1. INTRODUCCION La visión de negocio, el mejoramiento continuo del proceso y una política de gestión que se lleva a cabo en Mina Chuquicamata, hacen hincapié en la máxima utilización de los activos fijos para obtener de estos el mayor rendimiento y beneficio. Para conseguir este objetivo se cuenta con una serie de herramientas de gestión y control siendo la principal de estas, el sistema de despacho que actualmente se utiliza. El sistema de despacho es una potente herramienta de gestión que realiza asignaciones dinámicas de camiones, basado en esquemas de control de tiempos de ciclo pala camión, asociados a un destino conocido. Esta herramienta por si sola no es suficiente para lograr los estándares de eficiencia requeridos para el cumplimiento pleno de las metas trazadas, es necesario el conocimiento y comprensión del sistema y utilizarlo eficientemente, teniendo como primer principio el dinamismo de la operación minera, apoyado por el control y supervisión en terreno y la toma de decisiones de cisiones en tiempo real. Al contar con un sistema de despacho que optimiza las asignaciones de camiones a palas en tiempo real, cualquier información ingresada, que no corresponda plenamente a la realidad de terreno, ya sea durante el ciclo operativo o alguna detención, repercutirá de forma negativa en el proceso de cálculo del sistema, sin alcanzar la maximización en la utilización del tiempo ni la minimización de las perdidas. Como una forma de conocer la realidad operacional de la Mina Chuquicamata, se realizó un estudio técnico y económico de la gestión operativa del sistema de despacho. Este trabajo se desarrolló entre los meses de Diciembre de 2003 y Abril de 2004, durante este periodo se tomaron en terreno una serie de mediciones de tiempos en todas las maniobras que se ejecutan en los ciclos de carguío y transporte. 2. OBJETIVOS 2.1. OBJETIVOS GENERALES 1 Actualizar y validar la información de la gestión operativa en Mina Chuquicamata 2 Analizar y validar el procedimiento de alimentación de estatus, realizado por los operadores de equipo, en Mina Chuquicamata. 3 Análisis de reportes del sistema de despacho y tableros de control 4 Analizar el impacto que produce la variación de los índices operacionales en los distintos niveles productivos.
2.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS
• Conocer en terreno la realidad de gestión operativa en Mina Chuquicamata. • Reconocer las variables críticas de alimentación al sistema de despacho y el impacto que tienen sobre este. • Evaluar técnica y operacionalmente las posibles mejoras a la gestión operativa, que llevaran a una mejor utilización de los tiempos y equipos. • Evaluar económicamente los escenarios actual y proyectado sobre la base de mejoras operacionales.
3. ANTECEDENTES GENERALES Y OPERACIONALES 3.1. RESEÑA HISTORICA Mina Chuquicamata,, que en lengua indígena significa "Límite de la Tierra de los Chucos" y también "Punta de Lanza", debe su nombre a sus primitivos habitantes, los indios “Chucos” quienes fueron los primeros en descubrir las propiedades del cobre presente generosamente en el desierto de Atacama. Desde aquellos tiempos el cobre ha sido explotado por todos quienes han llegado a la región. Durante la invasión de los Incas el mineral era fundido en unos hornos construidos en la rivera del río Salado, posteriormente esta tecnología sería utilizada por los españoles Diego de Almagro y Pedro de Valdivia en la fabricación de utensilios domésticos y de guerra. En 1910, un ingeniero estadounidense de nombre Albert Burrage, insertó un proceso para detectar minerales de baja ley y comenzó un proyecto para iniciar la explotación de Chuquicamata. Dos años más tarde, la compañía norteamericana propiedad de los hermanos Guggenheim adquirió los derechos de la antigua sociedad y rebautizó la firma como "Chile Exploration Company", con la esperanza de aprovechar la veta generosa de Chuquicamata. Las construcciones comenzaron de inmediato, con una fuerte inversión especialmente en la abertura del rajo, instalaciones que fueron inauguradas oficialmente el 18 de mayo de 1915, con la presencia del presidente de la república, Ramón Barros Luco. De esta forma, comenzó la explotación industrial de Chuquicamata, la que más tarde sería la mina a rajo abierto más grande del planeta, base de la economía nacional hasta nuestros días. Ocho años después, los hermanos Guggenheim vendieron sus derechos y todas las instalaciones a la empresa norteamericana "Anaconda Copper Mining Co.", poderosa firma que comenzó la construcción de colosales obras de mejoramiento de la infraestructura.
Así avanzaron los años hasta que en 1969, el Estado de Chile adquirió el 51 por ciento de las acciones de la Chile Exploration Company, subsidiaria de Anaconda Copper Mining. En julio de 1971, mediante una reforma a la constitución, fue promulgada la nacionalización del cobre. El 1 de abril de 1976 mediante un decreto se formó la Corporación del Cobre de Chile, CODELCO CHILE la más grande e importante empresa estatal de toda la historia. Actualmente Mina Chuquicamata, junto a Mina Sur y Mina Radomiro Tomic forman la División CODELCO NORTE, perteneciente a la Corporación Nacional del Cobre de Chile.
3.2. UBICACION GEOGRAFICA Y ACCESOS El complejo minero Chuquicamata se encuentra ubicado en la Segunda Región de Antofagasta, provincia El Loa, comuna de Calama, en el sector de unidad de relieve conocida como altiplanicie Andina a una altura de 2.830 m.s.n.m. Está ubicado 240 km. al Noreste de la ciudad de Antofagasta, 16 km. al norte de la ciudad de Calama y 1600 km. al Norte de la ciudad de Santiago Sus coordenadas geográficas son: 22º 20’ Latitud Sur y 68º 55’ Longitud Oeste. La figura 1 muestra el plano de ubicación geográfica y topográfica del sector. El depósito está reconocido en un área de 10 km. de longitud Norte-Sur por alrededor de 1,5 km. Este-Oeste, Constituye topográficamente un terreno deprimido, limitado al Este por los cerros Chuquicamata y al oeste por los cerros Montecristo y Atahualpa.
3.3. CLIMA, FLORA, FAUNA E HIDROGRAFIA El clima de la región corresponde a un clima Desértico Marginal de Altura, extremadamente seco y carente de lluvias, salvo cuando es afectado por el llamado Invierno Boliviano, entre los meses de Diciembre y Marzo, provocando lluvias torrenciales. La temperatura media de esta región es de 22.8ºC, con temperaturas que oscilan entre 0º a 22ºC, pudiendo descender a varios grados bajo 0ºC durante las noches en invierno y entre 6º a 29ºC en verano. El viento es uno de los aspectos más característico de esta parte del país, registrándose ráfagas de hasta 140 km/h en algunas temporadas, aunque la mayor parte del tiempo alcanzan un promedio de 30 km/h. La fauna en la región es muy escasa y en contadas ocasiones se observan ejemplares
de Guanacos, Vizcachas, Chinchillas y Culpeos, entre las aves la más común, sin ser abundante, esta la Perdiz La vegetación en esta zona es muy pobre y solo se observan algunas Cactáceas. Asociados a ellas se encuentran arbustos y yerbas perennes. En los centros poblados se observan cultivos especialmente de alfalfa y maíz. El recurso agua es muy escaso en la región, siendo el principal elemento hidrográfico de la zona el Río Loa, él más largo del país, y Salado, que contiene altos niveles de minerales, ambos causes se unen en un solo caudal a unos 37 kilómetros antes de llegar a Calama.
Figura 1-3.2. PLANO DE UBICACION MINA CHUQUICAMATA
3.4. MODELO GEOLOGICO DE CHUQUICAMATA 3.4.1 GEOLOGIA Chuquicamata es uno de los depósitos tipo pórfido cuprífero más grande del mundo y a la vez el más atípico (Pórfido Chuqui). Es único no sólo por su tamaño, sino por el extremo dinamismo de su patrón estructural, activo a través de su larga y compleja historia de desarrollo, y por diversas características de su alteración y mineralización, en vetas, vetillas y diseminada que lo hace particularmente más rico que otros de este tipo. Se emplaza en rocas paleozoicas con afloramientos relictos de rocas sedimentarias y volcánicas. La mineralización de Chuquicamata tiene forma de un gran cuerpo tabular vertical, con 4500 m de longitud, 800 m de ancho y al menos 1500 m de profundidad. Por encontrarse en un ambiente precordillerano, se caracteriza por tener estructuras regionales de tipo anticlinal las cuales se les asocian a fallas inversas y de rumbo. Estas se manifiestan como estructuras compresivas con rumbo NO – SE en una faja de cizallamiento y se reflejada a través de la Falla Oeste, estructura de carácter regional que cruza al yacimiento de Norte a Sur. Esta falla controló de alguna forma el emplazamiento de la mayoría de los cuerpos intrusivos del Terciario y en especial aquellos de menores dimensiones y con emplazamiento más cercanos a la superficie (hipabisales), los cuales están relacionados a pórfidos cupríferos, zonas de alteración y áreas favorables para la mineralización económica en el norte del país. En esta falla se encuentran también ubicados yacimientos como Radomiro Tomic, Mansa Mina (pertenecientes a la División CODELCO NORTE), La Escondida y Zaldivar, entre otros. La Mina Chuquicamata corresponde específicamente a un yacimiento de pórfido cuprífero diseminado, clasificado como mesotermal. El deposito Chuquicamata corresponde a un stock de rocas pórfidas elongadas en dirección Norte – Sur y continuo a la Falla Oeste, con una extensión reconocida que alcanza a los 14.000 m. El principal rasgo estructural y el más importante tanto en magnitud como en el control de la mineralización es la ya mencionada Falla Oeste. Esta se considera de Edad Premineral y por los desplazamientos de grava observado en el sector Sur – Oeste del yacimiento ha tenido movimiento hasta la actualidad. Los procesos de lixiviación, oxidación y enriquecimiento han sido intensos y con marcada influencia en la vertical, lo que ha definido claramente los cuerpos mineralizados. La zona de oxidación prácticamente explotada ya en su totalidad, esta constituida por antlerita con cantidades menores de atacamita y brochantita. La zona de enriquecimiento secundario de sulfuros, constituye una cuenca elongada en dirección Norte – Sur, predominando la calcosina en su parte superior y covelina en su parte inferior. El paso a sulfuro primario es gradual y esta acompañado por un notable descenso en el contenido de cobre metálico de sus minerales.
Las principales unidades litológicas del yacimiento corresponden a la Roca Cuarzo-sericita, Pórfido Chuqui, Rocas Sedimentarias, Granodioritas, Unidades de Gravas y Grupos de Alteraciones La mineralogía cuenta con cuatro zonas: Zonas Lixiviada, Zona de Oxidos, Zonas de Sulfuros Supérgenos y Sulfuros Primarios. 3.4.2 LITOLOGIA Las unidades litológicas aflorantes en el yacimiento Chuquicamata corresponden a unidades intrusivas, sedimentarias y metamórficas. El área mineralizada cuprífera intrusiva se conoce con el nombre de Pórfido Chuqui, en el cual se pueden apreciar variaciones estructurales dentro de él. Las unidades litológicas del yacimiento Chuquicamata se pueden resumir de la siguiente manera 3.4.2.1. ROCA CUARZO-SERICITA Esta unidad presenta un intenso grado de alteración, que se adosa completamente al pórfido Chuqui, según una franja alargada de dirección Norte - Sur, adosada igualmente a la traza oriental de la falla oeste. 3.4.2.2. PORFIDO CHUQUICAMATA Es el Huésped del afloramiento mineralizado de rocas intrusivas, sedimentarias y metamórficas. Esta unidad corresponde a un pórfido granodiorítico con variaciones texturales, se encuentra en contacto con la Falla Oeste, en la cual podemos distinguir tres tipos de unidades litológicas.
• PORFIDO ESTE Principal unidad litológica del pórfido Chuqui, presenta una disposición general Norte - Sur. Su composición es de granodiorita monzonita con textura porfídica, conformado por fenocristales de plagioclasa, feldespato potásico, biotita y cuarzo, en una masa fundamental cuarzo-feldespática microgranular. Esta unidad se encuentra afectada por las alteraciones hidrotermales del tipo sericítica - potásica, potásica y clorítica y en menor proporción sericita débil. La mineralización asociada al Pórfido Este corresponde principalmente a sulfuros primarios, tales como calcopirita, bornita y pirita.
• PORFIDO OESTE La ocurrencia de esta unidad litológica es menor que la anterior. Su litología corresponde a una granodiorita-monzonita de textura porfídica. Su mineralogía la conforman fenocristales de cuarzo, feldespatos y plagioclasas inmersos en una masa
fundamental aplítica cuarzo-feldespática. Esta unidad esta afectada principalmente por una alteración potásica y el desarrollo de una intensa lixiviación. La mineralización asociada en superficie corresponde fundamentalmente a oxidados de cobre.
• PORFIDO BANCO Esta unidad tiene una ocurrencia menor a la del Pórfido Oeste. Su disposición es de carácter filoneano, emplazada principalmente en el sector norte del yacimiento. El Pórfido Banco corresponde a una roca de textura porfídica doble. Esta unidad es afectada por una alteración hidrotermal potásica débil y su mineralización es escasa, correspondiente a una asociación de calcopirita y pirita. 3.4.2.3.
GRANODIORITAS
• GRANODIORITA ELENA Se ubica en el plano oriental del yacimiento, en contacto con rocas porfídicas, es de color gris claro.
• GRANODIORITA ESTE Esta se ubica en el margen oriental del yacimiento, con una gran ocurrencia; y está compuesta de una granodiorita con cristales de plagioclasa, cuarzo, feldespato potásico, biotita y anfíbolas.
• GRANODIORITA FORTUNA Se ubica al occidente de la falla oeste y corresponde a una roca de grano grueso a medio. Esta roca es considerada estéril. 3.4.2.4. ROCAS SEDIMENTARIAS Su disposición general Norte-Sur, con una manteo promedio de 70º hacia el oeste, se reconoce la presencia de una unidad sedimentaria fundamentalmente de lutitas, areniscas y calizas, las cuales se encuentran afectadas por un metamorfismo de bajo grado. Esta unidad, las rocas sedimentarias del tipo areniscas presentan tonos verdosos y granulometría fina, mientras que las lutitas presentan tonos grises oscuros a negros, con mineralización de pirita y un alto grado de fisibilidad. Las calizas son de color marrón y tonos claros.
3.4.2.5. UNIDAD DE GRAVAS Corresponde a sedimentos cuaternarios semi o poco consolidados, depositados sobre la superficie de erosión desarrollada en la Granodiorita Fortuna por el Sor-Oeste y sobre el Pórfido Chuqui por el Noreste. Los clastos que conforman esta unidad presentan gran variedad de tamaños y de angularidad en sus bordes, encontrándose inmersos en una matriz areno-limosas, donde localmente se reconoce la presencia de sulfatos como agente cementante. 3.4.2.6. ALTERACION Las alteraciones desarrolladas en las unidades litológicas del yacimiento Chuquicamata, son producto de procesos magmáticos, hidrotermales y regionales, que se han desarrollado en el interior y hacia el entorno del yacimiento. 3.4.2.7. LIXIVIADO Bajo este tipo de alteración, se agrupan unidades litológicas afectadas por una intensa alteración supérgena que no permite reconocer con claridad la textura original de la roca. Se distribuye en las partes altas del rajo, principalmente en los márgenes Sur-Este y Noroeste. Esta unidad se caracteriza por desarrollar una fuerte impregnación de oxidados de hierro, y mineralización relacionada de óxidos de cobre. 3.4.3 MINERALOGIA Y MINERALIZACION La mineralogía está distribuida en cuatro zonas: Zona Lixiviada, Zona de Oxidos, Zona de Sulfuros Supérgenos, y de Sulfuros Primarios.
• ZONA LIXIVIADA Esta ubicada en la superficie hasta unos pocos metros en la parte este ya explotada, y hasta unos 100 metros en la parte Oeste, o los minerales existentes en ésta son oxidados de Fe como Goetita, Jarosita, Hematitas, etc. Los minerales en esta zona no son útiles (leyes de 0,1 a 0,2% de Cu) y son desechados como estéril.
• ZONA DE OXIDOS Estuvo confinado a la parte central y Este de la zona mineralizada. Esta zona esta explotada en su mayor parte y aún permanece algunos sectores en los extremos Norte-Este del yacimiento, la ley promedio de esta zona fue de 1% de Cu. Esta zona compuesta de una gruesa capa de sulfatos de cobre solubles, tales como: Antlerita, Chalcantita, Kronkita, Chenevixita y otros minerales de cobre oxidados.
• ZONA DE SULFUROS SUPERGENOS Se encuentra bajo la zona de óxidos, en la parte superior se encuentra un cuerpo
mixto constituido por minerales oxidados y sulfuros primarios. Las leyes más altas de cobre del yacimiento se presentan en esta zona cuyas leyes de cobre son de 2 a 3% de Cu, siendo el principal mineral la Calcosina, mientras que el principal en la parte inferior es la Covelina, cuyas leyes son del orden del 1 a 2% de Cu.
• ZONA DE SULFUROS PRIMARIOS Corresponde a la zona en que actualmente se efectúa la explotación, los minerales principales son: Calcopirita, Pirita, Bornita, Enargita, Molibdenita, con leyes de 1% de Cu y rodeados de áreas más empobrecidas. Además de las cuatro zonas, existen otros minerales como: Plata, oro; platino (nativos), y minerales radioactivos y algunos elementos químicos como: Selenio; la recuperación de algunos de estos minerales a veces se hace comercial (Por ejemplo el caso del Oro y la Plata).
Figura 2-3.4.2. MODELO DE UNIDADES LITOLOGICAS MINA
3.5. CARACTERIZACION GEOTECNICA MINA CHUQUICAMATA En la Mina Chuquicamata se conocen dos ambientes geotécnicos mayores separados por la falla Oeste. En el talud Oeste y adosado a la traza de esta megaestructura se presenta una zona de cizalle de mala calidad geotécnica desarrollada en la unidad Granodiorita Fortuna. En superficie predomina una condición de mala a moderada calidad geotécnica del macizo, condición que mejora con profundidad. El mecanismo de inestabilidad reconocido corresponde al deslizamiento global del talud con presencia de volcamientos. En el talud este, en cambio, las zonas de mala calidad se relacionan a la presencia de las unidades litológicas Roca Cuarzo-Sericita, Pórfido Este con alteración sericítica moderada y metasedimentos. Predomina en superficie la calidad geotécnica mala a moderada, la cual se desarrolla principalmente en la unidad Pórfido Este, principal portador de la mineralización. Los sistemas estructurales presentes y la geometría del talud tienden a la formación de inestabilidades tipo cuñas y en menor proporción a deslizamientos planares. La caracterización geotécnica para la Mina Chuquicamata, se realizó según la proposición de Bieniawski (1976) la cual para la Mina, ha sido sensibilizada y categorizada de acuerdo a la Figura 3. De manera general, se reconocen para la mina, dos sectores geotécnicos mayores, separados por la falla Oeste y desarrollada en ambientes litológicos distintos. Estos, respectivamente corresponden al talud Oeste y talud Este.
Tabla 1-3.5. CARACTERISTICAS DE LAS UNIDADES GEOTECNICAS DE MINA CHUQUICAMATA Unidad Geotécnica Granodiorita Elena Graniodorita Fortuna Zona de Cizalle Interno Pórfido Este Potásico Pórfido Este Sericítico Metasedimentos Calcáreos Granodiorita Este Zona de Cizalle Moderado Pórfido Este Clorítico Roca Cuarzo Sericítica
Resistencia Resistencia Módulo de Frecuencia Compresión Tracción Young Fracturas Mpa MPa Gpa ff/m
Densidad Ton/m3
67 105
10 11
40 33
4 – 14 5 - 10
2.62 2.66
17
1.05
7
16 – 40
2.3
133 44
6 4
28 24
4–8 3–7
2.58 2.52
74
12
25
6 – 20
2.67
97
10
34
3–7
2.62
66
3
30
9 – 24
2.51
78 21
7 1.8
47 22
3–9 3-8
2.62 2.49
3.5.1 CARACTERIZACION ESTRUCTURAL La Falla Oeste es el rasgo estructural más relevante que se conoce en el rajo Chuquicamata, imponiendo lineamientos estructurales, geotécnicos y geológicos de disposición general Norte - Sur. De acuerdo a los arreglos estructurales se han definido 8 dominios estructurales mayores y un subdominio relacionado a un sistema de fracturamiento hacia el talud reconocido en el sector Oeste, en la tabla 1.2. se indican direcciones preferenciales y unidades litológicas - alteración asociadas para cada dominio.
Tabla 2-3.5.1. DOMINIOS ESTRUCTURALES EN MINA CHUQUICAMATA Dominio
Fortuna Norte
Dip / Dip Ddir 70º/269º, 75º/351º, 36º/277º
Unidad Litológica Asociada
Unidad Alteración Asociada
Granodiorita Fortuna
Supérgena débil
Noroeste
74º/007º, 65º/293º, Granodiorita Fortuna Supérgena débil 74º/241º 46º/110º Granodiorita Fortuna Supérgena débil 81º/297º,73º/005º, Roca Cuarzo – Sericíta Sericítica fuerte 77º/235º 76º/147º, 77º/201º, Pórfido Este Sericítica débil 75º/238º Pórfido Oeste Potásica y Lixiviado 70º/147º, 78º/327º, Pórfido Este Sericítica potásica 70º/204 Pórfido Banco Sericítica 73º/187º, 76º/355º, Pórfido Este Sericítica – Potásica 75º/265º 78º/228º, 78º/290º, Metasedimentos Met. Bajo Grado 78º/339º Pórfido Este Potásica y Clorítica
Mesabi
75º/273º, 76º/219º, 74º/351º
Fortuna Sur Sub. Fracturamiento Americana Zaragoza Estanques Blancos Balmaceda
Granodiorita Este Granodiorita Elena Metasedimentos
Clorítica Clorítica Met. Bajo Grado
3.5.2 MECANISMOS DE INESTABILIDAD De los análisis de mecanismos de inestabilidad cinéticamente admisibles para los taludes de la Mina Chuquicamata, se puede establecer dos ambientes distintos. En el talud Oeste, el resultado de los análisis cinemáticos de inestabilidad evidencian una gran probabilidad de volcamientos, hecho observado en los actuales comportamientos del talud , si consideramos que las inestabilidades del tipo volcamiento y desplazamiento de bloques corresponden a la expresión superficial de un mecanismo mayor, podríamos concluir que el talud Oeste, presenta un mecanismo de inestabilidad por deslizamiento global del talud, producto de la presencia de una franja de rocas cizalladas, de comportamiento seudoplástico a los esfuerzos compresivos, lo cual permite que las unidades cizalladas se compriman y el resto del talud se relaje y deforme. Para el talud Este el análisis cinemático estableció un claro predominio de inestabilidades estructurales del tipo cuñas, complementados por una alta probabilidad de deslizamientos planares en la parte media a alta del talud, asociado a este último al dominio estructural Mesabi y a la geometría del pit.
Figura 3-3.5. PLANO UNIDADES GEOTECNICAS MINA CHUQUICAMATA
3.6. SISTEMA DE EXPLOTACION La explotación del yacimiento Chuquicamata se realiza mediante el método Cielo Abierto, siendo sus principales dimensiones y características de diseño:
Tabla 3-3.6. DIMENSIONES Y PARAMETROS DE DISEÑO Largo 4.200 m Ancho 3.000 m Profundidad 803 m Ancho Rampa Principal 30 Ancho Rampa Secundaria 35 Pendiente Media Rampa Sector Este 10% Pendiente Media Rampa Sector Oeste 9% Altura de Banco 22 m Ángulo de Talud 80º Ángulo de Talud Global 42º Distancia de Catch-Bench Cada 160 m en la vertical Ancho Catch-Bench 30 m Ancho Minino Carguío 63 m Ancho Mínimo Expansión 86 m
La explotación de la mina se lleva a cabo mediante el esquema de bancos cerrados, sin embargo hasta hace algunos años esta se realizaba mediante el esquema de bancos abiertos, ambas son descritas a continuación, señalando ventajas comparativas entre una y otra. 3.6.1 ESQUEMA DE BANCOS ABIERTOS En este esquema, la pala una vez finalizado el carguío en el banco, deja un ancho de berma de transporte de 24 metros, tal que permita el libre transito de equipos pesados (Camión de Extracción, Palas, Perforadoras, etc.). 3.6.2 ESQUEMA DE BANCOS CERRADOS En este esquema de explotación una vez que la pala finaliza el carguío en el banco respectivo, deja un ancho de berma que no permite él transito de equipos mayores y de esa manera utilizar expansiones anchas, permitiendo tronadura de contorno. Con esto se aumenta el ángulo de talud de trabajo, lo que implica una menor cantidad de extracción de material estéril, disminuyendo la razón lastre/mineral y los costos por tonelada de mineral extraída.
Tabla 4-3.6. CUADRO COMPARATIVO DE LOS ESQUEMAS DE EXPLOTACION A CIELO ABIERTO ESQUEMA BANCOS CERRADOS
CA RA CT ER IST IC AS
Esquema de explotación donde la pala Esquema donde la pala luego de haber después de cargar el material no deja un finalizado el Carguío deja un ancho de ancho de berma que permita el transito berma tal que permite el tráfico de de equipos mayores. equipos mayores.
VE NT AJ AS D E S V E N T A J A S
ESQUEMA BANCOS ABIERTOS
Aumento en el ángulo de talud de trabajo. Disminución de la razón lastre/mineral. Se descubre más rápido el mineral. Menor costo por tonelada de Mineral extraída.
Menor ritmo de extracción. Mayor cantidad de material proyectado a bancos inferiores. Condiciones inseguras por caída de material.
Permite el acceso a todos los bancos con tráfico normal de vehículos. Permite llevar altos ritmos de extracción, dado que se puede trabajar en varios bancos. Hay menor proyección de material a los bancos inferiores.
Mayor remoción de estéril. Mayor costo por tonelada extraída. Mayor daño por tronadura.
3.7. RITMO DE PRODUCCION El ritmo de producción para el año 2004 de la Mina Chuquicamata, según el Programa de Producción y Desarrollo (P1-2004) considera una extracción de 562 ktpd de material, con una alimentación de mineral a procesos de 186 ktpd con una ley media del 1,03% de Cut.
3.8. SISTEMA DE TRABAJO Mina Chuquicamata contempla un sistema de trabajo en faena continua (todos los días de la semana) excepto los días 01 enero, 18 y 19 de septiembre y 24 de diciembre Turno C, con un total de 362,5 días de trabajo al año. Se trabaja en tres turnos de ocho horas cada uno.
Tabla 5-3.8. HORARIO DE TURNOS MINA CHUQUICAMATA Turno
Inicio Turno
Fin de Turno
A B C
05:00 13:00 21:00
13:00 21:00 05:00
Existen cuatro grupos de trabajo denominados guardias compactas, las que rotan de turno entre días de descanso dispuestos de la forma: (7 x 2), (7 x 1) y (7 x 4) (Días de trabajo x Días de descanso), comenzando con el Turno C, luego B y finalmente A. En la cuarta hora de trabajo de todos los turnos, se hace una detención de treinta minutos denominada Detención por Medio Turno, la que es dispuesta para que los operadores detengan sus actividades durante este lapso de tiempo.
