64022374 Equipo de Carguio Lhd Icm

Unidad N° 11 CARGUIO Y TRANSPORTE

EQUIPO DE CARGUIO-TRANSPORTE VACIADO

SISTEMAS DE CARGUIO – TRANSPORTE-VACIADO

Sistema LHDDescripción sistemaCalculo de rendimientos y costosDiseño de flota de equiposAutomatización de equipos LHD

Cargadores frontalesDescripciónCalculo de rendimientos y costos

SISTEMA LOAD-HAUL-DUMP

Concepto es cargar-transportar y descargar

Especialmente diseñado para trabajar en minería subterránea:• Pequeños radios de giro• Pequeño Ancho y alto• Gran capacidad de tolva (pala)• Buena velocidad de desplazamiento • Cargar camiones, piques y piso• Existen LHD Diesel y eléctricos

Estructura Motor : potencia Convertidor de torque Transmisión Frenos Dirección Servicios hidráulicos Sistema hidráulico general Cabina del operador

Factores que afectan el rendimiento

Iluminación Visibilidad Estado de carpeta de rodado Condiciones del área de carguío Condiciones del área de descarga Factor humano Granulometría del mineral a cargar Perdidas de Potencia

Altura sobre el nivel del mar Temperatura

Selección de LHD

El tamaño del LHD es función del layout posible. Estabilidad Recuperación Productividad: no solo esta relacionado con el

tamaño del equipo, considerar distancia al pique de traspaso

Tipo: eléctrico o diesel?.

Depende de los requerimientos y experiencia práctica

Especificaciones de equipos LHD

T ip o d e L H D L a rg o A n c h o R a d io g iro C a p a c id a d c a rg am m m m m m k g

T a m ro c kM ic ro -1 0 0 4 5 9 7 1 0 5 0 3 1 9 1 1 0 0 0E J C 6 1 5 4 8 6 1 4 4 8 3 7 3 4 2 7 2 7T O R O 1 5 1 6 9 7 0 1 4 8 0 4 7 3 0 3 5 0 0E J C 1 0 0 D 7 3 4 1 1 7 0 2 5 0 0 4 4 5 4 0E J C 1 3 0 D 8 4 0 7 1 9 3 0 5 5 1 1 5 8 9 7T O R O 3 0 1 8 6 2 0 2 1 0 0 5 7 8 0 6 2 0 0E J C 2 1 0 D 9 9 5 7 2 7 1 8 6 5 5 3 9 5 4 5T O R O 4 0 0 9 2 5 2 2 4 4 0 6 5 9 0 9 6 0 0T O R O 4 5 0 1 0 0 0 3 2 7 0 0 6 5 3 7 1 2 0 0 0T O R O 1 2 5 0 1 0 5 0 8 2 7 0 0 6 6 7 2 1 2 5 0 0T O R O 1 4 0 0 1 0 5 0 8 2 7 0 0 6 8 8 7 1 4 0 0 0T O R O 6 5 0 1 1 4 1 0 3 0 0 0 7 1 8 0 1 5 0 0 0T O R O 2 5 0 0 E 1 4 0 1 1 3 9 0 0 9 4 4 0 2 5 0 0 0E lp h in s to n e1 5 0 0 9 1 9 5 2 4 8 2 6 4 0 0 9 0 0 01 7 0 0 1 0 6 4 0 2 7 2 0 6 6 8 0 1 2 0 0 02 8 0 0 1 0 6 9 7 3 0 4 8 7 3 9 0 1 6 2 0 0W a g n e rH S T -1 A 5 2 8 3 1 2 1 9 3 5 0 5 1 3 6 1S T -2 D 6 5 9 3 1 6 5 1 4 7 0 0 3 6 2 9S T - 3 .5 8 2 2 3 1 9 5 6 5 4 6 5 6 0 0 0S T -1 0 0 0 8 5 3 0 2 0 4 0 5 8 0 0 1 0 0 0 0S T -6 C 9 4 9 0 2 6 1 0 6 3 2 0 9 5 2 5S T -7 .5 Z 9 8 0 0 2 5 9 0 1 2 2 7 2S T -8 B 1 0 2 8 7 2 7 6 9 7 0 1 0 1 3 6 0 8S T -1 5 Z 1 2 3 9 6 3 4 0 4 8 4 4 3 2 0 4 1 2

LHD: eléctrico o Diesel?ITEM LHD Diesel LHD eléctrico

Flexibilidad Flexibles y fáciles de mover no solo para cambiar el equipo en un nivel sino para usarlo en otras actividades como limpieza de calles y barro

Están limitados a la zona de producciónLimita el acceso a las zonas de trabajoSe limita el uso de las unidades a otras tareas lo que es bueno

Reducción secundaria

Se puede realizar reducción secundaria detrás de las maquinas

Se debe tener cuidado con los cables eléctricos

Ventilación Requieren de aire fresco en la frente

Operan bajo mínimos requerimientos de aire

Automatización • Es posible automatizar estos equipos.

