempre a la vanguardia este trabajo es

suyo.

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ÍNDICE

RESUMEN…………………………………………………………………………………………..5

INTRODUCCIÓN…………………………………………………………………………………...7

CÁLCULO DE RENDIMIENTOS Y PRODUCTIVIDAD DE EQUIPOS……………………….8

CAPÍTULO I: RENDIMIENTO…………………………………………………………………….9

1. ANÁLISIS DEL TRABAJO A REALIZAR………………………………………………10

2. COMPONENTES DE TIEMPO DEL CICLO DE TRABAJO………………………..10a) Factores de carga……………………………………………………………….11b) Factores de transporte o empuje………………………………………………11c) Factores de vertido……………………………………………………………...11d) Factores de retorno……………………………………………………………..11e) Factores de espera y maniobra………………………………………………..11

3. FACTORES DE EFICIENCIA Y ORGANIZACIÓN…………………………………...12

4. FACTOR DE ESPONJAMIENTO Y DENSIDADES………………………………….14a) Factor de conversión volumétrica “V”…………………………………………………14b) Factor de esponjamiento “FE”……………………………………………………..……14c) Porcentaje de expansión “PE”……………………………………………………….…14

5. POTENCIAS Y FUERZAS MOTRICES DE LOS EQUIPOS MÓVILES……………165.1. Elementos que proporcionan potencia…………………………………………….165.2. Factores limitadores del rendimiento………………………………………………18

5.2.1. Resistencia a la rodadura……………………………………………………..…185.2.2. Resistencia a la pendiente……………………………………………………….205.2.3. Peso………………………………………………………………………………..215.2.4 Tracción…………………………………………………………………………….21

6. CURVAS CARACERISTICAS………………………………………………………..…22

7. FACTORES DE VELOCIDAD…………………………………………………………..22

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CAPÍTULO II: PRODUCTIVIDAD………………………………………………………………..24

1. PRODUCCIÓNES HORARIAS DE LOS EQUIPOS DE CARGA………………..…26

2. CAPACIDAD DE LOS CAZOS Y FACTORES DE LLENADO………………………27

3. TIEMPOS DE CICLO Y FACTORES DE CORRECCION…………………………...28

4. PRODUCCION DE LAS MOTOTRAILLAS……………………………………………304.1. Tipos de carga de mototraillas…………………………………………………..…304.2. Tiempos de vertido…………………………………………………………………..314.3. Tiempos de espera y maniobra…………………………………………………….314.4. Tiempos de reemplazamiento…………………………………………………..…314.5. Número de mototraillas por empujador……………………………………………31

5. PRODUCCIÓN DE LOS TRACTORES………………………………………………..31

EJEMPLOS ILUSTRATIVOS……………………………………………………………………32

CONCLUSIONES…………………………………………………………………………………36

BIBLIOGRAFÍA……………………………………………………………………………………37

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RESUMEN

En el presente trabajo de investigación se estudia los diferentes factores que son

fundamentales en la producción de la minería extractiva, que en el caso de la minería

subterránea, esta se realiza luego de procesos sucesivos, desde la fase exploratoria y la

cubicación de reservas, para continuar luego con el diseño del proyecto, el desarrollo y la

explotación de la mina.

En la fase de Explotación, se requiere de un planeamiento y programación de

operaciones muy cuidadosa, dada las características del trabajo a realizar. Es de

reconocer, el rol que cumple el Ministerio de Energía y Minas, atreves de las

disposiciones de Seguridad minera, constituyendo un instrumento referencial de carácter

técnico y normativo para orientar las operaciones del trabajo minero.

Dada la necesidad de ampliar el uso de indicadores que permitan medir el grado de

eficiencia con que se utilizan los recursos durante los procesos de la fase de la

producción minera extractiva, en este estudio se plantea la posibilidad de medir la

productividad de la producción y su relación con el costo marginal de la

producción.

Para este fin, Se ha tomado como referencia una Empresa contratista de tamaño

mediano, que actúa en la minería subterránea, de la cual se han obtenido

muestras de los resultados de la producción y los recursos comprometidos, en diferentes

periodos operativos, habiéndose obtenido marcadas variaciones con respecto a su

presupuesto operativo, debido a razones explicables si se tiene en consideración las

características propias de la actividad minera extractiva de tipo socavón o subterránea.

Por otra parte, de los resultados de la encuesta se puede notar que la mayoría de

empresas contratistas, no utilizan el concepto de Costo marginal (CMa); Sin embargo, se

puede afirmar su importancia para ponderar su aplicación, complementaria al costo medio

(CMe), para propósitos de seguimiento y control de la productividad y, la toma de

decisiones respecto a la asignación de recursos y la programación de la producción.

