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T m ri

al

EQUIPOS LHD EN MINERIA SUBTERRANEA:  CARACTERISTICAS  DE  DISEÑO SELECCION Y OPTIMIZACION DISEÑO, SELECCION Y OPTIMIZACION  OPERATIVA MBA. Mauricio Riquelme Riquelme

.co Nº Diap. 

Introducción..............................................................................................................    05 II. Tipos de unidades…………………………………………………………………………………..…………… 08

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PD F

I.

INDICE

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Cre

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nce

a ua te

Consultor Intercade

III. Tiempo de ciclo………………………………………………………………………………………..…………… 30 IV. Características generales y de diseño……………………………………………………..…………….. 39 V. Operaciones básicas y práctica operativa………………………………………………..……………. 88 VI. Optimización operativa………………………………………………………………………………..………. 108

VII. Indices operacionales……………………………………………………………………………….…………. 123 VIII.Criterios técnico‐económicos de selección…………………………………………………………. 151 IX Cálculo de producción y cálculo de flota……………………………………………………………… IX. Cálculo de producción y cálculo de flota 210 X. Mantenimiento de equipos…………………………………………………………………………………. 220 XI. Seguridad y prevención de accidentes………………………………………………………………… 229 XII. Impacto de la selección del equipo LHD en los costos totales……………………………… 242 XIII. Bibliografía …………………………………….……………………………………………………..………..…  257 2

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OBJETIVOS

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OBJETIVO

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El participante, al concluir el curso, deberá contar con una visión adecuada y suficiente de los equipos LHD. • Sus características p principales. p • Impacto en las operaciones mineras. • Indicadores asociados. • Vida económica del equipo. • Mantenimiento y operación.

Que le permitirá tomar decisiones más precisas en diversas circunstancias.

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I. Introducción

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I. INTRODUCCION

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1. INTRODUCCION

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En este módulo se analizarán las características principales d los de l equipos i mineros i LDH asíí como sus principales LDH, i i l indicadores de gestión, que permitan aprovechar al máximo al activo. Se desarrollara un criterio que permita desarrollar un método para establecer cantidades de flota.

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I. Introducción

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1. INTRODUCCION Es lo mismo: LHD

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Scoop Scooptram

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Cargador de bajo perfil

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I. Introducción

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Palas

II. TIPOS DE UNIDADES

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II. Tipos de unidades

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EQUIPOS: LHD

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EQUIPOS: LHD

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II. Tipos de unidades

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LHD: Del inglés Load‐Haul‐ Dump, es decir, carga‐acarrea‐ descarga; es una de las maquinarias más usadas en la minería subterránea, ya que es parte integral del proceso productivo.

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Los LHD corresponden a palas de bajo perfil que pueden clasificarse tanto de equipos de carguío con acarreo mínimo o como equipo combinado de carguío y transporte. Tienen la particularidad de poseer una cuchara o balde de gran tamaño, el cual puede ser elevado para cargar un equipo de transporte, tal como un camión ió de d bajo b j perfil fil o un camión ió convencional. i l Poseen P gran versatilidad tilid d y por ende son equipos de alta productividad a un bajo costo operacional.

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II. Tipos de unidades

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EVOLUCION DE LA MINERIA SUBTERRANEA Pasado: Roca Secundaria. Granulometría Fina Fina. Baja Dureza. Ley relativamente alta.

• Baja mecanización. • Intensivo en mano de obra.

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• • • •

• Inicio de la explotación de la roca Primaria. Primaria • Problemas de Estabilidad • Mineral más Grueso • Disminución de la Ley

• Creciente tamaño

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equipos

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II. Tipos de unidades

• Automatización

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• Mecanización

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Presente:

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EVOLUCION DE LA MINERIA SUBTERRANEA

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PALAS NEUMATICAS SOBRE RIELES. Es un equipo q p montado sobre ruedas q que circula sobre rieles y que carga el mineral fragmentado a carros mineros, la cuchara es accionada mediante aire comprimido.

Requieren de una presión mínima de aire de 85 PSI, tomadas de una línea de aire mediante una manguera de 1” de diámetro cuya la longitud no debe superar los 25 metros.

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II. Tipos de unidades

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EVOLUCION DE LA MINERIA SUBTERRANEA PALAS NEUMATICAS SOBRE NEUMATICOS.

Es un equipo similar a los anteriores montado sobre ruedas

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neumáticas, requiere de menos infraestructura y brinda mayor

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flexibilidad de movimiento.

Carga el mineral fragmentado a carros mineros, la cuchara es

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II. Tipos de unidades

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accionada mediante aire comprimido.

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EVOLUCION DE LA MINERIA SUBTERRANEA

PD F

PALAS ELECTRO HIDRAULICA SOBRE NEUMATICOS.

