Cap3 Cielo Abierto

CAPTULO 3

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Tpicos de Ingeniera de Minas a Rajo Abierto, Captulo 3 __________ P. N. Calder 2

CAPITULO 3

EVALUACIN DE LA FLOTA DE CAMIONES Y PALAS

3.1 Redes Bsicas de Transporte

La Figura 3.1, muestra una simple red de transporte en una mina a rajo abierto.Comenzando en la chancadora, la ruta conduce hacia afuera y hacia adentro del rajo.Generalmente, el trfico corre en ambas direcciones y est compuesto tanto de camionesde carga como de varios tipos de vehculos de servicio. Debido a su gran tamao, loscamiones de carga no estn autorizados a pasarse uno al otro durante el recorrido. La flotacontiene usualmente camiones de diferentes caractersticas, con las unidades ms lentas,que disminuyen el rendimiento general de la flota.

Durante su descenso por la rampa de acceso, los camiones encuentran desvosconducentes a los distintos bancos de trabajo. Estas rutas se desvan a su vez hacia lasdistintas posiciones que la pala cargadora ocupa en un cierto banco. La decisin respectoa qu desvo tomar, se puede controlar de varias maneras. La ms simple de ellas, es la defijar el recorrido de un cierto camin, indicndole al operador, al comienzo de cada turnode trabajo, la pala a la cual deber proceder. Otros mtodos utilizan un despachante, elcual a travs de una radio, asigna recorridos a los camiones cuando stos llegan a undesvo, como as tambin por medio de sistemas de despacho computarizados.

Una vez en la zona de la pala y de haber otros esperando a ser cargados, el camin entraen lnea de espera. Existen mtodos, como el de double back up (doble reverso)tendientes a minimizar el tiempo entre cargas (spotting times). Una vez completada lacarga del camin, ste mismo procede por la ruta hacia el destino indicado, usualmente lachancadora, la pila de escombros o la pila de lixiviado. El camin avanzar mslentamente cuando suba la rampa cargado de material.

El tiempo de cada ciclo de un camin depender, entre otras cosas, de las esperasrequeridas en los puntos de carga y descarga, de interferencias con vehculos ms lentosdurante el recorrido (los cuales no pueden ser pasados) y de la velocidad a la que losdistintos conductores proceden bajo variadas condiciones.

Los tiempos de carga a camin son en funcin de las condiciones de fragmentacinresultante, de la necesidad de reposicionamiento de la pala, etc. Como resultado, lostiempos del ciclo de transporte exhiben una cierta dispersin que hace necesaria ladeterminacin estadstica del valor medio de los tiempos de carga y transporte con el finde poder estimar el volumen de produccin para cada turno.

La descarga de la roca mineralizada, generalmente en la chancadora, suele ser uno de lospuntos de mayor tiempo de espera para el camin. En muchas ocasiones, la chancadorasuele trabarse por rocas de excesivo tamao, parando la operacin de descarga hasta que


el problema haya sido solucionado. Al ser la chancadora utilizada por todos los camionestransportando mineral, una falla de la misma, ser mucho ms seria que de producirse enuna de las varias palas en operacin.

Los procedimientos utilizados para reabastecer de combustible a los camiones, para loscambios de turno y para los almuerzos, afectan la eficiencia general de la operacin comotambin lo hacen aqullos establecidos para el programa regular de mantenimiento,roturas inesperadas de equipo y disponibilidad de repuestos.

Las grandes minas a rajo abierto, suelen tener ms de 50 camiones y 10 palas en laoperacin, generalmente de varias marcas o modelos. La prediccin de los rendimientosde un sistema tan complejo mediante clculos manuales, utilizando los tiempospromedios del ciclo de carga, transporte y descarga, resulta sumamente difcil. Porejemplo, de querer aumentar la produccin en un 25%, se tiene al alcance variasalternativas, entre ellas la de incorporar ms camiones y palas, las que posiblementetengan distintos rendimientos de las unidades existentes, y otra mediante adiciones a laplanta de chancado. Obtener la alternativa de menor costo es una tarea tan importantecomo compleja. La manera ms efectiva de analizar la interaccin entre palas y camioneses mediante el uso de modelos de simulacin de redes.

3.2 Modelos de simulacin basados en estudios de tiempos

La Figura 3.2, muestra un simple circuito de transporte y tpicos histogramas defrecuencia vs. tiempo para las etapas de transporte, carga y descarga. Esta informacin detiempos puede ser obtenida ya sea por observadores cronometrando los tiempos o biencomo sucede en las grandes operaciones modernas, controlando el sistema de despachode camiones mediante el uso de sistemas telemtricos o de GPS. Los tiempos de cadaoperacin son registrados independientemente. Por ejemplo, se registra el tiemporequerido por una cierta unidad para recorrer una cierta distancia del trayecto cuando noes interferida por unidades ms lentas. La interferencia entre unidades rpidas y lentas, lostiempos de espera, etc., son considerados en el proceso de simulacin del modelo. Lostiempos de transporte para cada tipo de camin, cargado y descargado, son requeridospara cada tramo de la ruta. Similarmente, los tiempos de carga y descarga, son requeridospara cada tipo de camin para las distintas palas y puntos de descarga.

Durante el proceso de simulacin, los camiones son circulados por la red de transporte deacuerdo a una serie de normas tales como la asignacin de palas. Cuando un camin entraen un cierto segmento de la red, se le asigna un tiempo de transporte aleatorio basado enla informacin obtenida durante el estudio de tiempos. Esta tcnica es conocida con elnombre de Simulacin de Monte Carlo, debido a la forma aleatoria en que la informacines seleccionada. Generando, entonces, al azar un nmero comprendido entre 0 y 100, eltiempo a utilizar, se determina leyendo horizontalmente desde el eje vertical defrecuencias acumuladas hasta la curva de distribucin y bajando hacia el eje horizontal detiempos.


Aunque es posible hacer el clculo de la simulacin manualmente, ello demandaramucho tiempo y carece de sentido en esta era de computadores personales. No obstante,lo menciono con el propsito de enfatizar que el procedimiento de simulacin es en s unatcnica simple y poco sofisticada. El rol del computador es el de ser una mquina muyeficiente para procesar nmeros. El proceso de simulacin no incluye elementos tericos,tan slo estamos moviendo camiones a lo largo de la red, de acuerdo a reglas pre-establecidas y a rendimientos observados para las distintas unidades en operacin. Unbuen programa de simulacin, realizar los clculos rpida y econmicamente,manteniendo un registro de la informacin resultante del proceso.

La Figura 3.3, muestra las estadsticas de produccin para una pala durante la simulacinde un turno de 8 horas. Se observa a medida que se incrementa el nmero de camiones, laproduccin aumenta al principio en forma lineal y luego decae a medida que un exceso decamiones es asignado a la pala. Las condiciones de excavacin (fragmentacin) tienenmucha influencia en los resultados. Dichas condiciones fueron clasificadas por losingenieros que manualmente coleccionaron los datos del estudio de tiempos. Es evidenteque lo primero que se debe hacer es eliminar las escasas condiciones de excavacinmediante el mejoramiento de la fragmentacin, aunque ello no es fcil de conseguir alcorto plazo. Existe un obvio trueque o intercambio econmico de asignarse ms camionesa una cierta pala, por un lado aumenta la produccin y, por el otro, aumentan los costosunitarios de operacin. Los costos de capital y personal operario, son factores muysignificativos en la operacin de camiones de carga.

La simulacin basada en estudios de tiempos tiene ciertas desventajas relacionadas conlas condiciones y configuracin de la red de transporte. Los estudios de simulacinpueden ser tiles cuando se selecciona equipo para una mina nueva, no obstante, al noexistir informacin directa de estudios de tiempos, se deber recurrir a estimacionesbasadas en experiencias extradas de otros lugares. La configuracin de la red detransporte, tiende a cambiar con frecuencia. La mantencin actualizada de los datosdemandara mucho tiempo y sera poco prctica de hacerse la misma manualmente. Espreferible estimar los tiempos de transporte mediante un proceso de clculo que permitamantener la capacidad de seleccionar los tiempos en forma aleatoria a partir dehistogramas reales. Ello se ver en la siguiente seccin.

3.3 Modelos de simulacin basados en clculos de rendimiento

La velocidad de un camin desplazndose a lo largo de un tramo de la red de transportepuede calcularse conociendo la fuerza rimpull generada por el camin en funcin de lavelocidad. Dicha fuerza, acta en direccin paralela a la superficie de la ruta generada porla potencia de traccin del motor durante la aceleracin o la capacidad de frenado de losfrenos durante la desaceleracin.

Figuras 3.4A y B, son grficos de rendimiento correspondientes a un camin Titan T-2000 fabricado por Marathon LeTourneau. El camin es propulsado por motoreselctricos en las ruedas, alimentados por un motor diesel. Su capacidad de carga es de


200 toneladas cortas (182 metros cbicos). Durante tramos descendentes los motoreselctricos actan como generadores, alimentado a travs de una serie de bancos resistoresque le permiten actuar como frenos dinmicos. El camin cuenta tambin con un sistemade frenos convencional usado generalmente para controlar la unidad a bajas velocidadescuando el sistema dinmico no se encuentra disponible. Por encima de la velocidadmxima recomendada, el sistema de frenos dinmico puede dejar de funcionar, debido ala limitada capacidad de los bancos resistores, resultando en una situacin incontrolable.

El grfico superior, muestra la fuerza de desaceleracin disponible en funcin de lavelocidad del camin durante el frenado. Dicho grfico, es normalmente utilizado paradeterminar la velocidad mxima a la cual el camin puede avanzar en rampasdescendentes manteniendo su capacidad de frenado mediante el uso del sistema dinmicode frenos.

El grfico inferior, muestra la fuerza rimpull disponible en funcin de la velocidad delcamin durante perodos de aceleracin. Dicho grfico, es normalmente utilizado paradeterminar la velocidad mxima estable que el camin puede sostener cuando avanzacargado en rampas ascendentes.

Antes de examinar estos grficos ms detalladamente, analicemos el significado de lossiguientes trminos:

Pendiente de la ruta: Es la diferencia en elevacin del eje central de la ruta expresadocomo porcentaje de la distancia horizontal a lo largo de mismo eje. Por ejemplo, unapendiente de -10%, representa una cada vertical de 10 metros en 100 metroshorizontales.