• No se pueden hacer conexiones con barreras de seguridad eléctricas

• Es posible automatizar estos equipos.

• Se pueden hacer conexiones con barreras de seguridad eléctricas y la unidad de poder posibilitando el apagado del equipo en condiciones de emergencia.

Otros ㌌㏒ 좈䦋䦋琰茞ᓀ㵂Ü

Carga mejorAlta disponibilidadMenor costo capitalSilenciosoMas frió

CONSIDERACIONES PARA ELEGIR EL TAMAÑO DEL LHD

Estabilidad: el tamaño de labores se determina por el área máxima que puede ser expuesta sin soporte durante

la etapa de desarrollo Se deben considerar las dimensiones según legislación

minera Se debe considerar la ruta por la cual el equipo será

introducido a la mina Recomendaciones practicas

Ancho galería: ancho del equipo + 1.5 (m)Altura galería: altura del equipo + 1.3 (m)Largo estocada (visera – centro calle): altura tunel + largo de la maquinaRadio de curva (para velocidades adecuadas) : 2.5 * (IR + OR)/2IR: radio de curva interno (m)OR: radio de curva externo (m)

Disposición general LHD

Disposición del LHD en el diseño y ángulo de la estocada

Dimensiones típicas LHD

Dimensiones para distintos tamaños de equiposLargo Estocada

Ancho/alto

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0 5 10 15 20 25 30

Capacidad del LHD (toneladas)

Min

imo

la

rgo

de

es

toc

ad

a (

m)

LHD eléctricos- protección de cables

0

1

2

3

4

5

6

0 5 10 15 20 25 30


An

ch

o d

e la

ga

lerí

a (

m)

0

1

2

3

4

5

6

0 5 10 15 20 25 30


Alt

o d

e la

ga

lerí

a (

m)

Los cables eléctricos deben ser reparados y tienen una vida util de 375 horas (148-738).La vida del cable depende de:

• Area de trabajo: protección del cable, agua, derrames de rocas.

• Mecanismo del carrete del cable• Cables requieren de mantencion: recauchaje, testeo de

corrientes, etc

Calculo de rendimiento Equipos LHD

Datos de entrada:• Capacidad del balde, Cb: depende del equipo• Densidad in situ de la roca, d: (2,7 t/m3 típicamente)• Esponjamiento e (depende de la fragmentación)• Factor de llenado del balde Fll (0,7-0,8)• Distancia cargado-Distancia vacío, Di, Dv (metros):

layout del nivel de producción• Velocidad cargado,Vc: equipo, carga, seguridad, radio

de giro• Velocidad equipo vacío, Vc: equipo• Tiempo de carga, T1 (min.): equipo y operador• Tiempo de descarga, T2 (min.): layout• Tiempo viaje equipo, T3 (min.): layout-velocidad del

equipo• Tiempo de maniobras T4, (min.): operador- layout

Rendimiento LHDNumero de ciclos por hora

Ciclos/hora

Rendimiento horarioTonelada/hora

4321

60

TTTTNc

+++=

)1( ερ

+⋅⋅⋅= llb

effectivo

FCNcR

Rendimiento LHD-camiónDatos de entrada:

• Capacidad del balde, Cb• Capacidad del camión, Cc• Densidad in situ de la roca, d: (2,7 t/m3 típicamente)• Esponjamiento e • Factor de llenado del balde Fll (0,7-0,8)• Distancia cargado-Distancia vacío, Di, Dv (metros)• Velocidad cargado,Vc• Velocidad equipo vacío, Vc• Tiempo de carga, T1 (min.)• Tiempo de descarga, T2 (min.)• Tiempo viaje equipo, T3 (min.)• Tiempo de maniobras T4, (min.)

Rendimiento LHD-camión

Capacidad LHD

Numero de ciclos para llenar el camión

Numero de paladas

Factor llenado camión

C

LHDll

LHD

LHDcamion

llbLHD

C

CNPF

CCc

enteroNP

CCc

N

FCC

⋅=

=

=

+=

)1( ερ

)( 4321 TTTTNT camioncamionllenado +++=−

Rendimiento LHD-n camiones

Se requiere saturar al LHD, por lo tanto:

n = numero de camiones para saturar al equipoT camión = Tiempo de viaje del camión no incluyendo el tiempo de carga

Costos Sistema LHDCosto mano de obraCostos operación

- Consumo combustible-Consumo de insumos (cuchara, neumáticos, lubricantes)Costos adquisición

• Equipo• Vida útil

Costos mantención y reparaciónMantenciones menoresMantenciones mayores Costo operación = costo operación + costo mantención y reparación + costo mano de obra

Operación de LHDs

))(1( 4321)1( TTTTnNT camioncamionesnllenado +++−=−

1)(

)(

4321

++++

≥TTTTCc

TCn camionLHD

Automatizado : toda la operación la realiza el software y hardware

Semi-autónomo : el carguío lo realiza el operador (telecomando) mientras que la ruta se hace de forma autónoma.