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Una buena parte de la minería extractiva, son realizados a través de empresas

contratistas especializadas, registradas en el Ministerio de Energía y Minas.

En el trabajo de investigación se muestran cuantitativamente las variables que intervienen

en las operaciones de la producción minera extractiva, que constituyen la base de datos

suficientes para calcular el costo medio, el costo marginal y la productividad.

En el apéndice se muestran cuantitativamente, en formato Excel, cuadros que muestran la

producción y su situación comparativa con el presupuesto operativo. Asimismo, se

muestra gráficamente, el nivel crítico de producción, donde el costo marginal iguala al

costo medio.

Esta referencia adquiere especial importancia, tanto para los fines de control interno

de costos y productividad de la empresa minera extractiva, así como para los fines

comparativos entre el plan de producción y el presupuesto operativo.

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INTRODUCCIÓN

En la moderna minería a cielo abierto, donde se mueven grandes volúmenes de materiales rocosos con ritmos muy intensos, los equipos productivos están constituidos por maquinas dimensionadas y adquiridas para realizar un trabajo y capases de alcanzar un cierto nivel de producción.

Las máquinas que se utilizan tienen un alto costo de fabricación, debido entre otros factores a los componentes especiales y calidad de los materiales empleados.

Esto exige que sea preciso alcanzar las producciones fijadas, a fin de amortizar las inversiones efectuadas y obtener unos costes de operación bajos, a través de unos altos rendimientos.

Queda claro que el conocimiento y control de los rendimientos es especialmente importante, pues con ello se determina, en primer lugar, la capacidad de producción que es posible alcanzar, en segundo lugar, su efectividad y por ultimo su potencial productivo y rentabilidad económica del proyecto.

Por otro lado, ese conocimiento de los rendimientos es indispensable para llevar a cabo una planificación de los trabajos y para la selección de los equipos más adecuados, de su tamaño y número.

En este capítulo se va a exponer la metodología de cálculo de los rendimientos de diferentes equipos. Hay que tener en cuenta que el comportamiento de las máquinas, por su propio diseño, supondrá un rendimiento teórico terminado precisamente por sus características constructivas .pero además el correcto funcionamiento de los equipos depende dela formación de los operadores, por lo que el rendimiento final del conjunto hombre-máquina es lo que se denomina rendimiento operativo o también producción horaria de la unidad.

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CÁLCULO DE RENDIMIENTOS Y PRODUCTIVIDAD DE EQUIPOS

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CAPÍTULO I

RENDIMIENTO

¿Qué es rendimiento?

Rendimiento o producción es la cantidad de trabajo que se realiza en la unidad de tiempo. Para la clase, es el volumen de material trabajado (excavado, transportado, compactado,

etc.) por hora, medido según la especificación m3

hb,m3

hs,m3

hc.

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1. ANÁLISIS DEL TRABAJO A REALIZAR

A la hora de estimar el rendimiento de un equipo minero es preciso tener en cuenta los cuatro factores básicos de los cuales depende el desarrollo de la operación:

1.- Componentes de tiempo.

2.- Factores de eficiencia y organización.

3.- Factores de esponjamiento y densidades.

4.- Capacidad nominal de equipo.

Seguidamente se describe cada uno de esos factores que es preciso conocer con detalle para efectuar un cálculo correcto de la producción horaria que puede llegar a dar la máquina.

2. COMPONENTES DE TIEMPO DEL CICLO DE TRABAJO.

Los componentes principales de tiempo que se distinguen en el ciclo de trabajo en una explotación minera con equipos convencionales son los correspondientes a: carga, transporte o empuje, vertido, retorno, espera y maniobra cada uno de estas operaciones es responsable de una parte de la duración total del ciclo básico de explotación.

a) Factores de carga

Tamaño y tipo del equipo de carga. Tipo y condiciones del material a ser cargado. Capacidad de la unidad. Experiencia y destreza del operador.

b) Factores de transporte o empuje

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Capacidad y característica de equipo. Distancia de transporte. Condiciones de la pista de rodadura. Pendientes. Factores secundarios que afectan a la velocidad de transporte.

c) Factores de vertido

Destino del material, escombrera, acopio de mineral, tolva. Condiciones del área d vertido. Tipo y maniobrabilidad de una unidad de transporte. Tipo y condiciones del material.

d) Factores de retorno

Capacidad y rendimiento del equipo. Distancia de retorno. Condiciones de la pista de rodadura. Pendiente. Factores diversos que afectan a la velocidad de transporte.

e) Factores de espera y maniobra

Maniobrabilidad del equipo. Dimensiones del área de trabajo. Tipo de máquina de carga. Localización del equipo de carga. Esperas en las proximidades de la unidad de carga o empujado Esperas para depositar la carga en la trituradora.

