Carguio y Transporte

PLANEAMIENTO DE MINAS Y SEGURIDAD MINERA

Ing. VÍCTOR ARAPA VILCA

ROSA ELVIRA REGALADO MEGO

Cajamarca, 05 de Octubre del 2016

RESUMEN

En el presente trabajo se desarrolla el tema sobre los equipos que se emplean en las etapas de carguío y transporte en una minería a cielo abierto, mostrándose incluso algunos procesos para desarrollar a cabo esta etapa. Los equipos de carguío y transporte que se utilizan dependen mucho de la selección que se va a realizar, esta selección depende del total de producción que se va a tener, la distancia y pendiente a recorrer, el tiempo que se ejecuta dicha acción, la capacidad del equipo, todo eso es con el fin de minimizar los costos de operación. Con el desarrollo del presente tema se busca contribuir al conocimiento no solo de los estudiantes sino por qué no también de los docentes. ABSTRACT

In this paper the topic equipment used in the stages of loading and transportation in opencast mining, even showing some processes to develop out this stage develops. Equipment loading and transportation that are used heavily dependent selection is to be made, this selection depends on the total production is going to have, distance and slope to go, the time that such action is executed, the ability team, all that is in order to minimize operating costs. With the development of this theme is to contribute to the knowledge not only of students, but why not also teachers. t eachers.

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CONTENIDO RESUMEN ............................................................................................................... i ABSTRACT .............................................................................................................. i INTRODUCCIÓN ................................................................................................... 1 OBJETIVOS ........................................................................................................... 1 OBJETIVO GENERAL ........................................................................................ 1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ............................................................................... 1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA .................................................................... 1 JUSTIFICACIÓN .................................................................................................... 2 MINERÍA ................................................................................................................ 3 1.1

EXTRACCIÓN DE MINERAL A TAJO ABIERTO ...................................... 3

1.1.1

Carguío ............................................................................................... 4

1.1.2

Transporte .......................................................................................... 5

1.2

CARGUÍO Y TRANSPORTE EN UNA MINA A CIELO ABIERTO ............ 5

1.2.1

TIPO DE EQUIPOS DE CARGUÍO .................................................. 10

1.2.2

TIPO DE EQUIPOS DE TRANSPORTE........................................... 15

CONCLUSIONES ................................................................................................. 20 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..................................................................... 21 REFERENCIAS LINKOGRÁFICAS ...................................................................... 21

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EQUIPOS DE CARGUÍO Y TRANSPORTE EN MINERÍA SUPERFICIAL

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INTRODUCCIÓN

En minerías superficiales, el ciclo de carguío y transporte se presenta a gran escala, es lo que permite mover cientos de miles de toneladas por día y a su vez requiere de una supervisión de campo adecuada para poder resolver las dificultades que incidirán en la productividad. El frente de carguío en donde la pala será ubicada tiene que ver con altura de banco que necesiten descrestar o simplemente altura de banco apta para cargadores, ancho para cargar por ambos lados. Las vías de acarreo desde el punto en que el camión cargado sale de la pala hacia el punto de la zona de descarga, están expuestos a los diferentes factores climatológicos de la zona. Es así que se debe tener en cuenta el equipo a utilizar en las etapas de carguío y transporte en minería superficial, ya que así se disminuye los costos de producción generando así mayores ganancias a la empresa. OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL Desarrollar el tema de equipos de carguío y transporte en minería superficial.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS Dar a conocer los diferentes procesos de carguío/transporte en minería superficial. Dar a conocer cuáles son los equipos de carguío en minería superficial. Conocer cuáles son los equipos de transporte en minería superficial. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Hoy en día la minería cumple un papel muy importante en el desarrollo de una región, ayudando a través del canon minero, percibir mayores ingresos a una determinada zona y esta poder desarrollar diferentes proyectos o construcciones favoreciendo a la comunidad. Pero también hay que tener en cuenta que las operaciones de la minera al explotar el recurso mineral generan ciertos gatos o costos de producción como se 1


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dice, para ello el planeamiento que se debe realizar debe ser bien detallado y que cubran todos esos gastos e incluso dar ganancias óptimas para la empresa, dentro de los procesos productivos de mayor costo se encuentra el carguío y transporte de material, debido a que es el proceso con mayor cantidad de equipos involucrados (flota), alto grado de mecanización, menor rendimiento productivo por equipo y constituye un proceso de operación prácticamente continuo y lento. Donde el objetivo del proceso es retirar el material tronado de la frente y transportarlo adecuadamente a su lugar de destino. JUSTIFICACIÓN

Todo el sistema de carguío y transporte en una mina superficial implica la utilización de diferentes equipos, el cual el presente trabajo busca dar a conocer los equipos que se utilizan para dicho trabajo.

