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Minería Chilena del Cobre

Carguío: Constituye una de las etapas que forma parte del proceso de explotación a rajo abierto. Se refiere específicamente a la carga de material mineralizado del yacimiento. Ésta se realiza en las bermas de carguío, las que están especialmente diseñadas para la actividad. Transporte: Consiste en el traslado de material mineralizado y/o estéril desde el yacimiento hacia los posibles destinos, ya sea el chancado, stock de mineral o botaderos de estéril. Manejo de materiales: es toda acción, tarea, proceso, cuyo propósito es mover y almacenar materiales hasta un lugar de interés al menor costo posible. Levantar correctamente los materiales y transportarlos de un punto a otro sin retroceder, evita interferencias, retrasos y la realización de movimientos innecesarios. Objetivo Proveer soluciones de carguío y transporte acorde a los requerimientos de producción con mínimo costo operacional.

UNIDADES TEMÁTICAS 1. Conceptos Básicos de carguío y transporte •

Importancia del carguío y transporte.

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Equipos de carga y transporte para la minería.

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Vías de transporte para equipos de rieles y para equipos sin rieles.

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Sistema de carguío, como por ejemplo: sistema gravitacional y Scraper.

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Izaje de carga.

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Transporte principal y secundario (camiones, corres y ferrocarril).

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Aspectos de seguridad en las operaciones de carguío y transporte

2. Carguío y transporte en la base de un caserón. Introducción sobre métodos de explotación de un caserón. •

Carguío: sistema de recolección, puntos de vaciado, puntos de extracción y sistema de traspaso de mineral.

•

Sistemas de recolección tales como embudos y zanjas.

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Estocadas de carguío, conceptos entre los que destacan dimensiones del equipo de carguío, rapidez de carga y abrasividad del material

3. Optimización de las operaciones de carguío y transporte. 1. Costos asociados a las operaciones de carguío y transporte y su repercusión en el costo de una operación mina. 2. Cálculo de equipos, principales factores para optimizar los sistemas de carguío y transporte. 3. Manejo de herramientas computacionales de optimización de operación unitaria (pala-camión). IMPORTANCIA DEL CARGUÍO Y TRANSPORTE El carguío y el transporte constituyen las acciones que definen la principal operación en una faena minera. Estas son los responsables del movimiento del mineral o estéril que ha sido fragmentado en el proceso de tronadura. IMPACTO ECONÓMICO La operación de carguío y transporte representa entre 45% y 65% de los costos totales de explotación de una mina y los ahorros generados por una mejora impacta directamente en un costo menor por tonelada de material transportado

DISTRIBUCIÓN DE COSTOS EN LA MINA

EFICIENCIA Y OPTIMIZACIÓN DE RENDIMIENTOS Y RECURSOS

1. Dimensionamiento de los equipos de carguío y transporte. 2. Características y compatibilidad entre ellos. REQUISITOS DE LOS EQUIPOS DE CARGUÍO Y TRANSPORTE 1. Compatibilidad física entre los equipos de carguío y transporte con la explotación, es decir que la flota de equipos sea capaz de operar en la faena en condiciones normales de operación y seguridad (en función de la altura de bancos, dimensiones operacionales, selectividad, etc.). 2. Compatibilidad física entre el equipo de carguío y el de transporte, es decir que el equipo de carguío sea capaz de operar en conjunto con el equipo de transporte (altura de descarga del carguío v/ s altura de carga del transporte, match pala/camión, etc. No olvidar “El objetivo de estas operaciones es retirar el material tronado en la frente de carguío y transportarlo adecuadamente a su lugar de destino” ESQUEMA OBJETIVO DE OPERACIONES a) b) c) d) e) f)