3. FACTORES DE EFICIENCIA Y ORGANIZACIÓN.

Una estimación en este campo debe indicar la producción media que puede dar un equipo a lo largo de un periodo de tiempo dilatado. Un cálculo demasiado optimista puede impedir alcanzar los niveles de producción previstos y un número de máquinas insuficiente destinadas a llevar a cabo tal operación es necesario contemplar las pérdidas de tiempo o retrasos característicos de cualquier operación tales como trabajos nocturnos, traslados de equipos de carga o cambios de tajo, interrupciones por voladura ,malas condiciones climatológicas, trafico, etc. O factores tales como la

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experiencia del operador, conjunto equilibrado con los equipos auxiliares, como por ejemplo tractores compactadores.

Cada equipo debe considerarse como parte de un sistema, y como tal queda sometido a pérdidas de tiempo debido a la deficiencia en la dirección de supervisión, condiciones de trabajo, clima etc. Estos retrocesos y pérdidas de tiempo son los que caracterizan el factor conocido como eficiencia de la operación.

Por otro lado ,es necesario tener en cuenta la disponibilidad mecánica o simplemente la disponibilidad ,definida como la disposición de los equipos para actuar durante el tiempo de trabajo programado , es decir, hay que considerar las pérdidas de horas de trabajo debido a averías intempestivas y reparaciones programadas o rutinas de mantenimiento.

Cuando no se disponga de experiencia suficiente para estimar individualmente los factores anteriores, se podrá tomar en producto de ambos, que se denomina eficiencia operativa global reflejada en tabla siguiente.

TABLA I

Eficiencia Operativa Global

Condiciones de trabajo

Calidad de la organización

Excelente Buena Regular Deficiente

ExcelenteBuenas

Regularesmalas

0.830.760.720.63

0.800.7306

0.61

0.770.700.660.59

0.770.640.600.54

TABLA II

Eficiencia operativa global

Condiciones del terreno

Calidad de la organización

Excelente Buena Regular Deficiente

ligeromedio-difícil

difícilterreno duro

0.700.650.570.42

0630.500.430.32

0.550.500.43032

0.470.420.360.27

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Si se trata de un clima extremo, en ambientes polvorientos con materiales densos y abrasivos, la calidad de la operación será deficiente y las prestaciones se verán afectadas de forma adversa debido a las condiciones de trabajo.

Si la dirección y la supervisión son excelentes, con buenos talleres, y programas de mantenimiento preventivos adecuados, pérdidas de tiempo mínimas en el transporte, alta disponibilidad, etc. El tiempo efectivo de producción será alto. Por el contrario una dirección y supervisión deficientes reducirán el tiempo real y la capacidad de los equipos deberá ser incrementada para conseguir las producciones requeridas.

En el caso de equipos continuos como las rotopalas los valores difieren de las anteriores, por lo que se aconseja utilizar los recogidos en la tabla II y III para aplicarlos conjuntamente mediante el producto de los mismos.

TABLA III

Factores de condiciones de trabajo

Excelente…………………….. 0.92Buenas………………………. 0.83Regulares…………………... 0.73Malas……………………... 0.62

4. FACTOR DE ESPONJAMIENTO Y DENSIDADES.

Cuando se excava un material, normalmente se fractura en partículas menores que no pueden ajustarse entre sí, tanto como están en su estado natural .Esto da lugar a la existencia de huecos en el material, provocando un aumento de su volumen que es llamado “esponjamiento” a si pues para el cálculo de rendimientos y producciones es importante distinguir los conceptos de material ínsitu o en banco y material suelto o esponjado.

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Para medir el aumento de volumen se puede utilizar diversos parámetros:

d) Factor de conversión volumétrica “V”.

Es la relación entre el volumen en banco y el volumen suelto de una misma cantidad de material.

V=FCV=VbVs

=

Kgm3

material suelto

Kgm 3

material enbanco

e) Factor de esponjamiento “FE”.

Se define como el valor inverso de factor de conversión volumétrica.

f) Porcentaje de expansión “PE”.

Es el incremento d volumen del material al pasar de su estado natural en el banco al estado suelto en la pila o montón.

PE=Vs−VbVb

×100=( VsVb−1)×100

La relación entre este coeficiente y los anteriores es la siguiente:

PE=( 1V

−1)×100=(FE−1)×100

En la tabla IV se recogen alguno de los valores más comunes de estos coeficientes para distintos materiales.

