Rendimiento y Productividad de Equipos en Minería

RENDIMIENTO Y PRODUCTIVIDAD DE EQUIPOS EN MINERÍA

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DEDICATORIA Dedicamos el presente trabajo a nuestros padres y a las personas que nos apoyaron en esta iniciativa, al docente de curso que con su labor inculca a la investigación para así formarnos como profesionales competentes y siempre a la vanguardia este trabajo es suyo.

ÍNDICE RESUE!""""""""""""""""""""""""""""""""""..# $!%R&DU''$(!"""""""""""""""""""""""""""""""...)

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'*+'U+& DE RE!D$$E!%&S  -R&DU'%$$D/D DE E0U$-&S""""""""".1 '/-2%U+& $3 RE!D$$E!%&"""""""""""""""""""""""""".4 5. /!*+$S$S /!*+$S$S DE+ DE+ %R/6/7& %R/6/7& / RE/+$8/R"" RE/+$8/R"""""""" """"""""""""" """"""""""59 """59 :. '&-&!E! '&-&!E!%ES %ES DE DE %$E-& %$E-& DE+ '$'+& '$'+& DE DE %R/6/7 %R/6/7&""""" &""""""""".. """"..59 59 a; /!$8/' &R>/!$8/'$(!""" $(!""""""""" """""""""".. """"...5: .5: ?. a; b; c;

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?.:. ?.=. ?.?. ?.#.

%iempos de vertido"""""""""""""""""""""""""..=5 %iempos de espera y maniobra"""""""""""""""""""".=5 %iempos de reemplaFamiento""""""""""""""""""".."=5 !Gmero de mototraillas por empujador"""""""""""""""""=5

#. -R&DU''$(! DE +&S %R/'%&RES""""""""""""""""""..=5 E7E-+&S $+US%R/%$&S""""""""""""""""""""""""""=: '&!'+US$&!ES"""""""""""""""""""""""""""""""= 6$6+$&>R/<2/""""""""""""""""""""""""""""""""=)

RESUMEN En el presente trabajo de investigación se estudia los diferentes factores que

son

fundamentales en la producción de la minería eCtractiva, que en el caso de la minería subterrHnea, esta se realiFa luego de procesos sucesivos, desde la fase eCploratoria y la cubicación de reservas, para continuar luego con el diseIo del proyecto, el desarrollo y la eCplotación de la mina.

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En la fase de ECplotación, se requiere de un planeamiento y programación de operaciones muy cuidadosa, dada las características del trabajo a realiFar. Es de reconocer, el rol que cumple el inisterio de Energía y inas, atreves de

las

disposiciones de Seguridad minera, constituyendo un instrumento referencial de carHcter t@cnico y normativo para orientar las operaciones del trabajo minero. Dada la necesidad de ampliar el uso de indicadores que permitan medir el grado de eficiencia con que se utiliFan los recursos durante los procesos de la fase de la producción minera eCtractiva, en este estudio se plantea la posibilidad de medir la productividad de la producción y su relación con el costo marginal de la producción. -ara este fin, Se Ja tomado como referencia una Empresa contratista de tamaIo mediano, que actGa en la minería subterrHnea, de la cual se Jan obtenido muestras de los resultados de la producción y los recursos comprometidos, en diferentes periodos operativos, Jabi@ndose obtenido

marcadas variaciones con respecto a su

presupuesto operativo, debido a raFones eCplicables si se tiene en consideración las características propias de la actividad minera eCtractiva de tipo socavón o subterrHnea. -or otra parte, de los resultados de la encuesta se puede notar que la mayoría de empresas contratistas, no utiliFan el concepto de 'osto marginal K'a;L Sin embargo, se puede afirmar su importancia para ponderar su aplicación, complementaria al costo medio K'e;, para propósitos de seguimiento y control de la productividad y, la toma de decisiones respecto a la asignación de recursos y la programación de la producción. Una buena parte de la minería eCtractiva, son realiFados a trav@s de empresas contratistas especialiFadas, registradas en el inisterio de Energía y inas. En el trabajo de investigación se muestran cuantitativamente las variables que intervienen en las operaciones de la producción minera eCtractiva, que constituyen la base de datos suficientes para calcular el costo medio, el costo marginal y la productividad. En el ap@ndice se muestran cuantitativamente, en formato ECcel, cuadros que muestran la producción y su situación comparativa con el presupuesto operativo. /simismo, se

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muestra grHficamente, el nivel crítico de producción, donde el costo marginal iguala al costo medio. Esta referencia adquiere especial importancia, tanto para los fines de control interno de costos y productividad de la empresa minera eCtractiva, así como para los fines comparativos entre el plan de producción y el presupuesto operativo.

