DIMENSIONAMIENTO DE EQUIPOS

La nueva Identidad Corporativa de Universidad Privada del Norte, en el PowerPoint.

DIMENSIONAMIENTO DE FLOTA DE ACARREO EN
MINERÌA SUPERFICIAL

Dimensionamiento de Flota.
Gran importancia por su incidencia en los
costos.
Se busca optimizar el manejo de recursos
involucrados.
Decisión en base a información del
fabricante y la evaluación comparativa.
Etapas de cálculo y dimensionamiento de flota equipos
PARAMETROS

En un proyecto minero a cielo abierto para

determinar el equipo requerido, tanto para
realizar la remoción de material, que debe ser
desbrozado antes de la etapa de producción, así
como el necesario durante la etapa de las
operaciones de producción, es indefectible
determinar previamente el tamaño de la
operación, o sea, la capacidad anual de
tratamiento de la planta concentradora a la que
el retorno sobre la inversión en el proyecto se
optimiza.
Volumen de reservas minables evaluadas en el
depósito.
Valor de los contenidos recuperables en la
reserva estimada.
Relación de estéril a mineral total.
Límite de corte establecido.
Proyección de costos totales estimados.
Vida económica del depósito.
Proyección de precios de los metales esperados
durante la vida del proyecto.
Relación de flujo de caja anual.
Programa de producción (plan minero)

Perfiles de transporte
Tecnología disponible (equipos y
maquinarias)
Factores operacionales (dias de trabajo,
sistema de turnos, índices operacionales)
Costos estimados
Envergadura del Proyecto (Vida útil, Reservas).
Programa de producción (Plan minero).
Parámetros de diseño (Malla de perforación,
Perfiles de transporte, altura de bancos, anchos
operacionales).
Tecnología disponible (Equipos y Maquinarias).
Factores operacionales (Días de trabajo, Sistema
de turnos, Índices operacionales).
Costos estimados.
Envergadura del Proyecto (Vida útil, Reservas).
Programa de producción (Plan minero).
Parámetros de diseño (Malla de perforación,
Perfiles de transporte, altura de bancos, anchos
operacionales).
Tecnología disponible (Equipos y Maquinarias).
Factores operacionales (Días de trabajo, Sistema
de turnos, Índices operacionales).
Costos estimados.
 Determinando las Reservas

Una vez identificado el yacimiento, se

procede a determinar el volumen de
mineral que se podría obtener del mismo.
 Reservas probadas.
Volumen de mineral que se calcula usando
como base los resultados obtenidos de los
trabajos de muestreo y sondajes. Los estudios
permiten establecer matemáticamente la
geometría de la reserva, su volumen y la ley
del mineral, por lo que se indica que se tiene
certeza de su continuidad.
 Reservas probables.
¿el costo de construir una mina y operarla será justificable económicamente,
dada las características del yacimiento? ¿El volumen de mineral que hemos
identificado será suficiente? Es decir, ¿este volumen de mineral identificado
como reserva tendrá valor económico?
 PLANEAMIENTO DE MINADO

• La planificación se
puede entender como
un desarrollo racional,
mediante el cual los
recursos humanos,
físicos y financieros
son orientados hacia
la materialización
El tajo final contará con 270 m de profundidad, donde se
encontrarán 18 bancos DISEÑO DEL de
o niveles TAJO
profundidad y cada
banco tendrá una altura de 15m. Dentro de los primeros 5
bancos se encuentra una zona de óxidos de baja ley y una
capa de material (overburden), luego continúa la zona de
óxidos con una mayor ley.
CÁLCULO DE BLOQUES POR NIVELES DE LA MINA
UNA VEZ QUE SE CONOCE EL TOTAL DE BLOQUES
A MOVER POR NIVEL SE PUEDE PLANIFICAR EL
MINADO, ESTO PERMITE CONOCER LA CANTIDAD
DE MATERIAL O ROCA A ROMPER, COMO
CONSECUENCIA, SE CONOCE LA CANTIDAD DE
MATERIAL A TRANSPORTAR
PLANEAMIENTO DE MINADO Y DISTANCIA EN TRANSPORTE AÑO POR
AÑOS

LAS DISTANCIAS SON APROXIMADAS Y ESTÁN EN METROS

DISTANCIAS Y TIEMPOS REFERENCIALES PARA LAS DISTINTAS
RUTAS DE LA MINA
DE MINA A CHANCADORA
DISTANCIAS Y TIEMPOS REFERENCIALES PARA LAS DISTINTAS
RUTAS DE LA MINA
DE CHANCADORA A MINA
DISTANCIAS Y TIEMPOS REFERENCIALES PARA LAS DISTINTAS
RUTAS DE LA MINA
BOTADERO MINA
 RESUMEN DE LOS CUADROS DE LOS TIEMPOS REFERENCIALES
PARA LAS DISTINTAS RUTAS DE LA MINA
LAS DISTANCIAS ESTÁN EN METROS Y LOS TIEMPOS EN MINUTOS
MINA CHANCADORA Y MINA - BOTADERO
En el cuadro se puede apreciar los tiempos totales por año (aproximado)
y por circuito que un camión puede recorrer a lo largo de la vida de la
mina. Se conoce muy bien que estos tiempos pueden variar conforme las
exploraciones en la mina continúan además de otros factores, pero para
el presente trabajo se tomará como referencia estos tiempos
aproximados para el cálculo de la flota de camiones.
El bloque de mineral multiplicado por el peso y por la ley
de mineral (%) nos da como resultado el total de mineral
por cada bloque y por lo tanto el total por año y por nivel.