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MINERÍA

La minería actual se compone de varias etapas; desde el descubrimiento del yacimiento, pasando por la explotación, hasta finalmente el cierre y post cierre de la mina. La primera fase es el descubrimiento del yacimiento, que se realiza mediante la prospección y la exploración, cuyo objetivo es conocer y definir la extensión, ubicación y el valor del mineral. Hecho eso y mediante cálculos estadísticos y matemáticos, se estima el tamaño y el grado del depósito que se utiliza para crear el estudio de pre-factibilidad, que determina de manera teórica la economía del depósito, la inversión inicial y los posibles riesgos claves. El siguiente paso es el estudio de factibilidad, que evalúa la viabilidad económica, los riesgos técnicos y financieros y la solidez del proyecto. Ambos estudios entregan a la empresa minera la mayor información posible sobre el yacimiento, con los cuales toman la decisión de invertir o abandonar el proyecto. Si el depósito de mineral es viable económicamente, la minera comienza a planificar la forma como se va a extraer, la metalurgia, la cantidad de mineral que se va a recuperar, los posibles compradores y la clase de concentrado que se va a obtener. Además se preocupa de la ingeniería, los costos de la conminución y de la infraestructura, los requisitos legales y medioambientales que exigen los institutos mineros de cada país, pero sobre todo como obtener el capital necesario para hacer funcionar la extracción de la mina. Para acceder a la mena del depósito es necesario extraer el material que no posee un interés económico, denominado también como ganga. Una vez que se define la construcción de la planta y el tranque de relaves, comienza la extracción y comercialización del mineral. La funcionalidad y duración de la mina depende de la cantidad de mineral que posee el yacimiento, y si con el pasar de los años, sigue siendo rentable económicamente su extracción. Cumpliendo un rol fundamental el carguío y transporte ya sea de mena o ganga de la parte productiva de la zona donde se explota.

1.1 EXTRACCIÓN DE MINERAL A TAJO ABIERTO Un tajo o rajo se construyen con un determinado ángulo de talud, bancos y bermas en las que se realiza el transporte y el carguío de los camiones

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Este tipo de extracción se utiliza cuando los yacimientos presentan una forma regular y están ubicados en la superficie o cerca de ésta, de manera que el material estéril que lo cubre pueda ser retirado a un costo tal que pueda ser absorbido por la explotación de la porción mineralizada. Este sistema de extracción permite utilizar equipos de grandes dimensiones, ya que el espacio no está restringido como en el caso de las minas subterráneas, aunque su operación puede estar limitada por el clima, como es el caso de las minas ubicadas en la alta cordillera o la zona central del país. A continuación un cuadro donde se visualiza las diferentes operaciones en la explotación de una mina.

1.1.1 Carguío En el carguío de los camiones se usan palas eléctricas de grandes tamaños y capacidades. El material tronado es cargado en camiones de gran tonelaje mediante gigantescas palas eléctricas o cargadores frontales. Estos equipos llenan los 4


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camiones en una operación continuada desde que queda disponible el banco después de la tronadura. (Alberto, 2012) Las palas eléctricas tienen capacidad para cargar 70 o 100 toneladas de material de una vez, por lo que realizan tres movimientos o pases para cargar un camión. Los cargadores tienen menor capacidad y en minas de gran tamaño son utilizados sólo para trabajos especiales. Una pala necesita un frente de carguío mínimo de 65 m de ancho y carga camiones que se van colocando alternativamente a cada lado de ella.

1.1.2 Transporte Para el transporte del material mineralizado y el material estéril, se utilizan camiones de gran tonelaje, por ejemplo 240 o 300 toneladas. Éstos transportan el material desde el frente de carguío a sus diferentes destinos: el mineral con ley al chancador primario, el material estéril a botaderos y el mineral de baja ley a botaderos especiales.

1.2 CARGUÍO Y TRANSPORTE EN UNA MINA A CIELO ABIERTO El carguío y transporte constituyen las acciones que definen la principal operación en una faena minera. Estos son los responsables del movimiento del mineral o estéril que ha sido fragmentado en un proceso de tronadura. (Cañupan, 2016) Esta etapa corresponde a la extracción y desplazamiento del material fragmentado. Este material puede ser: 

Mineral que será tratado en la planta.



Mineral de baja ley que será depositado en stock o botadero especial.



