55776 Materialdeestudio-parteia (1)

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CAMIONES MINEROS Ph. D. Tadeusz S. Golosinski Consulto Consultorr Intercad Intercadee

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CONTENIDOS            

Introducción Tipos de unidades Tiempo de ciclo Cálculo de producción y cálculo de flota Características generales y de diseño Operaciones básicas y práctica operativa operativa Optimización operativa Criterios técnico-económicos de selección selección Mantenimiento de equipos Seguridad y prevención de accidentes accidentes Impacto de la selección del del camión en los costos totales Bibliografía

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INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

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1. INTRODUCCION ¿POR QUE CAMIONES?

$ 3,5 millones


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¿QUE CUENTA MAS? Ejemplo: mina open pit , 100,000 ton/día Perforación 7,0% Voladura 8,0% Acarreo 40,0%

Carguío 20,0%

Soporte 25,0%

Distribución típica de costos Ph.D. Tadeusz s. Golosinski - [email protected] - Consultor Intercade


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CONCLUSION  Los

camiones camiones contribuyen contribuyen mucho al costo de operación operación

de las minas.  Saber

cómo seleccionar, usar y mantener los camiones

ayuda mucho al control de costo de minería.  Los

camiones modernos son equipos muy complejos,

usan tecnologías tecnologías stat son difí difíci cile les s de state e of th the e art art y son aprender y manejar.


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2. TIPOS DE UNIDADES



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HAY GRAN VARIEDAD DE TIPOS DE CAMIONES EN MINERIA  Camiones

tolva (descarga atrás) • Minas grandes de todo tipo • Casi todos los camiones en minas de roca dura

• Camiones más grandes  Volquetes (descarga por el fondo) • Minas de carbón y otros minerales • Distancias largas de transportes  Camiones articulados • Transporte en condiciones difíciles resistencia a rodadura  Otros

(pendientes,

tipos


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DESCARGAS TRASERAS: MAS VERSATILES http://youtu.be/9Ucal_tHUw0

360 t? 400 t?



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CAMIONES DE DESCARGA TRASERA (CAMION TOLVA)  Son

los más populares, versátiles y flexibles.  Presentan los siguientes tamaños: • 360 toneladas cortas, máxima carga. • 85 a 240 toneladas cortas, los más populares en la minería. • Pequeños para sacar el material.  Número de vendedores. • Mercado competitivo, rápido progreso y desarrollo.  Usan diseños de dos ejes solamente. • No de tres ejes como se muestra en la foto.


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CAMIONES TOLVA  Flexibilidad

en la descarga.

• Pueden descargar donde se requiera. • No se requiere una dependencia para descargar.  Pueden transportar material de cualquier tamaño. • No hay restricciones de material al descargar.  Son buenos para subir pendientes. • Pueden subir eficientemente pendientes de 10% a 12%. • Lugares con RR elevados no son un problema para este tipo de camiones.



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CAMIONES TOLVA  No

son económico para transportar material a grandes distancias (5 millas). • De masa relativamente alta para la razón de carga. • Motores grandes/ drive trains (10 HP/ton de carga).  Para que trabajen eficientemente se requiere lo siguiente: • Buenos caminos • Mantenimiento experto  Son relativamente caros.


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Camiones de descarga inferior O tractores-camiones de acoplado

¡Ver los tamaños!



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Descarga

¿Cuál es el eje motor?

Aplicación

Notar el área objetivo


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CAMIONES DE DESCARGA INFERIOR (VOLQUETES)  Son

buenos para transportar a largas distancias. • Poca masa para la razón de carga.

• Grandes cargas para la razón de HP (7 HP por 1 tonelada de carga).  Presentan gradeabilidad baja. • Pueden subir pendientes de 4% a 6%. • No pueden andar con RR muy altas.  Se

necesita una facilidad especial para facilitar la descarga inferior. • No hay flexibilidad en la destinación del material.



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UN HIBRIDO: CAMIONES KRESS ¿Ventajas de los dos? ¿Problemas de los dos?


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CAMIONES KRESS  Una

combinación de camiones de descarga trasera e inferior.

 El

rendimiento decae en la gradeabilidad y en la

capacidad de carga.  Característica  Requieren  Utilizado

de diseño: pueden doblar curvas cerradas.

una facilidad para descargar.

principalmente en el transporte de carbón.



