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Talleres : Planificación y Operación de Sistemas Mineros de Carguío y Transporte

PLANIFICACIÓN Y OPERACIÓN DE SISTEMAS MINEROS DE CARGUÍO Y TRANSPORTE Talleres: Pregunta Preguntass

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Planificación y Operación de Sistemas de Carguío y Transporte INDICE

Taller 1 – Creación de un Perfil de Transporte y Análisis del Tiempo de Viaje .............. 3 Taller 2 – Diseño de Botadero – ¿Transportar en Horizontal o en una segunda o tercera capa de llenado? ......................................................................................... 9 Taller 3 – Estrategia de Descarga – ¿Cuándo Asignar Otro Camión? ......................... 12 Taller 4 – Decisiones Operacionales – Costo de Remanejo de Mineral ........................ 15 Taller 5 – Números de Flota Estimados y Costos para Contrato de Remoción de Lastre (Overburden) ............................................................................................. 22 Taller 6 – – Variación en Costos de Transporte en Profundidad y Distancia ............. ...... 24 Taller 7 – – Optimización del Tamaño de la Flota de Camiones...................................... 27

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Talleres: Planificación y Operación de Sistemas de Carguío y Transporte

Taller 1 – Creación de un Perfil de Transporte y Análisis del Tiempo de Viaje OBJETIVO: Crear un perfil de transporte y calcular el tiempo de viaje de un camión.

DESCRIPCIÓN TÉCNICA : Este ejercicio ejercicio considera una ruta de transporte para los camiones camiones que remueven el estéril del rajo al botadero. La hoja anexa muestra una vista del plan de la mina en operación. Considere lo siguiente: 1. Dentro de d e los 50 metros del sitio sitio de carga, la resistencia resistencia a la rodadura es de 5 % y el límite de velocidad es de 25kph. 2. Dentro del radio de 200 metros fuera del área de carguío (equivalente al piso del rajo), rajo), la resistencia resistencia a la la rodadura es de 4%; 3.

Dentro de los 100 metros del sitio de descarga, descarg a, la resistencia a la rodadura es de 4%;

4.

Todos los otros otro s caminos caminos son mantenidos mantenidos por motoniveladoras, motoniveladoras, a una resistencia a la rodadura de 3%

5.

Hay un un límite de velocidad de 40kph en las curvas.

6.

En bajada hay límite de 30 kph en rampas.

TAREA: 1.

Cree una ruta de transporte usando los datos proporcionado y cualquier otra limitación que usted sienta que sea necesaria.

2.

Desarroll Desarro llee el Análisis Análisis de Tiempo de Desplazamiento para un Cat 789C desplazándose desplazándose en la ruta rut a de transporte t ransporte mencionada. mencionada.

3.

Seleccione Seleccione una retroexcavadora O&K RH200 Retroexcavadora con un balde balde de 20 cu.m. Disp. Disp. Mec 85%, Material = Roca Estéril Duro con buenas condiciones condiciones de carguío, carguío, FF = 0.83; Turno = 5 días / semana, semana, 8 hr/turno.

4.

DATOS: 1. 2. 3.

Vista del plano de operaciones. Curvas Rimpull Rimpull y Rendimiento Rendimiento de los frenos para el camión. Hoja de cálculo, cálculo, con algunos valores ya dados. Nuevamente, Nuevamente, estos valores deberían revisarse.

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OTROS: Para análisis manual, utilice la plantilla proporcionada al final. Las velocidades obtenidas de una curva rimpull son velocidades máximas y deberían ajustarse para permitir: a)...El partir de la parada o si la unidad esta ya andando al entrar a la sección. b)...El largo de la sección y si es que el camión debe desacelerar al acercarse un signo pare o una zona de límite de velocidad; c)… Límites de velocidades. Algunas guías en cuanto al factor de ajuste de velocidades son: Segmentos 0-100 metros 100-500 metros Mayor que 500 metros

Desde el Reposo 0.2 – 0.5 0.3 – 0.6 0.5 – 0.9

En Movimiento 0.5 - 0.6 0.6 - 0.8 0.8 - 0.9

Recordar: Si cualquiera de los parámetros cambia entonces uno nuevo tramo debe ser creado.



