EJERCICIOS DE CARGUIO Y TRANSPORTE
Ing. A. Zegarra
SELECCIÓN DE EQUIPOS MINEROS La selección de equipos mineros es uno de los factores de mayor
importancia en el diseño y producción de minas.
Carguío y Transporte de Materiales
Selección de equipos 1. 2. 3.
Elegir tipo de equipo Tamaño del equipo Numero de unidades para alcanzar un cierto objetivo
Sistemas de carguío Cargadoras: Scoop - Rendimiento sistema Sistemas de transporte Camiones: Dámper - Rendimiento sistema
Calculo de rendimiento del LHD Datos de entrada: •Capacidad del balde, Cb: depende del equipo
•Densidad in situ de la roca, d •Esponjamiento e (depende de la fragmentación y material) •Factor de llenado del balde FLL •Tiempo de carga, T1 (min): equipo cargador •Tiempo viaje equipo cargado, T2 (min)
•Tiempo de descarga, T3 (min) •Tiempo de vuelta vacío T4 (min)
Rendimiento LHD Numero de ciclos por hora(60 min)
Nc Ccuchara
60 T1 T2 T3 T4 (ton)= Cb x FLL x
= Ciclos/hora
d = capacidad de la cuchara/ciclo
1+ε
Rendimiento horario
RScoop = Nc x Cb x FLL x d (1 + ε)
=Tonelada/hora
Rendimiento Efectivo= Reff = RScoop x FU X FO X DM
Obviamente tendremos que elegir un camión compatible con el sistema de carguío que estamos utilizando. Los camiones pueden ser convencionales, articulados o de bajo perfil. Los datos de dichos equipos pueden ser obtenidos por medio de la información de catálogos o directamente de operaciones o fabricantes. Teniendo estos antecedentes el ciclo del camión se puede calcular a partir de los siguientes datos:
Rendimiento Scoop - Camión Dámper Datos de entrada:
•Capacidad del balde, Cb •Capacidad del camion, Cc •Densidad in situ de la roca, d
•Esponjamiento,
ε
•Factor de llenado del balde FLL (0.8 – 0.85) •Distancia cargado-vacio, Camión, D (metros) •Velocidad cargado, Vc •Velocidad equipo vacio, Vv
•Tiempo de carga, T1 (min) • Tiempo viaje equipo cargado, T2 (min) •Tiempo de descarga, T3 (min) •Tiempo de vuelta vacío T4, (min)
Rendimiento Scoop - camión
CLHD = cb x Fll x d = Capacidad del Scoop (1 + ε)
Nc = Ccamión CLHD
= Número de ciclos para llenar el camión
Tllenado = T1 + T2 + T3 + T4
El tiempo de carguío del LHD se calcula con el número de pases por carga del camión y el ciclo del cargador dado por el fabricante o distancia de desplazamiento. El ciclo total del transportador se estima aplicando tablas de velocidades máximas permisibles en subida, bajada y a nivel para chequear en forma mecanizada, las velocidades medias y corrigiendo aquellas superiores a las permisibles. El ciclo total incluye tiempos de espera en la descarga y en el carguío.
El ciclo del sistema permite calcular el número de camiones.
Con estos resultados se calcula las capacidades horarias de los equipos de acarreo y carguío y las horas de operación de los cargadores y transportadores para mover los tonelajes programados. El costo total de operación de la flota es la suma de los costos totales parciales del cargador y de los camiones los cuales se obtienen de sus costos horarios totales y de sus horas netas operadas.