Resistencia a la rodadura: La friccin entre las cubiertas y la superficie de la ruta actanen oposicin al movimiento del camin. La Tabla 3.1, lista valores de resistencias a larodadura expresados como porcentaje equivalente de la pendiente de la ruta de transporte.La razn por la cual se la expresa como porcentaje equivalente de la pendiente de al rutade transporte es para poder sumarla (en pendientes positivas) o restarla (en pendientesnegativas) de la pendiente actual de la ruta y poder determinar la resistencia total de lamisma. Como se muestra en la Figura 3.4, la resistencia total se utiliza tanto en losgrficos de frenado dinmico como en los de rendimiento. La equivalencia de losporcentajes de resistencia a la rodadura y de pendiente, se explica a continuacin.Consideremos un camin pesando 100.000 unidades estacionado en una superficiehorizontal. Un tractor acoplado al camin requiere de una fuerza de 2.000 unidades paramoverlo y vencer las fuerzas de resistencia entre las cubiertas y la ruta. La resistencia a larodadura es del 2%. Si el mismo camin estuviese estacionado sobre una ruta inclinadadel 2%, la fuerza descendente, actuando sobre l mismo por efectos gravitacionales,tendr tambin un valor similar a las 2.000 unidades. (La fuerza gravitacional exacta ser100.000 x sen (arc tg 0,02) = 1.999,6 unidades. Siendo los valores de la tangente y elseno muy similares para ngulos pequeos, la fuerza que acta en direccin paralela a lasuperficie de la ruta, es aproximadamente igual al producto del peso del camin


multiplicado por la pendiente equivalente (tg). Por lo tanto, un incremento de pendientedel 2% es equivalente a un incremento del 2% en la resistencia a la rodadura. Un caminque circula hacia arriba por una pendiente del 10% sobre una superficie con unaresistencia a la rodadura del 2%, deber superar una resistencia total del 12%. Un caminque circula en bajada por una pendiente del 10% con una resistencia a la rodadura del 2%,deber suministrar una fuerza resistora (de frenado) del 8% del peso del camin paraevitar que l mismo se acelere.

Peso bruto del vehculo (PB): es el peso del camin descargado. Para el T-2000, es de273.000 libras (181.818 kg).

Peso neto del vehculo (PN): es el peso del camin cargado a mximo, siendo de673.000 libras (305.909 kg) para el modelo T-2000.

Fuerza: (Figura 3.4, ejes verticales en ambos grficos). Nos referiremos a ellas como lasfuerzas de retardo y rimpull.

El uso de los grficos se explica claramente en la Figura 3.4. Como ejemplo, supongamosun camin cargado al mximo, circulando en rampa descendente con pendiente del 10% ycon una resistencia a la rodadura del 2%. Trazando una recta a partir de la escala de pesosdel vehculo (673.000 libras, 305.909 kg) hasta la escala de resistencia total, es posibledeterminar la fuerza de frenado requerida (53.840 libras, 24.390 kg), siempre y cuando ellector tenga visin perfecta. Se hace notar que el valor determinado es igual al pesomultiplicado por la resistencia total (673.000 x 0.12 = 53.840). Leyendo horizontalmentedesde la escala de fuerza hasta la curva y luego hacia abajo hasta el eje de velocidad, sedetermina una velocidad de 22 millas/hr (35 km/hr).

Esta es la velocidad mxima a la cual el camin puede desplazarse cargado rampa abajo ymantener una capacidad suficiente de frenado dinmico para prevenir que l mismo seacelere.

La Figura 3.5A, es un diagrama que muestra el camin circulando rampa abajo para lascondiciones del ejemplo desarrollado. Para una pendiente equivalente del 8%, podemoscalcular que la resistencia de la pendiente, es decir, la componente del peso del vehculoactuando rampa abajo, es de 53.840 libras (24.390 kg). Este valor es el mismo al de lafuerza de frenado obtenida del grfico.

Se hace notar que las relaciones entre el peso, resistencia total y fuerza para los grficosde frenado y rendimiento, son idnticas (Figura 3.4). El eje vertical de fuerzas de estosgrficos representa simplemente la componente gravitacional de la fuerza (ajustada porresistencia a la rodadura) que es necesaria superar para alterar la velocidad del vehculo.

Las curvas en s representan la capacidad de generar fuerza del camin en funcin de lavelocidad del mismo. En el caso del grfico de retardo, la curva representa la capacidaddel sistema de frenos. A altas velocidades, la fuerza disponible disminuye


proporcionalmente a la capacidad del sistema de absorber energa en la forma de calor.Los grficos de rendimiento, representan la capacidad del camin para desarrollar fuerzarimpull, la cual decrece con el aumento de velocidad.

La Figura 3.5B, es similar a la anterior, pero con el camin circulando en rampaascendente. La resistencia total es ahora del 12%. El grfico de rendimiento indica unafuerza rimpull necesaria de 80.760 libras (36.633 kg). Como pudimos ver anteriormente,este valor representa el peso del vehculo multiplicado por la tangente de la pendienteequivalente. Leyendo horizontalmente desde dicho valor de fuerza hasta la curva derendimiento y hacia abajo hasta el eje de velocidades, se determina un valor de 6 millas/hr(9,5 km/hr). A velocidades menores a dicho valor, la fuerza rimpull ser mayor que lanecesaria y el camin acelerar. La velocidad indicada representa la mxima velocidad(en estado estable) a la cual el camin puede circular rampa arriba en la pendientesupuesta en el ejemplo.

Las ecuaciones bsicas de movimiento pueden utilizarse con los grficos dados paraestudiar el desplazamiento de los camiones. Estas ecuaciones son las siguientes:

v = v0 + ats = v0 t + at2v2 = v0

2 + 2 as

donde, v es la velocidads es la distanciat es el tiempoa es la aceleracin

La Tabla 3.1, lista valores tpicos de resistencia a la rodadura para distintos tipos desuperficies.

Las tres primeras columnas de la Tabla 3.2A, listan las fuerzas rimpull y de retardo enfuncin de la velocidad del camin modelo Titan 2000. Estos datos de rendimiento sonextrados directamente de la Figura 3.4, la cual indica los rendimientos de frenado ypotencia especificados por el fabricante. Digitalizando la informacin grfica presentadaen la Figura 3.4, se puede entonces utilizar una planilla de clculo para generar una tablade referencia como la Tabla 3.2A. Para una velocidad dada, las fuerzas de rimpull yretardo disponibles pueden ser inmediatamente determinadas.

La fuerza rimpull definida por el grfico de rendimiento representa la fuerza, suministradapor el motor, que acta a lo largo de la ruta para propulsar el camin. Utilizamos estafuerza para calcular la aceleracin del camin cuando se suministra potencia a latransmisin.


La fuerza del sistema dinmico de frenado dada por el grfico de rendimiento, representala fuerza suministrada por el sistema de frenos que acta a lo largo de la superficie de laruta para frenar el camin. Utilizamos esta fuerza para calcular la desaceleracin delcamin cuando se aplican los frenos.

Estas fuerzas, utilizadas para calcular aceleracin y desaceleracin, nos permiten analizarlos movimientos del camin mediante las ecuaciones bsicas de movimiento.

Las Tablas 3.2A hasta 3.2D, listan los datos para fuerzas rimpull y de retardo, empleandoun incremento de tiempo de 1.0 mph. Estos nmeros representan los datos de un grficode rendimiento presentados en forma digital en Figura 3.4. Se supone una resistencia a larodadura de 1.5% para todos los casos. Las Tablas 3.2A y B, incluyen las fuerzascalculadas para frenado y propulsin, una pendiente de camino de 0%, con el camincargado y descargado respectivamente. Las Tablas 3.2C y D, son similares, pero con unapendiente del 10%.

Si utilizamos como ejemplo las condiciones definidas en la Tabla 3.2A, para unavelocidad de cero, la fuerza de propulsin disponible es de 160.000 libras - 0.015 *673.000 libras = 149.905 libras. La fuerza de frenado disponible es de 185.000 libras +0.015 * 673.000 libras = 195.095 libras.

Con el camin cargado en una ruta con pendiente del 10%, como es el caso indicado en laTabla 3.2C, la fuerza de propulsin disponible es de 160.000 libras - 0.115 * 673.000libras = 82.605 libras. La fuerza de frenado disponible es de 185.000 libras - 0.085 *673.000 libras = 127.795 libras.

Con el camin descargado en una ruta con pendiente del 10%, como es el caso indicadoen la Tabla 3.2D, la fuerza de propulsin disponible es de 160.000 libras - 0.115 *273.000 libras = 128.605 libras. La fuerza de frenado disponible es de 185.000 libras -0.085 * 273.000 libras = 161.795 libras.

Desde Tablas 3.3 hasta 3.10, se dan ejemplos de estudios de movimientos de una caminTitan 2000 bajo una variedad de condiciones.

En Tabla 3.3, el camin cargado acelera en una pendiente de 0% hasta alcanzar unavelocidad mxima en 30 segundos. Cuando el camin est descargado, alcanza suvelocidad mxima bajo las mismas condiciones en 9 segundos (Tabla 3.4).

El camin puede detenerse de una velocidad de 40 kph, circulando cargado en unapendiente de 0% en 9 segundos mientras se desplaza 59 mts. (Tabla 3.5).

El camin puede acelerar, circulando descargado en una pendiente del 10%, con unavelocidad constante de 32 kph en 20 segundos. Cuando el camin est lleno, acelera a 13kph en 10 segundos (Tablas 3.6 y 3.7).


El camin puede acelerar, circulando cargado en una pendiente de 8%, con una velocidadestable de 0 a 16 kph en 14 segundos (Tabla 3.8).

Tablas 3.9 y 3.10 muestran los datos para un camin cargado frenado en una pendientecuesta abajo del 10%. De una velocidad inicial de 32 kph, el camin se detiene en 38segundos al desplazarse 210 mts. De una velocidad de 40 kph, no existe una fuerzasuficiente del sistema dinmico de frenos como para desacelerar el camin.

3.4 Los tiempos de ciclo del camin y la compatibilidad de equipos

El tiempo de ciclo de un camin, se refiere al tiempo promedio requerido por el camin enrecorrer un circuito. El factor de compatibilidad (match factor), representa el nmero idealde camiones asignados a una pala. Este equivale al tiempo de ciclo total dividido por eltiempo de carga promedio. El tiempo de ciclo para cada viaje, se ve afectado por lostiempos de espera en los puntos de carga y descarga y, adems, por interferencias convehculos ms lentos durante el recorrido, los cuales no pueden ser pasados, y de lavelocidad a la que los distintos conductores proceden bajo variadas condiciones.