200m Corner

Top of Pit Ramp = 300 Rl

Pit Floor = 260 Rl

Top of Benc h = 270 Rl

% 0 1 @ m 0 0 4

% 0 @ m 0 0 3

1 5 0 m

Base of Dump Ram p = 300 Rl

100m Corner

% 0 1 @ m 0 0 2

5 0 m

5 0 m

= > Haul Route

m 0 5

Dump = 320 Rl

Nota: Considere radios de curvatura de 110 mts para ambas curvas del diseño.



RUNGE PTY LTD PLANILLA DE CALCULO Job No………………Project……………………………………………Date………. Initials………………Subject……………………………………………Sheet…….of…….

.

Section No.

Length (m)

Grade Resistance (%)

Rolling Resistance (%)

Total Resistance (%)

1

50

0

5

5

2

100

0

4

4

Velocity from Rimpull Curve (km/hr)

Speed Factor

Velocity After Adjustments (km/hr)

Tiempo for Segment (min)

27.5

0.35

9.6

0.31

34.0

0.60

20.4

0.29

34.0

0.70

23.8

Load

3

4







Taller 2 – Diseño de Botadero – ¿Transportar en Horizontal o en una segunda o tercera capa de llenado? OBJETIVO: Evaluar el punto de corte entre una descarga en horizontal o en una o más capas de llenado.

DESCRIPCIÓN TÉCNICA : Usted esta transportando roca estéril 3 Km a un botadero externo en el nivel 100RL. La opción es transportar más cerca, pero más alto. Las capas son de 10 metros y las rampas de descarga estan a un 8% de pendiente. Es posible comensar una rampa de descarga a 110 RL banco de descarga a una distancia de 300 metros de la cima de la rampa del rajo. El perfil de transporte se muestra abajo

DATOS: 5% Resistencia Rodadura dentro de 30 metros del area de carguío y el botadero 4% Resistencia Rodadura en la rampa de descarga y en la cima del botadero. 3% Resistencia Rodadura en los caminos desarrollados. El límite de velocidad dentro de los 30 metros del punto de carguío y descarga es de 24 kph El límite de velocidad bajando la rampa es de 40 kph Densidad del Material 1.9 t/metros cúbico (in situ) Factor de Esponjamiento 1.20 (Balde de Carguío) Factor de Esponjamiento 1.25 (Tolva Camión) Sistema Turno 5 días / semanas, 8 hr/día turno

Camión: Unidad Rig MT-4400 Tiempo de Maniobra en el Carguío 0.5 min. Tiempo de Maniobra en la Descarga 0.4 min. Tiempo de Descarga 0.75 min. Disponibilidad 85% Tasa de Reducción 26.6:1

Pala: P&H 2300 X PB Capacidad de Balde Tiempo de Ciclo Disponibilidad Condiciones de Carguío

25.2 cu.m 0.50 min. 85% Promedio



TAREA: Determine la distancia entre los puntos de descarga en los niveles de descarga RL100 y RL 110 de tal forma que la productividad del camión sea la misma para ambas. Asuma que el tamaño de flota de los camiones permanece constante para los niveles de descarga RL120, asumiendo que la rampa de descarga de RL100 a RL120 es continua en una pendiente de un 8% sin segmentos planos.

AYUDA: Primero dibuje un boceto simple del problema mostrando todo el transporte. En este dibujo resalte los segmentos que tendrán que ser cambiados para determinar la respuesta. De este dibujo podría ser evidente que no todos los segmentos del transporte tiene que ser incluidos en la simulación.

Perfil de Transporte Base a Nivel de Descarga RL 100 Segmento Alrededor de la Pala Alrededor del banco del rajo Rampa en el Rajo A lo largo de la descarga Alrededor de la descarga TOTAL (sólo ida)

Largo (m)

Pediente (%)

Resistencia Rodadura (%)

30

0

5

470

0

3

200 2270

10 0

3 4

30

0

5

3000



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Taller 3 – Estrategia de Descarga – ¿Cuándo Asignar Otro Camión? OBJETIVO: Examinar los cambios en la estrategia de descarga cuando otro camión es agregado a la flota..