Tabla 6-3.8. HORARIO DETENCION POR MEDIO TURNO MINA CHUQUICAMATA Turno A B C
Inicio Medio Turno Fin Medio Turno 09:00 17:00 01:00
09:30 17:30 01:30
3.9. DESCRIPCION FLOTA DE EQUIPOS DE PRODUCCION Y APOYO Las grandes dimensiones que presenta Mina Chuquicamata, hace necesario para su operación una gran cantidad de equipos de producción y apoyo. Características principales en estos equipos son sus grandes dimensiones y el estar dotados con las más altas tecnologías. Una de las ventajas de contar con avanzada tecnología en los equipos es el mejoramiento continuo y la introducción de nuevas aplicaciones que se puedan realizar tanto a equipos como los sistemas de gestión. Las principales actividades operacionales están divididas en cuatro áreas que son: Perforación, Carguío, Transporte y Movimiento de Tierra. En cada una de ellas se tiene una subdivisión por flotas, dependiendo del tipo de labor que ejecutan (equipos de apoyo) y principalmente por sus características técnicas. La descripción general y características principales de los equipos utilizados en cada una de las operaciones unitarias se describen en las siguientes tablas.
Tabla 7-3.9.a FLOTA DE PERFORACION Dimensiones Largo Ancho Peso (m) (m) (lb) 1 R-351 2 R-353 3 R-355 4 R-356 5 R-357 6 R-358 7 R-359 8 R-361 9 R-371 10 R-372 11 ROC L8-1 12 ROC L8-2
Ingersoll-Rand Ingersoll-Rand Ingersoll-Rand Ingersoll-Rand Ingersoll-Rand Ingersoll-Rand Ingersoll-Rand Ingersoll-Rand Ingersoll-Rand Ingersoll-Rand Atlas Copco Atlas Copco
DMH-100 397-M DMH-100 397-M DMH-100 397-M DMH-100 397-M DMH-100 397-M DMH-100 397-M DMH-100 397-M Pit-Viper D.M.L D.M.L. D.M.L. D.M.L. ROC L8 ROC L8
19,5 19,5 19,5 19,5 19,5 19,5 19,5 23,2 9,4 9,4 7,5 7,5
7,1 7,1 7,1 7,1 7,1 7,1 7,1 7,9 4,0 4,0 3,0 3,0
220.000 220.000 220.000 220.000 220.000 220.000 220.000 373.000 90.000 90.000 60.000 60.000
12 ¼” 12 ¼” 12 ¼” 12 ¼” 12 ¼” 12 ¼” 12 ¼” 12 ¼” 6 ½” 6 ½” 6 ½” 6 ½”
1989 1990 1990 1993 1993 1993 1993 2003 1998 1998 2001 2001
Tabla 7-3.9.b FLOTA DE CARGUIO
1 2 3 4
091 092 093 094
P&H P&H P&H P&H
54540 54545 54685 54700
34 34 34 34
916Ton 916Ton 916Ton 916Ton
18 18 18 18
5 095 P & H
55120
34
916Ton
18
6 096 P & H
55125
34
916Ton
18
7 100 P & H
ES4164
56
1250 Ton
20
8 101 P & H 9 200 P & H
ES4165 ES4195
56 73
1250 Ton 1515 Ton
20 22
10 230 P & H
ES4197
73
1515 Ton
22
Mayo 10, 1989 Agosto 26, 1989 Marzo 10, 1990 Abril 20, 1990 Diciembre 19, 1992 Enero 9, 1993 Febrero 18, 1997 Abril 28, 1997 Junio 2, 2000 Noviembre 2,2000
Tabla 7-3.9.c FLOTA DE TRANSPORTE Flota
Subtotal KOM
Modelo
Cantidad Camiones
Capacidad Tolva tc
330 E 330 G 330 H 330 I 330 J 330 K 330 L 330
12 8 9 14 3 17 5 68
330 330 330 330 330 330 330
t282 t282
15 15
360 360
-
83
-
-
.
LIEBHERR Subtotal LIEB TOTAL
Tabla 7-3.9.d FLOTA EQUIPOS DE APOYO Flota
Regadores
TOTAL
Modelo
Cantidad Equipos
Capacidad
Kom- d-375 a2 Kom- d-475 a3 Cat d-10 n Cat d-10 r Cat d-9 n
2 3 3 3 1
27,3 yd3 34,0 yd3 28,3 yd3 28,3 yd3 18,8 yd3
Cat 834-b Cat 854-g Kom wd500-3
5 3 4
9,5 yd3 31,4 yd3 7,8 yd3
Cat 16-g Cat 16-h
3 3
-
Wa600-3 l-1850 l-1400 Kom
1 2 1 1
7,9 y3 33,0 y3 26,0 y3 15,0 y3
Dresser Euclid Komatsu Arrendados
2 3 2 2
4.000 l 4.000 l 4.000 l 4.000 l
-
44
-
4. MARCO TEORICO 4.1. SISTEMA DE DESPACHO, ¿QUE ES DISPATCH? Sistema de asignación dinámica (interacción) de camiones, basado en esquemas de control de tiempos de ciclo pala-camión, asociados a un destino conocido. Herramienta de gestión que busca optimizar la asignación de camiones a palas, maximizando la utilización del tiempo y minimizando las pérdidas, en tiempo real.
4.2. DESCRIPCION SISTEMA DISPATCH 4.2.1 OPERACION BASICA DEL SISTEMA Básicamente el sistema está encargado de registrar cada uno de los eventos que se producen durante los distintos ciclos de operación. Es en base a esta información que el sistema es capaz de determinar la ruta óptima de acarreo. Las operaciones básicas que desarrolla el sistema son las siguientes: 1 Registro de eventos relevantes del ciclo de acarreo. 2 Transmisión instantánea de datos y posterior decodificación. 3 Software del sistema registra y guarda los datos. 4 Software procesa información y realiza asignaciones óptimas para camiones de extracción. 5 Envío de asignación al camión de extracción respectivo 4.2.2 DISPATCH COMO HERRAMIENTA Como un optimizador de rutas y administrador de la operación minera, el sistema se convierte en una importante herramienta de gestión y control, de esta forma el sistema puede ser descrito en tres funciones básicas:
• Colector de datos • Almacenador de datos • Solución de problemas en tiempo real
• Best Path (Mejor Ruta) • PL (Programación Lineal) • PD (Programación Dinámica) Cada una de estas funciones es relevante y es en ellas, que el sistema basa las respectivas asignaciones. 4.2.3 MODELO MINERO DISPATCH Una de las grandes ventajas que presenta el sistema es la gran cantidad de información capaz de procesar rápidamente, además de reconocer cada uno de los lugares en los que se encuentran los equipos. Para optimizar esta gran cantidad de información y variables y entregar a los equipos la mejor asignación, el sistema está configurado dentro del siguiente modelo:
• Mina: Lugar geográfico que está siendo explotado, este puede contener uno o mas pit`s. • Pit: Lugar físico de explotación, es aquí en donde se encuentran operando los equipos. • Región: Dependiendo de la magnitud o necesidades del pit, este se puede dividir en distintos sectores de manera de puntualizar la operación en sectores específicos. • Punto de Carga: Es el punto específico demarcado con coordenadas espaciales, en donde se encuentran los puntos de carga dentro del pit, generalmente estos puntos obedecen a la ubicación de los equipos de carguío. • Punto de Descarga: Punto específico, demarcado con coordenadas espaciales, en donde se encuentran los puntos de descarga dentro del pit, generalmente estos puntos corresponde a botaderos, stock y chancado. • Nodos intermedios: Puntos virtuales, definidos por coordenadas espaciales. Estos nodos sirven de referencia de caminos, es decir entre cada par de nodos es posible conocer distancia y pendiente. • Balizas:Puntos virtuales dentro de las rutas de acarreo del pit, incluyendo puntos de carga y descarga, definidos por coordenadas espaciales. Estas balizas son utilizadas en la detección de camiones de extracción en sus llegadas y/o salidas desde origen o destino, además estos puntos permiten al sistema reasignar en ruta, si este llegase a encontrar una mejor. 4.2.4 ALGORITMO DEL SISTEMA DISPATCH Para comprender el algoritmo utilizado por el sistema Dispatch se debe tener en
consideración que este sistema maneja una gran cantidad de información y variables, de manera de generar una asignación óptima y eficiente. Los principales datos que debe manejar son los siguientes:
• Una red de rutas de acarreo que contiene cada uno de los caminos. • Pendientes y distancias de cada uno de los caminos. • Tiempos de viaje (históricos y en tiempo real) entre puntos de carga, botaderos y balizas (beacon) virtuales intermedias en ruta. • Tiempos de maniobra y descarga en botadero y chancado. • Estatus operacionales de equipos. • Restricciones operativas tales como prioridad de palas, capacidad de botaderos, chancado, etc. • Ranking Match Pala-Camión. Es sobre la base de esta información, ya sea histórica o en tiempo real, que el sistema realiza las asignaciones, mediante algoritmos que se encuentran en los tres subsistemas presentes:
• Mejor Ruta (MR – Best Path): Cambios en la topografía. • Programación Lineal (PL – Lineal Programming): Cambios importantes en las variables dependientes del tiempo. • Programación Dinámica (PD – Dynamic Programming): Asignación en tiempo real.
Figura 4-4.2.4 ALGORITMO SISTEMA DISPATCH
4.2.4.1. MEJOR RUTA (MR) El subsistema Mejor Ruta de viaje, determinado mediante el menor tiempo de acarreo (tiempo-distancia), para lo cual utiliza el Algoritmo de Dijktras. Este algoritmo calcula el tiempo mínimo de un nodo a otro (punto virtual de ubicación), mediante una red de nodos que describen un árbol direccionado. Una vez realizado el cálculo de la MR, se entrega al siguiente subsistema (PL) la siguiente información acerca de las rutas de acarreo:
• Distancia total mínima. • Estimación del tiempo de viaje • Puntos intermedios de viaje (puntos virtuales por donde debe pasar el camión) 4.2.4.2. PROGRAMACION LINEAL (PL) El Algoritmo de Programación Lineal del sistema Dispatch utiliza el método Simplex, que resuelve un conjunto de ecuaciones lineales de restricciones, para minimizar las necesidades de camiones de extracción, sujeto a una función de prioridades y exigencias. El modelo de PL tiene como variables la tasa de alimentación del objetivo en [ton/h] ó [m3/h] para cada ruta, tanto de equipo de carguío como puntos de descarga. La PL calcula la razón de alimentación que minimiza el total de camiones requeridos para cubrir las necesidades de palas, sujeto a las restricciones de la Mina.
• Continuidad de pala y puntos de descarga. • Tasa de excavación máxima de cada equipo de carguío. • Capacidad máxima de vaciado en los puntos de descarga. • Equipos disponibles. • Tipo de material y ley del mineral. Dispatch utiliza las soluciones entregadas por la Programación Lineal para generar asignaciones óptimas de equipos en tiempo real. Un problema que surge al despachar camiones de extracción en una mina a cielo abierto es la gran cantidad de variables que existen y que se interrelacionan entre si. Para solucionar este problema la PL incluye una cantidad de variables relacionadas a un cierto número de ecuaciones matemáticas denominadas restricciones y una función objetivo. En resumen este subsistema resuelve las ecuaciones lineales de restricciones maximizantes programadas en base a prioridades de carguío, tasas de excavación, capacidad de vaciado y restricciones de material y/o mezclas. 4.2.4.3. PROGRAMACION DINAMICA (PD) Si bien es cierto, la PL entrega una solución en cuanto al flujo de alimentación de cada ruta en [ton/h], no lo hace para el problema de las asignaciones de equipos. Este problema es resuelto utilizando la estrategia de la Programación Dinámica (PD), un proceso de optimización basado en el principio optimizante de Bellman’s. El principio básico consiste en entregar una importancia y modalidad dinámica de cálculo para las variaciones operacionales que se suscitan, como variaciones en la disponibilidad de equipos (cambios de estatus), flujos de alimentación (puntos de carga y/o descarga), prioridad de palas, distancias de acarreo. Para generar la solución, Dispatch en lugar de asignar camiones a las palas que mas lo requieren decide por asignar camiones a los equipos de carguío mas necesitados en cualquier momento ya sea que requieran asignación o ya lo estén. Para este proceso, el sistema genera dos listas, una en base a la PL, donde incluye rutas ordenadas por prioridad de tiempo y una lista de camiones que requieran asignación a través del tiempo. Es así como la Programación Dinámica (PD) establece las necesidades de camiones óptimos sobre la base de los que requerirán asignación de carguío o bien puedan variar esta en ruta. 4.2.5 COMPONENTES DEL SISTEMA Dispatch requiere de numerosos y variados componentes para funcionar de manera óptima y confiable en su función de despachador. Sus principales componentes son:
• Sistema Computarizado de Campo (FCS) que consta de una consola gráfica (GC) y una unidad central (Hub), instalados en palas, camiones, equipos auxiliares y chancado. • Enlace radial de datos • Computador central en el centro de información Dispatch • Software • Tecnología GPS 4.2.6 ELEMENTOS ADICIONALES La principal función de Dispatch es la asignación óptima y automática de rutas de acarreo; sin embargo como una forma de incrementar la productividad y reducción de gastos de operación en la mina el sistema cuenta con algunos elementos adicionales como son:
• Sistema GPS para Palas • Sistema GPS para Perforadoras • Sistema GPS para Tractores (dozers) • Rastreo de mantenimiento • Mezcla de materiales • Capacidad de simulación • Monitoreo de signos vitales de maquinaria y equipo pesado • Control de perforación • Rastreo de equipos auxiliares • Informes extensos
4.3. ESCALA DE TIEMPOS Como una forma de control y evaluación de gestión es necesario conocer los estatus operacionales en que se encuentran los equipos durante el periodo a evaluar, pues será este desglose de tiempos el utilizado para calcular los distintos Indices Operacionales que se requieren para la evaluación. En este marco se encuentra la Norma Asarco que rige la operación en si y el sistema Dispatch, esta norma clasifica y describe en detalle cada uno de
los estatus en que se encuentran los equipos en operación durante un periodo determinado de tiempo. La distribución de tiempos y la descripción de estos se muestran en la tabla 8.
Tabla 8-4.3. ESCALA DE TIEMPOS SEGUN NORMA ASARCO NOMINAL DISPONIBLE OPERATIVO EFECTIVO DP DNP
MECÁNICA RESERVA PO
• Nominal
: Tiempo faena.
durante el cual el equipo se encuentra físicamente en
• Mecánica
: En este ítem se encuentran los tiempos destinados tanto para Mantenciones Programadas y/o Reparaciones Electromecánicas de terreno.
• Disponible
: Tiempo en que el equipo está habilitado y en buenas condiciones electromecánicas para operar.
• Reserva
: Es aquel tiempo en donde el equipo estando en condiciones mecánicas de operación no es utilizado en labores productivas, ya sea por falta de operador o superávit de equipo en ese momento.
• Operativo
: Corresponde al tiempo que el equipo se encuentra operando en faena (con operador)
• Efectivo
: Tiempo que el equipo se encuentra realizando labores puras de producción (sin colas). Realiza tarea para la que fue adquirido.
• DP
: Tiempo de detención Programada, Cambios y Medios Turnos
• DNP
: Tiempo de Detención No Programada, principalmente petróleo (camiones) y acomodos o limpiezas de cancha (palas)
• PO
: Tiempo de Perdidas Operacionales, en donde el equipo se encuentra esperando en pala y/o chancado para camión y espera por camión para palas.
4.3.1 INDICES OPERACIONALES
• Disponibilidad Mecánica: Dfm =
Tiempo Disponible × 100% Tiempo Nominal
• Utilización Efectiva: Ut Ef =
Tiempo Efectivo Tiempo Disponible
× 100%
• % Perdidas Operacionales: % PO =
Tiempo Perdidas Operacionales Tiempo Disponible
× 100%
• % Reserva: % Res =
Tiempo Reserva Tiempo Disponible
× 100%
• Disponibilidad : Fracción porcentual del tiempo nominal en que el equipo se encuentra en condiciones mecánicas para operar. Mecánica • Utilización Efectiva
: Corresponde a la fracción porcentual del tiempo disponible en donde el equipo se encuentra en producción pura (sin PO)
• % PO
: Fracción porcentual del tiempo disponible en que el equipo genera Perdidas Operacionales (colas)
• %Reserva
: Fracción Porcentual del tiempo disponible en que el equipo se encuentra en estatus de Reserva.
4.4. DESCRIPCION DE OPERACIONES Y DETENCIONES Cada uno de las operaciones y sus ciclos productivos, están compuestas por una serie de actividades y/o maniobras que utilizan una fracción de tiempo operativo y tal como fue mencionado en el punto anterior, serán estos tiempos los utilizados para realizar las evaluaciones de gestión correspondientes ya sea a cada operación unitaria o bien al global mina.
Por esta razón y como una forma de homogeneizar la terminología que se utiliza en el estudio, es que serán definidos cada uno de los tiempos de maniobras realizadas en los ciclos de carguío y transporte, además como parámetro de la evaluación técnica se describirá brevemente la forma óptima en la que estas deben ejecutarse. Por último se describe el cálculo matemático que realiza el sistema de despacho para definir cada uno de los tiempos involucrados. 4.4.1 CARGUIO a) OBJETIVO Cargar el material tronado desde la frente de carguío, en camiones de extracción, de una forma eficiente y segura, con el fin de generar los espacios suficientes para la perforación y tronadura de las siguientes expansiones. b) DESCRIPCION El tiempo involucrado en cada una de las maniobras que se ejecutan en la zona de carga son los siguientes: 1. Espera por Pala: Tiempo que transcurre desde la llegada del camión a la zona de carga y el inicio del aculatamiento. 2. Aculatamiento: Tiempo durante el cual el camión maniobra para tomar ubicación a uno de los costados de la Pala. 3. Espera por Carga: Tiempo durante el cual el camión ya posicionado al costado de la Pala espera a que esta inicie la carga. Dentro de esta maniobra se tiene el siguiente desglose:
• Espera por Carga: Tiempo durante el cual la Pala se encuentra cargando otro camión, estando un segundo en posición de carga. • Espera por ½ Giro: Tiempo en el cual el camión debe esperar para que la Pala una vez cargado el camión precedente, vuelva a poner el balde en posición de ataque. • Espera por Excavación: Tiempo durante el cual el camión espera que la Pala ataque el frente, llene el balde y gire hacia él para volcar la carga sobre su tolva. 4. Carga: Tiempo durante el cual la Pala se encuentra vaciando material sobre la tolva del camión.
c) MODALIDADES DE CARGUIO (ATAQUE AL FRENTE) Dependiendo del diseño de las expansiones que se cargan, los requerimientos de productividad y eficiencia y las condiciones operacionales que se presentan, las Palas serán dispuestas en dos modalidades de carguío: Cancha Simple, en donde la pala tiene habilitado solo uno de sus costados para cargar o bien Cancha Doble, donde se tiene habilitado ambos costados del equipo para cargar d) FORMA OPTIMA DE CARGUIO La necesidad de obtener de los equipos de carguío y transporte la máxima eficiencia implica la necesidad de evitar cualquier perdida operacional que se pueda generar, principalmente en transporte, es así como la forma óptima de carga consiste en un flujo controlado de camiones hacia la pala, que permita intervalos ininterrumpidos de carga entre uno y otro, sin hacer cola en la zona de carga, así también el balde de Pala no debe tener esperando una tolva por carga, sino que la llegada de la tolva debe ser coincidente con la descarga del balde, es decir de forma sincronizada y simultanea. En términos de maniobra, durante el aculatamiento del camión la pala debiera preparar el llenado de balde, su levante y giro, de manera que una vez terminado el aculatamiento, inmediatamente la Pala vierta el material sobre la tolva, sin dejar espacio a una espera por carga o espera por pala. La figura 5, muestra las acciones a ejecutar durante un carguío óptimo.
• ¿POR QUÉ CARGAR EN CANCHA DOBLE? Si bien es cierto, la modalidad de carga estará influida por las condiciones operacionales y de seguridad que se presentan en la faena, la forma ideal de carguío es hacerlo en una cancha doble. La razón principal se justifica por el punto anterior, en donde el camión que llega siempre tendrá una posibilidad de aculatamiento, además de las siguientes ventajas:
1. Mas de una posibilidad de Aculatamiento
Tal como fue mencionado, la forma óptima de carga requiere un flujo continuo de camiones, con lo que se necesita mas de una posibilidad de aculatamiento y carga; es decir, si a la llegada de un segundo camión aun no finaliza el carguío del primero, el segundo tendrá la posibilidad de aculatar al otro costado, con lo que se mantiene la sincronización entre fin de aculatamiento e inicio de carga o su diferencia se hace muy baja. 2. Mayor espacio de carguío
Al contar la pala con un frente más amplio, aumenta con ello su espacio de carguío, tendrá la capacidad de excavar en forma pareja el frente, con lo que su avance será paulatino, secuencial y ordenado, evitando con esto acomodos innecesarios o abruptos durante el carguío o con camiones en la zona de carga. 3. Mayor Rendimiento
Al momento en que la Pala carga por ambos lados sus tiempos improductivos disminuyen y la mayor alternativa de carga, al contar con frente más amplio, permite una excavación más rápida y en algún momento más selectiva (acomodo de bolones en tiempos improductivos), con esto se asegura un tiempo de excavación menor.
Figura 5-4.4.1. FORMA OPTIMA DE CARGA
4.4.1.1. CALCULO DE TIEMPOS DE CICLO SEGUN DISPATCH En el carguío, el sistema de despacho determina cada uno de los tiempos de operación en base a cortes de tiempo entre los distintos cambios de estado que digitan en la consola, tanto los operadores de pala y de camión, así como también algún cambio realizado por el despachador. Principalmente el sistema calcula los tiempos globales de carga, espera por camión y detenciones. Para indicar de manera más simple los distintos cortes de tiempos que se utilizan para el cálculo, se muestra la siguiente figura, indicando la diferencia aritmética que realiza el sistema. Condición del punto de Carga a la Llegada de Camión
Maniobra
Diferencia Aritmética
Carga Aculatamiento Espera por Camión Carga Aculatamiento Espera por Pala
(3 -2) (2 -1) (3 -1) (6 -5) (5 -3) (4 -3)
Figura 6-4.4.1.1 MEDICION DEL TIEMPO DE CARGA
4.4.2 TRANSPORTE a) OBJETIVO Transportar el material desde la frente de carguío hacia los distintos puntos de descarga (chancado, botadero, stock), de manera eficiente y segura, para cumplir con los requerimientos de desarrollo y producción, este último basado en el abastecimiento de mineral a planta. Los tiempos críticos que se presentan en el ciclo de transporte comprenden una serie de maniobras, que se inician en el momento de ser despachados por el operador de pala (digitación en la consola) y finaliza con una nueva asignación luego de verter el material. Durante este trayecto también conjugan las velocidades en rutas, determinadas principalmente por el tipo de camión y la pendiente de cada tramo, así como también el abastecimiento de combustible. Cada uno de los tiempos críticos se detalla a continuación: 1. Maniobra y Descarga en Chancado 2. Maniobra y Descarga en Botaderos o Stock 3. Acarreo (Perfiles de Transporte) 4.4.2.1.
MANIOBRA Y DESCARGA EN CHANCADO
a) DESCRIPCION DE LA OPERACION Las maniobras realizadas para la descarga en chancado es idéntica a la realizada en botadero o stock, solo difieren en la inexistencia de tiempos de espera en los dos últimos. Con esta analogía se definen como iguales los tiempos involucrados en la Maniobra y Descarga en chancado, stock y botadero, por lo que el análisis y evaluación se hará solo para la zona de chancado (solo en esta se registran tiempos de espera). Los tiempos involucrados para esta son: 1. Espera por Chancado: Tiempo que transcurre desde la llegada del camión a la zona de descarga y el inicio del aculatamiento. 2. Aculatamiento: Tiempo durante el cual el camión maniobra y aculata para tomar ubicación en una de las puertas de descarga del chancador. 3. Espera por Descarga: Tiempo durante el cual el camión, ya posicionado en la puerta de descarga espera a que el operador de chancado le dé luz verde en el semáforo con que cuentan estas instalaciones, el que sirve para indicar que el camión puede descargar. 4. Espera LV-Descarga: Tiempo que demora el camión desde que se le autoriza para la descarga (luz verde del semáforo) hasta iniciar el levante de tolva.
5. Descarga: Tiempo que transcurre desde que el camión comienza a levantar su tolva, vacía el mineral en el chancado y retorna la tolva a su posición original. 6. Salida: Tiempo que transcurre desde que el camión ha descargado el mineral y la salida del camión al destino asignado por el sistema. b) CONFIGURACION DE DESCARGA Como una forma de aumentar la eficiencia de la descarga en chancado en Mina Chuquicamata se dispone de dos puertas de descarga en cada trituradora (E4-1 y E4-2), con esto se tiene, al igual que en el carguío, mas de una posibilidad de aculatamiento, permitiendo a un segundo camión que llega, maniobra y descargar sin generar colas por espera de chancado. c) SITUACION DE DESCARGA IDEAL Tal como fue mencionado, una forma óptima de descarga es evitar las colas que se producen en el sector de vaciado de mineral. Para controlar y disminuir estas, se tiene la posibilidad de descarga en ambas puertas ya descritas; sin embargo esto no es suficiente, pues el hecho de estar un camión aculatado en chancado no significa una efectividad de su tiempo, esto ocurre solo si se esta descargando el mineral. La necesidad de mantener un flujo continuo de mineral requiere de un abastecimiento también continuo a chancado. Se debe mantener entonces un flujo ininterrumpido y controlado de la llegada de camiones a estos puntos de vaciado, sin que se produzcan colas entre uno y otro, además este flujo debe permitir una descarga fluida; es decir, no debe existir un camión aculatado esperando por descarga. Es por esta razón que una frecuencia de llegada muy corta entre uno y otro equipo no genera la eficiencia deseada, más bien redunda en colas y una apreciación visual errónea en terreno. De esta manera la frecuencia de llegada debe ser tal que permita tanto la maniobra y descarga de mineral, como también su trituración. En términos de maniobra la llegada del camiones debe ser expedita (sin colas), iniciar la descarga en forma simultanea y sincronizada con el fin del aculatamiento (luz verde en chancado), luego bajar la tolva, ser asignado y salir de la zona. La siguiente figura muestra un flujo óptimo de descarga en chancado, indicando las acciones en orden cronológico.
Figura 7-4.4.2.1. FORMA DE DESCARGA IDEAL 4.4.2.2. CALCULO DE TIEMPOS DE CICLO SEGUN DISPATCH En esta maniobra, al no contarse con información en detalle para cada maniobra que se ejecuta, el sistema está programado con un tiempo de noventa (90) segundos para la maniobra y descarga de material en sí, la que es utilizada para calcular el tiempo de cola (el resto de tiempo corresponde a espera).
