Tajo Abierto – Gran Minería
Carguío y Acarreo Semestre Académico 2017 - I
Ing° Lucas Checcori López
Tajo Abierto – Gran Minería
Carguío
Ing° Lucas Checcori López
CARGUÍO
El carguío consiste en recoger el material disparado, mediante un equipo de carguío, desde el frente de trabajo para depositarlo en un equipo de transporte que llevará el material a un determinado destino (planta, botadero, stock). Alternativamente, los equipos de carguío pueden depositar directamente el material removido en un punto previamente definido.
PROCESO DE CARGUÍO Y ACARREO
CLASIFICACIÓN EQUIPOS DE CARGUIO
Los equipos de carguío pueden ser: Unidades discretas de carguío, como es el caso de palas y
cargadores; Equipos de carguío de flujo continuo , como es el caso de
excavadores de balde (rotopalas) que realizan una operación continua de extracción de material.
Otra forma de diferenciar los equipos de carguío considera si éstos se desplazan o no, por lo que se distingue entre equipos sin acarreo y equipos con acarreo mínimo.
ÁREA DE CARGUIO Área restringida sin señalización; Limitada 50 m a la redonda; Corresponde a la trayectoria y aculatamiento de los camiones. Es la zona donde se relacionan los conjuntospala - camión, cargador frontal - camión y equipos de apoyo.
ÁREA DE CARGUIO
rea de Carguío Pala - Camión
EQUIPOS EN EL ÁREA DEL CARGUIO Palas electromecánicas o cargadores frontales de diferentes capacidades de balde. Camiones de extracción eléctricos o mecánicos (con la capacidad varía entre 90 y 320 toneladas de tolva.) Equipos de apoyo a la producción: montados sobre orugas, tractores montados tractores sobre neumáticos, motoniveladoras, camión regador, manipulador de cables y otros.
VARIABLES DE CARGUÍO Las variables que influyen en los resultados de la actividad de carguío se reflejan en el cálculo de las producciones horarias. Condiciones
de
operación
(clima, caminos, turno, etc.) a que puede estar sometido un equipo de carguío, afectarán los tiempos del ciclo de carguío y la productividad.
Capacidad del balde
Es la cantidad de material a cargar. Se expresa en unidades de peso y volumen. Se debe tener en cuenta que los equipos cargan peso y no metros cúbicos de material.
El tipo de roca y la densidad esponjada (masa de roca por unidad de volumen para la granulometría de la tronadura). Afectan el factor de llenado del balde (el porcentaje de la carga media sobre la teórica máxima posible) según las condiciones en que se encuentre el material apilado.
Variables de Carguío Piso de la zona de carguío Debe estar nivelado para evitar excesivos balanceos , que aumenten los desgastes y puedan provocar daños estructurales en el equipo.
Altura del banco Afecta a la capacidad de carga cuando la pala trabaja en bancos con altura muy inferior o superior a lo normal, bien porque se trata del primer banco de apertura de la mina u otra situación.
Experiencia del operador
Aumenta o disminuye los tiempos de ciclo de carguío debido al posicionamiento de la máquina respecto al entorno (mina, camiones y equipos auxiliares).
CICLO DE TRABAJO Las excavadoras se dividen en: Las palas de cable y las palas hidráulicas, siendo las primeras las de más amplia aplicación en la gran minería debido a sus altas capacidades y excelentes resultados de operación.
CICLO DE TRABAJO El ciclo de trabajo de una de las máquinas consiste en: Excavar la frente del banco, una vez lleno el balde girar hasta situarla sobre un receptor de la carga, descargar y girar en vacio hasta la frente, al mismo tiempo desciendiendo el balde , para empezar el nuevo ciclo.
