UNMSM EAPIMCURSO : SERVFICIOS AUXILIARES E INSTALACIONES MINERAS

PROFESOR : ING. VICTOR RAMIREZ PONCE

INTRODUCCIONHoy en da se tienen en cuenta la eficiencia y la productividad por lo cual las empresas mineras en el Per, ya hace algn tiempo han comenzado a mecanizar en lo que respecta a la minera subterrnea, ya que con este sistema se ha mejorado considerablemente la productividad a causa de la velocidad con la que se operan equipos de ltima generacin, notablemente que el paso de un sistema convencional a un sistema mecanizado debe estar acompaado de factores como ley, precio, la geologa del lugar, equipos, mantenimiento, etc. Ya que este sistema es mas costoso que el convencional, para ello se debe de hacer un buen planeamiento, bajo una organizacin y direccin, y su respectivo control en este caso del transporte (acarreo y carguo de mineral).

EQUIPOS MECANIZADOSSon todos aquellos equipos que para realizar trabajo requieren de presin hidrulica la que a su vez puede ser impulsada por motores elctricos o diesel, los cuales tienen desplazamiento propio. Estos equipos se caracterizan por su velocidad y productividad, cabe mencionar por ejemplo la mina de hierro en la Hondonada de Lorraine de Francia donde hasta el ao de 1972 tena una productividad de 5 TM/H-da y cuando comenzaron a mecanizar alcanzaron una productividad de 35 TM/H-da.

Equipos de perforacin:

Jumbos hidrulicos de 1 a 6 brazos.

Equipos de acarreo y/o carguo:

Scoops de 1 a 13 yardas3Microscoops.Cargador frontal.

Equipos de transporte:

Camiones de bajo perfil.Camiones de grandes capacidades(VOLQUETES).

El transporte en minera se realiza de diversas maneras estas son:

Seleccin de Equipos de carguoDensidad del material(a mayor densidad menor capacidad o viceversa)El equipo de carguo disponible(capacidad del cucharon)Las horas programadas de trabajo.El nivel de produccin(cuantas toneladas necesito mover al da)Infraestructura(mantenimiento, personal adecuado, repuestos disponibles, etc)Eficiencia de la operacinDisponibilidad de energa en el interior de la mina.

CONSIDERACIONES DE OPERACINAspectos geolgicos ms importantes a considerar quizs sean: la estabilidad del terreno, regularidad, potencia, buzamiento de los yacimientos. Tipo de materialFragmentacin del materialCaracterstica de excavacin, forma de avance.Altura e inclinacin del frenteEspacio de maniobrabilidad y frentes de carguo.

RANGO ECONOMICO DE DESPLAZAMIENTO PARA ACARREO O TRANSPORTEEQUIPOS LHD (ida y vuelta) 2Yd.Cu. 200 250 mts.2.5 Yd.Cu 250 300 mts.3.5 Yd.Cu. 300 350 mts

CAMIONES12 TM 800 1200 mts.16 TM 800 1600 mts24 TM 1600 2400 mts.

SEGN LA ALTITUD DE OPERACIN MINALa mayora de las minas se encuentran por encima de los 3500 mts. Sobre el nivel del mar.Se tiene una prdida de potencia de 25% menos, que implica utilizar equipos de ms HP.Baja velocidad de desarrollo, menor capacidad de trabajo en pendientes, mala combustin y menor vida del motor y alto costo operativo.Un LHD en la costa tiene 139 HP y en altura necesita 185 HP. Implica 185*0.75=139HP.

CONDICIONES PARA EL CARGUIO Y ACARREO OPTIMOVas de acarreo con mantenimiento(gradiente , cunetas)Ventilacin optima dentro de la mina subterrnea.Buena iluminacin.Tener refugios(pases, emergencias) equipados.Buena comunicacin y sealizacin de las vas.Tener un buen mantenimiento, as tambin los repuestos necesarios para cualquier eventualidad.Capacitacin.