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CAMIONES ARTICULADOS ¿EJES MOTORES?

VOLVO es el CAT de los camiones articulados.


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Ventajas principales a. Tracción en todas las ruedas b. Capaz de enfrentarse a lo siguiente: N.º 1. Altos RR. N.º 2. Pobres condiciones de suelo. Los Terex tampoco son malos.



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CAMIONES ARTICULADOS  Son

capaces de enfrentarse a pobres condiciones de suelo y altos RR. • Pueden andar en todo terreno (haul road ).  Relativamente son de tamaño pequeño (50 ton). • Tarifas base de producción.  Tracción

en 4 o 6 ruedas.  Pueden doblar curvas cerradas.


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¿QUE TIPO DE CAMION? BUENO: Gradeabilidad, descarga, maneobrabilidad, flexibilidad. OTROS: Carga/masa, hp/masa.

BUENO: Carga/masa. OTROS:

Gradeabilidad, transporte de larga distancia, descarga fija.

¿Una combinacion? Otros camiones: Articulados, especializados… Ph.D. Tadeusz s. Golosinski - [email protected] - Consultor Intercade


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CAMION MECANICO VS. ELECTRICO


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¿CAMIONES MECANICOS O ELECTRICOS? Mecánicos

Eléctricos

CAT, Komatsu (hasta 150 ton)

Komatsu, Euclid, Terex, Liebherr...

360 ton CAT (mecánico)

320 ton Komatsu (eléctrico)


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¿QUE ES UN CAMION CON TRANSMISION MECANICA? Tamaño

Es como una camioneta normal. • Motor • Transmisión • Diferenciador • Tracción en las ruedas Ph.D. Tadeusz s. Golosinski - [email protected] - Consultor Intercade


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CAMIONES ELECTRICOS

Engine Alternator

No hay transmisión mecánica, solo corriente.

Las ruedas son motores eléctricos.


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CAMIONES ELECTRICOS  Originalmente

diseñados para superar las limitaciones de la transmisión mecánica.

 Basados

en un diseño utilizado para las locomotoras.

• Motor • Generador DC • Las ruedas con tracción actúan como el motor DC.  Controles

eléctricos: ventajas

• Fácil de regular la velocidad • Frenos dinámicos



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Speed vs. Torque

RUEDA GE 788 (CAMIONES DE 170 A 190 TON)

Equipment

t 0 e 0 e 0 , F - 2 d 3 n u o

1. GTA22/GE788BS 2. 1600 GHP at 2100 RPM engine.1460 NHP input for traction

0

P 0 ) 0 s , r 4 o 2 t o M 2 ( e 0 u 0 0 q , r 6 o t 1 t f a h 0 s r 0 o 0 t o 8 M

0

NOTE: Gear losses have been deducted from motor shaft output. 41H141607 (Rev. 1)

1000

2000 3000 Motor Speed (RPM)

4000

Speed vs. Retarding Torque Equipment

t 0 e 0 e 0 , F - 6 d 1 n u o

1. GTA22/GE788BS Retarding Resistances 1. 0.526 ohms/motor-Main Extended Range 2. 0.387 ohms/motor 3. 0.293 ohms/motor 4. 0.198 ohms/motor

0

P 0 ) 0 s , r 2 o 1 t o M 2 ( e 0 0 u 0 q r 8 o t t f a h s 0 r 0 o 0 t o 4 M

0

41H141628 (Rev. 1)

Extended Range Retarding

1000

2000 Speed (RPM)

3000

4000


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¿QUE CORRIENTE UTILIZAMOS: DIRECTO O ALTERNO (DC O AC) ?



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VENTAJAS DEL SISTEMA AC (MARATHON LETOURNEAU, 1990)  Capaz

de producir un gran torque para frenar (velocidad igual a 0).



demora menos de ½ s en frenar.



Seguridad, menos aceleración en pendientes.



No se requiere mantención de “contactor”.

“gran rango de frenado” no requiere “contactor”.



Menos mantenimiento de los frenos mecánicos.

Economía mejorada.

 Control

No se requieren frenos mecánicos durante las operaciones normales.

