INTRODUCCION A LA MINERIA(MODULO 5)(CARGUIO Y TRANSPORTE EN MINERIA)

1.- INTRODUCCION

En el manejo de materiales en una mina, se pueden distinguir tres operaciones bsicas, estas son:

Arranque Carga Transporte Vertido

1.1.EL ARRANQUE

Es la primera de las operaciones dentro de la mina. Esta consiste en la fragmentacin de la roca a un tamao adecuado para su posterior carga y transporte.

La fragmentacin de la roca puede obtenerse fundamentalmente por dos mtodos bien definidos:

Directo: Por la accin mecnica de una herramienta montada sobre un equipo.

Indirecto: Por la energa liberada por un explosivo situado en el interior de la roca.

Un mtodo basado en la determinacin de la velocidad de desplazamiento de una ondassmica a travs de las diferentes capas que conforman un macizo rocoso, nos permitedeterminar la mayor o menor facilidad de excavacin que este presenta, lo cual nosindicar si es necesario el uso de tronadura previa al carguo o si se puede excavary cargar directamente el material en la mina.

VELOCIDAD SISMICA (m/s)CARACTERISTICAS DE LA EXCAVACION< 1.500Estratos excavables, sin tronadura, por mototrailla, grandes dragas, excavadoras o rotopalas.1.500 - 2.000Ripado fcil. Excavacin de estratos sin tronadura, algo difcil para dragas, excavadoras o rotopalas2.000 - 2.500Ripado algo costoso. Tronaduras ligeras (grandes esquemas, grandes longitudes de taco, bajos factores de carga) pueden ser necesarias para las grandes dragas, excavadoras o rotopalas.2.500 - 3.000Se necesita tronaduras ligeras.> 4.000Se precisan tronaduras fuertes (esquemas de perforacin cerrados, pequeas longitudes de tacos, altos factores de carga).

VELOCIDAD DE PROPAGACION DE ONDA SISMICA[m/seg]Materiales no consolidados en general< 900Tierra normal240 - 450Tierra muy compactada460 - 600Agua500Arena suelta, por encima del nivel fretico450 - 600Arena suelta, por debajo del nivel fretico450 - 1.200Materiales consolidados en general> 2.400Arcilla900 - 1.800Esquistos1.200 - 3.000Areniscas2.400 - 5.400Basalto2.400 - 5.400Granito3.000 - 6.000Caliza3.200 - 5.500Grava cementada1.200 - 2.100Hielo3.000 - 3.600

1.2. EL CARGUIO

Es la operacin de recogida del material ya fragmentado para depositarlo, en la mayora de los casos, sobre otro equipo o instalacin adyacente.

La eleccin del sistema de carga es una decisin muy importante y normalmente involucra gran parte del futuro de la explotacin. De ah que los pasos seguidos para dicha eleccin y luego para la seleccin final de los equipos, se realicen en forma muy cautelosa. Hay que tener presente que estos equipos pueden constituir, por una parte, las unidades de mayor inversin unitaria y por otra determinar la capacidad de extraccin de la explotacin e incluso la propia definicin del mtodo y la selectividad de este

1.3. EL TRANSPORTE

Es la operacin que tiene en la actualidad una mayor repercusin econmica sobre el ciclo de explotacin y puede ponderar, en una explotacin a cielo abierto, con un 40 o 60% del costo total de operacin y con una cifra dentro del mismo rango en los costos de capital por la inversin en equipos principales.

Se basa en la extraccin o desplazamiento de los diferentes materiales hasta las plantas o lugares de almacenamiento, en el caso de los minerales, o hasta los botaderos, en el caso de los estriles.

EXPLOTACION DE MINAS A CIELO ABIERTOCOSTOS DE OPERACIN (Aproximados):

CLASIFICACION%Perforacin y Tronadura10Carguo y Transporte80Caminos y Botaderos10

COSTOS DE CAPITAL (Aproximados):

CLASIFICACION%Perforacin y Tronadura10Carguo y Transporte70Equipos Varios (Terreno, Apoyo)10Energa y Utilidades5Talleres y auxiliares5

1.4. EL VERTIDO

La operacin de vertido de los materiales arrancados del depsito mineral, normalmente se realiza por los mismos equipos que efectan el transporte, los cuales pueden ser:

Camin Correa transportadora

Apoyados por otros equipos auxiliares:

Tractor (bulldozer) Apiladores Puentes de transferencia etc.

