UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA FACULTAD DE INGENIERÍA DE MINAS, GEOLOGÍA Y CIVIL DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE INGENIERÍA DE MINAS Y CIVIL
TRANSTORTES Y EXTRACCIÓN DE MINERALES- MI-446
ESTADO DEL ARTE DE LOS EQUIPOS EN MINA A TAJO ABIERTO DOCENTE: M.Sc. Ing. CCATAMAYO BARRIOS, Jhonny Henrry INTEGRANTES: QUISPE DÍAZ, Saúl RAMIREZ HUAÑA, Kevin Roy TAIPE HUAMÁN, Yon Felipe
AYACUCHO – PERÚ PERÚ 2018
RESUMEN En la planificación de la preparación minera se determinan los diferentes tipos de marcas y modelos de maquinarias a emplear como las palas mineras, camiones mineros y tractores de carga para el ciclo de carguío y acarreo. Tomando en cuenta estas diferentes características, se tiene por objetivo hacer una comparación, análisis y estudio de estas maquinarias ya mencionadas tomándose en cuanta algunos parámetros como: la capacidad útil y capacidad útil del balde; la capacidad de carga útil nominal y especificaciones de operación o técnicas, respectivamente. La metodología de este trabajo consiste en la búsqueda y obtención de todas las diferentes marcas y modelos que existen en las maquinarias para cada ciclo, en este caso se buscó 1 tesis (ESTRATEGIA DE POSICIONAMIENTO DE MERCADO PARA UNA EMPRESA DISTRIBUIDORA DE EQUIPOS MINEROS); 5 tesis y 2 informes con relación a los equipos mineros para las tres comparaciones de los equipos a tajo abierto como son: Palas mineros, el Camión minero y Bulldozer sobre orugas, que se mencionarán en la bibliografía. El plan estratégico comienza realizando un estudio del mercado en el cual se introducen productos, se analiza el consumidor y el mercado en el cual está inserto, segmentando cada uno de ellos. Se centra el desarrollo de la estrategia de posicionamiento de mercado en la línea de excavadoras, camiones y tractores bulldozer para la minería, esto es, excavadoras de 6.5 a 70.3 M3 de capacidad en balde; camiones con capacidad de carga de 45 y 400 ton y tractores bulldozer con potencia de motor de 60 a 850 kW, para clientes de empresas mineras a rajo abierto, como empresas que prestan servicios a la minería. Después de realizar los análisis externos e internos de la empresa y su competencia se pueden tener claras las ventajas y debilidades de cada uno de ellos y además tener claro lo que el cliente espera, como mínimo, en el desempeño de los equipos y su servicio. Como, por ejemplo, en el mercado de camiones sobre 300 toneladas sus disponibilidades son sobre el 84%. En el caso de las excavadoras, según su tamaño, poder cargar equipos en mínimo 5 pases, con tiempos promedios de 25 segundos segundos y con disponibilidades sobre el 84%. Dentro de las conclusiones se tiene que la comparación de las maquinarias tanto en las palas, camiones mineros y los tractores bulldozer son importantes i mportantes y necesarios de conocerlos, para elegir una de estas se tiene que tomar en cuenta la productividad, la planificación, el estudio del cálculo de la flota de maquinarias, sus servicios auxiliares para obtener mayores rendimientos y cualidades que la empresa minera que requiere de acuerdo a su productividad ya mencionadas, y principalmente todo esto con el fin de para poder mantener en optimas condiciones sus costos unitarios
ÍNDICE DE CONTENIDOS Contenido RESUMEN ....................................................................................................................... 2 ÍNDICE DE CONTENIDOS............................................................................................ 3 CAPITULO I .................................................................................................................... 5 1.1.
INTRODUCCIÓN ............................................................................................. 5
1.2.
Motivación ......................................................................................................... 5
1.3.
OBJETIVOS ...................................................................................................... 6
1.3.1.
Objetivo Principal ....................................................................................... 6
1.3.2.
Objetivos Secundario.................................................................................. 6
1.4.
ALCANCES ...................................................................................................... 6
CAPITULO II ................................................................................................................... 7 2. CONTEXTO TEÓRICO ....................................................................................... 7 2.1. PALAS MINEROS ............................................................................................ 7 2.2.
CAMIONES MINEROS.................................................................................... 8
2.2.1. 2.2.2.
CAMIONES DE TRANSMISIÓN ELÉCTRICA...................................... 8 CAMIONES DE TRANSMISIÓN MECÁNICA ...................................... 8
2.2.3.
CAMIONES AUTÓNOMOS KOMATSU 930SE .................................... 8
2.3.
CRAWDELL DOZER ....................................................................................... 9
CAPITULO III ............................................................................................................... 10 3. ESTADO DEL ARTE ......................................................................................... 10 3.1.
PALAS DE CABLE – ELECTRICOS - MECANICOS.............................. 10
3.1.1.
PALAS HIDRAULICOS ......................................................................... 11
3.1.2.
CARACTERISTICAS GENERALES ..................................................... 11
3.1.3. CANTIDAD DE EQUIPOS EN PORCENTAJES EN LAS MINAS PERUANAS A CIELO ABIERTO ......................................................................... 15 3.1.4.
IMPORTACION DE PALAS .................................................................. 15
3.2.
CAMIÓN MINERO ..................................................................................... 16
3.3.
TRACTOR BULLDOZER .......................................................................... 19
3.3.1. 3.3.2.
CATERPILLAR ....................................................................................... 19 KOMATSU .............................................................................................. 20
3.3.3.