Preparación de la zona de trabajo Posicionamiento de equipos Retirar el material tronado desde el frente de trabajo (Carguío) Traspaso del material al equipo de transporte dispuesto para el traslado Transporte del material a su lugar de destino (Planta, acopio, botaderos, etc.) Descarga del material

g) Retorno del equipo de transporte al punto de carguío (si es que se requiere su retorno). CLASIFICACIÓN EQUIPOS DE CARGUÍO a) Sin acarreo: o Pala hidráulica o Pala de cables o Retroexcavadora b) Acarreo mínimo o Cargador frontal o LHD o Scoop Los equipos de carguío realizan la labor de carga del Material hacia un equipo de transporte o depositan directamente el material removido en un punto definido CLASIFICACIÓN EQUIPOS DE TRANSPORTE a) Unidad discreta o Camión o Camión bajo perfil o Camión articulado o Tren b) Unidad continua o Cintas o correas transportadoras Los equipos de transporte tienen por principal función desplazar el material extraído por el equipo e carguío hacia un punto de destino definido por el plan minero SELECCIÓN DE EQUIPOS Para la selección de equipos se debe considera el plan minero el que, a su vez, considera: a. Condiciones del entorno b. Geometría de la explotación c. Características del yacimiento Condiciones del entorno a)

Clima: o Temperatura o Precipitaciones o Vientos

b)

Geografía o Altitud o Tipo de terreno o Accesibilidad c) Infraestructura o Eléctrica

o Mano de obra o Talleres de maquinarias o Exigencias ambientales Características del yacimiento a. Mineral o o o o

Potencia Propiedades geomecánicas Estabilidad de taludes Ángulo de reposo de los materiales

o o o o o

Tipo y forma Espesor Inclinación Propiedades geomecánicas Alteraciones

b. Estéril

c. Hidrología o Densidades o Factores de esponjamiento o Abrasividad Geometría de la explotación • • • • • • •

Dimensiones de la explotación Altura del banco, ancho de rutas y botaderos Ritmos de producción Selectividad minera Vida del proyecto Disponibilidad de capital Programa de restauración de terrenos

Altitud Geográfica En nuestro país la mayoría de las faenas se ubican sobre los 2.000 m.s.n.m. Esta condición implica exigencias particulares para la actividad minera nacional, no solamente para las personas que desempeñan las diferentes actividades que demanda el trabajo minero sino que también, para algunos componentes de los equipos de transporte los que tienen un impacto económico de gran relevancia. El trabajo en altura se traduce en una pérdida de potencia significativa a partir de los 3.000 m.s.n.m . Los equipos diésel que funcionan por combustión interna disminuyen su rendimiento en altura debido a la disminución de oxígeno presente en el aire. La potencia disminuye en un 10 % por cada 1000 m de altura geográfica

Los equipos eléctricos que funcionan por medio de energía eléctrica es menos afectado que los diésel por la altura. La potencia disminuye en un rango menor a una altura por sobre los 2000 msnm. Clima La variable temperatura, que puede alcanzar los 25 grados bajo cero en algunas operaciones en invierno, es una segunda condición que afecta el desempeño de tales componentes. Si los equipos quedan a la intemperie cuando no están en funcionamiento, pueden sufrir el congelamiento de alguno de sus componentes por lo que es necesario tener galpones especiales para guardar la maquinaria y protegerla de las bajas temperaturas. En los sectores de cordillera siempre hay fuertes vientos, los cuales aumentan las bajas térmicas del ambiente

Definiciones a) Producción: es el volumen o peso de material a ser manejado en una operación especifica. Mineral (en unidades de peso) y Estéril (en unidades de volumen). Las unidades son generalmente por año. b) Tasa de producción: es la producción por unidad de tiempo en horas, turno o día. c) Productividad: la cantidad de producción de una unidad de producto o servicio por insumo de cada factor utilizado por unidad de tiempo (ton/hombre-turno). También puede llamarse tasa neta de producción, o tasa de producción por unidad de trabajo y tiempo (por ejemplo, toneladas/hombre turno) d) Capacidad: es el volumen de material que una maquina puede manejar en cualquier instante de tiempo. 