TRANSPORTE DE MINERALLos mtodos de explotacin son un conjunto de operaciones que se realizan con la finalidad de extraer el mineral para luego ser transportados a la planta concentradora para su tratamiento y recuperacin.

ScooptramUn scooptram es un equipo de bajo perfil diseado sobre todo para realizar trabajos en mina subsuelo o en zonas confinadas. El scooptram se disea para levantar cargas pesadas. Los Scooptrams son principalmente necesarios en labores de subsuelo, debido al tamao limitado de las labores. Debido a la posicin del asiento del operario, puede viajar en marcha adelante as como en un marcha reversa.El sistema de control remoto se disea para permitir al operador operar el scooptram sin estar en el compartimiento del operario. Este sistema permite operar el scooptram en zonas que son inseguras para el operador.

Cargar: Cargar una cantidad grande de materialTransportar: Transportar el material a un rea especfica.Descargar: Descargar la carga en un camin o en un rea especfica.

Modelos y Capacidades de Scooptrams

Modelo(Atlas Copco)Capacidad (TM)Scooptram ST2G3.6Scooptram ST3.56Scooptram ST600LP6Scooptram ST7106.5Scooptram ST76.8Scooptram ST7LP6.8Scooptram ST103010Scooptram ST1030LP10Scooptram ST1414Scooptram ST152015Scooptram ST1520LP15

Scooptram RRC

VENTAJAS DE LOS SCOOP RESPECTO A LOS EQUIPOS CONVENCIONALES Mayor productivos Alta flexibilidadAlta produccin VersatibilidadMayor velocidad Facilidad de hacer desarrollos de inclinados Compatibilidad o adaptabilidad a los mtodos de explotacin

DESVENTAJAS DE LOS SCOOP RESPECTO A LOS EQUIPOS CONVENCIONALES Mayor costo de ventilacin Mayor costo de mantenimiento Alto costo de inversin Disponibilidad de repuesto Mayor seccin excavacin Alto costo de los repuestos de llantas Disponibilidad de combustible

Camiones de bajo perfil

Modelo(Atlas Copco)Capacidad (TM)Minetruck MT201020Minetruck MT431B28.1Minetruck MT436B32.6Minetruck MT436LP32.6Minetruck MT502050Minetruck MT602060

Transporte en volquetesLos camiones se adecuan a cualquier tipo de material, permiten regular la produccin, aumentando o reduciendo el numero de unidades. El transporte de materiales rocosos se realiza con mucha frecuencia mediante el empleo de volquetes distancias desde 100m.- 3 km(economico)

Ventajas:

Flexibilidad del sistema en cuanto a las distanciasCapacidad de adaptacin a todo tipo de materiales Facilidad para variar el ritmo de produccin aumentando la flota de volquetes o el grado de utilizacin de esta Necesidad de una infraestructura relativamente sencilla y poco costosoPosibilidad de contratacin de la flota e incluso de la operacin Sistema muy conocido y por lo tanto relativamente fcil de supervisar y controlar Menor inversin inicial que en otros sistemas de transporte

Desventajas:

Costos de operacin elevados con un porcentaje sobre el coste de arranque carga y transporte que oscila entre el 40% y 60% segn los casos Complicada supervisin y optimizacin cuando se tiene en operacin un elevado nmero de unidades Rendimientos bajos cuando aumenta la distancia de transporte y o del desnivel a superarGran cantidad de mano de obra especializada en operacin y mantenimiento

RIESGOS : En VolquetesEquipamiento (direccin, frenos, cabina, extintores, llantas, aros, pernos, medidores, luces, mangueras, cinturones, espejos, ventanas, plumas, escaleras, etc.)Velocidad de operacin (rectas y curvas)Campo limitado de visibilidadCarga inadecuada (sobrecargado, descentrada)Carga/descarga en superficies inclinadas a los ladosOperador fuera del vehculo durante el carguoVolquete estacionado sin bloqueo en las llantas

