1 lhd subterranea_17339

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OPERACIONESSUBTERRÁNEAS,MANEJO DEMATERIALES, LHD

Relator: Miguel Vera Barrientos



QUE ES UN LHD?

Un LHD ( Load – Haul – Dump ) es un equipo decarga, transporte y descarga, diseñadoespecialmente para el manejo de material enminería subterránea.

La escasez de espacio que caracteriza a unafaena subterránea es el factor mas determinantesobre el diseño del LHD, lo que se traduce enmaquinas de perfil singular, muy bajas, angostas,

largas, articuladas al centro y con el operadorubicado en posición perpendicular al ejelongitudinal del equipo.

abril de 2010Optimización de Acarreo y Transporteen Minería Subterránea. Relator:

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QUE ES UN LHD?

El largo, en apariencia exagerado del LHD, es loque le permite soportar su gran capacidad decarguío; su bajo centro de gravedad ayuda a

dar estabilidad al vehículo y, su diseñoarticulado es lo que le permite movilizarse sinproblemas en las angostas galerías de ángulos

pronunciados.


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LHD


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CARACTERÍSTICAS BÁSICAS

Están montados sobre neumáticos y son impulsados por motores enlas cuatro ruedas

Una estructura de pequeño tamaño y bajo perfil que se acomoda alas restricciones impuestas por las necesidades de espacio libresubterráneo

Una articulación central, que es obtenida a través de pernospasadores que conectan las dos estructuras principales. Combinadocon la energía de dirección, esta característica le entrega una altamaniobrabilidad y radio de giro al equipo

Una operación bidireccional, con el mismo numero de marchas haciadelante y en reversa, lo que permite un transporte en ambas

direcciones con la misma eficiencia En la posición de transporte, el balde cargado es soportado por la

estructura principal del vehículo y no por los cilindros hidráulicos.


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En la parte delantera el LHD está compuesto por elBalde, Horquillas o Pluma, Cilindros de levante yvolteo, Ruedas delanteras y eje de transmisióndelantero (Non-Spin), luces.

En la parte trasera se encuentra el Motor, convertidor

de torque, cabina del operador situada a la izquierdadel equipo, ruedas y eje de transmisión trasera(diferencial), luces, sistema de emergencia contraincendios, sistema de remolque.

En la parte central se encuentran 1 o 2 cilindros

direccionales hidráulicos y la rótula de giro regulableque es doble y sellada (es una de las partes másimportantes del equipo).

Cabina del operador


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CARACTERÍSTICAS BÁSICAS



OPERACIÓN

El LHD está capacitado para cargar Camiones de bajo perfil ycamiones convencionales de altura adecuada, puede tambiéndescargar sobre piques de traspaso o sobre el suelo para que otroequipo continúe con el carguío por lo que el rendimiento para cadaalternativa será distinto y se calculará según sean las condiciones delcaso.


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TORO 151

TORO 151 Electric

Capacity 3 500 kg

(7 700 lb)

TORO 301 DL

Capacity 6 200 kg

(13 700 lb)

TORO 400

TORO 400 Electric

Capacity 9 600 kg

(21 200 lb)

TORO 2500 Electric

Capacity 25 000 kg

(55 100 lb)

TORO 1250

TORO 1250 Electric

Capacity 12 500 kg

(27 600 lb)

TORO 1400

TORO 1400 Electric

Capacity 14 000 kg

(30 900 lb)

TORO 0010

Capacity 17 200 kg

(38 000 lb)

TORO 006

Capacity 6 700 kg

(14 800 lb)

TORO 0011

Capacity 21 000 kg

(46 300 lb)

LHD LINEA TORO

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CICLO DE PRODUCCIÓN TÍPICO DEL LHD Tiene al operador maniobrando hacia delante, forzando el

balde dentro del material quebrado y, usando el esfuerzode tracción del equipo y la acción de penetración del balde,para atrapar y girar hacia atrás la carga.

Con el balde girado hacia atrás, hasta la posición detransporte sobre el brazo, y descansando este sobre laestructura principal del vehículo, la carga es transportadahasta el punto de descarga.

En el punto de vaciado, el brazo es elevado y el balde esgirado hacia delante, produciéndose el deslizamiento de lacarga.

Después de la carga, el brazo vuelve a descansar sobre laestructura principal y el equipo se dirige hasta el punto decarguío para iniciar un nuevo ciclo de producción.


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LHD DESCARGA



QUE SE ESPERA DE UN EQUIPO LHD

Confiabilidad, capacidad de carga y bajos costos deoperación.

Por tratarse de equipos que trabajan en faenassubterráneas, los LHD deben cumplir con requisitosespeciales, que alteran en forma importante suscaracterísticas generales, los cuales son impuestos porel medio confinado y aislado en el que deben trabajar

El confinamiento que implica la faena subterránea hace

imprescindible diseños compactos, que además,mantengan una buena capacidad de carga y buenascaracterísticas de maniobrabilidad.