Tele-comandado : toda la operación la realiza el operador desde una estación de control

Manual : un operador controla el equipo en todas sus labores.

Hoy en día la mayor parte de las operaciones ocupa operación manual.

Automatización de LHD• Minas que buscan alta productividad o tienen escasez de

personal especializado buscan automatizar sus actividades subterráneas.

• En Chile se busca productividad y competencia (e.g. Mina El Teniente ,Codelco)

• La automatización esta basados en tecnología de punta obtenido en otras áreas de la ingeniería (robótica) para aquellas tareas mas bien repetitivas.

• Equipos son operados desde una sala de comando por medio de software y hardware especializado. Un operador puede operar varias maquinas (hasta 3 se han provado) de manera eficiente.

• Esta mas bien en el área de pruebas las que se han realizado en algunas sectores de minas de la gran minería como lo son El Teniente (Chile), Olimpic Dump (Australia), LKAB (Suecia)

Automatización de LHD

Por reducción secundaria y bolones se ha adoptado por equipos semi-autónomos en las operaciones.

El tiempo de ciclo puede alcanzar un 30% menor El costo de adquisición de la automatización es de un

40% mayor que una manual

Un operador puede operar hasta tres equipos. Cambio turno 5 minutos

Se requiere mano de obra especializada: en el taller mecánico se necesita un ing. Eléctrico.

Costos de servicio y piezas es menor en equipos semi-autónomos

Desgaste de neumáticos es menor en equipos semi-autónomos

Costos de cuchara/ consumo de combustible/ consumo de lubricantes y aceites igual que el equipo operado manualmente.

Un operador puede aprender a manejar el equipo en días mientras lo que en operación manual puede tomar meses.

La zona en que trabaja el equipo se debe aislar por medio de puertas o sensores (sistema de tags)

La maquina se apaga si encuentra un obstáculo pero los sistemas actuales no pueden detectar personas o mas allá de 20 metros.

Sistema de navegación y Sala de control de LHD: equipos semi-autónomos

El equipo es guiado la primera vez y aprende la ruta y las velocidades de carga/descarga.El equipo de detiene a unos metros de la pila y del punto de descarga donde el operador realiza las actividades.Este sistema requiere de redes y se están probando/desarrollando sistemas de traspaso de información inalámbricas.Sistema de Conducción: controla los movimientos del equipoSistema de navegación: hace un profile de la galería para crear un cuerpo en tres dimensiones

Caso estudio- PIPA NORTE EL Teniente

Ejemplos de operación equipos semi autónomos

Panel Caving Sub Level Stoping

Pipa Norte – El Teniente (Chile)

Olimpic Dum– BHP Australia

Sistema de restricción a sectores en producción

Electric Safety Lock

Zone Status Lights

Photocell

Referencias

Laubscher 2000, Horizontal LHD layouts en Block Caving Manual, JKMRC, Universidad de Queensland.

LeFeaux, 1997. Apuntes de carguío y transporte. Universidad de Chile.

Jakola, R., Ward, R., Martin K. Rapid LHD advance using laser guidance and 3D vision systems for block-cave mining applications. MassMin2004, p. 665.

ICSII. International Caving Study

Cargadores frontales

CARGADORES FRONTALES• Los cargadores frontales son equipos de carguío diseñados

para “cargar” material quebrado• Son equipos que operan sobre neumáticos y son Diesel por

lo que tienen autonomía y buen rendimiento.• Sirven no solo para carguío sino para tareas de apoyo

(servicios)• No solo se ocupan en minería subterránea sino en minería a

cielo abierto, canteras, forestal, construcción entre otros.• Para subterránea estos equipos han sido diseñados mas bajos

y con articulación central a fin de obtener menores radios de giro.

• Tienen la cabina del operador en el centro, y este opera mirando hacia el frente del equipo

• Son de menor costo de adquisición que el scoop pero tiene un menor rendimiento y requiere de mayores secciones en las labores.