TABLA 1
CARACTERÍSTICAS APROXIMADO MATERIALES Factor de esponjamiento
Libras. Por
yd3 Banco in situ
Material
% de Esponjamiento
Ej:1/1+0.4=0.72 = Fc Libras. Por Factor Carga
yd3esponjado
Arcilla, cama natural
2960
40
0.72
2130
Arcilla, grava, seca
2290
40
0.72
1940
2620
40
0.72
2220
Arcilla, cama natural, Anthrecite
2700
35
0.74
2000
Bituminoso
2160
35
0.74
1600
2620
25
0.80
2100
3380
25
0.80
2700
3180
12
0.89
2840
3790
12
0.89
3380
Yeso
4720
74
0.57
2700
Mineral de hierro, magnetita
5520
33
0.75
4680
Pirita
5120
33
0.75
4340
Hematita
4900
33
0.75
4150
Piedra caliza
4400
67
0.60
2620
Arena, seco, floja
2690
12
0.89
2400
3490
12
0.89
3120
Piedra arenisca
4300
54
0.65
2550
Roca de la trampa
4420
65
0.61
2590
Mojado
Tierra, marga, seca
Mojado Grava, ¼ " - 2 ". Seco Mojado
Mojado, embalado
TABLA CONVERSION DE UNIDADES PESO KILOGRAM TONELADA OS S
KILOGRAMOS
ONZAS
LIBRAS
1
0,001
35,3
2,2
1000
1
35.300
2.200
ONZAS
0,0283
0,0000283
1
0,0625
LIBRAS
0,454
0,000454
16
1
TONELADAS
VOLUMEN M3
LITRO
PIES3
1
1000
35,3
1,31
264
LITRO
0,0010
1
0,0353
0,00131
0,264
PIES3
0,0283
28,3
1
0,037
7,48
YARDAS3
0,765
765
27
1
202
GALONES
0,00379
3,79
0,134
0,00495
1
M3
YARDAS3 GALONES
Futuro acceso Mineral
Chimenea de traspaso
Chimenea de ventilación
Sector del Tajeo en Operación Rampa
Acceso al Tajeo
Relleno R/H Chimenea de ventilación Acceso relleno
Vista esquemática en Perfil
rellena
Ejemplo de aplicación: determinación de Scoop y la flota de camiones Si se tiene que producir 5,000 ton/día a la Planta ubicada a 1.5 km de distancia con un LHD de
5 m3
Cuantos camiones Dámper de 40 ton se necesita para cumplir. Considerar el trayecto plano, y el mismo mineral. Densidad mineral : 3.73 ton/ m3 ε= 33% SOLUCIÓN:
Ccuchara (ton)= Cb x FLL x d = capacidad de la cuchara/ciclo o pasada 1+ε
Cc = 5 m3 x 0.85 x 3.73 ton/ m3 = 12 ton/pasada del cargador 1.33 Camiones DUMPER de 40 ton : 40 ton x FLL x UT x FO x DM = 40 ton x 0.85 x 0.80 x 0.83 x 0.90 =
20.3 ton = 1.7 pasadas= 2 pasadas 12 ton/pasada
Tiempo de carguío del Scoop al Dámper=
Según estándar el T1 de carguío = 1.0 min T2 desplazamiento = 0.25 min T3 de descarga = 0.25 min T4 da la vuelta = 0.5 min Ttotal = 2.0 min del Scoop
Tiempo de carguío = 2 min/pasada x 2pasadas = T1 = 4 min Velocidad media: km/Hr……….. Dámper Cargado -------- 0% grad. ---------- 18 km/hr T2 = L = 1500 m x 60 min V 18000m/hr x 1hr
=
T3 = descarga estándar de fábrica: Vacío ----------- 0% grad. ---------- 22 km/hr T4 = 1500 m x 60 min/Hr = 22000m/hr x 1hr
5 min
3 min
4 min 12 min = Ttotal
Ttotal/ciclo = 4 min + 12min =16 min/ciclo del camión
N°ciclo/Hora = 60 min/Hr
= 3.75 ciclo/Hr
16 min/ciclo
Reff
= 20.3 ton/ciclo x 3.75 ciclo/Hr = 76 ton/Hr por camión
Producción diaria = 5,000 ton/día = 348.67 ton/Hr 14.34 Hrs/día
las horas efectivas es: 24hr x 0.80 x 0.83 x 0.90 : 14.34 Hrs/día
# camiones = 348.67 ton/Hr = 4.5 = 5 Camiones de 40 ton c/u 76 ton/Hr
TABLA CONVERSION DE UNIDADES PESO KILOGRAM TONELADA OS S