LIEBHERR............................................................................................... 21
3.3.4.
SHANTUI................................................................................................. 21
3.3.5. JOHN DEERE .......................................................................................... 22 CAPITULO IV ............................................................................................................... 23 4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .................................................. 23
4.1.
CONCLUSIÓN: ........................................................................................... 23
4.2.
RECOMENDACIONES: ............................................................................. 23
BIBLIOGRAFIA ............................................................................................................ 24
CAPITULO I 1.1.INTRODUCCIÓN Diego A. C. M. (2016). D iseño de un sistema de comunicaciones de tecnología inalámbrica para el control de activos y personas para una mina de Tajo Abierto (tesis para título). Pontificia Universidad Católica del Perú, Lima, Perú. En la etapa de extracción del mineral se utilizan múltiples maquinarias, las cuales cumplen funciones diferentes como: •
•
•
Palas mineros: Estas unidades remueven el mineral y el estéril de los frentes de minado para cargarlos en los camiones. Para el caso de excavadoras pequeñas, estas son utilizadas para algún tipo de actividad auxiliar dentro la mina como el perfilado de taludes. Ver figura 1 Camiones de carga: Vehículos que cargan el mineral o el material estéril fuera de la mina ya sea a stocks de mineral o botaderos de desmonte. Ver figura 2 Tractores bulldozer: Estos equipos generalmente son utilizados en el empuje de material en las descargas y descargas. También son utilizados en actividades auxiliares como la generación de rampas o plataformas. Ver figura 3
1.2.Motivación Generalmente una operación minera a tajo abierto tiene el costo unitario de carguío y acarreo como el más representativo en el ciclo de minado; esta es una de las razones principales por la cual se buscan mecanismos para reducir costos tales como el contrato de empresas más importantes y de confianza, tales como: Caterpillar, Komatsu, Hitachi, Liebherr; especializadas y dedicadas a la actividad de carguío y acarreo.
1.3.OBJETIVOS A continuación, se mencionan los objetivos que se desea obtener con el siguiente trabajo:
1.3.1. Objetivo Principal Proponer una metodología de comparación y análisis de las marcas y modelos que tienen mayor credibilidad con las empresas mineras a tajo abierto, tomando en cuenta algunos parámetros o especificaciones de operación como la capacidad útil, con el fin de obtener mayor productividad y reducir sus costos unitarios.
1.3.2. Objetivos Secundario ➢ ➢ ➢
Realizar un estudio de comparación de las características como capacidad útil y carga útil del balde entre las palas eléctricas-mecánicas-cable y las palas hidráulicas. Comparar la capacidad de carga útil nominal de las marcas de mayor credibilidad de los camiones mineros para proporcionar comodidad a la empresa minera. Estudiar y analizar las comparaciones de las marcas y modelos para adquirir una maquinaria auxiliar como el tractor bulldozer según la productividad de la empresa para graduar los costos.
1.4. ALCANCES ➢ ➢
La metodología propuesta está enfocada a las comparaciones de las marcas y modelos más importantes que brindan mayor credibilidad y gradúan nuestros costos unitarios. La elaboración de las comparaciones de las maquinarias mencionadas específicamente según su operación de ciclo de minado ha sido realizada en el programa Excel.
CAPITULO II 2. CONTEXTO TEÓRICO La idea de realizar el estado del arte del Match Pala-Camión-bulldozer es tener los equipos de carguío, transporte y limpieza en su máxima capacidad de trabajo lo que implica evitar a toda costa cualquier pérdida operacional que se pueda generar en la operación (principalmente esperas por cola de equipos o falta de estos). Por esto, se requiere un flujo controlado de camiones a cada pala para que haya intervalos ininterrumpidos de carga a camiones sin hacer colas de espera en las zonas de carga, para la cual es importante el uso de los programas como la Arena y el Pro Medel para determinar el rendimiento y tiempos de los equipos y determinar nuestros costos según la comparación de marcas y modelos de los equipos a adquirir. Además, el balde de la pala no puede dejar esperando un camión por cargar, sino que la llegada del camión debe ser coincidente con la descarga del balde de la pala de forma sincronizada y simultánea, al igual que el tractor bulldozer, para saber en qué momento realizar la limpieza o acumulación del material como una maquinaria auxiliar. También durante el llenado del camión, la pala debiera preparar el llenado de su balde, el levante y giro, de manera simultánea, el camión finalice el acumulamiento e inmediatamente la pala vierta el material sobre la tolva, sin dejar espera por carga o espera por pala. En el caso de que se cumplan dichas condiciones, es sumamente recomendable utilizar las comparaciones de las distintas maquinarias según las marcas y modelos para una elección correcta para no tener dificultades en el proceso o diferencia de equipos y poder optimizar el rendimiento de las maquinarias aparte de las mencionadas, ya que de alguna manera influyen en los costos para el incremento de la productividad, a continuación, la descripción de las maquinarias comparadas en este trabajo.
2.1.PALAS MINEROS Existen dos tipos de excavadoras diferenciadas por el diseño del conjunto cuchara-brazo-pluma y que condiciona su forma de trabajo: •
•
Excavadora frontal o pala de empuje: La cual se caracteriza por tener la cuchara hacia arriba. Tiene mayor altura de descarga. Útil en trabajos de minería, cuando se cargan materiales por encima de la cota de trabajo. Retroexcavadora: tiene la cuchara hacia abajo. Permite llegar a cotas más bajas. Utilizada sobre todo en construcción para zanjas, cimentaciones, desmontes, etc.