Volvo L150E

New Holland W200

Volvo L120E

Caterpillar 966H

Dimensiones de cargadores

L

D

Dt Da

A1A2

A3

45º

A6

Capacidad:• Colmado 1-5,3 m3

• Al ras 0,8-4,4 m3

• A5 Ancho de cuchara 2,3-3,3 m• A3 Despejo de descarga a levante máximo 2,5-3,7 m• A6 Alcance a levante máximo 1-1,6 m

Alcance con brazos horizontales y cuchara a nivel*-3,3 m

Profundidad de excavación 0,9-1,4 m• L Largo total 5,9-9,6 m• A2 Alto total a levantamiento máximo 4,2-6,5 m• R Radio de giro medio 5,2-7,9 m• A1 Altura de viaje máxima 3-3,9 m• Altura al pasador con levante máximo 3,3-4,74 m• -Profundidad máxima de excavación 0,11-0,06 m• Dt Distancia centro de la máquina al eje trasero

1,17-1,77 m• Da Distancia centro de la máquina al eje delantero

1,17-1,76 m• D Distancia entre ejes 2,34-3,53 m

Cargadores Frontales- especificaciones y costos de adquisición

Capacidades [Ton.] Medidas [mt.] Radios de giro [mt.] Motorizacion.

Alturas

Equipo Especificación Cuchara Carga útil Peso brutoPeso Máx. Largo Ancho MaximaCabina -piso Volteo Pasador Interior Exterior C ilindrada [L] Potencia [Hp] RPM USD sin IVA

VOLVO C argador frontal 3,8 m3 dientes 7,7 17,43 25,13 8,87 2,95 5,94 3,58 4,8 4,34 3,8 7,37 12 384 1700 283.500

L150E brazo estandar. segmentados 6,46 (*)

VOLVO C argador frontal 2,9 m3 roquera 6,4 14,3 20,7 8,38 2,68 5,7 3,36 4,61 4,11 3,06 6,45 7,1 241 1500 201.700

L120E brazo estandar. diente obtuso 4,93 (*)

N. Holland C argador frontal 3,2 m3 5,88 10,97 16,85 7,71 3,01 5,26 3,32 4,4 3,9 NE 5,97 8,3 197 2200 155.250

W200 brazo estandar. de dientes rectos 5,44 (*)

Caterpillar C argador frontal 3,5 m3 diente ? 23,69 9,2 3,3 6,1 3,6 4,8 4,2 NE NE 11,1 283 1700 302.000

966H brazo estandar. largo y segmento 5,95 (*)

J CB C argador frontal 3,5 m3 dientes ? 20,3 8 2,9 5,3 3,4 4,3 3,8 3,18 6,55 8,3 161 2000 159.500

456 ZX brazo estandar. segmentados 5,95 (*)

J ohn Deere C argador frontal 3,5 m3 dientes ? 23,35 8,55 3,01 NE 3,5 4,8 4,2 NE NE 12,5 265 2000 254.100

744 J brazo estandar. segmentados 5,95 (*)

Capacidades [Ton.] Medidas [mt.] Radios de giro [mt.] Motorizacion.

Alturas

Equipo Especificación Cuchara Carga útil Peso brutoPeso Máx. Largo Ancho MaximaCabina -piso Volteo Pasador Interior Exterior C ilindrada [L] Potencia [Hp] RPM USD sin IVA

VOLVO C argador frontal 3,8 m3 dientes 7,7 17,43 25,13 8,87 2,95 5,94 3,58 4,8 4,34 3,8 7,37 12 384 1700 283.500

L150E brazo estandar. segmentados 6,46 (*)

VOLVO C argador frontal 2,9 m3 roquera 6,4 14,3 20,7 8,38 2,68 5,7 3,36 4,61 4,11 3,06 6,45 7,1 241 1500 201.700

L120E brazo estandar. diente obtuso 4,93 (*)

N. Holland C argador frontal 3,2 m3 5,88 10,97 16,85 7,71 3,01 5,26 3,32 4,4 3,9 NE 5,97 8,3 197 2200 155.250

W200 brazo estandar. de dientes rectos 5,44 (*)

Caterpillar C argador frontal 3,5 m3 diente ? 23,69 9,2 3,3 6,1 3,6 4,8 4,2 NE NE 11,1 283 1700 302.000

966H brazo estandar. largo y segmento 5,95 (*)

J CB C argador frontal 3,5 m3 dientes ? 20,3 8 2,9 5,3 3,4 4,3 3,8 3,18 6,55 8,3 161 2000 159.500

456 ZX brazo estandar. segmentados 5,95 (*)

J ohn Deere C argador frontal 3,5 m3 dientes ? 23,35 8,55 3,01 NE 3,5 4,8 4,2 NE NE 12,5 265 2000 254.100

744 J brazo estandar. segmentados 5,95 (*)

Rendimiento Cargador FrontalNumero de ciclos por hora

Ciclos/hora

Rendimiento horario

Tonelada/hora

Se requiere saturar al cargador, por lo tanto:

Este calculo es útil también cuando se calculan los camiones destinados a remover marina de los desarrollos

Costos Sistema Cargador Frontal o LHD

4321

60TTTT

Nc+++

=

)1( ερ

+⋅⋅⋅= llb

effectivo

FCNcR

))(1( 4321)1( TTTTnNT camioncamionesnllenado +++−=−

1)(

)(

4321

arg ++++

≥TTTTCc

TCn camionadorc

Costos Sistema Cargador Frontal o LHD

Costo mano de obraCostos operación

- Consumo combustible-Consumo de insumos (cuchara, neumáticos)Costos adquisición

• Equipo• Vida útil

Costos mantención y reparaciónMantenciones menoresMantenciones mayoresCosto operación = costo operación + costo mantención y reparación + costo mano de obra

Ejemplo de aplicación: determinación de flota y costos de operación cargador frontal

Se tiene una mina que sera explotada por medio de SLS a un ritmo de producción de 2000 tpd.

