1) Peak Performance Practices - Excavator Selection (Español)

perati atione ones ss de aalta produ oducci cción ón bbajo ccost oo Para oper Para operaci acione ones de alta alta lta pr produ pr oducci cción ón yy bajo bajo ajo cost costo osto

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SELECCIÓN DE EXCAVADORAS Sección

Página

1 In Introducción. . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2 Descripciones Descripcio nes las máquinas 5

de

3 Criterios a conside iderar . . . . . . . 11 A. Técnico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 11 B. Operación de la máquina 19 C. Geología y caracterización del yacimiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 D. Excavación y carguío. . . . . . . . . . 31 E. Productividad . . . . . . . . . . . . . . . . 43 F. Mantención . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 G. Im Impa pacto cto al medio medio ambi ambien ente te . . . . 49 H. Consid Considerac eracion iones es comerci comerciales ales . . . 52

4 Proceso para seleccionar una máquina . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 Glosario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 65 Índice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

Prefacio La industria de la minería de superficie en todo el mundo continúa utilizando y requiriendo palas y camiones de gran capacidad para lograr operaciones eficientes de alta producción y bajo costo (HPLC, por sus siglas en inglés). El avance de la tecnología, las depresiones del mercado de productos básicos, el aumento de los costos de mantención y mano de obra, las obligaciones de contrato y los ambientes difíciles de operación han hecho que la escala de la economía se dirija hacia la producción masiva a bajo costo. Sin embargo, los ambientes naturales de todas las operaciones de minería de superficie se caracterizan por condiciones difíciles que presentan grandes retos para el uso de equipo de gran capacidad. Estas condiciones incluyen la limitación de espacio, desmonte débil, tierras y rocas erosionadas, problemas de drenaje y clima y terreno accidentado. Por esto, la industria se enfrenta con enormes retos al seleccionar las palas de minería adecuadas para satisfacer los requisitos técnicos, de operación, de seguridad, ambientales y económicos. Con el fin de lograr las economías a escala, es de suma importancia comprender los problemas reales que afectan las opciones reales de las operaciones de minería de superficie masiva. P&H MinePro Services, en camino hacia esta meta estratégica, ha hecho una contribución notable al considerar, seleccionar y usar palas de gran escala para las operaciones de minería de superficie HPLC, a través del manual Peak Performance Practices - Selección de Excavadoras. Este manual está dividido en cuatro secciones principales: introducción, descripciones de las máquinas, criterios a considerar y proceso para seleccionar una máquina. La sección Introducción proporciona una descripción básica y una explicación del ambiente de operación de la minería general donde se usan estas palas excavadoras grandes. La sección sobre las descripciones de las máquinas cubre una descripción general de los componentes externos e internos de ambas palas, eléctrica e hidráulica, además de sus ciclos de operación. La sección sobre los criterios a considerar cubre el análisis y la consideración detallada de los factores importantes para seleccionar palas hidráulicas y eléctricas para operaciones de alta producción y bajo costo. El proceso para seleccionar una máquina resume las variables clave en el proceso de selección de palas de minería. Juntas, estas secciones proporcionan conocimientos fundamentales y generales para ayudar al usuario a resolver problemas de selección de palas en todas las fases de operación de alta producción y bajo costo. El Manual de Selección de Excavadoras es un manual técnicamente completo y se basa en conocimientos existentes, experiencia y estándares aceptables tanto teóricamente como en la industria. Proporciona conocimientos adecuados, exámenes detallados y discusiones sobre los criterios a considerar al seleccionar palas para operaciones de minería de superficie de alta producción y bajo costo (minería a rajo abierto y minería al descubierto). Este manual es un compendio principal de conocimientos avanzados sobre la excavación y la ingeniería de producción de la minería de superficie. Felicitamos a P&H MinePro Services por este esfuerzo.

Samuel Frimpong, PhD, PEng Profesor de Ingeniería Minera University of Alberta, Canadá

1 - Introducción

Antecedentes El proceso de selección de equipos de excavación para operaciones mineras de superficie que usan palas y camiones (Figura 1) es realmente un proceso complejo. Una mina que considera comprar equipos de gran capital debe resolver varios problemas relacionados a la disposición de la mina, técnicas de tronadura, capacidad de mantención en terreno y recuperación del capital antes de tomar una decisión final. Los encargados de compras y operaciones deben examinar los datos que proporcionan los fabricantes sobre el rendimiento superior de los diferentes tipos de equipos, para asegurar que se seleccionen las máquinas correctas - máquinas que no sólo lograrán las metas de producción sino que también ofrecerán el costo más bajo por unidad cargada.

Tanto la pala eléctrica como la hidráulica se merecen una consideración justa durante el proceso de selección de equipos. La ágil pala hidráulica es una máquina excelente para mezclar materiales y excavación selectiva donde es necesario moverla frecuentemente o cuando no hay energía eléctrica disponible. Es una opción práctica que está entre las cargadoras frontales y la pala eléctrica. Las palas eléctricas grandes para trabajo pesado son el estándar probado para aplicaciones de minería de alta producción y bajo costo donde la confiabilidad es la clave de la rentabilidad (Figuras 2 y 3). Como distribuidor mundial de palas, perforadoras, dragas, camiones de minería, cargadoras frontales y otros equipos de minería, P&H MinePro Services comprende lo que representa la selección de equipos de minería. Este manual proporciona una compilación de los conocimientos de aplicación de esos equipos en un esfuerzo por simplificar y mejorar el proceso de selección de palas mineras.

Descripción Este manual está dirigido al personal de la mina que trabaja en gerencia, compras, mantención y operaciones. También está dirigido a estudiantes y profesores de Ingeniería en minas y a toda persona

Figura 1 Las palas mineras trabajan en conjunto con una flota de camiones.

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PEAK PERFORMANCE PRACTICES – SELECCIÓN DE EXCAVADORAS

1. Retiro de la capa superficial - Los tractores jalan cargadoras de arrastre para retirar la capa superficial. Las cargadoras de arrastre transportan esta tierra y la descargan en la zona de reclamación.

2. Retiro del subsuelo - Esta es la tierra inerte o barro justo debajo de la tierra superficial. Está climatológicamente erosionada al punto que se puede excavar sin perforación ni tronadura. Una excavadora (se muestra una hidráulica) retira esta capa y los camiones transportan y descargan en la zona de reclamación.

2

1

4

3

3. Perforación y tronadura - Más abajo del nivel del subsuelo, todo necesita perforación y tronadura para proporcionar la fragmentación adecuada y asegurar una excavación y carguío eficaces. Las perforadoras de barrenos perforan hoyos que luego se llenan de explosivos para la detonación.

3

4. Excavación con pala y camiones Una vez que el material está fragmentado correctamente, las palas eléctricas de minería grandes excavan dos bancos (en esta representación) de desmonte, que es transportado y descargado por los camiones en la zona de estériles. Se utiliza un puente de cruce de rajo con el fin de mantener cortas las distancias de manejo y los tiempos de ciclo.

7

Figura 2 Representación conceptual de una operación minera de alta producción y bajo costo (no a escala).

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1 - Introducción

5. Operación de dragas - Las dragas se usan en algunas operaciones para retirar la última capa de desmonte y exponen el yacimiento de carbón. La draga no requiere unidades de transporte para transportar el material; su largo alcance le permite descargar el material en pilas de estériles en las zonas excavadas anteriormente. Algunas operaciones usan palas y camiones para realizar esta tarea.

3

6. Carguío del carbón - En el piso de la mina, una operación de pala y camión retira el yacimiento de carbón. El carbón es entonces transportado a una chancadora.

4

6

5 7 7. Reclamación - Los tractores y motoniveladoras nivelan las pilas de estériles. Las cargadoras de arrastre depositan las tierras superficiales, para nivelación posterior. Para completar el proceso de reclamación, se plantan pastos, matorrales y árboles nativos.

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que necesite o desee aprender más sobre el proceso de selección de excavadoras mineras. Es parte de una serie de documentos desarrollados y distribuidos por P&H MinePro Services para ayudar al personal de la mina y otros, a conocer más sobre las prácticas y equipos mineros de superficie. Este documento incluye información descriptiva general sobre las palas eléctricas e hidráulicas mineras y los atributos específicos de estas máquinas para la efectiva excavación, y carguío de desmonte y mena en minas de superficie que emplean el método de pala y camión para la excavación y movimiento de material. Este manual también incluye tablas de variables y atributos de los equipos para ayudar en el proceso de selección.

Material In-Situ

Material suelto o tronado

Frente de trabajo Pie

Piso Figura 3 Frente de excavación típica para una mina de alta producción y bajo costo.

Descripción de la operación de alta producción y bajo costo La información que contiene este manual se aplica específicamente a operaciones mineras de alta producción y bajo costo que utilizan excavadoras hidráulicas o palas eléctricas para excavar y cargar material. Este equipo trabaja junto con una flota de camiones de carga para transportar los materiales extraídos a la planta de procesamiento o zona de reclamación. Hay muchas operaciones mineras de superficie que emplean técnicas de alta producción y bajo costo. Estas minas se encuentran en todo el mundo e incluyen las minas de cobre en América del Sur e Indonesia, minas de carbón en Australia, China, India, Canadá y Estados Unidos, y minas de

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Pared alta

metales preciosos en diferentes ubicaciones. La Figura 2 muestra una representación típica de una mina de carbón de alta producción y bajo costo que se encuentra en la cuenca Power River en Wyoming. Estas minas utilizan palas, camiones y dragas en diferentes combinaciones para facilitar la extracción de carbón y reclamación del terreno. Esta ilustración incluye todos estos elementos en un esfuerzo por mostrar las actividades típicas de excavación y carguío que se llevan a cabo en una mina de carbón de alta producción y bajo costo. La Figura 3 proporciona la nomenclatura del frente de trabajo en una mina a rajo abierto de alta producción y bajo costo. Tome nota que las Figuras 2 y 3 representan minas típicas y cada mina tiene sus propias características específicas que pueden diferir de las que se muestran en las ilustraciones.

2 - Descripciones de las máquinas Esta sección proporciona descripciones básicas de las palas hidráulicas y eléctricas que típicamente se utilizan en las operaciones mineras de superficie que emplean métodos de excavación, carguío y transporte con pala y camión. Estas descripciones proporcionan suficiente información para mejorar el entendimiento del lector sobre el contenido de este manual y no tienen el objetivo de proporcionar un conocimiento completo de estas máquinas.

Descripción de la excavadora hidráulica minera Una excavadora hidráulica minera también conocida como pala hidráulica minera (HMS, por sus siglas en inglés), es una máquina diseñada específicamente para excavar y cargar material en minas de superficie (Figura 4). Una excavadora hidráulica está disponible en una configuración de pala frontal o retro. Las retros típicamente no se

utilizan en minas de alta producción y bajo costo como una herramienta principal para carguío.

Pala hidráulica minera (HMS, por sus siglas en inglés) La pala hidráulica minera utiliza motores diesel o eléctricos para accionar bombas hidráulicas, motores y cilindros que a su vez activan los movimientos que se requieren para excavar, cargar el material y propulsar (avanzar) la máquina. La capacidad de estas máquinas en operaciones de minería típicamente son 28 yardas 3 (21m3) a 57 yardas3 (44m3) en aplicaciones de roca estándar. Una pala hidráulica minera consta de tres conjuntos principales: chasis inferior, chasis superior y aditamento (Figura 5). El chasis inferior proporciona una base estable para la máquina e incluye el sistema de orugas y el sistema de propulsión. El chasis superior proporciona un punto de conexión para la planta de energía, mando de las bombas, mecanismos de levante y giro, pluma, válvulas de control, tanques de combustible y aceite, cabina del operador y equipos de apoyo (Figura 6). El aditamento consta de la pluma, brazo y balde (cucharón) y los cilindros y válvulas asociados.

Figura 4 Se muestra una pala hidráulica minera cargando carbón en una mina en Wyoming, EE.UU.

Los movimientos principales de la pala hidráulica minera incluyen propulsión, giro, levante para subir y bajar la pluma, extensión y retracción del brazo y orientación del balde (cucharón). Una pala hidráulica utiliza el movimiento de propulsión para mover la máquina de un lugar de excavación a otro y también para colocar la máquina

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Sala de máquinas

Cabina del operador (derecho)

Cilindro del brazo Pluma

Brazo Cilindro del balde

Chasis superior

Aditamento

Balde

Chasis inferior Contrapeso Corona de giro

Bastidor de la oruga

Cilindro de levante Tren de orugas de la pluma

Figura 5 Conjuntos típicos de una pala hidráulica minera.

en posición en el frente de trabajo. La máquina es capaz de velocidades máximas de propulsión en el rango de 2.3 kph (1.4 mph) y tiene una capacidad de subir pendientes del 60 por ciento en teoría y un 30 por ciento en la práctica. El chasis superior de la pala hidráulica está montado en una corona de giro sobre la base

Válvulas

Radiador

Motor Mando de las bombas

Bombas

Transmisiones de giro

inferior. Los motores hidráulicos accionan las transmisiones de giro que hacen rotar los piñones de giro engranados en la corona de giro. Las palas hidráulicas mineras típicamente utilizan múltiples transmisiones de giro para girar la máquina desde el frente de trabajo hasta el camión y de regreso al frente de trabajo. El ciclo de giro promedio puede tardar aproximadaCabina del mente de 25 a 45 segundos, dependioperador endo de la carga de la máquina, el (izquierdo) ángulo de giro y la habilidad del operador. El aditamento de excavación de las palas hidráulicas consta de la pluma, brazo y balde. Cada una de estas estructuras viene equipada con un par de cilindros hidráulicos para su funcionamiento. Las estructuras se pueden mover independientemente o en sincronización, dependiendo de la fase del ciclo de excavación. Además, el balde viene equipado con un par de cilindros para abrir y cerrar Tanques del de la compuerta del balde.

Tanque de Tanque de fluido lubricante combustible hidráulico

Figura 6 Disposición típica de una pala hidráulica minera.

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2 - Descripciones de las máquinas

Pala eléctrica minera (EMS, por sus siglas en inglés) Una pala eléctrica minera, también conocida como pala de cable para minería, es una máquina diseñada específicamente para excavar y cargar material en minas de superficie (Figura 7). La pala eléctrica minera utiliza motores eléctricos, reductores de engranajes, tambores y cable de acero para accionar los movimientos requeridos para la excavación, carguío y propulsión. La capacidad de estas máquinas típicamente es 25m 3 (33 yds3) a 63m 3 (82 yds 3) en aplicaciones de roca estándar. Una pala eléctrica minera consta de tres conjuntos principales: chasis inferior, chasis superior y aditamento (Figura 8). El chasis inferior proporciona una base estable para la máquina e incluye el sistema de orugas y el sistema de propulsión. El chasis superior proporciona una plataforma para los mecanismos de levante y giro, pluma, gabinetes de control electrónico, cabina del operador y equipos de apoyo (Figura 9). El aditamento incluye la pluma, la maquinaria de empuje, el mango del

balde y el balde. Los movimientos principales de una pala eléctrica minera incluyen propulsión, giro, levante y empuje/ retracción. La pala eléctrica utiliza la función de avance o propulsión para mover (trasladar) la máquina de un lugar de excavación a otro. Una vez colocada en el frente de excavación, la pala se queda estacionaria; la propulsión únicamente se requiere para cambiar de posición. Una pala eléctrica grande es capaz de velocidades máximas de propulsión de casi 1.6 kph (1.0 mph) y tiene la capacidad de subir pendientes del 34 por ciento en teoría y un 20 por ciento en la práctica. El chasis superior de la pala eléctrica minera está montado mediante polines y eje central sobre el chasis inferior. Los motores eléctricos accionan las transmisiones de giro que a su vez hacen rotar los piñones de giro engranados en la corona de giro. Las palas eléctricas mineras típicamente utilizan múltiples transmisiones de giro para girar la máquina desde el frente de excavación hasta el camión y de regreso al frente de trabajo. El ciclo de trabajo promedio puede tomar aproximadamente de 25 a 45 segundos, dependiendo de la máquina, carga, ángulo de giro, condiciones del banco y

Figura 7 Una pala eléctrica minera excavando y cargando cobre en una mina en Chile.

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PEAK PERFORMANCE PRACTICES – SELECCIÓN DE EXCAVADORAS Cable de suspensión de la pluma

Sala de máquinas

Gantry (pie derecho)

Cabina del operador Pluma Cable de levante Aditamento

Chasis superior

Chasis inferior

Mango del balde

Contrapeso Corona de giro

Bastidor de la oruga

Balde

Tren de orugas

Figura 8 Conjuntos típicos de una pala eléctrica minera.

habilidad del operador. El mecanismo de levante de estas palas eléctricas consta de un tambor de cable que se hace rotar

Caja de engranajes de

Motores de levante

mediante las transmisiones de levante de motor eléctrico. Cuando el operador mueve el control de levante para subir el balde, el tambor rota y el cable de acero se enrrolla en el tambor. Para bajar el balde el tambor de levante se hace rotar en la dirección opuesta y se desenrrolla una cantidad controlada de cable.

Tanques del lubricante

Gabinetes de regeneración y conversión de energía

Compresor Motor y transmisión de giro

Motor y transmisión de giro Transformadores

Gabinete de Tambor de levante control electrónico

Figura 9 Disposición de una pala eléctrica minera.

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Cabina del operador

El empuje de una pala eléctrica se refiere al movimiento del balde alejándose de la línea central de la máquina y hacia el frente de excavación. Dependiendo del fabricante de la pala, este movimiento y el movimiento de retracción asociado, se llevan a cabo mediante el mango del balde accionado por piñón o por cable. De cualquier forma, la excavación se realiza

2 - Descripciones de las máquinas

cuando el balde se empuja y se levanta en sincronización a través del frente de trabajo.

El ciclo de trabajo A pesar de que la pala hidráulica y la eléctrica excavan y cargan de una forma muy diferente, el ciclo de trabajo de ambas palas consta de cuatro fases distintas: excavar, girar hacia el camión, descargar balde y retornar al banco. Tal vez también se requiera una fase de posicionamiento o colocación del equipo durante el ciclo de trabajo.

mienta de excavación (balde) en el banco, llenándola para luego levantarla y librar el banco. Un balance adecuado de todos los movimientos involucrados en la fase de excavación es esencial para una excavación eficaz y productiva (Figuras 10 y 11).

La fase de giro comienza cuando la herramienta de excavación está llena. Durante esta fase, el

La fase de excavación involucra mover la herra-

Figura 10 La fase de excavación de una pala hidráulica minera.

Figura 11 La fase de excavación de una pala eléctrica minera.

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operador gira la herramienta de excavación en una ruta o trayectoria de giro planeada y altura de descarga, hasta llegar a la posición sobre el camión de carga. El operador debe controlar el giro para asegurar una transición suave entre la aceleración y desaceleración (Figura 12).