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Pala de Cable Generalidades y Capacidad de Producción
Ing° Lucas Checcori Lopez
Pala de Cable Equipo de carguío, que se utiliza para cargar y excavar material en un banco disparado, a través de un sistema de levante de balde por cables. Este equipo está montado sobre orugas, de para desplazamiento avance,suy está alimentada, normalmente, en forma eléctrica para su operación.
de de
Componentes
Operación Procedimientos de trabajo con excavadoras de carga según sea la forma de atacar la frente del banco:
Carga AAmbos Lados; Carga A Un Solo Lado; Avance Paralelo Al Banco.
Carga a ambos lados
Avance en un Solo Lado
Avance paralelo al Banco
CARGADOR FRONTAL Es un equipo que se utiliza para cargar y excavar material en un banco tronado, a través de un sistema de levante hidráulico de balde, para luego depositar la carga sobre un camión. Este equipo está montado sobre neumáticos lo que le permite una mayor movilidad y flexibilidad. capacidad de producción depende de la distancia recorrida, ya queLaeste equipo trabaja desplazándose.
CARGADOR FRONTAL Balde
Chasis Cabina del operador Motor
Sistema Hidráulico
Neumáticos
COMPARACION •
PALA DE CABLE
•
MENORES C OSTOS DE OPERACIÓN
•
MAYOR VIDA ÚTIL
MAYOR DISPONIBILIDAD - COSTO D E C APITAL PUEDE LLEGAR A
•
SER EL TRIPLE
- AL ESTAR MONTADA SOBRE ORUGAS ES RESTRINGIDA.
Cargador frontal
+ Excelente maniobrabilidad + Un radio de giro pequeño + Facilidad de mantener un piso de carga más limpio (no precisándose maquinas auxiliares) + Posibilidad de obtener mezclas de mineral
TRANSPORTE EN CIELO TAJO ABIERTO
Camiones de extracción de alta capacidad, (eléctricos y/o mecánicos) Desplazan por los circuitos de transporte desde los puntos de carguío hacia los puntos de vaciado y viceversa.
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Acarreo
Ing° Lucas Checcori López
Acarreo El transporte es la cuarta actividad unitaria en la cadena de producción de una mina tajo abierto y consiste en trasladar los diferentes materiales cargados hasta su destino final: - A la planta de chancado, en el caso de los minerales, - Y a los botaderos, en el caso de los estériles o lastres.
Esta fase es fundamental en la operación de la mina - junto al carguío, tiene la mayor repercusión económica sobre el ciclo de explotación, ya que dependiendo de la envergadura de la operación, pudiendo representar entre el 40 y el 70 % del costo total e incluso de la inversión en equipos principales.
CIRCUITOS Una vez que el equipo de carguío ha llenado con material rocoso la tolva de la unidad de transporte se inicia la operación del traslado del material a su punto de destino. Para ello se emplean las pistas de rodado (caminos) y rampas de accesos ejecutadas al interior y exterior del tajo.
Variables de Acarreo El rendimiento de un equipo de transporte se depende de: Capacidad y características del equipo de Acarreo:
El mercado ofrece una gran variedad de camiones de alta capacidad, cada uno de ellos con características especificas en cuanto a motor, tipo de tolva, capacidades de transporte y velocidades de desplazamiento.
Variables de Acarreo Distancia de transporte:
Las rutas de transporte son dinámicas, es decir varían constantemente en la medida que la explotación del tajo va progresando, lo que implica que los tiempos de transporte y las productividades de los equipos no son fijas.
Variables de Acarreo Los Ciclos de Acarreo:
Son muy sensibles a las variaciones de longitud y pendientes de las rutas de transporte. Por ello es conveniente conocer lo más detallado posible las distancias y cotas entre los distintos puntos de carguío y de descarga.
Variables de Acarreo Condiciones de las pistas de rodado:
El diseño de las rutas de transporte se hace en función de los equipos que transitarán por ellos y es importante por seguridad y eficiencia.
Los caminos y rampas deben tener anchos suficientes, pendientes y radios de curvaturas adecuados para el normal desplazamiento de los camiones. Normalmente en las transporte en las rampas se ejecutan cordones de bermas seguridaddecon materialesy estériles (camellón) para que los camiones operen con la máxima seguridad.
