Optimización de Operaciones Mineras: Índices, Equipos y Factores Clave

Índices Operacionales

Disponibilidad Física (DF)

Corresponde a la parte de las horas nominales en la cual el equipo está en condiciones de cumplir su objetivo de diseño.

Reserva (RSV)

Corresponde a la parte de las horas nominales en la cual el equipo está en condiciones de realizar su objetivo de diseño, pero por razones como: falta de operador, falta de capacidad de equipo auxiliar complementario, no requerido por el programa o plan de trabajo, o por no ser solicitado en el área donde debería cumplir su función.

Utilización Operativa (UO)

Corresponde a la parte de las horas nominales en la cual el equipo está en condiciones de realizar su objetivo de diseño, con sus operadores y con un programa que cumplir.

Utilización Efectiva (UE)

Corresponde a la parte de las horas nominales en la cual el equipo está en condiciones de realizar su objetivo de diseño y realizando su labor sin demoras operacionales. Es lo mismo que la utilización operativa menos las demoras totales.

Pérdidas Operacionales Totales (PO)

Corresponde a la parte de las horas nominales en la cual el equipo está en condiciones de realizar su objetivo de diseño, con operadores disponibles para ello, pero por razones ajenas al funcionamiento, sino por causas de traslado, esperas de equipo auxiliar, o por causas originadas en la coordinación de operaciones, no puede operar.

Demoras Operacionales Programadas (DOP)

Corresponde a la parte de las horas nominales donde el equipo está en un periodo de demora programada.

Demoras Operacionales No Programadas (DONP)

Corresponde a la parte de las horas nominales donde el equipo está en un periodo de demora no programada.

Utilización Equipo (UEQ)

Corresponde a la parte de las horas nominales en que el equipo está siendo utilizado, incluyendo las demoras operacionales no programadas, ya que el motor no se detiene en ningún momento.

Uso Operativo de la Disponibilidad (UOD)

Corresponde a la parte del tiempo disponible, según el tiempo operativo.

Uso Efectivo de la Disponibilidad (UED)

Corresponde a la parte del tiempo disponible, según el tiempo efectivo.

Uso Efectivo del Tiempo Operativo (UEO)

Corresponde a la parte del tiempo operativo, según el tiempo efectivo. Se conoce también como factor operacional.

Factores que Afectan la Disponibilidad

• Importante calcular horas de reparación según índices de mantención asociados.
• La mantención se cuenta desde que se da la orden para que el equipo sea reparado o inspeccionado.
• El tiempo de mantención no necesariamente es igual al tiempo efectivo de mantención para reparar la maquinaria, pues hay pérdidas por retrasos, por ejemplo, en logística (repuestos, falta de cuadrilla de mantención, tiempo de reacción desde la falla, etc.).

Producción, Tasa de Producción y Productividad

Producción

Es el volumen o peso de material a ser manejado en una operación específica. Mineral (en unidades de peso) y estéril (en unidades de volumen). Las unidades son generalmente por año.

Tasa de Producción

Es la producción por unidad de tiempo en horas, turno o día.

Productividad

La cantidad de producción de una unidad de producto o servicio por insumo de cada factor utilizado por unidad de tiempo (ton/hombre-turno). También puede llamarse tasa neta de producción, o tasa de producción por unidad de trabajo y tiempo (por ejemplo, toneladas/hombre turno).

Capacidad de Equipos Mineros

Capacidad

Es el volumen de material que una máquina puede manejar en cualquier instante de tiempo.

Capacidad al Ras

Es el volumen de material en una unidad de carguío o transporte sin material que sobresalga (dientes de una pala, pila en un camión).

Capacidad con Pila

Máxima capacidad con el equipo lleno y con formación de una pila. Esta depende del diseño del equipo para contener el material a que se desplace en sus bordes.

Capacidad Nominal (de Fábrica)

Capacidad de un determinado equipo, en términos del peso máximo que puede manejar. La mayoría de los equipos están diseñados para movilizar un determinado peso, en lugar de un volumen máximo. Por lo tanto, el volumen de material manejado dependerá de la densidad del material, y variará con la densidad para un mismo equipo, mientras que el peso máximo es constante y es una función de la resistencia de los componentes del equipo.

Ciclo de Operaciones Unitarias

Al igual que la explotación de minas se describe generalmente como un ciclo de operaciones unitarias, cada operación unitaria tiene también una naturaleza cíclica. Las operaciones unitarias de carguío y transporte pueden dividirse en una rotación ordenada de pasos o suboperaciones. Por ejemplo, los componentes más comunes de un ciclo de transporte con unidad discreta son: cargar, transportar, botar y regresar.

Esponjamiento

El porcentaje de aumento en volumen que ocurre cuando la roca es fragmentada y removida desde su posición inicial.

Tipos de Equipos de Carguío y Transporte

Equipo de Carguío

• Sin Acarreo: Pala hidráulica, pala de cables, retroexcavadoras.
• Acarreo Mínimo: Cargador frontal, LHD o Scoop.