Estéril que es enviado al botadero.

El objetivo del carguío y transporte es seleccionar un equipo o una combinación de equipos que sean capaces de mover un volumen específico del material sobre una distancia conocida en un determinado periodo de tiempo. (Ing. William Toledo, 2010) 5


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Ilustración 1: ciclo de viajes en operaciones mina.

Fuente: Dispatch MYSRL

Proceso de carguío/transporte en OPEN PIT, tenemos las siguientes alternativas: SISTEMA DE MINADO 1 2 3 4 5 6

CARGUÍO - TRANSPORTE

Sistema Discontinuo

Pala – Camión

Sistema Mixto: Chancadora fija (Expit) Sistema Mixto: Chancadora semi-móvil (In-pit) Sistema Continuo: Chancadora móvil con pala Sistema Mixto: BWE con camiones Sistema Continuo

Pala – Camión – Chancadora fija - Faja Transportadora Pala – Camión – Chancadora semi móvil - Faja Transportadora Pala – Chancadora móvil Faja Transportadora BWE – Camiones –Faja Transportadora BWE – Faja Transportadora

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COMENTARIOS Chancadora en planta concentradora Chancadora fuera del tajo Chancadora dentro del tajo Chancadora dentro del tajo, en banco No se realiza P/V No se realiza P/V

EQUIPOS DE CARGUÍO Y TRANSPORTE EN MINERÍA SUPERFICIAL a. Sistema Discontinuo

b. Sistema Mixto: Chancadora fija (Expit)

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EQUIPOS DE CARGUÍO Y TRANSPORTE EN MINERÍA SUPERFICIAL c. Sistema Mixto: Chancadora semi-móvil (In-pit)

d. Sistema Continuo: Chancadora móvil con pala.

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EQUIPOS DE CARGUÍO Y TRANSPORTE EN MINERÍA SUPERFICIAL e. Sistema Mixto: BWE con camiones

f. Sistema Continuo

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1.2.1 TIPO DE EQUIPOS DE CARGUÍO Los equipos de cargue más empleados en una minería a cielo abierto se pueden dividir en dos grandes grupos -

Estáticos: son aquellos equipos que poseen como medio de tracción orugas y que por consiguiente permanecen largos periodos de tiempo en un mismo sitio. Entre estos equipos tenemos a retroexcavadoras, palas frontales y palas eléctricas.

-

Movimiento: son los equipos que poseen ruedas para su traslación. En este tipo de equipos su ciclo de carguío es más desarrollado por cuanto que tiene que hacer varios movimientos, para poder llenar un cucharón de material en el equipo de acarreo en este tipo de equipo pertenecen los cargadores.

1. Pala de cable La pala de cable es uno de los equipos más utilizados en faenas mineras a cielo abierto debido a la productividad que puede alcanzar en las operaciones de carga, respondiendo a la tendencia de las empresas mineras de mover una mayor cantidad de material (mineral y estéril). En general, las palas de cable son equipos de gran envergadura, que alcanzan elevadas producciones, con costos unitarios bajos y una alta disponibilidad mecánica.

Características de las palas de cable En minería, la clasificación de los equipos de carguío se basa principalmente en la capacidad del balde, que se expresa en yardas o m 3. En la actualidad, la capacidad del balde puede sobrepasar las 60 yardas. Existen dos tipos de palas de cable: -

Las palas que cargan sobre otros equipos (camiones), que son las más utilizadas.

-

Palas que descargan directamente sobre el lugar de depósito.

Entre ellas tenemos: palas de cable serie 7495, palas de cable 7495 HF y HD. La 7495 y la 7495 HF, de 120 toneladas, son capaces de cargar un camión 797F o un Unit Rig MT5500 en cuatro pasadas.

Ventajas de las palas de cable 

Las características más significativas de las palas de cable son las siguientes: 10


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

Pueden excavar a alturas entre los 10 y 20 m.



Pueden descargar a alturas entre los 6 y 12 m.



Poseen un sistema de traslación sobre una oruga y su accionamiento es eléctrico.

La excavación se realiza mediante la combinación de dos movimientos:



elevación y empuje. 

Son máquinas pesadas y robustas, adecuadas para trabajar en cualquier tipo de material.



Permiten el arranque directo de materiales compactos, aunque en muchos casos se acondiciona el material a la carga mediante tronadura.



Tienen alta fiabilidad, debido a un diseño ampliamente probado, con buena disponibilidad y utilización efectiva.