TABLA IV

MATERIALKg por m3en el banco

Kg por m3

suelto

Porcentaje de

expansión

Factor de conversión volumétric

a

(kg/m3b) (kg/m3s) “PE” “V O FCV”

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Grava arcilla seca 1.7 1.3 40 0.72

grava arcilla mojada 2.2 1.6 40 0.72carbón (antracita) 1.45 1.07 35 0.74tierra común y marga secas 1.54 1.25 25 0.8tierra común y marga mojadas 2 1.6 25 0.8rocas bien boladas 2.4 1.6 50 0.67rocas y piedras trituradas 1.95-2.35 1.43-1.73 35 0.74rocas blandas 1.8 1.35 33 0.75escorias 1.6 1.3 23 0.81bauxitas 1.6-2.6 1.2-1.95 33 0.75hormigón 1.95-2.5 1.4-1.8 40 0.72granito 2.7 1.8-1.5 50-80 0.67-0.56yeso 3 1.72 74 0.57caliza bolada 2.4-2.7 1.4-1.6 67-75 0.6-0.57mármol 2.75 1.55-1.65 67-75 0.6-0.57narro seco 1.3-1.75 1.1-1.5 20 0.83barro húmedo 1.75-2.1 1.5-1.75 20 0.83pizarras 2.7-2.9 2.1-2.25 30 0.77

mineral de yerro 2.8-3.5 2.1-2.6 33 0.755. POTENCIAS Y FUERZAS MOTRICES DE LOS EQUIPOS MÓVILES.

5.1. Elementos que proporcionan potencia.

La potencia es el trabajo realizado por un dispositivo por unidad de tiempo.

En el caso de un motor la potencia se mide en su eje por un procedimiento cualquiera y a ese valor se le denomina “potencia al freno”. Los fabricantes dan, generalmente, varias curvas correspondientes, a los diferentes servicios previstos, es decir diferentes velocidades de rotación, etc.

Se utiliza también la potencia correspondiente al par máximo. En general, este valor difiere notablemente del precedente. Hay también un valor de la potencia que corresponde al mínimo del consumo específico del motor.

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La potencia útil de un motor se transmite a las ruedas por medio de diferentes órganos de transmisión, entre cuales está el cambio de velocidades. Este tiene por finalidad adaptar el número de revoluciones a que el motor desarrolla toda su potencia a la velocidad de la traslación del motor. A potencia constante, los esfuerzos producidos en las ruedas motrices y en la barra de tracción serán tanto mayores cuando más sea la relación ente el número de vueltas de las ruedas o las orugas.

Así pues, el esfuerzo de la tracción disponible o “rimpull” es la cantidad en kilogramos fuerza que un motor pone al punto de contacto de las ruedas motrices con el suelo. Este tipo de tracción es independiente del patinaje que pueden sufrir las ruedas motrices en determinados terrenos.

Puede ser calculado aproximadamente, para cada velocidad de marcha, mediante la fórmula:

Esfuerzode tracción=270× potencia (HP )×Rend .de latransmisión

Velocidad (Kmhora

)

Normalmente, el rendimiento de la transmisión se encuentra entre un 70 y 80%. En dicho coeficiente se incluye también las perdidas debidas al estado mecánico del equipo.

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De acuerdo con la fórmula anterior, la fuerza de tracción disponible sería variable para cada velocidad, y alcanzaría un máximo para una velocidad muy pequeña, que podría considerarse como tendiendo a cero.

Pero esta fuerza resulta inalcanzable por una serie de razones, primero, por la existencia en el sistema de transmisión de potencia de un número finito de relaciones de engranajes,

con las pérdidas citadas por rozamientos internos, y segundo, porque el esfuerzo de tracción real que puede realizar una máquina depende del peso que gravita sobre el eje

propulsor y del coeficiente de adherencia de los neumáticos sobre el suelo.

5.2. Factores limitadores del rendimiento.

Condiciones tales como el perfil de transporte, el estado del piso y del peso del vehículo determinan como la potencia disponible se traduce en rendimiento del equipo.

5.2.1. Resistencia a la rodadura.

La resistencia a la rodadura se define como la oposición al avance de una máquina como la consecuencia de la deformación del suelo de las flexiones de los neumáticos y los rozamientos internos de los propios mecanismos del equipo.

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Puede expresarse por medio de los factores de resistencia a la rodadura “FRR”, en términos de kilogramos fuerza o en tanto por ciento. Por ejemplo, una resistencia de 20kg por 1000kg (1 tonelada) de vehículo equivale aproximadamente a un 2% de resistencia a la rodadura.

Un volquete con un peso de 36.388kg sobre una pista horizontal con una resistencia a la rodadura de un 2% debe desarrollar un esfuerzo para vencer esa resistencia antes de ponerse en movimiento de 726kg (36.288kg x 0.02). Si el volquete desarrolla un esfuerzo de tracción total de 13.000 kg dispondrá de 12.274kg (13.000kg menos 726kg) para realizar el trabajo.

En la tabla V se recogen los valores más comunes de los factores de resistencia a la rodadura.