Los tiempos de carga en la pala, son a menudo, sumamente variables, debido a lascondiciones de fragmentacin resultantes, la necesidad de reposicionamiento de la pala, etc.Los puntos de descarga, generalmente en la chancadora, suelen ser uno de los puntos demayor tiempo de espera para el camin. En muchas ocasiones, la chancadora suele trabarsepor rocas de excesivo tamao, parando la operacin de descarga hasta que el problema hayasido solucionado. Al ser la chancadora utilizada por todos los camiones que transportanmineral, una falla de la misma, ser mucho ms seria que de producirse en una de las variaspalas en operacin. El resultado final, ser que los tiempos de ciclo de transporte, exhibencierta dispersin. Una consecuencia de esto es que no es posible predecir de manera precisala generacin de turnos con slo tener conocimiento del ciclo de camiones y los tiempos decarga.

3.4.1 Ejemplo 3.1

La Figura 3.6 ilustra una simple red de transporte utilizada en este ejemplo. Se ubica unaexcavadora en Punto A. La distancia desde la pala hasta la rampa principal (Punto B) es300 mts. con una pendiente de 0%. La distancia de desplazamiento rampa arriba hasta lasalida del pit (Punto C) es de 750 mts. con una pendiente de 10%. La distancia dedesplazamiento desde la salida del pit hasta la chancadora (Punto D) es de 1000 mts. nivel.

La resistencia a la rodadura para todos los segmentos del camino es de 1.5%. Los tiempospromedio de carga y descarga son de 200 y 100 segundos respectivamente.

La velocidad mxima permitida del camin es de 48 kph. Cuando el camin se desplazarampa abajo, la velocidad mxima es de 40 kph. El tiempo entre cargas promedio delcamin en la pala es de 30 segundos.


Tablas 3.11A hasta 3.11E, ilustran la forma en que se calculan los tiempos dedesplazamiento para cada uno de los segmentos del camino.

Para comenzar el ciclo (Tabla 3.11A), el camin abandona la pala cargada con unavelocidad inicial de cero. El camin acelera y, despus de 32 segundos, llega a la entradade la rampa principal. De manera coincidente, el camin alcanza el lmite de velocidad de48 kph en el mismo tiempo. El camin entra a la rampa principal cuesta arriba a 48 kph(Tabla 3.11B).

El motor no es capaz de mantener la velocidad de 48 kph. Con una potencia mxima, elcamin comienza a desacelerar de manera gradual hasta llegar a 13 kph despus de 32segundos. Esta es la velocidad estable y constante que puede mantener el motor bajoestas condiciones. La distancia remanente es recorrida con esta velocidad y despus de188 segundos, el camin llega al Punto C, desplazndose a 13 kph (Tabla 3.11C).

Ahora, el camin se encuentra en pendiente horizontal y acelera en 30 segundos hastaalcanzar la velocidad lmite. El camin deber desacelerar hasta detenerse al final delcamino. Para determinar el tiempo requerido para detenerse, se aplican los frenos ypodemos ver que el tiempo requerido es de 13 segundos al desplazarse 99 mts. Lepermitimos al camin desplazarse con una velocidad mxima para entrar a 99 mts. al finalde la rampa y luego aplicar los frenos. El tiempo total para este segmento es de 88.5segundos.

Despus de descargar en la chancadora, el camin abandona Punto D, descargado, yacelera hasta alcanzar una velocidad mxima en 9 segundos. El camin deberdesacelerar hasta 40 kph antes de entrar rampa abajo (Punto C). Esto requiere de 3segundos. El tiempo total para este camino es de 78 segundos. El camin se desplaza porla rampa principal cuesta abajo con una velocidad constante de 40 kph, requiriendo 68segundos.

Finalmente, el camin acelera hasta alcanzar la velocidad lmite de 48 kph despus dehaber abandonado la rampa principal (Tabla 3.11E), y comienza a frenar a medida que seaproxima a la pala para detenerse. El tiempo total es de 26 segundos.

Tabla 3.12 es un resumen de los resultados para Ejemplo 3.1. El tiempo de ciclo total,incluyendo el tiempo entre cargas, tiempo de carga, tiempo de descarga, es de 811segundos. El factor de compatibilidad resultante entre la pala y los camiones, es de 3.53.De acuerdo a lo indicado en Tabla 3.12, esta es una mala combinacin de circunstancias,por lo que deberamos modificar los parmetros en caso que sea posible.


3.4.2 Factores que controlan la velocidad del camin

La velocidad del camin, depender de numerosos factores. Las caractersticas derendimiento del motor y el sistema de frenos, la pendiente y la resistencia a la rodaduradel camino, son los parmetros ms importantes.

La mayor parte de las operaciones establecern lmites de velocidad en variadassituaciones, a fin de asegurar las condiciones operacionales. El trasladarse pendienteabajo y cargado o aquellas intersecciones de caminos, son ejemplos de reas en las cualeses necesario disminuir la velocidad. La pendiente del camino, la resistencia a la rodadurade la superficie del camino, y las condiciones climticas, incluyendo la visibilidad,resultan ser factores importantes. La velocidad a la que los distintos conductores procedenbajo variadas condiciones, es un aspecto fundamental.

3.4.3 Los tiempos de ciclo del camin y el factor de compatibilidad

El tiempo de ciclo de un camin, se refiere al tiempo promedio requerido por el caminen recorrer un circuito, de acuerdo a lo mostrado en Figura 3.1. El match factor o factorde compatibilidad, representa el nmero ideal de camiones que se deberan asignar a unapala. Este equivale al tiempo de ciclo total dividido por el tiempo de carga y los tiemposentre cargas promedio. El tiempo de ciclo para cada viaje, se ve afectado por los tiemposde espera en los puntos de carga y descarga y, adems, por interferencias con vehculosms lentos durante el recorrido, los cuales no pueden ser pasados, y la congestin generaldel trfico.

Los tiempos de carga en la pala, son a menudo, sumamente variables, debido a lascondiciones de fragmentacin resultantes, la necesidad de reposicionamiento de la pala,etc. Los puntos de descarga, generalmente en la chancadora, suelen ser uno de los puntosde mayor tiempo de espera para el camin. En muchas ocasiones, la chancadora sueletrabarse por rocas de excesivo tamao, parando la operacin de descarga hasta que elproblema haya sido solucionado. Al ser la chancadora utilizada por todos los camionestransportando mineral, una falla de la misma, ser mucho ms seria que de producirse enuna de las varias palas en operacin.

Los procedimientos utilizados para reabastecer de combustible a los camiones, para loscambios de turno y los almuerzos, afectan la eficiencia general de la operacin comotambin lo hacen aqullos establecidos para el programa regular de mantenimiento,roturas inesperadas de equipo y disponibilidad de repuestos. Cuando los cambios de turnoy las horas de almuerzo se dan en un lugar y hora coincidente, se produce unaaglomeracin de camiones y disminuye la eficiencia del sistema.

3.4.4 La modelacin con informacin de tiempo real

Los modernos sistemas de despacho computacionales, incluyendo la tecnologa GPS,llevan un registro de los movimientos de cada vehculo y crean una base de datos referida


al tiempo real de los movimientos de la flota de transporte. Esto podra proporcionar unmtodo habilitado para actualizar el modelo basado en las ubicaciones actuales de laspalas, las condiciones de cada camino, etc. Dicho sistema, obtiene esta informacin apartir de las veces en que cada camin pasa por faroles electrnicos durante su trayecto ya partir de otro tipo de comunicaciones por medio del conductor y el capataz de turno.Sera necesario para este tipo de sistema, identificar todos aquellos atrasos, como porejemplo, si es que un camin se atrasa debido a un accidente en el camino. Los tiemposde ciclo sin interferencia son requeridos por los modelos de simulacin. Segn misobservaciones, estos sistemas no se han desarrollado lo suficientemente como paraobtener de manera fcil informacin sobre el tiempo real y, de esta forma, ser capaz depredecir los requerimientos futuros de la flota de camiones.

3.4.5 Evaluacin de la flota utilizando la simulacin

La determinacin del nmero requerido de camiones y palas, dentro de lo que concierne alos objetivos de produccin, resulta ser un aspecto importante para cualquier plan minero,incluyendo el comienzo de nueva operacin y durante la planificacin de proyectosfuturos. En ambas situaciones, la informacin sobre los datos de tiempo real, no seencuentra disponible, los clculos para las curvas de rendimiento modificadas por lasreglas de sentido comn existentes y la incorporacin de elementos, como es el azar, enlos tiempos de carga y descarga, entregan el mejor mtodo. Los estudios sobresimulacin, se pueden utilizar en la evaluacin de adiciones propuestas a la flota tal comola incorporacin de un sistema computarizado de despacho de camiones o agregandonuevos camiones a la flota, los cuales cuentan con diferentes caractersticas derendimiento. Se presentarn ejemplos de estos estudios en las siguientes secciones.

3.5 EL SISTEMA DE SIMULACION PIT-S

La modelacin de las redes de caminos en una mina a rajo abierto, utilizando lasimulacin, se ha empleado extensamente durante muchos aos (Calder & Waring, 1965),(Calder & Bauer, 1973), (Chick, 1980) y (Fytas & Calder, 1984). Estos modelos han sidodesarrollados en una variedad de formas, incluyendo los datos del estudio de tiempos, unclculo basado en las curvas de rendimiento de fabricantes y los datos en tiempo realgenerados por los sistemas computarizados de despacho de camiones. Se han realizadodescripciones bien fundamentadas en relacin a estas metodologas, pero no se tratarn eneste captulo.

Figura 3.7 es un ejemplo de un diagrama de redes de caminos tal como se podra apreciaren una pantalla de computador. El diagrama ilustra la red de transporte de maneradinmica, mostrando los movimientos de cada camin en celdas. Dichas celdas ilustranel nmero de camiones cargados y descargados para cada camino, la mquina cargadora,la chancadora y el botadero, los cuales se actualizan cada vez que el camin entra enmovimiento desde una entidad hasta otra.