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LHD electro hidráulico.

Es un equipo de características similares a los equipos actuales, cuentan con dos cuerpos articulados, su accionamiento es hidráulico y su unidad de potencia es un motor eléctrico. Carga el mineral fragmentado, y lo traslada a hasta un punto de descarga. Su característica principal es un carrete montado en el chasis trasero, el cual debe enrollar y desenrollar un cable que se conecta a la red de fuerza de la mina.

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II. Tipos de unidades

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EVOLUCION DE LA MINERIA SUBTERRANEA PALAS DIESEL HIDRAULICA SOBRE NEUMATICOS. Es el LHD q que más se utiliza en la actualidad.

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Es un equipo se características por que cuentan con dos cuerpos articulados, su accionamiento es hidráulico y su unidad de potencia es un motor diesel. Carga el mineral fragmentado, y lo traslada hasta un punto de descarga.

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II. Tipos de unidades

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Permite mayor autonomía e independencia de la red eléctrica.

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EVOLUCION DE LA MINERIA SUBTERRANEA

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La explotación minera en los últimos años, se ha mecanizado cada d vez más, á para poder d satisfacer ti f l los rendimientos di i t productivos de los sectores mineros, se han mecanizado los procesos haciendo que el ítem equipos en las inversiones cobre relevancia tanto al inicio de la producción, como en las fases de reemplazo de equipos. equipos

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II. Tipos de unidades

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RANGO DE CARGADORES LHD LHDs PEQUEÑOS Capacidad 3 500 kg

Capacidad 6.700 kg

Capacidad 17.000 kg

Capacidad 21.000 kg

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II. Tipos de unidades

Cre

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Capacidad 14.000 kg

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LHDs GRAN TAMAÑO

Capacidad 10,000 kg

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Capacidad 6.200 kg

al

LHDs TAMAÑO MEDIANO

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PD F

LHDs PEQUEÑOS

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RANGO DE CARGADORES LHD

Capacidad 3 500 kg

Son equipos utilizados en galerías pequeñas, menor a 2 m de ancho, y su mantenimiento es sencillo dado los pesos de sus componentes componentes.

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II. Tipos de unidades

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RANGO DE CARGADORES LHD LHDs TAMAÑO MEDIANO

Capacidad 6.200 kg Capacidad 6.200 kg

Capacidad 10,000 kg Capacidad 10,000 kg

al

Capacidad 6 700 kg Capacidad 6.700 kg

Son equipos utilizados en galerías intermedias, entre 2 y 4 m

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de ancho, y su mantenimiento requiere de instalaciones

adecuadas para el manejo de sus componentes, componentes los cuales

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II. Tipos de unidades

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cuentan con pesos que pueden producir daños a las personas.

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PD F

LHDs GRAN TAMAÑO

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RANGO DE CARGADORES LHD

C Capacidad 14.000 kg id d 14 000 k

C Capacidad 17.000 kg id d 17 000 k

C Capacidad 21.000 kg id d 21 000 k

Son equipos utilizados en galerías, mayores a 4 m de ancho, y su mantenimiento requiere de instalaciones adecuadas para ell manejo j de d sus componentes, t es necesario i contar t con

equipos

auxiliares

para

el

reemplazo

de

algunos

componentes. 20

II. Tipos de unidades

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PROCESO DE EXTRACCION

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Nivel de hundimiento.

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II. Tipos de unidades

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Nivel de extracción.

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PD F

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PROCESO DE EXTRACCION

NIVEL DE HUNDIMIENTO

Martillo Picador

LHDs de 7 yd3

Martillo Picador

LHDs de 7 yd3 NIVEL DE PRODUCCION

Piques de traspaso Secundarios (30 m)

NIVEL DE TRASPASO

(208 m) Piques de Traspaso Principales (178 m)

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II. Tipos de unidades

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PUNTOS DE CARGUIO Son los lugares donde los LHD recogen el mineral. En un sector pueden haber muchos de estos puntos espaciados  a unos 10 m. Bateas

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II. Tipos de unidades

Cre

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Punto de Vaciado

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LHD

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Marco de Seguridad

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Puntos de Carguío

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PUNTOS DE CARGUIO, JUMBO CACHORRERO

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PD F

Equipo cuya función principal es reducir de tamaño las rocas de sobre tamaño que no pueden ser tomadas por el LHD, en los puntos de carguío. Trabajan en el mismo nivel y las mismas rutas que los LHD. LHD

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II. Tipos de unidades

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PUNTOS DE VACIADO 3,60 m

Son los lugares donde los LHD descargan el mineral.