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Un procedimiento para estimar la resistencia a la rodadura consiste en medir la profundidad de la huella, H, dejada por los neumaticos en el firme de la pista. El factor de resistencia a la rodadura será igual a:

Así, por ejemplo, el volquete anterior de 32.6TM de capacidad con un peso en vacío de 36,3 TM cuyos neumaticos penetran en el firme 3cm, permite estimar el siguiente FRR:

La resistencia a la rodadura, “RR”, se calculará pues a partir de:

Si el volquete anterior se desplaza cargado, se tiene:

5.2.2. Resistencia a la pendiente

La resistencia a la pendiente es la fuerza debida a la acción de la gravedad cuando un vehículo se mueve por una pista de transporte inclinada.

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Cuando esa misma máquina, en lugar de ascender, desciende por esa misma pista, la fuerza de la gravedad que ayuda al movimiento del vehículo se conoce como pendiente asistida.

Las pendientes se miden generalmente en tanto por ciento de talud o como la relación entre la elevación de la pista y su longitud en horizontal. Por esto una pista que permite ascender 6m en 100m tiene una pendiente del 6%.

Así, el mismo volquete anterior con un peso de 36.288kg, cuando se desplaza por una pista del 6% de pendiente, debe desarrollar 2.177kg (36.288kg x 0.06) de esfuerzo de tracción para vencer esas resistencias. Si se disponía originalmente de 13.000kg de esfuerzo de tracción, podrá desarrollar el trabajo con 10.823kg (13.000kg menos 2.177kg), en esas condiciones.

5.2.3. Peso

El peso es el factor determinante en la cantidad de fuerza que se precisa para vencer la resistencia a la rodadura y a la pendiente. La fuerza disponible restante servirá para conseguir la aceleración del vehículo.

En el ejemplo considerado, la resistencia total, expresada como pendiente compensada o efectiva será:

Pendiente compensadao efectiva(%)=Resistencia a la rodadura(%)± pendiente natural(%)

PCE (% )=2%+6%=8%

O bien:

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Se dispondrá entonces de 10.097kg (13.000kg menos 2.903kg) para conseguir la aceleración del volquete.

5.2.4. Tracción

La tracción es la fuerza propulsora en los neumáticos y orugas. Se expresa como la fuerza útil en la barra de tiro o en las fuerzas motrices. Los factores que influyen en la tracción son los siguientes: el peso en las ruedas motrices o en las orugas, la acción de agarre del tren de rodaje y las condiciones del piso.

El coeficiente de tracción en cualquier camino de rodadura se obtiene como la relación entre la fuerza máxima de tiro de la máquina y el peso total sobre las ruedas propulsoras u orugas.

6. CURVAS CARACERISTICAS.

La evaluación de los tiempos de acarreo y retorno en vacío de diferentes equipos de transporte, volquetes y moto traíllas, requiere la utilización de la información suministrada por los fabricantes. La mayoría proporciona graficas de tracción –velocidad, también llamadas curvas características, cuyo manejo se explica continuación.

Un volquete con transmisión mecánica, se supone que ha de remontar cargado una pendiente adversa del 9% y que la pista representa una resistencia a la rodadura de 30kg/t.

La información obtenida indica que este volquete subiría la pendiente total del 12% en segunda velocidad y con una velocidad máxima de 12 km/h. si se hubiera prolongado

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hacia la izquierda, se habría obtenido la tracción mínima necesaria para remontar la pendiente propuesta, que es este caso sería de unos 16.500kg.

7. FACTORES DE VELOCIDAD.

Como ya se ha indicado, la velocidad obtenida mediante las curvas características es la máxima a la que se desplaza el equipo en cuestión en las condiciones indicadas. Para alcanzarla necesita una cierta longitud de pista, pudiendo luego mantenerla indefinidamente. Si la pista es suficientemente larga, se puede admitir esa velocidad como media para determinar el tiempo de trayecto, pero en tramos muy cortos la influencia del periodo de aceleración y desaceleración oportunas. Esto se lleva a cabo mediante los denominados “factores de velocidad”.

Para obtenerlos los factores de velocidad, a partir de la tabla VII, los pasos que es preciso seguir son los siguientes:

1. Determinar la relación peso/potencia del equipo, expresada en kg/kW o kg/HP.2. Elegir la columna apropiada según las condiciones de las que parte el vehículo.3. Leer los factores de velocidad para la longitud del tramo del transporte

considerado.4. Usar un factor de velocidad de 1 para volquetes que entran en un tramo con

velocidad a la máxima y no sea el último tramo del perfil del recorrido. 5. Los factores de velocidad de los tramos finales del trayecto de ida, cuando el

vehículo cargado, serán tomados como equivalentes a los de la unidad parada arrancada.