Maniobra Maniobra y Descarga Espera
Diferencia Aritmética 90 segundos Camión (n): ( 2 – 1 ) - 90 segundos Camión (n +1): ( 4 – 3 ) - 90 segundos
Figura 8-4.4.2.2. MEDICION DEL TIEMPO DE MANIOBRA Y DESCARGA 4.4.2.3. PERFILES DE TRANSPORTE Las rutas de acarreo usualmente se caracterizan por la variabilidad de pendientes que hay en los distintos caminos, lo que asociado al modelo de camión de extracción que circula por ella determinará una variabilidad en las velocidades que se desarrollan en cada una de estas rutas. El ciclo de acarreo es una operación clave para conocer los requerimientos de flota en un nivel productivo, en donde confluyen tanto las tasas de excavación y también el tiempo que demoran los camiones de extracción en cumplir los recorridos asignados entre origen y destino (ciclo). Si bien es cierto el fabricante de estos equipos entrega un gráfico detallado para calcular las velocidades que desarrollan en distintas pendiente y condiciones de viaje (lleno o vacío), con el pasar del tiempo estas no se ajustan plenamente a la realidad de la operación, además de no incorporar variables operacionales de las rutas de acarreo. Un punto fundamental en la evaluación de velocidades en los distintos perfiles de transporte, es la condición de viaje en que va el equipo, es decir si viaja cargado o vacío. a) VIAJE CARGADO Contempla el tiempo de viaje que utiliza y distancia que recorre el camión de extracción cargado, desde el momento en que el operador de pala le indica su salida hasta el anuncio de la llegada a destino (punto de descarga), quedando así en condiciones de
maniobrar y descargar. b) VIAJE VACIO Contempla el tiempo de viaje que utiliza y distancia que recorre el camión de extracción vació, desde el final de su descarga y posterior asignación, hasta el anuncio de su llegada al destino asignado (punto de carga), para iniciar posteriormente el aculatamiento en cancha. Cabe señalar que durante ambos viajes, podría ocurrir algún tipo de obstrucción en ruta, provocado principalmente por caminos angostos, equipos mal ubicados (mecánica de terreno) o bien trabajos en ruta, lo que genera esperas en ruta, sin embargo estas no siempre son contabilizadas como tal y habitualmente son agregadas a los tiempos de viaje ya indicados. 4.4.2.3.1. CALCULO DE TIEMPOS DE VIAJE SEGUN DISPATCH En las rutas de acarreo, ya sea cargado o vacío, el tiempo registrado para ambas situaciones será la diferencia entre el anuncio de llegada al destino asignado y el despacho previo desde el punto de carga.
Figura 9-4.4.2.3.1. MEDICION DE TIEMPO DE VIAJE
4.4.3 DETENCIONES PROGRAMADAS En Mina Chuquicamata solo existen dos detenciones programadas, referidas ambas a detenciones que realizan los operadores en el Cambio y Medio Turno. Una tercera detención que se realiza, a pesar de no ser programada, es de vital importancia para el normal funcionamiento de los equipos de transporte, el Abastecimiento de Petróleo, el que será, en este estudio, abordado como una detención programada. 4.4.4 CAMBIO DE TURNO Corresponde al tiempo utilizado para realizar el relevo de operadores a los distintos equipos de producción y apoyo. En cada fin de turno e inicio del siguiente, los operadores del turno saliente detienen los equipos en alguno de los sectores habilitados para el relevo, mientras que los operadores del turno entrante toman los vehículos que los llevarán a los puntos de la mina en donde se encuentran detenidos los equipos a los que fueron asignados, para ponerlos nuevamente en operación. Este relevo es realizado en terreno. 4.4.5 MEDIO TURNO Tiempo utilizado por los operadores de equipos para hacer una detención en ruta en la mitad cronológica del turno. Los operadores detienen sus equipos en los puntos indicados para esta detención o en ruta, por un lapso de treinta minutos. Luego de lo cual vuelven a la operación. 4.4.6 ABASTECIMIENTO DE PETROLEO El objetivo de esta maniobra es mantener los camiones de extracción con un nivel de combustible suficiente, de manera de evitar incidentes por esta causa y además asegurar la condición mecánica de estos. La maniobra comienza una vez que el camión sale de la ruta de acarreo e ingresa a una de las estaciones de petróleo, se detiene completamente y comienza el llenado, esta finaliza una vez que el estanque de combustible esta lleno, lo que es percatado en forma visual por el bombero (derrame de petróleo), este señala el volumen de carga y da la salida al equipo, el que nuevamente es asignado a un destino y se pone en ruta. Los tiempos involucrados en esta detención y su descripción son las siguientes: 1. Espera por Petrolera: Tiempo que transcurre desde la llegada del camión a la petrolera y el inicio de la instalación de mangueras 2. Instalación de Mangueras: Tiempo que utiliza el operador de la petrolera instala la manguera en la válvula del estanque de combustible e inicia la carga. 3. Carga de Combustible: Tiempo en que se carga combustible
4. Desinstalación de Mangueras: Tiempo en que el operador de la petrolera quita la manguera desde la válvula del estanque de combustible. 5. Salida: Tiempo que demora en salir del sector el camión ya reabastecido. 4.4.7 CALCULO DE TIEMPO DE DETENCION SEGUN DISPATCH Para el calculo de los tiempos de detención, el sistema de despacho realiza la resta aritmética de cambios de estatus que los operadores se digitan en la consola del equipo; es decir, una detención ya sea programada o no es contabilizada en tiempo desde que el equipo adquiere ese estatus, hasta que nuevamente queda operativo, fuera de servicio o bien en reserva.
Estatus Inicial Operativo Reserva Mecánica
Estatus Final Cambio de Estatus DETENCIÓN OPERACIONAL
Operativo Reserva Mecánica
Figura 10-4.4.7 MEDICION DE TIEMPO DE DETENCION 4.5. HERRAMIENTAS ESTADISTICAS DE ANALISIS La principal herramienta de análisis utilizada en este estudio es la Estadística, por cuanto su capacidad de recopilar, representar y usar datos sobre una o varias características de interés y a partir de ellos, tomar decisiones o extraer conclusiones generales, entregando un alto grado de confiabilidad.
A continuación se describen los conceptos básicos, herramientas de análisis y metodología utilizada. 4.5.1 MODELO ESTADISTICO En el análisis y estudio de tiempos fue planteado por un modelo estadístico clásico, definido paso a paso de la siguiente forma:
• Paso I : Planteamiento del problema en términos precisos: ámbito de aplicación (población y características a estudiar, variables) • Paso II : Toma de datos de la población de interés (Muestreo) • Paso II : Organización, Presentación y Resumen de los datos (o de la muestra, Estadística Descriptiva). • Paso IV : Confección de modelos matemáticos. • Paso V : Obtener conclusiones generales o verificar hipótesis.
Figura 11-4.5.1. DESCRIPCION GRAFICA DEL MODELO ESTADISTICO 4.5.2 CONCEPTOS BASICOS
• Población: Conjunto de todos los individuos sujetos a estudio. • Muestra: Subconjunto finito de elementos seleccionados de la población. Para que las inferencias sean válidas, las muestras deben ser representativas de la población. • Muestreo: Procedimiento de obtención de una muestra. En este estudio se utilizó un muestreo aleatorio, de manera que cada elemento de la población tiene una probabilidad positiva de ser elegido. • Variable: Característica que se está midiendo. Las variables se suelen denotar por letras mayúsculas: X, Y,... • Variable Aleatoria Continua: Aquellas que son medibles, es decir, sus observaciones tienen carácter numérico, • Dato: Cada valor observado de la variable. Si representamos por X a la variable, se representa por xi cada dato diferente observado en la muestra, el subíndice “i” indica el lugar que ocupa si los ordenamos de menor a mayor.
4.5.3 METODOS GRAFICOS La forma de la distribución de frecuencias se percibe más rápidamente y quizás se retiene durante más tiempo en la memoria si la representamos gráficamente.
• Diagrama de Barras: Representación gráfica usual para variables cuantitativas sin agrupar o para variables cualitativas. En el eje de ordenadas representamos los diferentes valores de la variable (xi). Sobre cada valor levantamos una barra de altura igual a la frecuencia (absoluta o relativa). • Histograma: Representación gráfica equivalente al diagrama de barras para datos agrupados, en el eje de ordenadas se representan las clases y sobre cada clase se levantan rectángulos unidos entre sí, de altura igual a la frecuencia de la clase (absolutas o relativas) • Polígono de Frecuencia Acumulada: Representación habitual para datos cuantitativos agrupados de las frecuencias acumuladas (absolutas o relativas), mediante puntos se representan las frecuencias en el eje de ordenadas y la marca de clase en el de abscisas. Después se unen estos puntos por trozos de rectas Estos gráficos proporcionan mucha información respecto a la estructura de los datos (si la muestra es representativa de la población)
4.5.4 MEDIDAS DESCRIPTIVAS La distribución de frecuencias proporciona un resumen conciso y completo de la muestra, pero para variables cuantitativas este resumen se complementa utilizando medidas descriptivas numéricas extraídas de los datos tomados. Las medidas descriptivas son valores numéricos calculados a partir de la muestra y que resumen la información contenida en ella. 4.5.4.1. MEDIDAS DE TENDENCIA CENTRAL Nos dan un centro de la distribución de frecuencias, es un valor que se puede tomar como representativo de todos los datos. Hay diferentes caminos para definir el "centro" de las observaciones en un conjunto de datos.
• Media Aritmética: (o simplemente media). Es el promedio aritmético de las observaciones, es decir, el cociente entre la suma de todos los datos y el numero de ellos (Teniendo en cuenta que si un valor se repite hay que considerar estas repeticiones)
∑ xi ni x = i
n
4.5.4.2. MEDIDAS DE DISPERSION Las medidas de tendencia central tienen como objetivo el sintetizar los datos en un valor representativo, las medidas de dispersión nos dirán hasta que punto estas medidas de tendencia central son representativas como síntesis de la información. Las medidas de dispersión cuantifican la separación, la dispersión, la variabilidad de los valores de la distribución respecto al valor central.
• Varianza: ( s2 ) es el promedio del cuadrado de las distancias entre cada observación y la media aritmética del conjunto de observaciones 2 ∑ ( xi − x) ni
s2
=
i
n
Nota: La varianza nunca puede ser negativa, s2 >0.
• Desviación Estándar: La desviación estándar nos dice cuánto tienden a alejarse los
puntajes del promedio. De hecho, específicamente, la desviación estándar es "el promedio de lejanía de los puntajes respecto del promedio". x i2 − n x ∑ Sd = n −1
Se llama Estándar porque se computa de manera que tenga un significado estándar comparado con la Curva Normal . Como casi todas las cosas que medimos encajan en una curva normal, la Desviación Estándar es un método universal en estadística, para medir, manipular e interpretar datos. 4.5.4.3. RECTA DE REGRESION Un diagrama de dispersión o nube de puntos nos permite visualizar la relación entre dos variables X e Y. Al representar el diagrama de dispersión podemos encontrar las siguientes situaciones:
• Distribuciones estadísticas para las que la nube de puntos se dispone de tal forma que existe una función matemática cuyos puntos son una parte de su representación gráfica. • Sin coincidir exactamente sus puntos con las de una gráfica de una función matemática, se aproximan a ella con mayor o menor intensidad. • La nube de puntos presenta un aspecto tal que no existe concentración de puntos hacia ninguna gráfica matemática, distribuyéndose de una forma uniforme en una región del plano.
En el primer caso se dice que existe una dependencia funcional o exacta entre las variables X e Y, es decir existe una función matemática tal que Y = f(X). En el segundo caso se dice que existe una dependencia estadística o aproximada entre las dos variables, Y aproximado f(X). Y en el último caso diríamos que las variables son independientes. Sobre la base del segundo caso, que se presenta en el estudio, se utilizarán las técnicas de regresión, las que tiene como objetivo “modelizar”; es decir, encontrar una función que aproxime lo máximo posible la relación de dependencia estadística entre variables y predecir los valores de una de ellas: Y (Variable dependiente o explicada) a partir de los de la otra (o las otras): X (variables(s) independiente(s) ó explicativa(s)). El procedimiento de modelización es el siguiente:
• Paso I: Elegir un tipo de función o curva que creamos que mejor relaciona las dos variables; esto lo podemos hacer observando la nube de puntos.
• Paso II: Obtener la ecuación de la curva, de entre las infinitas de dicho tipo que hay en el plano, que mejor se adapte al conjunto de puntos. El objetivo de obtener esa ecuación será predecir el valor de la variable Y dado un valor x0 de la variable X. • Paso III: Obtener una medida del grado de esta asociación o correlación. Esto me dará la fiabilidad de las predicciones que haga con esta ecuación.
4.5.4.4.
BONDAD DEL AJUSTE: CORRELACION
• Varianza debida a la Regresión: Nos sirve para ver en qué medida mejora la descripción de una variable a través de la otra. Se llama varianza debida a la regresión a la varianza de los valores teóricos, es decir de los yi*. Se demuestra que y* = y, y así pues la varianza debida a la regresión será:
S 2y *
=
* ∑ ( y i − y)
2
i
n
• Coeficiente de Determinación: Teniendo en cuenta la relación entre los diferentes tipos de varianzas, podemos obtener una medida relativa (es decir, que no dependa de las unidades y esté entre cero y uno) de la bondad de ajuste dividiendo la varianza debida a la regresión entre la varianza total de Y. Se define el coeficiente de determinación como:
R
2
=
S 2y * S 2y
o bien
R
2
= 1−
S 2e S 2y
El coeficiente de determinación (multiplicado por cien) representa el porcentaje de la variabilidad de Y explicada por la recta de regresión, es decir por su relación con la variable X.
• 0 ≤ R 2 ≤ 1 • Si R 2 = 1 todos los residuos valen cero y el ajuste es perfecto. • Si R2 = 0 el ajuste es inadecuado. El objetivo último de la regresión es la predicción de una variable para un valor determinado de la otra. La predicción de Y para X = x0 será simplemente el valor obtenido en la recta de regresión de Y sobre X al sustituir el valor de x por x0. Es claro que la fiabilidad de esta predicción será tanto mayor cuando mayor sea la correlación entre las variables (es decir mayor sea R 2 o r xy ).
4.5.5 DISTRIBUCION NORMAL Esta distribución es frecuentemente utilizada en las aplicaciones estadísticas. Su propio nombre indica su extendida utilización, justificada por la frecuencia o normalidad con la que ciertos fenómenos tienden a parecerse en su comportamiento a esta distribución. Muchas variables aleatorias continuas estudiadas en la ingeniería presentan una función de densidad cuya gráfica tiene forma de campana, su importancia en este estudio se debe principalmente a que hay muchas variables asociadas a fenómenos que siguen el modelo de la normal
Figura 12-4.5.5. CURVA FUNCION DE DENSIDAD DE DISTRIBUCION NORMAL
4.5.5.1.
PROPIEDADES DE LA FUNCION DE DISTRIBUCION
• Puede tomar cualquier valor (- ∞, + ∞) • Son más probables los valores cercanos a uno central que llamamos media µ . • Conforme nos separamos de ese valor µ la probabilidad va decreciendo de igual forma a derecha e izquierda (es simétrica). • Conforme nos separamos de ese valor µ la probabilidad va decreciendo de forma más o menos rápida dependiendo de un parámetro σ , que es la desviación típica. La Regla del 68-95-99.7%
Todas las curvas de densidad normal satisfacen la siguiente propiedad a menudo conocida como la Regla Empírica .
• 68% de las observaciones caen dentro de 1 desviación standard de la media, esto es, entre - σ y + σ • 95% de las observaciones caen dentro de 2 desviaciones standard de la media, esto es, + 2σ - 2σ y entre • 99.7% de las observaciones caen dentro de 3 desviaciones standard de la media, esto + 3σ - 3σ y es, entre Por lo tanto, para una distribución normal, la mayor parte de todos los valores yacen a tres desviaciones
5. DESARROLLO DEL ESTUDIO 5.1. METODOLOGIA DE MEDICION DE VARIABLES OPERATIVAS El objetivo de realizar un estudio de tiempos de ciclo de operación en terreno es poder medir datos de la situación actual de las operaciones de carguío y transporte, de manera de conocer los rendimientos y tiempos de espera que se producen en las distintas condiciones operacionales. Con esta información es posible comparar los datos de terreno con los datos que registra el sistema Dispatch, permitiendo identificar potenciales mejores en la gestión operativa. Debido a que Mina Chuquicamata cuenta con diferentes flotas para cada operación, tres de carguío y dos de transporte es importante señalar que en el muestreo se hace una separación para cada una de estas flotas, pues sus características técnicas y operacionales serán distintas al momento de la evaluación. El trabajo de toma de datos en terreno fue una actividad que se extendió desde el mes de diciembre 2003 al mes de marzo de 2004, el que por condiciones de logística (movilización desde y hacia los puntos de muestreo) y condiciones de seguridad se hizo preferentemente en los turnos A y B anteriormente descritos, de lunes a viernes a razón de tres días por semana, en este periodo se tomaron muestras de la totalidad de equipos de carguío y transporte. Las mediciones de tiempo fueron hechas con cronómetros de precisión centesimal, y todos los registros corresponden también en este nivel de precisión. 5.1.1 CARGUIO Las muestras del ciclo de carguío fueron tomadas durante el periodo Diciembre 2003- Febrero 2004 en los tres turnos de trabajo ya descritos. Durante las seis primeras semanas se tomaron desde la cabina del operador, muestras de turnos completos (ocho horas). Durante las restantes 4 semanas se tomaron muestras correspondientes a los turnos A y B entre las 07:00 y 19:00 horas por razones de seguridad, pues las muestras fueron tomadas desde el piso en que se encontraba excavando la pala. Con esto se abarco un total de 34 turnos alcanzando un total de 753 muestras, que incluyen la totalidad de las palas nominales que se encuentran en operación. (el total de las muestras de carga incluyen a todos los camiones) Además del registro de tiempos de ciclo completo de los equipos en la zona de carga, se suman las condiciones operacionales presentes, identificando la amplitud del frente de carga, tipo de material y equipo de transporte (flota), determinada en terreno. Fueron registrados tiempos de carga, espera por pala y aculatamiento, además del intervalo de tiempo entre la llegada de uno y otro camión. El registro de cada tiempo de ciclo de carga contempla la siguiente información:
• Número Interno Pala (Flota) • Número Interno Camión (Flota) • Tiempo de Espera • Tiempo de Aculatamiento • Tiempo Carga • Condición de Carga • Tipo de Material. 5.1.2 TRANSPORTE Las grandes distancias que se recorren en cada ciclo, sumado al gran número de camiones que operan en Mina Chuquicamata, hace incomodo y poco eficiente un muestreo basado en un seguimiento completo del ciclo, desde origen a destino. Por lo que este se realizó por separado para las dos actividades que se realizan: Maniobra y Descarga y Acarreo (Perfiles de Transporte), siendo este último medido en tramos. 5.1.2.1. MANIOBRA Y DESCARGA EN CHANCADO Estas muestras fueron tomadas entre los meses de febrero y marzo de 2004 en dos de los tres chancadores operativos a esa fecha (E4-1 y E4-2). Para estas muestras la logística de transporte desde y hacia estas instalaciones permitió el registro de muestras principalmente en el turno A entre las 07:00 a 13:00 horas; sin embargo, también se realizaron mediciones en los turnos B y C, pero con menor frecuencia, los que corresponden a registros de turnos completos (ocho horas). Se completo así un total de 459 muestras distribuidas en 16 diferentes turnos. Las muestras se tomaron desde las consolas de cada uno de estos chancadores, las que por su ubicación en altura, permitieron una amplia visual de la zona de descarga, registrando de forma exhaustiva todos los tiempos de las maniobras que se ejecutan en el sector de chancado, identificando y clasificando tiempos efectivos y de espera. Además del registro de tiempos se incluye también la flota correspondiente a cada equipo de transporte que descarga. El detalle del registro de terreno contempla la siguiente información:
• Chancador (Nombre) • Número interno del camión que descarga (Flota) • Tiempo de Espera
• Tiempo de Aculatamiento • Tiempo de Descarga 5.1.2.2. ACARREO (PERFILES DE TRANSPORTE) Las muestras de los distintos perfiles de transporte fueron tomadas entre los meses de febrero y marzo de 2004. Las mediciones se realizaron en la Rampa Principal Oeste de Mina Chuquicamata, la que fue dividida en doce (12) tramos debidamente señalados por estacas ubicadas en la berma de seguridad, las que definieron cada uno de los tramos. Mediante un levantamiento topográfico de dicha rampa fueron identificadas las coordenadas espaciales de estas estacas y con esta información se calculó la distancia, pendiente y ancho medio de cada uno de los tramos a muestrear. Por razones principalmente de seguridad, iluminación y también de logística de transporte, las muestras corresponden solamente a turnos A y B, entre las 07:00 y 19:00 horas. Dependiendo del tramo a muestrear, se tomó ubicación en diferentes sectores de la mina (puntos de control), de manera de asegurar una buena visual al momento de medir tiempos, siendo estos:
Tabla 9-5.1.2.2. MEDION TIEMPOS DE VIAJE Punto de Control Tramo Muestreado Mirador Principal de la Mina Banco 2636 (I -2) Banco 2601 (J- 1)
7 al 12 3 al 7 1 al 3
Apoyado por binoculares de largo alcance, se registró el tiempo que demoró cada camión en cubrir uno o más de los tramos señalados y el número interno de cada uno de ellos. El tiempo de viaje registrado se inicia una vez que el camión cruza la estaca de referencia que señala el inicio de un tramo, hasta que cruza la que marca el final, que a su vez será el punto de inicio del tramo siguiente y así sucesivamente. Este registro de tiempo se hizo hasta el punto en donde la visual no permite identificar correctamente el cruce del camión por la estaca que marca el fin o inicio de cada tramo. La siguiente figura 13, muestra como fue hecho en terreno el registro de tiempos por tramo:
En esta etapa se tomaron un total de 689 muestras correspondiendo 373 a viajes en pendiente positiva y 316 en pemdiente negativa, las que cubrieron un total de nueve (9) turnos. Basándose en la información topográfica y los tiempos medidos en terreno se determinaron las velocidades para cada uno de los tramos, identificando también flota y el tipo de material que acarrean aquellos equipos que remontan pendientes positivas.
Figura 13-5.1.2.2. DIAGRAMA TOMA DE TIEMPO DE VIAJE POR TRAMO 5.1.3 DETENCIONES PROGRAMADAS En Mina Chuquicamata, las detenciones programadas, dependiendo de su tipo, se realizan en lugares específicos (fuera y dentro del rajo), es por esta razón que para la toma de tiempos de estas maniobras se hizo necesario el traslado hacia estos puntos de detención para registrar de forma certera los tiempos y demás antecedentes involucrados en cada una de ellas. Estas muestra fueron tomadas entre los meses de enero y marzo de 2004 principalmente en el turno A y en menor grado durante el turno B (antes descritos), entre las 07:00 y 19:00 horas, por razones de seguridad y logística de transporte. Todos los tiempos fueron medidos con cronómetro de precisión centesimal, a los que se les programo con la hora del sistema de despacho.
5.1.3.1. CAMBIO DE TURNO Las mediciones de tiempo para el cambio de turno fueron tomadas solamente en el relevo de turno A al B, pues razones de seguridad, transporte e iluminación, no lo permitieron en los otros dos relevos. Para la toma de datos se debió trasladar hacia los diferentes sectores de relevo indicados en Mina Chuquicamata, siendo estos:
• Playa Mancilla • Playa E4 • Playa Geología • Frentes de Carguío • Sector Houston Desde los lugares señalados, o bien el mirador principal de la mina, sala de despacho ó algún sector de la mina autorizado por el jefe de seguridad y basándose en la hora del sistema de despacho, programada en los cronómetros utilizados, se registró el tiempo que toma esta detención, indicando la hora, minuto y segundo, en que ocurre cada uno de los siguientes eventos: (dependiendo del punto de control en ocasiones se hizo necesario el apoyado de binoculares)
• Detención del Equipo: Camión se detiene completamente en playa de relevo. Pala apoya el balde en el piso. • Llegada del Relevo: Llegada de vehículo que transporta a los operadores del turno entrante. • Inicio de la Operación: Camión se pone nuevamente en ruta. Pala levanta el balde y gira para tomar ubicación en la frente de carguío. Además de estos tiempos también se registro el lugar de detención y el número interno del equipo muestreado. En total se registraron un total de 215 muestras, las que se distribuyen porcentualmente por punto de relevo. Tabla 10-5.1.3.1 DISTRUBUCION DE MUESTRAS CAMBIO DE TURNO Playa de Relevo (%) Muestras Mancilla E4 Geología Sector Houston Relevo en Pala
16% 48% 22% 7% 6%
Con esta información se calcula el tiempo que demora la detención. La necesidad de tomar los tiempos en base a la hora del sistema de despacho está en la comparación que se hace al momento de la evaluación, entre el tiempo registrado en el sistema y los valores de terreno, tanto para Cambio de Turno como Medio Turno. 5.1.3.2. MEDIO TURNO Las muestras de medio turno fueron tomadas solamente en los turnos A y B por las mismas razones señaladas en el punto anterior. Estas fueron tomadas en los diferentes lugares señalados para esta detención en Mina Chuquicamata, que corresponden a los mismos lugares indicados para el Cambio de Turno o en ruta, por lo que se debió trasladar hacia estos sectores o bien algún punto de control cercano como el mirador principal de la mina para registrar, basándose en la hora del sistema de despacho programada en los cronómetros utilizados, el tiempo, indicando la hora, minuto y segundo, en que ocurre cada uno de los siguientes eventos: (dependiendo del punto de control en ocasiones se hizo necesario el apoyado de binoculares).
• Detención del Equipo: Camión se detiene completamente en playa habilitada. Pala apoya el balde en el piso. • Inicio de la Operación: Camión se pone nuevamente en ruta. Pala levanta el balde y gira para tomar ubicación en la frente de carguío. El registro de tiempos también incluye el lugar de detención y el número interno de equipo muestreado. El total de muestras registradas alcanzó las 252. 5.1.3.3. ABASTECIMIENTO DE PETROLEO El muestreo de esta detención fue hecho durante los meses de enero y febrero de 2004, principalmente durante el turno A desde las 07:00 a 13:00 horas, a excepción de algunas muestras de turno B tomadas entre las 13:00 y 17:00 horas, de lunes a jueves, esto se debió principalmente a las restricciones de horario de trabajo de quienes tomaron las muestras. Se registraron tiempos correspondientes a las tres instalaciones existentes en Mina Chuquicamata:
• Petrolera Extracción • Petrolera Geología • Petrolera E4 Las muestras fueron tomadas desde las mismas instalaciones, permitiendo un registro detallado de cada uno de los tiempos involucrados en esta maniobra, además de otra información relevante, la que se señalan a continuación:
• Nombre de la Petrolera
• Tiempo de Espera • Tiempo de Instalación y Desinstalación de Accesorios • Tiempo Carga de Combustible • Tiempo de Salida • Volumen de Petróleo Cargado • Número Interno del Camión En Petrolera Extracción se realizó un muestreo más extenso, debido principalmente a complicaciones técnicas y el alto tráfico que tiene, producto de lo cerca que está de otras instalaciones principalmente de servicio, manteniendo sí, el mismo tipo de registro. Finalmente fueron tomadas un total de 225 muestras, en 16 turnos, estando distribuidas porcentualmente para las distintas instalaciones de la siguiente forma:
Tabla 11-5.1.3.3. DISTRIBUCION DE MUESTRAS ABASTECIMIENTO DE PETRÓLEO Petrolera (%) Muestras Extracción 59% E4 26% Geología 15% 5.2. ANALISIS ESTADISTICO Y ESTUDIO DE TIEMPOS Mediante la utilización de las herramientas estadísticas de análisis, fueron seleccionadas las muestras más representativas de cada operación, para luego hacer el cálculo de medias y rangos de confianza relativos al tiempo de ciclo de cada una de las operaciones, el que fue desglosado por maniobra y separado para condición operacional. Tal como fue mencionado anteriormente, las diferencias técnicas y operativas que presentan cada una de las flotas de carguío y transporte que operan en Mina Chuquicamata, hacen necesario realizar este análisis y estudio de tiempos en forma separada, para cada una de ellas, pues este será la base de las posteriores evaluaciones técnicas y económicas. 5.2.1 CARGUIO Los tiempos son indicados en segundos debido a la sensibilidad que presenta este ciclo. La clasificación del análisis fue hecha por separado para cada una de las combinaciones operacionales de flota de transporte y condiciones operacionales.