Determinar el equipo a utilizar y costos de carguío si la distancia media medida desde el caserón al punto de vaciado es de 50 metros. Realice un análisis para distintas opciones de capacidad de equipos de 3,8 , 3,5 y 3,9 m3 y concluya sobre la mejor opción técnica-económica.

Hint: suponga que el layout considera superficie plana y utilize el principio de menor Costo Anual Equivalente CAUE para su elección

Solución1. Determinar los tiempos de ciclo2. Determinar la flota para cada opción

3. Determinar los costos de operación y adquisición4. Determinar el CAUE para cada opción y elegir la que da

un menor costo actualizado medio.

1. Determinar tiempos de ciclo, rendimientos y flota requerida

Estimación rendimiento cargador frontalEstimación Rendimiento Cargador 3.8 m3 Estimación Rendimiento Cargador 3.5 m3 Estimación Rendimiento Cargador 2.9 m3T Ciclo Cargador= T Carga + T acarreo + T Descarga + T retorno T Ciclo Cargador= T Carga + T acarreo + T Descarga + T retorno T Ciclo Cargador= T Carga + T acarreo + T Descarga + T retorno

T Carga 1,5 min T Carga 1,5 min T Carga 1,5 minT Descarga 0,5 min T Descarga 0,5 min T Descarga 0,5 min

Tiempo acarreo Tiempo acarreo Tiempo acarreovelocidad cargado 8 km/hr velocidad cargado 8 km/hr velocidad cargado 8 km/hrvelocidad retorno 12 km/hr velocidad retorno 12 km/hr velocidad retorno 12 km/hrdistancia media 50 m distancia media 50 m distancia media 50 mtiempo acarreo 0,375 min tiempo acarreo 0,375 min tiempo acarreo 0,375 mintiempo retorno 0,25 min tiempo retorno 0,25 min tiempo retorno 0,25 mintiempo viaje 0,625 min tiempo viaje 0,625 min tiempo viaje 0,625 mintiempo total 2,625 min tiempo total 2,625 min tiempo total 2,625 min

Capacidad 3,80 m3 Capacidad 3,50 m3 Capacidad 2,90 m3densidad 1,7 T/m3 densidad 1,7 T/m3 densidad 1,7 T/m3factor de llenado 0,85 factor de llenado 0,85 factor de llenado 0,90Carga Cargador / ciclo 5,49 Ton/Ciclo Carga Cargador / ciclo 5,06 Ton/Ciclo Carga Cargador / ciclo 4,44 Ton/CicloRendimiento Efectivo 126 Ton/hr Rendimiento Efectivo 116 Ton/hr Rendimiento Efectivo 101 Ton/hrUtilización 0,9 Utilización 0,9 Utilización 0,9Factor operacional 0,8 Factor operacional 0,8 Factor operacional 0,8Rendimiento Cargador 90 Tons/Hr Rendimiento Cargador 83 Tons/dia Rendimiento Cargador 73 Tons/diaNumero de equipos 0,92 Numero de equipos 1,001 Numero de equipos 1,14Numero practico de equipos 1 Numero practico de equipos 2 Numero practico de equipos 2









2. Determinar costos de operación

C o s to O p e ra c ió n E q u ip o d e C a rg u ío U S $ /h r 3 ,8 m 3 3 ,5 m 3 2 ,9 m 3C o m b u s tib le U S $ /h r 2 2 ,4 1 7 ,6 1 4 ,4L u b r ic a n te s U S $ /h r 0 ,4 1 0 ,4 0 ,4 1N e u m a tic o s U S $ /h r 6 ,0 6 ,0 6 ,0M a n te n c io n / R e p a ra c ió n U S $ /h r 8 ,9 8 ,9 8 ,9S u b to ta l C o s to O p e ra c ió n U S $ /h r 3 7 ,7 3 2 ,9 2 9 ,7

V a lo r E q u ip o C IF U S $ 2 8 3 .5 0 0 2 5 0 0 0 0 2 0 2 .0 0 0V id a h o ra s 2 1 6 0 0 2 1 6 0 0 ,0 2 1 6 0 0V a lo r In v e rs io n U S $ /h r 1 3 ,1 3 1 1 ,6 9 ,3 5In te re s e s U S $ /h r 0 ,1 3 0 ,1 0 ,0 9C o s to s d e A d q u is ic io n U S $ /h r 1 3 ,2 6 1 1 ,7 9 ,4 5