INTRODUCCIÓN En la moderna minería a cielo abierto, donde se mueven grandes volGmenes de materiales rocosos con ritmos muy intensos, los equipos productivos estHn constituidos por maquinas dimensionadas y adquiridas para realiFar un trabajo y capases de alcanFar un cierto nivel de producción. +as mHquinas que se utiliFan tienen un alto costo de fabricación, debido entre otros factores a los componentes especiales y calidad de los materiales empleados. Esto eCige que sea preciso alcanFar las producciones fijadas, a fin de amortiFar las inversiones efectuadas y obtener unos costes de operación bajos, a trav@s de unos altos rendimientos.

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0ueda claro que el conocimiento y control de los rendimientos es especialmente importante, pues con ello se determina, en primer lugar, la capacidad de producción que es posible alcanFar, en segundo lugar, su efectividad y por ultimo su potencial productivo y rentabilidad económica del proyecto. -or otro lado, ese conocimiento de los rendimientos es indispensable para llevar a cabo una planificación de los trabajos y para la selección de los equipos mHs adecuados, de su tamaIo y nGmero. En este capítulo se va a eCponer la metodología de cHlculo de los rendimientos de diferentes equipos. ay que tener en cuenta que el comportamiento de las mHquinas, por su propio diseIo, supondrH un rendimiento teórico terminado precisamente por sus características constructivas .pero ademHs el correcto funcionamiento de los equipos depende dela formación de los operadores, por lo que el rendimiento final del conjunto JombreMmHquina es lo que se denomina rendimiento operativo o tambi@n producción Joraria de la unidad.

CÁLCULO DE RENDIMIENTOS Y PRODUCTIVIDAD DE EQUIPOS Página 7


CAPÍTULO I Página 8


RENDIMIENTO ¿Qué es rendimien!" Rendimiento o producción es la cantidad de trabajo que se realiFa en la unidad de tiempo. -ara la clase, es el volumen de material trabajado KeCcavado, transportado, compactado, 3

etc.; por Jora, medido segGn la especificación

3

3

m m m , , . hb hs hc

#$ ANÁLISIS DEL TRA%A&O A REALI'AR / la Jora de estimar el rendimiento de un equipo minero es preciso tener en cuenta los cuatro factores bHsicos de los cuales depende el desarrollo de la operación3 5.M 'omponentes de tiempo. :.M
($ COMPONENTES DE TIEMPO DEL CICLO DE TRA%A&O$

+os componentes principales de tiempo que se distinguen en el ciclo de trabajo en una eCplotación minera con equipos convencionales son los correspondientes a3 carga,

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transporte o empuje, vertido, retorno, espera y maniobra cada uno de estas operaciones es responsable de una parte de la duración total del ciclo bHsico de eCplotación.

)* +),!res de ,)r-)

   

%amaIo y tipo del equipo de carga. %ipo y condiciones del material a ser cargado. 'apacidad de la unidad. ECperiencia y destreFa del operador.

.* +),!res de r)ns/!re ! em/u0e     

'apacidad y característica de equipo. Distancia de transporte. 'ondiciones de la pista de rodadura. -endientes.
,* +),!res de 1erid!    

Destino del material, escombrera, acopio de mineral, tolva. 'ondiciones del Hrea d vertido. %ipo y maniobrabilidad de una unidad de transporte. %ipo y condiciones del material.

d* +),!res de re!rn!     

'apacidad y rendimiento del equipo. Distancia de retorno. 'ondiciones de la pista de rodadura. -endiente.
e* +),!res de es/er) 2 m)ni!.r)  aniobrabilidad del equipo.  Dimensiones del Hrea de trabajo.

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   

%ipo de mHquina de carga. +ocaliFación del equipo de carga. Esperas en las proCimidades de la unidad de carga o empujado Esperas para depositar la carga en la trituradora.

3$ +ACTORES DE E+ICIENCIA Y OR4ANI'ACIÓN$ Una estimación en este campo debe indicar la producción media que puede dar un equipo a lo largo de un periodo de tiempo dilatado. Un cHlculo demasiado optimista puede impedir alcanFar los niveles de producción previstos y un nGmero de mHquinas insuficiente destinadas a llevar a cabo tal operación es necesario contemplar las p@rdidas de tiempo o retrasos característicos de cualquier operación tales como trabajos nocturnos, traslados de equipos de carga o cambios de tajo, interrupciones por voladura ,malas condiciones climatológicas, trafico, etc. & factores tales como la eCperiencia del operador, conjunto equilibrado con los equipos auCiliares, como por ejemplo tractores compactadores. 'ada equipo debe considerarse como parte de un sistema, y como tal queda sometido a p@rdidas de tiempo debido a la deficiencia en la dirección de supervisión, condiciones de trabajo, clima etc. Estos retrocesos y p@rdidas de tiempo son los que caracteriFan el factor conocido como eficiencia de la operación. -or otro lado ,es necesario tener en cuenta la disponibilidad mecHnica o simplemente la disponibilidad ,definida como la disposición de los equipos para actuar durante el tiempo de trabajo programado , es decir, Jay que considerar las p@rdidas de Joras de trabajo debido a averías intempestivas y reparaciones programadas o rutinas de mantenimiento. 'uando no se disponga de eCperiencia suficiente para estimar individualmente los factores anteriores, se podrH tomar en producto de ambos, que se denomina eficiencia operativa global reflejada en tabla siguiente.