Histograma de Frecuencia Tiempo de Abastecimiento de Petróleo 30
200 180
25
a 20 i c n e 15 u c e r F10
160 F r 140 e c
Frecuencia
. c 100 u m u 80 a l d 60 a
120 A
Frec. Acum
40
5
20 0
6 7
7 8
8 9
9 1 0
1 0 1 1
1 1 1 2
1 2
1 3
1 3 1 4
1 4
1 5
1 5 1 6
1 6 1 7
1 7 1 8
1 8 1 9
1 9 2 0
2 0 2 1
2 1 2 2
2 2
2 3
2 3 2 4
2 4
2 5
2 5 2 6
2 6
0
2 7
Intervalos de tiempos [segundos]
Gráfico 1-5.2.1.a HISTOGRAMA TIEMPO CARGA P&H4100XPB
Histograma de Frecuencia Tiempo de Carga Flota Palas P&H 4100-XPA 400 40
350 300
Frecuencia Frec. Acum
30
a i c n e u c e r 20 F
250 200 150 100
10
F r e c . A c u m u l a d a
50 0
7 0 8 0
8 0 9 0
9 0
1 0 0
1 0 0 1 1 0
1 1 0 1 2 0
1 2 0 1 3 0
1 3 0 1 4 0
1 4 0 1 5 0
1 5 0 1 6 0
1 6 0 1 7 0
1 7 0 1 8 0
1 8 0 1 9 0
1 9 0 2 0 0
2 0 0 2 1 0
2 1 0 2 2 0
2 2 0 2 3 0
2 3 0 2 4 0
2 4 0 2 5 0
2 5 0 2 6 0
2 6 0 2 7 0
2 7 0 2 8 0
2 8 0 2 9 0
2 9 0 3 0 0
3 0 0
3 1 0
3 1 0
0
3 2 0
Intervalo de tiempo en segundos
Gráfico 1-5.2.1.b HISTOGRAMA TIEMPO CARGA P&H4100XPA
Histograma de Frecuencia Tiempo de Carga Flota Palas P&H 2800-XPA 16
18 0
14
16 0 14 0
12 a i c n e u c e r F
Frecuencia
10
12 0
Frec. Acum
10 0
8
80
6
60
4
40
2
20
0
1 3 0 1 4 0
1 5 0 1 6 0
1 7 0 1 8 0
1 9 0 2 0 0
2 1 0 2 2 0
2 3 0 2 4 0
2 5 0 2 6 0
2 7 0 2 8 0
2 9 0 3 0 0
3 1 0 3 2 0
3 3 0
3 4 0
3 5 0 3 6 0
3 7 0 3 8 0
3 9 0
4 0 0
4 1 0 4 2 0
4 3 0
F r e c . A c u m u l a d a
0
4 4 0
Intervalo de tiempo en segundos
Gráfico 1-5.2.1.c HISTOGRAMA TIEMPO CARGA P&H2800
5.2.1.1. RESUMEN ESTADISTICO GLOBAL CICLO DE CARGUIO INDICADO POR FLOTA Y MATERIAL
Tabla 12-5.2.1.1.a MANIOBRA EN CANCHA DE CARGUIO, SEG. Maniobra ¥ Flota
4100-XPB
4100-XPA
2800-XPA
54 54 79 102 290
276 47 63 150 536
122 51 143 248 564
156
196
298
Espera por Pala culatamiento Espera por Carga Carga Tiempo de Ciclo Tiempo Efectivo
Tabla 12-5.2.1.1.b MATCH PALA-CAMION EN MINERAL
Flota Pala
Flota Camión KOM LIEB Global KOM LIEB Global KOM LIEB Global
Tiempo Tiempo Nº Pases de Carga, Aculata, seg. seg. 3 4 3 5 5 5 6 7 7
98 114 103 180 221 192 218 235 232
53 54 53 48 43 47 50 52 50
Tiempo Tasa de Rend. de Excav., Horario, espera, ton/hr. Ton/hr seg. 97 178 119 248 530 302 413 227 263
11134 10012 10825 6044 5189 5778 5392 4545 4708
7045 6776 6971 4704 4343 4569 4305 3709 3824
Tabla 12-5.2.1.1.c MATCH PALA-CAMION EN ESTERIL Flota Camión
Flota Pala
Tiempo Tiempo Nº Pases de Carga, Aculata, seg. seg.
KOM LIEB Global KOM LIEB Global KOM LIEB Global
4 4 4 4 4 4 7 7 7
98 111 99 118 111 115 186 245 237
52 55 52 47 55 50 46 51 50
Tiempo Tasa de Rend. de Excav., Horario, espera, ton/hr. Ton/hr seg. 119 139 122 327 139 300 122 305 280
11442 11957 11525 9939 11957 10363 6396 4772 4993
7338 7678 7393 7085 7678 7173 5144 3857 4032
Tabla 12-5.2.1.1.d RESUMEN GLOBAL MATCH PALA – CAMION PARA EL GLOBAL DE MATERIAL Y FLOTA DE TRANSPORTE
Flota Pala 4100- XPB 4100 – XPA 2800 – XPA
Flota Camión
Tiempo Tiempo Nº Pases de Carga, Aculata, seg. seg.
Tiempo Tasa de Rend. de Excav., Horario, espera, ton/hr. Ton/hr seg.
3 5 7
134 340 266
102 150 248
54 47 51
11086 8102 4481
7058 5961 3677
Tabla 12-5.2.1.1.e ECUACIONES DE REGRESION LINEAL POR FLOTA Tiempo de Carga Flota Pala 4100 – XPB 4100 – XPA 2800 – XPA
Ecuación y = 0,9134x + 0,0295 y = 0,8807x + 0,2923 y = 0,9417x + 0,1844
Tasa de Excavación ( TE ) R 2 0,84 0,91 0,91
Ecuación y = 0,8206x + 2675,1 y = 0,7416x + 1910,3 y = 0,9512x + 277,88
R 2 0,83 0,78 0,90
5.2.2 TRANSPORTE En el resumen estadístico de esta operación se describen los tiempos de Maniobra y Descarga y el tiempo de Acarreo. Los tiempos descritos para la maniobra de descarga están definidos en segundos, debido a la fineza requerida en este cálculo, pues será una variable de alimentación del sistema de despacho. Para el tiempo de viaje del ciclo de acarreo se muestra un resumen de velocidades por pendiente. Toda la información es entregada como un global, además del desglose para cada una de las flotas involucradas. 5.2.2.1. MANIOBRA Y DESCARGA EN CHANCADO En esta maniobra están incluidas tanto el aculatamiento como la descarga y son tomados como una referencia paramétrica de alimentación y comparación con el sistema de despacho.
Histograma de Frecuencia Tiempo Maniobra Y Descarga en Chancado 120
500 450 F r 400 e c u 350 e n c i 300 a
100
l a i c r 80 a P a 60 i c n e u 40 c e r F
Frecuencia Parcial Frecuencia Acumulada
20 0
5 0 6 0
6 0 7 0
7 0 8 0
8 0 9 0
9 0 1 0 0
1 0 0 1 1 0
1 2 0 1 3 0
1 3 0 1 4 0
1 4 0 1 5 0
1 5 0 1 6 0
1 6 0 1 7 0
Intervalo de Tiempo [segundos]
1 7 0 1 8 0
1 8 0 1 9 0
1 9 0 2 0 0
2 0 0 2 1 0
250 A c 200 u m u 150 l a 100 d a 50 0
Gráfico 2-5.2.2.1.a HISTOGRAMA TIEMPO MANIOBRA Y DESCARGA EN CHANCADO
Histograma de Frecuencia Tiempo de Aculatamiento en Chancado 100
500
90
450
80
400 F r
l a i c r a P a i c n e u c e r F
e
350 c u
70
Frecuencia Parcial
60
Frecuencia Acumulada
20
e n 300 c i a 250 A c u 200 m u l 150 a d a
10
50
50 40 30
0
100
1 0 , 1 5
1 5 2 0
2 0 2 5
2 5 3 0
3 0 3 5
3 5 4 0
4 0 4 5
4 5 5 0
5 0 5 5
5 5 6 0
6 0 6 5
6 5 7 0
7 0 7 5
Intervalo de Tiempo [segundos]
7 5 8 0
8 0 8 5
8 5 9 0
9 0 9 5
9 5 1 0 0
0
Gráfico 2-5.2.2.1.b HISTOGRAMA TIEMPO ACULATAMIENTO EN CHANCADO Histograma de Frecuencia Tiempo de Descarga en Chancado 120
500 450
100
400 F r
l a i 80 c r a P a 60 i c n e u c e r 40 F
e
350 c u
Frecuencia Parcial Frecuencia Acumulada
e n
300 c i a
250 A
c u 200 m u l 150 a d a
100
20
50 0
1 0 , 1 5
1 5 2 0
2 0 2 5
2 5 3 0
3 0 3 5
3 5
4 0
4 0
4 5
4 5 5 0
5 0 5 5
5 5 6 0
6 0 6 5
6 5 7 0
7 0 7 5
7 5 8 0
8 0 8 5
8 5 9 0
9 0 9 5
Intervalo de Tiempo [segundos]
9 5 1 0 0
1 0 0
0
-
Gráfico 2-5.2.2.1.c HISTOGRAMA TIEMPO DESCARGA EN CHANCADO
5.2.2.1.1. RESUMEN ESTADISTICO GLOBAL MANIOBRA Y DESCARGA EN CHANCADO INDICADO POR FLOTA Y MATERIAL Tabla 13-5.2.2.1.1.a FLOTA DE CAMIONES, SEG. Flota Camión KOM LIEB GLOBAL
Aculatan.
Descarga
Espera
35 33 35
51 59 52
57 51 62
Tabla 13-5.2.2.1.1.b ORIGEN DE MINERAL POR EXPANSION, SEG.
Expansión
Chancado E4 – 1 E4 - 2 E4 - 1 E4 - 2
Espera por Espera por Aculatamiento Descarga Chancado Descarga 38 7 26 18
37 36 38 34
53 33 38 44
53 53 50 52
Tabla 13-5.2.2.1.1.c CUMPLIMENTO (%) DE LA ASIGNACION Chancado
Asignado
No-Asignado
E4 - 1 E4 - 2 GLOBAL
70,3% 81,4% 78,9%
29,7% 18,6% 21,1%
Tabla 13-5.2.2.1.1.d TIEMPOS INTERVALOS DE CONFIANZA (68 %), SEG. Maniobra Aculatamiento Descarga
Mínimo
Máximo
23 37
53 71
5.2.2.2. PERFILES DE TRANSPORTE (ACARREO) El resumen estadístico de velocidades en los perfiles de transporte fue principalmente enfocado a la construcción de curvas de velocidad de camiones para las distintas pendientes, tanto vacíos como cargados. Si bien es cierto existen dos flotas de transporte operando actualmente en Mina Chuquicamata, la pequeña diferencia que existe entre ellos, y la menor cantidad de muestras de la flota Liebherr tomadas en terreno determina una curva única de velocidades.
Tabla 14-5.2.2.2.a PERFILES DE TRANSPORTE RAMPA PRINCIPAL OESTE Tramo Pendiente (%) Distancia [m] Ancho [m] A–B B–C C–E E–F F- G G–H H–I I–J J–K K–L L-M M-P
7,36 1,76 8,18 9,20 9,24 9,98 10,92 7,59 5,47 5,21 7,00 1,97
346,7 106 346,3 291,2 221,8 216,8 211,43 279,41 278,1 335,2 298,8 167,8
33,15 22,33 26,02 28,58 27,00 31,85 40,07 27,45 29,67 27,46 22,62 30,23
Tabla 14-5.2.2.2.b VELOCIDADES MEDIAS EN PENDIENTE RAMPA PRINCIPAL OESTE [KM/H] Tramo
Subiendo Cargado
Bajando Vacío
A-B B-C C -E E-F F-G G -H H - I I-J J-K K-L L-M M-P
11,56 19,8 11,8 10,2 10,1 9,2 8,7 12,9 16,8 17,5 14,1 25,4
27,5 31,5 41,2 39,1 39,1 36,8 33,0 41,9 41,7 41,5 42,3 37,8
Tabla 14-5.2.2.2.c ECUACIONES CURVAS DE VELOCIDAD POR CONDICION DE CARGA Y PENDIENTE
X = Pendiente (Nº entero) Y = Velocidad [km/h] y = 0,1008 X 2 - 3,2625 X + 31,904 y = -0,36 X 2 + 4 X + 30,8
Subiendo Cargado Bajando Vacío
PERFILES DE TRANSPORTE RAMPA PRINCIPAL OESTE MINA CHUQUICAMATA, VALORES DE TERRRENO 45 40 ] 35 h / m30 k [ d 25 a d i c o 20 l e V 15
Vel Cargado Terreno Puntos Vel Cargado Rampa Oeste Vel Vacio Terreno Puntos Vel Vacio Rampa Oeste
10 5 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Pendiente (%)
Gráfico 3-5.2.2.2.2. PERFILES DE TRANSPORTE RAMPA PRINCIPAL 5.2.3 DETENCIONES PROGRAMADAS Si bien es cierto, tanto el cambio como medio turno se realiza durante el mismo periodo de tiempos para las flotas de carguío y transporte, el análisis fue enfocado a la flota de transporte, pues esta tiene una directa incidencia en los tiempos de detención de los equipos de carguío. 5.2.3.1. CAMBIO DE TURNO Los relevos son realizados en distintos puntos de la mina, ya sea, en el rajo mismo o en alguna instalación o playa indicada para esta detención. Como una forma de conocer los puntos mas sensibles a esta maniobra se realiza un análisis para cada uno de los sectores de relevo, pues será esta una información que cimentará las bases de la Evaluación Técnica a realizar. Al efectuarse tres cambios de turno durante el día, los tiempos entregados
corresponden a horas cero, con respecto a la hora de inicio del relevo para cada uno de los turnos, es decir 12:00, 20:00 y 04:00.
Tabla 15-5.2.3.1.a HORA PROMEDIO CAMBIO DE TURNO POR PLAYA Playa ¥ hora Mancilla E4 GEO Sector Houston Pala Global
Fin Turno
Real Relevo
Inicio Turno
0:30:36 0:28:33 0:29:57 0:28:25 0:30:00 0:29:17
0:46:15 0:45:07 0:46:45 0:40:00 0:51:18 0:47:21
0:50:45 0:50:39 0:52:51 0:53:44 0:55:07 0:51:34
Tabla 15-5.2.3.1.b TIEMPO UTILIZADO EN CAMBIO DE TURNO POR PLAYA [h:m:s] Duración
Houston Mancilla
Relevo Terreno
0:25:19
0:20:09
E-4
GEO
0:22:06
0:22:54
Pala
Global
0:25:07 0:22:17
5.2.3.2. MEDIO TURNO Tal como ocurre con los relevos, se realiza un análisis por separado para cada uno de los lugares de detención. Esta detención se realiza en cada uno de los tres turnos, correspondiendo a horarios distintos, por tanto se indica como hora uno (1:00:00) el inicio teórico de la detención.
Tabla 16-5.2.3.2.a HORA PROMEDIO MEDIO TURNO POR PLAYA Real Playa ¥ hora Playa Mancilla Playa E4 Playa GEO Sector Houston Global
Inicio
Fin
0:59:33 0:58:10 1:02:39 0:56:00 0:58:19
1:31:47 1:31:38 1:30:09 1:34:00 1:31:38
Tabla 16-5.2.3.2.b TIEMPO UTILIZADO EN MEDIO TURNO POR PLAYA [h:m:s] Duración Tiempo
Terreno
GEO
Mancilla
Houston
E-4
Global
0:27:29
0:32:13
0:38:00
0:33:28
0:33:19
5.2.3.3. ABASTECIMIENTO DE PETROLEO Debido la configuración de abastecimiento de cada una de las petroleras (uno o dos lados), además de su disposición en ruta y capacidad de almacenamiento, es preciso realizar un análisis por separado para cada una de ellas, indicando los tiempos utilizados en la operación, en donde también se analizan estos en base a las asignaciones hechas por el sistema de despacho. Se hace un análisis particular de la petrolera Extracción (EX) debido al alto tráfico que presenta esta y la particular condición de abastecimiento que presenta (ambos lados). En los siguientes gráficos y tablas, los tiempos son indicados en minutos y los volúmenes de carga en litros. Histograma de Frecuencia Tiempo de Abastecimiento de Petróleo 30
200 180
25 a 20 i c n e 15 u c e r F 10
160 F r 140 e c
Frecuencia
.
120 A
c 100 u m
Frec. Acum
80 u l a
d
60 a 40
5
20 0
6 7
7 8
8 9
9 1 0
1 0 1 1
1 1 1 2
1 2
1 3
1 3 1 4
1 4
1 5
1 5 1 6
1 6 1 7
1 7 1 8
1 8 1 9
1 9 2 0
2 0 2 1
2 1 2 2
2 2
2 3
2 3 2 4
2 4
2 5
2 5 2 6
2 6
0
2 7
Intervalos de tiempos [segundos]
Gráfico 4-5.3.3. HISTOGRAMA DE TIEMPO ABASTECIMIENTO PETROLEO
Tabla 17-5.2.3.3.a TIEMPO DE ABASTECIMIENTO DE PETROLEO DESGLOSADO POR MANIOBRA Tiempo Maniobra ¥Petrolera Cola, min. Abastecimiento, min. Salida, min. Cola Generada, min. Volumen Cargado [l]
EX
E4
GEO
2,0 13,1 3,0 2,0 2991
2,1 15,6 2,5 2,2 2903
0,1 13,3 1,8 0,1 2980
Tabla 17-5.2.3.3.b RESUMEN POR ASIGNACIÓN SEGÚN DISPATCH (%) CAMIONES QUE LLEGAN A ABASTECER Asignados No- Asignados
42,4 % 57,6 %
Tabla 17-5.2.3.3.c TIEMPO PERDIDA OPORTUNIDAD DE CARGA EN CAMIONES NO ASIGNADOS Petrolera ¥ tpo EX E4 GEO GLOBAL
Viaje a destino Fuera Ruta Petrolera 10,0 12,1 11,2 11,2
10,2 8,1 4,0 8,3
20,2 20,2 15,2 19,5
Frec (%) 39,1% 26,8% 40,7% 36,6%
Tabla 17-5.2.3.3.d TIEMPO PERDIDA OPORTUNIDAD DE CARGA EN CAMIONES NO ASIGNADOS A PETROLERA EXTRACCION Flota¥ tiempo Viaje a destino Fuera Ruta Petrolera KOM LIEB
10,2 9,5
8,2 14,3
18,4 23,8
Frec (%) 66,7% 33,3%
6. EVALUACION TECNICA Y OPERACIONAL Dentro de los desafíos de gestión establecidos en Mina Chuquicamata está la disminución sustancial de las Pérdidas Operacionales y la estandarización de las Detenciones Programadas, para con esto aumentar la utilización y eficiencia de los equipos, de manera de cumplir con las metas y compromisos asumidos por la Gerencia Mina Chuquicamata, División CODELCO NORTE. A través de la implementación de nuevas estrategias en cuanto a los procedimientos de trabajo, administración de los recursos y principalmente el control y supervisión del sistema de despacho, utilizándola como una herramienta de gestión, asociada al trabajo de control y supervisión en terreno, contribuirá al mejoramiento continuo de la operación. Por esta razón la evaluación técnica y operacional está enfocada principalmente a detectar las distintas problemáticas que se suscitan en el carguío y transporte de material, identificado las dificultades, su causa, efecto en la operación y el sistema de despacho que tienen estas variables y las posibles alternativas de mejoramiento. 6.1. CARGUIO Tal como se menciona en el punto 5., la necesidad de un análisis y evaluación por separado para cada una de las flotas, se debe principalmente a las características técnicas del equipo (Capacidad, Match Pala-Camión) y operacionales (Zona de carga, material). Analizando cada una de las flotas sobre la base de las variables de operación de mayor influencia en la gestión. Se realizó, en una primera etapa, la comparación entre los datos de terreno y los que entrega el sistema de despacho para conocer el impacto que se tiene al momento de las asignaciones, para luego realizar una evaluación de las diferentes variables operacionales, en base a los parámetros óptimos de operación definidos anteriormente. 6.1.1 FLOTA P&H 4100 XPB-XPA Debido a la gran similitud técnica y operacional que presentan estas flotas es posible realizar un análisis combinado de ambas; sin embargo existen situaciones en donde se producen diferencias que no permiten su comparación, por tanto en estas situaciones ambas flotas serán evaluadas por separado, indicando previamente la variable de análisis y la flota a la cual corresponde. a) SISTEMA DE DESPACHO V/S REALIDAD DE TERRENO
• Tiempo Efectivo Se tiene una leve disminución del tiempo de carga en los casos correspondientes al Terreno, aumentando la Tasa de Excavación con respecto a Dispatch. Tiempos de espera
son traspasados a efectivos, principalmente en el tiempo de aculatamiento debido en gran medida al corte de tiempos que realiza el sistema para el calculo, lo que radica en rutas mas lentas, provocando alteraciones en la Programación Lineal, en cuanto a las prioridades asignadas a los equipos y necesidad de camiones y la Programación Dinámica (tiempo de llegada de camiones a destino). Este problema surge por el alto numero de camiones que llegan simultáneamente a la zona de carga generando colas, lo que no ayuda en la determinación exacta de tiempos por parte del sistema pues este está diseñado para una condición de carguío ideal (sin colas). Las palas 4100 XPA concentran la mayor cantidad de equipos en espera. Las situaciones antes descritas podrían representar alguna variación al cálculo del rendimiento horario y/o la evaluación de gestión.
•
Perdidas Operacionales
Gran parte de las perdidas operacionales ocurren o se acumulan como una espera por Pala, lo que se ve reflejado en la cantidad abultada de camiones en cola en los casos que se registran en Terreno y por el sistema, siendo claramente mayor el primero (terreno), existe un traspaso de tiempos de espera a efectivos, principalmente a tiempo de viaje y de aculatamiento, aumenta el tiempo de viaje haciendo rutas más lentas, además del aumento del tiempo de aculatamiento lo que disminuye el Rendimiento Horario del equipo generando alteraciones en la Programación Lineal y Dinámica. No existe el tiempo de espera cero, pues los camiones a pesar de llegar a Palas vacías, una vez aculatados deben esperar en mayor o menor grado para que esta los cargue (espera por carga), situación que es apreciada y registrada en terreno. Un detalle importante pues se trata de un tiempo de espera sin que la Pala este ejecutando acción alguna de carga, esto ocurre habitualmente en cancha doble. Existen situaciones en donde la Pala no esta excavando para llenar el balde, teniendo camión aculatado, un tiempo de espera bastante importante e innecesario que también tendrá consecuencia sobre los otros camiones que lleguen mientras este cargando, pues aumentará el tiempo de carga y por ende el de espera. b) CAMIONES EN COLA
• Flota P&H 4100 XPB Una de las variables que condicionan la cantidad de camiones que se encuentran en cola es la frecuencia de llegada que tienen estos a la Pala. En este ámbito con una mayor frecuencia de llegada ocurre que las colas son generadas por dos equipos, eso quiere decir que habitualmente llegan tres camiones juntos, el primero carga y los dos siguientes están en cola. Si bien es cierto las colas de 3 o 4 equipos son menos probables y frecuentes, no deben ser descuidadas, pues el tiempo de espera de un cuarto camión en cola equivale a las perdidas operacionales generadas de los tres camiones que llegan en un flujo normal de carga. El tiempo de un tercer camión en cola equivale al generado por dos camiones que llegan simultáneamente a una zona de carga libre.
Tabla 18-6.1.1.a PORCENTAJE FRECUENCIA DE CAMIONES EN COLA EN LA ZONA DE CARGA, FLOTA P&H 4100 XPB Camiones en Cola Frecuencia
0 18,6%
1 45,8%
2 23,7%
3 6,8%
4 5,1%
• Flota P&H 4100 XPA Como se mencionó, la frecuencia de llegada será una de las variables que condicionará los tiempos de carga y espera. Para esta flota en particular se tiene la mayor frecuencia de llegada observada, lo que indica una alta asignación o prioridad a estos equipos, lo que mas allá de aumentar la productividad, disminuye la eficiencia del sistema. Para esta flota la variabilidad en la modalidad de carguío será un factor agregado a la llegada y permanencia de camiones en cola. Habitualmente los camiones que llegan a estas palas son tres o cuatro simultáneamente o uno a uno en intervalos de tiempo muy cortos lo que inmediatamente impacta en un aumento del tiempo de espera de los camiones. A contar del segundo equipo de trasporte en espera, se nota un aumento en las Perdidas Operacionales. En condiciones de cinco y seis camiones en espera, lo que tiene una baja probabilidad de ocurrencia, se tiene un leve descenso de las esperas, todo lo anterior demuestra asignaciones en ésta flota en forma desordenada y no continua. De esta manera es recomendable bajar la prioridad de estas Palas, programar un flujo continuo de llegada y por sobre todo evitar la presencia de dos (2) o mas camiones en cola, pues el tiempo de espera de un segundo equipo es capaz de igualar el tiempo de ciclo completo del camión que lo precede (incluyendo espera). Un tercero ya significa un aumento exorbitante, que echa por tierra la gestión en procura de evitar las Perdidas Operacionales.
Tabla 18-6.1.1.b PORCENTAJE FRECUENCIA DE CAMIONES EN COLA EN LA ZONA DE CARGA, FLOTA P&H 4100 XPA Camiones en Cola Frecuencia
0 1 2 3 10,8% 39,2% 17,6% 17,6%
4 4,1%
5 8,1%
6 2,7%
Es importante señalar que todo camión en cancha que no esta siendo cargado está en cola, esta situación es importante identificarla operacionalmente, pues un camión aculatado, en terreno, da la impresión de estar efectivo; sin embargo si no esta siendo cargada esta generando tiempo de espera. Esta apreciación debe ser hecha por los Jefes de Turno y/o
Sector como una forma de control de gestión.
c) RENDIMIENTO Los índices de rendimiento de los equipos de carguío, Tasa de Excavación y Rendimiento Horario están íntimamente ligados a los tiempos de carga y aculatamiento, además de las condiciones de carga y tipo de material. Es en el tiempo de carga en donde se ven reflejados todos estos factores que se detallan a continuación:
• Camiones en Cola En la medida que aumenta el número de equipos en cola, se aprecia un aumento en la Tasa de Excavación, a consecuencia de un aumento en la velocidad de carga, lo que en algunas situaciones, probablemente, podría radicar en un descenso en el Factor de Carga de camiones. Esta práctica no generaría frutos en lo absoluto, mas bien provocará inconvenientes, pues despachar camiones con menos carga, se traduce en un aumento del numero de viajes para cumplir con el tonelaje establecido, principalmente en mineral y al volver nuevamente a cargar lo más probable es que generen colas que serán de igual o mayor magnitud que aquella que se quiso evitar.
• Tipo de Material Los actuales equipos de carguío y trasporte de la mina, casi no tienen restricciones en cuanto a la granulometría con que estos cargan y trasportan. No obstante lo anterior las restricciones granulométricas requeridas por el chancado primario, impactan en los tiempos de excavación y carga, asociados a este tipo de material. En este sentido se observa, la diferencia que se produce para ambas flotas entre Mineral y Estéril, siendo este último el que presenta mayores Tasas de Excavación y Rendimiento Horario. Adicionalmente a lo anterior eventos esporádicos en donde aparecen bolones, deben ser cargados selectivamente sobre camiones o dejados en otro lugar, aumentando con esto el tiempo de carga y el tiempo de espera en aquellos equipos que están en la zona de carga mientras ocurre alguna de estas dos maniobras.