La velocidad máxima alcanzable por un equipo en una pista se determinara a partir de la curva característica, y la velocidad media se obtendrá con la expresión:

Velocidad media = velocidad máxima alcanzable*factor de velocidad

Para calcular el tiempo de transporte a lo largo de la pista se aplicara la ecuación:

tiempo de transporte (min )= longitud de la pista (m )∗0.06

velocidadmedia (kmh

)

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CAPÍTULO II

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PRODUCTIVIDAD

La productividad es un indicador que mide la relación entre los resultados logrados y los recursos utilizados:

Productividad=producción=resultados logrados

Insumos recursos utilizados

El concepto de productividad implica, de una parte, la interacción entre los distintos factores en la estación de trabajo. Por otra parte, la producción obtenida o el resultado logrado está relacionado con la magnitud de los insumos o los recursos utilizados; por ejemplo: la cantidad de horas trabajadas, la cantidad de material utilizado, el capital de trabajo utilizado. Consecuentemente, los índices de productividad están sujetos a la participación de una serie combinada de factores de producción. La utilización de estos factores, corresponden, entre otros la cantidad, calidad y especificaciones técnicas de los materiales, la escala de las operaciones, el nivel de utilización de la capacidad efectiva de trabajo, la disponibilidad y calidad de la mano de obra, la gestión y acciones de motivación y capacitación, el diseño de las operaciones y procesos, el control de la puesta en práctica.

En el campo de la minería, la particularidad del trabajo minero en el interior del túnel, exige además de las medidas preventivas del trabajador, también de las disposiciones para la confiabilidad de los procesos que conforman el sistema de producción.

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La producción, el rendimiento, los resultados y el costo son componentes del esfuerzo de productividad.

La medición de la productividad se efectúa teniendo en consideración a los propósitos de la medición y también a la disponibilidad de datos fiables.

Hay varias formas de medir la productividad, y de allí su clasificación:

Productividad parcial.- Cuando la medición relaciona la variable resultado con una variable de entrada o recurso.

Productividad multifactorial.- Cuando la variable resultado se relaciona con dos o más recursos de entrada.

Productividad total.- Cuando la variable resultado se relaciona entre el total de las variables de entrada o de los recursos comprometidos.

Los aumentos en la productividad deben contribuir a una disminución en los costos, con la cual posibilita a la Empresa hacerla más competitiva para el posicionamiento del mercado y la obtención de mayores beneficios.

En los procesos de producción, tanto de bienes o de servicios, los costos mantendrán un comportamiento de su participación según correspondan su pertinencia como costos fijos o costos variables.

Así tendremos que aquellos procesos que requieren de mayores inversiones en maquinarias y equipos, como son los procesos mecanizados o automatizados, tendrán que buscar maximizar su producción, para lograr una ventaja competitiva, en consideración a un menor costo fijo por unidad de producción.

1. PRODUCCIÓNES HORARIAS DE LOS EQUIPOS DE CARGA.

Los sistemas de carga posibles son muy variados: excavadoras de cables e hidráulicas, palas de ruedas, dragalinas, etc. las producciones horarias de estos equipos cíclicos se estiman con la siguiente expresión general:

P (m3 s7h )=60∗C c∗E∗F∗H∗A

T c

P (m3 s7h )=60∗C c∗E∗F∗H∗A∗V

T c

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Cc=capacidad del caso (m3 ) .

E=factor de eficiencia (tanto por uno ) .

F=factor derellenodel cazo ( tanto poruno ).

h=factor de correccion por laalturade la piladematerial .

para las palas deruedas se toma H=1.

h=factor de correccion por angulo de giro .

para las palas deruedas se considera A=1.

V=factor de convescionvolumetrica .

T C=ciclo deuncazo (min).

A continuación se analiza cada una de los variables que intervienen en las expresiones.

2. CAPACIDAD DE LOS CAZOS Y FACTORES DE LLENADO.

Los factores de llenado del cazo “F”, se expresa como el porcentaje de la carga media sobre la teórica máxima posible, según las condiciones en que se encuentra el material aplicado. En la tabla 8 se recoge algunos valores típicos según 3 clases de material a cargar y el equipo que realiza dicho operación.

Un aspecto importante a tener encuentra en el grado de llenado es la influencia que tiene el tamaño del cazo con respecto a la granulometría media del material. Puede definirse, pues el “tamaño relativo-TR” por la siguiente expresión:

TR=TAC

Dónde:

TA=tamañoabsolutodel bloque .

Muy pequeñomenor a5 cm.

Medianode5−30cm.

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Muy grandede50−300cm .

C¿dimensión crítica del cazode equipo decarg a , relacionada concualquiera

de los lados deunacuchara aproximadamente cúbica .