La descarga del material se puede efectuar en:

Botaderos

Stock pile

Tolvas de almacenamiento

Canchas de lixiviacin

Puntos de transferencia

Si el lastre transportado por camiones se descarga en botaderos, el vertido es directo apoyado con bulldozer.

Si el transporte es mediante correa transportadora, se requiere un chancado previo.

Si es mineral marginal, este debera ser chancado previamente para su posterior etapa de lixiviacin

El stock pile (pila de almacenamiento) puede almacenar mineral que va directamente a la planta de tratamiento, como tambin mineral de alta o baja ley el cual debe ser mezclado para su posterior uso.

En la descarga en tolvas de almacenamiento el vertido es de mineral con ley aceptable para la planta de tratamiento, ya que en caso de no contar con extraccin de mineral desde el propio yacimiento por un perodo de tiempo, se debe recurrir a mineral almacenado en dichas tolvas.

Para el vertido o depsito de mineral en canchas de lixiviacin se pueden usar los distintos tipos de equipos antes mencionados y para la descarga de estas canchas (si se trata de pilas renovables) por lo general se utiliza el sistema pala-camin o rotopalas-correas transportadoras.

Con respecto a los puntos de transferencia, estos son utilizados cuando el mineral debe recorrer una gran distancia para llegar a la planta de tratamiento, es decir, desde la mina a travs de camiones, debe llegar a dicho punto de transferencia para ser vertido en vagones o en un sistema de correas transportadoras.

2.- GENERALIDADES EN CARGUIO Y TRANSPORTE

En un proyecto minero, existen una serie de instancias en el tiempo, en las que se hace necesario un estudio para determinar requerimientos y seleccionar equipos, tanto de carguo como de transporte:

Estudios de viabilidad econmica del proyecto

Planificacin de largo, mediano y a veces hasta en el corto plazo

Renovacin de equipos que cumplen su vida til

Ampliacin de flotas de equipos

etc.

2.1. REQUERIMIENTOS DE EQUIPOS

Para determinar los requerimientos se tiene que establecer previamente, entre otras cosas, las siguientes:

Volmenes totales de los materiales a remover

Origen y destinos de los materiales

Perfiles de transporte

Ritmos de extraccin

Volmenes totales de los materiales a remover

Una vez hecho el diseo de la mina, mediante una cubicacin se puede determinar los volmenes de materiales a remover, con lo cual se puede establecer en una primera aproximacin el tipo y cantidad de maquinarias que se debe considerar en el estudio.

b) Origen y destino de los materiales

Establecida la secuencia de explotacin, y en funcin del tipo y calidad de los materiales, se podr determinar tanto el origen como los destinos de estos.

c) Perfiles de transporte

Considerando los planos asociados a la secuencia de explotacin y los orgenes y destinos de los materiales, se puede construir los distintos perfiles de transporte.

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d) Ritmos de extraccin

Dependiendo de los ritmos de produccin fijados, en la secuencia de explotacin quedarn determinados los ritmos de extraccin, de los diferentes materiales, necesarios en el tiempo para los diferentes frentes de la mina.(Ritmo: Cantidad por unidad de tiempo)

PerodoMineral aPlantaLey Envoa PlantaEstrilE/MMovimientoTotal MinaCuFinoToneladas%ToneladasToneladasToneladas1937.5001.14750.0000.81.687.5009.61721.125.0001.4562.5000.51.687.50014.17531.125.0001.33750.0000.671.875.00013.46641.125.0001.13562.5000.51.687.50011.44151.125.0001.05562.5000.51.687.50010.63161.125.0001.02562.5000.51.687.50010.32771.125.0000.9562.5000.51.687.5009.11381.125.0000.92562.5000.51.687.5009.31591.125.0000.68187.5000.171.312.5006.885TOT9.937.5001.065.062.5000.5115.000.00094.804

2.2. SELECCION DE EQUIPOS

En un proyecto nuevo, una vez establecidos los requerimientos de equipos se tendr que proceder a la seleccin de estos. Dicha seleccin parte de tres grupos de datos bsicos:

1 Grupo: Condiciones de Entorno de Operaciones

2 Grupo: Caractersticas de Yacimiento

3 Grupo: Parmetros de la Explotacin

DATOS BASICOS PARA SELECCIN DE EQUIPOS MINEROS

En el primer grupo, condiciones de entorno de las operaciones, podemos considerar:

Altitud Temperatura Precipitaciones Vientos Tipo de terreno Accesibilidad Infraestructura elctrica Disponibilidad de mano de obra Talleres o sucursales de los distribuidores de equipos Proximidad a reas habitadas Limitaciones ambientales etc...