Normalmente se suele referir de forma errónea a la pala mixta como retroexcavadora. Sirven paran movimientos de tierra aproximadamente de 1m3 de peso con la pala para acarreos cortos de material. En la actualidad hay diferentes tipos de excavadoras de acuerdo a su uso, mini excavadoras, excavadoras de 16 hasta arriba de 45 toneladas de operación. Podría relacionarse a las excavadoras únicamente como movimiento de tierra en la construcción, sin embargo su aplicación el día de hoy, es aplicado en sector agrícola, metalurgia, minería, relleno sanitarios,limpieza de canales de aguas tratadas. Se pueden adaptar accesorios tales como martillos hidráulicos o fresadoras, útiles en minería y en túnel.
Figura 1
Pala hidráulico Caterpillar 6040FS
2.2.CAMIONES MINEROS José A. P. H. (2001). D iseño y aplicación de un modelo económico para la toma de decisiones en reemplazo de equipo de acarreo en una mina a Cielo Abierto (tesis para maestro). Universidad de Colima, Manzanillo, Colima. Los equipos utilizados para el acarreo de material en una mina, son generalmente llamados camiones mineros o camiones fuera de carretera. El trabajo que ellos realizan es: transportar grandes volúmenes de material en las minas, construcción de caminos y en obras de gran magnitud. Actualmente existen en el mercado dos tipos de equipos: mecánicos y eléctricos, y las capacidades de carga varían de acuerdo al fabricante, por lo que la compañía considera necesario efectuar un análisis técnico-económico, para tomar la decisión de reemplazarlos o que continúen en operación.
Ya que estos equipos se caracterizan por el gran movimiento de material que realizan de manera continua, se tiene que tener en cuenta algunos parámetros o especificaciones de operación como su capacidad de carga útil nominal, esto con la finalidad de obtener bajos costos por tonelada transportada. 2.2.1. CAMIONES DE TRANSMISIÓN ELÉCTRICA Hoy en día este tipo de camiones son muy utilizados en el transporte de material dentro de una mina de tajo abierto, debido a que poseen motores eléctricos como mandos finales, los cuales permiten trasmitir la potencia del motor a las ruedas, y por ende efectuarse el movimiento propio de la máquina. Esta característica permite un desempeño más confiable del camión mientras se desplaza por las pendientes de la mina. A su vez se garantiza un costo de mantenimiento más económico por los componentes y control que posee el sistema de transmisión de potencia
2.2.2. CAMIONES DE TRANSMISIÓN MECÁNICA Estos camiones se caracterizan por no poseer un control electrónico (ECM o computadora) acoplado al motor y que permita la regulación de combustión, monitoreo de temperaturas, registro de eventos, etc. Su control o regulación de estos parámetros los efectúa de manera mecánica mediante varillajes propios del motor. Adicionalmente la transmisión de potencia a las ruedas se realiza mediante un mando final mecánico conformado por engranajes, rodamientos y un sistema de reducción que permiten proporcionar un correcto sistema de tracción posterior. La ventaja de estos camiones es que cuando se presenta un suelo húmedo en la mina producto de precipitaciones fluviales, la tracción trasera de estas máquinas permite avanzar sin dificultad y derrapes, en cambio que en los camiones eléctricos podría presentarse el problema de corto circuito.
2.2.3. CAMIONES AUTÓNOMOS KOMATSU 930SE El proyecto de camión autónomo de Komatsu nace como respuesta a la necesidad de las empresas mineras de disponer de un medio tecnológico, que permita efectuar el transporte masivo de los materiales en las minas explotadas por método open pit , sin exponer a los operadores de los camiones a las condiciones de riesgo inherentes a esta operación y a las condiciones que pudieran ser desfavorable a la naturaleza humana, y nació como una respuesta a la necesidad de contar con un medio de transporte económico para aquellos proyectos mineros marginales (Fig.1.13), en términos de su viabilidad económica.
Figura 2
Camiones mineros Komatsu 930SE.
La tecnología del camión autónomo fue desarrollada por Komatsu, probada en Australia y luego en Estados Unidos, en el centro de prueba Twin Buttes, en el cual se comprobó la operatividad del sistema en camiones 930E de 320 toneladas. En Chile, Komatsu realizó una prueba industrial del camión autónomo con Codelco Chile. El camión minero dispone de sensores de ultrasonido en su parte frontal y posterior, con la finalidad de no impactar con los demás vehículos que circulan también por l os distintos sectores de la mina, ya sean camionetas, motoniveladoras, cargadores frontales, etc. Estos camiones disponen de una parada de emergencia por software y en hardware por motivos de seguridad. Como es evidente y se ha podido notar en la descripción de los antecedentes de esta aplicación, la información que se dispone sobre este tipo de tecnología que está siendo aplicada actualmente en diferentes marcas y empresas, es restringida, por ser información confidencial y lógicamente por prevalecer la innovación en el mercado actual.
2.3.CRAWDELL DOZER BULLDOZER: Equipo de trabajo de excavación y empuje compuesto por un tractor sobre orugas o sobre dos ejes neumáticos y chasis rígido o articulado y una hoja horizontal, perpendicular al eje longitudinal del tractor, situada en la parte delantera del mismo. Es un tipo de topadora que se utiliza principalmente para el movimiento de tierras, de excavación y empuje de otras máquinas. Aunque la cuchilla permite un movimiento vertical de elevación, con esta máquina no es posible cargar materiales sobre camiones o tolvas, por lo que el movimiento de tierras lo realiza por arrastre
Figura 3: Motor en Minas.blogspot.com (Li, 2014)
CAPITULO III 3. ESTADO DEL ARTE 3.1.PALAS DE CABLE – ELECTRICOS - MECANICOS Equipos de gran envergadura, que alcanzan elevadas producciones, con costos unitarios bajos y una alta disponibilidad mecánica. Estos equipos son utilizados en unidades mineras a cielo abierto debido a su gran productividad, esto responde a las tendencias de las empresas mineras de mover una gran cantidad de material valioso (mineral y ganga). Estas palas eléctricas proporcionan altos niveles de productividad y de rentabilidades extremos.