Excavación

Acelerar suavemente Marcha por inercia

La fase de descarga de balde comienza cuando la herramienta de excavación cargada pasa sobre el extremo del camión y termina cuando el movimiento de giro para y cambia de dirección para regresar al banco. Durante la fase de descarga, el operador abre la tapa de la herramienta cargada para descargarla mientras controla la altura de descarga para evitar lesiones al personal de la mina y evitar dañar la tolva del camión, especialmente durante la primera carga (Figura 13).

Desacelerar

Descarga del balde

La fase de retorno incluye girar la estructura superior de regreso al banco y bajar la herramienta de excavación a la posición adecuada para comenzar el siguiente ciclo de excavación.

La fase de posicionamiento se usa con ambas palas, eléctrica e hidráulica; sin embargo, se usa con mayor frecuencia con palas hidráulicas. Involucra el uso de la función de propulsión para mover la máquina más cerca del

Figura 12 Ciclo típico de excavación a descarga del balde con palas hidráulica y eléctrica.

frente de trabajo para mejorar la posición de excavación.

Figura 13 La fase del descarga del balde de una pala eléctrica minera.

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3 - Criterios a considerar Esta sección proporciona varios criterios clave que se deben considerar al seleccionar una herramienta de carga para una mina de alta producción y bajo costo. Estos criterios se dividen en ocho categorías: • Técnico • Operación de la máquina • Geología y caracterización del yacimiento • Excavación y carguío • Productividad • Mantención • Impacto al medio ambiente • Consideraciones comerciales

Cada uno de los criterios a considerar tiene una prioridad baja, alta o muy alta, según su importancia en el proceso de selección. La clasificación de prioridades se basa en una operación típica de alta producción y bajo costo y variará dependiendo de las condiciones específicas que se encuentran en cada mina. Se mencionan los atributos específicos de las excavadoras hidráulicas y eléctricas mineras que se relacionan con el criterio a considerar para seleccionarlas. Los atributos describen las diferentes características y funciones de cada máquina que la hacen más o menos adecuada para un criterio dado.

A. Técnico 1. Adaptabilidad a la temperatura ambiente Prioridad para la selección de la excavadora: Alta Atributos de la pala hidráulica: La viscosidad del fluido que se usa para accionar los cilindros y los motores de una máquina hidráulica varía con los cambios de temperatura. Si una máquina hidráulica se deja en marcha lenta (a ralentí) por tan sólo 30 minutos en temperaturas bajo cero, se reducirá su rendimiento. Se ha reportado que los movimientos de la máquina son “lentos” a -34°C. Si la temperatura del fluido hidráulico baja mucho, los sensores de temperatura de la máquina provocarán la desactivación de la máquina. El calor extremo también reduce el rendimiento de la máquina, acelera el desgaste de componentes y provoca desactivaciones.

Atributos de la pala eléctrica: Los

También se proporciona un enunciado de conclusión para cada criterio, que resume la idoneidad de una excavadora hidráulica o eléctrica para un criterio dado. Todas las conclusiones se tratan en el contexto de un entorno de alta producción y bajo costo.

motores de una pala eléctrica pueden trabajar eficazmente a temperaturas ambiente de -50° C a +55° C. A pesar de que los lubricantes de las cajas de engranajes de una pala eléctrica están sujetos a cambios de viscosidad al variar la temperatura, estos cambios tienen un efecto mínimo en el rendimiento de la máquina. Las palas eléctricas mineras son adaptables para la mayoría de las regiones del mundo.

La Sección 4 proporciona un resumen de todos los criterios y atributos que se cubren en esta sección. Este resumen se utiliza como la base del proceso de selección de la excavadora.

Conclusión: Las palas eléctricas mineras son más adaptables a temperaturas extremas que las palas hidráulicas mineras, trabajando eficazmente en temperaturas de -50°C a +55°C. Página 11


2. Fuerzas de excavación Prioridad para la selección de la excavadora: Alta Atributos de la pala hidráulica: La pala hidráulica minera genera fuerzas de excavación a través del cilindro del brazo (predominantemente fuerza de empuje) y los cilindros de inclinación del balde (predominantemente fuerza de rompimiento). Un tercer componente de fuerza se produce en el cilindro de la pluma (fuerza de pluma) (Figura 14). Estos tres componentes de fuerza se combinan en toda la fase de excavación para producir la fuerza neta de excavación.

Atributos de la pala eléctrica: La pala eléctrica minera genera fuerzas de excavación a través del mecanismo de levante (tirón del cable o del aro) y el mecanismo de empuje (fuerza de empuje y levante), como se muestra en la Figura 15. Estos dos componentes de fuerza se combinan en toda la fase de excavación para producir la fuerza neta de excavación requerida para penetrar el banco y llenar el balde.

Discusión: Una pala hidráulica minera típicamente es capaz de general fuerzas netas de excavación más altas en el comienzo de la fase de excavación cuando su balde está en la posición metida. Es en esta posición en que la fuerza de penetración y la fuerza

Figura 14 Fuerzas de excavación de la pala hidráulica.

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de empuje se combinan con mayor ventaja y dan a la pala hidráulica la mejor capacidad de penetrar el banco y llenar el balde. La fuerza de excavación del balde disminuye cuando el balde va viajando hacia arriba en el frente de trabajo (Figura 16). La fuerza neta de excavación de la pala hidráulica disminuye en la mitad superior del banco porque se reduce la ventaja mecánica de los cilindros de pluma y de brazo, y porque parte del esfuerzo de los cilindros se consume para soportar el peso del aditamento. Una pala eléctrica minera también genera fuerzas netas de excavación altas en el banco porque los cables de levante jalan o tiran del balde dentro del banco, y la gravedad ayuda porque el peso del mango y del balde ejercen fuerza adicional en el labio del balde. A medida en que el balde avanza hacia arriba en el banco, las palas eléctricas modernas con longitud y geometría de pluma optimizadas, logran altas fuerzas de excavación en toda la fase de excavación (Figura 16), principalmente porque la mayor parte del peso del aditamento está soportado por los cables fijos de suspensión. Dependiendo de la aplicación minera, el material del banco puede variar desde bien fragmentado hasta en algunos casos no tronado y muy apretado. La clave para obtener factores de llenado óptimos, es la capacidad que el equipo tiene para producir fuerzas netas de excavación

Figura 15 Fuerzas de excavación de la pala eléctrica.

3 - Criterios a considerar

A. Técnico

que sean adecuadas para las condiciones; además de la capacidad del operador para controlar el aditamento de excavación, de tal manera que se aplique la potencia máxima al balde en las áreas críticas de la fase de excavación. La capacidad de la excavadora para penetrar el banco y mantener el momento del balde en toda la fase de excavación es lo que da como resultado factores de llenado altos y menos tiempo del ciclo de trabajo. Un balde de pala hidráulica se llena mejor en menos tiempo cuando el operador penetra el banco, y luego usa el movimiento de pluma, Figura 16 Comparación de la fuerza de excavación neta de las movimiento de empuje y movimiento de palas hidráulica y eléctrica incluyendo el peso del aditamento. orientación del balde. Dependiendo de la posición del balde y de la posición de la dad adecuada de corte (Figura 17) para obtener facpala hidráulica con relación al banco, el operador tores de llenado y tiempo de ciclo adecuados. Sin tiene que seleccionar una trayectoria específica para embargo, gracias al amplio rango del radio de corte el balde. Gracias a la flexibilidad del aditamento, el de la pala eléctrica, el improductivo reposicionaoperador puede responder a los constantes cambios miento se mantiene al mínimo. del banco y crear la trayectoria necesaria coordinando los tres movimientos. La flexibilidad de los tres Conclusión: Aunque las palas hidráulicas movimientos del aditamento de excavación propormineras proporcionan un alto grado de ciona a la pala hidráulica la capacidad de excavar flexibilidad y generalmente pueden producir selectivamente en diferentes bancos. Los cambios altas fuerzas de excavación en la parte inferior frecuentes de trayectoria del balde y de posición de del banco, las palas eléctricas mineras son la pala resultan en menores tasas de producción que inherentemente más capaces de generar con la pala eléctrica, en operaciones de minería de constantemente tasas de producción más altas a alta producción. través de una combinación de fuerzas de

excavación constantes en toda la

Las palas eléctricas mineras son inherentemente fase de excavación, capaces de mantener la penetración del balde y el altos factores de Flujo de flujo de material en todo tipo de excavación, gracias llenado, menos material a las constantes fuerzas de excatiempo de vación generadas en toda la fase Factores de excavación. Esta fuerza neta de de llenado excavación constante viene no óptimos solo de la geometría del aditamento, sino también de los Compactación motores eléctricos, que son capaces de prode material ducir el torque máximo en todo su rango de velocidad. Además, la simplicidad del sistema de control permite al operador de la pala eléctrica Profundidad controlar el balde con la máxima eficacia mientras de corte se reduce la fatiga en todo el turno. La posición de la pala eléctrica de minería con respecto al banco Figura 17 Profundidad de corte de la pala eléctrica. afecta la capacidad del balde de lograr una profundi-

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3. Presión sobre el terreno (estática)

presiones estáticas sobre el terreno. Esto se ha compensado para regiones como las minas de arenas petrolíferas donde se usan zapatas más anchas para distribuir la carga y reducir la presión sobre el terreno a 28 - 40 psi. Las opciones de zapatas de diferentes anchos generalmente están disponibles de los fabricantes de palas eléctricas de minería.

Prioridad para la selección de la excavadora: Alta Atributos de la pala hidráulica: Las palas hidráulicas son más livianas que las palas eléctricas y ejercen menores presiones estáticas sobre el terreno (Figura 18).

Conclusión: La menor presión estática sobre el terreno, inherente de las palas hidráulicas, las hace generalmente más adecuadas para minas con pisos suaves. Una pala eléctrica minera, mediante el uso de zapatas más anchas, puede lograr una presión estática sobre el terreno comparable con la de la pala hidráulica minera.

Atributos de la pala eléctrica: Las palas eléctricas mineras tienen estructuras y construcción más pesadas que las palas hidráulicas y por lo tanto ejercen mayores

Presión nominal sobre el terreno (estática) Palas hidráulicas mineras Palas eléctricas mineras

Capacidad 21.4m3 (28.0 25.2m3 (33.0 35.2m3 (46.0 43.6m3 (57.0

yd3) yd3) yd3) yd3)

195.1kPa (28.3 186.2kPa (27.0 225.8kPa (32.8 329.6kPa (47.8

psi) psi) psi) psi)

— 382.7kPa (55.5 psi) 424.0kPa (61.5 psi) 369.6kPa (53.6 psi)

Figura 18 Las palas hidráulicas ejercen menor presión sobre el terreno que las palas eléctricas.

4. Tiempo de armado de la máquina Prioridad para la selección de la excavadora: Baja Atributos de la pala hidráulica: El ensamble de una

personal necesario para su ensamble. Sin embargo, las encuestas de gerentes de mina han indicado que el ciclo de armado es un factor de selección de excavadora relativamente sin importancia, a menos de que exista una urgencia inmediata de agregar otra máquina a la flota de la mina.

pala hidráulica generalmente toma 10-20 días, con unas ocho personas trabajando en turnos de 10 horas. El número de trabajadores calificados que se requieren para el armado es menor que los que se requieren para armar una pala eléctrica de minería.

Atributos de la pala eléctrica: Se requieren aproximadamente 30-70 días para armar una pala eléctrica de minería. El número y nivel de capacidad del personal de ensamble será mayor que para una pala hidráulica minera comparable (Figura 19).

Conclusión: La pala hidráulica minera tiene una ventaja clara cuando se trata del tiempo y el Página 14

Figura 19 El armado de una pala eléctrica requiere más tiempo y más recursos que el armado de una pala hidráulica.


A. Técnico

5. Peso de la máquina Prioridad para la selección de la excavadora: Alta Atributos de la pala hidráulica: Las máquinas hidráulicas se diseñan para mimizar el peso estructural, proporcionando menor presión sobre el terreno y mayor movilidad (Figura 20).

Atributos de la pala eléctrica: Las palas eléctricas de minería tienen un diseño robusto para proporcionar

Fabricante

Modelo

Peso de operación

mayor durabilidad, estabilidad y larga vida. También pesan más que las máquinas hidráulicas de la misma capacidad. Y por eso, las palas eléctricas tienen menor tendencia de ser empujadas hacia atrás durante la excavación, requiriendo así menos reposicionamiento.

Conclusión: Cuando se hace una comparación en base a la capacidad del balde, las palas eléctricas mineras claramente pesan más que las palas hidráulicas de la misma capacidad. Esto generalmente implica una larga vida de todo equipo que está sujeto a condiciones duras como las que se encuentran en las mineras de superficie.

Capacidad nominal de carga

Volumen de balde a carga nominal (con 1.8 t/m 3 de material)

kg

lb

t

st

m3

yd3

Peso de operación/ Carga nominal

Hitachi

EX3600

350,000

772,000

38

42

21

27

9,259

Komatsu

PC4000

370,000

816,000

38

42

21

27

9,788

Liebherr

R995

390,000

860,000

41

46

23

30

9,420

Terex - O&K

RH200

480,000

1,058,000

47

52

26

34

10,256

Komatsu

PC5500

500,000

1,102,000

47

52

26

34

10,684

Hitachi

EX5500

518,000

1,142,000

49

54

27

35

10,658

Liebherr

R996

653,000

1,440,000

61

67

34

44

10,670

Komatsu

PC8000

710,000

1,565,000

68

75

38

50

10,380

P&H

2300XPC

775,000

1,709,000

45

50

25

33

17,086

Terex - O&K

RH400

980,000

2,161,000

78

86

44

57

12,516

P&H

2800XPC

1,017,000

2,242,000

63

70

35

46

16,051

Bucyrus

495HD

1,179,000

2,500,000

82

90

46

60

14,396

P&H

4100C

1,239,000

2,731,000

82

90

46

60

15,128

Bucyrus

495HP

1,258,000

2,773,000

99

110

55

72

12,661

Bucyrus

495HF

1,258,000

2,773,000

91

100

50

66

13,856

P&H

4100C BOSS 1,354,000

2,985,000

91

100

50

66

14,925

Nota: La información que se muestra arriba se basa en la mejor información disponible. Consulte con el fabricante para confirmar los datos.

Figura 20 Tabla representativa del peso de palas organizada por peso de operación.

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6. Movilidad Prioridad para la selección de la excavadora: Muy alta Atributos de la pala hidráulica: Las palas hidráulicas mineras son más pequeñas y más ligeras que las palas eléctricas mineras y generalmente avanzan en propulsión más rápidamente y son más móviles que las eléctricas de la misma capacidad (Figura 21).

Atributos de la pala eléctrica: La robusta base inferior, tornamesa, pluma y estructuras de soporte de la pala eléctrica hacen que estás máquinas sean más pesadas, y que avancen en propulsión más lentamente y sean menos móviles que las palas hidráulicas mineras.

Discusión: Las actividades de algunas minas

para las “tareas auxiliares”, puesto que la propulsión típicamente es menos del 5% del tiempo de operación de una pala eléctrica minera. Para una pala hidráulica, el tiempo de producción típicamente es del 8-10% del tiempo de operación. Para reubicaciones a distancias más grandes, las palas eléctricas se pueden mover utilizando un generador móvil (generador diesel móvil), el cual reduce notablemente las ineficiencias asociadas con el manejo del cable de alimentación eléctrica sobre la ruta de avance.

Conclusión: El tamaño físico más pequeño de la pala hidráulica minera da una ventaja de maneobrabilidad y movilidad sobre las palas eléctricas de la misma capacidad. Sin embargo, para operaciones de alta producción y bajo costo, donde el enfoque está en el movimiento de grandes cantidades de tierra, una mayor movilidad pero menor productividad no se considera una ventaja.

requieren que la pala se reubique temporalmente para la limpieza del frente de trabajo, mantención de caminos, limpieza de bancos o tronadura. Las palas hidráulicas mineras avanzan en propulsión más rápidamente que las palas eléctricas y típicamente pueden moverse con menos tiempo de aviso previo. Las palas hidráulicas diesel también pueden operar en porciones de la mina que no tienen energía eléctrica, por lo que ofrecen flexibilidad adicional. Debe hacerse notar que cuando algunas máquinas se avanzan en propulsión en distancias largas, los pasadores de las orugas se pueden sobrecalentar después de avanzar varias millas, lo que requerirá que se pare la pala para dejar enfriar los pasadores antes de continuar avanzando. En minas de alta producción y bajo costo, el tamaño físico más pequeño de las palas hidráulicas resulta en una ventaja de maneobrabilidad y movilidad, pero esta puede ser una ventaja sólo

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Figura 21 El peso más liviano y tamaño más pequeño de la excavadora hidráulica la hacen más móvil que la pala eléctrica.


A. Técnico

7. Opciones del tipo de energía

disponible en palas eléctricas grandes es un sistema de mando electrónico para los motores eléctricos CC o CA específicos para trabajo de minería.

Prioridad para la selección de la excavadora: Baja Atributos de la pala hidráulica: Una pala hidráulica minera ofrece la opción de energía diesel o eléctrica. Esto permite a la mina seleccionar la opción que mejor se adecue a sus requerimientos.

Conclusión: Las palas hidráulicas típicamente vienen con motores diesel y todas las palas grandes de cable son eléctricas. La opción de mando eléctrico de las palas hidráulicas, aunque proporciona una opción de selección, ha tenido una aceptación mínima.

Atributos de la pala eléctrica: La única opción

8. Requerimientos de alimentación

eléctrica.

Prioridad para la selección de la excavadora: Alta

Atributos de la pala hidráulica: Las palas hidráulicas diesel no tienen conexiones de cable de alimentación; sin embargo, aun pueden ser necesarios los generadores para proporcionar iluminación adicional en el área de carguío durante las operaciones nocturnas. Además, se requiere de camiones y personal de soporte para el abastecimiento diario del combustible diesel. Las palas hidráulicas de motores eléctricos tendrán requerimientos similares a los de la pala eléctrica minera.

Conclusión: Las palas eléctricas mineras utilizan cables y otros equipos para proporcionar energía. La ausencia de cables de alimentación en la mayoría de las palas hidráulicas les permite moverse sin asistencia, ofreciendo mayor movilidad y flexibilidad.

Atributos de la pala eléctrica: Las palas eléctricas mineras requieren subestaciones eléctricas y cables de alimentación (Figura 22). Los cables de alimentación pueden impedir la movilidad de la pala, puesto que el cable se debe manejar con un carrete portacable automático, por ejemplo. Los cables también requieren mantención y cambio ocasionalmente, lo cual agrega costos de operación de la pala

Figura 22 Las palas eléctricas mineras utilizan cables y otros equipos para proporcionar energía.

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9. Adaptabilidad a cambios tecnológicos Prioridad para la selección de la excavadora: Alta Atributos de la pala hidráulica: La vida más corta de una pala hidráulica minera limita la oportunidad de adaptación a nuevas tecnologías. Las máquinas hidráulicas tienen a estar diseñadas para “desechar y reemplazar” con nuevos gastos de capital.