• Condiciones de Carga •
Flota P&H 4100 XPB
La modalidad de carga que se utiliza en este tipo de palas es en un 96,6% de la muestra en cancha doble, por tanto el análisis de esta variable no ha sido considerado para este tipo de Palas, además de la necesidad de utilizar al máximo este tipo de equipos debido a sus grandes dimensiones y alto rendimiento.
•
Flota P&H 4100 XPA
Esta flota permite su análisis para situaciones de carga por uno y dos lados, excepto en Estéril, donde carga por un solo lado, durante el muestreo. La modalidad de carga en cancha doble, en comparación con una modalidad de carga en cancha simple, tiene una diferencia en el rendimiento del equipo, debido a diferencias en el tiempo de carga (mayor frente y posibilidad de carga) y aculatamiento (más de una alternativa). Por otra parte una condición de carga en cancha doble genera un descenso ostensible de las colas en pala, debido a la similitud con una situación ideal de carguío. Los gráficos siguientes muestran la relación de tiempos y rendimiento para cada uno de los materiales cargados en las distintas modalidades de carga, para cada flota.
Gráfico Indices de Rendimiento-Tiempos de Carguío Por tipo de Material - Flota de Palas P&H 4100 XPB
] a v i t c e f e h / n o t [
14000
350
12000
300
10000
250
8000
200
6000
150
4000
100
2000
50
0 Tasa Excavación Rendimiento Horario Tiempo de Carga Tiempo de Espera
Mineral -Cancha Simple
Estéril -Cancha Doble
10537 6773 107 148
12412 7895 94 88
Tipo de Material y Modalidad de Carga
0
] s o d n u g e s [ o p m e i T
Gráfico Indices de Rendimiento - Tiempo de Carguío Por tipo de Material - Flota de Palas P&H 4100 XPA
] a v i t c e f e h / n o t [
10000
1200
8000
1000 800
6000
600
4000
400
2000 0 TE RH t carga t Cola
200 Mineral-Cancha Simple
Mineral-Cancha Doble
Estéril-Cancha Simple
5017 4055 225 356
7092 5140 169 231
10363 7173 115 300
] s o d n u g e s [ o p m e i t
0
Gráfico 5-6.1.1.a INDICES DE RENDIMIENTO TIEMPO DE CARGA P&HXPB
Gráfico 5-6.1.1.b INDICES DE RENDIMIENTO TIEMPO DE CARGA P&HXPA
d) RESUMEN 1. Existe un traspaso de tiempos de espera a efectivos, ya sea como viaje, aumentando el tiempo de este y haciendo rutas más lentas, o bien como aculatamiento o carga lo que altera el cálculo de Rendimiento Horario y Tasa de Excavación, generando alteraciones tanto en la Programación Lineal como Dinámica y probablemente alguna diferencia en la evaluación de gestión 2. Se debe tener un máximo de dos (2) camiones en cola en ambas flotas, pues al sobrepasar este número, el tiempo de espera aumenta de manera significativa, echando por tierra cualquier intento de control sobre este.
3. Un camión que no esta siendo cargado tiene tiempo de espera, es importante mantener una apreciación visual en terreno por parte de los Jefes de Turno y/o Sector, pues un camión aculatado, en la operación aparenta estar efectivo, lo que no es así. 4. En la medida que aumenta el número de equipos en cola, se aprecia un aumento en la Tasa de Excavación, lo que en algunas situaciones, probablemente, disminuiría el Factor de Carga de camiones, provocando un mayor numero de viajes y tiempos de espera. 5. El alto rendimiento que tienen estas flotas al cargar por ambos lados sugiere siempre mantenerlas en esta modalidad de carga, de manera de aprovechar al máximo su capacidad y rendimiento, manteniendo un control continuo de las colas que se generan, pues de otra forma no se obtiene la eficiencia esperada. 6. Una cancha doble permite un mayor frente de carguío, disminuyendo o evitando acomodos o movimientos improvisados por falta de material (en el corte), durante el carguío. 7. Un control en la asignación de la flota de palas XPA (principalmente en mineral), impacta el tiempo de espera de los camiones, mantiene un rendimiento constante de carguío y permite acercarse a una condición de carguío óptima. 8.
Debido a los altos rendimiento que tienen estos equipos y su modalidad de carga preferente en cancha doble se les debe generar la mayor continuidad de carga posible, sin que ello redunde en colas excesivas; es decir, estos equipos sugieren un flujo continuo de llegada no inferior a 100 segundos para la flota XPB y de intervalos no menores de 180 segundos en la flota XPA, con lo que se asegura un tráfico expedito en la zona de carga, disminución de colas, rendimientos regulares y un buen Factor de Carga, así como también permite al operador avanzar de manera ordenada y secuencial, sin perder tiempo en separación de bolones o movimientos durante la carga para poder llenar el balde, además de evitar acomodos largos o su disminución en tiempo y/o cantidad.
6.1.2 FLOTA P&H 2800 XPA a) SISTEMA DE DESPACHO V/S REALIDAD DE TERRENO
• Tiempo Efectivo Se marca la tónica en que el tiempo de carga entregado por el sistema es mayor y en el aculatamiento existen situaciones en que es levemente menor, este mayor tiempo calculado por el sistema podría disminuir tanto la Tasa de Excavación como el Rendimiento Horario del equipo, impactando en forma negativa a la Programación Lineal.
• Pérdidas Operacionales Tal como ocurre en las flotas anteriores, se genera un traspaso de tiempos de espera a efectivos, principalmente a tiempo de viaje (rutas más lentas) y aculatamiento (disminución Rendimiento Horario), con esto la información que necesita la Programaciones Lineal y Dinámica para realizar las asignaciones de manera correcta no es todo lo precisa como se requiere. La inexistencia de tiempos de espera cero, incluso en situaciones en que no hay camiones esperando en cancha, se debe a la inactividad de la pala al momento de la llegada y aculatamiento del camión, en condiciones que debiera tener su balde lleno. Un tiempo de espera por carga sustancialmente alto indica que la llegada de camiones a pala es de forma irregular y en grupos, con lo que las colas evitadas por el primer camión que llega a una zona de carga libre, es fácilmente absorbida por el primer equipo en cola.
b) CAMIONES EN COLA La mayor versatilidad de estos equipos, en cuanto al tipo de material que cargan y la modalidad en que lo hacen, será la principal variable que condiciona los tiempos de espera de camiones. Debido a la menor capacidad de balde de esta flota, los tiempos de carga son mayores y por ende las esperas también lo serán, principalmente en los casos en que la llegada a destino sea en grupos, que es lo más frecuente. Al momento de ocurrir este evento, basta con tener un segundo camión en cola para absorber las colas evitadas por los dos que lo preceden, es decir, desde un segundo equipo en cola aumentará drásticamente las Perdidas Operacionales en la zona de carga. Debido a la probabilidad de ocurrencia de este caso (dos camiones en cola) que es relativamente alta (28,9 %) no es raro que ocurra, por lo que se debe tener un control más estricto al respecto, por las razones antes mencionadas. Por tanto se debe tener en consideración que una alta asignación de equipos a esta flota, sobre todo en mineral, si bien es cierto busca aumentar el rendimiento del equipo,
disminuye la eficiencia del sistema y aumenta los tiempos de espera, es así como el máximo de camiones haciendo cola en la zona de carga no debiera ser mayor a uno (1).
Tabla 19-6.1.2. PORCENTAJE FRECUENCIA DE CAMIONES EN COLA EN LA ZONA DE CARGA, FLOTA P&H 2800 XPA Camiones en Cola Frecuencia
0 18,4%
1 36,8%
2 28,9%
3 7,9%
Nuevamente se hace hincapié en que todo camión aculatado que no esta siendo cargado está en cola, cuyo control de terreno debe ser echo por los Jefes de Turno y/o Sector como una forma de control de gestión.
c) RENDIMIENTO Esta flota, debido a su versatilidad de carga, es evaluada en la combinación de todas las variables operacionales, tanto de material como modalidad de carga, siendo la mezcla de estas la que determinará los respectivos rendimientos y eficiencias. Es evidente que la menor capacidad de balde de esta flota no hará comparables los rendimientos con las flotas anteriores.
• Camiones en Cola Como ocurre en los casos anteriores, se observa un aumento en el rendimiento de carguío a medida que aumenta el número de camiones en cola, debido a un aumento en la velocidad de carga, lo que en algunas situaciones, se traduce en un descenso en el Factor de Carga de camiones. La cantidad de camiones que hacen cola en la zona de carga será una consecuencia del tipo de material y modalidad de carga, pues sobre la base de estas condiciones se programan tanto prioridades como asignaciones. El impacto sobre el rendimiento comienza con más de un camión en cola, esto producto de la baja capacidad de esta flota comparado con la flota de transporte (Match Pala-Camión con un alto tiempo de carga).
•
Tipo de Material
Existe una gran diferencia entre el carguío de Mineral y Estéril; sin embargo esta brecha disminuye en la modalidad de cancha doble. Nuevamente un factor importante en la
mayor Tasa de Excavación radica en la tronadura y su granulometría, pues en la medida que esta sea gruesa la Pala no excavará en forma normal, pues deberá buscar material apto para cargar y en ocasiones separar de la frente los bolones que se encuentran en la medida que se avanza en el frente de carguío(mineral, granulometría requerida por chancado). Sin desmedro de lo anterior, el hecho de cargar Mineral por ambos lados genera un aumento de rendimiento en comparación a un carguío de Estéril en cancha doble; no obstante se produce un aumento en el tiempo de espera probablemente a consecuencia de la mayor asignación de camiones a pala para este material.
• Condición de Carga Tal como se espera, la modalidad de carguío en cancha doble lleva consigo un aumento en el rendimiento del equipo y una diferencia notable con respecto a una simple; sin embargo existe un aumento en los tiempos de espera, con lo que disminuye la eficiencia del sistema. La mayor amplitud del frente de carga en cancha doble permite una disminución de tiempo de carga y una mayor eficiencia al momento de aculatar; sin embargo, es notorio el hecho que esta flota cargando en este tipo de cancha recibe una mayor asignación de equipos, sobre todo si se está en Mineral generando un gran tiempo de espera de camiones en la zona de carga, por lo que un equilibrio entre estos dos puntos generara una eficiencia mucho mayor. Gráfico indices de Rendimiento - Tiempos de Carguío Por tipo de Material - Flota de Palas P&H 2800 XPA 5000
600 500
4000 ] a v i t c e f e h / n o t [
400
] s o o d p 300 m n e u i t g e s [ 200
3000 2000 1000 0 TE RH t carga t Cola
100 Mineral -C. Simple
Mineral-C.Doble
Estéril -C.Simple
Estéril - C.Doble
3521 2928 310 142
4691 3827 234 263
4403 3661 265 59
4783 3885 249 324
0
El siguiente gráfico muestra la relación de tiempos y rendimiento para cada uno de los materiales cargados en las distintas modalidades de carga, en donde son analizadas
todas combinaciones de carga por material. Gráfico 6-6.1.2. INDICES DE RENDIMIENTO TIEMPO DE CARGA P&H2800
d) RESUMEN 1. En el sistema de despacho existe un traspaso de tiempo de espera a aculatamiento, producto de las colas generadas, alterando la Programación Lineal y probablemente generaría ciertas diferencias en la evaluación de gestión. 2. Se debe mantener como máximo un (1) camión en cola, como una forma de no absorber los esfuerzos por evitar los tiempos de espera en la zona de carga. 3. Es evidente que el rendimiento de estos equipos es mayor en cancha doble; sin embargo se genera la mayor cantidad de tiempos de esperas; es decir aumenta el rendimiento y disminuye la eficiencia producto de un aumento en las Perdidas Operacionales. Como una forma de control se sugiere bajar las asignaciones a estos equipos, o bien dejarlos cargando por un solo lado en estéril, pues la brecha de rendimiento solo es alta en mineral. 4. El carguío en estéril se realiza de forma más rápida, aumentando el rendimiento y disminuyendo las colas (cancha simple), por tanto se sugiere aumentar la asignación de camiones a esta flota para el carguío en Estéril. 5. El carguío de Estéril sugiere una menor cantidad de bolones, lo que beneficiaría desde el punto de vista mecánica (atollo balde, desgaste y pérdida de puntillas) a esta flota por su capacidad de balde muy inferior. 6. Al tener esta flota una baja capacidad de balde, su avance en la excavación no es tan rápido como las flotas anteriores, por tanto una cancha simple le genera un espacio y capacidad de carga suficiente sin necesidad de movimientos y/o acomodos inesperados durante el carguío. 7. La baja prioridad y asignaciones que tiene esta flota podría rendir los mismos frutos de un carguío óptimo en una cancha simple, siempre que se conserve un flujo regular de camiones a pala, dependiendo si de la prioridad de la pala y/o expansión en el programa de producción. 8. La frecuencia de llegada a las Palas debe ser de a lo menos 230 segundos. 6.2. TRANSPORTE
6.2.1 MANIOBRA Y DESCARGA EN CHANCADO Un primer punto a analizar es la comparación del tiempo programado de descarga por el sistema Dispatch (90 segundos) y los datos de terreno (87 segundos), esta comparación deja en claro que el tiempo programado por en el sistema es levemente superior en comparación al de este estudio, sin embargo se genera una gran diferencia en el tiempo que se registra como perdida operacional, dado un retraso en la llegada a destino, respecto del dato obtenido en terreno, lo que genera una distorsión en la Programación Lineal, registrando tiempos de espera menores y más aun un traspasado de estos tiempos de pérdida en tiempo efectivo. Si bien es cierto esta diferencia de tiempo no es de gran envergadura es necesario atacar esta mala práctica operacional, pues es sobre la base de esta información entregada por el operador, que el sistema realiza las asignaciones de equipos, necesitando una integridad de datos muy elevada. Otro ítem en donde se debe hacer hincapié es el tiempo de espera que existe entre la autorización de descarga (luz verde en chancado) y el inicio del levante de tolva, pues este depende única y exclusivamente del operador, así como también el tiempo que demora en salir de la puerta de descarga una vez finalizada la maniobra, tiempos que no son registrados por el sistema, y menos aun identificados. Por esto una labor importante dentro de la supervisión (Jefes de Turno y/o Sector) es velar porque esta maniobra sea lo mas fluida posible, sin dejar espacio a estos tiempos muertos. El siguiente gráfico muestra la escala de tiempo de maniobra comparativa entre los registros de terreno y los del sistema de Despacho.
Gráfico Tiempo Maniobra y Descarga en Chancado Real v/s Dispatch
h c t a p s i D
52
l a e R
14
0
90
35
20
43
40
5
52
60 80 100 120 Tiempo por Maniobra [segundos]
Espera por Chancado Espera por Descarga Descarga Maniobra Y Descarga Dispatch
6
140
160
Aculatamiento LV-Descarga Salida
Gráfico 7-6.2.1. TIEMPOS DE MANIOBRA Y DECARGA EN CHANCADO
6.2.1.1. ANALISIS POR SITUACION OPERACIONAL Dentro de esta operación existen tres variables fundamentales que determinan su eficiencia, siendo estas de carácter técnico y operacional, lo que obliga a un análisis separado para cada una de ellas como una forma de conocer en detalle cuales son las complicaciones que se generan y el impacto que tienen sobre la gestión global de la operación.
a) ASIGNACION Un punto importante para la optimización de las rutas de transporte es mantener la asignación al punto de descarga. Así en el sector de chancado al encontrarse dos unidades juntas (E4-1 y E-2) y como una forma de evitar las colas en el sector los operadores de camiones tienden a aculatar y descargar no en el destino asignado, sino que mediante una
apreciación visual estos lo hacen en aquella unidad que en superficie se encuentre habilitada o bien la que primero habilite una puerta de descarga (en el caso de estar ocupadas las cuatro puertas). Esta apreciación visual no permite verificar la existencia o no de material que aun está siendo triturado o si hay algún camión próximo en ruta asignado a este punto. La asignación espontánea que hacen los operadores no genera la eficiencia buscada y mas bien aumenta los tiempos de espera tanto por chancado como por descarga ya que se produce una alimentación irregular y descontrolada de material hacia las unidades de trituración produciendo cuellos de botella en el. El impacto que se produce en la espera en la zona de descarga producto del No cumplimiento de la asignación a destino es el siguiente.
• Espera por Chancado Un camión al descargar en un chancador al que no ha sido asignado limita las posibilidades de maniobra del que si lo esta, llegando en situaciones a dejar a este último sin posibilidad inmediata de descarga (puertas ocupadas) generándole un tiempo de espera innecesario.
• Espera por Descarga Un camión que descarga en un chancado no asignado desconoce la existencia de material aún triturando o de otro camión en ruta asignado a este punto, lo que genera un mayor tiempo de espera en aquel que llega y si está asignado, pues se debe esperar para que el material previamente vertido sea triturado hasta un nivel que permita la descarga. Esto genera el mismo impacto si el camión que descarga si está asignado y el siguiente no, es decir, al aculatar en un chancador no asignado se desconoce si hay material aún triturando, por lo que debe esperar un mayor tiempo antes de que se habilite su descarga (luz verde).
Tabla 20-6.2.1.1. TIEMPO DE ESPERA Y MANIOBRA EN SEGUNDOS ENTRE CAMIONES ASIGNADOS Y NO ASIGANADOS Item (tiempo en segundos) Espera por Chancado Espera por Descarga Aculatamiento Descarga
b) ORIGEN DE MINERAL
Asignado 16 45 35 52
No Asignado ∆ % tiempo 11 26 35 52
57.7% 68.8% 0.0% 0.0 %
La dureza y granulometría del mineral será una variable que condicionará el tiempo de espera de equipos en la zona de descarga, es así como un material duro y/o de granulometría muy gruesa, necesitará un mayor tiempo de trituración, lo que aumentará los tiempos de espera por chancado y por descarga. Otro factor condicionante será el chancador en el que es vertido el material, pues el mineral proveniente de expansiones más profundas (39E) genera los mayores tiempos de espera en chancador E4-1, por tratarse probablemente de un material de mayor dureza y granulometría irregular, con esto el tiempo que demora el chancado en triturar el material es traspasado principalmente a una espera por descarga del camión que ya está aculatado, lo que aumenta el tiempo que permanece el equipo en la puerta de descarga, disminuyendo las posibilidades de aculatamiento de los siguientes camiones que llegan a la zona, generando con esto un aumento del tiempo de espera por chancado. En el chancador E4-2 la situación antes descrita corresponde al material de la expansión 40E. Es importante señalar que todo camión aculatado en chancado, que no está descargando, está en tiempo de espera, esta situación es importante identificarla operacionalmente, pues un camión aculatado en la zona de da la impresión de estar efectivo; sin embargo, si no esta ejecutando alguna maniobra de descarga sólo genera colas. Una característica técnica que presentan los chancadores es la posibilidad o porcentaje de abertura del poste de trituración, con esto es posible regular el diámetro con que pasará el material hacia la correa. Al calibrar el porcentaje de abertura del poste dependiendo de la calidad de mineral que recibe, dependiendo su origen, podría disminuir el tiempo de espera en chancado y aumentar la eficiencia del sistema.
c) FRECUENCIA DE LLEGADA Tal como ocurre en el carguío y como una forma de mantener la eficiencia del sistema es importante mantener un control y gestión sobre la frecuencia de llegada de camiones a chancado, tanto en número como intervalo de tiempo entre cada una de estas llegadas a destino. Con un flujo continuo en la llegada de camiones y a intervalos uniformes de tiempo, se mantiene un tránsito y tráfico fluido, evitando con esto las colas.
• ¿CUÁL ES LA FRECUENCIA OPTIMA DE LLEGADA? Si bien es cierto la frecuencia dependerá de las condiciones operacionales que se presentan en el momento, ya sea por plan diario de producción, disponibilidad de equipos y chancado, esta frecuencia debe ser a intervalos que permitan un aculatamiento y descarga fluida de mineral, así como también un delta de tiempo indicado para la trituración del material vertido. A intervalos de tiempo más espaciado en la llegada de los camiones al chancador, disminuye los tiempos las colas, lo que permite altas descargas de material, es entonces el objetivo encontrar el punto en donde las colas sean mínimas con el máximo de material descargado.
En la llegada a intervalos de tiempo menores a 1 minuto se tiene una alta espera por descarga producto de la trituración del material ya vertido, además de un aumento del tiempo de espera por chancador, producto de la alta afluencia de camiones a la zona de descarga, con esto se genera un aumento de las Perdidas Operacionales en chancado. El tiempo que demora el camión en aculatar y descargar, es del orden de 87 a 90 segundos, que se traduce en llegadas de camiones entre 1,5 a 2 minutos, los que presentan las menores colas y no disminuye la afluencia de camiones al chancador. GRÁFICO PERDIDAS OPERACIONALES EN CHANCADO POR INTERVALO DE TIEMPO EN LA LLEGADA DE CAMIONES 100 ó i m a C r o p s e ] s l a o n d o n i c u g a e r s e [ p O s a d i d r é P
90 80
Espera por Chancado Espera por Descarga Maniobra y Descarga
70 60 50 40 30 20 10 0 1
2
3
4
5
5<
Intervalo de tiempo [minutos]
Un alcance importante es con respecto al tiempo de aculatamiento, a intervalos de legada de camiones mayores, este tiempo aumenta, presumiéndose un relajo de los operadores al ejecutar esta maniobra, en estas condiciones.
Gráfico 8-6.2.1.1. PERDIDAS OPERACIONALES EN CHANCADO d) RESUMEN 1. El no-cumplimiento de las asignaciones a chancado interrumpe el flujo normal de camiones asignados a ese destino, impactando en un aumento del tiempo de espera en chancado y una disminución del potencial de material a descargar, pues en esta situación (altas colas) camiones son derivados a Stock. 2. La calidad del mineral descargado debe ser una variable operacional informada y coordinada entre Operaciones Mina y Chancado Mina. Como una forma de control de gestión se debe informar sobre el porcentaje de abertura del poste del chancador, con
esto se evita un tiempo excesivo de trituración lo que genera, en gran medida, las colas en chancado. 3. La frecuencia de llegada debe permitir permitir además de la maniobra y descarga un delta de tiempo mínimo para la trituración del mineral; de esta forma se asegura una disminución sustancial de las colas, así como también se mantiene un abastecimiento continuo y fluido de mineral hacia la planta. 4. Se debe controlar controlar la llegada llegada de camiones al chancador, aprovechando la oportunidad de descarga en chancado, evitando la derivación de camiones a Stock cuando se produce una alta cantidad de colas. (disminución del costo mina evitando una segunda carga desde Stock hacia chancado)
6.2.2 PERFILES DE TRANSPORTE Al inicio de este capítulo se indicó la necesidad de un análisis por separado para cada una de las flotas que operan en Mina Chuquicamata; sin embargo debido a que la diferencia de velocidades que existe entre la flota de camiones Liebherr y Komatsu es muy baja, se decide realizar esta evaluación para el global de equipos de transporte. El ancho de rampa es una variable que condiciona el tiempo de viaje principalmente de camiones subiendo cargados, pues tramos anchos permiten el adelantamiento de los equipos más os, los que al transitar por tramos de menor ancho obligan a la disminución de velocidad de aquellos camiones que le siguen, teniendo estos la capacidad de adelantar, disminuyendo así la velocidad media en ruta y alargando el tiempo de ciclo. Al inicio de una rampa, independiente de la pendiente que se tenga, se produce una disminución de la velocidad, por cuanto los camiones deben ponerse nuevamente en movimiento lo que, debido a la alta carga que transporta, es lento y paulatino. La disminución de velocidad también es apreciable en aquellos sectores en que se intersectan uno o más caminos, ya que los camiones, por razones operacionales y de seguridad, disminuyen su velocidad al enfrentan estos nodos. Las velocidades que maneja el sistema de despacho para el cálculo de asignaciones corresponden a una media móvil de los últimos cuatro camiones que han transitado por ese camino o ruta. Como una forma de controlar estas diferencias de modo que sean lo más estrecha posible se determina que la distancia media entre nodos de ruta en el sistema de Despacho debe estar entre 350 y 500 m. El límite superior corresponde a aspectos técnicos y operacionales de Dispatch (tramos mayores inducen a errores) y el límite inferior fue seleccionado sobre la base de la curva de error de velocidad por tramo producida a causa de la variación decimal de segundos registrado en el tiempo en el viaje de cada tramo. Las velocidades medidas tanto de terreno como las extraídas desde el sistema de Despacho fueron modeladas en base a las distintas pendientes por tramo. La similitud que se presenta entre ellas permitió validadar los perfiles de velocidad de Mina Chuquicamata, indicando valores medios para el viaje en pendiente, ya sea cargado o descargado, en viaje horizontal o en pendiente.
DIFERENCIA DE VELOCIDAD POR VARIACIÓN DE 1 KM/H KM /H EN LA VELO VELOCIDAD CIDAD MEDIA M EDIA DEL TRAM TRAMO O 1,00 500 450 400 350 300 250 200 150 100
0,90 0,80 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00
10
15
20
25
30
35
M K [ D A D I C O L E V E D A I C N E R E F I D
40
VELOCIDAD MEDIA DEL TRAMO [KM / H]
Gráfico 9-6.2.2. DIFERENCIAL DE VELOCIDAD POR VARIACION DE VELOCIDAD MEDIA
PERFILES DE VELOCIDAD MINA CHUQUICAMATA VALORES DISPATCH-TERRENO
45,0 40,0 ] 35,0 H / M30,0 K [ D A25,0 D I C O20,0 L E V15,0
Vel Cargado Dispatch Vel Cargado Terreno Puntos Vel Cargado Rampa Oeste Vel Vacio Dispatch Vel Vacio Terreno Puntos Vel Vacio Rampa Oeste
10,0 5,0 5,0 0
1
2
3
4 5 6 7 8 INTERVALO DE PENDIENTE (%)
9
10
11 11
Gráfico 9-6.2.2. PERFILES DE VELOCIDAD 6.2.3 DETENCIONES PROGRAMADAS En el ámbito de las detenciones, sólo será evaluado técnicamente el abastecimiento de petróleo, por cuanto la información referente al Cambio y Medio Turno corresponden a variables fijas de control, por lo que no son gestionables desde el punto de vista inmediato del ciclo productivo. Sin perjuicio de ello, los tiempos muestreados serán utilizados íntegramente en la Evaluación Económica.