Figura 4: Pala de cable BUCYRUS 495HR en stand bay en la Unidad Minera Toquepala.
1 2 3 4 5
ventajas Poseen un sistema de traslación sobre orugas. La excavación se realiza mediante la combinación de dos movimientos: elevación y empuje. Son máquinas pesadas y robustas, adecuadas para el trabajo en cualquier material. Presentan buena estabilidad y suavidad en la operación. Ofrece al operador buena visibilidad.
desventajas Presentan una reducida capacidad de excavación. Requieren de un equipo auxiliar que constantemente mejore la pila de material por carga. Requieren operadores altamente calificados. Las mantenciones se realizan en la misma faena minera. Son consideradas en proyectos de gran escala.
Daniel Neubert, de Komatsu : “las palas de cable tienen una productividad muy alta, pero una flexibilidad baja y requieren una red eléctrica instalada en la faena. Por su parte, las palas hidráulicas tienen una alta productividad y son mucho más versátiles.
3.1.1. PALAS HIDRAULICOS Las palas hidráulicas son máquinas de mayor versatilidad que las palas de cable, porque tienen bastante uso tanto en minerías a gran escala como en obras civiles tales como en zanjas, demolición de estructuras, aperturas de carreteras entre otros. Son maquinas autopropulsadas, sobre orugas, con una estructura que puede hacer un giro de 360° (tanto en sentido horario y antihorario).
Figura 5: Pala hidráulica HITACHI EX1900 en operación en la Unidad Minera Yanacocha.
3.1.2. CARACTERISTICAS GENERALES 1 Diseño compacto y peso relativamente reducido en relación con la capacidad de los baldes. 2 Gran movilidad y flexibilidad en la operación, especialmente en la versión diésel, con velocidad de desplazamiento de 2,4 km/h. 3 Excelente posicionamiento de las maquinas gracias al accionamiento independiente de las aguas. 4 Fuerzas de penetración y excavación elevadas, permitiendo la carga directa de materiales compactos. 5 Presentan menor necesidad de empleo de máquinas auxiliares respecto de una pala de cables. José Cuadrado, asesor de la Gerencia Comercial, División Palas y Perforadoras de Finning Sudamérica, entre los factores que influyen en la selección de una pala, se encuentran: el rendimiento a base de producción, productividad y vida útil de la máquina y sus componentes, así como la calidad del servicio, la seguridad operativa y el costo de operación.
COMPARACIÓN DE COMPONENTES FUNCIONAMIENTOS DE LAS PALAS
PALAS DE CABLE ELECTRICOS - MECANICOS
Palas que cargan sobre otros equipos (camiones).
Palas que descargan directament e sobre el depósito.
descripción general del equipo
PRINCIPALES
Y
PALAS HIDRAULICOS
Pala con carga frontal (para minería a gran escala)
Pala con carga retro (para obras civiles)
compontes principales
Infraestructura: sobre orugas Superestructura: plataforma de giro (360°)
Estructura de operación: -mecanismo de elevación -mecanismo de em u e/ retroceso
Sistema de funcionamiento Sistema eléctrico:
Chasis y tren de rodaje -Corona de giro -Superestructura -Accionamiento -Cabina -Elementos básicos -Baldes -Aguilón -Equipos de trabajo
-Alimentación -Accionamiento Eléctrico -Superestructura Giratoria
Sistema Neumático: -Cables de accionamiento -baldes
Figura 6: Cuadro de comparación de componentes principales y funcionamiento de las palas hidráulicas y de cable
Tabla 1
Cuadro comparativo entre las diferentes marcas y modelos de las palas de cable tomando en cuenta su Carga útil y capacidad del balde.
PALAS ELECTRICAS – MECANICA – CABLES MARCA CATERPILLAR
MODELO 7395
ESPECIFICACIONES TECNICAS Carga útil del balde 64 T Capacidad de balde: 20.6 m3 – 55.8m3 Carga útil del balde: 82 T Capacidad del balde: 19.1 – 61.2m3 Carga útil del balde: 45 T Capacidad del balde: 18.4 – 39 m3 Carga útil del balde: 109 T Capacidad del balde: 30.6 – 61.2 m3 • •
7495 HD
• •
7295
• •
P H
7495 con cuerda de avance 7495 con hidracrow 7495 HF con cuerda de avance 1900AL
• •
• • • •
• •
2300XPC
• •
2800XPC
• •
4100C
• •
4100C BOSS
• •
4100XPC
• •
4100XPC AC-90 4800XPC
• •
• •
BUCYRUS
495HR
• •
Carga útil del balde: 109 T Capacidad del balde: 30.6 – 61.2 m3 Carga útil del balde: 109 T Capacidad del balde: 30.6 – 62.7 m3 Carga útil nominal: 18 T Capacidad nominal del balde: 10.7 m3. Carga útil nominal: 45.4 T. Capacidad nominal del balde de 18.3 a 25.5m3. Carga útil nominal de 59 T. Capacidad nominal del balde: 26.8 – 33.6m3. Carga útil nominal de 81.6 T. Capacidad nominal del balde: 45.9m3. Carga útil nominal: 90.7 T Capacidad nominal del balde: 44.3m3 Carga útil nominal: 108.9 T Capacidad nominal del balde: 52.8 – 61.2m3. Carga útil nominal: 73 – 82 T. Capacidad nominal del balde: 42 – 49 m3 Carga útil nominal: 122.5 T Capacidad nominal del balde: 65.7 – 70.3m3. Carga útil nominal: 100 T Capacidad nominal de balde: 53.5m3
Tabla 1.1
Cuadro comparativo entre las diferentes marcas y modelos de las palas hidráulicas tomando en cuenta su Carga útil y capacidad del balde.