TA%LA I E5i,ien,i) O/er)i1) 46!.)6 'ondiciones de trabajo ECcelente 6uenas Regulares malas

ECcelente 9.1= 9.) 9.): 9.=

'alidad de la organiFación 6uena Regular 9.19 9.)) 9.)= 9.)9 9 9. 9.5 9.#4

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Deficiente 9.)) 9.? 9.9 9.#?


TA%LA II E5i,ien,i) !/er)i1) -6!.)6 'ondiciones del terreno ligero medioMdifícil difícil terreno duro

ECcelente 9.)9 9.# 9.#) 9.?:

'alidad de la organiFación 6uena Regular 9= 9.## 9.#9 9.#9 9.?= 9.?= 9.=: 9=:

Deficiente 9.?) 9.?: 9.= 9.:)

Si se trata de un clima eCtremo, en ambientes polvorientos con materiales densos y abrasivos, la calidad de la operación serH deficiente y las prestaciones se verHn afectadas de forma adversa debido a las condiciones de trabajo. Si la dirección y la supervisión son eCcelentes, con buenos talleres, y programas de mantenimiento preventivos adecuados, p@rdidas de tiempo mínimas en el transporte, alta disponibilidad, etc. El tiempo efectivo de producción serH alto. -or el contrario una dirección y supervisión deficientes reducirHn el tiempo real y la capacidad de los equipos deberH ser incrementada para conseguir las producciones requeridas. En el caso de equipos continuos como las rotopalas los valores difieren de las anteriores, por lo que se aconseja utiliFar los recogidos en la tabla $$ y $$$ para aplicarlos conjuntamente mediante el producto de los mismos.

TA%LA III +),!res de ,!ndi,i!nes de r).)0! ECcelente"""""""".. 6uenas""""""""". Regulares"""""""... alas""""""""...

9.4: 9.1= 9.)= 9.:

7$ +ACTOR DE ESPON&AMIENTO Y DENSIDADES$

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'uando se eCcava un material, normalmente se fractura en partículas menores que no pueden ajustarse entre sí, tanto como estHn en su estado natural .Esto da lugar a la eCistencia de Juecos en el material, provocando un aumento de su volumen que es llamado AesponjamientoB a si pues para el cHlculo de rendimientos y producciones es importante distinguir los conceptos de material ínsitu o en banco y material suelto o esponjado.

-ara medir el aumento de volumen se puede utiliFar diversos parHmetros3 d; +),!r de ,!n1ersi8n 1!6uméri,) 9V:$ Es la relación entre el volumen en banco y el volumen suelto de una misma cantidad de material. Kg materialsuelto Vb m3 = V = FCV = Vs Kg materialenbanco m3

e* +),!r de es/!n0)mien! 9+E:$ Se define como el valor inverso de factor de conversión volum@trica.

5* P!r,en)0e de e;/)nsi8n 9PE:$ Es el incremento d volumen del material al pasar de su estado natural en el banco al estado suelto en la pila o montón.

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PE=

(

)

Vs−Vb Vs × 100= −1 × 100 Vb Vb

+a relación entre este coeficiente y los anteriores es la siguiente3 PE=(

1

V

−1 )× 100=( FE−1 )× 100

En la tabla $ se recogen alguno de los valores mHs comunes de estos coeficientes para distintos materiales.

TA%LA IV

MATERIAL

<- /!r m3en e6 .)n,!

+),!r de P!r,en)0 <- /!r m ,!n1ersi8n e de sue6! 1!6uméri, e;/)nsi8n ) 3

=>-?m3.*

=>-?m3s*

9PE:

9V O +CV:

>rava arcilla seca

#$@

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7

$@(

grava arcilla mojada carbón Kantracita; tierra comGn y marga secas tierra comGn y marga mojadas rocas bien boladas rocas y piedras trituradas rocas blandas escorias bauCitas Jormigón granito yeso caliFa bolada mHrmol narro seco barro JGmedo piFarras mineral de yerro

:.: 5.?# 5.#?

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9.1 9.) 9.)? 9.)# 9.15 9.)# 9.): 9.)M9.# 9.#) 9.M9.#) 9.M9.#) 9.1= 9.1= 9.)) 9.)#

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B$ POTENCIAS Y +UER'AS MOTRICES DE LOS EQUIPOS MÓVILES$ B$#$

E6emen!s ue /r!/!r,i!n)n /!en,i)$

+a potencia es el trabajo realiFado por un dispositivo por unidad de tiempo. En el caso de un motor la potencia se mide en su eje por un procedimiento cualquiera y a ese valor se le denomina Apotencia al frenoB. +os fabricantes dan, generalmente, varias curvas correspondientes, a los diferentes servicios previstos, es decir diferentes velocidades de rotación, etc. Se utiliFa tambi@n la potencia correspondiente al par mHCimo. En general, este valor difiere notablemente del precedente. ay tambi@n un valor de la potencia que corresponde al mínimo del consumo específico del motor.