Capacidad al ras: es el volumen de material en una unidad de carguío o transporte sin material que sobresalga (dientes de una pala, pila en un camión)



Capacidad con pila: máxima capacidad con el equipo lleno y conformación de una pila. Esta depende del diseño del equipo para contener el material a que se desplace en sus bordes

e) Capacidad nominal (de fábrica): capacidad de un determinado equipo, en términos del peso máximo que puede manejar. La mayoría de los equipos están diseñados para movilizar un determinado peso, en lugar de un volumen máximo. Por lo tanto, el volumen de material manejado dependerá de la densidad del material, y variará con la densidad para un mismo equipo, mientras que el peso máximo es constante y es una función de la resistencia de los componentes del equipo.

f) Factor de llenado de balde: Un ajuste de la capacidad de llenado del balde de equipos de carguío. Se expresa generalmente como una fracción decimal y corrige la capacidad del balde al volumen que realmente puede mover, dependiendo de las características del material y su ángulo de reposo, y la habilidad del operador del equipo para efectuar la maniobra de llenado del balde. g) Ciclo: Al igual como la explotación de minas se describe generalmente como un ciclo de 0peraciones unitarias, cada operación unitaria tiene también una naturaleza cíclica. Las operaciones unitarias de carguío y transporte pueden dividirse en una rotación ordenada de pasos o suboperaciones. Por ejemplo, los componentes más comunes de un ciclo de transporte con unidad discreta son: cargar, transportar, botar y regresar. Desde el punto de vista de selección de equipos o planificación de la producción, la duración de cada componente es de primordial importancia. La suma de los tiempos considerados para completar un ciclo corresponde al tiempo del ciclo h) Esponjamiento: el porcentaje de aumento en volumen que ocurre cuando la roca es fragmentada y removida desde su posición inicial. i) Factor de llenado de la pala: es un ajuste al llenado de la pala. Se debe a correcciones por: • Angulo de reposo del material (variable y depende del tipo de material a manejar) • Capacidad de formar una pila en la pala • Habilidad del operador al cargar la pala j) Factor de esponjamiento: El incremento fraccional del volumen del material que ocurre cuando está fragmentado y ha sido sacado de su estado natural (volumen in situ) y depositado en un sitio no confinado (volumen no confinado). Puede expresarse como una fracción decimal o como un porcentaje.

Ejercicios 1.- Si la densidad in situ de una roca es 2.5 t/m3 y su densidad esponjada es 1.8 t/m3, el factor de esponjamiento será: Respuesta FE=1.39 2.- Si el porcentaje de esponjamiento es de un 40%y la densidad in situ es de 2.65 t/m3, calcular su densidad esponjada. Respuesta: Densidad Esponjada: 1.89 t/m3

Norma Asarco e Indicadores Operacionales La Norma Asarco ( American Smelting & Refinering Co) es el marco de referencia utilizado para la definición de los tiempos en que el equipo, máquina o instalación incurren durante la operación. Con los adecuados ajustes a la realidad operacional de la mina, pondera una serie de variables y proporciona indicadores del comportamiento y rendimiento de los equipos empleados en la extracción, beneficio e industrialización de los minerales. La descripción gráfica de los tiempos, acorde con esta norma, se presenta en la tabla siguiente:

TIEMPO NOMINAL Tiempo Disponible Tiempo Operativo Tiempo Efectivo

Demoras no Programadas

Demoras Reserva programadas

Fuera de servicio (M/R)

Índices Operacionales Objetivos: 1. Medir la efectividad de procesos ya existentes. 2. Identificar el estado del sistema 3. Comparar diseño operación 4. Optimizar procesos 5. La ingeniería de procesos mediante la definición de la flota de equipos. 6. Mantención electromecánica. 7. Reemplazo oportuno de equipos mineros. Control y evaluación de la gestión de los recursos......Norma Asarco