PALAS HIDRAULICAS MARCA HITACHI
MODELO EX1200-6
ESPECIFICACIONES TECNICAS carga útil del balde: 114 T capacidad del cucharon: 6.5m3 Carga útil del balde: 119 T Capacidad del cucharon: 52m3
• •
EX1900-6
• •
CATERPILLAR 6020B
• •
6015B
• •
6030/6030 FS
• •
6040/6040 FS
• •
6050/6050 FS
• •
6060/6060 FS
• •
Carga útil del cucharon: 22 T Capacidad nominal: 12m3 Carga útil del cucharon: 14.6T Capacidad nominal del cucharón: 8.1 m3. Carga útil del cucharon: 29.4 T. Capacidad nominal del cucharón: 16.5 m3 Carga útil del cucharon: 40 T Capacidad nominal del cucharon: 22m3 Carga útil del cucharon: 52.8 T Capacidad nominal del cucharon: 26m3. Carga útil del cucharon: 61 T Capacidad nominal del cucharon: 34m3
KOMATSU PC3000-6 FS E
• •
PC3000-6FS D
• •
PC3000-6BH E
• •
PC3000-6BH D
• •
PC4000-6 FS E
• •
PC4000-6 FS D
• •
PC4000-6 BH E
• •
Carga útil del cucharon: 26 T Capacidad nominal del cucharon: 16m3. Carga útil del cucharon: 26 T. Capacidad nominal del cucharon: 15m3 Carga útil del cucharon: 26 T Capacidad nominal del cucharon: 15m3 Carga útil del cucharon: 26 T Capacidad nominal del cucharon: 15 m3 Carga útil del cucharon: 39 T. Capacidad nominal del cucharon: 22m3 Carga útil del cucharon: 39T Capacidad nominal del cucharon: 22m3 Carga útil del cucharon: 54 T. Capacidad nominal del cucharon: 29m3
3.1.3. CANTIDAD DE EQUIPOS EN PORCENTAJES EN LAS MINAS PERUANAS A CIELO ABIERTO
PALAS DE CABLE (%)
PALAS HIDRAULICAS (%) OTROS 9%
OTROS 8% P & H 45%
BUCYRUS 12%
CATERPILLAR
BUCYRUS
P & H
CATERPIL LAR 40%
HITACHI 17%
CATERPIL LAR 35%
KOMATS U 34%
OTROS
CATERPILLAR
KOMATSU
HITACHI
OTROS
Figura 7. Cantidad de equipos en porcentajes en las minas peruanas a cielo abierto
3.1.4. IMPORTACION DE PALAS Tomando en consideración los modelos analizados, en el periodo 2005 y 2015, se importaron en total 56 unidades. Series1
Series2
Series3
3 1
Series4
1 1
4 3
3
4
3
5
6
5
3 1 2006
2
2
2007
2008
4 2
1
2
2 1
2 3
2005
6
3 2009
4
2010
3 2011
4
2012
4
2013
2
2
2014
2015
Figura 7. Importación de palas entre los años del 2005 - 2015
En el año 2012 las unidades importadas alcanzaron el máximo (13 unidades), para luego comenzar a decrecer en forma sostenida y alcanzar las 4 unidades en el 2015
-El rango de capacidades se obtuvo del “Catastro de Equipamiento Minero 2014/2013”, Editec S.A. -“Catastro de Equipamiento Minero 2014/2013”.
*Serie1: Caterpillar; Serie2: Bucyrus; Serie3: Komatsu; Serie4: Hitachi
3.2.CAMIÓN MINERO Richard, N. V. (2013). Diseño de un Controlador Neurodifuso para la Conducción Autónoma de un Camión Minero de dos Cuerpos (tesis de maestría). Pontificia Universidad Católica del Perú, Lima, Perú. “P rimero se hará hincapié a la diferencia entre los diferentes tipos de los camiones mineros más grandes, en los cuales se ha tomado en cuenta sus características y diferencias principales entre los distintos tipos de camiones mineros.” Como se verá en la siguiente tabla:
Tabla 2 Cuadro comparativo entre las diferentes marcas y modelos de los camiones mineros tomando en cuenta su Carga útil nominal.