3.5.1 Sistema de control con archivos

La geometra de la red de transporte, y gran parte de los parmetros que controlan losmovimientos de los camiones, tales como la resistencia a la rodadura, pendiente, longitud,lmites de velocidad, tiempos de carga y descarga, son almacenados en una serie dearchivos que pueden ser editados por el usuario. El programa escribe dos archivos pararevisin, registrndose todos los movimientos del camin, para finalmente obtener unarchivo resumen en la pantalla. El programa simula ahora un turno de 8 horas, utilizandoun incremento de tiempo de 1 segundo (28.000 segundos). Al hacer correr el programade simulacin, aparece una opcin para cerrar cualquiera de las entidades cargadoras queestn corriendo en ese momento. Todo esto, y en combinacin con la capacidad decambiar las distancias de los caminos, etc., por medio de la edicin de archivos, esposible obtener una variedad de situaciones sin tener la necesidad de crear una nueva redde caminos todo el tiempo. El programa aplica varias reglas relativas a las velocidades delos camiones, como por ejemplo, la situacin en que el camin que va saliendo de uncamino conectado a un cargador, una chancadora o un botadero, debe tener una velocidadde salida igual a 0. El camin comenzar a desacelerar a cierta distancia antes de llegar alfinal del camino, por lo tanto, ese rango de desaceleracin no superar los lmitespreestablecidos. Un camin ms rpido, una vez alcanzando a otra unidad en la ruta,requerir mantenerse a una distancia de 50 pies delante del camin y no se le dejar pasar.

3.5.2 Resultados del estudio de simulacin

La Tabla 3.13, es un resumen de los resultados del programa de caminos y camiones, loscuales se muestran en la pantalla al final del programa. Se indica, para el caso de cadacamin, el tiempo de espera acumulativo, el tiempo en porcentaje del trayecto rampaarriba cargado y descargado, y rampa abajo cargado y descargado, el tiempo en porcentajeen cargar y en descargar, el tiempo en porcentaje requerido durante otro tipo deactividades, el costo operacional por hora, el nmero de veces en que se carga cadacamin y costo por carga. Abajo, aparece una lnea impresa, la cual indica en nmerototal de cargas reales y el costo en palas y camiones por carga. Las suposiciones relativasa los costos en las que se basan estos clculos, se muestran en la Tabla 3.14.

3.5.3 Atrasos operacionales

Al inicio de cada turno, se estima un atraso de 600 segundos en inspeccionar camiones,seguidos de intervalos de 10 segundos en que el camin abandona la chancadora. Loscargadores, las chancadoras y los botaderos dejan de operar durante 20 minutos para losalmuerzos y entre 13,800 a 15,000 segundos para los cambios de turno. Los camionesdeberan continuar hacia la planta ms cercana y quedarse all hasta que el cargador ocualquier otra entidad se cierre, para luego ubicarse al final de la fila de camiones enespera. Los cargadores, las chancadoras y los botaderos se mantienen cerrados por hasta27,600 segundos, 20 minutos antes de finalizar el turno. Los camiones continuanoperando hasta permanecer en una planta cerrada. Es posible que ocurran algunas fallas opanas durante los cambios de turno para cada cargador y chancadora. La hora y


duracin de este tipo de situaciones, se ven afectadas por el nmero seleccionado al azaral inicio del programa y los cuales son mostrados en la pantalla. Los camiones no fallan.Se supone que se cuenta con una cantidad suficiente como para reemplazar a cualquiercamin que falle. El tiempo ocupado por el camin en caso de espera en una plantadeterminada, debido a una falla o pana, es registrado como otros dentro del informeresumen de camiones, de la misma forma en que se consideran los cambios de turno,horas de almuerzos y atrasos entre turnos.

3.5.4 Despacho de camiones

Este programa cuenta con una planta para el despacho automtico y fijo de camiones. Sies automtico, el tiempo se calcula para que el camin viaje por todas las rutasalternativas y regrese cargado al punto de destino. Se incluye el efecto del trfico en losprximos caminos, en los camiones anteriores y en los cargadores, a medida que stosexperimentan cierto atraso de mantencin. Luego, el camin es despachado hacia una delas rutas mostrando un tiempo de ciclo mnimo. En condiciones estables, el caminsiempre debera ser cargado por la pala asignada.

3.6 ESTUDIOS DE CASOS CON PIT-S

El uso del programa, ahora ser demostrado bajo tres situaciones, que se indican acontinuacin:

comparando los sistemas de despacho de camiones tanto automtico como fijo

estudiando el efecto de combinar camiones cuyas caractersticas de rendimientosean diferentes y encontrndose en la misma red

mediante la estimacin de los match factors dentro de la red de caminos

En todos los casos, se ha utilizado el camin tpico de 200 toneladas propulsado pormotores elctricos en las ruedas.

3.6.1 Sistemas de despacho automatizados vs. fijos

Para este estudio, se utiliz un pit de aproximadamente 200 mts. de profundidad y queopera con cuatro palas y dos chancadoras. Dos de las palas se encuentran ubicadas a 100metros bajo las otras. La chancadora se ubica aproximadamente 700 mts. desde laentrada al pit. Los tiempos promedio en cargar y descargar son de 200 y 60 segundos,respectivamente. El tamao de la flota cambi de 4 a 36 camiones, tal como se puedeapreciar en Figuras 3.8A y B. Este estudio es una comparacin entre el sistema dedespacho automtico versus el asignamiento fijo de camiones. Se presentan los resultadosen Figuras 3.8A y B, en donde se compara el nmero de cargas generadas y el costo porcarga, respectivamente. Los resultados indican que cuando las asignaciones de loscamiones son completamente compatibles a la capacidad de la pala, las ganancias en


productividad en cuanto a la cantidad del sistema automatizado es aproximadamente un2% y los costos operacionales para los dos tipos de sistemas, son relativamente iguales.En algunas situaciones en que la pala carece de cierto nmero de camiones, se da unaimportante ventaja respecto del sistema de despacho automtico. Sera bueno observarque estos sistemas automatizados s proporcionan informaciones estadsticas muy tilesde acuerdo a los aspectos claves de la operacin de la flota. Asimismo, debido a laexistencia de estos sistemas de despacho automatizados y a todos aquellos supervisoresque estudian las acciones de los conductores de camiones ms cercanamente, elincremento actual de porcentajes, podra ser mayor al que se menciona aqu.

3.6.2 La flota combinada de camiones

Este estudio utiliza la misma red de caminos que en el ejemplo anterior. Una flota de 20camiones con caractersticas de rendimiento normales, se encuentran operando con 4palas, para entregar estadsticas del caso base. A fin de simular la operacin de una flotade camiones con caractersticas de rendimiento combinadas, se encuentra en operacin lamisma flota de camiones y palas con una disminucin en la fuerza rimpull del motor enun 25% para camiones asignados por nmeros pares. Se dan los resultados comparativosen Tabla 3.15. Para la flota combinada de camiones, la produccin disminuye en un 18%y los costos operacionales por carga aumentan en un 33%. Los camiones ms rpidos seven obligados a permanecer un porcentaje considerablemente ms alto de su tiempo endesplazarse cargado rampa arriba. Adems de tener una prdida de produccin, aumentantambin los costos operacionales por hora de estos camiones. Una serie de pruebassimilares, la cual utiliza el sistema de despacho automtico, no ha proporcionadoresultados considerablemente mejores que los otros. Resulta evidente que aquelloscamiones cuyo rendimiento en cuanto a su velocidad sea reducido, disminuyanconsiderablemente la eficiencia de las unidades ms rpidas para diferentes situaciones dela flota.

3.6.3 Estudios de factores de compatibilidad

El match factor o factor de compatibilidad, representa el nmero ideal de camiones a serasignados a una pala. Es equivalente al tiempo de ciclo de los camiones, sin considerar lasveces en que estos son interferidos por vehculos ms lentos, panas o fallas, tiempos deespera, etc., y dividido por el tiempo de carga promedio. Para determinar los matchfactors, se deben eliminar todos los atrasos del programa PIT_S, incluyendo los cambiosde turno, horas de almuerzo, fallas de equipos, etc. Entonces, es posible calcular losmatch factors, al operar con un solo camin desde cada punto de origen hasta su destino.La versin referida al programa PIT_S, siendo los atrasos ya eliminados, est referida alCICLO. La Tabla 3.16, entrega los resultados de pruebas realizadas con el programaCICLO, utilizando la misma red de caminos que en los estudios anteriores. Como sesupone desde un principio, el tiempo de espera de la unidad cargadora es muy alto,siempre y cuando slo un camin sea asignado a cada pala, siempre y cuando el tiempode espera del camin sea igual a cero, y los costos totales sean altos debido a la


congestin de camiones. Se calcula el tiempo de ciclo y el factor de compatibilidad paraun solo camin. Este se referir al Caso A.El paso siguiente es el de asignar a cada pala el nmero de camiones indicados por elmatch factor, y hacer operar el turno nuevamente. El propsito de esto, es determinar silos match factors en s, pueden determinar el nmero preciso de camiones a asignar acada pala, o si es que la congestin vehicular inducir a errores considerables. A fin deasignar los camiones, el nmero match deber corresponder, sin duda, al nmero enteroms prximo, mayor o menor segn se requiera truncar hacia arriba y hacia abajo Durantela primera prueba, los nmeros match, fueron aproximados al nmero entero mayor otruncados hacia arriba (Caso B). Se realiz una segunda prueba con nmeros match,aproximndose al nmero entero menor o truncados hacia abajo (Caso C). Se puedeobservar, a partir de Tabla 3.16, que los mejores resultados se dan con match factorstruncados hacia arriba. El tiempo de espera de la unidad cargadora es mnimo y el costototal para la flota de palas y camiones es ms bajo. Observe en la Tabla 3.16, que losnmeros de compatibilidad, si es que se ha aproximado a un solo dgito, se truncarnhacia arriba en este ejemplo. Todo esto sugiere que la aproximacin a nmeros enterosmayores o menores (truncar), resulta ser la mejor prctica.

Los nmeros de compatibilidad (match factors) mostrados en Casos A y B, han cambiadoa partir de Caso A, debido a la congestin del circuito. Cuando se le asigna ms de uncamin a una pala, estos valores constituyen una medida de la congestin del circuito,pero no representan los nmeros de compatibilidad verdaderos. Al comparar el nmero decargas generadas por cada unidad cargadora con un camin, disminuye la produccin encasi un 8% cuando la unidad cargadora est completamente congestionada por camiones,de acuerdo a lo estimado por el factor de compatibilidad. Se puede concluir que lacongestin del circuito de la red de transporte reducir la productividad enaproximadamente un 8% por sobre aqulla estimada utilizando los factores decompatibilidad determinado con un solo camin. Esto no incluye los efectos de las panasde equipos, cambios de turno y atrasos por almuerzos, etc.