Año 1 Se tiene 1610 bloques de mineral con un peso de

10 250 ton cada uno, y con una ley de cobre promedio de
0.6%, por lo tanto, la producción será:

1 610 x 10 250 ton x 0.6/100 = 97 808 ton de Cu.

Si la recuperación total del proceso es del 90%, entonces
en el primer año de producción se obtendrá 88 027 ton de
Cu para la comercialización
se muestra los años, la cantidad de bloques de desmonte, las
toneladas de cada uno y el cálculo de toneladas movidas de
desmonte, con el fin de conocer el número de material a mover
para cada año de la mina .
MINA A PLANTA (CATERPILLAR 2000)
PLANTA A MINA (CATERPILLAR 2000)
MINA A BOTADERO
BOTADERO A MINA
 DIMENSIONAMIENTO DE EQUIPO MINERO
( Camiones, Perforadoras y Cargadores Frontales)
 INDICE OPERACIONALES

 Tiempo Cronológico
 Horas Inhábiles (HI)
 Horas Hábiles (HH)

 Horas Mantención (HMT)

 Horas Reserva (HRE)
 Horas Operación (HOP)
• Horas Operacionales Efectivas
(HEF)
• Horas de Pérdida Operacional
(HPE)
 INDICADORES MECANICOS

Disponibilidad Física
DF = (HOP + HRE) / HH

Índice de Utilización
UT = HOP / (HOP + HRE)

Factor Operacional
FO = HEF / HOP
Rendimiento Efectivo
Ref = Rteo* UT * DF * FO
Densidad
Es el peso del material por
unidad de volumen: kg/m3

Densidad en banco
Es el peso del material en su
estado natural: kg/m3 en banco

Densidad del material suelto

Es el peso del material fuera de su
estado natural: kg/m3 suelto
 Volumen del Material

1,2 m3
1m 3

m3 en Banco Banco

m3 Compactado m3 Suelto

Suelto
Compactado
VOLUMEN DEL MATERIAL

Abultamiento & Factor de Carga

Abult. 22%

Arcilla lecho
1m3 natural 1,22m3

Factor carga = 0.82

1,22 m3 X 0,82 = 1,0 m3

1,0 m3 / 0,82 = 1.22 m3
Resistencia a la rodadura (RR): se ha tomado de acuerdo al
libro Caterpillar
Resistencia total: es la suma de todas las resistencias.
Efecto de altitud: 3,500 msnm, se ha considerado el factor de
0.86 para los camiones 789C.
Factor de llenado del camión: 90%
Numero de pases: pala, camión se tiene 4 pases para el
cargado de los camiones con mineral.
 CICLO DE TRABAJO DE LOS CAMIONES PARA DESMONTE
. (MORGAN Y PETERSON 1968)
 .
EL CICLO PARA EL DESMONTE ES DE 31 MIN 60MIN/31MIN = 1.93
CICLOS
CAPACIDAD CAMIÓN 177TM,
PRODUCCIÓN DE DESMONTE PARA ESTE AÑO ES DE 61000 TON/DIA
Y SE TRABAJA UN PROMEDIO DE 20 HORAS SE TIENE:

1.93 CICLOS X 175TON(PROMEDIO) X 10CAMIONES X 20 HORAS =

67,550TON/DIA

ESTA CANTIDAD DE CAMIONES CUMPLE CON LA PRODUCCIÓN

DIARIA DE DESMONTE
 CICLO DE TRABAJO DE LOS CAMIONES PARA MINERAL
. (MORGAN Y PETERSON 1968)
CICLO
. PARA EL MINERAL 20.5
POR HORA SE TIENE 60MIN/20.59MIN = 2.91 CICLOS.
CAPACIDAD DE CAMIÓN 177TM,
PRODUCCIÓN DE DESMONTE PARA ESTE AÑO ES DE 42000 TON/DÍA
Y SE TRABAJA UN PROMEDIO DE 20 HORAS SE TIENE:
2.91 CICLOS X 175TON(PROMEDIO) X 5CAMIONES X 20 HORAS =
50,925TON/DIA

PARA EL PRIMER AÑO DE TRABAJO EN MINERAL Y DESMONTE SE

NECESITARÁ 15 CAMIONES
 .