Martillo

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7,45 m

MURO TOPE PUNTO DE VACIADO

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II. Tipos de unidades

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MURO FONDO

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4,50 m

Lugar donde suelen instalarse martillos rompe rocas, que facilitan el traspaso de mineral.

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3,75 m

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3,45 m

En un sector hay pocos estos puntos espaciados a unos 300 m.

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PUNTOS DE VACIADO: MARTILLOS ROMPE ROCA

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PD F

Equipo electrohidráulico, del tipo estacionario, que puede ser operado en forma local o remota. Su principal función es fracturar el mineral sobre tamaño que llega al punto de vaciado.

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II. Tipos de unidades

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PUNTOS DE VACIADO: MARTILLOS ROMPE ROCA

D

al

C

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E

B

G

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II. Tipos de unidades

Cre

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Elevación

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Planta

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CARACTERISTICAS DE LHD

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PD F

 Mediante los cargadores LHD, un único operador carga, transporta y descarga en el punto de vaciado.  Capacidad de cucharas a partir de 0.3 m3 ( 1 yd3) y carga útil a partir de 0.6 ton.  Están montadas sobres neumáticos e impulsados por las cuatro ruedas motrices.  Su estrechez y bajo perfil hacen que se adopten perfectamente a la bóveda del túnel.

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II. Tipos de unidades

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CARACTERISTICAS DE LHD

 Poseen una articulación central que les da una gran maniobrabilidad i b bilid d en ell trazo de d curvas.

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 Pueden circular hacia delante y marcha atrás con el mismo número de velocidades en cada dirección.

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PD F

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II. Tipos de unidades

Cre

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 El asiento del operador proporciona igual visibilidad y comunidad circulando en ambos sentidos. sentidos

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III. TIEMPO DE CICLO

III. Tiempo de ciclo

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ELEMENTOS TIEMPO DE CICLO Tiempo de ciclo o ciclo de acarreo es el tiempo que demora un LHD en cargar, trasladar la carga hasta un punto de vaciado, vaciar y trasladarse hasta un punto de carguío.

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III. Tiempo de ciclo

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Interferencia

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Interferencia

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ELEMENTOS TIEMPO DE CICLO

(e.2.1)

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PD F

t0 = c0 + q0 + p0 + r0 + k0 c0: tiempo de carguío.

q0: tiempo que toma el LHD cargado en llegar desde el punto de carguío hasta el punto de vaciado. p0: tiempo de descarga. r0: tiempo que toma el LHD vacío í en llegar desde el punto de vaciado al punto de carguío. k0: tiempos asociados a pérdidas.

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III. Tiempo de ciclo

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ELEMENTOS TIEMPO DE CICLO

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III. Tiempo de ciclo

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c0: tiempo de carguío, tiempo necesario para cargar el balde, se encuentra determinado por:  Las características del mineral (tamaño, densidad y humedad).  Las características del punto de carguío, tamaño, orientación, etc.  La potencia del LHD, la cual se establece durante el proceso de compra; incluyendo los tiempos de envestida y los cuchareos (movimientos de balde) necesarios para cargar, que suelen ser 2.  Este tiempo se estima en 12 y 18 segundos.

w.n

ELEMENTOS TIEMPO DE CICLO

ww

PD F

q0: tiempo que toma el LHD cargado en llegar desde el punto de carguío hasta el punto de vaciado; determinado por:  El estado de la ruta p por donde se desplaza. p  La velocidad que es capaz de desarrollar el equipo, el cual se establece durante el proceso de compra.  El tiempo requerido para distancias de 50 m varía entre 45 y 55 segundos.

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III. Tiempo de ciclo

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ELEMENTOS TIEMPO DE CICLO

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III. Tiempo de ciclo

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p0: tiempo de descarga, tiempo necesario para vaciar el balde, se encuentra determinado por:  Las características del equipo, se establece durante el proceso de compra; incluyendo l d los l tiempos de d levante, l volteo, l d descenso y acomodo d del d l balde.  Fluctúa entre 16 y 24 segundos.

w.n

ELEMENTOS TIEMPO DE CICLO

PD F

r0: tiempo que toma el LHD vacío en llegar desde el punto de vaciado al

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punto de carguío; determinado por:

 El estado de la ruta por donde se desplaza. desplaza

 La velocidad que es capaz de desarrollar el equipo, el cual se establece durante el proceso de compra.

 El tiempo requerido para distancias de 50 m varía entre 45 y 55 segundos.  Si el punto de carguío es el mismo desde el cual inicio el ciclo, este tiempo debería ser menor o igual al tiempo de “q0”, por lo general se consideran iguales.

