Proyecto Carguio Colpas.docx

UNIVERSIDAD ANDRÉS BELLO FACULTAD DE INGENIERÍA INGENIERÍA CIVIL DE MINAS TECNOLOGÍAS DE MOVIMIENTO DE MATERIALES

“Minera Las Colpas” PROFESOR: GABRIEL PAIS. AUXILIAR: VANESSA MUÑOZ. AYUDANTE: CRISTOBAL SALAZAR. NOMBRES: BASTIAN FLORES. MIGUEL HIDALGO. NATHALY VIDAL.

SANTIAGO – CHILE NOVIEMBRE 2018

Índice

Índice ...................................................................................................................................................2 Índice de ilustraciones..........................................................................................................................3 Índice de Tablas. ..................................................................................................................................3 Introducción .........................................................................................................................................4 Objetivos ..............................................................................................................................................5 General .............................................................................................................................................5 Específicos.......................................................................................................................................5 Alcances. ..............................................................................................................................................5 Ubicación de la faena. ..........................................................................................................................6 Descripción del programa. ...................................................................................................................6 

Metodología de simulación ......................................................................................................6

Recopilación de datos ..........................................................................................................................8 

Benchmarking ..........................................................................................................................8



Costos operacionales ................................................................................................................8

Resultados ............................................................................................................................................8 

Identificación de la ruta............................................................................................................8



Simulación ...............................................................................................................................8



Maquinaria necesaria ...............................................................................................................8 o

Carguío, Transporte y/o auxiliares .......................................................................................8

Evaluación económica .................................................................................................................. 10 Recomendaciones ............................................................................................................................. 10 Conclusiones ..................................................................................................................................... 10 Referencias........................................................................................................................................ 10 Anexos .............................................................................................................................................. 11

Índice de ilustraciones. Ilustración 1. Mapa geográfico. ........................................................................................................ 11 Ilustración 2. Sandvik LH514 ........................................................................................................... 12 Ilustración 3. Caterpillar 725 ............................................................................................................. 13

Índice de Tablas. Tabla 1. Datos técnicos Sandvik LH514 ........................................................................................... 11 Tabla 2. Motor Equipo Cat 725 ........................................................................................................ 12 Tabla 3. Datos Técnicos Cat 725 ...................................................................................................... 13

Resumen Dentro de los procesos productivos de mayor costo se encuentra el carguío y transporte de material, debido a que es el proceso con mayor cantidad de equipos involucrados, alto grado de mecanización, menor rendimiento productivo por equipo y constituye un proceso de operación prácticamente continuo y lento. El objetivo del carguío y transporte es retirar el material tronado de la frente y transportarlo adecuadamente a su lugar de destino, lo cual se puede resumir en la siguiente secuencia:       

Preparación de la zona de trabajo. Posicionamiento de equipos. Retirar el material volado desde la frente de trabajo (carguío). Traspaso del material al equipo de transporte dispuesto para el traslado. Transporte del material a su lugar de destino (planta, acopio, botaderos, etc.). Descarga del material. Retorno del equipo de transporte al punto de carguío (si es que se requiere su retorno).

La secuencia se cumple hasta que haya sido retirado el material requerido del frente. Este proceso productivo es el más influyente en los costos de operación (45% al 65% del costo mina), por lo que es de gran importancia garantizar un ambiente de operación apto para lograr los mejores rendimientos de los equipos involucrados, tanto en la parte física (material, equipos, mantención, disponibilidad e insumos, etc.), como en la parte humana (operadores, mantenedores y jefes de turno, etc.).

Introducción En la minería, al igual que en la industria en general, la mayor parte de la operación está vinculada directamente con el carguío y transporte de lo que se requiera en el desarrollo de una operación, ya sean estériles, minerales u equipos de trabajo en el rubro minero o transporte de materiales como hormigón y otros. Esta labor depende de muchos factores para que su realización sea de la manera más óptima posible, por lo que es necesario hacer un análisis meticuloso del lugar a emplear, en este caso una mina subterránea con un método de explotación sub level stoping. Para conseguir resultados exitosos se debe tener en cuenta dimensiones, distancias, labores presentes, tipo de estructura, además se deben conocer a priori las distintas propiedades del material en cual se está trabajando, como también es necesario emplear estudios en el ámbito económico de los equipos que se utilizaran, la depreciación de estos equipos, estudios de los tiempos requeridos para cada equipo en la operación y la implementación de la flota requerida para abarcar todas las necesidades presentes.