Conclusión: A pesar de que la compra frecuente de máquinas de reemplazo introduce la tecnología más avanzada, esto es a un costo de capital mucho más alto que la modernización de equipos existentes. Las palas eléctricas mineras típicamente tienen de dos a tres veces la vida útil esperada de una pala hidráulica, y con el diseño flexible que es adaptable a modernizaciones, permitiendo que el propietario aproveche las tecnologías más avanzadas.

Atributos de la pala eléctrica: Las palas eléctricas mineras tienen diseños modulares que se pueden actualizar fácilmente. La mayoría de las actualizaciones tecnológicas que se ofrecen en las palas eléctricas nuevas se han convertido en paquetes de modernización modulares y se ofrecen a todos los propietarios de palas eléctricas existentes. Algunos ejemplos de esto para las máquinas P&H incluyen conversiones SLC/PLC, modernizaciones con unidades de accionamiento digital Figura 23 Los técnicos en esta foto están finalizando la instaP&H y sistemas de comunicaciones a dislación y prueba de la modernización de la Unidad de Control tancia i2T (Figura 23).

Digital DC de P&H. La modernización se instala en el mismo lugar que la unidad que está reemplazando y proporciona una notable reducción en el tiempo de ciclo.

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B. Operación de la máquina

10. Cable de alimentación eléctrica

dad.


Muchas palas eléctricas están equipadas con carretes portacable (Figura 24) o portacables portátiles que la pala puede recoger y cargar con los dientes del balde. Esto reduce grandemente la necesidad de que el personal de la mina maneje el cable de alimentación.

Atributos de la pala hidráulica: Las palas hidráulicas diesel se pueden mover sin la preocupación del cable de alimentación eléctrica. Esto evita la mano de obra y el tiempo requerido para el manejo y mantención del cable, y hace que la máquina se mueva más eficazmente. También se evita la inversión inicial en cables y los costos de estructuras de soporte de cable.

Atributos de la pala eléctrica: Las palas eléctricas están equipadas con cables de alimentación capaces de conducir electricidad de alta tensión por cientos de metros. El cable debe poder resistir los rigores de los cambios climáticos y las condiciones duras que se encuentran en la mayoría de los pisos de mina. El cable se tiene que revisar y dar mantención regularmente para asegurar su seguridad y confiabili-

Conclusión: Las palas eléctricas (hidráulicas o de cable) requieren más cuidado durante la propulsión para manejar el cable de alimentación. Los carretes portacables y los portacables reducen notablemente el tiempo y mano de obra del manejo del cable. Aunque las palas eléctricas de minería requieren una inversión inicial en estructuras de soporte y cables, además de la mantención constante del cable, el Figura 24 Los carretes portcosto más bajo de la energía acable de las palas eléceléctrica comparada con el tricas reducen el tiempo y la combustible diesel típicamente mano de obra que se más que contrarresta la requiere para manipular el inversión del cable de alimentcable eléctrico. ación tanto en material como

B. Operación de la máquina 1. Ubicación de la cabina del operador

hay disponibles cabinas en ambos lados.

Prioridad para la selección de la excavadora: Alta Atributos de la pala hidráulica: La cabina del operador de la pala hidráulica minera típicamente está ubicada en el lado izquierdo de la máquina adelante del compartimiento del motor.

Atributos de la pala eléctrica: Las cabinas de la pala eléctrica minera están ubicadas por sobre el piso de la mina, típicamente en el lado derecho de la máquina (Figura 25) pero

Conclusión: La ubicación alta de la cabina de la pala eléctrica además de su mayor distancia desde el frente de trabajo proporciona mayor visibilidad y vista del área de carga en la tolva del camión y un mayor sentido de seguridad para el operador. La ubi-

m 5 5 . 9

m 6 0 . 8

Figura 25 La cabina del operador de la pala eléctrica está más alta que la cabina de la pala hidráulica de capacidad similar, proporcionando mayor visibilidad.

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2. Controles de la fase de excavación Prioridad para la selección de la excavadora: Muy alta Atributos de la pala hidráulica: Los siete pasos siguientes se requieren para colocar y llenar el balde de la pala hidráulica minera (Figura 26):

Figura 26A Extender brazo

A. Extienda el brazo (controlador izquierdo hacia delante) para mover el balde hacia adelante a la posición de excavación (Figura 26A). B. Simultáneamente extienda el brazo y oriente el balde hacia afuera (controlador derecho hacia la izquierda) para mantener el balde a nivel con el terreno al irlo moviendo dentro del material (Figura 26B).

Figura 26B Orientar balde hacia fuera

C. Simultáneamente extienda el brazo (controlador izquierdo hacia delante) y oriente el balde hacia dentro (controlador derecho hacia la derecha) para continuar moviendo el balde dentro del material y comenzar a orientar el balde (Figura 26C). D. Oriente el balde hacia adentro (controlador derecho hacia la derecha) para colocar el balde al ángulo adecuado de excavación (Figura 26D).

Figura 26C Extender brazo, orientar balde hacia fuera

E. Simultáneamente extienda el brazo (controlador izquierdo hacia delante) y levante la pluma (controlador derecho hacia atrás) para mover el balde hacia arriba dentro del material (Figura 26E). F. Simultáneamente oriente el balde hacia dentro (controlador derecho hacia la derecha) y levante la pluma (controlador derecho hacia atrás) para colocar el balde en una posición vertical y desprender del material (Figura 26F). G. Continúe subiendo la pluma (controlador derecho hacia atrás) para subir el balde hasta la altura para cargar el camión (Figura 26G).

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Figura 26D Orientar balde hacia dentro

Figura 26E Extender brazo, subir pluma



Extender brazo

Giro a la izquierda

Bajar pluma

Giro a la derecha

Oriente el balde hacia afuera

Oriente el balde hacia dentro

Retraer brazo

Funciones del controlador izquierdo

Levantar pluma

Funciones del controlador derecho

G F E A B C

D

Figura 26 La fase de excavación de una pala hidráulica incluye subir pluma, y movimientos de brazo y balde.

Figura 26F Orientar balde hacia dentro, subir pluma

Figure 26G Continúe subiendo la pluma

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2. Controles de la fase de excavación (continuación)

Atributos de la pala eléctrica: Los cuatro pasos siguientes se requieren para colocar y llenar el balde de la pala eléctrica de minería (Figura 27): A. Baje el balde (controlador derecho hacia adelante) y extienda el empuje (controlador izquierdo hacia delante) para colocar el balde en la posición de excavación (Figura 27A). B. Mueva el balde hacia delante dentro del banco con el control de extensión de empuje (controlador izquierdo hacia adelante) (Figura 27B). C. Suba el balde dentro del banco jalando simultáneamente el controlador derecho hacia atrás para subir el balde y moviendo el controlador izquierdo hacia delante para extender el empuje

(Figura 27C). D. Suba el balde sacándolo del banco y hasta la altura necesaria para cargar el camión jalando el controlador derecho hacia atrás (Figura 27D).

La excavación con ambas palas, eléctrica e hidráulica, se puede optimizar más mediante el uso de software y/o switches de bloqueo mecánicos. NOTA:

Conclusión: El llenado del balde de la pala hidráulica depende de la capacidad del operador para proporcionar la cantidad correcta de movimiento de la pluma, brazo y balde al momento correcto. Puesto que en la fase de excavación las acciones de control son mínimas en la pala eléctrica, ésta constantemente logra factores óptimos de llenado de balde mientras que reduce al mínimo la fatiga del operador, el consumo de energía y el esfuerzo de la máquina.

Figura 27A Bajar balde, extender empuje

Figura 27B Continuar extendiendo el empuje

Figura 27C Continuar extendiendo el empuje, subir balde

Figura 27D Subir balde sacándolo del banco

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Extender empuje

Bocina

Bajar balde

Abrir el balde (cucharón)

Giro a la izquierda

Giro a la derecha

Retraer empuje

Levantar balde

Funciones del controlador izquierdo

Funciones del controlador derecho

D

C

A B

Figura 27 La fase de excavación de una pala eléctrica incluye el uso de los movimientos de empuje y levante.

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3. Ergonomía

Atributos de la pala eléctrica: La

Prioridad para la selección de la excavadora: Alta Atributos de la pala hidráulica: La cabina del operador de la pala hidráulica minera típicamente va montada en una extensión de la plataforma de máquinas junto al aditamento de excavación (Figura 28). Las fuentes de ruido y vibración incluyen el motor, escape, ventiladores del radiador y enfriador de aceite, y componentes hidráulicos. Los controles de joystick (controladores) y demás componentes de operación están en caPlataforma de u b i -

máquinas

Cabina del operador

ciones prácticas.

Figura 28 Las cabinas del operador de la pala hidráulica están montadas cerca de las fuentes de ruido y vibración.

4. Uso de la función de propulsión para maximizar los factores de llenado Prioridad para la selección de la excavadora: Alta

cabina del operador de la pala eléctrica está aislada arriba y en frente de la plataforma de máquinas y la sala de máquinas. Las fuentes de ruido y vibración incluyen los motores eléctricos, ventiladores de presurización de la sala de máquinas, mandos de giro y levante y ventiladores. La cabina es espaciosa, ofreciendo bastante espacio para el personal de capacitación y supervisión, y está equipada con ubicaciones prácticas de control y cristal de piso a techo para mayor visibilidad (Figura 29).

Conclusión: La cabina del operador aislada y elevada en la pala eléctrica minera proporciona un ambiente más silencioso que la cabina de las palas hidráulicas y contribuye a una mayor productividad del operador. Plataforma de máquinas Cabina del operador elevada

Figura 29 Las cabinas del operador de una pala eléctrica proporcionan un ambiente espacioso y silencioso para el operador.

de excavación antes de que sea necesario reubicarla con relación al frente de trabajo.

Conclusión: Debido a su alcance limitado, la pala hidráulica tiene que usar el movimiento de propulsión más frecuente-

Atributos de la pala hidráulica: Una pala hidráulica tiene un alcance limitado de pluma y tiene que usar regularmente el movimiento de propulsión para lograr una posición de excavación que proporciona factores óptimos de llenado de balde (Figura 30).

Figura 30 La función de propulsión se usa más freAtributos de la pala eléctrica: Una cuentemente en una pala hidráulica para optimizar pala eléctrica minera puede ejecutar muchos ciclos los factores de llenado de balde.

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5. Visibilidad

frente de trabajo hasta el piso si existen peligros potenciales de que caigan rocas.

Prioridad para la selección de la excavadora: Alta Atributos de la pala hidráulica: Una pala hidráulica tiene visibilidad de piso a techo a través de la ventana delantera de la cabina del operador. Dependiendo de la posición de la pluma, el operador algunas veces puede ver debajo de la pluma al lado opuesto de la máquina.

Atributos de la pala eléctrica: El operador de la pala eléctrica está en una ubicación alta con una vista clara del frente de trabajo enfrente a él y del piso de la mina abajo (Figura 31). Además, gracias a la gran fuente de alimentación eléctrica disponible en una pala eléctrica, se puede fácilmente agregar la capacidad de alumbrado adicional mejorando así la operación nocturna. Sin embargo, la pluma fija de una pala eléctrica reduce la visibilidad del lado opuesto de la máquina.

Al cargar camiones en el lado opuesto a la cabina de la pala, la pala hidráulica tiene una ventaja porque el operador tiene una mejor vista del camión dependiendo de la posición de la pluma.

Conclusión: La pala eléctrica tiene una ventaja de visibilidad cuando la carga se hace del lado de la cabina del operador. La pala hidráulica tiene una ventaja de visibilidad cuando la carga se hace del lado opuesto de la cabina y la pluma está en una posición elevada. Sin embargo, por su ubicación más alta y mayor distancia del frente de trabajo, el operador de una pala eléctrica típicamente tiene una ventaja de visibilidad.

Discusión: Al cargar camiones desde el lado de la cabina de la pala, la pala eléctrica tiene varias ventajas inherentes de visibilidad. La cabina del operador no sólo está más arriba con relación al piso de la mina sino que por el alcance más largo de la pluma de la pala, la cabina y el operador están ubicados más alejados del frente de trabajo. Esto pone al operador en una posición donde puede rápidamente ver desde la parte superior del

Figura 31 La cabina ubicada más arriba del piso de la mina, largo alcance y paquetes de iluminación extensa, ofrecen al operador de la pala eléctrica mayor visibilidad que la pala hidráulica de la misma clase.

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C. Geología y caracterización del yacimiento 1. Altura del banco Prioridad para la selección de la excavadora: Alta Atributos de la pala hidráulica: Una pala hidráulica minera tiene un alcance de altura específico que es similar al de una pala eléctrica minera pero tiene que trabajar más cerca al frente de trabajo para lograr la altura máxima porque tiene un rango de excavación mucho más corto.

Atributos de la pala eléctrica: El rango de altura normal del banco para una pala eléctrica está ubicado aproximadamente entre la altura del mango horizontal y las poleas de la punta de la pluma (Figura 32).

Discusión: En la mayoría de las operaciones de las minas el igualar la altura del banco con la altura de las poleas de la pluma es principalmente una práctica de seguridad. El beneficio de una pala eléctrica minera es que puede explotar con seguridad un

frente más alto que una excavadora hidráulica debido a la altura de las poleas de la punta de la pluma, altura de corte de los dientes del balde y la distancia desde el centro de rotación hasta los dientes de corte del balde. Las palas hidráulicas tienen un alcance horizontal limitado, lo que hace que el operador tenga que mover la máquina más cerca a la berma alta. Esta acción reduce el factor de seguridad percibido de rocas que caigan. Como resultado, los operadores de palas hidráulicas frecuentemente colocan la pala más alejada del frente de trabajo que la distancia ideal para la capacidad de excavación publicada de la pala, lo que resulta en baldes menos llenos y menor eficacia de excavación.

Conclusión: Por su tamaño inherente, diseño del aditamento y radio de excavación, la pala eléctrica minera es más adecuada para bermas altas. Este atributo proporciona mayor seguridad percibida por el operador, mayor productividad y potencialmente menos tiempo de paro debido a la altura de la berma, cuando se compara con una pala hidráulica minera de la misma capacidad.

Figura 32 Una pala eléctrica minera es ideal para la explotación segura en un frente de banco alto.

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C. Geología y caracterización del yacimiento

2. Excavación del material capa por capa Prioridad para la selección de la excavadora: Baja Atributos de la pala hidráulica: Las excavadoras hidráulicas pueden remover material capa por capa, trabajando de arriba a abajo, como se muestra en la Figura 33. Esto es útil en operaciones de excavación selectiva y mixta.

Atributos de la pala eléctrica: La pala eléctrica minera generalmente comienza su ciclo de excavación en el punto más bajo del frente de trabajo, que es el punto de tronadura y lo que encontramos en la mayoría de las minas. El resultado de esta técnica es una mejor compactación y factores de llenado.

3. Requisitos de perforación y tronadura

Atributos de la pala hidráulica: Las excavadoras hidráulicas pueden excavar en una variedad de condiciones, traba jando de arriba a abajo, y requiriendo menos perforación y tronadura.

Atributos de la pala eléctrica: Una pala eléctrica minera aprovecha el material tronado cuando el operador coloca el balde en el mejor lugar para aliviar los materiales bloqueados del banco. Una pala eléctrica es más efectiva en bermas con la perforación y tronadura adecuadas para producir materiales bien fragmentados. Las palas eléctricas

Costos de equipo auxiliar 10%

Figura 33 Una pala hidráulica minera puede excavar selectivamente capas de material.

Carguío y transporte 30%


Perforación y tronadura 15%

Conclusión: Las palas hidráulicas mineras son más adecuadas para excavar material capa por capa que las palas eléctricas. En operaciones de alta productividad y bajo costo, la minería selectiva típicamente no es un requisito y afecta la capacidad de producción absoluta, sin embargo en ciertas operaciones de alta productividad y bajo costo (como las de carbón de mantos múltiples) con equipo de pala-

Carguío y transporte 75%

Figura 34 Desglose de los costos de las operaciones mineras primarias típicas

Perforación y tronadura 6%

Procesamiento 60%

Costos de equipo auxiliar 4% Figura 35 Desglose de los costos de las operaciones de minería y procesamiento típicos

modernas tienen fuerzas de corte más altas que pueden en algunos casos excavar material no tronado.

Discusión: Recuerde que la perforación y tronadura típicamente suman sólo el 15% del costo de las operaciones primarias de la mina (Figura 34) y sólo el 6% cuando se consideran las operaciones de minería y procesamiento (Figura 35). Los operadores mineros de alta producción y bajo costo saben el valor que tienen la perforación y tronadura adecuadas para maximizar la productividad.

Conclusión: La cantidad de tronadura que se usa depende del tipo de material que se está explotando pero en la mayoría de los casos es mucho más costo-efectivo emplear tiempo y dinero en la perforación y tronadura que utilizar la herramienta de carga para trabajar de capa a capa. Página 27


4. Seguir capas al subir la pendiente Prioridad para la selección de la excavadora: Baja Atributos de la pala hidráulica: Con los tres movimientos independientes (levante de pluma, extensión del brazo y balde) del equipo de carga frontal, el operador de una excavadora hidráulica puede seguir con el balde capas delgadas al subir la pendiente, como se muestra en la Figura 36.

Atributos de la pala eléctrica: El

Figura 36 Una excavadora hidráulica siguiendo capas al subir la pendiente, utilizando tres movimientos.

operador de una pala eléctrica minera no tiene ninguna dificultad para controlar el movimiento de corte del balde al subir la pendiente puesto que sólo se usan dos movimientos (levante y empuje), y no tres como con la excavadora hidráulica (Figura 37).

Conclusión: Tanto la pala hidráulica como la eléctrica pueden seguir capas al subir la pendiente. Sin embargo, este tipo de excavación no es el más efectivo para lograr el máximo rendimiento de una pala hidráulica o eléctrica y típicamente no se requiere en operaciones de alta producción y bajo costo.

Figura 37 El operador de una pala eléctrica puede fácilmente seguir capas al subir la pendiente con los movimientos de empuje y levante del balde.

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C. Geología y caracterización del yacimiento

5. Abrasividad del material

Compuerta

Balde

Prioridad para la selección de la excavadora: Alta Atributos de la pala hidráulica: El peso más liviano del balde de la pala hidráulica lo hace más susceptible al desgaste cuando se trabaja en material clasificado como excavación dura o muy dura (Figura 38).

Atributos de la pala eléctrica: Puesto que las palas eléctricas están diseñadas para cargas altas suspendidas, éstas pueden usar baldes más pesados con mejor protección contra el desgaste (Figura 39). Este atributo hace que la pala eléctrica sea la mejor opción para excavación dura y muy dura.

Conclusión: Los baldes de las palas eléctricas tendrán mejor rendimiento que los baldes de palas

Planchas exteriores de Planchas interiores de desgaste desgaste Figura 39 La capacidad de la pala eléctrica para manejar cargas suspendidas más altas, le permite trabajar eficazmente con baldes que tienen planchas interiores de desgaste, como se muestra aquí.