TR=tamañorelativo .

ESTADO DEL MATERIAL A

CARGAR

EQUIPOS DE CARGA

PALA DE RUEDAS

EXCAVADORAS DRAGALINA

FÁCIL EXCAVABLE

EXCAVABILIDAD MEDIA

DIFICILMENTE EXCAVABLE

0.25-1

0.80-0.95

0.50-0.80

0.95-1

0.85-0.95

0.75-0.85

0.95-1

0.85-0.95

0.70 0.80

3. TIEMPOS DE CICLO Y FACTORES DE CORRECCION.

Los tiempos de corrección “tc” de cada carga elemental que se deposita sobre la unidad de transporte están relacionadas con las características del material a cargar y la capacidad de caso de los equipos. En la tabla X se dan unos valores medios de esos

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tiempos, considerando que las palas describen el menor trayecto posible y que las excavadoras y dragalinas efectúan un giro de 90°.

TAMAÑO DEL CAZO

PALAS DE RUEDAS EXCAVADORAS DRAGALINAS

MENORES DE M3

4M3-8M3

9M3-23M3

EXCAVABILIDAD MALA

0.60MIN

1MIN

1.50MIN

0.45MIN

0.60MIN

1MIN

O.65MIN

0.85MIN

1.45MIN

MENOS DE 3M3

4M3-8M3

9M3-23M3

EXCAVABILIDAD MEDIA

0.50MIN

1MIN

1MIN

0.40MIN

0.50MIN

0.80MIN

0.55MIN

0.55MIN

1.05MIN

MENOS DE 3M3

EXCAVABILIDAD BUENA

0.40MIN 0.30MIN 0.40MIN

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4M3-8M3

9M3-23M3

0.50MIN

0.80MIN

0.40MIN

0.60MIN

0.50MIN

0.75MIN

El factor de corrección por altura de carga “H” debe tenerse en cuenta cuando las excavadoras de cable trabajan en bancos con una altura muy inferior superior a la normal bien porque se trata del primer banco de apertura de una mina, porque extrae el paquete de mineral de menor potencia en la tabla siguiente se indica los factores de corrección para diferentes alturas expresado como un porcentaje de la altura óptima.

Porcentaje de altura optima

40160

60140

80120

100

Factor de corrección “H”

0.80 0.91 0.98 1

4. PRODUCCIÓN DE LAS MOTOTRAILLAS.

Se indica la producción horaria de los mototraillas.

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Los tipos de mototraillas considerados son: convencionales de uno o dos motores, push-pull y auto cargables.

4.1. Tipos de carga de mototraillas.

El tiempo de carga de una mototrailla depende de estos factores:

Tamaño y configuración de la unidad. Potencia de empuje disponible. Características y condiciones del material. Condiciones del área de carga. Pendiente. Experiencia del operador.

4.2. Tiempos de vertido.

Son los tiempos invertidos en la descarga y viaje de las mototraillas.

4.3. Tiempos de espera y maniobra.

Representa los tiempos que necesitan las mototraillas para posicionarse en la zona de carga, hasta comenzar dicha operación.

4.4. Tiempos de reemplazamiento.

Son los tiempos que necesitan las mototraíllas para desplazarse primero cargadas y después vacías. Las determinaciones de estos tiempos se realizan conociendo el perfil de transporte y las curvas características del modelo de la mototrailla.

4.5. Número de mototraillas por empujador.

Esto se puede conseguir mediante la siguiente fórmula:

númeromaximodemototraillas por empujador= tiempode siclo demootraill atiempo deciclo del empujador

Tiempo de ciclo de empujador = tiempo de carga de mototrailla por el factor de empuje.Página 30

Otra regla practica que puede servir, en una primera aproximación para calcular el ciclo del empujador es:Tiempo del ciclo del empujador = 1.4 por tiempo de carga de la moto traílla + 0.25min.

5. PRODUCCION DE LOS TRACTORES.

Los tractores de orugas no tienen una capacidad nominal en toneladas o en metros cúbicos y por eso el cálculo de las producciones horarias es un proceso que depende más de las experiencias de los técnicos que con otras máquinas mineras.Algunos de los factores que marcan el nivel de producción de estos equipos son:

1) Características del material.2) Potencia y peso del tractor.3) Configuración y capacidad de la hoja.4) Tiempo de ciclo.

Las producciones de ripado y empuje pueden calcularse de la siguiente manera.

Pripado(m3 sh )=60∗H∗D∗L∗E

TC∗V

Dónde:

H = Productividad de ripado (m).D = Espaciamiento entre pasadas (m).L = Longitud de las pasadas (m).E = Eficiencia operativa (tanto por uno).Tc = Tiempo de ciclo (min).V = Factor de conversión volumétrica. EJEMPLOS ILUSTRATIVOS:

EJEMPLO N° 1.