Tabla 21-6.2.3.a HORA PROMEDIO CAMBIO DE TURNO POR PLAYA Playa ¥ hora Mancilla E4 GEO Sector Houston Pala Global
Fin Fin Turn Turnoo
Real Rele Relevo vo
Inic Inicio io Turn Turnoo
0:30:36 0:28:33 0:29:57 0:28:25 0:30:00 0:29:17
0:46:15 0:45:07 0:46:45 0:40:00 0:51:18 0:47:21
0:50:45 0:50:39 0:52:51 0:53:44 0:55:07 0:51:34
Dispatch Fin Fin Turn Turnoo Inic Inicio io Turn Turnoo 0:39:31 0:36:14 0:36:46 0:33:02 0:36:21 0:36:43
0:50:45 0:49:09 0:50:24 0:50:36 0:54:05 0:50:01
Tabla 21-6.2.3.b TIEMPO UTILIZADO EN CAMBIO DE TURNO POR PLAYA [h:m:s] Housto ston Mancil illa la
Duración Relevo Terreno Relevo Dispatch ∆ Relevo (Terreno-Dispatch)
0:25:19 0:17:34 0:07:45
0:20:09 0:11:14 0:08:55
E-4 E-4
GEO
0:22:06 0:12:55 0:09:11
0:22:54 0:13:38 0:09:16
Pala
Glob obal al
0:25:07 0:22:17 0:17:44 0:13:18 0:07:23 0:08:59
Tabla 21-6.2.3.c HORA PROMEDIO MEDIO TURNO POR PLAYA Real Playa ¥ hora Playa Mancilla Playa E4 Playa GEO Sector Houston Global
Inicio
Fin
0:59:33 0:58:10 1:02:39 0:56:00 0:58:19
1:31:47 1:31:38 1:30:09 1:34:00 1:31:38
Dispatch Inicio Fin 1:03:44 1:02:09 1:02:47 0:58:36 1:02:12
1:33:23 1:33:10 1:30:52 1:31:50 1:33:06
6.2.4 ABASTECIMIENTO DE PETROLEO El Abastecimiento de petróleo constituye una detención operacional necesaria para el normal funcionamiento de la flota de transporte, por esto la necesidad de optimizar este tiempo, eliminando o disminuyendo al mínimo las pérdidas operacionales que se producen en estas instalaciones. a) DISPATCH El sistema tiene programado para esta maniobra un tiempo de detención de quince
(15) minutos, lo que es muy cercano al registrado en terreno (13,1) minutos con una desviación estándar de ± dos (2) minutos, manteniendo un margen plenamente aceptable para la correcta asignación de camiones a petrolera. Sin embargo, existe una gran diferencia entre el tiempo total que dura la maniobra en terreno, incluidos el tiempo de espera y salida ( 18,9 minutos) y el indicado por el sistema de Despacho (11,7 minutos), este margen de variación es del orden de ± 165% afectando la evaluación de gestión, la Programación Lineal y Programación Dinámica, pues disminuye el tiempo de detención, cuya diferencia de tiempos es traspasada principalmente a un tiempo efectivo en ruta. Este problema es generado por el anuncio tardío de llegada a petrolera por parte de los operadores de camión. En cuanto al tiempo registrado por el sistema, este en contadas ocasiones registra las pérdidas operacionales que se producen en petrolera (cola), al no hacerse esto, el tiempo de espera es traspasado a efectivo produciendo alteraciones por rutas más largas y detenciones más cortas.
b) ASIGNACION Uno de los mayores problemas que se suscitan en esta detención es el cumplimiento de asignaciones a las diferentes petroleras, pues solo el 42,4 % de los equipos que abastecen combustible ha sido asignado por el sistema de despacho. En este ámbito se genera un alto grado de pérdidas operacionales (colas) y de oportunidad (camiones salen de ruta de acarreo sin autorización), con el respectivo impacto operacional y económico. Esta asignación espontánea que realizan los operadores tiene un impacto en las Perdidas Operacionales que se generan, pues un camión no asignado genera un tiempo mayor de espera, tanto a él mismo como para una ya asignado por el sistema Dispatch, que de estar asignado o no, debe de igual forma esperar por petrolera. El tiempo que demora en salir el camión que ya ha sido abastecido, es traspasado al siguiente como espera al no estar habilitada la petrolera, destacando que es necesario un tiempo de alrededor de un minuto para que el camión nuevamente ponga en marcha el motor, ajuste sus niveles mecánicos y se ponga nuevamente en ruta, tiempos mayores deben ser evitados y controlados. Al estar estos tiempos en una proporción directa una disminución en el tiempo de salida disminuye el tiempo de cola en petrolera, lo que teóricamente no debiera producirse. La auto-asignación que hacen los operadores al abastecer petróleo se debe fundamentalmente a tres factores: disposición geográfica de la petrolera en la mina, una apreciación visual de los operadores, falta de confianza en el sistema, estas en conjunto detonan el mal funcionamiento de esta operación.
• Disposición Geográfica Las estaciones con mayor tráfico son las más visitadas por camiones no asignados, principalmente petrolera E4, al contrario de GEO que al estar en ruta de acarreo lejana es muy poco frecuentada.
• Apreciación Visual Al estar las estaciones vacías, el operador acude de forma independiente a abastecer combustible sin conocer si algún otro equipo en ruta esta asignado a ese mismo punto. Esta situación se produce a consecuencia del siguiente punto.
• Falta de Confianza en el Sistema Gran parte de los operadores desconfía del sistema de despacho al momento de re-abastecer combustible, pues centran esta maniobra principalmente en su experiencia personal y el marcador de combustible del equipo, por lo que al detectar ellos un nivel bajo de combustible acuden a la estación más cercana dentro de su ruta, sin importar esta esté llena o existan camiones precedentes asignados a ella. Al salir un camión de su ruta de acarreo para re-abastecer combustible sin estar asignado, le produce problemas a la Programación Lineal, pues reconoce en ruta de acarreo a un camión que no lo está, así la Programación Dinámica cuenta con la llegada de este camión a un destino que no cumplirá. En este mismo plano ocurre una pérdida de oportunidad de carga y transporte de material, debido a que durante el tiempo de permanencia del camión en petrolera, según el cálculo que hace el sistema de despacho en base a la asignación hecha hacia un punto de carga, este sería capaz de llegar a destino o carga y ponerse nuevamente en ruta hacia un punto de descarga. En la siguiente escala de tiempo, en minutos, se muestra la pérdida de oportunidad de carga sobre la base de valores medios estadísticos de terreno.
Figura 14-6.2.4. PERDIDA DE OPORTUNIDAD DE CARGA Nota: Supone asignación a Flota de Palas P&H 4100 XPB. Abastecimiento de combustible promedio incluye tiempo de espera por petrolera, carga y salida.
c) FLUJO A PETROLERAS Tal como fue mencionado, la ubicación de las estaciones de petróleo dentro de la mina será un factor determinante al momento de evaluar tanto el tiempo que requiere para esta maniobra, así como también el problema que se suscita en cuanto a las asignaciones. Petroleras que se encuentran en sectores de mayor afluencia tendrán un mayor tránsito principalmente de equipos no asignados, aumentando con esto los tiempos de espera. Como consecuencia de este alto tránsito, en petrolera E4, ocurre un desabastecimiento prematuro de combustible por lo que camiones que llegan a esta estación (asignados o no) son derivados a otras petroleras, con la respectiva pérdida de tiempo que se produce. Un intervalo de tiempo en la llegada de entre 20 a 25 minutos garantiza la disminución de colas en petrolera, pero se debe mantener un control de las asignaciones y del tiempo que demora en salir, pues será este el que principalmente genera colas.
d) FLOTA DE CAMIONES En este aspecto sólo para una de las estaciones de petróleo, petrolera EX, se hace necesario un análisis exhaustivo en cuanto a la flota de camiones, esta petrolera tiene la capacidad de cargar por ambos costados. Los camiones de la flota Liebherr sólo cargan combustible por su costado izquierdo, estando obligados a ubicarse al costado derecho de la petrolera. Es en esta situación en donde se producen problemas operativos, pues al estar ocupado este sector de petrolera, dicha flota debe esperar a que salga el camión precedente, sin tener posibilidad de carga al otro costado, más aun, si existe un segundo equipo en cola este, dependiendo de la práctica operacional y flota, ocupará el lugar vacío o esperará hasta la habilitación de un costado de carga. Esta situación, de producirse, genera la mayor cantidad de tiempo de espera en petrolera, por lo que se debe mejorar esta situación, pues basta con sólo un camión Liebherr en cola para tener un aumento considerable de Perdidas Operacionales y el respectivo impacto que produce en la Programación Lineal (tiempo en ruta) y en la Programación Dinámica (asignación de camiones a punto de carga y petrolera). Finalmente debe mantenerse un control y supervisión en las asignaciones, pues esta situación es principalmente generada por camiones que no han sido asignados.
Tabla 22-6.2.4. TIEMPOS ABASTECIMIENTO PETROLERA DE EXTRACCIÓN POR FLOTA (CAMIONES EN COLA) Item
(Tiempo en minutos)
Espera por Petrolera Acomodo Carga Salida Cola Generada por Camión ∆ Tiempo entre la llegada de Camiones Camiones en cola (un) Volumen de Petróleo Cargado [l] Frecuencia Camiones NO Asignados
GLOBAL 10,6 1,0 15,0 2,8 4,5 9,4 1,2 3112,4 76,2%
FLOTA KOMATSU LIEBHERR 9,0 0,9 16,2 3,8 9,0 7,6 1,2 3010,9 80,0%
12,0 1,0 13,9 1,9 0,5 11,0 1,2 3204,7 72,7%
e) RESUMEN 1. El tiempo programado en el sistema es muy cercano al registro en terreno, sin embargo este último se verá influenciado por la capacidad de las bombas de cada petrolera y el volumen de carga. 2. Se produce una gran diferencia entre el tiempo real y el entregado por el sistema de Despacho, este se debe a la impreciso uso de la pantalla que tiene el operador (Goic), para ingresar el estatus en que se encuentra, habitualmente de manera tardía. La distorsión del tiempo de detención se traspasa a la evaluación de gestión, aumentando el tiempo operativo, además de la distorsión de cálculo que se genera en la Programación Lineal y Programación Dinámica. 3. Con respecto al punto anterior, el sistema sólo en ocasiones registra tiempos de espera en estas instalaciones, teniendo un registro erróneo de las Perdidas operacionales de camiones. 4. Técnicamente el sistema de despacho presenta problemas al momento del cambio y medio turno. En las horas de Cambio y medio turno, el sistema corta el tiempo de carga
de combustible, sin importar si el camión aún sigue en esta detención, reportando detenciones más cortas. 5. La gran mayoría de camiones que llegan a una estación de petróleo, no han sido asignados, siendo estos los que generan la mayor cantidad de colas y problemas operacionales. 6. Existen problemas técnicos y operacionales en el abastecimiento de la flota Liebherr en petrolera Extracción. Se sugiere plantear un procedimiento de carga preferencial de esta flota en esta petrolera, de manera que la flota Komatsu al llegar a esta estación cargue por su costado derecho (siempre y cuando sea posible), dejando habilitado la otra zona para que lo haga la flota con problemas. Esto se podría ejecutar como una instrucción de operación y una señalización que indique el derecho preferente de la flota Liebherr para cargar al costado derecho de la petrolera. 7. Existe una fracción del petróleo cargado que es derramado, por despiches en mal estado, estanques rotos, o bien la inexistencia de tapa. A pesar que el operador de la petrolera entrega un informe por turno indicando los equipos con desperfectos. 8. El llenado de los camiones algibes móviles, en la petrolera de Extracción, disminuye drásticamente el caudal de esta última, demorándose tres veces más en cargar un camión, cuando esto sucede. Este debe hacerse de manera programada y en el horario de menor afluencia a la petrolera o bien utilizar el medio turno de no haber relleno en proceso. 9. El contador de litros no entrega una confiabilidad suficiente del volumen de petróleo cargado.
7.
EVALUACION ECONOMICA
La Evaluación Económica de Gestión Operativa de Mina Chuquicamata está referida a la mejor utilización de los equipos durante el proceso productivo. Es así como esta evaluación no fue definida en base a aspectos monetarios, sino que en horas efectivas de camión, pues el incremento que se tenga en estas llevará consigo un potencial ganancial económico. El análisis consistió en evaluar el impacto que produce la variación de los distintos índices operacionales, sobre el tiempo efectivo de camión. Este impacto fue medido en tres escenarios distintos teniendo como base la gestión del primer trimestre 2004. Los distintos escenarios se determinaron por los tiempos de entrada para las maniobras, esperas y detenciones del ciclo de acarreo.
• ¿POR QUE EVALUAR EL TIEMPO EFECTIVO DE CAMION? Si bien es cierto el análisis compromete también la flota de carguío, ésta está condicionada en gran medida a la gestión que se realiza en transporte. Por otra parte, el concepto minero del ciclo de acarreo está en evitar al máximo las colas de camión en la zona de carga, por lo que la pala debe siempre estar preparada para cargar. Es el aumento del tiempo efectivo de camión, que para un rendimiento dado, tiene como efecto un aumento en el nivel de actividad (producción), optimizándose así el costo mina y un acercamiento al cumplimiento total del plan minero.
7.1. CASO BASE DE ANALISIS El caso base de evaluación fue la gestión realizada en Mina Chuquicamata durante el primer trimestre 2004. Esta información fue sacada de la base de datos del sistema de despacho, utilizando reportes administrativos de palas, camiones, tiempos de ciclo y detenciones para cada flota, correspondientes todos al periodo ya señalado. De estos reportes se rescataron índices de gestión, tiempos de ciclo desglosado por maniobra, detenciones y pérdidas operacionales para cada flota, los que fueron traspasados íntegramente al cálculo de este caso base. Puntos críticos para la evaluación fueron:
• Tiempo de Carga • Tiempo de Aculatamiento en Zona de Carga • Tiempo de Maniobra y Descarga
• Tiempo de Espera por Pala • Tiempo de Espera en Chancado • Tiempo de Detención por Cambio de Turno • Tiempo de Detención por Medio Turno • Tiempo de Relleno de Petróleo • Distancia Media de Viaje • Porcentaje (%) de Distancia en Pendiente (pendiente es considerada en tramos ≥ 6%) • Velocidad Cargado (subiendo y horizontal) • Velocidad Vacío (bajando y horizontal)
7.2. DEFINICON DE ESCENARIOS DE EVALUACION Tal como fue mencionado, la evaluación requirió de tres escenarios distintos, determinados por la variación de tiempos de entrada en el caso base. El primero se refiere al registro real de Dispatch en el periodo indicado, el segundo a los tiempos registrados en terreno y el tercero a las posibles mejoras en la gestión.
7.2.1 REGISTRO DISPATCH Se presentan aquí los tiempos calculados por el sistema para las distintas maniobras y detenciones, siendo estos los siguientes:
Tabla 23-7.2.1. TIEMPOS DE ENTRADA AL CASO BASE PARA EL ESCENARIO Nº 1, REGISTRO DISPATCH Maniobra
Tiempo [min]
Carga Aculatamiento en zona de carga Maniobra y descarga en chancado Espera en pala Espera en chancado Detención por cambio de turno Detención por Medio turno Abastecimiento de petróleo Otras no programadas
3,6 0,7 1,5 2,5 1,4 14,2 30,6 5,9 4,2
Cada 14,4 horas operativas Por equipo operativo, por turno
7.2.2 ANTECEDENTES DE TERRENO, ESTUDIO DE TIEMPOS Se presentan aquí los tiempos obtenidos del estudio de terreno para las distintas maniobras y detenciones, siendo estos los siguientes: Tabla 24-7.2.2. TIEMPOS DE ENTRADA AL CASO BASE PARA EL ESCENARIO Nº 2, ESTUDIO DE TIEMPOS Maniobra
Tiempo [min]
Carga Aculatamiento en zona de carga Maniobra y descarga en chancado Espera en pala Espera en chancado Detención por cambio de turno Detención por Medio turno Abastecimiento de petróleo Otras no programadas
2,6 0,9 1,45 3,6 1,1 22,2 33,3 11,0 7,7
Cada 14,4 horas operativas Por equipo operativo, por turno
7.2.3 ESCENARIO DE MEJORAS POTENCIALES La evaluación técnica y operativa fue la base para su construcción, de los tiempos de mejora de operación. Los tiempos mejorados y su porcentaje de disminución con
respecto a los datos de terreno, son valores realistas, algunos de ellos ya obtenidos en períodos normales de operación y se muestran en la siguiente tabla.
Tabla 25-7.2.3. TIEMPOS DE ENTRADA AL CASO BASE PARA EL ESCENARIO Nº 3, MEJORAS POTENCIALES Maniobra
Tiempo [min]
% Disminución
Carga Aculatamiento en zona de carga Maniobra y descarga en chancado Espera en pala Espera en chancado Detención por cambio de turno Detención por Medio turno Abastecimiento de petróleo Otras no programadas
2,6 0,9 1,45 2,7 0,7 15,0 30,0 6,8 4,8
0% 0% 0% 25% 40% 32% 10% 38% 38%
Cada 14,4 horas operativas Por equipo operativo, por turno.
7.3. METODOLOGIA DE CALCULO Con las condiciones operacionales del caso base, se re-calcularon los tiempos de cada maniobra y/o detención en las flotas de carguío y transporte. Se ingresaron los valores críticos antes mencionados, con los que fueron calculados los siguientes tiempos (horas) e índices operacionales (porcentaje) total de equipos por turno: a) Disponibles: Sobre la base de horas nominales, afectado por el factor de disponibilidad. b) Reserva: Sobre la base de las horas nominales, afectado por el factor de reserva. c) Operativo: Es restar del tiempo disponible el tiempo de reserva. d) Tiempo de Detenciones Programadas: Es el tiempo de detención por cambio y medio turno por equipo, multiplicado por el número de equipos operativos. e) Tiempo Detenciones No Programadas: Es el tiempo de detención por equipo, que no sean detenciones programadas, multiplicado por el número de equipos operativos. f) Tiempo Efectivo con Cola: Es restar del tiempo operativo los tiempos de detenciones programadas y no programadas. g) Tiempo de Perdidas Operacionales: Suma entre el producto del número de ciclos en mineral por el tiempo de cola en pala y chancado, más el número de ciclos en estéril por
el tiempo de cola en pala. h) Tiempo Efectivo Sin Cola: Es restar del tiempo efectivo con cola, el tiempo de pérdidas operacionales. i)
Multiplicación del tiempo efectivo total por el porcentaje de viajes requeridos por el chancador. Tiempo Efectivo en Mineral:
j) Tiempo Efectivo en Estéril: Diferencia entre el tiempo efectivo total y el tiempo efectivo en mineral. k) Distancia en Horizontal y Pendiente: Es la distancia media del caso base multiplicada por el porcentaje (%) de distancia en pendiente y horizontal registrado por el sistema. l) Tiempo de Ciclo Puro: Este tiempo no incluye las colas. Se calculó dividiendo la distancia en pendiente y horizontal por sus respectivas velocidades, por separado para viaje vacío y cargado y luego sumadas. m) Tiempo de Ciclo Mineral: Suma del tiempo de ciclo puro, el de espera en pala y chancado promedio de cada ciclo. n) Tiempo de Ciclo Estéril: Suma del tiempo de ciclo puro y el de espera en pala promedio de cada ciclo. o) Número de Ciclos en Mineral:División del tiempo efectivo en mineral por el tiempo de ciclo en mineral. p) Número de Ciclos en Estéril: División del tiempo efectivo en estéril por el tiempo de ciclo en estéril. q) Tiempo Efectivo Sin Cola: Multiplicación del número de ciclos totales por el tiempo de ciclo puro r) Tiempo de Perdidas Operacionales: Suma entre la multiplicación del número de ciclos en mineral por el tiempo de cola en pala y chancado mas el número de ciclos en estéril por el tiempo de cola en pala. s) Indices Operacionales: Son calculados basándose en el esquema mostrado en el Capítulo II, punto 4. Previamente al ingreso de las variables críticas se fijan los límites de disponibilidad mecánica de palas entre 70 y 90% y de camiones entre 65 y 85% (comportamiento histórico), y Reserva sobre la base disponible entre 0 y 10% para ambas flotas. Con estos parámetros se realizan iteraciones basadas en el cambio aleatorio de estos.
7.4. GRAFICAS REPRESENTATIVAS DE GESTION Dentro de la gestión operativa existen una serie de variables para su evaluación, sin embargo existen indicadores claves, que determinarán en gran medida el desempeño de la operación. La representación gráfica, da cuenta de lo anterior. Los tipos y características de cada gráfica se detallan a continuación:
7.4.1 CURVAS DE NIVEL En esta representación se construyeron tres gráficos para cada uno de los escenarios, teniendo todos ellos dos variables en común, Camiones Operativos por Pala Operativa y Porcentaje de Pérdida Operacional de Camión, la tercera de ellas corresponde a Utilización Efectiva de Camión, Horas Efectivas de Camión por Turno y Porcentaje de Reserva de Camión sobre base disponible, respectivamente. Gráficamente zonas de colores más oscuros indican un aumento en la tercera variable y viceversa, cuya escala de valores se muestra por separado para cada uno de ellos, se anexan gráficos.
• ¿Por qué construir tres gráficos? Si bien es cierto el objetivo principal de este análisis es conocer el impacto sobre las horas efectivas de los camiones, no se puede olvidar que estas están ligadas a otras variables que en conjunto marcarán la mejor utilización de recursos y tiempo. La comparación de todos estos gráficos nos las mejores zonas de gestión en cuanto a eficiencia y productividad, manteniendo fijas dos de ellas. Estos gráficos o curvas de nivel se construyeron con el software Surfer 32, donde los datos de la tercera variable fueron interpolados mediante el método inverso de la distancia al cuadrado.
7.4.2 VECTORES DE GESTION Como una forma de visualizar mejor y tomar decisiones en forma rápida, se construyeron, mediante nubes de puntos obtenidas de iteraciones del caso base, vectores tridimensionales representativos de la gestión para cada uno de los escenarios descritos, estos vectores indican de forma gráfica los índices operacionales que, simultáneamente, marcan el desempeño de la operación en cuanto a eficiencia y productividad de camiones, los índices graficados son: Pérdidas Operaciones, Camiones Operativos por Pala Operativa, Utilización Efectiva y Horas Efectivas, cuya justificación y concepto se detalla continuación (válida para el punto anterior):
• Camiones Operativos por Pala Operativa
Indica el número de camiones que están operativamente habilitados por cada pala operativa. Se utiliza este índice por tener involucrado ya una variable de gestión, la reserva. Su ventaja radica en que sólo contabiliza los equipos que realmente están en operación, independientes de la disponibilidad y porcentaje (%) de reserva que se tiene en cada situación.
• Pérdidas Operacionales Este índice operacional es el porcentaje de tiempo disponible que se pierde durante el ciclo productivo, ya sea por espera en chancado o en la zona de carga. Su ventaja está en la fácil visualización de la magnitud de colas que se tiene en la operación, con respecto a la totalidad de equipos mecánicamente disponibles.
• Utilización Efectiva Tal como el indicador anterior, éste permite una rápida visualización de los equipos mecánicamente disponibles que están cumpliendo la tarea para la cual fueron adquiridos, en el caso de camiones el ciclo de acarreo puro, sin colas.
• Horas Efectivas Se refiere a la totalidad de horas efectivas de camión con las que se cuenta durante un turno de 8 horas para cumplir con el ciclo de acarreo sin cola.
7.5. IMPACTO DE LA GESTION OPERATIVA De las gráficas anteriores se muestra que para lograr altas horas efectivas de camión no sólo es necesario contar con un alto número de ellos, sino que se deben controlar tanto reservas y colas en zonas de carga y descarga. El control que se tenga sobre las reservas, será benéfico en la disminución de las pérdidas operacionales, pues si se tiene un alto número de camiones en comparación al de palas, estos harán más cola pues la pala no tendrá capacidad de carga suficiente. El hecho de dejar en reserva los equipos “sobrantes”, permitirá un ciclo de acarreo más fluido, evitando así colas y aumentando el tiempo efectivo de éstos, garantizando su mejor utilización. Todos éstos son los conceptos del sistema de despacho, un buen manejo y uso de ellos nos ayudará en un buen uso de esta herramienta de gestión.
7.6. IMPACTO EN EL TIEMPO DE OPERACION Las diferencias que se producen entre los valores registrados por el sistema de despacho, los antecedentes de terreno y las mejoras potenciales al sistema, son finalmente evaluadas en base a los tiempos de detención y pérdidas operacionales no registrados y traspasados a efectivos, generando con esto un desaprovechamiento de equipos disponibles,
cuantificados en horas efectivas. Los valores son mostrados como promedios de cada uno de los escenarios descritos anteriormente y nuevamente a través de iteraciones en cuanto al número de equipos disponibles y en reserva se obtiene el impacto en tiempo total por turno.
Tabla 26-7.6.a RESUMEN DE TIEMPOS DE DETENCIÓN Y ESPERA PARA CADA UNO DE LOS ESCENARIOS DE ANALISIS Detención ¥ Tiempo Promedio en Minutos Cambio de Turno Medio Turno Relleno de Petróleo Espera en Pala Espera en Chancado
REGISTRO DISPATCH
ESCENARIO ESTUDIO DE TIEMPOS
MEJORA POTENCIAL
14,2 30,6 11,8 2,5 1,4
22,2 33,3 18,7 3,6 1,1
15,0 30,0 14 2,7 0,7
Tabla 26-7.6.b RESUMEN DE ÍNDICES OPERACIONALES PARA CADA UNO DE LOS ESCENARIOS DE ANÁLISIS Índice Operacional Utilización Efectiva (%) Perdidas Operacionales (%)
REGISTRO DISPATCH
ESCENARIO ESTUDIO DE TIEMPOS
MEJORA POTENCIAL
76,14 5,98
73,07 6,66
76,67 5,07
Los siguientes gráficos están referidos al impacto en horas por turno que se tiene sobre el número de camiones disponibles.
GRÁFICO HORAS EFECTIVAS V/S CAMIONES DISPONIBLES POR TURNO EN LOS DISTINTOS ESCENARIOS DE EVALUACIÓN 460 DATOS DE TERRENO DATOS DISPATCH GESTIÓN MEJORADA
O440 N R U T420 R O P400 S A V I 380 T C E F360 E S A R340 O H
320 60
61
62
63
64 65 66 67 CAMIONES DISPONIBLES
68
69
70
Gráfico 10-7.6.a HORAS EFECTIVAS V/S CAMIONES DISPONIBLES
GRÁFICO HORAS DE PERDIDAS OPERACIONALES V/S CAMIONES DISPONIBLES POR TURNO EN LOS DISTINTOS ESCENARIOS DE EVALUACIÓN 40,0 38,0 O36,0 N R34,0 U T R32,0 O P30,0 O P28,0 E D26,0 S A R24,0 O H22,0 20,0
DATOS DE TERRENO DATOS DISPATCH GESTIÓN MEJORADA
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
CAMIONES DISPONIBLES
Gráfico 10-7.6.b HORAS PERDIDAS OPERACIONALES V/S CAMIONES DISPONIBLES
GRÁFICO HORAS DE DETENCIÓN OPERACIONAL V/S CAMIONES DISPONIBLES POR TURNO EN LOS DISTINTOS ESCENARIOS DE EVALUACIÓN 90 N O I C A R E P O O N N R Ó I U T C N R E O T P E D S A R O H
DATOS DISPATCH GESTIÓN GESTIÓN M EJORADA DATOS DE TERRENO
85 80 75 70 65 60 55 50 45 40
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
CAMIONES DISPONIBLES DISPONIBLES
Gráfico 10-7.6.c HORAS DETENCION OPERACIONAL V/S CAMIONES DISPONIBLES
7.7. IMPACTO DE LA GESTION SOBRE EL MATERIAL EXTRAIDO La gestión que se realice durante el turno, en el control de reservas, detenciones y pérdidas operacionales tendrá un impacto en menor o mayor grado, dependiendo del nivel de producción que se tiene. Se realizó una evaluación, midiendo en cifras tanto el porcentaje de PO óptimo para alcanzar ciertos niveles de producción establecidos y cómo el número de camiones disponibles, en conjunto con los índices operacionales de cada escenario, determina el potencial de tonelaje a extraer durante turno.