Variables de Acarreo Resistencia a la rodadura:
Es la oposición al avance de un camión debido a la fricción entre los neumáticos y a la superficie del terreno.
Se expresa en un porcentaje del peso del camión y depende del estado y características de los caminos. Las pistas deben ser mantenidas constantemente apoyo (motoniveladoras y camiones regadores) por paraequipos tener de un transporte más seguro y reducir la resistencia a la rodadura lo que prolongará la vida de los neumáticos.
Variables de Acarreo Pendiente:
Es la inclinación que presenta un camino. Se mide en tanto por ciento, como la relación entre la elevación del camino y su longitud en la horizontal. Una pendiente de un 10 %, significa que por cada 100 metros horizontales se asciende 10 metros.
Cuando un vehículo sube una pendiente debe vencer una fuerza de resistencia fuerza deayuda gravedad, pero cuando baja por dicha pendiente ladebido fuerzaadela gravedad al movimiento. Los camiones mineros son capaces de vencer pendientes de hasta un 12 %.
Pases El equipo de carguío debe completar la capacidad de la unidad de acarreo.
Para que esta operación se efectúe de manera eficiente debe existir una relación entre las capaci dades del balde de car guío y del equipo de transporte.
Normalmente esto se expresa mediante el número de baldadas (pases) necesarios para cargar el depósito de la unidad de
transporte. Se recomienda que este valor fluctúe entre3 y 5 pases.
se se
Pase
Camiones de Acarreo Los camiones más usados están constituidos por una caja (tolva) que se apoya sobre un chasis y que se bascula hacia atrás para su descarga, mediante unos cilindros hidráulicos. Las tolvas están construidas de planchas de acero especiales que proporcionan una elevada resistencia a los impactos y al desgaste. Estos equipos no pueden usarse en carretera ya que sus dimensiones y pesos superan los límites establecidos. Normalmente son de dos ejes, uno de dirección y otro motriz con ruedas gemelas. Los motores son diesel eléctricos, turboalimentados y con postenfriador. Las capacidades varían entre las 50 y las 400 toneladas, disponiendo de sistemas de transmisión mecánicos y eléctricos.
Camiones de Acarreo Poseen sistemas de suspensión hidroneumáticos para absorber las oscilaciones y vibraciones causadas por las desigualdades del terreno y de amortiguar los golpes durante la carga y distribuir el peso de ésta sobre los neumáticos, proporcionando estabilidad al vehículo y confort al conductor. Los sistemas de frenos deben ser capaces de soportar frenadas prolongadas al bajar largas pendientes mientras van totalmente cargados.
Camiones de Acarreo La cabina está diseñada para ofrecer el máximo de visibilidad y confort al conductor durante la operación. Además de poseer todos los componentes necesarios para la adecuada conducción del vehículo, tiene asiento con suspensión regulable y es totalmente climatizada.
Camiones de Acarreo
Camiones de Acarreo Según su potencia, pueden alcanzar distintas velocidades en subida, en la horizontal y en bajada, ya sea que vayan cargados o vacíos. Por razones de seguridad, vienen construidos para alcanzar una velocidad máxima de 60 kilómetros por hora. La velocidad se restringe debido a la escasez de los neumáticos (TKPH)
VENTAJAS DE CAMIONES
GRAN FLEXIBILIDAD EN CUANTO A LAS DISTANCIAS, PUES SON APLICABLES ENTRE L OS 100 Y LOS 3000 METROS. CAPACIDAD DE ADAPTACIÓN A TODO TIPO DE MATERIALES A TRANSPORTAR
FACILIDAD PARA VARIAR EL RITMO DE PRODUCCIÓN DE LA MIN A, AUMENTANDO LA F LOTA DE CAMI ONES O EL GRADO DE UTILIZACIÓN DE ÉSTA. Sistema muy supervisar y
conocido, y por lo tanto, relativamente fácil de controlar.
MENOR INVERSIÓN INICIAL QUE EN OTROS SISTEMAS DE TRANSPORTE.