+a potencia Gtil de un motor se transmite a las ruedas por medio de diferentes órganos de transmisión, entre cuales estH el cambio de velocidades. Este tiene por finalidad adaptar el nGmero de revoluciones a que el motor desarrolla toda su potencia a la velocidad de la traslación del motor. / potencia constante, los esfuerFos producidos en las ruedas

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motrices y en la barra de tracción serHn tanto mayores cuando mHs sea la relación ente el nGmero de vueltas de las ruedas o las orugas. /sí pues, el esfuerFo de la tracción disponible o ArimpullB es la cantidad en Nilogramos fuerFa que un motor pone al punto de contacto de las ruedas motrices con el suelo. Este tipo de tracción es independiente del patinaje que pueden sufrir las ruedas motrices en determinados terrenos. -uede ser calculado aproCimadamente, para cada velocidad de marcJa, mediante la fórmula3 Esfuerzo de tracción =

270 × potencia

( HP ) ×Rend .delatransmisión

Velocidad (

Km ) hora

!ormalmente, el rendimiento de la transmisión se encuentra entre un )9 y 19O. En dicJo coeficiente se incluye tambi@n las perdidas debidas al estado mecHnico del equipo. De acuerdo con la fórmula anterior, la fuerFa de tracción disponible sería variable para cada velocidad, y alcanFaría un mHCimo para una velocidad muy pequeIa, que podría considerarse como tendiendo a cero.

-ero esta fuerFa resulta inalcanFable por una serie de raFones, primero, por la eCistencia en el sistema de transmisión de potencia de un nGmero finito de relaciones de engranajes, con las p@rdidas citadas por roFamientos internos, y segundo, porque el esfuerFo de

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tracción real que puede realiFar una mHquina depende del peso que gravita sobre el eje propulsor y del coeficiente de adJerencia de los neumHticos sobre el suelo.

B$($

+),!res 6imi)d!res de6 rendimien!$

'ondiciones tales como el perfil de transporte, el estado del piso y del peso del veJículo determinan como la potencia disponible se traduce en rendimiento del equipo.

B$($#$ Resisen,i) ) 6) r!d)dur)$ +a resistencia a la rodadura se define como la oposición al avance de una mHquina como la consecuencia de la deformación del suelo de las fleCiones de los neumHticos y los roFamientos internos de los propios mecanismos del equipo.

-uede eCpresarse por medio de los factores de resistencia a la rodadura A
Un volquete con un peso de =.=11Ng sobre una pista JoriFontal con una resistencia a la rodadura de un :O debe desarrollar un esfuerFo para vencer esa resistencia antes de ponerse en movimiento de ):Ng K=.:11Ng C 9.9:;. Si el volquete desarrolla un esfuerFo de tracción total de 5=.999 Ng dispondrH de 5:.:)?Ng K5=.999Ng menos ):Ng; para realiFar el trabajo. En la tabla  se recogen los valores mHs comunes de los factores de resistencia a la rodadura.

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Un procedimiento para estimar la resistencia a la rodadura consiste en medir la profundidad de la Juella, , dejada por los neumaticos en el firme de la pista. El factor de resistencia a la rodadura serH igual a3

/sí, por ejemplo, el volquete anterior de =:.% de capacidad con un peso en vacío de =,= % cuyos neumaticos penetran en el firme =cm, permite estimar el siguiente
+a resistencia a la rodadura, ARRB, se calcularH pues a partir de3

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Si el volquete anterior se desplaFa cargado, se tiene3

B$($($ Resisen,i) ) 6) /endiene +a resistencia a la pendiente es la fuerFa debida a la acción de la gravedad cuando un veJículo se mueve por una pista de transporte inclinada.

'uando esa misma mHquina, en lugar de ascender, desciende por esa misma pista, la fuerFa de la gravedad que ayuda al movimiento del veJículo se conoce como pendiente asistida. +as pendientes se miden generalmente en tanto por ciento de talud o como la relación entre la elevación de la pista y su longitud en JoriFontal. -or esto una pista que permite ascender m en 599m tiene una pendiente del O. /sí, el mismo volquete anterior con un peso de =.:11Ng, cuando se desplaFa por una pista del O de pendiente, debe desarrollar :.5))Ng K=.:11Ng C 9.9; de esfuerFo de tracción para vencer esas resistencias. Si se disponía originalmente de 5=.999Ng de esfuerFo de tracción, podrH desarrollar el trabajo con 59.1:=Ng K5=.999Ng menos :.5))Ng;, en esas condiciones.

B$($3$ Pes!