3.7 COMPARACIONES ENTRE LAS ESTIMACIONES DE ESTUDIOS DECICLO Y LA SIMULACION DE TURNOS EN CUANTO A LAPRODUCCION DE LA FLOTA

Se utiliz el programa PIT_S para simular un turno de produccin, incluyendo todos losatrasos por los cambios de turno, panas o fallas de equipos, etc. Las condiciones de la redde transporte, por ejemplo, el nmero de palas y camiones, distancias de caminos, etc.,eran idnticas al estudio anterior, en el cual se utiliz el programa CICLE, segn loresumido en Tabla 3.16. Los resultados presentados en tabla 3.17, se pueden comparardirectamente.

El atraso por turno total promedio, segn el programa PIT_S, es de aproximadamente5300 segundos o un 18% del tiempo total del turno. Estos atrasos incluyen los cambiosde turno, la duracin por turno promedio en que la pala estuvo fallando, y la mitad delciclo del camin promedio (en el programa de ciclos, los camiones comienzan los turnos


en las palas asignadas). Al analizar estos datos, se puede observar que una simulacinconstituida por un turno y 26 camiones, bajo el programa PIT_S (Tabla 3.17), produce444 cargas, si se compara con un estudio idntico realizado por medio del programaCICLE (Tabla 3.16), el cual origin 564 cargas. Esto representa una reduccin de un21%. Una simulacin constituida por un turno y 22 camiones bajo el programa PIT_S(Tabla 3.17), origina 406 cargas, si se compara con un estudio idntico realizado pormedio del programa CICLE (Tabla 3.16), el cual origina 502 cargas, que representa unareduccin de un 19%. Es posible concluir que el programa CICLO se puede utilizar parapredecir la informacin generada del programa PIT_S reduciendo el tiempo de turno porel atraso total promedio de turnos en PIT_S ms un adicional de un 2%.

3.8 CONCLUSIONES DEL ESTUDIO DE SIMULACINA continuacin, se describen las siguientes conclusiones obtenidas a partir de estudiosrealizados sobre los tiempos de ciclo y simulacin de turnos completos:

1. La simulacin proporciona una tcnica de modelacin prctica para el anlisis de laproductividad y los costos operacionales de la flota de palas y camiones.

2. Al comparar el sistema de despacho de camiones automatizado con la asignacin fijade camiones, el sistema automatizado gener un aumento de productividad de slo un2%, a pesar que se encontraba operando cerca del nmero ptimo de camiones. Sinembargo, en situaciones en que la red de transporte se encontraba operando con unbajo nmero de camiones (o bajo el valor ptimo requerido), el aumento para elsistema automatizado resultaba ser de alguna forma ms alto.

3. La combinacin de camiones de diferentes caractersticas en cuanto a la velocidaddentro de la misma flota, puede reducir seriamente la eficiencia de la flota y aumentarlos costos operacionales.

4. Los match factors basados en los tiempos de carga y tiempos de ciclo promedios delcamin, generados por un solo camin asignado a cada pala, se pueden utilizar parapredecir la produccin de toda la flota cuando el nmero match de camiones esasignado a cada pala. Esto se hace disminuyendo la produccin proyectada en un solocamin en casi un 8% para calcular la congestin de la flota.

5. Los resultados de produccin de una simulacin de turnos completos, incluyendo lostiempos requeridos para los comienzos y trminos de cada turno, horas de almuerzo ypanas de equipos, etc., se pueden predecir con exactitud basndose en el atraso totalpromedio de turnos ms un 2%.

6. Para cualquier red de transporte dada, ser posible determinar aquellos factores paraproyectar la produccin total de los turnos a partir de los tiempos de ciclo. Estos nocambiaran de manera significativa para expansiones normales de la red de transporte.Esto le permitir al Ingeniero de Planificacin determinar los requerimientos de


camiones obtenidos a partir del estudio de ciclos para un solo camin, el cual podraincluirse en la planificacin minera computarizada que el Ingeniero utiliza paradeterminar los volmenes y secuencias. Las estimaciones precisas de los niveles deproductividad, requerimientos de camiones y costos, se podra obtener slo en unossegundos.

Algunas de las conclusiones descritas arriba, corresponden a situaciones especficas delugar, pero resultan ser relaciones similares para los casos de otros pits.

3.9 ASPECTOS DE LA MINERIA A RAJO ABIERTO EN ALTURA

Las operaciones en minas a rajo abierto en altura, presentan numerosos desafos relativosa los efectos en el personal y el rendimiento del equipo. Los efectos de la altura se tornansignificativos en alturas que superan los 3000 mts. Se han realizado estudios con el objetode definir mejor los efectos en las personas, de manera tal que los ambientes, tanto laboralcomo la vida cotidiana, puedan disearse en la forma de encontrar la mejor adaptacin alas diversas condiciones. Un objetivo es mantener a cada persona lo mejor adaptadaposible como para lograr un buen rendimiento en las diversas tareas en altura que se lehayan asignado. La seleccin del equipo minero en una mina a rajo abierto en altura,debe considerar la reduccin en la capacidad mxima del motor (derating). Por ejemplo,el rendimiento del motor del camin de transporte deber disminuir para predecir enforma precisa los tiempos de ciclo de camiones utilizados para determinar el tamao deflota requerido. Sin embargo, si no se les reduce de manera suficiente la capacidad a losmotores, disminuir la confiabilidad de flota y los costos operacionales aumentarn demanera importante. Las estrategias operacionales en minas a gran altura requierenorientar la mantencin y seleccin de equipos y los asignamientos de personal. En laactualidad, se est planificando operar en minas en Chile que superan los 5000 mts. dealtura. Este paper incluye una discusin de los efectos de la gran altura, y analiza elactual concepto sobre cmo llevar a cabo estos desafos de la mejor forma posible.

La temperatura, presin y densidad del aire, disminuyen con la altura. Por ejemplo, a unaaltura de 4000 mts., el U.S. Standard Atmospheric Data (Informacin AtmosfricaEstndar de los Estados Unidos), indica que la presin y densidad del aire alcanzan unporcentaje, bajo condiciones normales, de entre un 60% y 65% de sus valores respectivosa nivel del mar. Al disminuir la densidad del aire, se produce una disminucin en elcontenido de oxgeno, el cual es respirado por las personas que se encuentran trabajando aesa altura.

Todos estos factores, junto con la lejana de las minas, hacen ms difcil el hecho que lasmaquinarias puedan realizar un trabajo seguro y eficiente. A fin de compensar de algunaforma estos factores, las compaas mineras debern considerar el desarrollo deestrategias especficas en la seleccin de personal y maquinaria que operan en minas aaltas alturas. Sin embargo, antes de formular estrategias, es necesario conocer ycomprender los efectos de la altura.


3.9.1 Los Efectos en las Mquinas

Existen dos tipos de problemas que afectan de manera fundamental a la maquinaria queopera en altura: reduccin en la capacidad disponible y capacidad de enfriamientodeficiente. Sin embargo, en muchos casos, estos problemas estn interrelacionados.

Para lograr que los motores diesel funcionen de forma eficiente, es necesario manteneruna relacin o proporcin adecuada en lo que se refiere a aire-combustible. En el airemenos denso, los motores diesel presentan algunos problemas en la ingestin desuficiente aire (oxigeno) como para generar la potencia requerida por el motor. Algunosfabricantes de motores, han informado que a sus motores no les es necesaria unareduccin en su capacidad para operar en alturas inferiores a 3000 mas. Sin embargo,resulta importante darse cuenta de que existe una reduccin considerable en la vida tildel motor, operando ste a una altura de 3000 mts., si se compara con operacionesrealizadas en alturas inferiores.

En aire menos denso, los turbosobrealimentadores deben funcionar a mayor velocidadpara liberar la masa de aire requerida por los cilindros para la combustin. Esta mayorvelocidad genera una gran tensin, la cual afecta adversamente la vida til del turbo. Unfabricante inform que la vida til de un turbosobrealimentador, es de 5000 horasoperando en altura, comparado con las 12000 horas de vida, operando a nivel del mar.

El aire menos denso es perjudicial en cierto punto, ya que la capacidad de enfriamientodisminuye. La efectividad de enfriamiento convectivo, depende de la densidad dellquido que transfiere el calor. La disminucin de calor que se transfiere es resultado delaire menos denso, lo cual hace que las mquinas puedan funcionar a temperaturas msaltas. En motores diesel, la combustin genera energa que produce calor. Laeliminacin de calor es necesaria para que el motor pueda funcionar dentro de un rangode temperatura deseado. El operar bajo estos lmites de temperatura, reduce en formaimportante la vida til del motor.

Comnmente, los fabricantes de motores utilizan temperaturas basndose en la turbina yel tubo de escape para determinar cundo un motor est produciendo ms energa de losque sus sistemas de enfriamiento pueden lograr. Asimismo, se puede determinartomando mediciones de temperatura en un rea especfica o mediante la prediccin detemperatura con modelos computarizados.

Cuando la temperatura de un motor supera el lmite crtico, el fabricante tiene dosopciones para cambiar esta situacin. Estas son: la reduccin de la capacidad disponibleo la modificacin. Lo que llamamos reduccin de potencia mxima de salida disponible(derating) de un motor, es la solucin tpica del fabricante de adaptar un motor estndaren altura. Si se genera menos energa, significa que se requiere menos disipacin decalor, funcionando el motor, de esta forma, ms fro. Los fabricantes de motores, por logeneral, dan a conocer pautas conservadoras en lo que se refiere a la operacin de motoresen altura. Un fabricante, por ejemplo, seala que los motores diesel de dos ciclos no


requieren ningn tipo de derating hasta los 3000 mts. de altura. Sin embrago, sucapacidad mxima deber reducirse en un 1% cada 300 metros. Esto demuestra cmocada motor tiene un distinto grado de sensibilidad a la altura. Por lo general, a losmotores que operan en altura, se les reduce su potencia mxima de salida en un 10% -20%.

Observe que la reduccin de la potencia de salida o derating, puede producir efectos quevan en beneficio de ciertos componentes mecnicos dentro del motor. Las presionesmximas de un cilindro son inferiores de lo que podran ser operando a nivel del mar.Las tensiones dentro del eje de distribucin del motor, motor de par del eje cigeal, etc.,sern inferiores a lo que normalmente se experimenta bajo una capacidad de salida total.En presencia de tensiones ms bajas y motores de par, se producira un aumento en lavida til de las piezas del motor.