A lo largo de este informe se llevara a cabo un diseño de carguío y transporte para la mina subterránea, advirtiendo tiempos de ciclo, flota de camiones, equipos de carguío y equipos auxiliares para una buena ejecución, además se establecerá un análisis económico de todo lo nombrado anteriormente con el fin de satisfacer todos los requerimientos y necesidades de nuestro cliente, con el fin de cumplir lo solicitado e innovar al igual que optimizar cada uno de los procesos ya mencionados.

Objetivos General En el siguiente informe, se presenta una problemática en una minería subterránea, donde se debe lograr una evaluación de flota de carguío y transporte para el sector asignado para la producción entregada, al igual que una evaluación económica con el fin de optimizar la operación de este proyecto, para esto se utilizaran las herramientas entregadas dentro del transcurso del curso, conocimientos propios e investigaciones particulares.

Específicos. Las tareas específicas que se pretenden alcanzar en este proyecto son las siguientes:    

Diseñar un modelo de carguío y transporte, determinando tiempos de ciclo, índices ASARCO, flota de camiones, equipos de carguío y equipos auxiliares necesarios para la operación eficiente de la mina. Mediante ecuaciones, formulas y variables encontrar el número óptimo de camiones para carguío y transporte dependiendo del tiempo de ciclo y turnos definidos. Modelar camino a recorrer en Software Talpac. Realizar evaluación económica correspondiente al plan de producción entregado, precios de la maquinaria a invertir y sus costos operativos.

Alcances. Con el fin de facilitar el desarrollo de este trabajo, cumpliendo los objetivos planteados y optimizando cada proceso, es necesario definir de manera clara el alcance de este trabajo para evitar en el transcurso de su ejecución ciertas condiciones o suposiciones que se vayan generando. Para facilitar el proyecto, se consideran los siguientes alcances:  

Se observa un todo el tipo de minería que se está ejecutando en la mina, en este caso, sub level stoping, para tener un planeamiento estratégico del proceso. Se analiza la metodología de extracción, mediante maquinaria de carguío y transporte para la operación minera

 

La faena facilito el levantamiento topográfico completo, donde la ruta es previamente determinada del sector de interés económico a explotar, para ello se utiliza el software AutoCAD, para definir la ruta óptima. Para el carguío y transporte del proyecto, se consideraran costos de operación más relevantes como la mano de obra de operadores y mantenimiento, lubricante, reemplazo de neumáticos, ropa de trabajo, repuestos, revisión y reparación principal y liquido combustible. Los datos de costos se obtuvieron a través de benchmarking de faenas similares, por lo tanto en conclusión podrían variar.

Ubicación de la faena. Deposito tipo pórfido cuprífero, localizado a 60km al sur de la ciudad de Calama, donde su producción de concentrados de cobre con leyes de CuT alcanzan los 0,53%.

Descripción del programa.  Metodología de simulación A continuación se describirá la metodología utilizada para este proyecto. 1

Estudio de datos

Se observa la información entregada, tipo de minería, leyes del mineral de interés, producción, densidad y precio, además del levantamiento topográfico en AutoCAD, para trabajar en la ruta de los camiones. 2

Determinación de Turnos

En la determinación del sistema de turnos se debe considerar diversos factores, además de las obligaciones legales por parte del empleador, donde es necesario un buen programa productivo acorde a la salud y seguridad de los trabajadores. Para el proyecto de las Colpas, se determinó 2 turnos de 12 horas, en turno de 4x4, donde se ha demostrado que son horas factibles para las exigencias del trabajo siempre y cuando este dentro de las capacidades del trabajador, además dentro de los turnos se ejecutan diversas demoras, tales como almuerzo, cambio de turno, Tronadura, entre otros. Los días laborales por año contemplados son 340 dias Su efectiva determinación, se basó en un informe de Daniel Jiménez, Medico Director Cia Minera Collahuasi. Ver Referencias; (Jimenez, pág. 11) 3