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III. Tiempo de ciclo

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ELEMENTOS TIEMPO DE CICLO k0: tiempos asociados a pérdidas, son los resultantes de: Producto de las operaciones, como son maniobras de acomodos propios del equipo.

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Interferencias con otros equipos de la misma familia u otra que trabajan en el mismo sector.

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Estima que el promedio se encuentra entre 70 y 90

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III. Tiempo de ciclo

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segundos segundos.

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ELEMENTOS TIEMPO DE CICLO

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PD F

Ciclo de operación VACIADO O  DESCARGA. DESCARGA

Fuerza de  empuje del  equipo.

Velocidades  traslado del  equipo.

Velocidad de  levante y volteo  del equipo.

Velocidades  traslado del  equipo.

Características  del punto de  ac ado vaciado

Características  de la carretera.

Disponibilidad  del punto de  ac ado vaciado.

Características  de la carretera.

CARGUIO

TRASLADO AL  PUNTO DE  VACIADO.

Distancia entre  el punto de  carguío y el  punto de  vaciado.

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TRASLADO AL  PUNTO DE  CARGUÍO.

INTERFERENCIAS.

Tiempos  muertos por  esperas debido  a otras  actividades  mineras.

Distancia entre  el punto de  carguío y el  punto de  vaciado.

III. Tiempo de ciclo

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Cre

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IV. CARACTERISTICAS GENERALES Y DE DISEÑO

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CARACTERISTICAS GENERALES Y DE DISEÑO

ww

PD F

Los equipos y sus componentes deberán ser diseñados de modo odo ta tal,, que sus co componentes po e tes y acceso accesorios os sea sean de fácil ác acceso y reposición.

Los equipos deberán reunir conceptos modernos de diseño orientados a maximizar el rendimiento, diseño, rendimiento en términos de privilegiar las funciones de acarreo de mineral.

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IV. Características generales y de diseño

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CARACTERISTICAS GENERALES Y DE DISEÑO

al

Debe privilegiar la utilización de materiales no combustibles y de materiales que al ser expuestos a altas temperaturas o llamas, no emitan gases tóxicos ni humos visibles.

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IV. Características generales y de diseño

Cre

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Debe incorporar criterios de estandarización en la selección de sus componentes, permitiendo la mayor intercambiabilidad posible entre aquéllos que cumplan funciones parecidas.

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PD F

CARACTERISTICAS GENERALES Y DE DISEÑO

ww

Los equipos deben contar con elementos de sujeción para remolcarlos en forma segura. segura

Es conveniente considerar sistemas de monitoreo remoto para los elementos de desgaste, a fin de facilitar el monitoreo de condición para el mantenimiento predictivo.

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IV. Características generales y de diseño

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ESTRUCTURA O CUERPO PRINCIPAL Chasis posterior. Chasis delantero. Articulación central. Aguilón o brazo. Cuchar o balde. Cabina o canopy.

.co

nce

IV. Características generales y de diseño

Cre

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a ua te

!5

T m ri

al

     

w.n

ESTRUCTURA O CUERPO PRINCIPAL

ww

PD F

La estructura debe ser diseñada de tal forma que ésta soporte la embestida contra el mineral y posibles impactos no deseados contra las paredes de los túneles. Su función principal es proteger los componentes del equipo.

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IV. Características generales y de diseño

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IV. Características generales y de diseño

Cre

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T m ri

al

BASTIDOR DELANTERO

w.n

BASTIDOR DELANTERO

PD F

Chasis delantero.

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Estructura que se encuentra montada sobre el eje diferencial d l t delantero soporta t los l cilindros ili d de d levante l t y volteo. lt

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IV. Características generales y de diseño

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BASTIDOR DELANTERO

Horquilla. Estructura que tiene su principal

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IV. Características generales y de diseño

Cre

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a ua te

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T m ri

balde.

al

función articular para levantar el

w.n

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PD F

BASTIDOR DELANTERO

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Hueso perro Estructura que tiene su principal función articular el balde para realizar el volteo.

IV. Características generales y de diseño

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BASTIDOR DELANTERO Cilindros de levante. Son dos cilindros que se apoyan entre la chasis delantero y la horquilla, su

horquilla.

al

función es dar movimiento a la

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Cilindros de volteo.

Es un único cilindro que se apoya entre el chasis delantero y el hueso

!5

perro, para dar movimiento de volteo

.co

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IV. Características generales y de diseño

Cre

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a ua te

al balde.

w.n

ww

PD F

BASTIDOR DELANTERO

Cilindros de dirección. Son dos cilindros ubicados en la parte inferior del chasis trasero, en el sector de la articulación central y se apoyan contra el chasis delantero, para ejercer las fuerzas para

girar el cuerpo y

direccionar el equipo.

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IV. Características generales y de diseño

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