Desventajas de Los Camiones Elevados costos de operación, La disminución de los rendimientos al aumentar la distancia de transporte y/o el desnivel a superar La necesidad de mano de obra especializada tanto en la operación como en el mantenimiento de los equipos.
Selección de Flota Para seleccionar el tipo, tamaño y características de los equipos más adecuados de una flota de transporte se requiere hacer un estudio detallado de la faena minera particular, teniendo en cuenta la producción anual requerida, las horas de operación programadas y los circuitos de transporte comprometidos. También se deben considerar las condiciones ambientales y topográficas de la zona de la faena, pues la altitud, la temperatura ambiente y las lluvias afectarán el rendimiento y la velocidad de los camiones.
Comportamiento de la Flota Depende: • • •
•
De las distancias a recorrer, Del número de equipos en tránsito, De las características de las unidades de transporte De las condiciones de los caminos.
Un camión cambiara de velocidad de acuerdo al tramo del camino en que se encuentre y las restricciones que tenga la faena minera.
Transito En los tajos, los camiones de transporte viajan por el lado izquierdo del camino para permitir al conductor medir la ubicación del vehículo con respecto a la berma de transporte, disminuyendo la probabilidad de salirse accidentalmente del camino.
PERDIDAS DE TIEMPO En el rendimiento de los equipos de transporte es necesario considerar las pérdidas de tiempos características de cualquier operación minera, tales como trabajos nocturnos, traslados de equipos de carga, interrupciones por tronaduras, malas condiciones climáticas, tráfico excesivo, reparaciones programadas y averías imprevistas.
Factor de Altura Cuando un camión accionado por motor diesel funciona a grandes altitudes (sobre 1500 metros de altura) se produce un descenso de potencia debido a que disminuye la densidad del aire, afectando la relación petróleo/aire en la cámara de combustión del motor, lo que se traduce en una menor eficiencia del equipo.
Pendiente del camino
Resistencia a la rodadura
TRANSPORTE EL TIEMPO TOTAL QUE UN CAMIÓN DEMORA EN COMPLETAR EL PROCESO COMPLETODE ESTAS
ACTIV IDADES
TRANSPORTE,
Y
SE
DENOMI NA
TODAS CICLO
D E
ES DEPENDIENTE DE UNA GRAN
CANTIDAD DE FACTORES.
TIEMPO DE CICLO TRANSPORTE Recepción de la carga sobre la tolva Transporte del material rocoso al punto de destino Esperar turno para descargar Maniobras requeridas para ubicarse en posición de descarga Descarga del material Retorno al punto de carga Maniobras necesarias para ubicarse en posición de carguío (aculatamiento)
TIEMPO DECICLOTRANSPORTE El llenado de la tolva puede realizarse mediante palas o cargadores frontales y el camión debe ubicarse de forma que el equipo de carguío consiga su máxima efectividad y rendimiento. Si los camiones están bien dimensionados deben ser cargados con un número de baldadas del equipo de carguío comprendido entre 3 y 5 (tiempo de carguío). Los tiempos de transporte incluyen periodos de aceleración y de frenado, y desplazamientos con velocidades que dependen de las condiciones de las pistas, del tráfico existente, de las características del vehículo y de la longitud de transporte. El retorno del camión vacío al punto de carga generalmente se efectúa a mayor velocidad.
TIEMPO DE CICLO TRANSPORTE Las áreas de carga y descarga deben tener espacios suficientes de manera que las maniobras a realizar por los camiones sean las más simples y breves posibles, con el propósito de obtener buenos rendimientos y condiciones seguras de operación. Los tiempos de espera de los camiones será función del número de unidades que tenga el sistema y de los espacios disponibles en los puntos de carga y/o descarga.
Sistemas de Despacho El método tradicionalmente utilizado para organizar la flota de transporte consiste en asignarles sus funciones o cometido al comienzo del turno.