Determinación de la ruta

Para la determinación de la ruta de transporte de mineral desde el punto de extracción N°9 hacia la nueva planta de procesamiento de mineral (planta de minerales 2), se nos facilitó la

topografía de la mina en formato digital, que fue revisado e intervenido sobre su construcción original (sin cambiar rutas) para determinar una ruta mediante trazos entre los puntos anteriormente mencionados. La unión del punto de extracción y la planta de minerales 2, se logró comenzando el trayecto desde el punto de extracción N°9, ubicado en la cota “597,1” con un ancho de galería en este punto de 4,6 metros, lugar en donde se carga el camión con un cargador de bajo perfil, posterior a esto el camión procede su trayectoria en dirección sur (referencia AutoCAD) un total de 196,33 metros con un ancho promedio del camino de 4,3 metros, luego vira hacia oeste 51,65 metros hasta el comienzo de la rampa con un ancho de galería promedio de 4,03 metros, subiendo la rampa en espiral de cota inicial 597,9 metros con dirección noroeste por 14,86 metros, tomando la primera recta en dirección oeste con un trayecto 77,35 metros, tomando la curva más grande en dirección suroeste con una distancia recorrida de 41,16 metros, tomando la segunda recta que posee 71,89 metros de largo hasta el comienzo de la última curva de 32,9 metros que gira en dirección noreste, el final de esta curva conecta con una recta de 55,48 metros que sería el fin de la rampa en espiral, y estaría ubicada en la cota 627,8.}, teniendo un ancho de galería promedio de este mismo de 4,4 metros. Seguido esto se gira en dirección noroeste tomando una recta de 52,68 metros, con un ancho promedio de 4,3 metros hasta la cota 635,5, virando en este punto en dirección suroeste por 49,09 metros con un ancho promedio de galería de 49,09 metros, girando en dirección noroeste, tomando una recta ubicada en la cota 639,3 que nos llevara hasta la siguiente rampa espiral que inicia en la cota 645,3 tomando el giro en dirección noroeste con un giro casi completo hasta la cota 656,2 con una trayectoria de 83,27 metros, avanzando por una pequeña recta en dirección oeste por 27,78 metros, hasta este punto tomando en cuenta la rampa el ancho de galería promedio es de 4,3 metros, desde este punto se toma un pequeño giro en dirección noroeste a una recta por la que avanzara el camión por 160,81 metros, con ancho promedio de 5,6 metros, llegando a una bifurcación en forma de “Y”, en donde tomaremos el camino izquierdo (Noroeste) avanzando apegados al lado derecho del camino por 66,46 metros, llegando a un punto en donde tendremos que tomar una pendiente que nos ayudara de subir desde la cota 670 a 680 con un total de 75,21 metros, aquí se llega a la zona con características de construcción “room and pillar” tomando un giro en dirección suroeste por 32,39 metros, siguiendo con un giro noreste por 46,45 metros seguido de un giro oeste de 16,82 metros, otro giro en dirección norte con una distancia de 50,3 metros, y un último viraje en dirección noroeste de 72,48 metros hasta el comienzo del túnel de salida, que tiene un trayecto de dirección suroeste con una extensión de 233.63 metros hasta donde se tiene virar en dirección noroeste por 57,63 metros para llagar a la salida del túnel ubicada en la cota 706, desde donde giramos hacia el norte en dirección hasta nuestra nueva planta de procesamientos de mineral, que topográficamente se encuentra en la misma cota a una distancia de 380,93 metros de la boca mina (Coca Cola II). 4

Determinación de Camiones

Para la elección de equipos de carguío de esta fase, el dimensionamiento del camino por el cual se moverán estos equipos es un parámetro decisivo, ya que se debe tener en cuenta que

el ancho del equipo debe ser más pequeño que el de la calle a transitar, siendo el ancho del camino 3,5 veces el ancho del equipo. Dado que el camino no fue diseñado se ajustaron los equipos al camino. También al ya estar diseñado el camino a transitar, se eligieron equipos que funcionen de buena manera con las pendientes presentes en este, pero que a la vez cumplieran con las dimensiones estimadas. Otro factor tomado en cuenta fue la producción, ya que es necesario que esta se cumpla, se procedió a ir ajustando y buscando alcanzarla con la prueba de diferentes equipos, una vez estudiadas las alternativas, revisado el dimensionamiento y la producción buscada, se eligió el equipo que cumpliera con los tres requisitos nombrados 5