MARCA
MODELO 785D
DESCRIPCIÓN O ESPECIFICACIONES DE OPERACIÓN •
•
785G (TIER 4)
•
•
•
CATERPILLAR
KOMATSU
789D
•
793F
•
793F (TIER 4)
•
794 AC
•
795F CA
•
797F
•
HD465-7
•
HD605-7
•
980E-4 (ELECCTRIC DRIVER TRUCK) 930SE
•
•
Carga útil ideal (piso de doble declive) 133.0 tons. métricas. Carga útil máxima 143.0 tons. métricas. Capacidad de carga útil nominal 132.0 tons. métricas. Capacidad de carga útil nominal (neumáticos 33.00R51*) 132.0 tons. métricas. Capacidad de carga útil nominal (neumáticos 36.00R51*) 134.0 tons. métricas. Capacidad de carga nominal 181.0 tons. métricas. Capacidad de carga útil nominal 226.8 tons métricas. Capacidad de carga útil nominal 226.8 tons. métricas. Capacidad de carga útil nominal 291.0 tons. Capacidad de carga útil nominal 313.0 tons. Métricas. Capacidad de carga útil nominal 363.0 tons. Métricas Capacidad de carga útil nominal 99.46 tons. Capacidad de carga útil nominal 110.25 tons. Capacidad de carga útil nominal 400.00 tons.
Capacidad de carga útil nominal 320.00 tons.
LIEBHERR
BELAZ
SANY
TEREX
HITACHI
830E
•
HD 1500-8
•
HD 1500-7
•
HD 785-7
•
960E-1
•
T236
•
T264
•
T284
•
T282C
•
75306
•
75131
•
75710
•
75137
•
75302
•
7560
•
75135
•
SRT45
•
SRT55D
•
SRT95C
•
TR100
•
NTE240
•
EH3500AC-3
•
EH4000AC-3
•
EH5000AC-3
•
Capacidad de carga útil nominal 240.00 tons. Capacidad de carga útil nominal 142.00 tons. Capacidad de carga útil nominal 144.1 tons. Capacidad de carga útil nominal 166.00 tons. Capacidad de carga útil nominal 360.00 tons. Capacidad de carga útil nominal 100.00 tons. Capacidad de carga útil nominal 221.0 tons. Capacidad de carga útil nominal 363.00 tons. Capacidad de carga útil nominal 363.00 tons. Capacidad de carga útil nominal 220.0 tons. Capacidad de carga útil nominal 110136 tons. Capacidad de carga útil nominal 450 tons. Capacidad de carga útil nominal 136 tons. Capacidad de carga útil nominal 220 tons. Capacidad de carga útil nominal 360 tons. Capacidad de carga útil nominal 110130 tons. Capacidad de carga útil nominal 45.0 tons. Capacidad de carga útil nominal 55.0 tons. Capacidad de carga útil nominal 95.0 tons. Capacidad de carga útil nominal 100.0 tons Capacidad de carga útil nominal 220.0 tons. Capacidad de carga útil nominal: 181.00 toneladas métricas-200 toneladas. Capacidad de carga útil nominal: 221.00 toneladas métricas-243.6 toneladas. Capacidad de carga útil nominal: 296.00 toneladas métricas-326 toneladas.
BUCYRUS
MT3700AC
•
MT6300AC
•
MT4400AC
•
MT3700
•
MT4400
•
R45D
•
R60D
•
R70D
•
R100E
•
UNIT RIGHAULTRUCK
VOLVO
Capacidad de carga útil nominal 205.0 tons. Capacidad de carga útil nominal 363.0 tons. Capacidad de carga útil nominal 221.315 tons. Capacidad de carga útil nominal 185.94 tons. Capacidad de carga útil nominal 221.315 tons. Capacidad de carga útil nominal 45.0 tons. Capacidad de carga útil nominal 60.0 tons. Capacidad de carga útil nominal 72.0 tons. Capacidad de carga útil nominal 100.0 tons.
Según publicación del diario El Comercio, basado en uno de los papers de mba&educación sobre “La minería en el mundo: Un negocio global” muestra la siguiente gráfica en donde en donde se da a conocer la relación de los camiones mineros más adquiridos por las empresas mineras a nivel mundial. TEREX BUCYRUS
%
UNIT RIGHAULTRUCK
VOLVO SANY
HITACHI
BELAZ
CATERPILLER LIEBHERR
KOMATSU
CATERPILLER
KOMATSU
LIEBHERR
BELAZ
HITACHI
BUCYRUS
TEREX
UNIT RIG-HAULTRUCK
VOLVO
SANY
Figura 7. Demanda de las diferentes marcas entre los últimos años.
3.3.TRACTOR BULLDOZER A continuación la comparación de los equipos muestran las especificaciones técnicas más importantes como el modelo del motor, potencia del motor, peso operativo, capacidad de la hoja y otras especificaciones en segundo plano pero con la misma importancia que nos ayudan a sintetizar conclusiones sobre los mejores modelos de acuerdo a la productividad de la empresa para adquirir una maquinaria auxiliar como es el tractor bulldozer que es indispensable en la limpieza, por lo que el estado del arte debe ser la prioridad más importante en el escojo de equipos auxiliares, a continuación en la siguiente tabla las comparaciones de las maquinarias bulldozer según marcas y modelos de equipos parecidos.
3.3.1. CATERPILLAR
Figura 8: comparación de los mejores equipos pesados bulldozer de la marca CAT www.cat.com (Li, 2016). Tabla 3 Importantes especificaciones técnicas Modelo de motor Cat C30 ACERT™ Potencia de motor 850.0 HP Bore 5.7 in carrera 6.4 in desplazamiento 1959.0 in³ Depósito de combustible 425.0 gal (US) Sistema de refrigeración 47.6 gal (US) Carter del motor 18.0 gal (US) Tren de potencia 60.8 gal (US) Peso operativo 229800.0 lb Peso de envío 109775.0 lb
Cat C32 ACERT™ 600.0 HP 5.4 in 6.0 in 1648.0 in³ 314.4 gal (US) 71.1 gal (US) 27.2 gal (US) 90.9 gal (US) 154700.0 lb 82640.0 lb
Notas: La potencia neta anunciada es la potencia disponible en el volante cuando el motor está equipado con filtro de aire, silenciador, alternador, ventilador y controles de emisiones del motor, según sea necesario.