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El acarreo de mineral se realiza con un scooptram SCHOPF modelo L 110, las condiciones de trabajo son: peso específico del mineral suelto 2.42 TM/m3, factor de carguío 80%, disponibilidad mecánica 80%, eficiencia de trabajo favorable, ciclo promedio por viaje 7.20 min, número de turnos por día 2. Calcular la producción mensual y el consumo de combustible.

SOLUCIÓN:

De acuerdo a las tablas y fórmulas mostradas anteriormente.

turnoh

=60minh

×0.75×0.8=36minh

N ° viajesh

=36

minh

7.2minviaje

=5viajes

h

TMviaje

=3.5m3

viaje×0.8×

2.42TMm3 =5 viajes

h

producciónh

=5 viajesh

×6.776TM

viaje=33.88TM

h

producciónmes

=33.88TMh

×8hgdia

×2gdiadía

×26díasmes

producciónmes

=14094.08 TMmes

EJEMPLO N° 2.

Si el rendimiento de un scooptram para una distancia de acarreo de 150m es 31.8 TM/h , calcular el número de viajes por hora, conociendo los siguientes datos:

Capacidad nominal de la cuchara 3 m3, disponibilidad mecánica 70%, factor de llenado 81%, tiempo de carga, descarga y demoras 1.075min, eficiencia real de trabajo 62.5%, peso específico del mineral disgregado 2.2TM/m3.

SOLUCIÓN:

turnoh

=60minh

×0.625×0.7=26.25minh

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Reemplazando valores en la fórmula (4).

31.8TM=26.25

minh

×3m3×0.81×2.2TM

m3

1.07min+2× 150mv

v=91.227 mmin

t= 150m91.227m

min

=1.644min

2×1.644min=3.288min

cicloviaje

=3.288min+1.07min= 4.358minviaje

N ° viajesh

=26.25

minh

4.358minviaje

=6viajes

h

EJEMPLO N° 3.

Se desea determinar la producción de una excavadora de cables con una capacidad de 11.5 m3 (15yd3) trabajando en un banco de 12m de altura, constituido por una roca de excavabilidad media. El giro que realiza la superestructura de la maquina es de 120° ,como consecuencia del estado de tajo que impide la colocación adecuada de los volquetes .la eficiencia global se considera que es del 83%, la altura optima de carga coincide con la del banco de trabajo y el factor de conversión volumétrica V=0.75

capacidad de cazo CC=11.5 m3

factor de llenado F=0.9 factor de eficiencia E=0.83 factor de conversión volumétrica V=0.75 factor de corrección por altura de carga H=1

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factor de corrección por Angulo de giro A=0.91 tiempo de ciclo TC=0.80min

SOLUCIÓN:

Por definición sabemos que la producción está dada.

Reemplazando en la formula se obtiene:

produccion(m3bh )=60×cc×E×F ×H × A×V

TC

produccion(m3bh )=60×11.5×0.83×0.9×1×0.91×0.750.80

produccion(m3bh )=439.7=440 m3b

h

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CONCLUSIONES

El rendimiento o producción es la cantidad de trabajo que se realiza en por unidad de tiempo. Por lo tanto productividad es un indicador que mide la relación entre los resultados logrados y los recursos utilizados en minería, ya sea metálica o no metálica.

El crecimiento de las empresas depende mucho de lo que es RENDIMINETO Y PRODUCTIVIDAD DE EQUIPOS. Es uno de los temas más importantes para el desarrollo de cada empresa, para lo cual debemos de manejar o saber suficientemente del tema de rendimiento y productividad en equipo.

Para lo cual saber elegir el tipo de máquina que se va a emplear en cualquier tipo de proyectos, ya sea mineras o construcción civil.

La productividad de una empresa minera esta juntamente ligado al rendimiento de su personal y maquinaria, es por ello que se debe supervisar con mucho cuidado la eficiencia de estos, para así obtener buena productividad, lo que nos lleva a obtener mejores ganancias y reducir las pérdidas que se pueden presentar. Por ello es muy importante desarrollar y calcular el rendimiento de dichos equipos haciendo uso de las diferentes fórmulas propuestas en los libros del tema, los cuales fueron investigados y desarrollados por diferentes autores, quienes estudiaron la mecánica y funcionamiento de la maquinaria usada principalmente en la actividad minera.

Por lo cual, el mejor rendimiento y productividad de equipos minimiza los costos operacionales, de alguna manera, si bien es calculado con mucho cuidado lo que es el rendimiento de los equipos que emplea la empresa.

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Y TRANSPORTE EN MINERIA A CIELO ABIERTO. Madrid (2010).

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