DESCRIPCIÓN TÉCNICA : Su operación está transportando desde un frente 300 metros desde la rampa del rajo. La rampa tiene 750 metros de largo y una pendiente de 10% El punto de descarga es actualmente 75 metros de la cima de la rampa a lo largo del “banco de descarga”. La flota de camiones es actualmente de 6 camiones.

DATOS: 5% Resistencia a la Rodadura dentro de los 30 metros de pala y descarga 3% Resistencia a la Rodadura en caminos desarrollados y rampas 4% Resistencia a la Rodadura en el banco de descarga Area Carguío y Descarga será de 30 metros y la velocidad estará restringuida a 24 kph El límite de velocidad bajando la rampa es de 40 kph Densidad del Material 2.4 t/cubic metre insitu Factor de Esponjamiento 1.20 (Balde de Carguío) Factor de Esponjamiento 1.25 (Tolva del Camión) Sistema de Turno 7 Días de Turno Continuo, 2 x 12 horas turnos / día

Camión: Liebherr T282-3650 Rendimiento del Motor 2587 kW Tiempo de Maniobra en el Carguío 0.5 min. Tiempo de Maniobra de la Descarga 0.4 min. Tiempo de Descarga 0.75 min. Disponibilidad 85%

Pala: P&H4100XPB Tiempo de Ciclo Carga Balde Disponibilidad

0.57 min. 100 toneladas 85%

TAREA: Determine el largo del camino del banco de descarga en el cual la productividad de una flota de siete camiones va a ser equivalente a la productividad de la flota de los seis camiones.



AYUDA: Primero dibuje un boceto simple del problema. En este dibujo resalte los segmentos que tendrán que ser cambiados para determinar la respuesta.





Taller 4 – Decisiones Operacionales – Costo de Remanejo de Mineral OBJETIVO: Calcular el costo de un nuevo manejo del mineral – esto es en lugar de descargar directamente en el ROM. El mineral es vaciado en una pila de almacenamiento intermedia y después es recogido en una fecha más tarde.

DESCRIPCIÓN TÉCNICA : El transporte del mineral es llevado a cabo por una flota de Unit Rig MT-3300. Debido a problemas de programación a corto alcance el mineral tiene que ser almacenado en Stock Piles, y después transportado al almacenamiento de pila ROM, en vez de ser directamente transportado. La pala en el rajo es una Hitachi EX-2500 y se usará un CAT 992 para el trabajo de remanejo en el Stock Pile.

DATOS: Esbozo de una típica ruta de transportes, con distancias, pendientes, resistencia a la rodadura y restricciones de velocidades para las fases del ciclo cargado y vacío. Material Típico y Características de la Operación de la Mina Densidad Mineral (In-situ) Esponjamiento

2.8 25%

toneladas/cu.m

Sistema de Turnos 7 días/semana, dos turnos/día 12 horas Camión: Unit Rig MT-3300 Camión – Capacidad ..................................................... 136 Tiempo de Descarga Camión en ROM ......................... 0.70 Tiempo de Maniobra en la Descarga en ROM………. ... 0.50 Tiempo de Descarga Camión en Stockpile..................... Tiempo de Maniobra en la Descarga Stockpile…………. Tiempo de Maniobra Camión. en Cargador y Pala ......... Costo capital Camión .................................................... Costo de operación Camión .......................................... Vida Util Camión (cualquiera de los dos) ...................... o un máximo de ........................................................... : Disponibilidad esperada del camión ...............................


toneladas minutos minutos

0.90 minutos 0.80 minutos 0.90 minutos $2,500,000 $219.66 /op.hr 40,000 op.hr 7 años 80 %


Pala en el Rajo: Hitachi EX-2500 Capacidad Cargador - Balde ............................................... Condiciones de Carguío...................................................... Cargador de Pala Tiempo de Ciclo ..................................... (sólo carguío de un lado) Costo capital Cargador ...................................................... Costo de operación Cargador ............................................. Vida Util Cargador (cualquiera) .......................................... o un máximo de : ................................................................ Disponiibilidad Esperada del Cargador ...............................