Unidad Discreta

• Sin Camión Fijo: Camión, camión bajo perfil, camión articulado.
• Con Camión Fijo: Tren.

Flujo Continuo

• Transporte de Sólidos: Cintas transportadoras.

Selección de Equipos: Condiciones del Entorno y Características del Yacimiento

Condiciones del Entorno

• Clima: Temperatura, precipitaciones, vientos.
• Geografía.
• Infraestructura: Eléctrica, mano de obra, talleres de maquinaria, exigencias ambientales.

Características del Yacimiento

• Rocas Minerales: Potencia, estabilidad de taludes, ángulo de reposo del material.
• Estéril: Tipo y forma, espesor, inclinación, alteraciones presentes.
• Drología.

Geometría de Explotación

• Dimensiones de la excavación.
• Altura de banco.
• Ritmo de producción.
• Selectividad del mineral.
• Vida del proyecto.
• Disponibilidad de capital.

Equipos Mineros de Minería Subterránea: LHD o Scoop

Cargar, transportar y descargar surge como la solución más efectiva para compatibilizar la terna rendimiento, capacidad y maniobrabilidad, limitada principalmente a la necesidad de minimizar el desarrollo de infraestructura y, por ende, el costo que implica construir accesos a labores subterráneas.

LHD

Pala autocargadora de gran capacidad o una cargadora frontal de bajo perfil y mayor capacidad.

Características LHD

• El balde es soportado por la estructura del scoop, esto permite que el balde con el material alcance óptimos resultados, sin importar el tonelaje del material.
• Tiene una estructura muy pequeña, pero el balde es muy grande con relación a la estructura, esto permite tener una gran productividad.

Operación de Llenado de Cucharón LHD

• Buena penetración inicial de acuerdo al tipo de material con el cucharón rozando el piso.
• Levantar la cuchara aproximadamente 15 centímetros.
• Mantenga buena tracción levantando el brazo y plegando la cuchara.

Factores que Afectan la Productividad de un LHD

• Iluminación.
• Estado de las pistas de rodado.
• Área de carguío.
• Granulometría del material a cargar.
• Vías de tránsito y tráfico.
• Áreas de carga y descarga.
• Ventilación (polvo y falta de oxígeno).
• Altura sobre el nivel del mar.
• Temperatura.

Accionamiento Scoop

Existen dos tipos de scoop de impulsión: diésel y eléctricos (figura). Los cuales entre ellos poseen una gran cantidad de diferencias y limitaciones, siendo para los scoop de impulsión diésel las limitaciones más importantes, el producir un ambiente contaminado, un alto nivel de ruido, un alto consumo de combustible, etc. Pero es autónomo, se puede desplazar a cualquier lugar. El scoop eléctrico es un equipo ecológico, no emite ruido, no sofoca las labores mineras, consume menos aire de la ventilación, pero tiene interrupciones en su proceso productivo, hay pausas en su ciclo productivo debido a la instalación del enchufe del cable del scoop a una nueva toma de corriente, cuando cambia de sentido.

¿LHD Eléctrico o Diésel?

• Dimensiones máximas del equipo de acuerdo al tamaño de las galerías o, definición del tamaño de las galerías, de acuerdo al LHD seleccionado.
• Capacidad de carguío y transporte del material de acuerdo a lo especificado.
• Adecuada visibilidad para el operador, de modo de realizar una conducción segura.
• Sistemas mecánicos (frenos, sistema hidráulico, chasis) potentes.
• Mínima emisión de gases por el tubo de escape, en el LHD diésel.
• Mantención sencilla.
• Bajos niveles de ruido y vibraciones.
• Adecuada distribución de materiales combustibles, para minimizar el riesgo de incendio.
• Seguridad y comodidad para el operador del equipo.

Características Camión Bajo Perfil Diésel

• Poseen alto rendimiento en labores horizontales.
• Posee buen rendimiento en pendientes, pero estas deben evitarse.
• Capacidad de llenado de 15 a 60 m³.
• Cargado desde buzones en puntos de transferencia.
• Buen rendimiento en labores estrechas y rectas.
• Accionamiento diésel y/o eléctrico.
• Requerimiento de la carpeta de rodado.
• Radio de giro de 42,5°.
• Son utilizados idealmente en galerías de 5 x 5 metros.

Camión Eléctrico Bajo Perfil: Características del Equipo

• Capacidad de 15 a 50 toneladas.
• Alimentación eléctrica por trole.
• Posee 2 motores eléctricos de 1000 V y 350 HP.
• Camión articulado.
• Gran velocidad en pendientes.
• Cabina antivuelco.
• Sistema de carga por equipo LHD.
• Ángulo de descarga 72° y en 1 minuto.
• Sistema de transporte en galerías de 4,5 x 4,5 metros.

Características Generales

• Bajo nivel de galería.
• Equipo semiautónomo.
• Optimización de la producción.
• Mayor rendimiento del operador.
• No necesita almacenamiento de petróleo en la mina.
• Necesita la instalación del sistema trole.
• Baja emisión de ruido (mejor ambiente de trabajo).