b) En el segundo grupo, caractersticas del yacimiento, podemos considerar:

En los estriles de recubrimiento y de la mineralizacin: Cantidades Naturaleza y grado de consolidacin Propiedades geomecnicas Angulo de reposo de estriles sueltos

En la mineralizacin:Tipo y forma del cuerpo mineralizado Espesores Inclinacin Propiedades geomecnicas Alterabilidad

Hidrologa e hidrogeologa

Otras propiedades de los materiales: Densidades Factores de esponjamiento Abrasividad Pegajosidad etc...

c) En el tercer grupo, parmetros de la explotacin, podemos considerar:

Lmites de la propiedad Dimensiones de la excavacin Alturas de banco, anchuras de pistas, bermas, etc. Organizacin del trabajo Ritmos de produccin Selectividad minera Vida del proyecto Disponibilidad de capital Programa de restauracin de terrenosLa forma y magnitud con que influye cada grupo en la eleccin del diseo, el tipo y el tamao de los equipos es diferente, pero los tres se encuentran interrelacionados.

Criterios especficos a considerar en la seleccin de equipos

Una vez llevadas a cabo las labores de reconocimiento de los materiales a manipular y habiendo establecido el contexto general del proyecto, se pasa a la etapa de determinacin de los equipos aplicables y seleccin de la mejor alternativa.

Un mtodo de seleccin que se puede emplear es el conocido como:

Consiste en:

Fijar unos objetivos o criterios especficos.A estos se les asigna un peso relativo en funcin de su importancia, tanto si estos son cuantificables como si son subjetivos.

Para cada una de las alternativas o equipos considerados se estiman unas calificaciones parciales o probabilidades de obtencin de cada objetivo.ANALISIS DE DECISIONES POR OBJETIVOSPONDERADOS

A continuacin se calculan la utilidad relativa o puntuacin total para cada equipo. En este mtodo se introduce cierta subjetividad cuando los pesos relativos de cada criterio son fijados por una sola persona, pero esta puede eliminarse en gran parte si se realiza dicha tarea por un grupo de ingenieros y se dispone de datos histricos para validar el modelo.

En el caso que nos interesa, esto es seleccin de equipos de carga y transporte, los criterios a los que se debe hacer referencia se subdividen en: Criterios de Rendimiento

Criterios de Diseo

Criterios de Servicio

Criterio Econmicos

a) Los criterios de rendimiento pueden incluir conceptos, segn los equipos, como los siguientes:

Capacidad de produccin

Fuerzas de excavacin o arranque

Esfuerzo de traccin

Tiempos de ciclo

Alturas de excavacin

Altura de descarga o vertido

Alcance

Presin sobre el terreno

Radio de giro

Velocidad de desplazamiento

Capacidad para remontar pendientes

etc.

b) Los criterios de diseo pueden incluir parmetros tales como los siguientes:Potencia total Vida en servicio

Peso Dimensiones

Robustez

Estabilidad

Altura sobre el suelo

Configuracin bsica

Componentes

Facilidad de mantenimiento

Facilidad de reparaciones

Limitaciones por altitud y temperatura

Niveles de ruido

Generacin de polvo

Esfuerzo requerido por el operador

Seguridad y visibilidad del operador

Potencia absorbida y caractersticas del sistema de transmisin, mecnico, elctrico o hidrulico

Fuente de energa primaria

Sistemas de diagnstico y control

Protecciones de elementos

Equipo extintor de incendios

Accesorios y equipos opcionales.

c) Los criterios de servicio deben tener en cuenta:

El equipo auxiliar que se requiere

Los repuestos necesarios en almacn

La frecuencia de servicio que se precisa

La posibilidad de realizar el mantenimiento en terreno o en taller

El adiestramiento o calificacin del personal de mantenimiento

La dotacin de herramientas del taller

El porcentaje de mantenimiento exterior

Las instalaciones auxiliares que se necesitan

La estandarizacin de componentes

El apoyo y calidad del servicio de los fabricantes o distribuidores

El tiempo de envo de repuestos principales.

d)Los criterios econmicos deben incluir:

Los costos de propiedad: amortizaciones, intereses, seguros e impuestos

Los costos de operacin: mano de obra, energa, repuestos, reparaciones, lubricantes, etc.

El precio de adquisicin y el valor residual

- Maquinaria bsica- Accesorios y complementos- Transporte

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