13 cu.m promedio (FF = 0.72) 30segundos $4,200,000 $300.00 /op.hr 35,000 op.hr 6 años 85 %

Nuevo Para el Re-Manejo de Material - Cargador: Cat 992G Cargador – Capacidad de Balde Cargador frontal Cargador Tiempo Ciclo (sólo carguío de un solo lado) Costo capital Cargador Costo de operación Cargador Vida Util (cualquiera) o máximo de 10 años Disponiibilidad Esperada Cargador Condiciones Carguío Muy Buena

17 0.66

toneladas minutos

$2,300,000 $200.00/op.hr 35,000 op.hr 85% (FF = 0.85)

Criterio de Inversión y Financiero Valores Residual (porcentaje del costo inicial) Depreciación – método lineal sobre

5

10 años

%

OTRAS SUPOSICIONES : Asuma un extra de 100m en la cima de la rampa a la pila de almacenamiento ROM y 30m alrededor de la pila de almacenamiento. Asuma que la mina tiene sificientes camiones para que a cualquier carguío se le pueda asignar un número óptimo al cargador.

TAREA: Calcule el costo de transporte del mineral usando ambas opciones. De esto determine cual es el costo de remanejo de mineral. ¿Qué otros factores consideraría antes de tomar una desición?



AYUDA: En el esbozo proporcionado marque los elementos comunes de los segmentos de transporte para que usted entienda las dos opciones consideradas. Aunque se proporcionan tres perfiles de transporte es posible construir un perfil de transporte que sea conveniente para ambas opciones en estudio.



PERFIL DE TRANSPORTE – Del Rajo al ROM No.

Name

Distance

Grade

RR

Max

Final

Metres

%

%

Kph

Kph

Payload

Queue at Cargador Spot at Cargador Carguío 1

Around Cargador

200

0

5

15

15

Full

2

Along Pit Floor

450

0

4

25

25

Full

3

In-Pit Ramp

250

10

4

25

25

Full

4

Main Ramp

600

8

3

Max

Max

Full

5

Haul Road to ROM

1300

0

2.5

Max

25

Full

6

Ramp to ROM

370

8

3

25

15

Full

7

Around ROM to Bin

100

0

3

25

0

Full

Spot at Dump Dumping 8

Around ROM to Bin

100

0

3

25

25

Empty

9

Ramp to ROM

370

-8

3

25

Max

Empty

10

Haul Road to ROM

1300

0

2.5

Max

40

Empty

11

Main Ramp

600

-8

3

40

25

Empty

12

In-Pit Ramp

250

-10

4

25

25

Empty

13

Along Pit Floor

450

0

4

25

15

Empty

14

Around Cargador

200

0

5

15

0

Empty



PERFIL DE TRANSPORTE- Desde el Rajo al Stock Pile No.

Name

Distance

Grade

RR

Max

Final

Metres

%

%

Kph

Kph

Payload


Around Cargador

200

0

5

15

15

Full

2

Along Pit Floor

450

0

4

25

25

Full

3

In-Pit Ramp

250

10

4

25

25

Full

4

Main Ramp

600

8

3

Max

Max

Full

5

Haul to S/Pile

100

0

4

Max

15

Full

6

Around S/Pile

30

0

4

25

0

Full


Around S/Pile

30

0

4

25

Max

Empty

8

Haul to S/Pile

100

0

4

Max

Max

Empty

9

Main Ramp

600

-8

3

Max

25

Empty

10

In-Pit Ramp

250

-10

4

25

25

Empty

11

Along Pit Floor

450

0

4

25

15

Empty

12

Around Cargador

200

0

5

15

0

Empty



PERFIL DE TRANSPORTE - Stock Pile al ROM No.