En algunos casos, lo fabricantes de motores crearn un motor con ciertas cualidades quele permitan operar ms eficientemente en altura. Sin embargo, y a pesar de estascualidades, el motor requerir una pequea reduccin de su capacidad mxima paraoperar de manera eficiente en altura. Por lo tanto, la ltima solucin sera unacombinacin de la modificaciones en el diseo del motor y el nivel de reduccin en sucapacidad mxima de salida (derating). De esta forma, el resultado final sera unequilibrio entre lo que es la potencia adecuada (productividad) y una buena vida til (bajocosto de mantencin).

Las modificaciones en el diseo para motores que operan a altas alturas, pueden incluirlas siguientes caractersticas:

sobrealimentadores de motores en serie impulsor de turbo especial aumento en la ventilacin de la caja del cigeal reduccin en los lmites del aire de admisin (en motores) enfriadores posteriores de alta eficiencia presionizacin refrigerante activa

Adems del motor, pueden darse otros tipos de cambios en el sistema vehicular, quepueden aumentar el rendimiento de los motores. Los obturadores del radiador o losembragues de ventilacin, ayudan a prevenir cualquier grado de enfriamiento que puedasignificar un problema, fundamentalmente para el transporte que debe recorrer largasdistancias. Los camiones que operan a motor, los convertidores de motor de par mssuaves, pueden ayudar a compensar de alguna forma la deficiente respuesta de la vlvulareguladora que se experimenta en altura.

Otros sistemas del equipo minero, tambin pueden experimentar una falta de enfriamientodebido al aire menos denso. En muchos casos, sin embargo, las temperaturas ambientalesrelativamente fras, que son tpicas en altura, compensan de alguna forma la reducidadensidad atmosfrica. El efecto neto es que algunos sistemas pueden a veces alcanzar


ciertos valores nominales en altura, tal como lo hacen a nivel del mar. La temperatura yla densidad del aire, afectan a todos los motores impulsores de aire por movimientorotatorio, sistemas retardados elctricos, y sistemas de frenado mecnico.

3.9.2 Los Efectos en las Personas

Los trabajadores que deben operar en minas lejanas y a altas alturas, deben cumplir conuna jornada de trabajo que vara entre 10 a 12 horas diarias, realizando turnos de 6 a 12das, que se siguen por un perodo de descanso proporcional en baja altura. Para el ao2000, se estima que en Chile habrn aproximadamente 20,000 mineros trabajando enalturas por sobre los 3000 metros. Generalmente, el resultado del clima relativamentefro y el bajo nivel de oxgeno en la atmsfera, implica una reduccin importante en laproductividad de los trabajadores.

A fin de lograr el mismo rendimiento en los trabajadores como el que se obtuvo a niveldel mar, se requerir de un porcentaje que vara entre 50% - 80% ms horas/hombre si lostrabajadores no son nativos a la altura (Jimnez, 1996). La condicin mdica a la cual seexponen los trabajadores a altas alturas se llama Hipoxia Hipobrica.

La tolerancia a altas alturas es un tema de inters para las compaas mineras progresistas,particularmente en lo que se refiere a seleccin de personal. En la actualidad, estascompaas estn estudiando el uso de exmenes mdicos extensivos, incluyendo unelectrocardiograma por esfuerzo para aquellas personas mayores de 40 aos.

Es un hecho que las disminuciones peridicas a nivel del mar en das de descanso,producen un grado de deaclimatacin. Se ha observado que algunos trabajadores, durantelas primeras 24 horas, despus de llegar de vuelta al campamento, presentan problemas desueo, como es el dormir poco, y tambin un rendimiento cognitivo ms bajo por algntiempo.

An hay mucho por aprender sobre los efectos colaterales a largo plazo del ciclo detrabajo en altas alturas (Jimnez, 1996). El Dr. Jimnez actualmente est comenzando adesarrollar un estudio basado en pruebas de terreno en alturas de 3800 metros, el cualincluye la adicin de oxgeno en 70 habitaciones. Con este estudio, se lograr medir larespuesta cognitiva durante las horas de sueo y de trabajo (Jimnez, 1997).

El objetivo de los estudios que se estn desarrollando actualmente, es caracterizar losaspectos fisiolgicos de la Hipoxia Hipobrica. Existe una necesidad de mejorar lascapacidades de determinacin de riesgo mediante un programa de vigilancia y de disearmtodos para mejorar la calidad de vida de estos mineros (Jalil et al., 1996). Los estudiosincluyen el investigar la frecuencia de la preponderancia de Enfermedad Aguda deMontaa (AMS) basndose en el Cuestionario del Lago Louise (Roach, R.C., et al.,1993). Adems, se estn realizando otros estudios, cuyo objetivo es lograr una capacidadaerbica tanto a nivel del mar como en el sitio de trabajo mediante ejercicios de rutinahasta alcanzar un nivel alto de cansancio (Jalil J. E., et al., 1994).


El uso de enriquecimiento de oxgeno para aliviar la hipoxia en altas alturas, se muestramuy prometedor. En base a investigaciones y otras estimaciones, se indica que alaumentar el contenido de oxgeno en un 1% (Por Ej., desde 21 a 22%) en alturas de 4000- 5000 metros, se reducira a una altura equivalente a 3000 mts., lo cual es fcilmentetolerable. El costo inicial estimado para aumentar el contenido de oxgeno para 50habitaciones en un 5% es $166,000 US, y el consumo de energa, sera de 58,000 watts(West, 1994).

3.9.3 Los Efectos de la Reduccin de la Capacidad Mxima del Motor en losTiempos de Ciclo de un Camin

La reduccin de la capacidad mxima del motor, no significa necesariamente que uncamin de transporte experimentar una reduccin en su fuerza rimpull. Al emplear unsistema de accionamiento correcto, el motor, cuya capacidad mxima ha sido reducida(derated engine), slo reducir la velocidad del vehculo sin afectar su fuerza de engrane.

Simplemente, esta reduccin en la capacidad mxima del motor del camin, no requerirautomticamente una reduccin en su carga (payload), as como ocurre con la capacidadretardadora, elctrica o mecnica, o el valor nominal trmico de los motores impulsoresde aire por movimiento rotatorio.

Si slo se reduce la capacidad mxima del motor, el efecto en los tiempos de ciclo delcamin, no es proporcional al grado de reduccin de su capacidad (deration). Porejemplo, si se reduce la capacidad mxima del motor en un 20%, el efecto no coincidirnormalmente con un 20% de aumento en los tiempos de ciclo del camin. El efecto sobrela velocidad es mayor cuando el camin viaja cargado tanto cuesta arriba como cuestaabajo y cindose a los lmites de velocidad de acuerdo a su capacidad de frenado osistemas de desaceleracin.

El trmino de numerosos clculos realizados mediante un programa computacionaldenominado CICLO (Calder, 1993), ayud en el anlisis de los efectos de la reduccin dela capacidad mxima (deration) en cada tiempo de ciclo del camin. La base de esteprograma computacional, son los clculos estndares de movimiento, utilizando datos decurva de rendimiento para fuerza de engrane y de frenado, y un intervalo de un segundoentre incrementos de clculo.

Las diversas restricciones de velocidad y otras condiciones y suposiciones, fundamentanlos siguientes clculos:

Velocidad Mxima Cuesta Arriba 27 km/hr.Peso Bruto del Vehculo 260000 kg. y 375000 kg.Carga (payload) 155 y 220 toneladas mtricasResistencia de Rodadura 2% y 3%Elevacin Vertical 500 mts.


Pendiente del Camino 8% y 10%Tiempo de Carga 200 segundosTiempo de Descarga 60 segundos

El perfil simple del trayecto utilizado en el anlisis, incluye una rampa plana de enfoque,de 100 mts. de longitud desde los puntos de carga y descarga, tanto al comienzo como alfinal del camino inclinado. La suposicin es, a objeto de estos clculos, que los camionessalen de estas rampas a una velocidad cero. En el resumen, se incluyen clculos paracamiones cargados que viajan tanto cuesta arriba como cuesta abajo. En Tabla 3.18 semuestran los resultados de estos clculos.

Por ejemplo, al viajar el vehculo cargado cuesta arriba y descargado cuesta abajo, conuna pendiente de un 8%, el tiempo total del ciclo, incluyendo la carga y descarga,aumenta en un 6.3%, 15.5% y 29.3% respectivamente, bajo condiciones en que se hareducido la capacidad mxima del motor (derating) en un 10%, 20% y 30%.

Los tiempos de ciclo son ms bajos para una pendiente de un 10%, debido a que ladistancia del trayecto es ms reducida para la misma elevacin vertical, cuya velocidadms alta sobre una pendiente de un 8% no se compensa por completo. Y, por otro lado,esto se debe a que la pendiente ms inclinada tiene mayores posibilidades de generarproblemas de mantencin, lo cual coincide con el caso de alturas ms bajas que presentangrandes elevaciones verticales.

Dado que la productividad del camin, considerando el trayecto cuesta arriba, conreducciones de la capacidad mxima del motor (deratings) ms all de un 10%, como seespera usualmente por sobre los 4000 metros.

En el trayecto de carga cuesta arriba, la reduccin de la capacidad mxima del motor(derating) tiene un efecto casi insignificante. Los problemas de frenado, son de mayorpreocupacin en el transporte de carga cuesta arriba, especialmente en caminos cuyodiseo es una curva en u, lo cual favorece el 8% versus el 10% de la pendiente.

Las Tablas 3.19 y 3.20, muestran los resultados de mediciones adicionales con elprograma de CICLO que utiliza camiones de 155 y 220 toneladas mtricas. Estosejemplos utilizan pendientes de carga cuesta arriba de un 8% y con una resistencia derodadura de un 2%. En los resultados presentados en la Tabla 3.19, se incluyenreducciones de carga entre un 10%, 20% y 30%.

Tabla 3.20, demuestra que una reduccin de carga no compensa la reduccin en el tiempode ciclo. Por ejemplo, con un derating de un 10%, como se espera en una altura de 4000mts., una reduccin de carga de un 10% slo reduce el tiempo de ciclo en un 3.2% y4.2%, respectivamente para camiones de 155 y 20 toneladas. El resultado ser unaprdida neta en produccin de aproximadamente 6%.Aunque este perfil resulta ser bastante simple, los resultados son similares en pruebasrealizadas anteriormente. Para trayectos con transporte cargado cuesta arriba, la


reduccin en la capacidad mxima del motor, resulta ser costosa, si se consideran lasprdidas en su reproduccin. Sin embargo, las equivocaciones en lo que refiere al efectode reducir la capacidad mxima del motor de manera adecuada o suficiente, podragenerar costos de mantencin del motor o tambin de reparacin general. Es necesariolograr un equilibrio adecuado entre lo que son los costos de mantencin, necesidades deproductividad y confiabilidad.