Página 1


El peso es el factor determinante en la cantidad de fuerFa que se precisa para vencer la resistencia a la rodadura y a la pendiente. +a fuerFa disponible restante servirH para conseguir la aceleración del veJículo. En el ejemplo considerado, la resistencia total, eCpresada como pendiente compensada o efectiva serH3 Pendiente compensada o efectia()= Resistencia a larodadura( ) ! pendientenatural( ) PCE ( )=2 + 6 =8

& bien3

Se dispondrH entonces de 59.94)Ng K5=.999Ng menos :.49=Ng; para conseguir la aceleración del volquete.

B$($7$ Tr),,i8n +a tracción es la fuerFa propulsora en los neumHticos y orugas. Se eCpresa como la fuerFa Gtil en la barra de tiro o en las fuerFas motrices. +os factores que influyen en la tracción son los siguientes3 el peso en las ruedas motrices o en las orugas, la acción de agarre del tren de rodaje y las condiciones del piso. El coeficiente de tracción en cualquier camino de rodadura se obtiene como la relación entre la fuerFa mHCima de tiro de la mHquina y el peso total sobre las ruedas propulsoras u orugas.

$ CURVAS CARACERISTICAS$

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+a evaluación de los tiempos de acarreo y retorno en vacío de diferentes equipos de transporte, volquetes y moto traíllas, requiere la utiliFación de la información suministrada por los fabricantes. +a mayoría proporciona graficas de tracción Pvelocidad, tambi@n llamadas curvas características, cuyo manejo se eCplica continuación. Un volquete con transmisión mecHnica, se supone que Ja de remontar cargado una pendiente adversa del 4O y que la pista representa una resistencia a la rodadura de =9NgQt. +a información obtenida indica que este volquete subiría la pendiente total del 5:O en segunda velocidad y con una velocidad mHCima de 5: NmQJ. si se Jubiera prolongado Jacia la iFquierda, se Jabría obtenido la tracción mínima necesaria para remontar la pendiente propuesta, que es este caso sería de unos 5.#99Ng.

@$ +ACTORES DE VELOCIDAD$ 'omo ya se Ja indicado, la velocidad obtenida mediante las curvas características es la mHCima a la que se desplaFa el equipo en cuestión en las condiciones indicadas. -ara alcanFarla necesita una cierta longitud de pista, pudiendo luego mantenerla indefinidamente. Si la pista es suficientemente larga, se puede admitir esa velocidad como media para determinar el tiempo de trayecto, pero en tramos muy cortos la influencia del periodo de aceleración y desaceleración oportunas. Esto se lleva a cabo mediante los denominados Afactores de velocidadB. -ara obtenerlos los factores de velocidad, a partir de la tabla $$, los pasos que es preciso seguir son los siguientes3 5. Determinar la relación pesoQpotencia del equipo, eCpresada en NgQN o NgQ-. :. Elegir la columna apropiada segGn las condiciones de las que parte el veJículo. =. +eer los factores de velocidad para la longitud del tramo del transporte considerado. ?. Usar un factor de velocidad de 5 para volquetes que entran en un tramo con velocidad a la mHCima y no sea el Gltimo tramo del perfil del recorrido. #. +os factores de velocidad de los tramos finales del trayecto de ida, cuando el veJículo cargado, serHn tomados como equivalentes a los de la unidad parada arrancada. +a velocidad mHCima alcanFable por un equipo en una pista se determinara a partir de la curva característica, y la velocidad media se obtendrH con la eCpresión3 elocidad media  velocidad mHCima alcanFableTfactor de velocidad -ara calcular el tiempo de transporte a lo largo de la pista se aplicara la ecuación3

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tiempo de transporte ( min )=

longitud de la pista ( m)∗0.06 "m elocidad media ( ) h

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CAPÍTULO II

PRODUCTIVIDAD +a productividad es un indicador que mide la relación entre los resultados logrados y los recursos utiliFados3 Productiidad = producción =resultadoslogrados

$nsumos

recursos utiliFados

El concepto de productividad implica, de una parte, la interacción entre los distintos factores en la estación de trabajo. -or otra parte, la producción obtenida o el resultado logrado estH relacionado con la magnitud de los insumos o los recursos utiliFadosL por ejemplo3 la cantidad de Joras trabajadas, la cantidad de material utiliFado, el capital de trabajo utiliFado. 'onsecuentemente, los índices de productividad estHn sujetos a la participación de una serie combinada de factores de producción. +a utiliFación de estos factores, corresponden, entre otros la cantidad, calidad y especificaciones t@cnicas de los