Pueden remontar pendientes reducidas, pero no es aconsejable que operen inclinadas debido a posibles problemas en el sistema de giro de la máquina.



Presentan buena estabilidad y suavidad en la operación.



Proporcionan una buena mezcla en dirección vertical, durante la carga, debido a la manera de excavar, ya que la forma de movimiento de la pala hacia el material es, primero, horizontal, penetrando la pila de material tronado, y segundo, subiendo el balde en forma casi vertical hasta lograr llenarlo.



Presentan buen rendimiento, incluso en malas condiciones de piso, ya que operan sin desplazarse sobre él.



Ofrecen al operador una muy buena visibilidad durante la operación, además de condiciones de alta seguridad.



Tienen una larga vida útil, estimada en más de 60.000 horas de operación.

Limitaciones de las palas de cable 

No son adecuadas para cargas selectivas de material.



Presentan una reducida capacidad de excavación (menos que las orugas).



Requieren de un equipo auxiliar que constantemente mejore la pila de material por cargar. Generalmente son tractores sobre orugas (bulldozer) o ruedas.



Requieren operadores altamente calificados.



Pueden dificultar las labores, puesto que las mantenciones se realizan en la misma faena minera. 11

EQUIPOS DE CARGUÍO Y TRANSPORTE EN MINERÍA SUPERFICIAL 

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Por su alto precio, sólo son consideradas en proyectos de gran escala y duración.

2. Pala hidráulica La pala hidráulica es una máquina que se utiliza tanto en faenas de explotaciones mineras como en obras civiles. Los equipos más pequeños se usan para la apertura de zanjas, demolición de estructuras, etcétera. Características generales de las palas hidráulicas Existen dos tipos de palas hidráulicas: las palas frontales y las retros. La diferencia entre éstas se refiere al sentido de movimiento de los baldes y a la geometría de los equipos, distinguiéndose, por lo tanto, en la acción de carga. Las palas hidráulicas que se utilizan en minería tienen las siguientes características: 

Diseño compacto y peso relativamente reducido en relación con la capacidad de los baldes.



Gran movilidad y flexibilidad en la operación, especialmente en la versión diésel, con velocidades de desplazamiento de 2,4 km/h.

Excelente posicionamiento de las máquinas gracias al accionamiento



independiente de las orugas. 

Capacidad de remontar pendientes de hasta 80%, y posibilidad de realizar la operación continuada en pendientes de 60%.



Velocidades de rotación elevadas, de 2,5 a 5 r.p.m., por lo que se pueden lograr ciclos de carga pequeños.



Fuerzas de penetración y excavación elevadas, permitiendo la carga directa de materiales compactos.



Versatilidad para orientar el balde en el frente de la excavación, por lo que son muy adecuadas para la explotación selectiva.

Exigen poco espacio para operar, constituyendo el equipo ideal en la



excavación en zanjas o espacios estrechos. 

Presentan menor necesidad de empleo de máquinas auxiliares respecto de una pala de cables.

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Poseen una vida útil media de 25.000 a 35.000 h, por lo que su uso resulta muy

atractivo

en

faenas

medianas

y

pequeñas.

Ilustración 2: Palas mecánicas frontales720 000kg

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Ilustración 3: Cargadoras de ruedas para minas y canteras

Ilustración 4: Bulldozers para minas y canteras45 ton | SWD410Y

Ilustración 5: Cargadoras de ruedas para mina y cantera 23 500 kg | SWL75F

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Ilustración 6: El cargador de rueda 936H

Ilustración 7: Palas eléctricas para minería, carga útil: 50 t | 2300XPC Shovel



Palas eléctricas para minería, carga útil:70 t | 2800XPC

1.2.2 TIPO DE EQUIPOS DE TRANSPORTE El transporte o acarreo de materiales en una mina a cielo abierto es muy variado dependiendo de las distancias al botadero o a la planta de beneficio, del material que se esté acarreando, de los volúmenes de producción entre otros. De los sistemas de transporte más utilizados tenemos: 

Volquetas: las volquetas es el equipo más empleado actualmente. El aumento de las capacidades de estos equipos se ha incrementado aceleradamente en los últimos años. 15


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En el año 1965 la volqueta de mayor capacidad era de 80 toneladas, mientras en la actualidad es normal trabajar con capacidades de hasta 495 toneladas, camión ruso. El avance de estas capacidades se debe a varios factores: Motores más potentes, transmisiones automáticas, llantas de mayor resistencia, el diseño de tolvas, nuevo sistema de frenos, el avance de la hidráulica. El inconveniente de este tipo de transporte es su distancia de acarreo. Cuando la distancia pasa de los 4 km., este tipo de acarreo se hace antieconómico y se debe pensar en otro tipo de transporte. 