 El



 Se

 Distancias

de

combustible

más cortas para

de velocidad automático, al ir cuesta abajo (pendientes negativas).

frenar. Ph.D. Tadeusz s. Golosinski - [email protected] - Consultor Intercade


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EL SISTEMA AC OFRECE (KOMATSU, 2000)  Mejoras  Más

en las capacidades de retraso.

rápidos.

 Costo

reducido de mantención y de reparación.

 Menos

tiempo muerto.

 Control

exclusivo de resbalamiento… Eso esperamos...


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RUEDA AC 1. Motor 2. Eje impulsor 3. Portador de alta velocidad 4. Engranaje del sol 5. Portador de baja velocidad 6. Tubo de torque 7. Tubo de rueda 8. Cojinetes de la rueda



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¿CUAL DE LOS DOS ES MEJOR?  Depende

con quien hable.

 Pequeña

historia

• Originalmente solo había camiones eléctricos para 80 ton de carga. • CAT introdujo una línea de grandes camiones mecánicos en la década de los ochenta. Estos eran mejores que los eléctricos. • Los otros despertaron (reaccionaron) y se adelantaron. • Requiere expertos internos (para el mantenimiento). • Mira la calidad del servicio del OEM/del distribuidor. • Toma ventaja de la situación competitiva. Ph.D. Tadeusz s. Golosinski - [email protected] - Consultor Intercade


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CAMIONES ELECTRICOS “TROLE”  Disponibles  Tener

solo con camiones de tracción eléctrica.

en cuenta lo siguiente:

• Es considerablemente más rápido en pendientes positivas (cuesta arriba). • Hay menor uso de combustible, si esto es de preocupación. • El uso total de energía puede ser más barato en algunos escenarios.  Introduce 

inflexibilidad al sistema de transporte.

Hay mayor costo operacionales.

capital,

algunos

problemas


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TEORIA DE OPERACION Overhead Traction Line

Controlbox

Generator

Changeover Switch

Motorized Wheel

Diesel Engine



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EJEMPLO: MINA PALABORA (1988)

Las únicas operaciones exitosas están en Sudáfrica.  El combustible Diesel es costoso.  La energía eléctrica es barata.  Escasez de combustible Diesel. Ph.D. Tadeusz s. Golosinski - [email protected] - Consultor Intercade

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TROLE: VENTAJAS  Aumento

de velocidad en las rampas.

• Entre más larga la rampa, más grande es el aumento (depende del camión).  Menor

costo energético.

• Depende del precio del diesel/ electricity ; en las mismas circunstancias, puede resultar más caro.  La

vida de los componentes se entiende.

• Motores del camión, ruedas eléctricas.  Avances

tecnológicos: ¿AC? ¿Otros?



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CASO DE ESTUDIO: AUSTRALIA Comparison of Truck Performance Haul

FM FE HS BH NT

Production per truck, t/hr M 337 592 396 627 550

T 361 607 402 631 574

No, of required trucks M 7.2 4.1 6.1 3.9 4.4

Fleet cost, $/hr

T 6,7 4.0 6.0 3.8 4.2

M 425 201 313 185 236

T 347 160 249 1147 190


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CASO DE ESTUDIO: EE. UU. $0.080 ) h $0.070 w Energy Trade-Off Not Favorable to Trolley Assist k / $ $0.060 S U ( $0.050 e c $0.040 i r Energy Trade-Off Favorable to Trolley Assist P $0.030 y t i c $0.020 i r t c $0.010 e l E $0.000 $0.15 $0.17 $0.19 $0.21 $0.23 $0.25 Diesel Fuel Price(US$/liter) Ph.D. Tadeusz s. Golosinski - [email protected] - Consultor Intercade


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TROLE: ASUNTOS  Flexibilidad  Costos

reducida del sistema de transporte.

adicionales en el capital y en las operacionales.

• Sistema de troles • Sistema de transporte (ver abajo) • Sistema de disponibilidad reducido  Aumenta

la masa del vehículo y como consecuencia hay

menos carga útil.


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CAMIONES AUTONOMOS



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WHAT’S FUNNY ABOUT THIS ONE?