La potencia neta anunciada es la potencia disponible en el volante cuando el motor está equipado con filtro de aire, silenciador, alternador, ventilador y controles de emisiones del motor, según sea necesario.
3.3.2. KOMATSU
Figura 9: comparación de los mejores equipos pesados bulldozer de la marca KOMATSU www.KOMATSU.com (Li, 2016). Tabla 4 Importantes especificaciones técnicas Fabricante Modelo Tipo de cuchilla (estándar) Equipo trasero Anchura del zapato (mín. / Máx.) (Mm) Anchura del zapato (estándar) (mm) Potencia del motor (ISO 9249) (kW) Peso de trabajo (kg) Unidad de ventilador de refrigeración Nivel de ruido en el oído del operador / externo (dB (A)) Velocidad F / R (KPH) Radio de giro mínimo (m) Mandos finales Tipo de zapatos Presión del suelo (kg / cm2)
Komatsu D155AX-7 SIGMADOZER Destripador gigante 560/710 610 264 39700 Hydr. + modo de limpieza 77 / 111
Komatsu D155AXi-8 SIGMADOZER Destripador gigante 610/710 610 264 41800 Hydr. + modo de limpieza 78 / 111
11.6/14 2.14
11.6/14 2.14
Doble reducción
Doble reducción
Garra única 1.02
Garra única 0.99
Notas: Con un peso operativo de 8 a 108 toneladas, las excavadoras Komatsu combinan un entorno cómodo para el operador con la última tecnología de excavadoras que ofrece un rendimiento excelente en todo el ciclo de trabajo. Los componentes de alta calidad y el diseño único del tren de rodaje hacen que los dozers Komatsu sean los más económicos en su clase. También disponibles, las excavadoras Komatsu pueden equiparse con sistemas inteligentes de control de máquinas que aumentan la producción y la eficiencia de clasificación.
3.3.3. LIEBHERR Tabla 5 Importantes especificaciones técnicas Fabricante Modelo Tipo de cuchilla (estándar) Equipo trasero Anchura del zapato (mín. / Máx.) (Mm) Anchura del zapato (estándar) (mm) Potencia del motor (ISO 9249) (kW) Peso de trabajo (kg) Unidad de ventilador de refrigeración Nivel de ruido en el oído del operador / externo (dB (A)) Velocidad F / R (KPH) Radio de giro mínimo (m) Mandos finales Tipo de zapatos Presión del suelo (kg / cm2)
Liebherr
Liebherr
PR756 Semi-U Destripador gigante 560/711 610 250 39455
PR754 Semi-U Destripador gigante 560/710 560 250 39516
Hidrostático 78 / 113
Hidrostático 79 / 113
11.0/11.0 n/p
11.0/11.0 n/p
Doble reducción Garra única 1.02
Doble reducción Garra única 1.11
3.3.4. SHANTUI Tabla 6 Importantes especificaciones técnicas Marca Modelo NO Nuevo Color Komats Peso de la máquina Capacidad de la hoja Transporte Especificación: Origen: Código del SA:
Shantui SD22/SD32 Naranja 235kw (220HP) / 2000rpm 37200kg 10m3 Paquete adecuado para el envío, 220hp Shandong Código SA de China: 8429510000
Descripción especifica Transmisión principal: engranaje cónico en espiral, reducción de velocidad de una etapa, lubricación por salpicadura Embrague de dirección: Mojado. Multi-disco, accionado por resorte, separado hidráulicamente, control hidráulico Freno de dirección: Operación hidráulica, flotante, de encendido y apagado directo. Accionamiento final: reducción de velocidad de 2 etapas de la lubricación por salpicadura de engranajes rectos.
Shantui SD22W amarillo 162 / 1800kw / 23.44t 5750 * 3725 * 3395mm Paquete desnudo 162 / 1800kw / Shandong Código SA de China: 8429510000
Basado en el SD22, el bulldozer de roca SD22W está especialmente diseñado para trabajar en entornos rocosos. El SD22W presenta un rendimiento avanzado, alta confiabilidad, bajo consumo de combustible y un mantenimiento conveniente. El SD22W está equipado con una hoja y un bastidor de roca de alta resistencia y resistente al desgaste, que lo hace adaptable para trabajos duros con grava, roca y roca erosionada.
3.3.5. JOHN DEERE Tabla 7 Cuatro importantes especificaciones técnicas MODELO
450K Crawler Dozer 550K Crawler Dozer 650K Crawler Dozer 700K Crawler Dozer 750K Crawler Dozer 850K Crawler Dozer 950K Crawler Dozer 1050K Crawler Dozer
PODER DE LA RED DEL MOTOR
60 kW (80 hp) at 2,200 rpm 69 kW (92 hp) at 2,200 rpm 78 kW (104 hp) at 2,200 rpm 97 kW (130 hp) at 1,800 rpm 123 kW (165 hp) at 1,800 rpm 152 kW (205 hp) at 1,800 rpm 198 – 209 kW (265280 hp) at 1,800 rpm 261 kW (350 hp) at 1,800 rpm
PESO OPERATIVO
7,959 – 8,522 kg (17,510 – 18,752 lb.) 8,981 – 9,544 kg (19,758 – 21,000 lb.) 9,691 – 10,156 kg (21,320 – 22,343 lb.) 13,733 – 14,193 kg (30,275 – 31,290 lb.) 15,661 – 17,121 kg (34,527 – 37,745 lb.) 19,304 – 21,775 kg (42,558 – 48,005 lb.) 29,606 – 33,431 kg (65,300-73,700 lb.) 42,800 – 43,100 kg (94,300 – 95,000 lb.)