Name

Distance

Grade

RR

Max

Final

Metres

%

%

Kph

Kph

Payload


Around Cargador

30

0

5

15

15

Full

2

Haul from S/Pile

100

0

4

Max

15

Full

3

Haul Road to ROM

1300

0

2.5

Max

25

Full

4

Ramp to ROM

370

8

3

25

15

Full

5

Around ROM to Bin

100

0

3

25

0

Full


Around ROM to Bin

100

0

3

25

25

Empty

7

Ramp to ROM

370

-8

3

25

Max

Empty

8

Haul Road to ROM

1300

0

2.5

Max

Max

Empty

9

Haul from S/Pile

100

0

4

Max

15

Empty

10

Around Cargador

30

0

5

15

0

Empty



Taller 13 – Desiciones Operacionales – Costo de Remanejo de Mineral



Taller 5 – Números de Flota Estimados y Costos para Contrato de Remoción de Lastre (Overburden) OBJETIVO: Determinar los requerimientos de la flota y costos para un contrato de remoción de lastre.

DESCRIPCIÓN TÉCNICA : Usted es un contratista y esta haciendo una oferta para un trabajo en una mina de Argentina. El cliente ha hecho la mayoría de la planificación minera y ahora esta buscando estimaciones de costo y tamaños de flota para completar el trabajo. El contrato es por un periodo de 10 años e involucra la explotación del estéril de roca de arena a una taza fija anual. Usted ya tiene una flota de camiones y cargadores de 77 toneladas de tamaño 5.0-10.0 metros cúbicos y desea mantener la compatibilidad. El distribuidor local de Komatsu ha dado los precios de los siguientes equipos:

Costo capital

Costo de operación ($/ophr)

PC1000SP-1

Retro-Exc.

$750,000

$131.33

WA800 - 2

Cargador

$800,000

$119.80

HD-785-3

Camión

$710,000

$175.90

PC1600SP-1

Pala

$1,500,000

$257.63

El distribuidor le garantiza una disponibilidad de mantención de un 85% en todos los equipos. Costos de administración y otros como perforación y tronadura, pendiente y auxiliares serán cubiertos en otro lugar.

DATO: El promedio del Perfil de Transporte es el Perfil del Taller 1.

TAREA: ¿Qué flota de camión y carguío recomendaría usted, y que costo de transporte y carguío cotizaría para hacer el trabajo para las siguientes tazas mineras: 1.5 Mbcm/a 2.5 Mbcm/a 5.0 Mbcm/a



Material: Tipo

Arena

Densidad

2.4 t/cu.m

Factor Esponjamiento en el balde

1.25

Factor Esponjamiento en la Tolva del Camión

1.30

Sistema de Turno: 7 días / semana, dos turnos / día 12 horas Equipo Parámetro

Units

HD785-3

PC-1000SP-1

WA800-2

PC1600SP-1

Cargadores Capacidad

cu.m

5.7

10.5

10.0

Balde Relleno Factor

%

90

85

90

Balde Ciclo Tiempo

Sec

30

45

30

Disponiibilidad

%

85

85

85

Camiones Capacidad

t

78

Tiempo de Manionbra Carguío

Sec

30

Tiempo de maniobra Descarga

Sec

30

Tiempo Descarga

Sec

30

Disponiibilidad

%

85

Valor Residual

%

10

10

10

10

Vida Util

Op.hr

40,000

40,000

12,000

50,000

Años

6

6

2

8

Financieros

Depreciación

-

Lineal

Lineal

Lineal

Lineal

Tasa

%

20

20

50

12.5



Taller 6 – Variación en Costos de Transporte en Profundidad y Distancia OBJETIVO: Calcular la variación en unidades de costo ($/t) de un sistema de transporte y carguío mientras varia la profundidad y distancia horizontal..

DESCRIPCIÓN TÉCNICA : Muchos problemas de planificación minera necesitan considerar la variación en costos de camiones como una función de incrementos verticales de profundidad y / o incrementos horizontales de distancia. Ejemplos de esto incluyen compensaciones de diferentes ubicaciones del chancador y ejercicios de optimización del rajo donde el límite último del rajo necesita ser determinado y una de las variables mineras principales es el cambio en costos de minería como el aumento de profundidad y distancia.

TAREA: 1.

Calcule la variación en costo por tonelada mientras que la distancia horizontal varía en incrementos de 100 metros a 500 metros.

2.

Calcule la variación en costo por toneladas mientras varía la elevación vertical en incrementos de 10 metros hasta una profundidad de 50 metros.

3.