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materiales, la escala de las operaciones, el nivel de utiliFación de la capacidad efectiva de trabajo, la disponibilidad y calidad de la mano de obra, la gestión y acciones de motivación y capacitación, el diseIo de las operaciones y procesos, el control de la puesta en prHctica. En el campo de la minería, la particularidad del trabajo minero en el interior del tGnel, eCige ademHs de las medidas preventivas del trabajador, tambi@n de las disposiciones para la confiabilidad de los procesos que conforman el sistema de producción. +a producción, el rendimiento, los resultados y el costo son componentes del esfuerFo de productividad. +a medición de la productividad se efectGa teniendo en consideración a los propósitos de la medición y tambi@n a la disponibilidad de datos fiables. ay varias formas de medir la productividad, y de allí su clasificación3 •

•

•

Pr!du,i1id)d /)r,i)6$ 'uando la medición relaciona la variable resultado con una variable de entrada o recurso. Pr!du,i1id)d mu6i5),!ri)6$ 'uando la variable resultado se relaciona con dos o mHs recursos de entrada. Pr!du,i1id)d !)6$ 'uando la variable resultado se relaciona entre el total de las variables de entrada o de los recursos comprometidos.

+os aumentos en la productividad deben contribuir a una disminución en los costos, con la cual posibilita a la Empresa Jacerla mHs competitiva para el posicionamiento del mercado y la obtención de mayores beneficios. En los procesos de producción, tanto de bienes o de servicios, los costos mantendrHn un comportamiento de su participación segGn correspondan su pertinencia como costos fijos o costos variables. /sí tendremos que aquellos procesos que requieren de mayores inversiones en maquinarias y equipos, como son los procesos mecaniFados o automatiFados, tendrHn que buscar maCimiFar su producción, para lograr una ventaja competitiva, en consideración a un menor costo fijo por unidad de producción.

#$ PRODUCCIÓNES FORARIAS DE LOS EQUIPOS DE CAR4A$ +os sistemas de carga posibles son muy variados3 eCcavadoras de cables e JidrHulicas, palas de ruedas, dragalinas, etc. las producciones Jorarias de estos equipos cíclicos se estiman con la siguiente eCpresión general3

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P ( m s 7 h ) = 3

P ( m s 7 h ) = 3

∗C c∗ E∗ F ∗ H ∗ #

60

$ c

∗C c∗ E∗ F ∗ H ∗ #∗V

60

$ c

Cc= capacidad del caso ( m ) . 3

E= factor deeficiencia ( tanto poruno ) . F =factor derelleno del cazo ( tanto poruno ) .

h =factor decorreccion por la altura dela pila dematerial . paralas palas de ruedas setoma

H =1.

h =factor de correccion por angulo de giro .

paralas palas de ruedas seconsidera # =1 . V = factor deconescionolumetrica . $ C =ciclodeuncazo ( min ) .

/ continuación se analiFa cada una de los variables que intervienen en las eCpresiones.

($ CAPACIDAD DE LOS CA'OS Y +ACTORES DE LLENADO$ +os factores de llenado del caFo A
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Un aspecto importante a tener encuentra en el grado de llenado es la influencia que tiene el tamaIo del caFo con respecto a la granulometría media del material. -uede definirse, pues el AtamaIo relativoM%RB por la siguiente eCpresión3 $R=

$# C

Dónde3 $#= tama%oabsolutodel blo&ue.

'u( pe&ue%o menor a 5 cm. 'ediano de 5−30 cm.

'u( grande de 50 −300 cm.

' ¿ dimensión cr)ticadel cazo dee&uipo de carg a , relacionada concual&uiera delos lados de una cuchara apro*imadamente c+bica .

$R=tama%orelatio.

ES%/D& DE+ /%ER$/+ / '/R>/R

E0U$-&S DE '/R>/ -/+/ DE RUED/S

E'//D&R/S

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DR/>/+$!/


<*'$+ E'//6+E

9.:#M5

9.4#M5

9.4#M5

9.19M9.4#

9.1#M9.4#

9.1#M9.4#

9.#9M9.19

9.)#M9.1#

9.)9 9.19

E'//6$+$D/D ED$/ D$<$'$+E!%E E'//6+E

3$ TIEMPOS DE CICLO Y +ACTORES DE CORRECCION$ +os tiempos de corrección At cB de cada carga elemental que se deposita sobre la unidad de transporte estHn relacionadas con las características del material a cargar y la capacidad de caso de los equipos. En la tabla  se dan unos valores medios de esos tiempos, considerando que las palas describen el menor trayecto posible y que las eCcavadoras y dragalinas efectGan un giro de 49V.

TAMAGO DEL CA'O

PALAS DE RUEDAS

EHCAVADORAS DRA4ALINAS

E'//6$+$D/D /+/

Página 27


E!&RES DE = 9.9$!

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9.#9$!

9.##$!

4=M:==

5$!

9.19$!

5.9#$!

E'//6$+$D/D 6UE!/

E!&S DE ==

9.?9$!

9.=9$!

9.?9$!

?=M1=

9.#9$!

9.?9$!

9.#9$!

4=M:==

9.19$!

9.9$!

9.)#$!