3.9.4 Desarrollando Estrategias Adecuadas

Trabajar en altura, resulta ser un verdadero desafo tanto para las personas como para lamaquinaria. Bajo estas condiciones, a fin de lograr una efectiva operacin de una mina,se requiere de una planificacin detallada y metdica, un acercamiento operacionalsimple y una buena comunicacin.

A continuacin, se muestra un listado de ideas a considerar en el momento de formularuna estrategia para la minera a altas alturas. Al considerar dichas ideas, es necesariorecordar que todas las operaciones mineras son diversas y que varan segn su altura, tipode transporte, ubicacin geogrfica, condiciones climticas y distancia considerada desdelas instalaciones o plantas de reparacin.

Al reconocer estas diferencias, algunos de los factores siguientes pueden ser aplicables aalgunas minas ms que a otras:

1) Equipo selecto que logre entregar un buen equilibrio entre lo que es la altaproductividad y la alta confiabilidad.

El trabajo con fabricantes de equipo para seleccionar equipo altamente eficientea fin de lograr vidas tiles y disponibilidades comparadas con aqullas operandobajo circunstancias normales. Esto posiblemente podra requerir la creacin deun rediseo.

La utilizacin de programas de simulacin para fabricantes de equipos a fin dedeterminar la cantidad ptima de reduccin de la capacidad mxima del motor.Esto sera para entregar un grado de confiabilidad y un costo bajo por hora conuna reduccin mnima en la productividad.

La seleccin de un equipo que tenga un buen servicio y organizacin de apoyo,la cual cuente con la capacidad de transporte eficientemente cada componente aun sitio lejano para su reparacin y reacondicionamiento.

2) Establecer un sistema de mantencin que sea simple, no complejo y fcil decomprender.

Utilizar un programa de mantencin preventivo basado en tiempo, empleandoparmetros slo para sistemas crticos.

La mayor parte del trabajo de mantencin, sera repetitivo en el sentido querequiere trabajadores semi-calificados, debido al hecho que las actividades


programadas, justificarn gran parte de este trabajo. Por lo tanto, elrequerimiento correspondera slo a un grupo pequeo de tcnicos calificadospara desempear trabajos de localizacin, reparacin y diagnstico.

Realizar reparaciones fuera del lugar de donde se encuentran las instalaciones deservicio para el fabricante del equipo original.

Debido al duro ambiente que se experimenta en altura, es recomendable mantener laoperacin usando un mnimo de esfuerzo humano, sea ste tanto fsico como mental.

En la prctica, utilizar sistemas automatizados para desempear tareasnormalmente realizadas por humanos.

Emplear sistemas actualizados disponibles para apoyo en la toma de decisiones(experto), trabajos de localizacin y reparacin, personas que ejerzan un constantepresin en el mercado (press manufacturers), a fin de desarrollar nuevos sistemas.

Si es posible, ubicar personal involucrado en planificacin minera y trabajoestratgico en alturas ms bajas. GPS y los sistemas de despacho del equipocomputarizado, permiten que las operaciones mineras sean monitoreadas adistancia.

Eliminar el trabajo de mantencin innecesario aumentando el grado deconfiabilidad del equipo y extendiendo el tiempo para su servicio.

Reparaciones importantes destinadas a instalaciones para contratistas, generarnmenos trabajo siendo ste desempeado en la misma mina.

3) Ayudar a los trabajadores a mantenerse saludables y trabajar sin riesgo.

Emplear pruebas mdicas de seleccin en el proceso de contratacin. Suministrar oxgeno adicional suplementario que pueda que pueda ser til durante

las horas de sueo en los dormitorios. Establecer un moderno programa de control de prdidas y de seguridad en el sitio

de la mina lo antes posible.

3.9.5 Resumen y conclusiones de las consideraciones de la gran altura

El efecto de la gran altura entra en juego cuando sta supera los 3000 metros. En laactualidad, numerosas minas a tajo abierto estn operando a alturas superiores de 4000metros, y se est viendo la posibilidad de operar en minas que se encuentran a alturassuperiores a los 5000 metros. Para el ao 2000, se estima que, en Chile, habrnaproximadamente 20000 mineros que trabajarn en alturas superiores a los 3000 metros.Las altas alturas reducen de manera significativa la productividad del trabajador. A fin delograr el mismo rendimiento de los trabajadores como el obtenido a nivel del mar, existeun requisito de un 50% a un 80% ms horas/hombre si los trabajadores no son originariosde un medio en altura.

El uso del enriquecimiento de oxgeno para aliviar de alguna forma la hipoxia en altasalturas, se muestra muy prometedor. La investigacin y los clculos indican que, al


aumentar el contenido de oxgeno en un 1% (p. ej., desde 21 a 22%) en alturas de 4000 a5000 metros, se reduce la altura equivalente a 300 metros, aproximadamente. El aumentoen el contenido de oxgeno en un 5% a alturas de 4500 metros, reducira una alturafcilmente tolerable equivalente a 3000 metros.

Existen dos tipos de problemas que afectan de manera fundamental a las mquinas queoperan en altura - nivel de energa reducida y escasa capacidad de enfriamiento. A pesarde que algunos motores diesel pueden generar una capacidad (horsepower) completa enalturas de hasta 3000 metros, stos operarn a temperaturas ms altas y experimentarnuna severa reduccin en cuanto a su vida til. Las grandes alturas requieren de unreduccin de la energa del motor. Es muy comn que a los motores que operan en altura,se les reduzca su capacidad mxima (derating) en un 10% o un 20%. Esta reduccin,aparte de otras modificaciones de diseo en los motores, sirve para aumentar la vida tildel motor. Los problemas del clima fro, como los experimentados en el Norte deCanad, tambin se suman a la problemtica existente en las grandes alturas.

La reduccin de la capacidad mxima del motor, slo reducir la velocidad del vehculo,as tambin como su productividad, sin tener que reducir necesariamente el esfuerzotractivo disponible. Los clculos por simulacin en cuanto al ciclo del camin, indicanque los tiempos de ciclo del trayecto tpico, aumentan aproximadamente en un 7.5% paraun 10% de reduccin de la capacidad mxima del motor a 4000 mts., y 16% para un 20%de reduccin a 5000 mts. para el transporte cargado con trayecto cuesta arriba. Lareduccin de la capacidad mxima de un motor en un 20% a 5000 mts. para el transportecargado cuesta abajo, no afectar significativamente el tiempo de ciclo.

La reduccin en la carga del camin, no da por resultado una reduccin compensatoria enel tiempo de ciclo. Por ejemplo, al reducir en un 10% la carga de un camin de 220toneladas, con una reduccin de la capacidad mxima de su motor de un 10%, se reduceel tiempo de ciclo en slo un 4,2%, lo cual genera en una prdida total de laproductividad. Sin embargo, las equivocaciones en cuanto a las reducciones adecuadas osuficientes de la capacidad mxima del motor, podra generar costos de reparacingeneral o de mantencin del motor, fallas frecuentes, y escasa disponibilidad decamiones. Es, por lo tanto, necesario lograr un equilibrio adecuado entre s que son loscostos de mantencin, las necesidades de productividad y confiabilidad.

La formulacin de estrategias para la seleccin de equipo, utilizacin de personal ysistemas de mantencin, debera ser tal que ellos se complementen el uno con el otro.

3.10 ESTIMACIN DE LA PRODUCTIVIDAD DE LAS PALASCaptulo 4, tratar en detalle el tema de la estimacin para la seleccin y produccin deequipos. La estimacin de la productividad de las palas y los requerimientos de camionespara una pala en particular se incluye en este captulo slo a modo de introduccin. Tabla3.21 es una planilla de clculo diseada para calcular la produccin de las palas y estudiarel nmero de camiones con una capacidad especfica requerida.


1) Densidad de la roca, en grs./cc, tons/m3.2) Aumento en el volumen de la roca en el balde de la pala (Factor de Esponjamiento).

Los valores tpicos son: 1.1 para arena seca; 1.5 para roca bien fragmentada; y 1.65para grandes fragmentos de roca rectangulares (en forma de ladrillos), tpicos de lataconita.

3) Factor de Llenado: Indica el porcentaje del volumen del balde, que normalmente estocupado. Este depende de la geometra de la pila de desechos y la calidad de estos.Los valores tpicos son: .70 para perfiles bajos de desechos y pies duros; .90 paracondiciones normales y 1.0 a 1.1 para condiciones ideales con excelentefragmentacin.

4) Tiempo de Ciclo de la Mquina Excavadora: Tiempo requerido para cargar y situar unbalde de roca en el camin. Las palas, las cuales rotan de manera circular, requierende mucho menos tiempo que las mquinas cargadoras frontales, las cuales tienen quetrasladarse desde la pila de desechos hasta el camin. El tiempo depende tambin dela compatibilidad de la mquina excavadora y del camin, la calidad de lascondiciones de excavacin y del tamao de la mquina excavadora. Los valorestpicos para las grandes mquinas excavadoras son: 30 a 35 seg. para las palas; y 55 a70 seg. para mquinas cargadoras frontales.

5) Disponibilidad Mecnica: Para los equipos mineros, la disponibilidad mecnica (DM)se define como (tiempo programado - tiempo de mantencin) dividido por el tiempoprogramado. El tiempo de mantencin incluye tanto la mantencin programada y lasfallas de los equipos.

6) Utilizacin: La utilizacin de los equipos (U) es el porcentaje del tiempomecnicamente disponible en que el equipo se encuentra operando y realizando sufuncin principal. Los tiempos de pausas, retrasos por cambios de turno, cierres de lamina debido a efectos de tronadura, etc., se deducen del tiempo disponible. Lautilizacin equivale a (horas mecnicamente disponibles - retrasos operativos) divididopor las horas mecnicamente disponibles.

7) Programa de Extraccin Anual: La cantidad de tiempo expresada en das en que lamina opera al ao. Se puede hacer una estimacin del nmero de das perdidos (cierrede la mina) debido a condiciones climticas severas, etc.

8) Eficiencia Operativa (E): Porcentaje del tiempo en que la unidad est realizando sufuncin principal, E = DM * U.