Desarrolle una relación que cubra ambas componentes: Segmento

Distancia (m)

Pendiente (%)

Resistencia Rodadura (%)

Límite de velocidad (kph)

45

0

5

10

1

Area de Carguío

2*

Banco

100

0

4

25

3*

Rampa en el Rajo

125

8

3

Max

4

Horizontal

500

0

3

Max

5

Rampa al Chancador

115

8

3

Max

6

Area de Chancado

45

0

3

10

AYUDAS: El segmento 2 y el segmento 3 son los dos segmentos que varían en este ejercicio. Asuma que todos los otros son constantes. Empiece con incremento cero. Fíjese que la elevación vertical de 10m equivale 125m de largo de rampa, para una pendiente de rampa de 8% Asuma que la flota de camiones de la mina es lo suficientemente grande para proveer el calce ideal de camiones al cargador en todas las rutas.



DATOS: Costo capital:

Komatsu WA800-2 Komatsu HD785-3

Costo de operaciones:

$800,000; $710,000 Cargador $119.80 / op.hr; Camión $148.90 / op.hr;

Vida Cargador = 15,000 horas o 5 años Vida Camión = 25,000 horas o 8 años; Valor Residual = 10% de precio de compra; 20% depreciación líneal.

Sistema deTurno 5 dia por semana, 8 horas / día turno.

Material Densidad Estéril Insitu Factor Esponjamiento

2.37t/cu.m 1.30

Cargador: Komatsu WA800 – balde 2, 9.2cu.m Factor Relleno Balde Tiempo / pase por Carguío Disponibilidad

Camión:

90% 40 sec 85%

Komatsu HD 785 - 3

Tiempo Descarga Disponibilidad Tiempo de Maniobra en Descarga Tiempo de Maniobra en el Cargador

1 min. 80% 0.5 min. 0.5 min.

Límite de Velocidad Rampa Abajo

25 kph





Taller 7 – Optimización del Tamaño de la Flota de Camiones OBJETIVO: Calcular los costos combinados de capital y operación de un sistema minero de transporte y carguío mientras varía el número de camiones y use los resultados como medios para determinar el número óptimo de camiones para asignar a un cargador. Repetir el proceso para una flota de cargadores y camiones.

DESCRIPCIÓN TÉCNICA : Este taller permite que un calce de camión / cargador sea optimizado basándose en los costos de capital y operación. Para una serie de flotas de camiones un análisis de descuento de flujo de caja es desarrollado para determinar el número óptimo de camiones.

Costo capital

Komatsu WA800-2 Komatsu HD785-3

Costo de operación: Cargador Camión

$800,000; $710,000 $119.80 / op.hr; $148.90 / op.hr;

Vida Cargador = 15,000 horas o 5 años Vida Camión = 25,000 horas o 8 años; Valor Residual = 10% del precio de compra; 20% depreciación líneal; 35% taza impuesto; 15% descuento tasa flujo de caja;

Sistema de Turno 5 días / semana, tres turnos / día 8 horas.

Material Roca Dura Estéril, Densidad IS 2.37 t/cu.m, esponjado en equipo 30%.

Cargador: Komatsu WA800 - 2, 9.2cu.m balde Factor Relleno Balde Tiempo / pase Carguío Disponibilidad

Camión:

90% 40 sec 85%

Komatsu HD 785, 78 capacidad toneladas



Tiempo Descarga Disponibilidad Tiempo Maniobra en Descarga

1 min. 80% 0.5 min.

TAREA: 1.

Ejecute una optimización de flota para el Cargador #1 y determine el número óptimo de camiones para el cargador.

2.

Asuma que hay cuatro cargadores WA800-2 y diez camiones HD 785-3 en la mina. Tres está actualmente en operación y el cuarto está en standby en un frente de corto transporte el cual es la única área de trabajo para el cuarto cargador. Para cumplir con las metas de producción, la ubicación del equipo actual es:

Cargador

Camiones

#1

3

#2

3

#3 #4

4 0

Total

10

Los perfiles de transporte para cada cargador están mostrados más abajo. Asuma que 4 camiones extra HD785-3 han sido liberados de mantención al supervisor del rajo. ¿Cómo deberían ser asignados estos camiones?





F


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