DEBE DE AGREGAR UN 15% MÁS YA QUE LOS

CAMIONES NECESITAN ESTAR EN MANTENIMIENTO
CARGANDO PETRÓLEO, ETC. EL 15% ASEGURA QUE 15 CAMIONES
SIEMPRE ESTARÁN EN LA MINA TRABAJANDO, CON LO QUE EL NUEVO
NÚMERO DE CAMIONES SERÁ DE 18.
Tiempos Fijos y Variables
1.- Carga
2.- Acarreo
3.- Descarga
4.- Regreso
5.- Traslado

Otros Tiempos:
Espera
Maniobras
Demoras
Número de Camiones para Desmonte
 CARGADORES
Una mina a cielo abierto debe mover diariamente un
total de 110000 ton de material (mineral y estéril) desde
el tajo. Se pide dimensionar los equipos necesarios
(carguío) considerando los siguientes parámetros:
•Se trabajan dos turnos por día de 10 horas cada uno.
•Uso de cargador Frontal.
• Ciclo =1 min
•Densidad de material = 2.7ton/m3.
•Volumen de cuchara= 25m3
•UT (%) = 82
•DF (%) = 87
•FO (%) = 85
•Factor de roca= 1.2
 SOLUCIÓN:
• Tonelaje x Pase = (Vol. De cuchara*De. del Material*F. de llenado)/(F.
esponjamiento) .
=(25m3*2.7ton/m3*80/100)/(1+30/100)
=41.5ton/pase.

• Rendimiento x día = (Ton x pase*UT*DF*FO*Nº de Pases*Factor de Roca)

= 41.5*0.82*0.87*0.85*1080*1.2
=27178.4ton/día

• Nº de Cargadores (teórico) = Req. x día/ Rend. x día

= 110000ton/27178
= 4.04+1 = 5.Cargadores

• Nº de Cargadores (Real) = 5 Cargadores

 PALAS

Una mina a cielo abierto debe mover

diariamente un total de 1100000 t de material
(mineral y estéril) desde el Tajo. Se pide
dimensionar las palas, considerando los
siguientes parámetros:
Se trabajan dos turnos por día de 10 horas cada
uno.
Palas mecánicas: capacidad del balde de
29yd3, factor de llenado de 90%, densidad del
material 2.7t/m3, disponibilidad 90%, utilización
95%, tiempo por baldada 1min.
 CALCULANDO

• Primeramente se debe estimar el

rendimiento de la pala en toneladas por
día, suponiendo que siempre tiene
material para cargar (lo que depende de la
perforación y voladura) y camión para
recibir. Para lo que se debe considerar lo
siguiente:
• 29yd3 = 22.m3. Densidad 2.7t/m3 =>
Llenado 90% => 53.5 t/balde.
SOLUCION

• Tiempo por baldada 1min => 3210 t/h.

• 10 horas trabajadas por turno => 32100tpt.
• 2 turnos por día. Utilización 95% => 64200
tpd (corresponde al rendimiento efectivo
del equipo).
• Si necesito mover 110000tpd y cada pala
mueve 64200tpd calculo el número de
palas requeridas como: 110000/64200=1.7
+1 ==3 palas de 22m3.
DATOS

• Capacidad del camion:177tn/tolva

• Distancia media de transporte:2.5km
• Velocidad media(cargado):10km/h
• Velocidad media(descargado):15km/h
• Tiempo de aculatamiento:1 minuto
• Disponibilidad:80%
• Utilizacion:95%
SOLUCIÓN

• Para calcular el número de camiones necesario, se

estima cuantos camiones necesito por pala, para que
esta´ este trabajando continuamente. Considerar lo
siguiente:
• (240tn/tolva)/(81.7tn/balde)=> 3 baldes/tolva (número de
baldadas para cargar un camión).
SOLUCIÓN

• 3 baldes/tolva. 1min/balde => 3min/tolva (tiempo

de carguío por camión).
• Velocidad cargado 10km/h. Distancia 2.5km =>
0.25h (tiempo de viaje cargado).

• Velocidad descargado 15km/h. Distancia 2.5km

=> 0.16h (tiempo de viaje descargado).
• Tiempo descarga 1min.
SOLUCIÓN

• Sumando los tiempos anteriores, se obtiene un

total de 28.6min para el ciclo del camión (cargar,
transportar, descargar y volver al punto de
carguío).
• En este tiempo, considerando que la pala
demora 3min en cargar cada camión, ésta
puede cargar un total de
(31min.)/(3min.camion) = 10 camiones.
• En consecuencia, cada pala tener 11 camiones
para satisfacer la producción.
SOLUCIÓN

• Disponibilidad 80%. Utilización 95% =>

11/(0.8*0.95) = 14.4 ~15 camiones/pala
(efectivamente).

• Como se calculó un total de 5 palas, se tiene en

consecuencia un total de 75 camiones de 240t.
 CONCLUSIONES

EQUILIBRIO ENTRE CAPACIDAD DE

CARGUÍO Y CAPACIDAD DE
TRANSPORTE.
EFECTO DISEÑO MINERO
PERFILES DE TRANSPORTE (RENDIMIENTO)
FASES ACTIVAS POR PERÍODO (FLEXIBILIDAD
OPERACIONAL REQUERIDA)
OTROS MÉTODOS DE
DIMENSIONAMIENTO (MODELACIÓN
MATEMÁTICA-SIMULACIÓN).