Tabla de clasificación de materiales

Tipo de excavación Descripción del material Excavación fácil

Materiales sueltos de forma granular, que fluyen libremente. Esto puede incluir materiales de pila de stock o materiales que se están re-manejando.

Excavación media

Materiales que se excavan de yacimientos naturales que requieren poca tronadura, o materiales in-situ que requieren poca fuerza para excavarlos del banco, y que se categorizan como “excavación libre”. La arenisca erosionada, bien tronada también podría considerarse en esta categoría.

Excavación difícil

Materiales que requieren tronadura y cuyo tamaño de fragmentación es menor que 1 m. Después de la tronadura, el material está suelto en el banco, pero se requiere fuerza para cargarlo. El material es de mediana densidad y es poco abrasivo. Algunos materiales in-situ se categorizan como de “excavación libre”, como las arenas petrolíferas y algunos yacimientos de hierro que también se consideran en esta categoría.

Excavación muy difícil

Materiales que requieren tronadura con altos factores de detonación. Estos materiales generalmente tienen alta resistencia a la compresión, densidad y abrasividad. Otros factores geológicos como unión y actividad de fallas también contribuyen a la mala fragmentación creando condiciones de excavación muy difícil. Algunas veces las arenas petrolíferas in-situ entran en esta categoría.

Figura 38 Aunque es difícil incluir todos los aspectos de la excavación, tronadura y geología en una simple tabla, esta tabla puede verse como una referencia “genérica”.

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6. Excavación de frente de trabajo en la minería selectiva Prioridad para la selección de la excavadora: Baja

contra el peso del banco puesto que compacta el material en el balde, dándole una mayor densidad. La pala eléctrica de minería puede excavar alto o bajo en el frente de trabajo, con un alcance más largo, más alto y más seguro que una excavadora hidráulica.

Atributos de la pala hidráulica: El

Discusión: Aunque los movimientos de la excava-

operador de la excavadora hidráulica puede combinar la capacidad de orientación del balde con los movimientos normales de la pluma y brazo para excavar en una variedad de condiciones. Estas condiciones pueden ser el resultado de tronaduras débiles y pobres o de la minería en material no tronado. El operador puede atacar el frente de trabajo en el punto más adecuado, arriba o abajo, izquierda o derecha respectivamente, dentro del alcance de la máquina (Figura 40).

Atributos de la pala eléctrica: El operador de una pala eléctrica puede excavar cualquier frente de trabajo en el punto más adecuado, arriba o abajo, izquierda o derecha respectivamente, dentro del alcance de la máquina. En operaciones de minería de alta producción y bajo costo, el material será tronado adecuadamente y la pala eléctrica de minería comenzará a nivel del piso y trabajará

dora hidráulica que se muestran en la Figura 40 son posibles, la altura de banco y el ángulo de pendiente que se muestran, no son típicamente lo que existe en la mayoría de las minas. La altura del banco generalmente es más alta y el ángulo de pendiente es más inclinado. Si existen malas condiciones de tronadura o se trabaja sin tronadura, no es probable que se puedan realizar estos movimientos en el frente de trabajo ni lograr tiempos de ciclo aceptables.

Conclusión: Al excavar rocas del frente de trabajo, independientemente de la herramienta de carga que se use, se tienen que aplicar primero buenos mecanismos de rocas para desensamblar el banco y sacar el material. Aunque es posible utilizar diferentes métodos de excavación, la seguridad es primero y luego deben prevalecer las condiciones de

Figura 40 Las palas hidráulicas son capaces de excavar en un número de condiciones no comunes.

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D. Excavación y carguío

D. Excavación y carguío 1. Tiempo de ciclo Prioridad para la selección de la excavadora: Muy alta Atributos de la pala hidráulica: En teoría, los tiempos de ciclo de una pala hidráulica son de 25 a 45 segundos por ciclo dependiendo del tamaño de la máquina.

uada del botadero consumen más tiempo. Esto ayuda a explicar el hecho de que mientras en teoría los tiempos de ciclo de las palas hidráulicas son similares a los de la pala eléctrica, en práctica los tiempos de ciclo de la pala eléctrica constantemente son menores que los de la pala hidráulica.

Atributos de la pala eléctrica: Los tiempos de ciclo de las palas eléctricas mineras son similares a los de la pala hidráulica minera.

Discusión: El ciclo de excavación de una máquina consta de cuatro fases distintas: excavar, girar, descargar balde y retornar. Aunque el ciclo de excavación se lleva a cabo con diferentes movimientos de control y movimientos de balde, el resultado final del ciclo de excavación es el mismo para ambas palas, la eléctrica y la hidráulica. Figura 41 El alcance más largo de la pala eléctrica le El tiempo que se necesita en la fase de giro del permite mantener un arco de giro óptimo a la vez que ciclo de excavación representa la mayor parte del minimiza la propulsión. tiempo completo del ciclo. Mantener el arco de giro lo más cerrado posible ayuda a mejorar la eficiencia de operación (Figura 41). Un arco de giro Porcentaje aproximado de 70° se considera estándar, es decir 100% del Arco de giro de productividad rendimiento óptimo. Al aumentar el tamaño del óptima arco se disminuye el rendimiento; mientras que al disminuir el arco se aumenta el rendimiento (Figura 45° 126% 42).

El alcance más largo de la pala eléctrica le permite mantener un arco de giro óptimo durante más ciclos de excavación antes de que sea necesario propulsionar a otra posición. El operador de la pala hidráulica tiene la opción de girar más allá para lograr un alto factor de llenado o propulsionar para acercarse al frente de trabajo, ambos casos tiene un impacto negativo en los tiempos de ciclo.

Conclusión: El mayor alcance inherente de la pala eléctrica proporciona un mejor arco de giro y menos propulsión hacia el frente de trabajo. Con el alcance limitado de una pala hidráulica, la ubicación de los camiones y la ubicación adec-

50°

116%

60°

107%

70°

100% (estándar)

100°

88%

130°

77%

180°

70%

Figura 42 Existe una relación inversa entre el tamaño del arco de giro y el rendimiento de la pala; entre más pequeño es el arco de giro, mayor es el rendimiento.

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2. Retiro de desperdicio Prioridad para la selección de la excavadora: Baja Atributos de la pala hidráulica: Con la combinación del balde de descarga por la parte inferior y los movimientos de brazo a pluma, la limpieza de desperdicios del área de carga es una tarea fácil para la pala hidráulica minera (Figura 43).

Atributos de la pala eléctrica: Las palas eléctricas pueden limpiar el piso de la mina pero no es el uso óptimo de esta máquina.

Discusión: Las palas eléctricas mineras se usan para mover material en alta producción y bajo costo por tonelada. En muchas aplicaciones de palas eléctricas, se aplica el método de carguío de dos camiones de entrada en reversa para reducir al mínimo los retardos por colocación de camiones. Otro ben eficio más del carguío con dos camiones de entrada en reversa es la limpieza. Mientras se está limpiando el lugar donde entrará en reversa el camión a un

Figura 43 Una pala hidráulica minera puede limpiar desechos con su balde.

lado de la máquina, el operador puede continuar cargando camiones en el otro lado (Figura 44).

Conclusión: El equipo de limpieza es necesario con palas hidráulicas y palas eléctricas en operaciones de alta producción y bajo costo. El uso de una pala minera para limpiar desperdicios no es un uso eficaz del equipo.

Figura 44 En la mayoría de operaciones de alta producción y bajo costo, una pala eléctrica permanecerá productiva mientras el equipo auxiliar se usa para la limpieza.

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3. Excavación bajo el nivel del terreno Prioridad para la selección de la excavadora: Baja Atributos de la pala hidráulica: La excavadora hidráulica puede excavar más abajo del nivel del terreno como se muestra en la Figura 45. La preparación de una rampa hacia una berma más baja es una operación normal del operador de una excavadora hidráulica.


como se muestra en la Figura 45.

Conclusión: La pala hidráulica tiene una pequeña ventaja cuando se excavan rampas hacia abajo. Sin embargo, en operaciones de alta producción y bajo costo típicamente no es económicamente eficaz utilizar una herramienta de carga primaria para excava excavarr una rampa. La mayoría de las minas tienen equipo auxiliar para realizar este tipo de tareas de desarrollo, dejando que las palas grandes maximicen el

Atributos de la pala eléctrica: El movimiento de empuje de las palas eléctricas mineras proporciona la capacidad de excavar más abajo del nivel del terreno y cortar una rampa hacia abajo,

e léctricas tienen la c apacidad de excavar bajo el nivel nive l del terreno para Figura 45 Las palas hidráulicas y eléctricas mantener la pendiente o excavar pendiente abajo.

4. Factores de llenado Prioridad para la selección de la excavadora: Muy alta Atributos de la pala hidráulica: Los proveedores de excavadoras hidráulicas típicamente indican la capacidad de los baldes según el estándar “rebasado” SAE 2:1 ó 1:1, al indicar la carga potencial máxima de sus máquinas (Figura 46). Los baldes de las palas hidráulicas son ideales para el material clasificado como de excavación fácil y media.

Atributos de la pala eléctrica: Los fabricantes de palas eléctricas indican la capacidad de los baldes según el estándar “raso” (capacidad de línea de agua). Las palas de cable tienen baldes ideales para lograr los máximos factores de llenado con todos los materiales.

Discusión: Los factores de llenado sólo se usan para indicar el tamaño del balde. Para comprender los factores de llenado, es necesario comprender la relación entre la facilidad de excavación del material, factores de llenado y capacidades de balde rebasado comparado con balde raso. (continuado en la próxima página)

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PEAK PERFORMANCE PRACTICES – SELECCIÓN DE EXCAVADORAS EXCAVADORAS

4. Factores de llenado (continuación)

nominal del balde. Entonces, para un balde de 56 yardas cúbicas que

Pala hidráulica

Volumen de material suelto por carga Factor de llenado del balde = Volumen nominal del balde

en promedio carga 60 yardas cúbicas por carga, su factor de llenado es: 60 dividido entre 56 = Factor de llenado del 107% Raso

Pala Eléctrica Figura 46 Comparación de la capacidad rebasada vs. rasa de un balde.

La facilidad de excavación se refiere a la cantidad de resistencia que presenta un material en particular al ser extraído del frente de trabajo. La cantidad de resistencia depende de la dureza del material, así como de su peso, densidad, fragmentación y otros factores. Por ejemplo, el peso de los materiales puede variar mucho debido al contenido de humedad y mineral, así como a la estructura y tamaño del grano del material. La facilidad de excavación del material se determina mediante el factor de llenado del balde, es decir, qué tan fácil fluye el material hacia el balde. Entre más fácil fluya el material, más se llenará el volumen raso del balde cuando el material se afloja del banco (Figura 47). Mientras que el carbón y la piedra triturada fina se pueden clasificar como “excavación fácil,” fácil,” los factores de llenado reales para un material dado sólo se pueden determinar mediante el conocimiento práctico del material, mediciones y observaciones en terreno.

El factor de llenado se define como la relación de yardas o metros cúbicos reales de material suelto en el balde, comparado con el volumen

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Es importante fijarse que mientras los factores de llenado indican qué tan fácil fluye un material dado, el diseño y la construcción del balde puede mejorar o limitar sus características de llenado. Los baldes diseñados a especificaciones especiales que operan con materiales bien fragmentados pueden lograr factores de llenado del 100 al 120% y más. Para obtener más información sobre este tema, por favor consulte la publicación Peak Performance Practices para Baldes, disponible de su distribuidor local de P&H MinePro Services.

Conclusión: Lo que importa son las toneladas movidas. Los fabricantes de palas hidráulicas y eléctricas utilizan diferentes estándares aceptados para indicar la capacidad nominal de sus baldes. Es muy importante comprender la aplicación de los factores de llenado al indicar el tamaño del balde, a fin de optimizar el rendimiento del equipo de carga.

Facilidad de excavación del material

Factor aproximado de llenado del balde Pala eléctrica

Pala hidráulica

Excavación fácil

1.05 - 1.20

.95 - 1.05

Excavación media

1.00 - 1.15

.90 - 1.00

Excavación difícil

.90 - 1.00

.85 - .95

Excavación muy difícil

.85 - .95

.80 - .90

Figura 47 Las clasificaciones y números anteriores sólo son aproximaciones. Mientras que el carbón y la piedra triturada fina se pueden clasificar como “excavación fácil,” fácil,” los factores de llenado reales para un material dado sólo se pueden determinar mediante el conocimiento práctico del material, mediciones y observaciones en terreno.



5. Limpieza del piso

Figura 48 Una pala hidráulica minera puede retirar material derramado del área de carguío.

Prioridad para la selección de la excavadora: excavadora: Baja Atributos de la pala hidráulica: Una pala hidráulica minera proporciona al operador maneobrabilidad frontal para proporcionar excelentes factores de llenado del balde aún en frentes de trabajo bajos o pilas. La excavadora hidráulica también puede retirar material derramado del área de carguío y mantener el área limpia cuando se requiera (Figura 48).

Atributos de la pala eléctrica: Como se muestra en la Figura 49, una pala eléctrica minera tiene un notable alcance de excavación al nivel del piso para retirar material derramado.

las operaciones mineras.

Figura 49 Una pala eléctrica puede usar los movimientos de empuje y levante para limpiar un derramamiento.

Conclusión: Las palas hidráulicas y eléctricas tienen la capacidad de retirar material de frentes bajo o pilas. Es dudoso que exista demanda de esta capacidad en operaciones de alta producción y bajo costo, donde hay disponible equipo auxiliar para apoyo de

6. Alcance de excavación nivel del piso

al

largo del piso para proporcionar un

Prioridad para la selección de la excavadora: Alta Atributos de la pala hidráulica: La excavadora hidráulica puede mantener el balde paralelo al y sobre el terreno. Esta técnica minera es vital para la penetración correcta y separación limpia de capas delgadas de minerales o desmonte (Figura 50).

Figura 50 Alcance de excavación a nivel del piso con una pala hidráulica minera.

Atributos de la pala eléctrica: Una

corte más recto.

pala eléctrica minera tiene un alcance de excavación al nivel del piso aproximadamente igual al de una pala hidráulica de la misma capacidad (Figura 51).

Conclusión: Ambas palas, hidráulica y eléctrica, son capaces de excavación al nivel del piso. Sin embargo, las palas hidráulicas pueden controlar el ángulo de los dientes al mover el balde a lo

Figura 51 Alcance de excavación a nivel del piso con una pala eléctrica minera.

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7. Descarga del material Prioridad para la selección de la excavadora: Alta Atributos de la pala hidráulica: La descarga medida de baldes de descarga por la parte inferior durante la descarga del material, proporciona un flujo controlado y suave al camión.

Atributos de la pala eléctrica: El material que se descarga del balde se desliza de la parte inferior inclinada del balde hacia la tolva del camión (Figura 52).

Conclusión: Tanto la pala hidráulica como la eléctrica descargan el material en una forma similar. El control de la descarga del material es mayor con una pala hidráulica.

Figura 52 Una pala eléctrica descargando material en un camión.

8. Proximidad al frente de trabajo

ciona una mejor vista al operador, requiriendo menos movimiento de cabeza y cuello.


Conclusión: La pala eléctrica minera tiene una clara ventaja en este atributo y la seguridad y facilidad de operación que se obtiene al estar más alejada del frente del banco es frecuentemente mencionado por los operadores como una de las razones por las que ellos prefieren las palas eléctricas (Figura 53).

Atributos de la pala hidráulica: Una

de las principales desventajas de las palas hidráulicas es que tienen menor alcance horizontal alto en el banco, comparado con el de las palas de cable. Esto las coloca más cerca al banco y las hace más susceptibles a ser golpeadas por secCapacidad Radio de excavación ciones del banco que se derrumben y piePala hidráulica Pala eléctrica del balde dras. 25.2m3 (33.0 yd3) 16.5m 21m Atributos de la pala 35.2m3 (46.0 yd3) 17.5m 24m eléctrica: Las palas eléc43.6m3 (57.0 yd3) 17.5m 24m tricas mineras, con su inherente pluma larga, pueden trabajar eficazmente a mayor distancia del frente Figura 53 Cuando comparamos baldes de tamaño similar del banco que una pala hidráulica. Además de estar más alejadas de los derrumbes, esta posición de trabajo propor-

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(según capacidad nominal del fabricante), las palas eléctricas pueden excavar más del frente de trabajo con mayor seguridad y comodidad del operador.


9. Alcance Prioridad para la selección de la excavadora: Muy alta Atributos de la pala hidráulica: Las palas hidráulicas tienen limitaciones de alcance que requieren que la máquina trabaje más cerca al frente de trabajo.

Atributos de la pala eléctrica: La pala eléctrica tiene mayor alcance al extender sólo el balde y el mango, y no el aditamento comple-


to, como se requiere en una pala hidráulica. El largo alcance inherente de la geometría de excavación del balde de la pala eléctrica, permite a la pala eléctrica colocarse más alejada del frente de trabajo.

Conclusión: El alcance de la pala eléctrica le da una ventaja única de excavación. Los operadores de las palas hidráulicas tienden a “guardar su distancia” al frente de trabajo, lo que resulta en un llenado no óptimo del balde y mayor desgaste de los componentes del sistema de propulsión.

10. Retiro de rocas grandes del frente de trabajo

lojar bolones de su posición en el banco (Figura 54).

Prioridad para la selección de la excavadora: Baja

Discusión: En operaciones normales de alta pro-

Atributos de la pala hidráulica: El operador de una excavadora hidráulica puede utilizar la capacidad de orientación del balde de la pala durante los movimientos comunes de la pluma y el brazo, para retirar rocas grandes de una posición peligrosa en la pared alta o durante las operaciones normales de excavación y carguío (Figura 54). Los bolones aislados se pueden apalancar del frente de trabajo sin dificultad.

Atributos de la pala eléctrica: Una pala eléctrica puede utilizar el movi-

ducción y bajo costo, el operador no conoce las dimensiones de una roca grande empotrada en el frente de trabajo. Por lo tanto, en operación de una excavadora hidráulica o una pala eléctrica en un frente rocoso o en un banco con bolones aislados, es necesario aplicar buenas prácticas de operación aceptada. La práctica normal sería retirar el material a cada lado del bolón, excavando un corte a lo largo de uno de los lados para que sirva como rampa de salida. El objetivo de esta rampa de salida es dirigir la rodadura del bolón alejándolo de la máquina.

Conclusión: La ubicación más alta de la cabina del operador de la pala eléctrica con respecto al piso de la mina y una buena

miento de retracción del mango del balde junto con el movimiento de levante para desa-

Figura 54 Aunque ambas palas, hidráulica y eléctrica, tienen la capacidad de desalojar rocas grandes, se deben seguir los procedimientos de operación correctos para minimizar los riesgos de seguridad.