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QUE SE ESPERA DE UN EQUIPO LHD

Al trabajar bajo la superficie, los gases de lacombustión, el calor que disipa el motor y elruido, son también factores críticos que deben

solucionarse en los LHD diesel, medianteingeniería y diseño. Las soluciones que hanpresentado los fabricantes son innovadoras e

ingeniosas, llegándose al desarrollo de los LHDeléctricos.


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FABRICANTES

TORO, WAGNER, JARVIS CLARK, SHOPF, EIMCO Y GHH.

Estos equipos dominan la escena de laminería subterránea y los métodos deexplotación en que más se usan son:SUBLEVEL STOPING, SUBLEVEL CAVING Y

BLOCK CAVING.


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TORO 007

Capacity 10 000 kg

(22 000 lb)



FACTORES QUE AFECTAN LA PRODUCTIVIDAD Y LAOPERACIÓN DEL LHDIluminación.

Estado de las pistas de rodado (derrame de carga, impacto en componentesmecánicas, impacto sobre el operador, disminución de velocidad, desgastede neumáticos que deberían durar 2000-2500 horas según catálogo 3000horas y puede bajar a 1800 horas).

Área de carguío (debe tener piso firme para que no se entierre el balde y nogenere esfuerzos que puedan dañar el equipo por ejemplo al cilindro

central de volteo que vale US$ 15.000).Granulometría del material a cargar (Colpas muy grandes disminuyen el factorde llenado).

Vías de tránsito y tráfico.Áreas de carga y descarga.Ventilación (polvo y falta de oxígeno).Altura sobre el nivel del mar (se pierde un 1% de potencia cada 100 metros a

partir de los 300 metros sobre el nivel del mar, para alturas mayores de1500 msnm se adicionan turbos).

Temperatura (cada 2ºC en ascenso se pierde 1% de potencia a partir de los20ºC.


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ÍNDICES OPERACIONALES

Factores, en general porcentuales, que permiten realizarun control sobre los procedimientos de trabajo yeficiencia de los diferentes equipos presentes.

Los indicadores permiten realizar un control de gestión eidentificar los entes responsables de los tiempos noproductivos, con el fin de ser una herramienta de

planificación para planificar proyectos futuros.


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RECOMENDACIONES SISTEMA LHD

Índices Operacionales

Disponibilidad Física deberá ser superior al 85%.

Utilización no deberá bajar del 50%, entre 50 y 60% es aceptable,sobre el 60% es ideal.

Datos OperacionalesUn LHD de 8 yd3 cuesta alrededor de los US$ 270.000, lo que significaun costo de posición de 80545 US$/año, su vida útil se estima en 5años, el costo horario fluctúa entre los 35 a 50 US$/hora.

Un equipo Toro 400D, obtuvo valores de disponibilidad física superiores

al 90% en el primer año de operación, su vida útil se estima en 20000horas considerando un Over haul realizado a las 15000 horas deoperación.


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RECOMENDACIONES SISTEMA LHD

Debemos considerar que para el buendesempeño del equipo se debe contar conadecuadas vías de tránsito, tanto en calidad delas pistas de rodado, pendientes, ventilación (Q

= 0,047 m3 /HP-s o Q = 100 CFM/HP) y enespacio (estaciones de seguridad o refugios,talleres y estocadas para maniobras). Estogarantizará que el equipo pueda circular con la

mayor libertad posible, sin interrupcionesajenas al funcionamiento propio.


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SELECCIONAR EL EQUIPO LHD MASAPROPIADO, DIESEL O ELÉCTRICO

Dimensiones máximas del equipo de acuerdo al tamaño de lasgalerías o, definición del tamaño de las galerías, de acuerdo al LHDseleccionado.

Capacidad de carguío y transporte del material de acuerdo a loespecificado.

Adecuada visibilidad para el operador, de modo de realizar unaconducción segura. Sistemas mecánicos ( frenos, sistema hidráulico, chasis ) potentes. Mínima emisión de gases por el tubo de escape, en el LHD diesel. Manutención 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.


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SELECCIONAR EL EQUIPO LHD MASAPROPIADO, DIESEL O ELÉCTRICO

Acompañado lógicamente, de un completoanálisis económico y de productividad, sinolvidar que el equipo tiene una capacidad

limitada y que, si es sobrecargado, sedisminuye su vida útil, encareciendo almismo tiempo los costos de mantención.


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MANIOBRABILIDAD DE LOS EQUIPOS

Una de las operaciones mas importantes que deberealizar un LHD, es el giro necesario para ingresar acargar desde la galería de acarreo hasta la estocadade carguío.

El equipo debe ser capaz de realizar esta maniobra enforma rápida, de modo de no disminuir su rendimientoy, junto con esto, deben existir las condiciones paraque dicha operación se realice con seguridad.