KILOGRAMOS
ONZAS
LIBRAS
1
0,001
35,3
2,2
1000
1
35.300
2.200
ONZAS
0,0283
0,0000283
1
0,0625
LIBRAS
0,454
0,000454
16
1
TONELADAS
VOLUMEN M3
LITRO
PIES3
1
1000
35,3
1,31
264
LITRO
0,0010
1
0,0353
0,00131
0,264
PIES3
0,0283
28,3
1
0,037
7,48
YARDAS3
0,765
765
27
1
202
GALONES
0,00379
3,79
0,134
0,00495
1
M3
YARDAS3 GALONES
Consideremos otro ejemplo: Proyectado un tajeo con taladros largos de mineral con alto contenido de Ag con Zinc, con un Scoop de 5 yd3 se proyecta una producción de 613,200 ton/año de mineral. Se requiere determinar si el equipo de carguío podrá cumplir este estimado y diseñar el N° de Dámper de 30 ton necesario para transportarlo. La densidad del mineral: 2.70 ton/m3 Esponjamiento = 40% FLL = 0.90 Un año = 365 días
UT= 0,87
Mineral =
FO= 0,85
-------------
1 día = 24 horas =
DM = 0,90
ton/año = 365 días/año
ton/día = 16hrs/día
24 hr X 0.87 X 0.85 X 0.90 = 16 hr efectivo
ton/hr de mineral
Consideremos el Scoop de 5 yd3 = 0.765 x 5 = 3.82 m3
MINERAL Balde (yd3) m3/yd3 Balde (m3) Densidad (ton/m3) Esponjamiento F. Llenado
Scoop 5 0,7646 x 5
2,70 40% (1/1 + 0.40 = 0,90 x x x
)
Cuchara (ton) UT FO DM
T ciclo (min) N° ciclos/hr
0,87 0,85 0,90 ton/ciclo 2.5 (estándar) 60/2.5=24ciclos 24x ton/ciclo
Rend Ef. (ton/hr) Producción requerida = 105 ton/hr ton/hr – 105 ton/hr = ton/hr Con el rendimiento efectivo, se puede ver que los requerimientos de producción de mineral Sí pueden verse satisfechos con un Scoop de 5 yd3
Determinaremos el # de camiones para el Scoop. Para el transporte consideramos el dámper de 30 toneladas: 600 m de rampa positiva y 1500 m en plano hasta la chancadora
Tolva (ton)
Dámper 30
F. Llenado UT FO DM
0,85 0,87 0,85 0,90
capacidad de tolva =
ton
Camión 30ton: Hallamos # de pasadas: Tolva= ton/ ton/pasada = = pasadas = pasadas Tiempo de carguío : Scoop= min/pasad x = min
pasad =
Pasadas Pasadas Real
Tiempo de todo el ciclo del camión: T carguío (min) Velocidad media (km/hr) Distancia 1: 600 m @ +10% Distancia 2: 1500m @ 0% Tc transporte ida (min)
8 km 14 km min
T ciclo (hr) = 60 min/hr = min/ciclo = ciclos/hr
T descarga (min) estándar de fabrica
+2 min
Luego el Rendimiento Ef. Del Dámper es:
Distancia 1: 1500 m @ 0% Distancia 2: 600 m @ - 10% Tv transporte vuelta (min)
Tt ciclo (min) min/hr N° ciclo/hr
18 10 min
60 (60min/
)
x
Rend Ef. (ton/hr)
ton/ciclo x
ciclo/hr =
ton/hr
Hallamos los tiempos de recorrido de los camiones: Distancias: 1 ……600 m + 10% 8 km/hr (IDA) 2 …… 1500 m 0% 14 km/hr b) D = 1500 m
+10% V =8 km/hr
a) D= 600 m
-10% V =10 km/hr
0% V =14 km/hr
0% V =18 km/hr
IDA: T1 de ida cargado a) = D = 600 m x 3600 seg = V 8000 m/hr x 1 hr
Vuelta vacío
seg
b) = 1500 m x 3600 seg = 14000m/hr x 1hr Ttotal = VUELTA: T2
Ida cargado
seg seg =
min
vuelta vacío
1 …1500 m 2 ……600 m
a) = 1500m x 3600 seg 18 000m/hr x 1hr
0% - 10% =
b) = 600 m x 3600 seg = 10 000 m/hr x 1 hr Ttotal =
18 km/hr 10 km/hr seg seg seg =
min
PC
Vuelta:
Calculando el # de Dámper: 105 ton/hr = 3 Dámper 35 ton/hr/Dámper TOTAL CAMIONES EN MINERAL = 3 Dámper
Consideremos otro ejemplo: Proyectado un tajeo con taladros largos de mineral con alto contenido de Ag con Zinc, con un Scoop de 5 yd3 se proyecta una producción de 613,200 ton/año de mineral. Se requiere determinar si el equipo de carguío podrá cumplir este estimado y diseñar el N° de Dámper de 30 ton necesario para transportarlo. La densidad del mineral: 2.70 ton/m3 Esponjamiento = 40% Un año = 365 días
UT= 0,87
FO= 0,85
-------------
1 día = 24 horas = 1,750 ton
DM = 0,90
24 X 0.87 X 0.85 X 0.90 = 16 hr efectivo
Mineral = 613,200 ton/año = 1680ton/día = 105 ton/hr de mineral 365 días/año 16hrs/día
Consideremos el Scoop de 5 yd3 = 0.765 x 5 = 3.82 m3
MINERAL Balde (yd3) m3/yd3 Balde (m3) Densidad (ton/m3) Esponjamiento F. Llenado Cuchara (ton) UT FO DM
T ciclo (min) N° ciclos/hr Rend Ef. (ton/hr)
Scoop 5 0,7646 x 5 3.82 2,70 40% (1/1 + 0.40 = 0.7143) 0,90 3.82 x 2.7 x 0.7143 x 0.90 6.64 0,87 0,85 0,90 4.42 ton/ciclo 2.5 (estándar) 60/2.5=24ciclos 24x 4.42 ton/ciclo 106
Producción requerida = 105 ton/hr 106 ton/hr – 105 ton/hr = +1 ton/hr Con el rendimiento efectivo, se puede ver que los requerimientos de producción de mineral Sí pueden verse satisfechos con un Scoop de 5 yd3
Determinaremos el # de camiones para el Scoop. Para el transporte consideramos el dámper de 30 toneladas: 600 m de rampa positiva y 1500 m en plano hasta la chancadora
Tolva (ton) F. Llenado UT FO DM
Dámper 30
Pasadas Pasadas Real
0,85 0,87 0,85 0,90 16.97 ton 2.55 3
T carguío (min)
7.5 min
Velocidad media (km/hr) Distancia 1: 600 m @ +10% Distancia 2: 1500m @ 0% Tc transporte ida (min)
8 km 14 km 11
T descarga (min) estándar de fabrica
+2 min
Distancia 1: 1500 m @ 0% Distancia 2: 600 m @ - 10% Tv transporte vuelta (min)
18 10 8.6 min
capacidad de tolva =
Tt ciclo (min) min/hr N° ciclo/hr
29.1 60 (60min/29.1) 2.06 16.97 x 2.06
Rend Ef. (ton/hr)
35
Camión 30ton: Hallamos # de pasadas: Tolva= 16 .97 ton/6.64 ton/pasada = =2.55 pasadas =3pasadas Tiempo de carguío : Scoop= 2.5 min/pasad x 3pasad = = 7.5 min Tiempo de todo el ciclo del camión:
T ciclo (hr) = 60 min/hr = 29.1min/ciclo = 2.06 ciclos/hr Luego el Rendimiento. Ef. Del Dámper es: 16.97 ton/ciclo x 2.06 ciclo/hr = 34.96 ton/hr
Hallamos los tiempos de recorrido de los camiones: Distancias: 1 ……600 m + 10% 8 km/hr (IDA) 2 …… 1500 m 0% 14 km/hr b) D = 1500 m
+10% V =8 km/hr
a) D= 600 m
-10% V =10 km/hr
0% V =14 km/hr
0% V =18 km/hr
Ida cargado Vuelta vacío
IDA: T1 de ida cargado a) = D = 600 m x 3600 seg = 270 seg V 8000 m/hr x 1 hr
b) = 1500 m x 3600 seg = 385.7seg 14000m/hr x 1hr Ttotal = 655.7 seg = 11 min VUELTA: T2
vuelta vacío
1 …1500 m 2 ……600 m
a) = 1500m x 3600 seg 18 000m/hr x 1hr
0% - 10% =
18 km/hr 10 km/hr 300 seg
b) = 600 m x 3600 seg = 216 seg 10 000 m/hr x 1 hr Ttotal = 516 seg = 8.6 min
PC
Vuelta:
Calculando el # de Dámper: 105 ton/hr = 3 Dámper 35 ton/hr/Dámper TOTAL CAMIONES EN MINERAL = 3 Dámper