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11. Retiro de obstrucciones del piso de la mina Prioridad para la selección de la excavadora: Baja Atributos de la pala hidráulica: La geometría frontal de la excavadora hidráulica permite que los dientes de la pala tengan contacto directo con el terreno justo al frente de las orugas para un movimiento hacia abajo y acción de palanca, si se requiere (Figura 55).

Atributos de la pala eléctrica: La pala eléctrica minera tiene la capacidad de penetrar hacia arriba con el movimiento hacia adelante del levante y el movimiento de retracción del empuje para retirar obstrucciones del piso (Figura 55).

incluyen la perforación y tronadura de 1.5 a 2.5 m por debajo del nivel del piso, cuando no se trata de materiales tales como el carbón. La tronadura bajo nivel permite al operador del equipo seguir el nivel del piso, que se puede excavar y se elimina la cantidad de pie al nivel del piso. Los bolones son otra cuestión en que los métodos de tronadura o la geología podrían permitir que un bolón grande permanezca aún después de la tronadura. La ubicación de estos bolones no será a lo largo de todo el nivel del piso, lo que permite que el operador del equipo excave alrededor de una obstrucción si el tamaño es demasiado grande para retirarla. La excavación detrás de una obstrucción no es necesaria desde un enfoque frontal, porque el material se puede retirar de detrás de la obstrucción cuando se retira más material de un lado del banco para permitir que el equipo avance dentro del frente d e trabajo.

Discusión: Esta situación se refiere a un área del piso que tiene el pie empotrado o bolones a nivel del piso. Los métodos normales de Figura 55 Ambas palas, hidráulica y eléctrica, tienen tronadura la capacidad de retirar obstrucciones del piso.

12. Capacidad para mane jar rocas Prioridad para la selección de la excavadora: Baja Atributos de la pala hidráulica: Las rocas grandes que no pasan por la parte inferior abierta del balde o que están en la parte superior del balde se pueden descargar fácilmente y con cuidado en el camión. El operador con cuidado inclina hacia adelante el balde colocando la roca a un lado o en el camión.

Atributos de la pala eléctrica: Las palas eléctricas mineras tienen limitación, por el tamaño geométrico del balde, en cuanto al tamaño de las rocas que pueden

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Conclusión: Los procedimientos para retirar bolones o secciones de pie son básicamente los mismos para las palas hidráulicas y eléctricas. Ninguna pala puede excavar a través de este material; tiene que ripearlo o palanquearlo hacia arriba, ya sea con el equipo o con un aditamento descarificador o riper en un

cargar.

Discusión: Aunque algunos fabricantes de palas hidráulicas señalan una ventaja en este atributo, los estándares de seguridad de la mayoría de las empresas mineras no permiten la carga de camiones grandes de esta forma, porque la carga de choque al camión puede lesionar al personal y dañar la estructura del camión. Es normal separar secciones excesivamente grandes del material del banco y apartarlas para tronadura secundaria o pateras, teniendo cuidado de no sobrecargar la máquina, ya sea hidráulica o eléctrica.

Conclusión: Las palas hidráulicas tienen una ventaja cuando descargan desperdicios grandes; sin embargo, es dudoso que esto se use en una operación de alta producción y bajo costo.



13. Compatibilidad con el camión

do eficazmente en 3 pasadas camiones de 290 toneladas métricas (320 toneladas americanas) (Figura 56).

Prioridad para la selección de la excavadora: Muy alta

Discusión: Los criterios adicionales para que coincida la capacidad camión-pala incluyen:

Atributos de la pala hidráulica: Las palas hidráulicas grandes con capacidad de 35m3 (46 yd3) hacen buen juego con las unidades de transporte pequeñas y pueden cargar en 3 pasadas camiones de 190 toneladas y 205 toneladas (Figura 56).

Atributos de la pala eléctrica: Las palas eléctricas de diferentes capacidades hacen buen juego con la mayoría de los camiones de alta producción y bajo costo, cargan-

Carga concéntrica en la línea central de la tolva  Espacio libre para el balde arriba del vértice de la carga  Espacio libre seguro para ubicar el camión para cargarlo desde la pala  Cargar el camión hasta la carga permitida en el menor número de pasadas (idealmente tres) 

Conclusión: El rango de las palas eléctricas y las limitaciones de tamaño que presentan la tecnología de las palas hidráulicas, hacen que la pala eléctrica sea la mejor opción para la may-

Apareamiento de las capacidades de pala hidráulica / camión Capacidad nominal de camión Tonelada métrica

(tonelada americana)

yd3)

Capacidad pala 21m3 (28 yd3) 25m3 (33 yd3) 35m3 (46 yd3)44m3 (57 yd3)

154

(170)

5 pasadas

4 pasadas

3 pasadas

2 pasadas

172

(190)

5 pasadas

4 pasadas

3 pasadas

2-3 pasadas

186

(205)

5-6 pasadas

4-5 pasadas

3 pasadas

3 pasadas

218

(240)

6-7 pasadas

5 pasadas

4 pasadas

3 pasadas

231

(255)

6-7 pasadas

5-6 pasadas

4 pasadas

3-4 pasadas

290

(320)

7 pasadas

5 pasadas

4-5 pasadas

327

(360)

363

(400)

56m3 (73

Apareamiento de las capacidades de pala eléctrica / camión Capacidad nominal de camión Tonelada métrica

(tonelada americana)

yd3)

Capacidad pala 21m3 (28 yd3) 25m3 (33 yd3) 35m3 (46 yd3)44m3 (57 yd3)

56m3 (73

154

(170)

5 pasadas

3-4 pasadas

3 pasadas

2 pasadas

172

(190)

5 pasadas

4 pasadas

3 pasadas

2-3 pasadas

2 pasadas

186

(205)

5-6 pasadas

4-5 pasadas

3 pasadas

3 pasadas

2 pasadas

218

(240)

6-7 pasadas

5 pasadas

3-4 pasadas

3 pasadas

2-3 pasadas

231

(255)

7 pasadas

5-6 pasadas

4 pasadas

3 pasadas

3 pasadas

290

(320)

7 pasadas

5 pasadas

3-4 pasadas

3 pasadas

Figura 56 Ambas palas, hidráulica y eléctrica, pueden hacerse coincidir con una variedad de capacidades de camión, en base a la capacidad nominal del fabricante.

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14. Carguío con camiones Prioridad para la selección de la excavadora: Muy alta Atributos de la pala hidráulica: Las excavadoras hidráulicas son más eficaces cuando se usa el método de carguío de un solo camión de entrada en reversa. Las excavadoras hidráulicas tienen una tolerancia limitada de ubicación del camión, aumentando la cantidad de propulsión que se requiere para descargar correctamente la carga.

Atributos de la pala eléctrica: La excelente visibilidad y capacidades grandes de balde hacen que las palas eléctricas sean la opción ideal para el método de carguío con dos camiones de entrada en reversa o un camión de entrada en reversa (Figura 57). Las palas eléctricas mineras tienen un alto rango de tolerancia para colocar el camión para cargarlo (Figuras 58 y 59).

Discusión: El tiempo para ubicar los camiones se puede reducir al mínimo si se usa el método de carguío con dos camiones de entrada en reversa para la configuración de ubicación de pala y camiones, donde se asignan dos camiones a una pala, uno a cada lado. Mientras el camión que va de salida se está

cargando, el camión que va entrando utiliza ese tiempo para virar y retroceder a su posición. Cuando el camión cargado sale, el operador comienza a cargar el camión que está esperando en el otro lado de la pala. La posición o colocación correcta de los camiones, especialmente con el método que usa dos camiones, requiere un alto grado de coordinación y confirmación visual por parte de los operadores de los camiones y de la pala. La combinación del grado más alto de visibilidad que tiene el operador de la pala y la mayor tolerancia de ubicación del camión que tiene el chofer del camión, hace que la pala eléctrica minera sea la herramienta de carga ideal para aprovechar la eficacia del método de carguío por los dos lados de la pala.

Conclusión: La combinación del grado más alto de visibilidad que tiene el operador de la pala y la mayor tolerancia de ubicación del camión que tiene el chofer del camión, hace que la pala eléctrica minera sea la herramienta de carga ideal en operaciones de alta producción y

Espacio libre para el giro de la parte trasera de la pala

Rango de tolerancia de ubicación de los camiones de carguío

Figura 57 La amplia tolerancia para la ubicación del camión, que ofrece la pala eléctrica, facilita el método de carguío de dos camiones de entrada en reversa.

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Figura 58 El tamaño y la geometría de excavación de la pala eléctrica ayuda a asegurar la carga óptima de balde y camión.

Figura 59 El alcance limitado inherente de las palas hidráulicas requiere que los camiones se ubiquen mucho más cerca de la máquina para que ésta los cargue.

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15. Dimensiones de trabajo Prioridad para la selección de la excavadora: Alta Atributos de la pala hidráulica: Las palas hidráulicas mineras son más pequeñas que las palas eléctricas y pueden trabajar en lugares más reducidos.

Atributos de la pala eléctrica: El tamaño más grande de una pala eléctrica minera pone al operador más arriba y más alejado del frente de trabajo y los camiones, cuando se compara con una pala hidráulica de minería. El mayor alcance inherente de la pala eléctrica proporciona también una mayor tolerancia para la ubicación del camión y visibilidad que con una pala hidráulica minera.

Discusión: El camión que se muestra en la Figura 60 tiene una capacidad aproximada a las 218 toneladas métricas (240 toneladas americanas). Las líneas rojas verticales identifican el espacio disponible entre el giro de la parte trasera de la pala y el camión, indicando que existe mucho más latitud en una pala eléctrica de 25.2m 3 (33 yd3) que

en una pala hidráulica de capacidad similar. Esto significa menos presión para los operadores del camión y la pala. Las líneas punteadas verticales de la figura representan la distancia horizontal entre el operador y el punto más alto de excavación de la pala. Fíjese que la distancia es mayor para la pala eléctrica que para la pala hidráulica. Las líneas rojas inclinadas muestran la línea de vista del operador desde la cabina hasta la altura recomendada del frente de trabajo. La cabina del operador de la pala eléctrica está más alta y más alejada del frente de excavación que la de la pala hidráulica, ofreciendo al operador de la pala eléctrica una mejor vista del frente de trabajo y camiones. El resultado es que el operador se siente menos intimidado por el frente de excavación y requiere usar menos el movimiento de cabeza y cuello para realizar las operaciones normales de excavación.

Conclusión: Las dimensiones más grandes de la pala eléctrica minera ponen al operador y equipo de apoyo en posiciones que aumentan al máximo la seguridad y la productividad.

Figura 60 Las grandes dimensiones de trabajo de la pala eléctrica aumentan la tolerancia de ubicación de camiones y maximizan la vista del operador.

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E. Productividad

E. Productividad 1. Disponibilidad Prioridad para la selección de la excavadora: Muy alta Atributos de la pala hidráulica: Aunque las primeras palas hidráulicas tenían problemas de disponibilidad, hoy en día las excavadoras han mejorado su disponibilidad acercándose a la de las palas eléctricas.

Atributos de la pala eléctrica: Las palas eléctricas mineras tienen una disponibilidad probada en el rango de más del 90% de su vida útil.

Discusión: La disponibilidad debe analizarse con cuidado para que tenga valor. Por ejemplo, el tiempo que un pala hidráulica está parada para agregar combustible diariamente (20 a 30 minutos) generalmente no se cuenta como “tiempo de paro” para estas máquinas. Puesto que los cálculos de disponibilidad de la pala eléctrica generalmente toman en cuenta todo “el tiempo de paro”, el por-

2. Capacidad Prioridad para la selección de la excavadora: Muy alta Atributos de la pala hidráulica: Al avanzar la tecnología, las

centaje de disponibilidad de las máquinas hidráulicas está inflado por varios puntos cuando se compara con las palas eléctricas. Esto es importante para una operación de alta producción y bajo costo, puesto que el 1% de tiempo adicional de trabajo puede significar 500,000 toneladas al año de desmonte adicional movido. Además de los cálculos básicos de disponibilidad, se han introducido mediciones de Tiempo Medio Entre Fallas (MTBF, por sus siglas en inglés) y Tiempo Medio para Reparación (MTTR, por sus siglas en inglés) como factores que se deben considerar. Las palas eléctricas mineras típicamente son superiores a las palas hidráulicas en rendimiento real.

Conclusión: Aunque están aumentando los valores de disponibilidad de las palas hidráulicas, las palas eléctricas continúan teniendo disponibilidad más alta que las palas hidráulicas en una variedad de condiciones de excavación.

Conclusión: Las palas eléctricas mineras tienen capacidades mucho más grandes que las palas hidráulicas. Aunque algunas minas prefieren usar camiones y herramientas de carga más pequeños, la tendencia que vemos en minas de alta producción y bajo costo es usar herramientas de carga y transporte más grandes y más eficaces.

palas hidráulicas continúan creciendo en tamaño físico y capacidad de carga. Las palas hidráulicas grandes pueden cargar Comparación de la capacidad en 5 pasadas camiones de 290 toneladas de las palas métricas (320 toneladas americanas) (Figura 61). Capacidad Pala hidráulica Pala eléctrica

Atributos de la pala eléctrica: Las palas eléc-

Pequeña

21.4m3 (28.0 yd3)

25.2m3 (33.0

yd3) tricas mineras pueden cargar en 3 pasadas camiones de 290 Mediana 25.2m3 (33.0 yd3) 35.2m3 (46.0 toneladas métricas (320 toneladas americanas). Una pala eléctrica minera grande, como la pala P&H 4100XPC, produce Figura 61 Tabla de capacidad típica de palas hidráulicas y elécaproximadamente el doble de rendimien- tricas, según capacidad nominal del fabricante. Vea el tema to de una pala hidráulica grande. “Factores de llenado” en las páginas 33 y 34. Página 43


3. Confiabilidad Prioridad para la selección de la excavadora: Muy alta Atributos de la pala hidráulica: Las palas hidráulicas mineras han logrado un rendimiento confiable de aproximadamente el 90% de disponibilidad en materiales de excavación fácil y media. Las palas hidráulicas se vuelven notablemente menos confiables cuando la excavación se vuelve más difícil.

Atributos de la pala eléctrica: Las palas eléctricas mineras han probado ser altamente confiables en la excavación de todo tipo de material (Figura 62).

Discusión: La confiabilidad, muchas veces inexactamente llamada y medida en términos de disponibilidad, es la primera y más importante medida de la fraternidad entre la mantención y la minería. Desafortunadamente, se usan numerosos métodos para medir y determinar este “número mágico”, hasta el punto en que cuando se usa el término, generalmente uno tiene que considerar lo que constituye la disponibilidad, y muchos discuten sobre numeradores, denominadores y otros factores a considerar. El efecto de la descompostura de la máquina y retardos prolongados que resultan en pérdidas de producción nunca se pueden reflejar completamente en una figura de disponibilidad, especialmente en la actualidad donde las operaciones de chancado funcionan al máximo rendimiento y la pérdida en producción es físicamente imposible de recuperar. Las descomposturas significan pérdidas de utilidades y ultimadamente un déficit en las expectativas de producción final. Por consiguiente, la confiabilidad no es un número, sino una parte importante de la medida del rendimiento de la máquina, el cual está sujeto a muchas opiniones diferentes que varían de una mina a otra.

inminente de los componentes para luego realizar el recambio planeado con la interrupción mínima de las operaciones. El aspecto importante es minimizar o eliminar el tiempo de paro no planeado, al reducir y optimizar el tiempo de paro planeado: esto es confiabilidad. Las palas eléctricas tienen constantemente mayor disponibilidad en su vida útil, debido a su capacidad de manejo de condiciones de excavación difícil durante periodos prolongados. Además tienen un grado más alto de predicción de la vida útil de los componentes. La pala hidráulica no sólo presenta más tiempo de paro no planeado, sino que además parece que el tiempo de paro no planeado constituye más incidentes de corta duración. Por lo tanto, aunque el tiempo de paro total de la pala hidráulica puede no ser grande, la frecuencia más alta de descomposturas y el impacto negativo en la eficacia de la flota se refleja en una percepción de menor confiabilidad.

Conclusión: Independientemente de la manera en que se mida la confiabilidad, el resultado es que la confiabilidad es una percepción de lo propensa que es la máquina para resistir las arduas operaciones día a día con un mínimo o sin paros no esperados. Generalmente se confirma que las palas eléctricas mineras tienen menos tiempo de paro no esperado y que son más confiables que las excavadoras hidráulicas.

Figura 62 Generalmente se confirma que las palas eléctricas mineras tienen menos tiempo de paro no Por lo tanto, la capacidad de ofrecer una máquina esperado y que son más confiables que las excavadoras más confiable, no es ofrecer algo que nunca se hidráulicas, especialmente cuando se trata de descompondrá, lo cual tendría un costo prohibido, excavación en roca dura como en esta mina de cobre. sino poder predecir con exactitud la falla

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F. Mantención

F. Mantención 1. Facilidad de mantención

entrada a la sala de máquinas y el recambio práctico de componentes permiten un recambio más rápido.

Prioridad para la selección de la excavadora: Muy alta Atributos de la pala hidráulica: Los componentes del sistema hidráulico están ubicados en módulos para facilitar el recambio. Sin embargo, las mangueras y tuberías que se requieren para el transporte de fluidos hacia y desde el motor principal, bombas, enfriadores, cilindros y motores puede complicar el servicio de mantención (Figura 63). Las temperaturas de operación de estos componentes son suficientemente altas para requerir un periodo de enfriamiento antes de dar mantención. Además, las fugas de aceite pueden causar que las pasarelas de servicio se pongan resbalosas, creando un riesgo de seguridad.

Conclusión: A pesar de que ambas palas, hidráulica y eléctrica, tienen componentes modulares, las palas hidráulicas tienen mangueras, tuberías, calor, combustible, descarga de aceite y cuestiones de seguridad que afectan adversa-

Atributos de la pala eléctrica: El tamaño más grande de las palas eléctricas mineras y el diseño modular proporcionan amplio espacio para acceso a los componentes. Los accesos de

2. Abastecimiento de combustible Prioridad para la selección de la excavadora: Muy alta Atributos de la pala hidráulica: Una pala hidráulica minera puede consumir hasta 10,000 litros de combustible diesel al día dependiendo de la clase de la máquina y el tipo de trabajo. El abastecimiento diario de combustible requiere de 20 a 30 minutos de tiempo de paro de la máquina (Figura 64). También se requiere un lugar de almacenamiento de combustible y camiones pipa, pero este equipo generalmente es parte del inventario de equipo de una mina.

Atributos de la pala eléctrica: Las palas eléctricas mineras no

Figura 63 Las numerosas mangueras y tuberías de una pala hidráulica hacen que el servicio sea difícil.

requieren tiempo de paro para abastecimiento de combustible, puesto que toda la energía es suministrada a través del cable de alimentación eléctrica.