Banda transportadora: es utilizada en minería de materiales de baja densidad como lignitos, potasa, etc. Una de las ventajas de este sistema es que pueden transportar materiales a grandes distancias (10 – 12 km) pero su desventaja es su capacidad limitada cuando los bloques a trasladar son muy grandes, aunque el avance de la tecnología ha creado la posibilidad de tener trituradoras móviles en los sitios de explotación con el fin de disminuir el diámetro de las rocas (trituración primaria) y de esta manera poder ser transportadas. Las bandas transportadoras también han incrementado sus producciones horarias debido a factores como: motores más potentes, incremento de velocidades, ancho de banda, trituración primaria antes de tr ansporte.



Trenes: actualmente su uso se centra para el transporte del mineral a los centros de comercialización como puertos para su exportación.



Cable aéreo: sistema de transporte más barato que hoy se acomoda o utiliza en aquellos lugares donde la topografía es muy accidentada y donde se hace difícil el acceso o la construcción de vías. La desventaja es que su mantenimiento es muy complicada debido a si estructura misma y que consta de torres ubicadas a determinar distancia y lugares a veces difíciles.



Dúmperes articulados: Los dúmperes articulados son máquinas muy versátiles capaces de transportar una amplia gama de materiales en una gran variedad de aplicaciones y condiciones del terreno. Su durabilidad y fiabilidad le proporcionarán la máxima rentabilidad a inversión. (SHARE., 2014)

16 Ilustración 8: Dúmperes articulados


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Ilustración 9: Dúmperes articulados23 200kg - 37 000kg

Ilustración 10: Dúmperes articulados51 420kg - 69 040kg

Ilustración 11: Dúmperes articulados 28 000kg

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Dúmperes rígidos

Ilustración 12: Dúmperes rígidos

Las

capacidades de carga útil máximas ahora se extienden a partir de 42

toneladas hasta 315 toneladas.

Ilustración 13: Camión volquete / Camión volcador para minería BZKD32

Ilustración 14: Dúmperes rígidos69 280kg 504 400kg

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CONCLUSIONES

Los procesos de carguío/transporte en OPEN PIT son: Sistema Discontinuo Sistema Mixto: Chancadora fija (Expit) Sistema Mixto: Chancadora semi-móvil (In-pit) Sistema Continuo: Chancadora móvil con pala Sistema Mixto: BWE con camiones Sistema Continuo

Pala – Camión Pala – Camión – Chancadora fija - Faja Transportadora Pala – Camión – Chancadora semi móvil - Faja Transportadora Pala – Chancadora móvil Faja Transportadora BWE – Camiones –Faja Transportadora BWE – Faja Transportadora

Los equipos utilizados para el carguío en minería superficial son: -

Pala de cable

-

Pala hidráulica

Los equipos empleados para el transporte ya sea de mineral o desmonte se clasifican en dos grandes grupo: -

Dúmperes articulados

-

Dúmperes rígidos.

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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Alberto, J. (2012). Operaciones Unitarias: Carguío y Transporte. Lima: Ingeniería de Minas - Copyright. Cañupan, A. V. (2016). Equipos de Carguío y transporte en minería de cielo abierto. Argentina: Prezi.

Ing. William Toledo, I. R. (2010). Alternativa para optimizar el proceso carguío/transporte en Open pit. Lima: BISA.

SHARE., D. (2014). Equipos de Minería a Cielo Abierto. Lima: DocSlide.

REFERENCIAS LINKOGRÁFICAS

http://iimp.org.pe/pptjm/jm20151112-open-pit-para-optimizar-el-procesocarguio.pdf http://documents.mx/documents/equipos-de-mineria-a-cielo-abierto.html https://www.codelcoeduca.cl/procesos_productivos/escolares_extraccion_e quipos_asociadoscarguioacieloabierto.asp http://ingenieroenminas.com/operaciones-unitarias-carguio-y-transporte/ http://es.slideshare.net/wilmerziithogallardogonzales/las-maquinarias-yequipos-con-las-que-se-trabaja-en-la-minera-a-cielo-abierto http://slideplayer.es/slide/7782837/ https://prezi.com/tgi5-n1pe-8f/unidad-iii-equipos-de-carguio-mineria-a-cieloabierto-y-subterranea/ http://oa.upm.es/10675/1/20111122_METODOS_MINERIA_A_CIELO_ABI ERTO.pdf

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