Cargadoras Frontales:

Equipamiento (Direccin, frenos, cabina, extintores, llantas, aros, pernos, medidores, luces, mangueras, cinturones, espejos, ventanas, plumas, escaleras)Trabajar en lneas diferentes a la de mxima pendienteTrasladarse con la cuchara alta o no retradaMantener el cucharn en alto al detenerseSocavar taludes o el propio piso de trabajoEquipo utilizado para otros fines

COTIZACION DE METALES BASICOS Y PRECIOSOSPeriodo 2007-2010PROMEDIOS ACUMULADOSMERCADOLONDON METAL EXCHANGELONDON BULLION MARKET ASS.METALCOBREPLOMOZINCESTAOPLATAOROFECHAUSD/tonUSD/tonUSD/tonUSD/tonUSD/ozUSD/oz20077126.352594.963250.3014535.5413.3835695.3920086951.522084.761870.0618498.6414.9890871.9620095163.591726.111658.8813592.8714.6743972.35Oct-096287.982240.772071.5915008.8617.23611043.16Nov-096675.602308.762193.3814942.3817.82131127.04Dic-096981.712328.522375.9513592.8717.67291134.7204 al 14 ene7498.062496.112546.5017658.8918.11331133.50

PIQUEUn pique es una abertura vertical que se ha desarrollado de arriba hacia abajo que sirve de comunicacin o transporte de personal u objetos dentro de los niveles de la mina.*

Factores para la construccin de un pique

Necesidades de extraccin de mineral

Reduccin de los costos de produccin

Profundizacin de los niveles de extraccin.

Consideraciones de diseo

Anlisis de costos en relacin a otros piquesEl rea debe ser favorable y suficientemente grande para las instalaciones de superficieLa naturaleza del suelo debe ser adecuada para las cimentaciones, realizando para ello estudios de geotecnia conducentes a la clasificacin del macizo en el rea destinada para el diseo del piqueLa mina, debe tener buenas vas de acceso y espacio libre para favorecer el trabajo.

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ClasificacinSe pueden clasificar de la siguiente manera:

Por su forma

En funcin de su ngulo

Segn la forma de excavacin

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En funcin de su ngulo Se clasifican de dos maneras

Pique verticalPique inclinado

Los piques verticales poseen un ngulo mayor de 45 y tambin tienen una clasificacin de acuerdo a su posicin con respecto a la veta pudiendo ser Al pendiente Interceptando la veta Al yacente *

Segn su mtodo de excavacinSegn el mtodo de excavacin encontramos las siguientes formas

Tradicional Perforado a seccin completa

TradicionalSe sigue los pasos habituales los cuales son perforacin, voladura ventilacin , sostenimiento *

Segn su mtodo de excavacinPerforado a seccin completa

Este tipo de perforacin se realiza con Raise Boring, esta maquina se ha venido utilizando los ltimos 20 aos.Ventajas Alta seguridad del personal y buenas condiciones de seguridadProductividad ms elevada que con los mtodos convencionales de arranque de explosivos.

Desventajas Inversin muy elevada Coste de excavacin por metro muy alto

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Elementos de un pique

TORRE O CASTILLETE

WINCHE O TAMBORA

CABLE

POLEA

JAULA Y/O BALDE (SKIPS) *

TORRE O CASTILLETE

La torre o castillo es la cspide de la estructura del pique el material del que esta formado es de acero es en este lugar es donde se encuentran las poleas dando el movimiento a los cables del castillo baja una estructura de metal que contrarresta la tensin de los cables esta recibe el nombre de tornapuntas.*

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CABLES

Los cables son productos fabricados por alambres de acero, su funcin es bsica estn encargados de izar los skips o las jaulas:

De los cables dependen :

Su dimetro impone el de los rganos de enrollamientoSu carga de ruptura interviene en el clculo de las maquinas, de los castillosFinalmente su elasticidad, exige ciertas disposiciones para la recepcin de los vagones en las entradas.