Conclusión: Los 30 minutos o más al día que se requieren para abastecer el combustible de una pala hidráulica significan más de siete días de tiempo de paro al año para abastecer combustible. Esto significa aproximadamente del 2-4% de tiempo de paro al año en una mina de alta pro-

Figura 64 Las palas hidráulicas típicamente requieren 30 minutos de tiempo de paro al día para abastecimiento de combustible.

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3. Recambio planeado de los componentes Prioridad para la selección de la excavadora: Muy alta

Conclusión: Cuando se compara con las palas hidráulicas mineras, las palas eléctricas tienen menos componentes que requieren recambios programados. Esto representa bastantes ahorros a largo plazo en tiempo de paro y gastos en componentes.

Atributos de la pala hidráulica: Los componentes de la excavadora hidráulica como son las bombas, motores, válvulas, cilindros y motores diesel tienen muchas partes que se mueven a altas velocidades y que se tienen que reemplazar frecuentemente para reducir la posibilidad de una falla catastrófica (Figura 65).

Atributos de la pala eléctrica: La naturaleza estática de la energía eléctrica y los sistemas de control de las palas eléctricas mineras minimizan tremendamente el recambio programado de componentes. Además, las velocidades relativamente lentas de las cajas de engranajes Figura 65 El recambio, mantención y almacenamiento de y los motores eléctricos de alta confiabilidad, cilindros hidráulicos constituye una gran parte de los reducen la necesidad de recambios programacostos de operación de una pala hidráulica. dos de componentes. Las palas eléctricas requieren regularmente reemplazo del cable de acero.

4. Programas de mantención preventiva Prioridad para la selección de la excavadora: Muy alta Atributos de la pala hidráulica: La central diesel, mandos de bombas, bombas hidráulicas, motores, válvulas, mangueras y cilindros de una pala hidráulica de minería, tienen poca tolerancia para los contaminantes que normalmente se encuentran en los ambientes mineros. Por consiguiente las máquinas hidráulicas requieren mantención frecuente para asegurar la limpieza del sistema y rendimiento máximo (Figura 66).

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Atributos de la pala eléctrica: El sistema de control electrónico de los motores, los motores y las cajas de engranajes de las palas eléctricas son menos sensibles a los ambientes mineros y requieren una mantención mínima (Figura 67). El ingreso de polvo es la mayor preocupación con los motores eléctricos y sistemas, y esto generalmente se controla mediante la instalación de sistemas de aire presurizado y filtros en la sala de máquinas, limitando la intrusión del polvo.

Conclusión: Debido a la sensibilidad de los sistemas hidráulicos a la contaminación del polvo normal y la tierra de los ambientes mineros, las palas hidráulicas requieren mantención más frecuente que las palas eléctricas mineras.


F. Mantención

Mantención preventiva, pala hidráuli-

Mantención preventiva, pala eléctrica

Punto de servicio

Punto de servicio

Servicio requerido

Diariamente

Servicio requerido

Diariamente

Compresor de aire

Revisar nivel de aceite

Compresor de aire


Rodamientos aditamento

Inspección visual

Lubricador del sistema de aire


Tanque de lubricación central

Revisar nivel

Aceite lubricante del motor




Sistema enfriamiento del motor

Revisar el nivel de refrigerante

Tanque lubricación central

Revisar niveles

Sistema de lubricación central

Revisar operación del sistema Revisar nivel de aceite

Tanque de combustible

Llenar

Tanque del lubricante de engranajes

Revisar nivel de lubricante

Transmisiones de empuje

Tanque de fluido hidráulico

Revisar nivel

Mensualmente

Ensamble del mando dela bomba Revisar nivel de aceite

Mensualmente

Caja de engranajes de levante


Transmisiones de giro


Transmisiones de propulsión


Sistema de lubricación de la caja de engranajes de levante

Cambiar filtros

Coplones (coples) del motor

Lubricar Cambiar filtros



Filtro de aceite de lubricación auxiliar

Cambiar filtro

Operación del sistema de lubricación central

Revisar sistema

Filtro del refrigerante del motor

Cambiar filtro

Concentración del sistema enfriamiento del motor

Revisar inhibidor

Sistema de lubricación de la transmisión de giro

Filtro del combustible del motor

Cambiar filtro

Cada tres meses

Aceite lubricante del motor

Cambiar aceite

Sistema de filtración de aire

Filtro del aceite lubricante del motor

Cambiar filtro

Soquetes del cable de suspensión Lubricar

Tanque de combustible

Sedimento en drenaje

Transmisión de giro


Limpiar filtros

Figura 67 Tabla de mantención preventiva recomendada para una pala eléctrica minera.

Cada tres meses Filtro de retorno del fluido hidráulico Filtro de aceite de controles

Cambiar filtros

Filtro de aceite lubricante de mando bomba

Cambiar filtro

Filtro de aceite de alta presión

Cambiar filtro

Filtro de aceite de baja presión

Cambiar filtro

Ventilador de enfriamiento

Inspección visual

Filtros de aire del motor

Revisar indicadores

Transmisión de propulsión


Cambiar filtro

Dos veces al año Sistema enfriamiento de aceite

Cambiar aceite

Transmisión de propulsión

Cambiar aceite

Figura 66 Tabla de mantención preventiva recomendada para una pala hidráulica minera.

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5. Indicadores de confiabilidad Prioridad para la selección de la excavadora: Alta Atributos de la pala hidráulica: La presión del sistema hidráulico, temperatura del aceite, calidad del aceite, fugas de aceite, todos se pueden usar individualmente o colectivamente como indicadores de la confiabilidad de los componentes y del sistema. Mientras que éstos proporcionan una indicación de confiabilidad general y bastante exacta en una pala hidráulica, por experiencia sabemos que debido a la complejidad y número de componentes dinámicos en los motores diesel y sistemas hidráulicos, siempre hay un cierto porcentaje de componentes que fallarán sin advertencia.

Atributos de la pala eléctrica: El sistema de mando de los motores, motores y cajas de engranaje de una pala eléctrica minera pueden todos monitorearse con precisión, utilizando la tecnología de diagnósticos predictivos para predecir la confiabilidad de los componentes. Esta tecnología incluye, entre otros, el análisis de vibración, termografía infrarroja, detección ultrasónica, mediciones eléctricas y tribología (Figura 68).

Conclusión: La aplicación de la tecnología de diagnósticos predictivos en combinación con menos partes que se mueven, cuando se compara con las palas hidráulicas, proporciona a la pala eléctrica una ventaja clara cuando se trata de indicadores de confiabilidad.

Figura 68 Los diagnósticos predictivos de las palas eléctric as ayudan a asegurar el alto nivel de confiabilidad.

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G. Impacto al medio ambiente

G. Impacto al medio ambiente 1. Limpieza Prioridad para la selección de la excavadora: Alta Atributos de la pala hidráulica: Las grandes cantidades de fluidos que están en almacenamiento y son transportados en circuitos cerrados y mediante contenedores de abastecimiento presentan un reto de limpieza constante en una pala hidráulica. El personal de mantención y operaciones tiene que estar alerta constantemente de fugas y potencial de caídas en superficies resbalosas.

que no tienen una sala presurizada y aire filtrado, tienen un mayor potencial de contaminación. Durante la mantención y los recambios, estos contaminantes pueden entrar al sistema, reduciendo potencialmente la vida útil de los componentes y aumentando los tiempos de paro.

Conclusión: Las palas eléctricas mineras ofrecen un mayor nivel de limpieza comparadas con las palas hidráulicas.

Atributos de la pala eléctrica: El bajo volumen de fluidos y la contención de aceites de engranajes en cajas de engranajes selladas, ayuda a mantener un alto nivel de limpieza en las palas eléctricas mineras (Figura 69). Además, la sala de máquinas de la pala eléctrica está presurizada con aire filtrado para asegurar un ambiente limpio de trabajo. En las máquinas equipadas con el mecanismo piñón y cremallera para el movimiento de empuje, el exceso de lubricantes que caiga en pasarelas de servicio y descansos de escalerillas tienen que limpiarse periodicamente.

Discusión: Los sistemas hidráulicos son inherentemente más susceptibles a la contaminación. Puesto

2. Desecho de fluidos Prioridad para la selección de la excavadora: Alta Atributos de la pala hidráulica: Las palas hidráulicas mineras utilizan aceite de motor, refrigerante y fluido hidráulico, los cuales se tienen que cambiar varias veces al año (Figura 66). Además, el aceite de las cajas de engranajes de las transmisiones de la pala hidráulica se tiene que reemplazar periodicamente.

Figura 69 Las cajas de engranajes selladas de las palas eléctricas ayudan a asegurar que los fluidos no contaminen el área de trabajo.

Atributos de la pala eléctrica: Las palas eléctricas mineras tienen cajas de engranajes de levante, giro, empuje y propulsión que contienen aceite de engranajes. El aceite de estas cajas de engranajes se tiene que cambiar periodicamente (Figura 67).

Conclusión: Las palas hidráulicas requieren el desecho de más de 7500 y hasta 13,000 litros de aceite al año, considerando sólo el aceite del motor, refrigerante del motor y fluido del sistema hidráulico. Esto agrega un gasto significativo de operaciones cuando se compara con las Página 49


3. Emisiones de gases causantes del efecto invernadero

las excavadoras hidráulicas.

Prioridad para la selección de la excavadora: Muy alta Atributos de la pala hidráulica: Los continuos avances en la tecnología diesel han reducido notablemente las emisiones de los motores diesel. Donde las emisiones son un problema, algunos fabricantes de palas hidráulicas ofrecen máquinas eléctricas.

Atributos de la pala eléctrica: Estudios recientes han confirmado que las palas eléctricas perjudican mucho menos el medio ambiente comparadas con los equipos hidráulicos diesel (Figura 70).

Discusión: Este atributo es extremadamente importante en países que han firmado el protocolo Kioto. Australia tiene el objetivo de limitar notablemente las emisiones de gases causantes del efecto invernadero para el año 2020. Ha reconocido que la combustión de combustibles fósiles provoca un aumento de concentraciones de gases que causan el efecto invernadero en la atmósfera. Estudios recientes han confirmado que las palas eléctricas mineras consumen notablemente menos energía, y por consiguiente introducen mucho menos bióxido de carbono al medio ambiente que

Por ejemplo, para producir la energía eléctrica por caldeo con carbón que requiere una pala P&H 4100XPB para operar más de 7,000 horas, se requieren aproximadamente 8,050 megawatt horas, resultando en 7,540 toneladas de emisiones de bióxido de carbono. En comparación, para producir una cantidad equivalente de trabajo generado por diesel, una excavadora hidráulica, considerada de la misma clase, consume 1,150,000 galones de combustible en más de 7,000 horas y emite 13,230 toneladas de emisiones de bióxido de carbono – aproximadamente el 75% más que la pala eléctrica. Debe hacerse notar que las palas hidráulicas dirigen la potencia a través de válvulas grandes a alta presión y a velocidades de flujo muy altas. Esta restricción resulta en la liberación de energía en la forma de calor que se disipa a través de grandes enfriadores de aceite. Además, por cada balde que carga la pala hidráulica, el aditamento completo se tiene que elevar, consumiendo más energía con la liberación resultante de emisiones. Al comparar una pala hidráulica accionada eléctricamente con una pala eléctrica minera, estos mismos factores hacen que la pala hidráulica consuma más energía por unidad cargada.

Conclusión: La protección de la atmósfera y sus capas se ha convertido en una preocupación principal para todas las empresas mineras. Las palas eléctricas generan niveles mucho más bajos de emisiones indeseables que las palas hidráulicas de capacidad similar por cada unidad cargada.

Comparación de las emisiones de gases causantes del efecto invernadero Equipo

CO2 liberado al año

Horas

Uso promedio de energía

Pala eléctrica 38.2m 3 (50 Yd3)

7,000

8,050 Megawatt Horas

7,540 toneladas americanas

Pala hidráulica (diesel)

7,000

1,150,000 Galones

13,230 toneladas

Figura 70 La operación de la pala eléctric a genera mucho menos gases causantes del efecto invernadero comparada con una pala hidráulica.

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4. Derrames Prioridad para la selección de la excavadora: Alta Atributos de la pala hidráulica: Las palas hidráulicas mineras tienen miles de litros de combustible y aceite hidráulico a bordo, que presenta un riesgo constante de derrames (Figura 71). Las tuberías y mangueras que transportan estos fluidos a presión alta son susceptibles a falla por fatiga de presión e impactos de rocas, creando una situación que puede causar dispersión de fluido al ambiente circundante.

Atributos de la pala eléctrica: Las palas eléctricas mineras tienen cajas de engranajes selladas que ofrecen poco peligro de derrame. Los lubricantes de la cremallera del mango del balde que se usaron en máquinas anteriores goteaban de la cremallera del mecanismo de empuje en algunas máquinas, pero los lubricantes actuales con mejores características de adhesión han reducido la extensión de este derrame.

Conclusión: Las cantidades grandes de fluidos,

G. Impacto al medio ambiente

algunos a alta presión, el almacenamiento y transporte de las palas hidráulicas hace inherentemente que estas máquinas tengan un alto riesgo en áreas ambientalmente sensibles. Existe un menor riesgo de derrames de aceite y contaminación ambiental en las cajas de engranajes y cremalleras de las palas eléctricas.

Capacidad de tanques de fluidos en pala hidráulica (típicos)

Fluido hidráulico

6,500 - 13,000 litros

Combustible diesel

9,500 - 16,000 litros

Refrigerante

500 - 900 litros

Aceite del motor

520 - 760 litros

Figura 71 Las grandes cantidades de fluido hidráulico a alta presión, combustible diesel y refrigerante de motores a bordo de las palas hidráulicas aumenta el riesgo de derrames o fugas de fluidos.

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H. Consideraciones comerciales 1. Costo de capital

Discusión: Las aproximadamente 700 minas del

Prioridad para la selección de la excavadora: Alta Atributos de la pala hidráulica: Las excavadoras hidráulicas son menos costosas a la compra que las palas eléctricas mineras. Por ejemplo, una pala hidráulica minera grande se puede adquirir por aproximadamente US$7,000,000 dólares, mientras que una pala eléctrica minera de tamaño similar se puede adquirir por aproximadamente US$9,000,000 dólares.

Atributos de la pala eléctrica: El precio más alto de la pala eléctrica puede atribuirse a que se utiliza mucho más acero y tecnología electrónica en esta máquina. Los distribuidores de palas eléctricas venden el equipo en base a una reducción en costo por tonelada para la minería de una variedad de materiales.

E S A B O T S O C E D R O T C A F

mundo que proporcionan la mayoría de los minerales del mundo, reemplazan sólo un porcentaje pequeño de su flota de equipo de carguío y transporte anualmente (del cinco al diez por ciento). Las minas de alta producción y bajo costo típicamente compran palas eléctricas cuya una vida útil esperada es de 10 a 20 años, dependiendo de las horas de operación y la filosofía de mantención. El ahorro de capital que se produce al comprar un equipo de minería que trabajará por 20 años o más se muestra en la Figura 72.

Conclusión: Mientras que el costo inicial de una pala eléctrica minera puede ser hasta del 30% más alto que de una pala hidráulica de la misma clase, se deben considerar las implicaciones a largo plazo. La diferencia en la vida útil de las palas indicará que la pala hidráulica tendrá que ser reemplazada a intervalos que requerirán una mayor inversión de capital a largo plazo (Figura 72).

2a. pala hidráulica Modernizaciones Pala eléctrica Pala hidráulica

AÑOS Figura 72 El costo de capital de una pala hidráulica grande excede bastante e l de una pala eléctrica cuando se considera a largo plazo.

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H. Consideraciones comerciales

2. Costo por unidad cargada Prioridad para la selección de la excavadora: Muy alta Atributos de la pala hidráulica: Las palas hidráulicas mineras tienen un menor costo de capital que las palas eléctricas y ofrecen flexibilidad que puede reducir el costo por tonelada durante la vida útil de la máquina.

Conclusión: Cuando se consideran los atributos necesarios para excavar y cargar material junto con la confiabilidad de largo plazo, la pala eléctrica es la opción de menor costo por unidad

Pala eléctrica minera Vs. Pala hidráulica minera Costo/Unidad

Atributos de la pala

eléctrica: Aunque la

inversión inicial en una pala eléctrica minera es mayor que para una pala hidráulica, la alta productividad y confiabilidad de la pala eléctrica resulta en menor costo por unidad (Figura 73).

Figura 73 Comparación de costos acumulativos por unidad

Discusión: Los modelos financieros bien definidos constantemente muestran que la pala eléctrica es el equipo para movimiento de materiales de costo más bajo disponible (Figura 74). La ventaja de costo de una pala eléctrica se basa en la capacidad de alta producción, bajo costo de energía por unidad producida, y bajo costo de partes y mantención durante el ciclo de vida de la máquina.

Figura 74 Costo promedio de producción del equipo de carguío de todas las capacidades. Cortesía de la publicación SME Mining Economics and Strategy de 1998 por Ian C. Runge.

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3. Costo del combustible

Atributos de la pala eléctrica: La

Prioridad para la selección de la excavadora: Muy alta Atributos de la pala hidráulica: La política mundial y la eliminación de incentivos de combustible diesel, actualmente ofrecidos en algunos países, crean una incertidumbre del costo futuro del combustible diesel. Por ejemplo, una pala hidráulica de 35m3 operando en Australia, tiene un costo promedio de combustible el 45% mayor que la pala de cable eléctrico más grande de 56m 3.

energía eléctrica típicamente es más barata en costo por unidad que el combustible diesel. Con la cancelación de regulaciones de la industria de energía eléctrica de algunos países, el precio de la energía eléctrica debe permanecer competitivo.

Conclusión: El costo de combustible de una pala eléctrica es típicamente más estable y menor que el de una pala hidráulica de capacidad similar.

4. Seguro de responsabilidad por daños a terceros

menores que los de una pala hidráulica de capacidad similar.


Conclusión: Una pala hidráulica tiene un riesgo más alto de incendio que una pala eléctrica (Figura 75). En un periodo corto de tiempo las minas australianas perdieron seis máquinas hidráulicas por incendios. Estas pérdidas han triplicado las primas de seguro para las palas hidráulicas comparadas con las de las palas eléctricas.

Atributos de la pala hidráulica: Las palas hidráulicas típicamente tienen varios miles de litros de líquidos combustibles a bordo en cualquier momento dado. Bajo condiciones de flama abierta o calor alto, estos líquidos pueden encenderse y causar situaciones peligrosas para la seguridad del personal y pérdida catastrófica de la máquina.

Atributos de la pala eléctrica: Puesto que las palas eléctricas modernas tienen pocos líquidos combustibles a bordo, si es que los hay, el riesgo de incendio es insignificante. Las primas de seguros contra incendio para las palas eléctricas mineras son bastante Figura 75 Las excavadoras hidráulicas tienen un riesgo más alto de incendio debido a los miles de litros de líquidos combustibles que llevan a bordo.