El factor de corrección por altura de carga AB debe tenerse en cuenta cuando las eCcavadoras de cable trabajan en bancos con una altura muy inferior superior a la normal bien porque se trata del primer banco de apertura de una mina, porque eCtrae el paquete de mineral de menor potencia en la tabla siguiente se indica los factores de corrección para diferentes alturas eCpresado como un porcentaje de la altura óptima.

-orcentaje de altura optima
?9 59 9.19

9 5?9 9.45

Página 28

19 5:9 9.41

599 5


7$ PRODUCCIÓN DE LAS MOTOTRAILLAS$ Se indica la producción Joraria de los mototraillas. +os tipos de mototraillas considerados son3 convencionales de uno o dos motores, pusJM pull y auto cargables.

7$#$

Ti/!s de ,)r-) de m!!r)i66)s$

El tiempo de carga de una mototrailla depende de estos factores3      

%amaIo y configuración de la unidad. -otencia de empuje disponible. 'aracterísticas y condiciones del material. 'ondiciones del Hrea de carga. -endiente. ECperiencia del operador.

7$($

Tiem/!s de 1erid!$

Son los tiempos invertidos en la descarga y viaje de las mototraillas.

7$3$

Tiem/!s de es/er) 2 m)ni!.r)$

Representa los tiempos que necesitan las mototraillas para posicionarse en la Fona de carga, Jasta comenFar dicJa operación.

Página 2


7$7$

Tiem/!s de reem/6))mien!$

Son los tiempos que necesitan las mototraíllas para desplaFarse primero cargadas y despu@s vacías. +as determinaciones de estos tiempos se realiFan conociendo el perfil de transporte y las curvas características del modelo de la mototrailla.

7$B$

NJmer! de m!!r)i66)s /!r em/u0)d!r$

Esto se puede conseguir mediante la siguiente fórmula3

n+mero ma*imo demototraillas por empuador =

tiempode siclode mootrailla tiempo de ciclo del empuador

Tiempo de ciclo de empujador = tiempo de carga de mototrailla por el factor de empuje. Otra regla practica que puede servir, en una primera aproximación para calcular el ciclo del empujador es: Tiempo del ciclo del empujador = 1.4 por tiempo de carga de la moto traílla  !."#min"

B$ PRODUCCION DE LOS TRACTORES$ +os tractores de orugas no tienen una capacidad nominal en toneladas o en metros cGbicos y por eso el cHlculo de las producciones Jorarias es un proceso que depende mHs de las eCperiencias de los t@cnicos que con otras mHquinas mineras. /lgunos de los factores que marcan el nivel de producción de estos equipos son3 5; :; =; ?;

'aracterísticas del material. -otencia y peso del tractor. 'onfiguración y capacidad de la Joja. %iempo de ciclo.

+as producciones de ripado y empuje pueden calcularse de la siguiente manera.

( ) 3

Pripado

m s 60∗ H ∗ -∗ ∗ E = h $ C ∗V

Dónde3

# $ P%&'()*i+i'a' ', %i-a'& ./0" Página 3!


D $ E-a)ia/i,n*& ,n*%, -aa'a ./0"  $ &ngi*(' ', a -aa'a ./0" E $ E)i,n)ia &-,%a*i+a .*an*& -&% (n&0" T) $ Ti,/-& ', )i)& ./in0" V $ a)*&% ', )&n+,%in +&(/*%i)a"

E&EMPLOS ILUSTRATIVOSK E&EMPLO N #$ El acarreo de mineral se realiFa con un scooptram S'&-< modelo + 559, las condiciones de trabajo son3 peso específico del mineral suelto :.?: %Qm=, factor de carguío 19O, disponibilidad mecHnica 19O, eficiencia de trabajo favorable, ciclo promedio por viaje ).:9 min, nGmero de turnos por día :. 'alcular la producción mensual y el consumo de combustible. SOLUCIÓN:

De acuerdo a las tablas y fórmulas mostradas anteriormente. 36 min turno 60 min = × 0.75 × 0.8 = h h h

min / 0 iaes h 5 iaes = = h min h 7.2 iae 36

3

$' 3.5 m 2.42 $' 5 ia,es × 0.8 × = = 3 ia,e ia,e h m

producción 5 iaes 6.776 $' 33.88 $' = × = h h iae h producción 33.88 $' 8 h 2 gdia 26 d)as = × × × mes h gdia d)a mes

Página 31


producción $' =14094.08 mes mes

E&EMPLO N ($ Si el rendimiento de un scooptram para una distancia de acarreo de 5#9m es =5.1 %QJ , calcular el nGmero de viajes por Jora, conociendo los siguientes datos3 'apacidad nominal de la cucJara = m=, disponibilidad mecHnica )9O, factor de llenado 15O, tiempo de carga, descarga y demoras 5.9)#min, eficiencia real de trabajo :.#O, peso específico del mineral disgregado :.:%Qm=. SOLUCIÓN:

turno 60 min 26.25 min = × 0.625 × 0.7 = h h h

ReemplaFando valores en la fórmula K?;.