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NO CUBRIMOS TODO

Hay una variedad de camiones/vehículos en el mercado. Ph.D. Tadeusz s. Golosinski - [email protected] - Consultor Intercade


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3. TIEMPO DE CICLO


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IMPORTANCIA  La

productividad de un camión depende directamente del tiempo de su ciclo. PR [ton/h] = carga [ton] x n.º de ciclos [1/h] x FE FE

 N.º

– factor de eficiencia cubierto más tarde

de ciclos = 60 [min/h]/tiempo de ciclo [min]



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TIEMPO DE CICLO (TIEMPO FIJOS Y VARIABLES)  Consiste

en lo siguiente: • Tiempo de carguío. • Tiempo de viaje con carga a sitio de descarga. Más

alta la velocidad, más corto es este tiempo. • Tiempo de descarga. • Tiempo de regreso a sitio de carguío. Más

alta la velocidad, más corto es este tiempo. • Tiempos perdidos: aculatamiento, esperando para carga, esperando para descarga, etc. Organización,

supervisión de trabajo, condiciones.


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¿COMO DEFINIR LA VELOCIDAD?  Depende

de lo siguiente:

• Tipo de camión • Carga que trae el camión • Inclinación de la vía • Condición de la vía (resistencia a rodadura)  Es

diferente para cada tipo y tamaño de camión.

 Lo

define el fabricante del camión como rimpull charts.

• Nota: las charts son para camiones en buen estado y con operador bueno.



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TABLA DE RIMPULL CAT 777D (Hbk)

Cont. grade


CAMION ELECTRICO

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¿QUE TAN RAPIDO PUEDES IR CUESTA ABAJO?

51

VELOCIDAD SEGURA VS. ANGULO FAVORABLE PARA CARRETERAS DE CAMIONES 50 h p m 40 d a 30 d i c o l e V 20

Vehículo vacío Vehículo cargado

10 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Ángulo actual favorable Ph.D. Tadeusz s. Golosinski - [email protected] - Consultor Intercade

TABLA DE RETARDO CAT 775D (HBK)

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RETARDO DINAMICO OFF-HIGHWAY DUMP TRUCKS

830E Brake perfomance

CONTINUOUS RETARDING

S M A R ) G s O d L I n K a s N u o I L h L T ( U P M I R

0

5

10

15

20 25 30 35 40 Travel Speed(km/h)

45

50

55

60


54

RETARDO DINAMICO HD1200-1D Brake Performance

) b l 3 0 1 X (

) g0 k 3 0 0 1 X (

100

300

200

50

100

OFF-HIG DUMP T

150

200

16%

35 70 60 l l u 50 p m 40 i R

30

136,000kg (299,880lb) load

14%

30 ) % ( e c n a t s i s e r l a t o T

12%

25 20

10% (B)

(D) (E)

(C)

8% 6%

15 10

4%

10

5

2%

0

0

20

3

300 (X10 kg)

250

(A)

18%

Empty

3

(X10 lb)

600

500

400

(D )

(C )

°

°

10 0

5

20 10

30 15

40

20

25

50 30

60 35

Km/h

(MPH)

Travel Speed Ph.D. Tadeusz s. Golosinski - [email protected] - Consultor Intercade


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¿QUE ES LA VELOCIDAD PROMEDIO? 45 40 ) h 35 p m30 ( d a 25 d i c o 20 l e V 15

10 5

Seg. 1

0

1000 Pala

Seg. 3

Seg. 2 2000

300

Distancia (pies)

4400 Botadero


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CALCULO DE VELOCIDAD 1 

Datos necesarios de todos los segmentos de ida y vuelta. • Pendiente y largo del segmento • Resistencia al Rodaje (RR) • GVW & especificaciones del camión

 Usar

las tablas de resitencia y retardo para definir la velocidad de ida y vuelta.

 Ajustar

para una velocidad promedio.



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CALCULO DE VELOCIDAD 2  Las

limitaciones de tracción deben estar definidas.

 Modelos

de simulación disponibles (FPC, Talpac, OEM, dispatch).

 La

exactitud depende de la calidad de los datos.


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TIEMPOS FIJOS  Tiempo

de carga • Tipo y tamaño de la cargadora. • Condiciones de trabajo, de habilidad, etc.

 Tiempo

de descarga • Condiciones del área de descarga, tipo de descarga, propiedades del material, maniobrabilidad de la unidad.

 Tiempo

de acomodación • Método de carga, maniobrabilidad de la unidad. • Operador/supervisión, tipo de cargador.

 Tiempo

de espera: encaje de la flota, organización



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