R e s u m e nS u b to ta l C o s to o p e ra c ió n U S /h r 3 7 ,7 3 2 ,9 2 9 ,7T o ta l C o s to O p e ra c ió n E q u ip o U S $ /h r 3 7 ,7 4 4 ,6 3 9 ,2R e n d im ie n to E q u ip o C a rg u io T o n /h r 1 2 5 ,5 1 1 5 ,6 1 0 1 ,4T o ta l C o s to E q u ip o U S $ /to n 0 ,3 0 0 ,4 0 ,3 9

O p e ra d o re s 3 1 1C o s to P o r O p e ra d o r U S $ /m e s 9 0 0 9 0 0 ,0 9 0 0P ro d u c c ió n T o n /m e s 5 0 0 0 0 5 0 0 0 0 5 0 0 0 0M a n o d e O b ra U S $ /to n 0 ,0 5 0 ,0 2 0 ,0 2

T o ta l C o s to O p e ra c ió n C a rg a d o r F ro n ta lU S $ /to n 0 ,3 5 0 ,4 0 0 ,4 0

Precio combustible = 0,8 US$/l3. Determinar CAUE para cada opción

Donde Van es el van de costos de la alternativa

Calculo de CAUE

Costo anual uniforme equivalente (CAUE) 3.8 yd3

0 1 2 3año 0 2008 2009 2010Producción 0 600000 600000 600000Costo operación 0 212677 212677 212677Depreciación 0 94500 94500 94500Flujo costos antes de impuestos 0 307177 307177 307177Impuesto 0 46076 46076 46076Flujo Costos despues de impuestos 0 355600 355600 355600Inversion 283500 0 0 0Flujo Costos 283500 355600 355600 355600tasa de descuento 11%n 3 añosVAN Costos 1.350.300,16 US$CAUE 552.560 US$


0 1 2 3año 0 2008 2009 2010Producción 0 600000 600000 600000Costo operación 0 242289 242289 242289Depreciación 0 166667 166667 166667Flujo costos antes de impuestos 0 408956 408956 408956Impuesto 0 61343 61343 61343Flujo Costos despues de impuestos 0 514279 514279 514279Inversion 500000 0 0 0Flujo Costos 500000 514279 514279 514279tasa de descuento 11%n 3 añosVAN Costos 2.042.837,18 US$CAUE 835.956 US$


0 1 2 3año 0 2008 2009 2010Producción 0 600000 600000 600000Costo operación 0 242452 242452 242452Depreciación 0 134667 166667 166667Flujo costos antes de impuestos 0 377119 409119 409119Impuesto 0 56568 61368 61368Flujo Costos despues de impuestos 0 455217 514417 514417Inversion 404000 0 0 0Flujo Costos 404000 455217 514417 514417tasa de descuento 11%n 3 añosVAN Costos 1.888.052,30 US$CAUE 772616 US$

CAUE = VANCAUE = VANCOSTOSCOSTOS

(N, 1) (N, 1) r (1+r)r (1+r)NN

(1+r)(1+r)N N -1-1

CARGUIO Y TRANSPORTE

Selección de equipos

Procedimiento: Determinar la producción requerida

Tasas anuales que deben convertirse a tasas diarias.Considera mineral y estéril.

Determinar alcance o recorridos de transporte Distancias y pendientes a recorrer.Calcular tiempo de cicloComponente fija (cargar, girar, descargar) y componente variables (transporte, ida y regreso, velocidad de transporte)

Calcular capacidad

tasa de producción. = capacidad. x (no. de ciclos / u. tiempo) productividad. = tasa de producción. x factores de eficienciaIterar para mejorar la productividad Calcular el tamaño de la flota de equipos

Economía de escala vs. flexibilidadDepende de disponibilidad (enfoque probabilistico Iterar para reducir costos de capital y de operación)

Producción requeridaFórmulas empíricas para determinar el ritmo de producciónRegla de Taylor (1976):Vida óptima de explotación:

Ritmo óptimo de producción:

Ejemplo: Reservas 100 millones de toneladasVOE entre 16,44 y 24,66 añosROP entre 3,79 y 5,69 millones de ton al año

Producción requeridaMackenzie (1982):

Minería subterránea (hasta 6 millones de ton/año):

Minería a rajo abierto (hasta 60 millones de ton/año):

VOE para distintos metales:Producción requeridaLópez-Jimeno (1988):

Comentarios:Fórmulas pueden usarse a modo referencialRitmos de producción se verán modificados por:Ley mediaSobrecarga a removerRecuperaciones metalúrgicasLeyes de concentrados OtrosDecisión estratégica de la empresa