Tabla 3.21 supone que una pala de 26,5 metros cbicos se encuentra cargando camionesde 300 toneladas. Al lado derecho de la Tabla, aparece el tonelaje acumulativo cargadodespus de haber cumplido cada ciclo. Podemos ver que despus de 7 ciclos, el caminse encuentra cargado y el tiempo en cargar es de 210 segundos. Suponemos que la ltimacarga por balde se ajustar de tal forma que la capacidad de carga ser de 300 toneladas yno de 301 toneladas. Los camiones sern implementados con un instrumento paramedicin del peso, cuya informacin se reportar por medio de la red GPS al operador dela pala.El tonelaje acumulativo y los tiempos de carga seleccionados son ingresados en el botnubicado a la izquierda. El tonelaje mximo por hora se calcula asumiendo un tiempo de


operacin de un 100%. Las tasas de produccin del tonelaje promedio se estimansuponiendo un tiempo de operacin de 64%, basado en una disponibilidad mecnica de80% y una utilizacin de 80%. El factor de compatibilidad se divide por la disponibilidadmecnica de los camiones, y luego, el resultado se trunca hacia arriba para determinar elnmero de camiones que se debern comprar.

La determinacin de los requerimientos del total de equipos en una mina, se tratar enCaptulo 4.


Referencias

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Dr. Peter N CalderFigura 3.1 - Simple red de transporte en una mina a rajo abierto

Dr. Peter N CalderEMPTY TRUCK RETURNING TO PIT

Peter N CalderCAMIN DESCARGADORETORNANDO AL PIT

Peter N CalderCAMIN DE TRANSPORTE DESCARGANDO ROCA ESTRIL EN EL BOTADERO

Peter N CalderROCAESTRIL

Peter N CalderBOTADERO 1

Peter N CalderCAMIN DE TRANSPORTE DESCARGANDO MINERAL EN LA CHANCADORA

Peter N CalderCHANCADORA 1

Peter N CalderREA DE TRABAJO

Peter N CalderSTOCKPILE CON MINERAL GRUESO

Peter N CalderESTACIONAMIENTO DE CAMIONES

Peter N CalderBANCO 6

Peter N CalderPALA 3

Peter N CalderCAMIN DE TRANSPORTE EN PROCESO DE SER CARGADO

Peter N CalderCAMIN CARGADO ABANDONANDO EL PIT

Peter N CalderMINERAL TRONADO



Peter N CalderBANCO 8

Peter N Calder Tpicos de Ingeniera en Minas a Rajo Abierto, Captulo 3_____ Peter N. Calder

Peter N CalderDATOS DE LA CARGA

Peter N CalderBUENA

Peter N Calder

Peter N CalderREGULAR

Peter N CalderDEFICIENTE

Peter N CalderTIEMPO

Peter N CalderUBICACIN N 2 DE LA PALA

Peter N CalderUBICACIN N 1 DE LA PALA

Peter N Calder

Peter N CalderOTRAS UBICACIONES DE LA PALA

Peter N CalderDATOS DEL BOTADERO

Peter N CalderBOTADERO N 1

Peter N CalderOTRAS REAS DEDESCARGA

Peter N Calder


Peter N CalderDATOS DEL TRANSPORTE

Peter N CalderARRIBA

Peter N CalderABAJO


Peter N CalderUNIN N 1

Peter N Calder

Peter N CalderFRECUENCIA



Peter N CalderFigura 3.2

Peter N CalderTpicos de Ingeniera en Minas a Rajo Abieerto, Captulo 3_____Peter N. Calder

Peter N CalderN DE CAMIONES CARGADOS

Peter N CalderTIEMPO DE ESPERA CAMIONES

Peter N CalderTIEMPO DE ESPERA PALAS

Peter N CalderESTE EJE

Peter N Calder

Peter N CalderESTE EJE

Peter N CalderNMERO DE CAMIONES CARGADOS POR TURNO

Peter N CalderTIEMPO DE ESPERA ACUMULATIVO - MINUTOS

Peter N CalderBUENA


Peter N CalderNMERO DE CAMIONES ASIGNADO A ESTA PALA DE UNA FLOTA DE 12 CAMIONES OPERATIVOS

Peter N CalderMALA


Peter N CalderMALA


Peter N Calder

Peter N Calder

Peter N Calder

Peter N Calder

Peter N CalderBUENA EXCAVACIN

Peter N Calder

Peter N Calder

Peter N CalderBUENA EXCAVACIN

Peter N Calder

Peter N Calder

Peter N CalderMALA EXCAVACIN

Peter N CalderFigura 3.3

Peter N CalderTpicos de Ingeniera en Minas a Rajo Abierto, Captulo 3_______Peter N. Calder

Dr. Peter N CalderTITAN - 2000

Dr. Peter N Calder Figura 3.4A

Peter N CalderGrfico Dinmico de Retardo

Peter N CalderALTURA EN LIBRAS

Peter N CalderPESO EN KILGRAMOS

Peter N CalderRESISTENCIA TOTAL EN PORCENTAJE

Peter N CalderFUERZA EN LIBRAS

Peter N CalderFUERZA EN KILGRAMOS

Peter N CalderVELOCIDAD

Peter N CalderTpicos de Ingeniera en MInas a Rajo Abierto, Captulo 3________ Peter N. Calder

Dr. Peter N Calder Figura 3.4B

Dr. Peter N CalderTITAN - 2000

Peter N CalderGrfico de Rendimiento

Peter N CalderPESO EN LIBRAS

Peter N CalderPESO EN KILGRAMOS

Peter N CalderRESISTENCIA TOTAL EN PORCENTAJE

Peter N CalderFUERZA EN LIBRAS

Peter N CalderFUERZA EN KILGRAMOS

Peter N CalderVELOCIDAD

Peter N CalderTpicos de Ingeniera en MInas a Rajo Abierto, Captulo 3________ Peter N. Calder

Dr. Peter N Calder

Dr. Peter N Calder

Dr. Peter N Calder24,390 Kg.

Dr. Peter N Calder36,633 Kg.

Dr. Peter N CalderFIGURE 3.5 - A

Dr. Peter N CalderFIGURE 3.5 - B

Dr. Peter N CalderA

Dr. Peter N CalderB

Dr. Peter N CalderC

Dr. Peter N CalderD

Peter N CalderFIGURA 3.5 A

Peter N CalderFIGURA 3.5 B

Peter N CalderFigura 3.6 - Red de caminos utilizada en Ejemplo 3.1 para clculos de tiempos de ciclo

Peter N CalderTpicos de Ingeniera en Minas a Rajo Abierto, Captulo 3_____ Peter N. Calder

Dr. Peter N Caldertime = 1020 sec.

Dr. Peter N CalderFigure 3.7 - A general road network diagram.

Peter N CalderFigura 3.7 - Diagrama general de una red de caminos

Peter N CalderCICLO

Peter N CalderTrfico en Camino 33

Peter N CalderChancadora

Peter N CalderEAGLE-22

Peter N CalderCamino 46

Peter N CalderCamino 47

Peter N Calderen espera

Peter N CalderPala

Peter N CalderBotadero

Peter N Caldertiempo = 1020 seg.

Peter N Calder Tpicos de Ingeniera en Minas a Rajo Abierto, Captulo 3_____ Peter N. Calder

050

100

150

200

250

300

350

400

450

500

Number of Loads

4 8 12 16 20 24 28 32 36

Number of Trucks

Figure 3.af - Simulation Study Results, Number of Loads vs Truck Fleet Size.

FixedAuto.

Dr. Peter N CalderFigure 3.8A -

Dr. Peter N CalderNmero de cargas

Dr. Peter N Calder

Peter N CalderFigura 3.8A - Resultados del estudio de simulacin - Nmero de cargas vs. Tamao de la flota de camiones

Peter N CalderNmero de camiones

Peter N CalderFijo

Peter N CalderAuto.

Peter N Calder Tpicos de Ingeniera en Minas a Rajo Abierto, Captulo 3____________ Peter N. Calder

020

40

60

80

100

120

$/Load.

4 8 12 16 20 24 28 32 36

Number of Trucks.

Figure 3.af2 - Simulation Study Results, $/Load vs Fleet Size.

$/load fixed$/load auto

Dr. Peter N CalderFigure 3.8B -

Peter N CalderFigura 3.8B - Resultados del estudio de simulacin. $/carga vs. tamao de la flota

Peter N Calder$/carga

Peter N Calder$/carga fijo

Peter N Calder$/carga auto.

Peter N CalderNmero de camiones

Peter N CalderTpicos de Ingeniera en Minas a Rajo Abierto, Captulo 3_____________ Peter N. Calder

TABLA 1: VALORES TIPICOS PARA RESISTENCIA A LA RODADURA

SUPERFICIE DEL TERRENO RESISTENCIA A LA RODADURA(pendiente equivalente y pendiente delcamino de tranporte)

Asfalto 1.5Concreto 1.5Terreno llano, duro, seco, bienmantenido, libre de material suelto

2.0

Terreno seco, pero no slidamentecompacto

3.0

Terreno suave, sin arar, con escasamantencin

4.0

Terreno suave, arado 8.0Terreno con rellenos poco slidos 8.0Terreno profundamente surcado 16.0Terreno de ripio muy compacto; seco;libre de material suelto

2.0

Terreno de ripio no firmementecompacto, pero seco

3.0

Terreno de ripio con material suelto 10.0Terreno fangoso, pero slido 4.0Terreno fangoso suave, poroso 16.0Terreno arenoso, con material suelto 10.0Terreno nevado y compacto 2.5Terreno nevado con 4 de profundidad,material suelto

4.5

Peter N CalderTabla 3.1 - Valores tpicos de resistencia a la rodadura

Peter N CalderTpicos de Ingeniera en Minas a Rajo Abierto, Captulo 3______ Peter N. Calder

Peter N. Calder, Topics in Open Pit Engineering, Chapter 3

Velocity kph Velocity mph Rimpull Lb Retard Lb Weight Lb Grade Propel Lb Brake Lb Roll. Res.0 0 160,000 185,000 673,000 0 149,905 195,095 0

1.6 1 157,000 185,000 146,905 195,0953.2 2 155,000 150,000 144,905 160,0954.8 3 150,000 90,000 139,905 100,0956.4 4 120,000 78,000 109,905 88,0958.0 5 105,000 70,000 94,905 80,0959.7 6 92,000 69,000 81,905 79,095

11.3 7 83,000 69,000 72,905 79,09512.9 8 74,000 70,000 63,905 80,09514.5 9 67,000 72,000 56,

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Cap3 Cielo Abierto