RANGO Y ANCHO DE LA HOJA
2,464 – 2,921 mm (97 – 115 in.) 2,667 – 2,921 mm (105 – 115 in.) 2,667 – 2,921 mm (105 – 115 in.) 3,200 – 3,658 mm (126 – 144 in.) 3,251 – 3,962 mm (128 – 156 in.) 3,251 – 4,267 mm (128 – 168 in.) 3,886-4,674 mm (153-184 in.) 3,964-5,600 mm (156-221 in.)
Por su parte, Manuel Muñoz, gerente de JCB, marca inglesa representada por Dercomaq, refiere que las retroexcavadoras también son equipos con altos niveles de compra, debido a su amplio rango de aplicación. “La retroexcavadora JCB es potente, tiene una alta productividad y bajos costos de operación”, asegura.
Otras empresas que tienen una activa participación son Cresko y Unimaq, firmas vinculadas a Ferreycorp. Cresko informa que uno de sus modelos más demandados es el tractor sobre orugas con un motor de 160 hp de la marca SEM; mientras que Unimaq destaca la venta de su montacargas CAT GP25NM. Para seguir cubriendo las necesidades del mercado, Komatsu-Mitsui adelanta que este año introducirá camiones autónomos para la minería y palas hidráulicas de hasta 48 m3 de capacidad. En tanto, Ferreyros impulsará la venta de sus camiones mineros y las perforadoras CAT MD6540, incorporará los cargadores 994K y sumará la marca Valley Irrigation. Tabla 8 Según la Asociación Automotriz del Perú (AAP), estas son las maquinarias que más se importaron durante el 2015: Cargadores Se llegaron a vender un total de 1,107 unidades, 843 nuevos y 264 usados. Compactadoras Se vendieron 346 unidades. 310 nuevas y 37 usadas. Excavadoras Entre las más importadas con un total de 1,383, 1,140 nuevas unidades y 243 usadas. Motoniveladoras Entre 176 unidades nuevas y 16 usadas, se llegaron importar 191 unidades en total. Topadoras Con 214 unidades, 196 nuevas y 18 usadas.
CAPITULO IV 4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 4.1.CONCLUSIÓN: Las conclusiones principales de este trabajo se muestran respectivamente: ➢
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Las palas utilizadas en minería a rajo abierto tienen diferentes capacidades útiles y carga útil diferentes, en una mina como esta lo más importante para elegir una de estas palas es ver la productividad, el diseño del tajo y la vida útil del equipo, y las empresas mineras para cumplir con sus expectativas tienes que trabajar con empresas distribuidoras de estos equipos, estos equipos tienen diferentes modelos y marcas de acuerdo a su productividad. La capacidad de carga útil nominal de los distintos tipos de marcas y modelos de camiones mineros influyen mucho en el estudio del cálculo de flota de camiones en una operación minera a cielo abierto antes que inicie la explotación de la mina, al inicio, y durante el desarrollo de la misma, esto ayuda a mantener en óptimas condiciones en la relación $/ton para el costo de operaciones mina, ya que el exceso o la falta de camiones incurre directamente en los costos unitarios. Las comparaciones analizadas basándose principalmente en modelos que se asemejan como la potencia del motor, dimensiones de la hoja y cuchilla y la aplicación de esta máquina de servicio auxiliar como es el tractor bulldozer al terreno y además el nivel de ruido que ocasiona para el operador a comparación los topadores bulldozer sobre neumático su rendimiento solo se ve limitado por uno máximo a los 100 km, pero tiene un sostenimiento terrestre fijo y es la maquina auxiliar con mayor rendimiento y movilidad de la cuchilla frontal, por lo que este análisis muestra una obtención de la maquina con las cualidades que la empresa requiera de acuerdo a su productividad.
4.2.RECOMENDACIONES: ➢
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Las palas de cable tienen mayor productividad en las operaciones mineras, por lo que tienen un costo mas alto. En cambio, las palas hidráulicas son más versátiles, pueden ser para minería como para obras civiles. En tanto la elección de estos equipos es criterio de estudio del sistema de flotas de la empresa minera, y tratar de recuperar el capital invertido en el menor tiempo posible. Es recomendable tener en cuenta la producción, si es lo más precisa posible se tiene la confianza para poder determinar las marcas y modelos de camiones mineros a emplear, se tiene como ejemplo: que el costo de un camión CAT 789D es de aproximadamente 582 $/hr y si se tiene un exceso de camiones existirán tiempos muertos ya que tendrían que esperar a que se libere la pala, lo cual generará perdidas. Es importante determinar qué tipo de maquinaria auxiliar de tractor bulldózer es necesariamente determinante para el terreno de transporte de material en la acumulación de esta a tajo abierto, por lo que es importante realizar comparaciones del tipo de cuchilla bulldozer (cuchilla fija al chasis) o angledozer (su cuchilla puede pivotar sobre un eje vertical) además si están equipadas con dientes de acero en la parte posterior de acuerdo a la movilidad del terreno. Esta diferencia del funcionamiento de trabajo de estas cuchillas son las variantes para el rendimiento del equipo.
BIBLIOGRAFIA Información tomada de Internet: •
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