26.25

=

31.8 $'

min 2.2 $' 3 × 3 m × 0.81 × 3 h m 1.07 min

 =91.227

t =

+ 2×

150 m



m min

150 m 91.227 m

=1.644 min

min 2 × 1.644 min

=3.288 min

4.358 min ciclo =3.288 min +1.07 min= iae iae

Página 32


min 6 iaes / 0 iaes h = = h min h 4.358 iae 26.25

E&EMPLO N 3$ Se desea determinar la producción de una eCcavadora de cables con una capacidad de 55.# m= K5#yd=; trabajando en un banco de 5:m de altura, constituido por una roca de eCcavabilidad media. El giro que realiFa la superestructura de la maquina es de 5:9V ,como consecuencia del estado de tajo que impide la colocación adecuada de los volquetes .la eficiencia global se considera que es del 1=O, la altura optima de carga coincide con la del banco de trabajo y el factor de conversión volum@trica 9.)#       

capacidad de caFo factor de llenado factor de eficiencia factor de conversión volum@trica factor de corrección por altura de carga factor de corrección por /ngulo de giro tiempo de ciclo

SOLUCIÓN:

Página 33

''55.# m= <9.4 E9.1= 9.)# 5 /9.45 %'9.19min


-or definición sabemos que la producción estH dada. ReemplaFando en la formula se obtiene3

( )

60 × c c × E × F × H × # × V m b produccion = h $ C 3

( ) 3

m b 60 × 11.5 × 0.83 × 0.9 × 1 × 0.91 × 0.75 produccion = 0.80 h

( ) 3

3

m b produccion = 439.7= 440 m b h h

CONCLUSIONES El rendimiento o producción es la cantidad de trabajo que se realiFa en por unidad de tiempo. -or lo tanto productividad es un indicador que mide la relación entre los resultados logrados y los recursos utiliFados en minería, ya sea metHlica o no metHlica. El crecimiento de las empresas depende mucJo de lo que es RENDIMINETO Y PRODUCTIVIDAD DE EQUIPOS$ Es uno de los temas mHs importantes para el desarrollo de cada empresa, para lo cual debemos de manejar o saber suficientemente del tema de rendimiento y productividad en equipo. -ara lo cual saber elegir el tipo de mHquina que se va a emplear en cualquier tipo de proyectos, ya sea mineras o construcción civil. +a productividad de una empresa minera esta juntamente ligado al rendimiento de su personal y maquinaria, es por ello que se debe supervisar con mucJo cuidado la eficiencia de estos, para así obtener buena productividad, lo que nos lleva a obtener mejores ganancias y reducir las p@rdidas que se pueden presentar. -or ello es muy importante desarrollar y calcular el rendimiento de dicJos equipos Jaciendo uso de las

Página 34


diferentes fórmulas propuestas en los libros del tema, los cuales fueron investigados y desarrollados por diferentes autores, quienes estudiaron la mecHnica y funcionamiento de la maquinaria usada principalmente en la actividad minera. -or lo cual, el mejor rendimiento y productividad de equipos minimi) 6!s ,!s!s !/er),i!n)6es, de alguna manera, si bien es calculado con mucJo cuidado lo que es el rendimiento de los equipos que emplea la empresa.

%I%LIO4RA+IAK  ayta +ino, HCimo . /0U$!/R$/ $!ER/. 'usco P -erG K5441;.  $nstituto %ecnológico >eo inero de EspaIa. /!U/+ DE /RR/!0UE, '/R>/  %R/!S-&R%E E! $!ER$/ / '$E+& /6$ER%&. adrid K:959;.  allqui %. /. /0U$!/R$/  E0U$-& $!ER&. 5ra edición marFo de 5449 y Gltima edición corregida K:99=;.  +ópeF 7. '. /!U/+ DE /RR/!0UE, '/R>/  %R/!S-&R%E E! $!ER2/. :da edición EspaIa K544#;.  Donaires 0. >ilberto. /0U$!/R$/ $!ER/ $  $$. U!S//' M 'usco K544#;.  'Jironis, !. -. /U+/>E %RU'W S%$++ SU-REE '&/+ />E. !ovember K5419;.  /tNinson, %. SE+E'%$&! &< &-E! -$% E'//%$!> /!D +&/D$!> E0U$-E!%. $nstitution of ining and etallurgy K54)5;.  6allester, <. y RodrigueF, 7. /. +/ -R&DU''$(! DE +/ /0U$!/R$/ DE &$$E!%& DE %$ERR/S. -arte $ y $$. Revista -otencia. 7unio y 7ulio K5411;.  '/%ER-$++/R. -ER<&R/R'E /!D6&&W. 'aterpillar.  'JurcJ, . W. E'//%$&! /!D6&&W. c>raXMill, $nc. K5415;.

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Rendimiento y Productividad de Equipos en Minería

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