CLASIFICACIÓN DE EQUIPOS DE CARGUÍO Y TRANSPORTE

Equipos de transporte:

Carga del material desde la frente de trabajo hacia un equipo de transporte que llevará el material a un determinado destino Unidades discretas o de flujo continuoUnidades sin acarreo o con acarreo

Equipos de carguío:

Desplazar el material extraído por el equipo de carguío hacia un punto de destino definido por el plan mineroUnidades de camino fijo o de desplazamiento libreUnidades discretas o de flujo continuo

Equipos mixtos:Pueden realizar en una sola operación el carguío y transporte del material Conceptos de desglose del tiempoTiempo nominal: Corresponde al tiempo total considerado en el periodo de producción. Por ejemplo, el tiempo nominal en un turno es la duración del mismo (8 o 12 horas).

Tiempo disponible: Disponibilidad Mecánica

Corresponde a la fracción del tiempo nominal en que el equipo está disponible para ser operado, es decir, se debe descontar al tiempo nominal todos aquellos tiempos en que el equipo esté sujeto a mantenimiento y reparaciones. Conceptos de desglose del tiempo

Tiempo operativo: corresponde al tiempo en que el equipo está entregado a su operador y en condiciones de realizar la labor programada. Este tiempo se divide en:

Tiempo efectivo: (Utilización) corresponde al tiempo en que el equipo está desarrollando sin inconvenientes la labor programada.

Tiempo de pérdidas operacionales: corresponde al tiempo en que el equipo, estando operativo, realiza otras labores, tales como traslados, esperas de equipo complementario, etc.

Tiempo de reserva: (Stand by) corresponde al tiempo en que el equipo, estando en condiciones de realizar la labor productiva, no es utilizado, ya sea porque no hay un operador disponible, o bien,

simplemente porque no se ha considerado su operación en los programas de producción para el período actual.

Tiempo total = T operación + T mantencion

Equipos de carguíoClasificación

Palas eléctricas o de cablesMediana y gran mineríaBajo costo de operaciónGrandes volúmenes de producciónAlta inversiónEquipos críticos en la producciónBaja movilidadPalas eléctricas o de cablesRetroexcavadorasCanteras o en pequeña y mediana minería no metálicaPequeñas produccionesMontadas sobre neumáticos u orugas

Pala hidráulicaMayor movilidadMenor inversión que pala eléctricaCosto operacional levemente mayorBaldes hasta 30 yd3Cuchara frontal o inversaProductividad de equipos de carguío

Productividad de equipos de carguíoFactores de carga

Tiempo de ciclo: en factores de horas

Carga de baldeGiro cargadoDescarga de balde

Giro descargado

Cargador frontalMediana y gran mineríaAcarreo mínimoAlternativa a las palas Movilidad altaManejan grandes volúmenesRequiere maniobra durante la carga (no sólo rotación)Acarreo debe ser mínimo para optimizar el proceso

LHDLHD = load-haul-dump Palas de bajo perfil minería subterráneaDistancia de acarreo de no mas de 300 mBaldes de 1.0 a 13.0 yd3

Cálculo de productividadTiempo de ciclo incluye el transporte y retorno

60 m a 12 km/h = 30 segundos60 m a 6 km/h = 60 segundosTiempos mínimos a considerar

Excavador de baldes y dragadoraEquipos de carguío de flujo continuoUsados en carbón principalmente

Equipos de transporte Clasificación

CamiónUnidad de transporte más comúnCamiones convencionales (hasta 40 ton) se usan en minería a cielo abierto y subterráneaCamiones fuera de carretera (hasta 500 ton)

CamiónCombinaciones pala-camiónCamión de bajo perfilPara minería subterráneaAcceso a sectores de sección reducidaCapacidades de 8 a 30 tonCamión articuladoCanteras y minerales industrialesInversión mayor que camiones mineros

Cálculo de Productividad Productividad depende de Capacidad de la tolva Definida por construcción

Depende de características del material a transportar Densidad tamaño de colpas esponjamientoNúmero de viajes por horaPeso del vehículoPotencia del motorDistancia de transporteCondiciones del camino (pendiente, calidad del terreno)ProductividadTeóricaPromedioMáxima por horaProductividad teóricaCorresponde al peso o volumen por hora producido por una unidad en operación si no ocurren retrasos o pausas en la producción. Indica el potencial máximo productivo de un equipo, lo que muy raramente ocurre en la práctica.

Productividad promedioCorresponde al peso o volumen por hora producido por una unidad en operación, considerando retrasos fijos y variables. Esta tasa de producción debe aplicarse al periodo de tiempo deseado (día, turno) para estimar la producción total. Productividad máxima por horaCorresponde al peso o volumen por hora producido por una unidad en operación, considerando sólo retrasos variables. Esta tasa de producción debe aplicarse para determinar el número de unidades de transporte asignadas a una pala, para lograr cierta producción requerida.

