Optimización del Manejo de Materiales en Minería Subterránea: Equipos y Productividad

Riesgos de un Manejo Ineficiente de Materiales

Un manejo ineficiente de materiales en operaciones mineras puede acarrear diversas consecuencias negativas, impactando la productividad, los costos y la seguridad. Los principales riesgos incluyen:

• Sobreestadía: Tiempos de inactividad prolongados de maquinaria y equipos.
• Pérdida de tiempo: Movimiento lento de los materiales, generando cuellos de botella.
• Clientes disconformes: Retrasos en la entrega o procesamiento del material.
• Seguridad de los trabajadores: Aumento de riesgos de accidentes debido a procedimientos ineficientes o equipos inadecuados.
• Costos elevados: Incremento en los gastos operativos debido a ineficiencias y tiempos muertos.

Características de un Buen Sistema de Manejo de Materiales

Para asegurar la eficiencia y optimización en el transporte de materiales, un sistema robusto debe considerar las siguientes características:

• Disminuir las distancias: Reducir al mínimo los recorridos del material.
• Mantener el movimiento: Asegurar un flujo continuo y sin interrupciones.
• Emplear patrones simples: Diseñar rutas y procesos sencillos para evitar congestión.
• Transportar cargas en ambos sentidos: Maximizar la utilización de equipos y rutas.
• Transportar cargas completas: Optimizar la capacidad de carga de los equipos.
• Emplear la gravedad: Aprovechar la fuerza de la gravedad para el movimiento de materiales siempre que sea posible.
• Evitar el manejo manual: Automatizar o mecanizar el transporte para reducir riesgos y aumentar eficiencia.
• Materiales marcados con claridad: Facilitar la identificación y clasificación del material.

El Sistema de Manejo de Materiales en Minería Subterránea

El objetivo principal del sistema de manejo de materiales en minería subterránea es transportar el mineral desde los puntos de extracción y adecuar su tamaño para asegurar su transferencia a los siguientes procesos operativos.

Sistemas Discontinuos

Son equipos que mueven el material en lotes y en ciclos, adecuados para volúmenes específicos o condiciones variables. Incluyen:

• Cargadores frontales
• Equipos de marina en piques
• LHD (Load-Haul-Dump)
• Sluchers o Scrapers
• Trenes
• Camiones

Sistemas Continuos

Estos sistemas ofrecen la ventaja de un traslado constante e incremental del material, optimizando el flujo y la productividad. Ejemplos son:

• Continuous Miner
• Tunnel Boring Machine (TBM)
• Correas transportadoras
• Transportadores de cadena

Equipos para Reducción de Tamaño

La reducción granulométrica es crucial para el procesamiento posterior del mineral. Los equipos utilizados para este fin incluyen:

• Chancadores (trituradoras)
• Martillos picadores
• Jumbos cachorreros y largadores
• Chancadores sizer y rodillos trituradores (Roll Crusher)

Características de los Equipos LHD (Load-Haul-Dump)

Los equipos LHD son fundamentales en la minería subterránea por su versatilidad y eficiencia. Sus características principales son:

• Pequeño radio de giro, ideal para espacios confinados.
• Dimensiones compactas (pequeño alto y ancho) para operar en galerías estrechas.
• Gran capacidad de tolva, optimizando el volumen de carga por ciclo.
• Buena velocidad de desplazamiento, mejorando los tiempos de ciclo.
• Capacidad para cargar camiones, piques y directamente en el piso.
• Disponibilidad en versiones eléctricas y diésel.
• Opciones de operación manual y telecomandada para mayor seguridad y flexibilidad.

Condiciones de Operación que Limitan la Productividad

Diversos factores en el entorno operativo pueden impactar negativamente la productividad de los equipos y sistemas de manejo de materiales:

• Iluminación: Insuficiente visibilidad en el área de trabajo.
• Visibilidad: Restricciones visuales para los operadores.
• Condiciones del área de carguío y descarga: Superficies irregulares, espacios reducidos o inestables.
• Factor humano: Fatiga, capacitación inadecuada o errores operativos.
• Granulometría del material a cargar: Material excesivamente grande o fino que dificulta la carga.
• Pérdidas de potencia: Problemas mecánicos o eléctricos en los equipos.
• Altura sobre el nivel del mar: Afecta el rendimiento de motores diésel.
• Temperatura: Condiciones extremas que impactan el funcionamiento de equipos y el confort del personal.
• Interferencias con otros equipos: Congestión o conflictos de rutas con otros equipos que operan en los mismos sectores.

Condiciones de Selección del Equipo

La elección adecuada del equipo de manejo de materiales es crítica para la eficiencia y rentabilidad de la operación. Factores clave a considerar incluyen:

• La roca: Si se pueden construir grandes secciones, entonces se podrán usar equipos más grandes, lo que también condicionará las mallas de extracción.
• Distancias de acarreo: Factor determinante para calcular la productividad de los equipos LHD y otros sistemas de transporte.
• Costo de operación: Es una condición relevante para la selección del equipo, considerando el consumo de combustible, mantenimiento y vida útil.

Función Principal del Martillo Picador

El martillo picador juega un rol esencial en el control granulométrico tanto a nivel de producción como intermedio. Pueden ser fijos o móviles, adaptándose a diversas necesidades operativas.

Chancadores (Trituradoras)

Los chancadores son equipos fundamentales para la reducción de tamaño del mineral, y su disposición puede variar:

• Centralizados: Incorporan un nivel de transporte secundario que moviliza material grueso. Se usan chancadores de gran capacidad y en infraestructura de gran tamaño, optimizando el flujo hacia la planta de procesamiento.
• Distribuidos: Acercan el chancador a los puntos de extracción. Se usan chancadores de mandíbula y van asociados principalmente a correas transportadoras, reduciendo la necesidad de transporte de material de gran tamaño a largas distancias.

Piques de Extracción

Los piques de extracción son infraestructuras verticales clave para el transporte de material y personal en minería subterránea.

Ventajas de los Piques de Extracción

• Menor consumo de energía y costo de operación por traslado de material desde el subsuelo a la superficie.
• Rápida forma de transportar personal.
• Sirven para ventilar la mina, contribuyendo a la calidad del aire.

Desventajas de los Piques de Extracción

• Su preparación y construcción es más compleja y peligrosa.
• Su capacidad máxima está entre los 45 kton/día, lo que puede ser una limitación para operaciones de muy alta producción.

Jumbos Cachorreros

Los jumbos cachorreros son equipos utilizados en el control granulométrico en los puntos de extracción. Son equipos de buen alcance y buena velocidad de desplazamiento, facilitando la fragmentación de rocas de gran tamaño.