Los cables se forman por hilos , un conjunto de hilos de alambre un conjunto de alambres forma un torn y un conjunto de torones forma el cable

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Tipos y estructura de los cables

Ncleo o AlmaEl ncleo o alma que se va fabricar depender de las condiciones de uso y para donde este destinado. El alma sirve como apoyo a los torones que estarn a su alrededor

Existen diversos tipos de alma entre ellos tenemos : el alma de aceroel alma de torn El alma de fibra de vegetales sinttica Regular Los alambres del torn, estn torcidos en direccin opuesta a la direccin de los torones del cable.

Tipo Lang Los torones en un cable torcido Lang, estn torcidos en la misma direccin

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CABLES

Exigencias para los cables :

Peso cable + peso de la jaula +carga mxima

POLEAS

Rueda acanalada que gira alrededor de un eje central por el que pasa el cable en cuyos extremos se encuentra la jaula o skip

Las poleas se pueden construir de 3 formas-Por fundicinPor acero moldeado Por construccin soldada.

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JAULA Y/O BALDE (SKIPS)

La jaula es la que cumple con la funcin de transporte de hombres que puede ir lleno o vacio. Pude ser de uno o de dos pisos

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Elementos de una jaula

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El skips(balde) sus elementos Los skips cuyo nombre en espaol es balde es por donde se transporta el mineral o la ganga el skips se carga o llena de mineral por su parte superior en el interior de la mina y se extrae la vasija hasta el exterior*

Transporte por locomotoras El transporte de locomotoras ha sido utilizado como equipo de transporte bsico desde los inicios de la minera, pero hoy en da se ha dejado de lado por las innumerables restricciones que deben cumplirse para su operacin, se considera al ferrocarril como un equipo de transporte horizontal por su capacidad para trabajar en pendiente de (0-2% de pendiente)El ferrocarril es un equipo de grandes capacidades de transporte puede ser elctrico (menores costos y no requiere ventilacin) o diesel .El sistema est constituido por:carrosvasunidad de potencia

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CARACTERSTICAS DE LOS CARROS

capacidad (ligado a las dimensiones de la caja )estabilidad (ligado a la altura del carro, ancho de los ejes ,distancias entre los ejes)sistema de descarga (rgidos, vaciado por el fondo o vaciado lateral)dimensiones radio de curvatura (ligado a la longitud de los carros y distancias entre los ejes )nmero de ruedas dimetro de ruedas

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ELECCIN DE LOS CARROS

Ritmo de produccin requerido Distancia de transporte Numero de convoy Puntos de carga y descarga Restricciones dimensionales de galera Sistema de carguo y sus caractersticas

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SISTEMA DE DESCARGA DE CARROS

Sistema Rgido

Sistema De Vaciado Lateral

Sistema De Vaciado Por El Fondo*

CARACTERSTICAS DE LAS VAS

Infraestructura De La Base.- En la excavacin en el piso la cual contendr y en la que se asentara el material de la superestructura. esta base deber de conectarse al drenaje con el fin de proteger el material del afirmado

Superestructura o afirmado.- Consiste en una capa de ripio chancado de una granulometra homognea que servir de asiento para la va y permitir que las aguas drenen a travs de ellas

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El costo del transporte del mineralel transporte tiene una importancia fundamental en el sistema de costeodentro de la mina y fuera de ellaen esta etapa no hay transformacin o concentracin, por 10 tanto su costo est reflejado por tonelada de mineral de cabeza extrada

El costo del transporte del mineralEl transporte fuera de la mina se refiere a la accin de llevar concentrados hacia su lugar de destino final que normalmente son las fundiciones y refineras en el mercado europeo, asitico o americano.