Tiempo de ciclo

Tiempo de carga: depende del número de paladas necesarias para llenar la capacidad del camión (o unidad de transporte)

Tiempo de cicloTiempo de giro, posicionamiento y descarga:

Tiempo de posicionamiento en punto de carguío:Tiempo de ciclo

Tiempo de transporte:Resistencia por pendiente: esfuerzo de tracción necesario para sobreponerse a la gravedad y permitir el ascenso del vehículo en una vía que asciende. Corresponde a 1% del peso del vehículo por cada 1% de pendiente. Por ejemplo, un camino con 5% de pendiente tiene una resistencia por pendiente de un 5% del peso total movilizado (peso del camión más el peso de la carga).

Resistencia a rodar de los neumáticos del vehículo: corresponde al esfuerzo de tracción necesario para sobreponerse al efecto retardatorio entre los neumáticos y la vía. A modo de ejemplo, para un camino bien mantenido y seco de tierra y grava, la resistencia es de 2% del peso movilizado.

Tiempo de cicloTiempo de transporte:Se utilizan gráficos de rendimiento para definir velocidadesFactores a considerar:PendienteCondiciones de la vía

Resistencia total = resistencia por pendiente + resistencia a rodarPeso del equipo Peso de la cargaCurva de rendimiento del equipo para las distintas marchas del motorTiempo de cicloTiempo de transporte:Pendiente favorableDeterminar peso totalDeterminar pendiente efectiva (real â rodadura)

Tiempo de cicloTiempo de transporte:Pendiente desfavorableDeterminar peso totalDeterminar pendiente efectiva (real + rodadura)

Tiempo de cicloTiempo de transporte:Gráficos entregan velocidades máximasSe deben obtener velocidades promedio: factor correctivo

Tiempo de regreso: factores

Equipos de transporte con camino fijo

Tren: Conjunto formado por una locomotora (unidad de potencia) y una

serie de vagones de mina que transportan el material. La locomotora puede ser a batería o utilizar un motor diesel. Los carros del convoy pueden tener capacidades entre 1.0 y 8.0 yd3 aproximadamente.

Skip:Extracción de la producción a través de un pique, desde los niveles de producción de la mina. El sistema puede consistir en dos contenedores (skips) contrabalanceados o por un solo balde balanceado o no por un contrapeso. TranvíaCamiones pueden conectarse a un sistema eléctrico (rampas).

Ventaja: Mejoran las velocidades de transporte y la productividadSe reemplaza parte del uso de combustible del camión por energía eléctrica.

Desventaja: le quita flexibilidad al sistema de transporte.

Equipos de transporte de flujo continuo

Cinta transportadora:Permiten el traslado de material fragmentado y pueden ser utilizadas en la mina.

Problemas:

El material de la mina incluye colpas de gran tamaño que pueden dañar la correa o simplemente ser inmanejables para los sistemas de traspaso y carga. Poca flexibilidad En casos donde el material extraído de la mina tiene una granulometría manejable, las cintas transportadoras ofrecen una

alternativa económica y de buen rendimiento.

Equipos mixtosClasificación

ScraperSe utiliza para la remoción de sobrecarga previo a la explotación misma. Carga el material rascando ﾝ la superficie donde esta el material depositado. El material se acumula en una tolva cuya capacidad oscila para aplicaciones mineras entre los 15 y 35 m3. Dozer - wheeldozer y buldózer Función de apoyo a equipos principalesWheeldozers montados sobre neumáticosMantención de caminosPreparación de terrenos Mantención de botaderosBulldozers montados sobre orugasTrabaja bajo condiciones muy difíciles de altas pendientes

Abrir los accesos

Trabajos iniciales para profundizar el rajo

Mantener los caminosCálculo de productividadCapacidad del equipo: carga por ciclo que puede manejar. Depende del tamaño del balde del equipo de carguío. Se determina utilizando la capacidad nominal especificada para el equipo. Tiempo de ciclo:Tiempo de carga: generalmente de 0.6 a 1.0 min, dependiendo de las condiciones de trabajo.Tiempo de transporte: depende del peso transportado, potencia del equipo, esfuerzos de tracción, condiciones del camino (pendiente) y distancia de transporte.Tiempo de descarga: este tiempo incluye maniobra y descarga y puede alcanzar entre 0.6 y 0.8 min.Tiempo de retorno: difiere del tiempo de transporte en que el

equipo vuelve descargado y con pendiente contraria a la etapa de transporte.Velocidad máxima se restringirá al trabajar en pendientes fuertes. El tiempo de transporte debe entonces recalcularse considerando esta velocidad máxima restringida.Factores de corrección por condiciones de trabajo: la capacidad calculada debe corregirse para considerar la habilidad del operador, condiciones climáticas, de operación, etc.

64022374 Equipo de Carguio Lhd Icm

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