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5. Vida útil de las máquinas Prioridad para la selección de la excavadora: Alta Atributos de la pala hidráulica: En operaciones mineras de alta producción y bajo costo, las máquinas hidráulicas típicamente se aproximan al final de su vida útil de servicio después de aproximadamente siente años (50,000 horas) de operación.

Atributos de la pala eléctrica: Las


de módulos de tecnología avanzada que se pueden instalar fácilmente en máquinas anteriores. Un ejemplo es la modernización de Unidades de Control Digital P&H que reemplazan la tecnología anterior de mando de motores en palas P&H, reduciendo el tiempo de ciclo en hasta el 15%.

Conclusión: Las palas eléctricas tienen una enorme ventaja cuando se trata de la vida útil de la máquina. La inversión adicional de capital inicial que se requiere para comprar una pala eléctrica minera se recupera muchas veces cuando estas máquinas modernizables continúan fijando récords de larga vida útil.

palas eléctricas son conocidas por su larga vida útil y típicamente operan productivamente por 20 años o más, registrando más de 100,000 horas (Figura 76).

Discusión: Las palas eléctricas tiene una enorme ventaja cuando se trata de la vida útil de la máquina. Los fabricantes de palas hidráulicas algunas veces dicen que es una desventaja porque las palas eléctricas anteriores no pueden aprovechar la tecnología más nueva. Sin embargo, esta lógica Figura 76 Esta pala eléctrica minera P&H modelo 2800 se puso en ignora el hecho de que la pala servicio en 1969 y se muestra aquí excavando productivamente en una eléctrica ofrece una plataforma mina de carbón canadiense después de más de 150,000 horas.

6. Fabricantes Prioridad para la selección de la excavadora: Baja Atributos de la pala hidráulica: Existen varios fabricantes de palas con distribución mundial y redes de servicio. Algunos fabricantes de palas hidráulicas también fabrican y distribuyen camiones para transporte minero.

Atributos de la pala eléctrica: Sólo existen dos fabricantes de palas eléctricas mineras. Ambos tienen una organización de apoyo mundial y P&H tiene un brazo de distribución mundial (P&H MinePro Services) que ofrece equipos y servicios de diferentes fabricantes relacionados con la minería.

Conclusión: En cuanto al número de fabricantes que ofrecen equipo, no hay una ventaja clara para la pala hidráulica o eléctrica. Página 55


7. Duración del proyecto

mayor inversión de capital (Figura 77).


Conclusión: La pala eléctrica es la mejor opción para proyectos de largo plazo de más de 7 u 8 años, a menos de que haya circunstancias atenuantes tales como suministro de energía. Una excavadora hidráulica típicamente se considera como la mejor opción para proyectos de corto plazo de 5 a 7 años pero el mercado de palas eléctricas usadas se considera viable y algunas veces es la mejor alternativa para proyectos

Atributos de la pala hidráulica: Las excavadoras hidráulicas se consideran adecuadas para proyectos que tienen una duración de siete u ocho años. Las palas hidráulicas se transportan más fácilmente a un proyecto nuevo puesto que tienen un tamaño físicamente más pequeño y peso más liviano. Sin embargo, el valor residual o que le queda a una pala hidráulica se reduce rápidamente después de cinco años.

Atributos de la pala eléctrica: Típicamente, las palas eléctricas nuevas se consideran adecuadas para proyectos que tienen una duración tan corta como de 8 a 10 años. Debido a la larga vida útil inherente de las palas eléctricas, éstas retienen su valor, resultando en muchas palas eléctricas usadas en buenas condiciones que cumplen o exceden la capacidad de una pala hidráulica nueva la cual requiere

Figura 77 Esta pala eléctrica minera P&H 2100BL fue comprada por una empresa minera brasileña y se envío desde los Estados Unidos.

8. Riesgo del proyecto Prioridad para la selección de la excavadora: Alta Atributos de la pala hidráulica: Las palas hidráulicas mineras del tamaño necesario para cargar agregados y cantera al pasar de los años han probado tener un rendimiento sólido. Sin embargo, las palas más grandes necesarias para operaciones de alta producción y bajo costo requieren un nivel mucho más alto de tecnología y complejidad. Debido a la base limitada de experiencia de las palas hidráulicas grandes, el factor de riesgo puede ser importante.

Atributos de la pala eléctrica: Las palas eléctricas ofrecen un nivel bajo de riesgo del proyecto como lo

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muestra su récord en los últimos 50 años y la tecnología probada ofrece mayor confianza de lograr la producción planeada al costo deseado.

Discusión: Los contratos de mantención y reparación (MARC, por sus siglas en inglés) y los contratos de administración del ciclo de vida (LCM, por sus siglas en inglés), están disponibles para reducir aun más los riesgos en ambas palas, hidráulica y eléctrica. Estos contratos están disponibles para todo o parte del equipo nuevo o usado.

Conclusión: Las palas eléctricas ofrecen una posibilidad mayor de éxito y menor riesgo de falla para un proyecto minero de alta producción y bajo costo, debido a la simplicidad del diseño de la pala eléctrica y la probada tecnología inherente en estas máquinas.



9. Traslado

ciones de las autoridades de transporte. Más recientemente, algunas palas eléctricas se han trasladado intactas hasta 100 km utilizando una cargadora de orugas o de ruedas para trabajo pesado.

Excavator Selection Priority: High Prioridad para la selección de la excavadora: Alta Atributos de la pala hidráulica: Las palas hidráulicas de clase más pequeña se pueden transportar con el mínimo desensamble de un lugar a otro.

Conclusión: Una pala hidráulica minera se puede trasladar más fácilmente y a un costo menor que una pala eléctrica minera. Este es un criterio de selección de alta prioridad para minas que requieren traslado frecuente de sus excavadoras a grandes distancias sin facilidad de transporte como una sola unidad.

Atributos de la pala eléctrica: Las palas eléctricas mineras requieren un mayor nivel de desensamble antes de ser trasladadas. Esto generalmente incluye, como mínimo, la desinstalación del aditamento del chasis superior y la separación del chasis superior y chasis inferior.

Discusión: Aunque la mayoría de las palas hidráulicas se pueden trasladar con un desensamble mínimo, al aumentar el tamaño es necesario separar algunos componentes para cumplir con las restric-

10. Valor de reventa Prioridad para la selección de la excavadora: Alta

Figura 78 Algunas palas eléctricas se han trasladado intactas utilizando una cargadora de orugas o de ruedas para trabajo pesado.

vida útil de trabajo (Figura 79). EQUIPO USADO

Atributos de la pala hidráulica: El precio más bajo de una pala hidráulica es algo atractivo en el mercado de equipo usado. Sin embargo, esto se compensa por la vida más corta inherente de la pala hidráulica, que hace impráctico esperar un gran número de horas de uso programado cuando se trata de una pala hidráulica usada.

Conclusión: Una pala hidráulica usada puede ofrecer una solución de bajo costo para los requisitos mineros de superficie a corto plazo. Sin embargo, una pala eléctrica usada ofrece el mejor valor para la operación minera de superficie de alta producción y bajo costo.

Atributos de la pala eléctrica: Por su robusto diseño, más alta confiabilidad, más alta disponibilidad y modernización, las palas eléctricas ofrecen un gran número de oportunidades en el mercado de equipo usado. Existen varios programas dirigidos al mercado de palas eléctricas usadas, tal como el programa Triple ‘RRR’ que ofrece MinePro. Este programa, Re-diseña, Reacondiciona y Re-energiza el equipo usado para aumentar su

Figura 79 Palas eléctricas usadas como esta P&H 2800XPA se han puesto como nuevas mediante el programa Triple ‘RRR’ (Re-diseña, Reacondiciona, Re-energiza) de MinePro.

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11. Infraestructura de apoyo

tores para asistir en la limpieza del piso. También pueden requerir vehículos de servicio para transportar, recoger y reubicar el cable de alimentación eléctrica.

Prioridad para la selección de la excavadora: Baja Atributos de la pala hidráulica: Es más probable que las palas hidráulicas requieran equipo de apoyo como camiones de combustible y camiones de servicio además de alumbrado para trabajo nocturno.

Conclusión: Tanto la pala hidráulica como la eléctrica requieren cierto nivel de infraestructura de apoyo que típicamente está disponible en minas de alta producción y bajo costo.

Atributos de la pala eléctrica: Las palas eléctricas mineras pueden requerir tiempo adicional de trac-

12. Conocimientos de tecnología Prioridad para la selección de la excavadora: Alta

para las palas hidráulicas o eléctricas de clase grande, porque ambas requieren de personal calificado especializado para la operación y mantención (Figura 80).

Atributos de la pala hidráulica: Es probable que las palas hidráulicas de clase pequeña tengan mejor acceso a la mano de obra calificada puesto que las excavadoras hidráulicas pequeñas se utilizan comúnmente en proyectos de infraestructura, como construcción y carreteras en todo el mundo.

Atributos de la pala eléctrica: Las palas eléctricas han estado trabajando por muchos años en regiones remotas con el soporte de individuos con calificación técnica limitada. Los fabricantes de palas eléctricas han proporcionado capacitación técnica al cliente cubriendo la mantención y la reparación del equipo para superar situaciones donde existe una falta de mano de obra técni- Figura 80 Ambas palas, hidráulica y eléctrica, operan en ca calificada. regiones remotas del mundo y tienen que tener técnicos cal-

Conclusión: No existe una ventaja clara

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ificados disponibles para dar servicio al equipo.

4 - Proceso para seleccionar una máquina Descripción Esta sección proporciona información sobre las variables que se deben considerar al seleccionar una excavadora para una mina de alta producción y bajo costo. La importancia de cada variable será notablemente diferente de una mina a otra pero cada factor debe considerarse para tomar una decisión bien informada de la compra o arrendamiento del equipo (Figura 81). Esta sección proporciona también tablas que listan los atributos de las máquinas descritos en la Sección 3. Las tablas incluyen cada atributo, prioridad de selección y una indicación de cuál máquina tiene una ventaja en ese criterio en el contexto de una mina de alta producción y bajo costo. El proceso para seleccionar debe seguir estos tres pasos:

1) Considerar las variables claves de selección que se presentan a continuación 2) Estudiar las Tablas de Prioridades de los Atributos para la Selección de la Máquina 3) Compartir esta información con su distribuidor de equipos de minería para determinar el equipo adecuado para su situación.

Variables claves de selección Duración anticipada de la mina La duración anticipada de una mina juega un papel importante en la selección de la herramienta para el carguío. Las minas de corto plazo (siete años o menos) típicamente estarán mejor servidas con una pala eléctrica minera reacondicionada o una pala

Figura 81 Todos los criterios de selección se deben considerar cuidadosamente al agregar una excavadora hidráulica o eléctrica a la flota de la mina.

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hidráulica minera. Sin embargo, la mayoría de las minas tienen una duración de más de siete años y típicamente se subestima la duración de una mina. Una vez que la mina está lista y operando, los costos de expansión son mucho menores que los gastos iniciales para poner la mina en producción. Los estudios indican que la mayoría de las minas operan mucho más tiempo que lo planeado y se expanden mucho más allá del plan inicial.

Disponibilidad del capital El capital en la forma de financiamiento completo para una máquina nueva o fondos para arrendamiento de una máquina, juega un papel importante en el proceso de selección. Puesto que las palas eléctricas nuevas tienen un precio más alto que una unidad hidráulica de capacidad similar, algunas veces no hay opción sino adquirir la máquina de menor costo. En tales casos, es bueno considerar el mercado de palas eléctricas usadas en busca de máquinas de alta calidad que requerirán una inversión inicial menor.

Infraestructura de la mina La ubicación de la planta de procesamiento, caminos y equipos de apoyo, todos juegan un papel en el proceso de selección. Las palas hidráulicas típicamente requieren apoyo más intenso en términos de equipo y personal, y la infraestructura de la mina debe estar disponible para proporcionar el soporte necesario.

Red eléctrica Las palas de cable eléctrico requieren la provisión de energía eléctrica en o adyacente a la operación minera. En algunos lugares remotos o campos verdes, el suministro de energía puede estar limitado a moto-generadores diesel locales, los cuales tal vez no puedan proporcionar suficiente energía para la operación con pala de cable.

Requisitos de tronadura Si el material in-situ es tal que no requiere tronadura, se puede utilizar el llamado método de “excavación libre”, evitando el costo de perforación y tronadura. Fíjese que estos métodos típicamente no se aplican a minas de alta producción y bajo costo, con la excepción de las minas de arenas petrolíferas en Canadá. Estas son operaciones de

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muy alta producción y bajo costo con tronadura limitada o sin tronadura y las excavadoras se usan como máquinas de producción primarias.

Requisitos de movilidad En situaciones donde es necesario combinar substancialmente de varias fuentes, el equipo que hace la excavación y carguío tiene que ser altamente móvil y flexible para producir una utilización más amplia.

Disponibilidad de camiones También se debe considerar la flota de camiones disponible o planeada. Si una pala eléctrica de alta capacidad no tiene los camiones adecuados, se desperdiciará un porcentaje de la capacidad. En estos casos, una pala eléctrica más pequeña o una pala hidráulica puede satisfacer el requisito de excavación y carguío.

Requisitos de traslado del equipo Las minas con varias operaciones que requieren el movimiento frecuente del equipo de un lugar a otro deben tomar esto en consideración al seleccionar una máquina. El tiempo requerido para desensamblar y volver a ensamblar una máquina hidráulica es mucho menor que para una pala eléctrica.

Tablas de selección de excavadoras de MinePro Las tablas siguientes se incluyen para asistirle durante el proceso de selección de excavadoras. Las tablas se basan en la información sobre los criterios a considerar de la Sección 3. La columna “Ventaja” indica si la Pala Hidráulica Minera (HMS) o la Pala Eléctrica Minera (EMS) tiene una ventaja notable en cuanto al factor dado. Por favor haga copias de estas tablas según necesite y agregue sus comentarios. El hablar sobre sus comentarios con su distribuidor de equipos ayudará en el proceso de selección del equipo y le ayudará a seleccionar el equipo que proporcionará un rendimiento máximo.

4 - Proceso para seleccionar una máquina Table 1. Tabla de criterios para seleccionar una máquina (por categoría) Criterio

Prioridad

Ventaja Criterio

para la selección

A. Técnico 1. Adaptabilidad a la temperatura ambiente 2. Fuerzas de excavación 3. Presión sobre el terreno (estática) 4. Tiempo de armado de la máquina 5. Peso de la máquina 6. Movilidad 7. Opciones del tipo de energía 8. Requisitos de alimentación 9. Adaptabilidad a cambios tecnológicos 10. Cable de alimentación eléctrica

Ventaja

para la selección

EMS

9. Alcance

Muy alta

EMS

Baja

HMS

Alta Alta

EMS HMS

Baja

HMS

Baja

HMS

10. Retiro de rocas grandes del frente de trabajo 11. Retiro de obstrucciones del piso de la mina

Alta Muy alta

Igual HMS

12. Capacidad para manejar rocas 13. Compatibilidad con el camión

Baja Muy alta

HMS EMS

Baja

HMS

14. Carguío con camiones

Muy alta

EMS

Alta Alta

Igual Igual

15. Dimensiones de trabajo

Alta

EMS

Alta

HMS

E. Productividad 1. Disponibilidad 2. Capacidad 3. Confiabilidad

Muy alta Muy alta

EMS EMS

Muy alta

EMS

Muy alta

EMS

Muy alta Muy alta

EMS EMS

Muy alta

EMS

Alta

EMS

Alta

EMS

Alta

EMS

Muy alta

EMS

Alta

EMS

Alta

HMS

Muy alta Muy alta

EMS EMS

Alta

EMS

Alta Baja

EMS Igual

Alta

EMS

Alta Alta

EMS HMS

Alta

EMS

Baja

Igual

Alta

B. Operación de la máquina 1. Ubicación de la cabina del operador Alta 2. Controles de la fase de excavación Muy alta 3. Ergonomía Alta 4. Uso de la función de propulsión para Alta maximizar los factores de llenado 5. Visibilidad Alta

EMS EMS EMS EMS EMS

C. Geología y caracterización del yacimiento 1. Altura de la berma

Alta

EMS

2. Excavación del material capa por capa 3. Requisitos de perforación y tronadura

Baja

HMS

Alta

Igual

4. Seguir capas al subir la pendiente Baja 5. Abrasividad del material Alta

HMS EMS

6. Excavación de frente de trabajo en la minería selectiva

HMS

D. Excavación y carguío 1. Tiempo de ciclo 2. Retiro de desperdicio 3. Excavación bajo el nivel del terreno 4. Factores de llenado 5. Limpieza del piso 6. Alcance de excavación al nivel del piso 7. Descarga del material 8. Proximidad al frente de trabajo

Prioridad

Baja

Muy alta Baja

Igual HMS

Baja

Igual

Muy alta Baja

EMS HMS

Alta

Igual

Alta

HMS

Alta

EMS

F. Mantención 1. Facilidad de mantención 2. Abastecimiento de combustible 3. Recambio planeado de los componentes 4. Programas de mantención preventiva 5. Indicadores de confiabilidad G. Impacto al medio ambiente 1. Limpieza 2. Desecho de fluidos 3. Emisiones de gases causantes del efecto invernadero 4. Derrames H. Consideraciones comerciales 1. Costo de capital 2. Costo por unidad cargada 3. Costo del combustible 4. Seguro de responsabilidad por daños a terceros 5. Vida útil de las máquinas 6. Fabricantes 7. Duración del proyecto 8. Riesgo del proyecto 9. Traslado 10. Valor de reventa 11. Infraestructura de apoyo

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PEAK PERFORMANCE PRACTICES – SELECCIÓN DE EXCAVADORAS Table 2. Tabla de criterios para seleccionar una máquina (por criterio) Criterio

Prioridad

Ventaja

para la selección

Facilidad de mantención

Muy alta

EMS

Factores de llenado

Muy alta

EMS

Fuerzas de excavación

Alta

EMS

Indicadores de confiabilidad

Alta

EMS

Infraestructura de apoyo

Baja

Igual

Limpieza

Alta

EMS

Limpieza del piso

Baja

HMS

Movilidad

Muy alta

HMS

Opciones del tipo de energía

Baja

HMS

Peso de la máquina

Alta

Igual

Alta

HMS

Abastecimiento de combustible

Muy alta

EMS

Abrasividad del material

Alta

EMS

Adaptabilidad a cambios tecnológicos Alta

Igual

Adaptabilidad a la temperatura ambiente

Alta

EMS

Alcance

Muy alta

EMS

Alcance de excavación al nivel del piso

Alta

Igual

Altura del banco

Alta

EMS

Presión sobre el terreno (estática)