Construcción del Modelo

Recopilación de datos  Benchmarking  Costos operacionales Resultados  Identificación de la ruta  Simulación  Maquinaria necesaria La elección correcta de los equipos de carguío y transporte nos beneficia en el cumplimiento de metas de producción definida por la faena, conjugando con el análisis de sus costos y capacidad productiva, con el fin de obtener un proceso continuo y óptimo desarrollo en conjunto con los avances tecnológicos que existen hoy en día. Para la correcta determinación de la maquinaria es necesario identificar el sistema de manejo del mineral, la infraestructura de la faena, característica del tipo de material, además de definir índices operacionales basados en normas Asarco, donde se clasifica y describe detalladamente los estatus de los equipos

o Carguío, Transporte y/o auxiliares La correcta elección de los equipos de carguío y transporte se basa en la combinación de los equipos que permitan el movimiento total del material en una distancia definida la cual

determinara el circuito del transporte. A su vez quedaran determinados por las dimensiones de la galería donde se moverá la maquinaria, por lo tanto los equipos a seleccionar deben tener un ancho menor al de la galería, que en este caso es 3,2 metros. Equipos Seleccionados: Carguío Sandvik LH514 es un cargador subterráneo compacto y listo para la automatización que se ha ganado una reputación como el LHD preferido en la industria. Esta combinación de cargador subterráneo y transportador subterráneo ofrece una capacidad de 14 toneladas métricas y una excelente ergonomía para el operador, así como una alta productividad ininterrumpida con un bajo costo por tonelada cargada. Ventajas • La mayor variedad de opciones disponibles para garantizar una flexibilidad optimizada para cualquier aplicación de mina. • El tamaño pequeño de la envoltura y el radio de giro permiten una fácil navegación. • El toldo o la cabina del operador certificado por ROPS / FOPS mejora la seguridad. • El sistema de control inteligente Sandvik ofrece diagnósticos rápidos y fáciles. • Motor de bajas emisiones para asegurar la minería sostenible. • El mantenimiento diario a nivel del suelo permite un servicio más seguro. Transporte El Camión Articulado 725 Cat con capacidad de carga útil de 23,6 toneladas (26 tons) ofrece confiabilidad y durabilidad de nivel comprobado, alta productividad, mayor comodidad del operador y menores costos operativos. La espaciosa cabina para dos personas con asiento para instructor/acompañante con vistas al frente y los cilindros de suspensión delanteros de nitrógeno/aceite todo terreno mantienen la comodidad del operador durante toda la jornada de trabajo. Las trabas del diferencial que realmente funcionan “sobre la marcha” y son fáciles de manejar mejoran la duración de los ciclos y la productividad. Los motores ACERT de Cat, potentes y de gran duración, y las transmisiones controladas electrónicamente brindan alta productividad con bajo consumo de combustible.

Evaluación económica Recomendaciones Conclusiones Referencias

Esperanza, M. (2009). Geología y desarrollo del yacimiento Esperanza. Santiago. Jimenez, D. (s.f.). FACTOR ES CONDICIONANTES DE SISTEMA DE TURNO. Washington, D.C. 20037,: Biblioteca virtual de desarrollo sostenible y salud ambiental. Sandvik AB. (s.f.). MINERÍA Y TECNOLOGÍA DE ROCAS. Obtenido de Rock technology: https://www.rocktechnology.sandvik/en/products/underground-loaders-andtrucks/advanced-underground-lhds/lh514-underground-lhd/ TRACSA CAT. (s.f.). TRACSA. Obtenido de http://www.tracsa.com.mx/fichas-tecnicas/725.pdf

Anexos Mapa ubicación Faena.

Ilustración 1. Mapa geográfico.

Sandvik LH514 Datos técnicos Dimensión (L-W-H) Capacidad Gama de cubos Peso (funcionamiento) Fuerza de arranque hidráulica - Elevación Fuerza de arranque hidráulica - inclinación Potencia de motor Velocidad (Cargada) Tabla 1. Datos técnicos Sandvik LH514

11 x 3 x 3 14 4.6 - 7 38100 28042 23453 256 32.7

Metros Toneladas métricas M3 Kg Kg Kg kW Km/H

Ilustración 2. Sandvik LH514 CAT 725. Motor Modelo de motor

Motor Cat® C11 ACERT™

Rendimiento de Motor

209 kW

Potencia bruta – SAE J1995

230 kW 309 hp

Potencia neta – SAE J1349

225 kW 301 hp

Potencia neta – ISO 9249

227 kW 304 hp

Tabla 2. Motor Equipo Cat 725 Datos Técnicos Capacidad cuchara bivalva

13.7

M3

Velocidad

51.3

Km/H

Carga util

22.7

Toneladas

Dimensiones (L – W – H)

9.92 x 2.82 x 3.44

Metros

Radio de viraje

7.59

Metros

Altura de Carga

2.75

Metros

Tabla 3. Datos Técnicos Cat 725

Ilustración 3. Caterpillar 725