El costo del transporte del mineralla primera etapa de transporte responde, en lo general, a una decisin netamente tcnica

El costo del transporte del mineralLa segunda etapa versar sobre un anlisis macroeconmico

El costo del transporte del mineralel anlisis tcnico-econmico efectuado a la primera parte, ha tenido presente el hecho real de casos estudiados, los mismos que han sido programados por el Ing. Miguel ngel Ziga C. en una minicomputadora

El costo del transporte del mineralaprecindose as una forma prctica de bajar costos c1e operacin e inversin en los casos reales que se analicen.Veamos ahora la base de la informacin

El costo del transporte del mineralProduccin diaria (TM/da) Rangos de: 500, 1000, 1500, 2000 Y 3000. Distancia de acarreo: 1500, 2500, 3500 metros (500 m en superficie).Profundidad: 100, 200 y 300 mts. Con 500 mts adicionales en superficieExtraccin por: Locomotra, Volquetes, Camiones de Bajo perfil e Izaje por Piques

El costo del transporte del mineralEn los clculos de la locomotora se calcula el ciclo de trabajo, el nmero de convoys, el peso de la locomotora, los HP del motor, sobre la base de un convoy de 10 carros cuya capacidad se determina de acuerdo a las condiciones de operacin.

El costo del transporte del mineralLos datos tcnicos del volquete considera velocidades promedios reales de estudios efectuados a compaas mineras en tramos horizontales, donde la base de clculo es la capacidad del volquete de 25 TM, determinndose el nmero de vehculos requeridos.

El costo del transporte del mineralEn lo que respecta al Camin de Bajo Perfil, se parte de una rampa de 10% de gradiente con velocidades de extraccin reales de estudios similares para profundidades de 100 a 300 mts., la capacidad de transporte es de 25 TM/camin determinndose el nmero de vehculos requeridos.

El costo del transporte del mineralPara el izaje se ha previsto un pique orientado hacia 3000 TM/da con 300 mts. de profundidad, habindose calculado el : pique en concreto con vigas de acero, en donde se ha variado las capacidades del Skip y su velocidad de izaje, determinndose el nmero de ciclos por hora, el peso total de izaje y el nmero de HP de la wincha requerida.

El costo del transporte del mineralResumen de datos

El costo del transporte del mineralLos grficos adjuntos indican claramente que el costo por TM de transporte por locomotora flucta entre las alternativas de 500 a 3000 TM/da y los recorridos de 1.5 a 3.5Km. en 0.13 a 0.29 $/TM siendo su costo por TM/Km variable de 0.06 a 0.12 $/TM.Km. para el caso de los volquetes su costo por toneladas vara entre 0.26 $/TM a 0.65 $/TM donde su costo por TM/Km est en 0.17 a 0.20 $/TM.Km.

El costo del transporte del mineralpara los camiones de bajo perfil su costo por TM flucta entre 0.47 a 1.10 $/TM 3000 TM/da, mayor costo por TM y a mayor recorrido (3.5Km) el costo por TM es mayor; sin embargo el costo por TM/Km. Es menor cuando mayor es el tonelaje y la distancia a recorrer. Para el caso de Izaje hay un doble costo, el vertical y horizontal, siendo el costo vertical por TM fluctuante entre 0.14 $/TM a 0.74 $/TM que incrementados en 0.09 $/TM al costo horizontal tenemos un costo por TM comparativo con el costo del C.B.P. del orden de 0.23 a 0.83 $/TM.

El costo del transporte del mineral

El costo del transporte del mineralRespecto a las Inversiones, la locomotora presenta la menor inversin versus volquete, encontrndose que la inversin del pique es mayor que la del C.B.P, para producciones menores y profundidades menores a los 200 mts.

El costo del transporte del mineralSin embargo, esta diferencia de inversiones comparada con el costo de operacin nos indica claramente que a producciones menores a 100 TM/da en profundidades de 150 mts., el C.B.P. es recomendable, debiendo tenerse en cuenta los resultados econmicos cuando estas variables cambien.

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CURSO : GESTION Y MANTENIENTO DE EQUIPOSCURSO : GESTION Y MANTENIMIENTO DE EQUIPOS**********************