Cable de alimentación eléctrica

Alta

HMS

Programas de mantención preventiva Muy alta

EMS

Capacidad

Muy alta

EMS

Proximidad al frente de trabajo

EMS

Capacidad para manejar rocas

Baja

HMS

Muy alta

Carguío con camiones

Muy alta

EMS

Recambio planeado de los componentes EMS

Compatibilidad con el camión

Muy alta

EMS

Requisitos de alimentación

Alta

Igual

Confiabilidad

Muy alta

EMS

Requisitos de perforación y tronadura Alta

Igual

Conocimientos de tecnología

Alta

Igual

Retiro de desperdicio

HMS

Controles de la fase de excavación

Muy alta

EMS

Costo de capital

Alta

HMS

Costo del combustible

Muy alta

EMS

Costo por unidad cargada

Muy alta

EMS

Derrames

Alta

EMS

Descarga del material

Alta

HMS

Desecho de fluidos

Alta

EMS

Dimensiones de trabajo

Alta

EMS

Disponibilidad

Muy alta

EMS

Duración del proyecto

Alta

EMS

Emisiones de gases causantes del efecto invernadero

Muy alta

EMS

Ergonomía

Alta

EMS

Excavación bajo el nivel del terreno Baja

Igual

Excavación de frente de trabajo en la minería selectiva Baja HMS Excavación del material capa por capa

Baja HMS

Fabricantes

Igual

Página 62

Baja

Alta

Baja

Retiro de obstrucciones del piso de la mina

Baja HMS

Retiro de rocas grandes del frente de trabajo

Baja HMS

Riesgo del proyecto

Alta

EMS

Seguir capas al subir la pendiente

Baja

HMS

Seguro de responsabilidad por daños a terceros Alta EMS Tiempo de armado de la máquina

Baja

HMS

Tiempo de ciclo

Muy alta

Igual

Traslado

Alta

HMS

Ubicación de la cabina del operador Alta

EMS

Uso de la función de propulsión para maximizar los factores de llenado Alta EMS Valor de reventa

Alta

EMS

Vida útil de las máquinas

Alta

EMS

Visibilidad

Alta

EMS

4 - Proceso para seleccionar una máquina Table 3. Tabla de criterios para seleccionar una máquina (por prioridad) Criterio

Prioridad

Ventaja

para la selección

Peso de la máquina

Alta

Igual

Criterio

Prioridad

Ventaja

para la selección

Disponibilidad

Muy alta

EMS

Capacidad

Muy alta

EMS


Alta

EMS


Muy alta

EMS


Alta

HMS

Tiempo de ciclo

Muy alta

Igual


Alta

Igual


Muy alta

EMS


Alta

EMS


Muy alta

EMS

Riesgo del proyecto

Alta

EMS

Factores de llenado

Muy alta

EMS


Alta

EMS


Muy alta

EMS


Alta

EMS


Muy alta

EMS

Traslado

Alta

HMS


Muy alta

EMS

Valor de reventa

Alta

EMS

Derrames

Alta

EMS

Movilidad

Muy alta

HMS


Igual

Recambio planeado de los componentes

Muy alta

EMS


Alta

Igual


EMS


Alta

HMS EMS

Alcance

Muy alta

EMS

Uso de la función de propulsión para Alta maximizar los factores de llenado

Confiabilidad

Muy alta

EMS

Visibilidad

Alta

EMS


Muy alta

EMS


Alta

EMS


Muy alta

EMS

Costo de capital

Alta

HMS


Alta

EMS


Baja

HMS


Igual

Altura de la berma

Alta

EMS

Baja

HMS


EMS

Excavación del material capa por capa

Limpieza

Alta

EMS

Limpieza del piso

Baja

HMS


Alta

EMS


Baja

HMS


Igual

Tiempo de armado de la máquina

Baja

HMS

Ergonomía

Alta

EMS

Fabricantes

Baja

Igual


Alta

Igual


Baja

HMS

Baja

HMS

Desecho de fluidos

Alta

EMS



Alta

HMS


Baja

HMS

Seguro de responsabilidad por daños a terceros

Alta

EMS


Baja

HMS


Alta

EMS

Excavación de frente de trabajo en la minería selectiva

Baja

HMS

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PEAK PERFORMANCE PRACTICES – SELECCIÓN DE EXCAVADORAS Table 4. Tabla de criterios para seleccionar una máquina (por ventaja) Criterio

Prioridad

Ventaja

para la selección

Disponibilidad

Muy alta

EMS

Capacidad

Muy alta

EMS


Muy alta

EMS


Muy alta

EMS


Muy alta

EMS

Factores de llenado

Muy alta

EMS


Muy alta

EMS


Muy alta

EMS


Muy alta

EMS

Recambio planeado de los componentes

Muy alta

EMS

Derrames

Alta

EMS

Criterio

Prioridad

Ventaja

para la selección

Uso de la función de propulsión para Alta maximizar los factores de llenado

EMS

Visibilidad

Alta

EMS


Alta

EMS

Movilidad

Muy alta

HMS


Alta

HMS


Alta

HMS

Traslado

Alta

HMS


Alta

HMS

Costo de capital

Alta

HMS


EMS


Baja

HMS

Alcance

Muy alta

EMS

Baja

HMS

Confiabilidad

Muy alta

EMS

Excavación del material capa por capa


Muy alta

EMS

Limpieza del piso

Baja

HMS


Muy alta

EMS


Baja

HMS


Alta

EMS

Tiempo de armado de la máquina

Baja

HMS


Baja

HMS

Altura de la berma

Alta

EMS

Baja

HMS


EMS


Limpieza

Alta

EMS


Baja

HMS


Alta

EMS


Baja

HMS

Ergonomía

Alta

EMS

HMS

Alta

EMS

Excavación de frente de trabajo en la minería selectiva

Baja

Desecho de fluidos Seguro de responsabilidad por daños a terceros

Alta

EMS

Tiempo de ciclo

Muy alta

Igual


Alta

EMS


Alta



Igual

Alta

Igual

EMS


Alta

EMS

Peso de la máquina

Alta

Igual

Riesgo del proyecto

Alta

EMS


Alta

Igual


Alta

EMS


Igual


Alta

EMS


Igual

Valor de reventa

Alta

EMS


Página 64

Alta

Igual

Glosario ABRASIVIDAD DEL MATERIAL — La car-

CHASIS INFERIOR — El chasis inferior incluye

acterística de un material que causa el desgaste en los baldes.

la base inferior, el mecanismo de propulsión y el sistema de orugas. El chasis inferior ofrece una base estable para la máquina.

ADITAMENTO — Algunas veces llamado el aditamento frontal o aditamento de excavación. El aditamento incluye la pluma y los mecanismos asociados que retienen y mueven el implemento de excavación (balde).

ALCANCE DE EXCAVACIÓN — La distancia horizontal total que puede alcanzar la herramienta de excavación.

ALTURA DE BERMA — La distancia desde el piso del rajo hasta la parte superior del banco.

BALDE — La herramienta de excavación de una pala hidráulica de minería o de una pala eléctrica minera.

CHASIS SUPERIOR — La estructura de las palas hidráulicas y eléctricas que proporciona un punto de instalación de la mayoría de los mecanismos de accionamiento, la cabina del operador y el aditamento.

CICLO DE EXCAVACIÓN — Las acciones que se necesitan desde el comienzo de un ciclo de trabajo hasta el comienzo del siguiente, consta de cuatro fases distintas: excavar, girar, descargar balde y retornar.

CICLO DE TRABAJO — Un ciclo de trabajo

tiene que remover.

consta de cuatro fases distintas: excavar, girar hacia el camión, descargar balde y retornar al banco. Tal vez también se requiera una fase de posición o colocación del equipo en el ciclo de trabajo.

BERMA — Un corte que se forma al trabajar en

CILINDROS DE LA TAPA DE BALDE — Los

excavación abierta en más de un nivel.

cilindros que se usan para abrir y cerrar la tapa del balde de una pala hidráulica minera.

BANCO — El material no tronado (in-situ) que se

CABLE DE ALIMENTACIÓN — Un cable eléctrico de alta tensión que transmite energía desde la subestación de la mina a una pala eléctrica minera.

CILINDROS DE LEVANTE DE PLUMA — Los

CAPACIDAD NOMINAL — La capacidad

CILINDROS DEL BALDE — Dos cilindros que

rebasada, según el estándar SAE.

se usan en una pala hidráulica minera para controlar el movimiento hacia adelante o hacia atrás (rotación) del balde.

CAPACIDAD RASA — Según el estándar SAE, el volumen del balde medido a “nivel”, comparado con el volumen “rebasado”.

CARGA SUSPENDIDA NOMINAL (RSL) — Para una geometría dada, la pala eléctrica se clasifica o tiene la limitación de la carga suspendida máxima; incluye el peso de un balde completamente cargado más el peso del balde mismo y sus componentes relacionados.

cilindros hidráulicos que se usan para subir y bajar la pluma en una pala hidráulica minera.

CILINDROS DEL BRAZO — Los dos cilindros que suben y bajan el brazo en una pala hidráulica minera.

CONFIABILIDAD — Una percepción de lo propensa que es la máquina para resistir las arduas operaciones día a día con un mínimo o sin paros no esperados. La disponibilidad a menudo se usa como una medida de la confiabilidad.

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COSTO POR TONELADA — El costo de excavar y cargar una tonelada de material en una mina específica.

DIMENSIONES DE TRABAJO — Las dimensiones entre el contrapeso en la parte posterior de la pala minera y el camión que es cargado.

DISPONIBILIDAD — El porcentaje de tiempo que una máquina está disponible para excavar y cargar. Los porcentajes de disponibilidad sólo aplican al tiempo de excavación y carga “programado”; la mantención preventiva y tiempos de abastecimiento de combustible no se factorizan al calcular la disponibilidad.

MÉTODO DE CARGUÍO CON DOS CAMIONES DE ENTRADA EN REVERSA — El método de carguío en el que se colocan dos camiones de carga, uno a cada lado de la pala; cuando la pala acaba de cargar uno de los camiones, inmediatamente comienza a cargar el otro camión que está al otro lado de la pala.

MÉTODO DE CARGUÍO CON UN SOLO CAMIÓN DE ENTRADA EN REVERSA — El método de carguío en donde a una pala se asigna un solo camión de carga a la vez.

MINA HPLC — Una mina de alto rendimiento y bajo costo.

EMPUJE — El movimiento de la pala que empuja

MTBF — Tiempo medio entre fallas.

el balde hacia adelante para extraer material del frente de trabajo.

MTTR — Tiempo medio para reparación.

FACTOR DE LLENADO — La relación de yardas cúbicas o metros cúbicos reales de material suelto en el balde, comparado con la capacidad rasa del balde o el volumen rebasado del balde.

FACTOR DE LLENADO DEL BALDE — Una medida de yardas cúbicas o metros cúbicos de material suelto por carga dividido entre la capacidad nominal (volumen) del balde; se determina, en parte, por la densidad del material.

GENERADOR MÓVIL (MOTIVATOR) — Un generador diesel móvil que se usa principalmente al trasladar máquinas eléctricas móviles a distancias grandes.

GIRO — El movimiento que gira el chasis superior de la pala hacia la izquierda o derecha.

LCM — Contrato de Administración del Ciclo de Vida; un contrato de servicio y partes entre un fabricante de palas y un propietario de palas. El fabricante o su organización de servicio se encargará de proporcionar partes y servicio a toda o parte de la pala hidráulica o eléctrica. Los contratos se escriben para equipos nuevos y usados.

LEVANTE — El movimiento de una pala eléctrica minera que sube el balde.

MARC — Contrato de Mantención y Reparación; vea LCM.

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ORIENTACIÓN DEL BALDE — El movimiento del balde de una pala hidráulica cuando se activan los cilindros del balde.

PALA ELÉCTRICA DE MINERÍA (EMS) — Una pala eléctrica minera, también conocida como pala de cable para minería, es una máquina diseñada específicamente para excavar y cargar material en minas de superficie. La pala eléctrica minera utiliza motores eléctricos, reductores de engranajes, tambores y cable de acero para accionar los movimientos requeridos para la excavación, carga y propulsión de la máquina.

PALA HIDRÁULICA DE MINERÍA (HMS) — Una excavadora hidráulica minera, también conocida como pala hidráulica, es una máquina diseñada específicamente para excavar y cargar material en minas de superficie. La pala hidráulica minera utiliza motores diesel o eléctricos para accionar las bombas hidráulicas, motores y cilindros que a su vez actúan los movimientos que se requieren para excavar y cargar la mena y propulsionar (avanzar) la máquina.

PERFORADORA DE BARRENOS — Una máquina que se usa en minas de superficie para perforar hoyos para colocar los materiales de tronadura.

PRESIÓN SOBRE EL TERRENO (ESTÁTICA)

los cables de levante para subir el balde.

— El peso de la máquina dividido entre el área de terreno que la soporta.

TOLVA — Componente que lleva la carga un

PRODUCTIVIDAD — La cantidad de material movido en un tiempo dado.

PUNTA DE LA PLUMA — Punta superior de la pluma donde se encuentran las poleas de la punta de la pluma de una pala eléctrica minera.

SUMA DE VECTORES — La suma de las fuerzas de empuje (horizontal) y levante (vertical) de una pala eléctrica minera.

TIEMPO DE CICLO — El tiempo que tarda en

camión, también llamado caja del camión.

TONELADA — Unidad de peso, ya sea métrica, americana o inglesa. Una tonelada métrica se abrevia por una “t” y es equivalente a 1,000 kg ó 2,023 lbs. Una tonelada americana (tonelada corta) se abrevia “st” y es equivalente a 907 kg ó 2,000 lbs. Una tonelada inglesa (tonelada larga) se abrevia “It” y es equivalente a 1,016 kg ó 2,240 lbs.

TRASLADO — Mover una máquina una distancia grande a otra zona de trabajo.

segundos completar un ciclo de trabajo.

TIRO DE LEVANTE — La fuerza ejercida por

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Índice Abastecimiento de combustible. . . . . . . . . . . 45 Abrasividad del material . . . . . . . . . . . . . . . . 29 Adaptabilidad a cambios tecnológicos . . . . . 18 Adaptabilidad a la temperatura ambiente . . . 11 Alcance excavación al nivel del piso. . . . . . . . . . 35 limitaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 Altura del banco. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Análisis de vibración . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 Arco de giro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Arenas petrolíferas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29,60 Cables de alimentación eléctrica . . . . . . . .17,19 Camión disponibilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 compatibilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 carguío . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40-41 Capacidad balde. . . . . . . . . . . . . . . . . 5,7,33-34,39,43 camión de carga . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 Capacidad para manejar rocas. . . . . . . . . . . . 38 Capital . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . disponibilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 costo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 Carrete portacable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17,19 Ciclo de trabajo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-10 Combustible diesel . . . . . . . . . . . . . . . . 17,45,51 costo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 Comunicaciones a distancia I2T . . . . . . . . . . 18 Confiabilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 indicadores. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 Conocimientos de tecnología. . . . . . . . . . . . . 58 Consideraciones comerciales. . . . . . . . . . 52-58 Contaminación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 Costos combustible . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 operaciones de minería y procesado . . . 27 por unidad cargada. . . . . . . . . . . . . . . . . 53 operaciones primarias mineras . . . . . . . 27 Descarga del material. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 Descripción de las máquinas . . . . . . . . . . . 5-10

Detección ultrasónica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 Diagnósticos predictivos . . . . . . . . . . . . . . . . 48 Dimensiones de trabajo . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 Diseño modular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Disponibilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43,44 Duración del proyecto . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 Emisiones de gases causantes del efecto invernadero. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 EMS (Pala eléctrica minera) . . . . . . . . . . . . 7-8 Ergonomía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Estándar raso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 Estándar rebasado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 Excavación y carguío . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31-42 más abajo que el nivel del terreno. . . . . 33 seguir capas al subir la pendiente . . . . . 28 capa a capa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 selectiva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Fabricantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 Facilidad de excavación . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 Factores de llenado . . . . . . . . . . . . 13,24,33-34 Fase de descarga del balde. . . . . . . . . . . . . . . 10 Fase de excavación. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 controles. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-23 Fase de giro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Fase de retorno al banco . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Fluido desecho . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 capacidad del tanque . . . . . . . . . . . . . . . 51 derrames. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 Frente de trabajo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 altura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 proximidad a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 sacar rocas grandes . . . . . . . . . . . . . . . . 37 Fuerzas de excavación . . . . . . . . . . . . . . . 12-13 comparación. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Geología y caracterización del .. .. yacimiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26-30 HMS (Pala hidráulica minera). . . . . . . . . . . 5-6 HPLC (Alta producción y bajo costo). . . . . 1-4

Página 69


Impacto al medio ambiente . . . . . . . . . . . 49-51 Infraestructura mina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 equipo de apoyo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 In-situ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4,29 Limpieza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 Mantención facilidad de. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 preventiva. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 programada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 Máquina criterios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 proceso de selección . . . . . . . . . . . . 59-60 variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59-60 Método de carguío con dos camiones de entrada en reversa . . . . . . . . . . . . .32,40 Método de carguío con un camión de entrada en reversa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 Mezclar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27,60 Movilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 MTBF (Tiempo medio entre fallas). . . . . . . . 43 MTTR (Tiempo medio para reparación) . . . . 43 P&H OptiDig . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Pared alta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Perforación y tronadura . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Peso de la máquina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Peso de operación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Piso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 limpieza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 obstrucciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 Planchas de desgaste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 Potencia opciones de selección . . . . . . . . . . . . . . 17 requisitos de suministro. . . . . . . . . . . . . 17 Presión sobre el terreno (estática) . . . . . . . . . 14 Productividad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43-44 Profundidad de corte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Propulsión, uso para maximizar los factores de llenado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

Página 70

Protocolo Kioto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 Recambio planeado de los componentes. . . . 46 Retiro de desperdicio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Riesgo del proyecto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 Seguro de responsabilidad por daños a terceros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 Tablas de selección . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 Termografía infrarroja . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 Tiempo de armado de la máquina . . . . . . . . . 14 Tiempo de ciclo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6,8,31 Tiempo de paro por abastecimiento de combustible . .43,45 inesperado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 Tolerancia de ubicación de los camiones 40-42 Traslado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 Tribología. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 Ubicación de la cabina del operador . . . . .19,24 Unidad de control digital de P&H. . . . . . . . . 18 Valor de reventa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 Variables de selección . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 Vida útil de las máquinas . . . . . . . . . . . . . . . . 55 Visibilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

¿Sugerencias, Ideas? Es nuestro deseo que usted haya encontrado de ayuda la información presentada en esta guía, pero reconocemos que toda mina tiene sus propios métodos de operación y una simple guía no podrá responder a las necesidades de todas las personas. Sí usted tiene sugerencias, consejos, o técnicas que otras minas podrían encontrar de ayuda para lograr el rendimiento máximo de los motores eléctricos de las palas, estaríamos muy complacidos de considerarlas para ser incluidas en una futura edición. Por favor envíe sus sugerencias vía e-mail a P&H MinePro Services a [email protected], o llámenos al (414) 671-4400.

1) Peak Performance Practices - Excavator Selection (Español)

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