7.7.1 PRODUCCION POR TURNO Y DISPONIBILIDAD DE CAMIONES Tal como fue mencionado al inicio de este capítulo, la variación que se tiene entre los distintos valores registrados (despacho, terreno y mejoras) tendrá un impacto directo sobre el material extraído de la mina en un periodo determinado. Esta variación se ve reflejada en las horas efectivas de camión, las que están determinadas por la gestión que se tenga sobre la reserva, detenciones y pérdidas operacionales en base a los equipos disponibles en el rajo, teniendo así una visión global en horas. Con los tiempos calculados, en las iteraciones descritas en el punto 5.4 de este capítulo, se construyeron curvas que indican el nivel de producción alcanzado dependiendo del número de camiones disponibles para cada uno de los escenarios de evaluación.
• ¿Por qué Camiones Disponibles? La necesidad de evaluar el nivel de producción en base a camiones disponibles radica en que sólo sobre estos equipos es posible hacer gestión, es decir solo los camiones que realmente están disponibles en el rajo son posibles de manejar en cuanto al control de reservas, tiempos de espera y detenciones. El mostrar estos equipos disponibles permite visualizar de forma más clara la diferencia que se produce en la gestión entre los distintos escenarios de análisis. Este análisis considera una capacidad de balde (nº de palas) suficiente para absorber el número de camiones disponibles.
Grafico 11-7.7.1. TONELAJE EXTRAIDO V/S CAMIONES DISPONIBLES Tabla 27-7.7.1.a ECUACIONES DE REGRESIÓN Y COEFICIENTE DE CORRELACIÓN LINEAL PARA CADA ESCENARIO DE EVALUACION ESCENARIO REGISTRO DISPATCH ANTECEDENTES DE TERRENO MEJORAS POTENCIALES
ECUACIÓN y = 2482 x - 13497 y = 2263 x - 5284 y = 2598 x - 20147
R 2 0,80 0,80 0,81
Tabla 28-7.7.1.b TONELADAS EXTRAIDAS POR TURNO Y DIFERENCIA EN CADA ESCENARIO SOBRE LA BASE DE CAMIONES DISPONIBLES
TONELADAS POR TURNO
∆ DE TONELADAS
Camiones Registro Antecedentes Mejoras Terreno Mejoras - Mejoras Disponibles Dispatch Terreno Potenciales –Dispatch Dispatch -Terreno 55 123013 119165 122721 -3848 -292 3556 56 125495 121428 125319 -4067 -176 3891 57 127977 123690 127916 -4287 -61 4226 58 130459 125953 130514 -4506 55 4561 59 132941 128216 133111 -4725 170 4896 60 135423 130479 135709 -4945 286 5231 61 137905 132741 138307 -5164 402 5565 62 140387 135004 140904 -5383 517 5900 63 142869 137267 143502 -5602 633 6235 64 145351 139529 146099 -5822 748 6570 65 147833 141792 148697 -6041 864 6905 66 150315 144055 151295 -6260 980 7240 67 152797 146317 153892 -6480 1095 7575 68 155279 148580 156490 -6699 1211 7910 69 157761 150843 159087 -6918 1326 8245 70 160243 153106 161685 -7138 1442 8580 71 162725 155368 164283 -7357 1558 8914 72 165207 157631 166880 -7576 1673 9249 73 167689 159894 169478 -7795 1789 9584 74 170171 162156 172075 -8015 1904 9919 75 172653 164419 174673 -8234 2020 10254
8. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Para el análisis de conclusiones y recomendaciones, se hará una diferencia entre los ciclos operativos y las detenciones existentes, evaluándolas por separado.
8.1. CONCLUSIONES 8.1.1 CICLOS DE OPERACION Durante el ciclo operativo se observa como los tiempos asociados al estatus efectivo cambian a un estado de pérdidas operacionales y viceversa, produciendo diferencias en la distancia de los ciclos, tiempos de aculatamiento y de carga, lo que genera alteraciones en el sistema de despacho, tanto en la PL como PD. Esto ocurre por la precisión que tiene el operador al digitar en el Goic las diferentes acciones, pues el sistema Dispatch está diseñado para operar en base a condiciones óptimas del ciclo de acarreo, por lo que el sistema asume que cada operación que hace el operador en la consola está asociada a una maniobra, lo cual no siempre es cierto. Las llegadas de camiones a los puntos de carga y descarga son habitualmente en grupos y a intervalos de tiempo muy cortos, lo que tiene un impacto en los tiempos de espera. Esto se observa principalmente en las palas que cargan mineral (no más de un 40% del total de la flota de equipos de carguío) que tienen una alta asignación y la distancia de ciclo asociado a estos puntos es particularmente más larga, lo que genera un aumento de la Pérdidas Operacionales. Es ideal una frecuencia controlada y constante en la llegada de camiones a destino a intervalos que permitan a su llegada, maniobrar sin tener camiones que lo antecedan. Existe una disminución del tiempo de carga en la medida que aumenta el número de camiones en cola, en base a este fenómeno sería importante plantear la siguiente pregunta: ¿Impacta esta disminución de tiempo en el factor de carga de camiones?. Para responder esta pregunta sería bueno contar con un sistema de medición del tonelaje de camiones en línea (pesómetros), permitiendo mantener un control directo del material realmente cargado por las palas que se encuentran en esta situación (alta cola de camiones en pala). Así se podría reconocer si el operador de pala al aumentar el número de camiones en cola en la zona de carga siente algún tipo de presión por despachar camiones más rápido cargándolos incorrectamente (variación del factor de carga), de ser así ocurriría que se transporta una menor carga. Es habitual que si un camión llega a una zona de carga vacía (sin camiones cargando ni esperando por carga) la pala tenga un tiempo de inactividad; esto ocurre cuando la pala, una vez que el camión está aculatado a uno de sus costados, recién comienza a llenar el balde, en consecuencia que debería estar lleno y esperando solamente que se detenga el camión para verter el material sobre la tolva. Se insiste siempre en mantener un carguío en cancha doble, mas no se tiene una real
dimensión del porqué se hace ni el beneficio operacional y económico que esto significa. Es importante recalcar siempre este concepto, pues éste permite mejoras tanto en la asignación de camiones, prioridades de pala, tiempos de excavación, de aculatamiento y de espera. El carguío en mineral, principalmente en cancha doble, tiene un alto nivel de pérdidas operacionales, producto de la alta prioridad y asignación hacia los equipos que cargan este material. De darse las condiciones operacionales de tener una mayor cantidad de combinaciones de ruta para el circuito Pala - Chancado que recorren los camiones, se generaría un aumento en la eficiencia del sistema al encontrase éste con más alternativas de asignación y/o re-asignaciones de rutas y destinos, logrando así una mejor utilización de los equipos de carguío y transporte; esto tendría como consecuencia, para los camiones que llegan a pala, frecuencias de llegada más espaciadas, tiempos de espera menor y un acercamiento a la forma óptima de carguío, con la mayor eficiencia que esta tiene. Como un ejemplo se plantea la situación operacional actual de la expansión 40E en donde existe una alta concentración de equipos de carguío y se cuenta con un solo camino que comunica a esta (EXP 40E) con la rampa principal que llega a los diferentes chancadores. De este modo sería bueno evaluar la posibilidad de generar un acceso más a esta expansión, principalmente por el sector Sur-Este, en donde se encuentra el nuevo chancador M1, además sería conveniente plantear esta situación, de tener siempre más de un camino para comunicarse con las rutas que llegan a chancado, en el diseño minero de la secuencia de explotación de las expansiones. El no respetar las asignaciones indicadas por el sistema de despacho para que los camiones descarguen específicamente en uno de los chancadores del sector E-4 (en donde existen dos trituradoras) produce un aumento de las pérdidas operacionales en esta zona, al interrumpir el flujo normal de los camiones que si están asignados, aumentando el tiempo de espera en chancado y perdiendo oportunidades de descarga, pues en esta situación (altas colas) camiones son derivados a stock. Estos puntos pueden ser evaluados mediante simulaciones con el mismo sistema de despacho, en su modulo “Simulación”.
8.1.2 DETENCIONES 8.1.2.1. CAMBIO DE TURNO Y MEDIO TURNO Existe una gran diferencia entre los tiempos registrados por el sistema de despacho y los de terreno, evidenciando que los operadores anuncian tardíamente el inicio de las detenciones y anticipadamente el final de estas. Esta diferencia altera el cálculo de tiempos relativos a esta maniobra, afectando la posterior evaluación de gestión y metas propuestas (horas efectivas). Si bien es cierto la hora de inicio del relevo está establecida para el turno entrante, no lo está para el turno saliente dado que dependerá de la ubicación del punto de relevo en el que debe detener el equipos y la distancia que éste deber recorrer (principalmente
camiones). Esta hora de inicio del relevo para el turno saliente debe ser tal que permita una sincronización entre la detención total de los equipos y la llegada de los operadores del turno entrante a las zonas de cambio de turno en donde se encuentran los equipos a los que fueron asignados, por lo que no es de extrañar que camiones se detengan anticipadamente, pues la secuencia que siguen los equipos de transporte para aculatar en las playas demanda un tiempo de detención necesario e ineludible, sin que éste sea excesivo. Para lograr una mayor eficiencia en el relevo es importante que el tiempo que demora el sistema en volver a un régimen de operación normal y que el tiempo de detención sean lo más cortos posible, principalmente el primero. En este aspecto es necesario reconocer las variables que impactan sobre cada uno de ellos: el tiempo de detención está sujeto a la ubicación, capacidad y número de playas de relevo y el tiempo demora del sistema en volver a un régimen normal está asociado a la fluidez con que se desarrolle el relevo en sí (detención de equipos - cambio de operador - equipos retoman la operación), por lo que es importante que la hora de detención sea coordinada para que a la llegada de los operadores del turno entrante, el último equipo de transporte que entra a la zona cambio de turno recién se haya detenido o lo haya hecho hace muy poco. A pesar de estar habilitadas las zonas de carga (palas) para esta maniobra de cambio de turno, no son utilizadas en demasía, mas aun en estos puntos ocurre que equipos que llegan a la zona y cuentan con el tiempo suficiente de aculatar y cargar no lo hacen, perdiendo un tiempo efectivo que significa uno o dos camiones más cargados por pala antes de su detención (llegada del relevo). Esta detención prematura de camiones en la zona de carga influye directamente en la detención de las palas, pues éstas, al no tener equipos para cargar, se detendrán. Los operadores de camiones de extracción al elegir libremente su punto de relevo, desconocen la realidad global de operación de la mina al momento del cambio de turno, traducido en una menor eficiencia del relevo. Sería conveniente hacer esta asignación de forma asistida por parte del despachador, quien si tiene una visión total de la operación y conoce la ubicación, material y destino de todos los equipos, así este podría asignar de mejor forma los puntos de relevo de manera que el tiempo de cambio de turno sea menor. Aun son utilizadas para estas detenciones playas que solo están habilitadas para situaciones especiales, sector Houston, en donde solo deben llegar camiones que van a mantención, quedaran en reserva o están retrasados en la hora de relevo. Esta práctica genera el mayor tiempo de detención tanto para el cambio como medio turno por la proximidad de comedores y casa de cambio. No existe una supervisión directa en los puntos de relevo, cuando se realiza el relevo, sería conveniente mantener un control de esta maniobra utilizando los reportes entregados por el sistema de despacho. A pesar de existir una diferencia de tiempo entre el tiempo registrado por Dispatch y los datos de terreno, permite conocer a los operadores que tiene más altos tiempos de detención, generando la acción correctiva necesaria.
8.1.2.2. ABASTECIMIENTO DE PETROLEO Nuevamente existe una diferencia entre el tiempo registrado en terreno y el calculado por Dispatch, esto debido principalmente al anuncio tardío de la maniobra por parte de los operadores, o bien a problemas técnicos que se producen al momento del cambio o medio turno, dado que durante estos eventos, el sistema reconoce las detenciones programadas sobre la detención por petróleo, cortando así el tiempo de detención por relleno de petróleo, registrando tiempos de abastecimiento más cortos. A pesar de que el sistema de despacho conoce el nivel de petróleo de cada equipo mediante una tasa de consumo y los envía a petrolera en forma ordenada y programada dependiendo del nivel de combustible, ubicación geográfica del camión y disponibilidad de petroleras, la mayoría de los camiones que llegan a abastecer no han sido asignados por el sistema. Esta práctica se produce por la desconfianza que tienen los operadores hacia el sistema en este aspecto, por lo que prefieren mantener como referencia su experiencia y/o el marcador de combustible que tiene el equipo, provocando así un aumento del tiempo de espera en petrolera, pérdida de oportunidad de carga (camiones salen de ruta de acarreo) y en ocasiones un desabastecimiento prematuro de las petroleras de mayor tránsito (E-4). De ocurrir esta situación los camiones que llegan a abastecer a esta petrolera, deberán ser desviados hacia otras estaciones, con la respectiva pérdida de tiempo que se tiene durante este tránsito de una petrolera u otra y las posibles colas que deban hacer en la segunda estación asignada o seleccionada por el operador. Se nota un problema técnico en la flota de camiones Liebherr al momento de abastecer combustible en petrolera de Extracción, pues estos sólo pueden cargar por su costado izquierdo, por lo que de encontrarse ocupado el costado derecho de la petrolera deben esperar por su habilitación, con el respectivo impacto que se tiene en el tiempo de espera, que no es menor. En esta misma petrolera se observa que camiones petroleros móviles, al cargar combustible en la estación habilitada para ello (vecina a petrolera de Extracción), producen una disminución del caudal de petróleo, aumentando en ocasiones, hasta en un 100% el tiempo de relleno de petróleo de camiones de extracción. Si bien es cierto esta práctica no es muy frecuente, el impacto en tiempo que produce afecta negativamente al tiempo efectivo de camiones en la mina, pues mantiene en detención por un tiempo mayor e innecesario equipos que podrían estar operativos, así como también las posibles colas que se producirán al estar la petrolera ocupada un mayor tiempo con el o los mismo(s) camión(es). Es apreciable una gran cantidad de equipos que tienen problemas mecánicos en su sistema de combustible (despiches en mal estado, estanques rotos, etc.), a pesar de que diariamente el operador de petrolera chequea visualmente los equipos y registra en una planilla los desperfectos que tiene cada equipo que rellena petróleo, los camiones siguen durante largo tiempo (hasta 1 mes) con el mismo problema, por lo que sería conveniente una intervención más directa por parte de la unidad de transporte y verificar que se lleven a cabo las medidas correctivas. Este problema no es menor, pues a pesar que los derrames no son de gran magnitud, la sumatoria de estos durante un periodo más largo (mes) tiene un impacto económico negativo sobre el costo global mina, al pagar combustible que no ha sido utilizado.
Finalmente, los contadores de litros que tienen las petroleras son mecánicos y además algunas de ellas tienen hasta tres contadores, en donde cada uno marca un volumen distinto. Esta situación no entrega una confiabilidad suficiente del volumen real de petróleo cargado a cada camión, siendo esta una información relevante para el control operativo y económico de la mina, por esto es recomendable uniformar el criterio para contar litros en todas las petroleras y posteriormente, de ser posible, realizar algún cambio tecnológico en estos sistemas (contadores electrónicos).
8.2. RECOMENDACIONES 8.2.1 CICLOS DE OPERACION Sería oportuno plantear un proyecto de gestión que contemple metas a cumplir en un periodo determinado, referentes a cada uno de los índices de gestión que se utilizan (%PO, UE, % Res), como parámetros claves de gestión, siendo la producción una consecuencia de una buena administración de estos tiempos. Las metas deben ser tales que puedan ser alcanzadas, estableciendo estándares acordes con la realidad operacional de la mina, en donde los valores iniciales actuales deben ir en un descenso o ascenso paulatino, según sea el caso, a lo largo del periodo establecido para al final de este alcanzar los estándares esperados. Importante es que el proyecto se desarrolle en dos etapas muy ligadas entres si, la primera destinada netamente a controlar la variabilidad de los índices de gestión que existe entre cada turno y sus horas de operación, sin importar sustancialmente el valor que tengan, pues a la fecha presentan una gran dispersión. Un control operacional permitirá mantener una mejor de relación simultanea entre las variables, donde la relación entre PO - UE y Reserva - UE debe ser inversamente proporcional; es decir la disminución de PO y Reserva aumentaría la Utilización Efectiva de equipos, finalmente entre PO y Reserva se debe mantener una relación directamente proporcional en donde ambas debieran ir en descenso. Con esto se podrían reconocer los niveles de eficiencia alcanzada en distintos escenarios y en cierto modo permitiría reconocer las mejores estrategias en cuanto a la toma de decisiones. Una segunda etapa será posible, solo si se controla la variabilidad de índices, pues esta etapa consistiría es disminuir o aumentar el valor de los índices de gestión, según sea el caso, para alcanzar en un periodo determinado las metas establecidas, destacando el modo paulatino, continuo e irreversible que deben tener la disminución de las PO y Reservas y el aumento de la UE. Para el cumplimiento de este proyecto podrían seguirse las siguientes recomendaciones:
8.2.1.1.
PERDIDAS OPERACIONALES EN PALA
a. Al inicio de turno y como una forma de “Mantener la continuidad de operación del
turno saliente”, evitando así las colas en pala, es una buena práctica establecer la prioridad de palas uniforme, conservando la Tasa de Excavación calculada por el sistema (distribución de camiones en forma proporcional a ésta), lo que mantendría un régimen de operación estable hasta que se normalice totalmente el sistema luego de la detención. Una vez estabilizado y normalizado el régimen de operación, se debe controlar la asignación de camiones y las prioridades de pala continuamente durante el turno, verificando en la PL la Tasa de Excavación da cada pala, el porcentaje (%) de cobertura de cada una y que su ranking de prioridades sea el mismo que el indicado en el plan diario de producción. b. Verificar y controlar en terreno la situación de carga de la pala (tipo cancha, condición del corte) y basándose en esta información, retro-alimentar los requerimientos y asignaciones de pala, además procurar que a la llegada de un camión a una zona de carga libre, la pala tenga su balde lleno al finalizar el aculatamiento (de ser posible esperar al camión con carga lista) c. Si se tiene un déficit de camiones disponibles es conveniente acortar las rutas de transporte de estéril, sobre la base del desarrollo de botaderos, o bien conservar destinos pero dejar en reserva la(s) pala(s) de menor prioridad (estéril), por el contrario si se tiene un déficit de palas disponibles es conveniente alargar las rutas de acarreo de estéril o bien poner en reserva los camiones necesarios para estabilizar el sistema. Es recomendable dejar aquellos equipos que tengan alguna falla mecánica recurrente, bajo nivel de combustible o bien algún tipo de problema (neumáticos, lubricación, etc.) como una forma de aprovechar este tiempo para realizar algún tipo de inspección.
d. Al momento de quedar una pala en mecánica de terreno, con camiones en la zona de carga, se podría dejar uno de ellos en reserva esperando durante algunos minutos por la habilitación de la pala, para no perder la oportunidad de carga si la pala queda rápidamente habilitada, de no hacerlo en el tiempo establecido, el camión debe ser puesto nuevamente disponible y re-asignado a otra pala. e. Dependiendo del tipo de pala (capacidad) se tiene un número máximo recomendado de camiones en cola. Al sobrepasar recurrentemente este número se debe verificar y eventualmente modificar el (%) de cobertura asignado a la Tasa de Excavación de la pala en la PL hasta estabilizar el sistema. Cabe destacar que la modificación de la cobertura de la Tasas de Excavación en un equipo de carguío está acompañado de la re-asignación a palas de mayor prioridad y cobertura, las que deben estar en condiciones de recibir estos camiones (evitar cola en los nuevos destinos) f. Una zona de carga doble permite un mayor frente de carguío, disminuyendo o evitando acomodos o movimientos improvisados por falta de material (en el corte), durante el carguío, por lo que se recomienda, siempre que sea posible, mantener cargando las palas por ambos lados especialmente los equipos de mayor dimensión de manera de aprovechar al máximo su capacidad y alto rendimiento, esto no significa que deban saturarse de camiones, sino que estos deben llegar en forma ordenada y sistemática (no
en grupos) g. Hacer y evaluar pruebas sobre la variación de prioridad de palas y asignación de camiones en mineral, para verificar y respaldar si estas variaciones se traducen en una disminución del tiempo de espera, manteniendo un rendimiento constante en esta zona. Estas pruebas deben incorporar también estrategias en la extracción de mineral, es decir plantearse las preguntas: ¿Es más eficiente mantener una extracción constante de mineral durante todo el turno?, ¿ Es más eficiente extraer mineral de forma más intensa durante la primera mitad del turno y disminuirlo en la mitad siguiente para dedicarse a la extracción de estéril con mayor holgura?
8.2.1.2.
PERDIDAS OPERACIONALES EN CHANCADO
a. Corregir con los valores de terreno, eventuales valores fijos anormales asignados al sistema de despacho para esta maniobra. (tiempo de maniobra y descarga en chancado) b. Incentivar el respeto de la asignación hecha por el sistema de despacho a los puntos de descarga de mineral (chancadores), haciendo notar el impacto que se produce en el tiempo de espera y mantener flujos de llegada continuos a intervalos de tiempo que permitan tanto la descarga de mineral como una fracción de tiempo para su trituración (1 a 2 minutos) c. Evaluar estrategias de alimentación a chancado a un ritmo constante durante todo el turno, o bien con mayor intensidad durante alguna mitad del turno (antes o después del medio turno), verificando si se mantiene un flujo continuo a intervalos de tiempo mayores, evitan esperas excesivas y/o el desvío de camiones a stock. Controlar la capacidad de trituración de cada chancado, de manera de no saturar aquellos de menor rendimiento y en situaciones que se tenga un alto número de camiones en la zona de descarga o bien algún chancador quede en mecánica (siempre que las condiciones operacionales lo permitan) disminuir o evitar el envío de mineral desde stock. d. Aumentar la utilización de Dispatch en chancado, de manera que el operador ingrese en el Goic todos los cambios de estatus que se producen en este equipo durante el turno, teniendo así información precisa de su estado en tiempo real, lo que beneficia el correcto calculo hecho por la PL y posterior asignación de la PD. Esto también permitirá evaluar el impacto que tiene la disponibilidad real de chancadores en el tiempo de espera de camiones en chancado. e. Mantener una comunicación recíproca entre Operaciones Mina y Chancado Mina, en cuanto a granulometría y dureza del mineral enviado así atollos o altos tiempos de trituración.
8.2.2 DETENCIONES 8.2.2.1. CAMBIO DE TURNO Y MEDIO TURNO En el ámbito de las detenciones programadas, al igual que las pérdidas operacionales, sería recomendable desarrollar un proyecto de gestión destinado preferentemente a la detención de cambio de turno, disminuyendo el tiempo de detención por equipo y principalmente acortar el tiempo que demoran el sistema en restablecer el régimen normal de operación. Esto podría ser evaluado gráficamente como una curva que relacione la variación (caída y ascenso) que tiene la utilización efectiva o número de equipos disponibles y hora en que se producen las detenciones, en donde los mejores niveles de eficiencia serán aquellos cuyo cambio de pendiente de la curva sea más abrupto. Esta curva podría ser construida por flota de equipos para cada grupo de trabajo y/o global mina, la que gráficamente debiera tener la siguiente forma:
GRÁFICO VARIACIÓN DE LA UTILIZACIÓN EFECTIVA A LA HORA DE DETENCIÓN ) 80 % % ( a v i 60 % t c e f E n 40 % ó i c a z i l i t 20 % U
ZONA DE ANALISIS
0% 0:20
0:30
0:40
0:50
Hora del Turno (cercana a la detención)
1:00
Grafico 12-8.2.2.1. VARIACION DE LA UTILIZACION EFECTIVA Este proyecto contempla una serie de medidas a tomar, de manera de alcanzar en forma íntegra las metas trazadas en cuanto a la duración exclusiva de la detención por cambio de turno y el tiempo que demoran los equipos en retomar nuevamente una condición normal y estable de operación. Estas metas serán establecidas en cuanto a un cumplimiento paulatino (mensual o trimestral) para al final del periodo alcanzar los estándares que se tengan como meta final. Se recomiendan, para el cambio de turno un tiempo de detención de 15 minutos y de normalización operacional del sistema de 15 minutos y para el medio turno, 30 minutos de detención y un tiempo de normalización de 10 minutos. Cabe destacar que estas metas deben ser evaluadas con datos limpios, es decir eliminar todo aquellos registros de tiempos anormales que digitan los operadores (cambio de turno de duración cero, etc.) Para disminuir estos tiempos, principalmente el cambio de turno, tal como se mencionó anteriormente, sería bueno tener como referencia la detención de medio turno en donde el tiempo que transcurre para que el sistema se normalice es sumamente rápido, esto debido a la detención total y coordinada de todos los equipos a esta hora, lo que beneficia el sistema pues la continuidad de operación se restablece rápidamente. Para lograr esta similitud de las detenciones es recomendable tener en consideración las siguientes recomendaciones: a. Seria conveniente aumentar el número de playas de relevo, de no ser posible podría aumentarse la capacidad de las ya existentes y/o los accesos que se tenga de manera que pueda aculatar simultáneamente más de un equipo. b. Aumentar la utilización de las zonas de carga como puntos de relevo, pues estas tienen ventajas operacionales, logísticas y de seguridad. Evitar para el relevo y medio turno el sector Houston, exceptuando los camiones que van a una mecánica, quedarán en reserva o están retrasados a la hora del relevo y finalmente instruir a los operadores de pala y camión para que la detención de sus equipos sea lo más próxima posible a la hora de llegada del relevo, lo que dependerá de la ubicación y capacidad de la zona de cambio de turno. Además se debe mostrar la diferencia que existe entre el tiempo registrado en el sistema de despacho (interacción del operador) v/s la realidad de terreno. c. Mantener un control de esta maniobra utilizando los reportes del sistema de despacho, identificando los operadores que recurren en tiempos excesivos de detención, además de una supervisión y control aleatorio del relevo en las distintas playas. Eventualmente este podría ser utilizado para corregir al o los operador(es) que muestre(n) excesivo tiempo de detención .