A medida que se desarrolla la operación, el encargado modifica la organización de los equipos y/o puntos de descarga a través de medios de comunicación radial. Este procedimiento solo es efectivo cuando se controlan pocas unidades de carga y transporte, pero adolece de pérdidas de producción y altos costos de operación debido a los inevitables tiempos de espera en los equipos de carga y a la detección tardía de los problemas.
SISTEMAS DE DESPACHO Sistemas de Asignación Dinámica, más conocidos como Sistemas de Despacho, están constituidos por computadores que funcionan como unidad maestra controlando la asignación de los equipos en tiempo real.
Estos sistemas han permitido analizar diferentes alternativas de mejoramiento del control de los camiones y equipos de carguío, que se han traducido en aumentos de la productividad , afinar las mezclas de mineral de leyes dispares y evitar descargas de material en destinos equivocados.
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Equipos Auxiliares en Carguío y Acarreo
Ing° Lucas Checcori López
EQUIPOS DE APOYO Mantienen la faena en condiciones operativas, garantizando que las operaciones unitarias básicas se realicen con el mejor rendimiento y el mínimo riesgo. Estas tareas incluyen: El mantenimiento de bancos y caminos, Ejecución de cunetas, Nivelación de botaderos, Preparación de plataformas para perforación, Movimiento de cables eléctricos, Otras. Estas actividades pueden representar costos de operación que fluctúan entre un 12 % a un 20 % del costo global de la operación de la mina, pudiendo ser mayores o menores dependiendo de las condiciones de trabajo de la faena.
Tractor sobre orugas Tractor sobre ruedas Motoniveladora Camión aljibe
EQUIPOS DE APOYO
Estos equipos se encuentran permanentemente en la mina y en los alrededores de ella, realizando tareas de mantención, construcción y apoyo para que los equipos mayores, como perforadoras, unidades de carguío y camiones, tengan un mejor desempeño.
EQUIPOS DE APOYO
Tractores Sobre Orugas El primer equipo que entra en la explotación de la mina, pues normalmente efectúa las primeras plataformas y los accesos a los primeros bancos. También se les conoce con el nombre de buldócer.
TRACTOR SOBRE ORUGAS Cabina del operador
Motor
Riper Hoja de empuje
Orugas
TRACTORES SOBRE RUEDAS Estos equipos son similares a los tractores sobre orugas, pero poseen una mayor movilidad. Son más conocidos con el nombre de Wheeldozer o Patos. Las funciones principales son: Mantener Limpios Los Bancos, Caminos, Botaderos, Plataformas De Trabajo, Accesos Y Otros Sitios Por Donde Transiten Equipos Mayores De Operación. Eliminar Todo Objeto Que Atenté Con La Vida Útil De Los Neumáticos, Ayudar A Mantener Los Botaderos, Ejecutar Los Camellones De Seguridad.
TRACTORES SOBRE RUEDAS Motor
Cabina
Hoja de empuje
Neumáticos
MOTONIVELADORA Se utiliza para mantener nivelados caminos, bancos, botaderos y todos aquellos sectores de carga, transporte y descarga de materiales. Mantener un camino significa darle el peralte necesario, controlar las caídas de agua, hacer cunetas, mantener el ancho operativo y formar los camellones de seguridad.
Cabina
Neumáticos
Motor
Hoja de corte
Camión Aljibe El riego de los caminos mediante camiones aljibes es fundamental en la operación
del tajo pues de esta manera se mantiene adecuadamente la ruta y se controla la polución ambiental.
La alta cantidad de polvo en suspensión generada por el paso de los camiones y se encuentra directamente relacionado con las condiciones climáticas de la zona, es decir, altas temperaturas, gran cantidad de vientos y baja humedad reinante. El riego se hace sobre los caminos del tajo, priorizando siempre las rutas por los cuales los camiones de extracción hacen el transporte de material hacia el chancado y botaderos. La frecuencia de riego varía según la necesidad de la mina. 76
Estanque de agua
CABINA DEL OPERADOR
Aspersores
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Neumáticos
