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Anlisis de Sistemas Mineros

DOCENTE: ING. AUGUSTO TEVES

ROJAS

ALUMNO: AIRE DAVALOS JOHELL

QUEEN

CDIGO: 20100275F

CICLO: 2015-2

FECHA: 10/09/2015

SIMULACIN DE SISTEMA PALA-CAMIN con GPSS

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AGRADECIMIENTO

Al Dr. Alfredo Marn Surez, en forma muy especial, por su valiosa orientacin para investigar en nuevos campos de la minera, y por los estmulos oportunos para llevar a cabo este trabajo. A mis padres, quienes me brindan su apoyo de manera incondicional da a da.

APROBACIN

El informe titulado Anlisis de Sistema Pala-Camin usando el software GPSS, presentado por Rodrigo Ral Garca Vera, en cumplimiento parcial de los requisitos del curso Anlisis de Sistemas Mineros, ser revisado por el Ing. Augusto Tves el 11 de Setiembre de 2014.

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RESUMEN

Introduccin. El presente trabajo constituye una simulacin sobre el sistema

pala-camin, para lo cual se ha usado el software GPSS. Se basa en la

eleccin de tiempos, usando la simulacin de Montecarlo, de tal manera de

determinar el porcentaje de utilizacin de la pala y la formacin de colas.

Captulo 1. La simulacin se realiz usando el software GPSS con una pala y

un camin usado en minera a tajo abierto, variando los tiempos de atencin

de ambos equipos y su desviacin estndar

Captulo 2. Los resultados fueron los siguientes: 2.1. Porcentaje de

utilizacin de la pala, para un tiempo de para la pala y camin. 2.2.

Porcentaje de utilizacin de la pala, para un tiempo de para la pala y camin.

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INTRODUCCIN

En la presente introduccin se informa sobre el sistema, el software usado, el objetivo, las variables y los resultados del trabajo realizado sobre

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la simulacin de tiempos de los equipos de carguo y transporte en las operaciones mineras.

0.1. PROBLEMA

El tema a tratar se ubica en la minera a tajo abierto, la cual forma parte de los mtodos de explotacin superficial. Ha correspondido estudiarlo dentro de los sistemas mineros, especficamente en el sistema de carguo y acarreo o tambin conocido como sistema pala-camin. Con base en las investigaciones de control de tiempos de las palas y camiones de una mina X, se plante el siguiente problema: Determinar el porcentaje de utilizacin de la pala al realizar el carguo de camiones, teniendo en cuenta los tiempos de carguo de la pala y acarreo del camin. Para esto se utilizar el software de simulacin GPSS, el cual har una simulacin tipo Montecarlo para determinar los tiempos que se encuentran en un rango determinado, nos determinar si se forman colas o no, y finalmente calcular el porcentaje de utilizacin de la pala.

0.2. FUNDAMENTACIN

El software de simulacin GPSS world trabajar de la siguiente manera:

tomar datos aleatorios en un rango determinado, simulando tiempos de

palas y camiones, estos sern procesados dentro del sistema y restando

ambos tiempos determinar el porcentaje de utilizacin de la pala

dividiendo el tiempo total de uso de la pala sobre el tiempo disponible de la

misma. Del mismo modo determinar si se forma cola por parte de los

camiones que esperan ser atendidos por la pala, lo cual ocurrir si el tiempo

de carguo de la pala es mayor que el tiempo entre camiones o el tiempo de

regreso del camin.

0.3. OBJETIVOS

El objetivo de este trabajo es realizar una aplicacin del software al

sistema pala-camin en las operaciones de tajo abierto, y, en concreto

entender la forma de trabajo del software para posteriormente aplicarlo en

mi vida profesional como futuro ingeniero de minas.

Se previ que dicha aplicacin sera til para determinar los tiempos de

demora en la cola, as como saber el porcentaje aproximado de la utilizacin

de la pala.

0.4. VARIABLES

En la simulacin se precisaron tanto la variable independiente como la

dependiente.

0.4.1 Independiente

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Las variables independientes fueron los tiempos de carguo y acarreo de

la pala y el camin respectivamente. Para esto se realiz la toma de datos

controlando durante un periodo de tres meses las actividades de dichos

equipos.

0.4.2. Dependiente

La variable dependiente fue el porcentaje de utilizacin de la pala en

respuesta a los tiempos de carguo y acarreo ingresados.

Un dato de salida adecuado sera una utilizacin entre 85% y 90% ya que

as no habran de formarse colas, y la pala tendra cierta holgura en los

tiempos de carguo.

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CAPTULO 1

SOFTWARE GPSS

En este captulo se expone la manera como se realiz la simulacin para calcular el porcentaje de utilizacin de la pala.

1.1. EQUIPOS Se escogieron una pala y un camin y se controlaron sus tiempos de carguo y acarreo durante tres meses. Luego de esto se separaron los datos fuera del rango, se calcul un promedio y se determin su desviacin estndar.

1.2. SOFTWARE El software GPSS mediante la simulacin de Montecarlo (tomando datos al azar dentro de un determinado rango), calcular el porcentaje de utilizacin de la pala. Para lo cual es necesario ingresar el INPUT correspondiente que se muestra a continuacin:

Figura 1. INPUT DEL SOFTWARE GPSS World

1.3. PROCEDIMIENTO La simulacin se realizar con una pala y un camin de dos maneras:

Primero, con el tiempo de la pala fijo y del camin variable Segundo, con el tiempo de la pala variable y del camin fijo.