d. Generar medidas correctivas para aquellos operadores que no cumplan las prácticas operacionales establecidas. e. Promover un proyecto en donde la asignación al punto de relevo sea semiautomática, asistida por el despachador quien será el que haga las asignaciones, basadas en la realidad operacional de la mina al momento del cambio de turno (ubicación y/o destino de equipos)
8.2.2.2. ABASTECIMIENTO DE PETROLEO La detención por petróleo que realizan los camiones de extracción reúne aproximadamente el 70% del tiempo total de las detenciones no programadas, sin embargo no es la única, las demás detenciones también son de vital importancia para el funcionamiento y correcto mantenimiento de los equipos. Es así como se plantea la preparación y evaluación de un proyecto destinado a agrupar todas estas detenciones no programadas, tendientes a mantener disponibles y en buen estado los equipos, en una única “Detención por Servicio”. Esta detención tal vez sería mas larga que la detención por petróleo, pero impactaría de forma muy positiva en la utilización del tiempo de equipos, por cuanto al hacer una única detención que las combine todas, a pesar de tomar un tiempo mayor, este al ser comparado con la sumatoria total de detenciones No-programadas sería mas bajo, pero el gran potencial de este proyecto está en la notablemente disminución del impacto que se produce en el sistema de despacho y la operación misma, el hecho de sacar y poner nuevamente en operación los equipos solo una vez durante el turno y no varias veces para cumplir con todas las detenciones necesarias. La “Detención por Servicio” deberá incluir todos los servicios mecánicos e inspecciones requeridas por el equipo y que se realizan durante el turno siendo estos: relleno de petróleo, lubricación, chequeo de neumático, inspección técnica (tolva), limpieza y fumigación de cabina y otras que desde el punto de vista operacional y de seguridad pueda realizarse simultáneamente. Durante esta detención podría realizarse una inspección mecánica preventiva por parte de los mecánicos de terreno haciendo mantenciones menores (cambio trocha, fusible, etc.), evitando sacar equipos operativos por estas mecánicas menores. Esta posibilidad deberá ser planteada y evaluada por separado tanto operacional como técnicamente, requiriendo el apoyo de la Superintendencia de Proyectos y Servicios Mina. Este proyecto de gestión deberá incluir nuevos diseños y mejoras tanto técnicas como operacionales. Técnicamente se debe reconstruir o modificar las estaciones de petróleo actuales, principalmente aumentando su superficie de operación, agregando a estas: lubricentro, compresor, estanque y bomba de agua, sistema de iluminación, zonas de seguridad para el personal que ejecuta el servicio, container, SS.HH. y una zona de “pozo” que permita sacar de la zona de relleno de petróleo camiones que ya a han sido abastecidos para seguir con el servicio y no entorpecer el normal tráfico del sector, además de proveer
todos los insumos necesarios para cumplir con el servicio (redes de electricidad, aire comprimido, agua, etc). Operacionalmente se deberá diseñar procedimientos de trabajo seguro para cada servicio y su interacción simultanea, instruir al personal acerca de la importancia de realizar un buen servicio y el respeto que se debe tener por las asignaciones que realice el sistema de despacho, pues este será quien determine cuando y donde irán los camiones a hacer esta detención. Por el momento y hasta no ponerse en marcha este proyecto sería conveniente considerar las siguientes recomendaciones, algunas de las cuales deberán seguir ejecutándose de prosperar este. a. Generar un reporte de control de la disponibilidad de combustible en las petroleras, registrando el tiempo que éstas no puedan abastecer camiones por falta de petróleo u otro evento y conocer certeramente el conducto que siguen los reportes del estado de componentes mecánicos del sistema de combustible de camiones que registran los operadores de petrolera, o bien la necesidad de que Operaciones Mina cuente directamente con una copia, para tener una respuesta más rápida de las medidas correctivas, evitando las perdidas excesivas de petróleo por derrame. b. Incentivar el respeto por la asignación a petrolera, señalando los problemas operacionales que genera esta práctica (colas en petrolera, salida de camiones de ruta), a pesar de que la petrolera esté vacía. c. Indicar a los operadores el derecho preferente de abastecimiento de camiones Liebherr por el costado derecho de petrolera Extracción, utilizando instrucciones verbales, instalación de un letrero que señala dicha preferencia y la posible modificación de la playa de “reserva” situada a un costado, permitiendo un mayor radio de giro a los camiones que cargan por el costado izquierdo de la petrolera. Evaluar la posibilidad de acondicionar la flota de camiones Liebherr para que puedan cargar combustible por ambos costados (apoyo técnico de mantención y contrato Liebherr) d. Camiones que entran en mecánica y rellenan petróleo deben registrarlo en el sistema para que no se produzca una re-asignación de equipos que tienen suficiente petróleo al momento de quedar disponibles. e. Controlar mediante los reportes entregados por el sistema despacho o algún otro informe de control, el respeto por la asignación a petrolera. Haciendo hincapié en el cambio de turno principalmente en Petrolera de Extracción. f. Incentivar la utilización de petrolera más lejana (Geología) pues su baja afluencia no produce tiempo de perdidas, además por su ubicación cercana al botadero 95 permite que los camiones que tiene como destino este botadero puedan, al regreso, rellenar petróleo sin necesitar alejarse de la ruta que debe seguir en su próxima asignación al punto de carga (mina), pues las otras petroleras están muy distantes del circuito normal que siguen los camiones desde el botadero 95 hasta la mina. g. Se requiere una coordinación al momento de cargar camiones petroleros móviles, haciéndolo de manera programada y en horarios de menor afluencia a petrolera de
Extracción o bien utilizar el medio turno de no haber rellenos en proceso, pues cuando estos camiones petroleros móviles son cargados, la petrolera de Extracción disminuye drásticamente su caudal, demorando hasta el doble de tiempo en cargar petróleo a un camión de extracción. h. Uniformar el criterio de los contadores de litros en petroleras, pues los que actualmente se usan no dan plena confianza por dos razones: son de tipo manual y requieren de mucha intervención del operador y segundo, en cada petrolera hay hasta tres de estos marcadores, donde cada uno indica volúmenes distintos y no existe certeza de cual es el correcto. Finalmente se propone hacer un cambio tecnológico cambiando estos por un único contador electrónico en cada petrolera, previa uniformidad de criterio. Es conveniente mejorar y establecer un protocolo de relación y retroalimentación de terreno entre los ingenieros de producción y despachadores, que permitiría afinar directrices y fomentar mejoras de los tiempos de detención en las horas críticas del turno (Cambio, Medio y Fin de Turno) y de los tiempos de espera en pala y chancado. El sistema de despacho representa un valor agregado al negocio minero, por lo que seguir con una estrategia de difusión y utilización masiva y eficiente del sistema Dispatch como la potente herramienta de gestión y control que es, permitirá en Mina Chuquicamata mejoras sustanciales en la gestión operativa, que impactaría positivamente en el cumplimiento de metas y un beneficio económico para la operación. En relación a los datos medidos en terreno y los entregados por el sistema de despacho existe una dispersión entre ellos, siendo importe en algunas maniobras como en las detenciones, además de generar distorsiones de tiempos en ruta, efectivos y de pérdidas operacionales, principalmente de los equipos de transporte, impactando en la programación del sistema y la operación; sin embargo, a través de las mejoras operacionales propuestas es posible controlar y disminuir esta variabilidad y aumentar la eficiencia a través de un mejor uso y control de los tiempos entregados por el sistema de despacho. En este sentido se debe comparar periódicamente y eventualmente retro-alimentar y/o actualizar los datos asignados como fijos en el sistema de despacho, ante anormalidades o diferencias sustanciales con respecto a los valores de terreno (detenciones, maniobra y descarga), para esto se debe implementar un sistema de control y muestreo aleatorio en terreno de los tiempos de maniobra de mayor impacto en el ciclo de acarreo y detenciones, utilizando cartillas diseñadas en base a aspectos operacionales y técnicos de los equipos de carguío y transporte, similares a las de este estudio. Como una forma de mejorar el control que se tiene del factor de carga de camiones sería conveniente contar con un sistema de medición de tonelaje de camiones en línea (pesómetro), permitiendo así conocer con exactitud la cantidad real de material que se transporta. También sería importante realizar pruebas de pesaje para conocer la densidad del material y estandarizar el número de pases de carga mas apropiado que se deben hacer de cada material (mineral y estéril) en las distintas combinaciones Pala-Camión. Tal como se ha planteado durante el estudio, la importancia de mantener un control de la variabilidad de los distintos índices operacionales se fundamenta en la necesidad de
estandarizarlos disminuyendo su dispersión, independiente de su valor, pues solo así es posible un posterior control y disminución eficiente de ellas (Pérdidas Operacionales, Tiempo de Detención, Reservas, etc.) lo que tiene un impacto notable sobre la utilización de los equipos de carguío y transporte (aumento de la UE) y principalmente en las horas efectivas de camión, primordiales para el cumplimiento de los programas de producción. Así también uno de los mayores beneficiados en este control de variables operativos es el sistema de despacho, pues este al contar con valores sin una gran dispersión hace más precisa la interacción del despachador al momento de realizar cambios en algún parámetro de la programación, pues se conoce cómo y qué impacto tienen, potenciando esta herramienta de gestión al mejora su utilización. Es importante seguir con un mejoramiento continuo en la utilización eficiente del sistema de despacho pues este entrega un valor agregado al negocio minero. El contar con datos de mayor precisión (extraídos del sistema de despacho) permite construir modelos de alta correlación y confiabilidad de estas variables operativas a mejorar (horas efectivas de camión, perdidas operacionales, detenciones, etc.) logrando así esquemas muy representativos de la operación, que son de gran apoyo al momento del análisis, evaluación y toma decisiones. Finalmente destacar la importancia de la toma de decisiones en tiempo real, son estas decisiones las llevarán a buen puerto la gestión operativa de la mina. La importancia de tener un modelo técnico de gestión, un modelo que apunte a la agregación de valor, relevando a la eficiencia como la palanca clave para agregar valor al negocio. Involucrar a todos los estamentos del negocio en este modelo con responsabilidades y compromisos, nivel gerencial, supervisores y trabajadores. Es la tarea diaria el maximizar la rentabilización de los activos a disposición (equipos) vía la contención de costos, es tarea diaria agregar valor.
9. BIBLIOGRAFIA
1.
Codelco Chile, Codelco Norte. Modelo de Gestión Gerencia Mina Chuquicamata., 2003.
2.
Codelco Chile, División Codelco Norte. Plan de Producción Anual 2004 P1-2004, 2004.
3.
Modular Mining System. Usando Dispatch, Manual de Operación Sistema de Despacho, 2000.
10. ANEXOS
Se adjunta CD con la siguiente información: 1 Archivos Excel. Información de datos de terreno, tablas y gráficos. 2 Simulador. 3 Otros respaldos.
INDICE GENERAL 1.
INTRODUCCION.......................................................... ....................................................... 1
2.
OBJETIVOS ................................................... ...................................................................... 1
2.1. 2.2. 3.
OBJETIVOS GENERALES........................................................................................................ 1 OBJETIVOS ESPECIFICOS ...................................................................................................... 2 ANTECEDENTES GENERALES Y OPERACIONALES ....................................... .......... 2
3.1. 3.2. 3.3.
RESEÑA HISTORICA................................................................................................................. 2 UBICACION GEOGRAFICA Y ACCESOS ............................................................................. 3 CLIMA, FLORA, FAUNA E HIDROGRAFIA ......................................................................... 3
3.4.
MODELO GEOLOGICO DE CHUQUICAMATA .................................................................. 5
3.5.
CARACTERIZACION GEOTECNICA MINA CHUQUICAMATA................................... 10
3.6.
SISTEMA DE EXPLOTACION ............................................................................................... 14
3.7.
RITMO DE PRODUCCION...................................................................................................... 16
3.8. 3.9.
SISTEMA DE TRABAJO .......................................................................................................... 16 DESCRIPCION FLOTA DE EQUIPOS DE PRODUCCION Y APOYO ............................ 17
3.4.1 GEOLOGIA................................................................................................................. 5 3.4.2 LITOLOGIA................................................................................................................ 6 3.4.2.1. ROCA CUARZO-SERICITA............................................................................... 6 3.4.2.2. PORFIDO CHUQUICAMATA............................................................................ 6 3.4.2.3. GRANODIORITAS.............................................................................................. 7 3.4.2.4. ROCAS SEDIMENTARIAS ................................................................................ 7 3.4.2.5. UNIDAD DE GRAVAS ....................................................................................... 7 3.4.2.6. ALTERACION ..................................................................................................... 8 3.4.2.7. LIXIVIADO.......................................................................................................... 8 3.4.3 MINERALOGIA Y MINERALIZACION.................................................................. 8 3.5.1 3.5.2 3.6.1 3.6.2
4.
CARACTERIZACION ESTRUCTURAL ................................................................ 11 MECANISMOS DE INESTABILIDAD................................................................... 12 ESQUEMA DE BANCOS ABIERTOS.................................................................... 14 ESQUEMA DE BANCOS CERRADOS .................................................................. 14
MARCO TEORICO ............................................ ................................................................ 20
4.1. 4.2.
SISTEMA DE DESPACHO, ¿QUE ES DISPATCH?............................................................. 20 DESCRIPCION SISTEMA DISPATCH .................................................................................. 20
4.2.1 OPERACION BASICA DEL SISTEMA .................................................................. 20 4.2.2 DISPATCH COMO HERRAMIENTA..................................................................... 20 4.2.3 MODELO MINERO DISPATCH............................................................................. 21 4.2.4 ALGORITMO DEL SISTEMA DISPATCH............................................................ 21 4.2.4.1. MEJOR RUTA (MR).......................................................................................... 23 4.2.4.2. PROGRAMACION LINEAL (PL)..................................................................... 23 4.2.4.3. PROGRAMACION DINAMICA (PD) .............................................................. 23
4.2.5 4.2.6
COMPONENTES DEL SISTEMA........................................................................... 24 ELEMENTOS ADICIONALES................................................................................ 24
4.3.
ESCALA DE TIEMPOS ............................................................................................................25
4.4.
DESCRIPCION DE OPERACIONES Y DETENCIONES .................................................... 27
4.5.
HERRAMIENTAS ESTADISTICAS DE ANALISIS ............................................................. 37
4.3.1
INDICES OPERACIONALES.................................................................................. 26
4.4.1 CARGUIO ................................................................................................................. 27 4.4.1.1. CALCULO DE TIEMPOS DE CICLO SEGUN DISPATCH ........................... 30 4.4.2 TRANSPORTE.......................................................................................................... 31 4.4.2.1. MANIOBRA Y DESCARGA EN CHANCADO............................................... 31 4.4.2.2. CALCULO DE TIEMPOS DE CICLO SEGUN DISPATCH ........................... 33 4.4.2.3. PERFILES DE TRANSPORTE.......................................................................... 34 4.4.2.3.1. CALCULO DE TIEMPOS DE VIAJE SEGUN DISPATCH ...................... 35 4.4.3 DETENCIONES PROGRAMADAS ........................................................................ 36 4.4.4 CAMBIO DE TURNO .............................................................................................. 36 4.4.5 MEDIO TURNO........................................................................................................ 36 4.4.6 ABASTECIMIENTO DE PETROLEO..................................................................... 36 4.4.7 CALCULO DE TIEMPO DE DETENCION SEGUN DISPATCH ......................... 37 4.5.1 MODELO ESTADISTICO........................................................................................ 37 4.5.2 CONCEPTOS BASICOS .......................................................................................... 38 4.5.3 METODOS GRAFICOS ........................................................................................... 39 4.5.4 MEDIDAS DESCRIPTIVAS.................................................................................... 39 4.5.4.1. MEDIDAS DE TENDENCIA CENTRAL......................................................... 39 4.5.4.2. MEDIDAS DE DISPERSION ............................................................................ 40 4.5.4.3. RECTA DE REGRESION.................................................................................. 40 4.5.4.4. BONDAD DEL AJUSTE: CORRELACION..................................................... 41 4.5.5 DISTRIBUCION NORMAL..................................................................................... 42 4.5.5.1. PROPIEDADES DE LA FUNCION DE DISTRIBUCION............................... 43
5.
DESARROLLO DEL ESTUDIO ....................................................................................... 44
5.1.
METODOLOGIA DE MEDICION DE VARIABLES OPERATIVAS ................................ 44
5.2.
ANALISIS ESTADISTICO Y ESTUDIO DE TIEMPOS....................................................... 50
5.1.1 CARGUIO ................................................................................................................. 44 5.1.2 TRANSPORTE.......................................................................................................... 45 5.1.2.1. MANIOBRA Y DESCARGA EN CHANCADO............................................... 45 5.1.2.2. ACARREO (PERFILES DE TRANSPORTE)................................................... 46 5.1.3 DETENCIONES PROGRAMADAS ........................................................................ 47 5.1.3.1. CAMBIO DE TURNO........................................................................................ 47 5.1.3.2. MEDIO TURNO................................................................................................. 48 5.1.3.3. ABASTECIMIENTO DE PETROLEO.............................................................. 49 5.2.1 CARGUIO ................................................................................................................. 50 5.2.1.1. RESUMEN ESTADISTICO GLOBAL CICLO DE CARGUIO INDICADO POR FLOTA Y MATERIAL ......................................................................... 52 5.2.2 TRANSPORTE.......................................................................................................... 54 5.2.2.1. MANIOBRA Y DESCARGA EN CHANCADO............................................... 54
5.2.2.1.1. RESUMEN ESTADISTICO GLOBAL MANIOBRA Y DESCARGA EN CHANCADO INDICADO POR FLOTA Y MATERIAL ........................................ 56 5.2.2.2. PERFILES DE TRANSPORTE (ACARREO)................................................... 57 5.2.3 DETENCIONES PROGRAMADAS ........................................................................ 58 5.2.3.1. CAMBIO DE TURNO........................................................................................ 58 5.2.3.2. MEDIO TURNO................................................................................................. 59 5.2.3.3. ABASTECIMIENTO DE PETROLEO.............................................................. 60 6.
EVALUACION TECNICA Y OPERACIONAL ........................................ ........................ 62
6.1.
CARGUIO ...................................................................................................................................62
6.2.
TRANSPORTE ........................................................................................................................... 71
6.1.1 6.1.2
FLOTA P&H 4100 XPB-XPA .................................................................................. 62 FLOTA P&H 2800 XPA ........................................................................................... 68
6.2.1 MANIOBRA Y DESCARGA EN CHANCADO ..................................................... 71 6.2.1.1. ANALISIS POR SITUACION OPERACIONAL.............................................. 72 6.2.2 PERFILES DE TRANSPORTE ................................................................................ 76 6.2.3 DETENCIONES PROGRAMADAS ........................................................................ 78 6.2.4 ABASTECIMIENTO DE PETROLEO..................................................................... 79
7.
EVALUACION ECONOMICA ............................................. ............................................. 85
7.1.
CASO BASE DE ANALISIS...................................................................................................... 85
7.2.
DEFINICON DE ESCENARIOS DE EVALUACION............................................................ 86
7.3. 7.4.
METODOLOGIA DE CALCULO............................................................................................ 88 GRAFICAS REPRESENTATIVAS DE GESTION ................................................................ 89
7.5.
IMPACTO DE LA GESTION OPERATIVA.......................................................................... 90
7.6. 7.7.
IMPACTO EN EL TIEMPO DE OPERACION ..................................................................... 91 IMPACTO DE LA GESTION SOBRE EL MATERIAL EXTRAIDO................................. 93
7.2.1 7.2.2 7.2.3
7.4.1 7.4.2
7.7.1
8.
REGISTRO DISPATCH ........................................................................................... 86 ANTECEDENTES DE TERRENO, ESTUDIO DE TIEMPOS............................... 87 ESCENARIO DE MEJORAS POTENCIALES........................................................ 87
CURVAS DE NIVEL................................................................................................ 89 VECTORES DE GESTION ...................................................................................... 90
PRODUCCION POR TURNO Y DISPONIBILIDAD DE CAMIONES................. 93
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.................................................................. 96
8.1.
CONCLUSIONES....................................................................................................................... 96
8.2.
RECOMENDACIONES............................................................................................................. 99
8.1.1 CICLOS DE OPERACION ....................................................................................... 96 8.1.2 DETENCIONES........................................................................................................ 97 8.1.2.1. CAMBIO DE TURNO Y MEDIO TURNO ....................................................... 97 8.1.2.2. ABASTECIMIENTO DE PETROLEO.............................................................. 98 8.2.1 CICLOS DE OPERACION ....................................................................................... 99 8.2.1.1. PERDIDAS OPERACIONALES EN PALA.................................................... 100 8.2.1.2. PERDIDAS OPERACIONALES EN CHANCADO ....................................... 101
8.2.2 DETENCIONES...................................................................................................... 102 8.2.2.1. CAMBIO DE TURNO Y MEDIO TURNO ..................................................... 102 8.2.2.2. ABASTECIMIENTO DE PETROLEO............................................................ 104 9.
BIBLIOGRAFIA................................................................ ............................................... 108
10.
ANEXOS ................................................ .................................................................................
INDICE DE TABLAS Tabla 1-3.5. CARACTERISTICAS DE LAS UNIDADES GEOTECNICAS DE MINA CHUQUICAMATA....................................................................................................................... 10 Tabla 2-3.5.1. DOMINIOS ESTRUCTURALES EN MINA CHUQUICAMATA...................... 11 Tabla 3-3.6. DIMENSIONES Y PARAMETROS DE DISEÑO .................................................. 14 Tabla 4-3.6. CUADRO COMPARATIVO DE LOS ESQUEMAS DE EXPLOTACION A CIELO ABIERTO ......................................................................................................................... 15 Tabla 5-3.8. HORARIO DE TURNOS ......................................................................................... 16 MINA CHUQUICAMATA........................................................................................................... 16 Tabla 6-3.8. HORARIO DETENCION POR MEDIO TURNO MINA CHUQUICAMATA...... 16 Tabla 7-3.9.a FLOTA DE PERFORACION ................................................................................. 17 Tabla 7-3.9.b FLOTA DE CARGUIO........................................................................................... 18 Tabla 7-3.9.c FLOTA DE TRANSPORTE ................................................................................... 18 Tabla 7-3.9.d FLOTA EQUIPOS DE APOYO ............................................................................. 19 Regadores....................................................................................................................................... 19 Tabla 8-4.3. ESCALA DE TIEMPOS SEGUN NORMA ASARCO............................................ 25 Tabla 9-5.1.2.2. MEDION TIEMPOS DE VIAJE ........................................................................ 46 Tabla 10-5.1.3.1 DISTRUBUCION DE MUESTRAS CAMBIO DE TURNO ........................... 48 Tabla 11-5.1.3.3. DISTRIBUCION DE MUESTRAS ABASTECIMIENTO DE PETRÓLEO ................................................................................................................................... 50 Tabla 12-5.2.1.1.a MANIOBRA EN CANCHA DE CARGUIO, SEG. ....................................... 52 Tabla 12-5.2.1.1.b MATCH PALA-CAMION EN MINERAL ................................................. 52 Tabla 12-5.2.1.1.c MATCH PALA-CAMION EN ESTERIL ...................................................... 53 Tabla 12-5.2.1.1.d RESUMEN GLOBAL MATCH PALA – CAMION...................................... 53 PARA EL GLOBAL DE MATERIAL Y FLOTA DE TRANSPORTE....................................... 53 Tabla 12-5.2.1.1.e ECUACIONES DE REGRESION LINEAL POR FLOTA ............................ 53 Tabla 13-5.2.2.1.1.a FLOTA DE CAMIONES, SEG.................................................................... 56 Tabla 13-5.2.2.1.1.b ORIGEN DE MINERAL POR EXPANSION, SEG. .................................. 56 Tabla 13-5.2.2.1.1.c CUMPLIMENTO (%) DE LA ASIGNACION ........................................ 56 Tabla 13-5.2.2.1.1.d TIEMPOS INTERVALOS DE CONFIANZA (68 %), SEG....................... 56 Tabla 14-5.2.2.2.a PERFILES DE TRANSPORTE ...................................................................... 57 RAMPA PRINCIPAL OESTE ...................................................................................................... 57 Tabla 14-5.2.2.2.b VELOCIDADES MEDIAS EN PENDIENTE RAMPA PRINCIPAL OESTE [KM/H]............................................................................................................................. 57 Tabla 14-5.2.2.2.c ECUACIONES CURVAS DE VELOCIDAD POR CONDICION DE CARGA Y PENDIENTE............................................................................................................... 58 Tabla 15-5.2.3.1.a HORA PROMEDIO CAMBIO DE TURNO POR PLAYA........................... 59 Tabla 15-5.2.3.1.b TIEMPO UTILIZADO EN CAMBIO DE TURNO POR PLAYA [h:m:s]............................................................................................................................................ 59
Tabla 16-5.2.3.2.a HORA PROMEDIO MEDIO TURNO POR PLAYA.................................... 59 Tabla 16-5.2.3.2.b TIEMPO UTILIZADO EN MEDIO TURNO POR PLAYA [h:m:s]............. 60 Tabla 17-5.2.3.3.a TIEMPO DE ABASTECIMIENTO DE PETROLEO DESGLOSADO POR MANIOBRA......................................................................................................................... 61 Tabla 17-5.2.3.3.b RESUMEN POR ASIGNACIÓN SEGÚN DISPATCH ................................ 61 Tabla 17-5.2.3.3.c TIEMPO PERDIDA OPORTUNIDAD DE CARGA..................................... 61 EN CAMIONES NO ASIGNADOS ............................................................................................. 61 Tabla 17-5.2.3.3.d TIEMPO PERDIDA OPORTUNIDAD DE CARGA.................................. 61 EN CAMIONES NO ASIGNADOS A PETROLERA EXTRACCION....................................... 61 Tabla 18-6.1.1.a PORCENTAJE FRECUENCIA DE CAMIONES EN COLA EN LA ZONA DE CARGA, FLOTA P&H 4100 XPB ............................................................................. 63 Tabla 18-6.1.1.b PORCENTAJE FRECUENCIA DE CAMIONES EN COLA .......................... 64 EN LA ZONA DE CARGA, FLOTA P&H 4100 XPA ................................................................ 64 Tabla 19-6.1.2. PORCENTAJE FRECUENCIA DE CAMIONES EN COLA EN LA ZONA DE CARGA, FLOTA P&H 2800 XPA............................................................................. 69 Tabla 20-6.2.1.1. TIEMPO DE ESPERA Y MANIOBRA EN SEGUNDOS............................... 73 ENTRE CAMIONES ASIGNADOS Y NO ASIGANADOS................................................. 73 Tabla 21-6.2.3.a HORA PROMEDIO CAMBIO DE TURNO POR PLAYA.............................. 79 Tabla 21-6.2.3.b TIEMPO UTILIZADO EN CAMBIO DE TURNO POR PLAYA [h:m:s]............................................................................................................................................ 79 Tabla 21-6.2.3.c HORA PROMEDIO MEDIO TURNO POR PLAYA ....................................... 79 Tabla 22-6.2.4. TIEMPOS ABASTECIMIENTO PETROLERA DE EXTRACCIÓN POR FLOTA (CAMIONES EN COLA)................................................................................................ 83 Tabla 23-7.2.1. TIEMPOS DE ENTRADA AL CASO BASE ..................................................... 86 PARA EL ESCENARIO Nº 1, REGISTRO DISPATCH ............................................................. 86 Tabla 24-7.2.2. TIEMPOS DE ENTRADA AL CASO BASE ..................................................... 87 PARA EL ESCENARIO Nº 2, ESTUDIO DE TIEMPOS............................................................ 87 Tabla 25-7.2.3. TIEMPOS DE ENTRADA AL CASO BASE ..................................................... 87 PARA EL ESCENARIO Nº 3, MEJORAS POTENCIALES ....................................................... 87 Tabla 26-7.6.a RESUMEN DE TIEMPOS DE DETENCIÓN Y ESPERA............................ 91 PARA CADA UNO DE LOS ESCENARIOS DE ANALISIS..................................................... 91 Tabla 26-7.6.b RESUMEN DE ÍNDICES OPERACIONALES................................................... 91 PARA CADA UNO DE LOS ESCENARIOS DE ANÁLISIS..................................................... 91 Tabla 27-7.7.1.a ECUACIONES DE REGRESIÓN Y COEFICIENTE DE CORRELACIÓN LINEAL PARA CADA ESCENARIO DE EVALUACION........................... 94 Tabla 28-7.7.1.b TONELADAS EXTRAIDAS POR TURNO Y DIFERENCIA EN CADA ESCENARIO SOBRE LA BASE DE CAMIONES DISPONIBLES ........................... 95
INDICE DE GRAFICOS Gráfico 1-5.2.1.a HISTOGRAMA TIEMPO CARGA P&H4100XPB......................................... 50 Gráfico 1-5.2.1.b HISTOGRAMA TIEMPO CARGA P&H4100XPA ........................................ 51 Gráfico 1-5.2.1.c HISTOGRAMA TIEMPO CARGA P&H2800 ................................................ 51 Gráfico 2-5.2.2.1.a HISTOGRAMA TIEMPO MANIOBRA Y DESCARGA EN CHANCADO................................................................................................................................. 54 Gráfico 2-5.2.2.1.b HISTOGRAMA TIEMPO ACULATAMIENTO EN CHANCADO............ 55