Lo nico que variar sern los datos de entrada en el sistema, GENERATE y ADVANCE, lo dems se mantendr igual. Una vez ingresado dichos datos, se ejecuta en la barra de herramientas COMMAND/Create Simulation. En este momento el programa empezar a procesar los datos y nos dar finalmente el OUTPUT o datos de salida, dentro de los cuales se encuentra el porcentaje de utilizacin. Este resultado se muestra en la siguiente figura:

Figura 2. OUTPUT DEL SOFTWARE GPSS World

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Caso 1: TIEMPO DE ATENCIN DE LA PALA FIJO Y TIEMPOS DE ATENCIN DEL CAMIN VARIABLES. Los datos a usar son los siguientes: Tiempo de atencin del camin: 130, 145, 160, 180 y 200 segundos; con una desviacin estndar de 35, 40, 40, 50 y 60 segundos respectivamente. Tiempos de atencin de la pala: 120 segundos; con una desviacin estndar de 35 segundos.

Para 130, 35 del camin

INPUT

OUTPUT

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Para 145, 40 del camin

INPUT

OUTPUT

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Para 160, 40 del camin

INPUT

OUTPUT

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Para 180, 50 del camin

INPUT

OUTPUT

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Para 200, 60 del camin

INPUT

OUTPUT

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Caso 2: TIEMPOS DE ATENCIN DE LA PALA VARIABLES Y TIEMPO DE ATENCIN DEL CAMIN FIJO: Los datos a usar son los siguientes: Tiempo de atencin del camin: 190 segundos; con una desviacin estndar de 40 segundos. Tiempo de atencin de la pala: 110, 125, 140, 160, 180 segundos; con una desviacin estndar de 20, 20, 30, 25 y 35 segundos respectivamente.

Para 110, 20 de la pala

INPUT

OUTPUT

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Para 125, 20 de la pala

INPUT

OUTPUT

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Para 140, 30 de la pala

INPUT

OUTPUT

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Para 160, 25 de la pala

INPUT

OUTPUT

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Para 180, 35 de la pala

INPUT

OUTPUT

CAPTULO 2

RESULTADOS

Los resultados obtenidos se refieren al porcentaje de utilizacin, determinando as si el sistema que tenemos y la cantidad de equipos usados en este son adecuados o no para el tamao de nuestra mina. A continuacin mostraremos una tabla con los resultados obtenidos:

TIEMPO DEL CAMIN

TIEMPOS DE LA PALA

PORCENTAJE DE UTILIZACIN

TIEMPO PROMEDIO

CAMIONES EN LA COLA

TIEMPO ESPERA

(s) (s, D.E.) (%) (s) (unidades) (s)

190,40

110,20 57.60 109.703 1 0

125,20 65.40 124.703 1 0

140,30 73.20 139.554 1 0.287

160,25 83.70 159.629 1 2.012

180,35 94.10 179.301 1 22.878

TIEMPO DE LA PALA

TIEMPOS DEL

CAMIN

PORCENTAJE DE UTILIZACIN

TIEMPO PROMEDIO

CAMIONES EN LA COLA

TIEMPO ESPERA

(s) (s, D.E.) (%) (s) (unidades) (s)

120,35

130,35 91.80 119.517 2 23.429

145,40 82.10 119.361 1 5.142

160,40 74.40 119.480 1 1.346

180,50 66.10 119.480 1 0.383

200,60 59.50 119.480 1 0.072

Los resultados obtenidos varan de acuerdo a los tiempos asignados tanto para la pala como para el camin. Hubo marcadas diferencias en los porcentajes de utilizacin cuando los tiempos de atencin de la pala y el camin se van acercando a un mismo valor. Estos valores de utilizacin, pueden tener un ptimo segn el punto de vista del que lo analice, ya que al aumentar el porcentaje de utilizacin vemos tambin que el tiempo promedio de espera en la cola aumenta as como la cantidad de camiones que se tiene en esta. Por tanto, no se puede hablar de que una utilizacin ptima de la pala sea a un 100%. Quizs se hablara de un 85 a 90% como un buen porcentaje de utilizacin para este equipo.

CONCLUSIN

En el sistema analizado el porcentaje de utilizacin se incrementa cuando el tiempo de atencin de la pala se acerca al tiempo de atencin del camin. Esto podra resultar muy bueno hasta cierto punto, debido a que al tener tiempos casi iguales y teniendo en cuenta la desviacin estndar para estos, se van formando colas y el tiempo de espera en ella aumenta. Las implicaciones prcticas que se pueden exponer son las siguientes:

1. Si % < 80%: Los tiempos de atencin de la pala y el camin estn muy alejados, lo cual implica que la pala espere al camin por un periodo de tiempo que es muy valioso. Conclusin: se debe analizar si se debe aumentar ms camiones, o si los stock piles o botaderos estn muy lejos del tajo.

2. Si 80 < % < 90%: Los tiempos de atencin de la pala y el camin son tales que no permiten que se formen colas ni tiempos de espera, dndonos como resultado un buen porcentaje de utilizacin de la pala y un tiempo de tolerancia para algn retraso imprevisto en algn momento.

3. Si 90 < % < 100%: Los tiempos de atencin de la pala y el camin son casi similares, por lo que no permite una tolerancia en el carguo y esto produce finalmente colas y tiempos de espera por parte de los camiones. Conclusin: analizar si se necesita disminuir el nmero de camiones (mandndolos a otras labores, vendindolos, etc.), o si esto ser solo momentneo (probablemente recin se est empezando el tajo y el stock pile y botadero estn muy cercas a la labor).

REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

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Dr. Alfredo Marn Surez (2014). Apuntes de clase.

Manual de uso Software GPSS.