El giro mencionado se debe realizar en las llamadas“curvas de alta velocidad” de las labores, que se

caracterizan por tener un radio de curvatura apropiadopara permitir el giro del equipo.


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MANIOBRABILIDAD DE LOS EQUIPOS El comportamiento de un LHD en una labor es muy

especial, debido a la articulación central que lo separaen dos cuerpos, además, las ruedas de estos equipostienen un movimiento dependiente al eje de ellas,excepto el de rotación.

Los ángulos que se producen entre los dos cuerpos, al

girar el equipo, son similares a los ángulos que formanlos dos ejes del vehículo; y, si estos ejes se proyectanhasta que se intercepten, se tiene, en el punto deintersección, un centro común para los radios de giroexterno e interno del equipo.

Si los ejes trasero y delantero del equipo son iguales, lasruedas traseras seguirán la misma trayectoria que lasruedas delanteras al realizar la maniobra de giro.


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b il d 2010O i i ió d A T




Cuando un equipo se desplaza por el centro de unalabor, los ejes de las ruedas son perpendiculares al ejede dicha labor por lo que al realizar la maniobra de girocon un ángulo de giro constante, se tiene que, durantetoda la maniobra, la proyección de los ejes seinterceptara siempre en un eje común, hasta llegar a laotra labor.

Al realizar el giro, el equipo se endereza antes que sueje trasero llegue al final de la curva, ya que cuando el

otro eje llega a esta posición, cambia su trayectoria,siguiendo nuevamente perpendicular al eje de la labor,enderezándose mas rápidamente el cuerpo trasero.


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b il d 2010O ti i ió d A T t




La eficiencia operacional de un LHD se veafectada fundamentalmente por sumaniobrabilidad, razón por la cual se deben

compatibilizar todos aquellos parámetros quela afectan, de modo de obtener el mejorrendimiento


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b il d 2010O ti i ió d A T t



PARÁMETROS QUE AFECTAN EL MEJORRENDIMIENTO

DIMENSIÓN DE LOS EQUIPOS Largo: Este parámetro influye en la operación de giro

hacia una estocada de carguío. El equipo debe realizarel carguío en dirección recta hacia el material quebrado.

Si el largo del equipo es mayor que el largo de laestocada de carguío necesariamente deberá realizaruna maniobra adicional, de modo de enderezarse y nocargar en forma quebrada. Desde este punto de vista,

se ve favorecido el equipo eléctrico puesto que es mascorto y, por lo tanto, es mas rápido su posicionamientocorrecto frente al mineral.


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abril de 2010Optimi ación de Acarreo Transporte




Ancho : El mejor desplazamiento del equipo enlas labores se obtiene en la medida que elespacio que queda entre el equipo y las cajas

de la labor sea máximo. El equipo eléctrico, porel hecho de ser mas angosto posee, más deespacio libre a cada lado de la labor, por lo que

su maniobrabilidad es mejor desde este puntode vista.


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abril de 2010Optimización de Acarreo y Transporte




Alto : Al igual que con el ancho, mientrasmenor sea la altura del equipo se tendrá unmejor desplazamiento de él en las labores,

dado el mayor espacio libre que se origina.Desde este punto de vista, se ve favorecido elLHD diesel, ya que posee un perfil de mas baja

altura.


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Tamaño del balde :La visibilidad del operadorse ve afectada grandemente por la forma ytamaño del balde, y a mayor visibilidad mejor

será la maniobrabilidad del equipo. El LHDeléctrico, por tener una mayor altura poseemas problemas de visibilidad por efecto del

material transportado en el balde.


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AZA

A C

Hg

Re

Ri

AZA

ENTRADA EQUIPO LHD A GALERÍAS ZANJAOPERACIÓN


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DIMENSIÓN DE LOS EQUIPOS


M.V.B.

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2,5 m

2 , 5 m

Length: 7,0 m (274”)

Width: 1,5 m (58")

Height: 1,7 m (70")

Ground clearance: 260 mm (10”)

Electric version available

TORO 151 and TORO 151 Electric





Restricciones al movimiento Velocidad máxima : Por razones de seguridad

y operacionales no se permite a un equipo

excederse de una cierta velocidad limite, auncuando técnicamente sea capaz de superarla,generalmente los equipos usan la segunda ytercera marcha durante el transporte, y

ocasionalmente cambian a cuarta cuando ladistancia es mayor de 45 m.


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Esfuerzo de tracción : El esfuerzo de tracción disponible para el movimiento del

equipo, depende del peso que actúa sobre sus ejesmotrices y del contacto existente entre el terreno y losneumáticos, de tal forma que el esfuerzo de tracción

máximo será función del coeficiente de adherencia posiblede alcanzar. La maniobrabilidad del LHD eléctrico es mejor que la del

LHD eléctrico es mejor que la del LHD diesel, desde estepunto de vista, puesto que el primer equipo posee NO-SPIN

en las cuatro ruedas, lo que permite que ninguna de ellasresbale, cuando la adherencia entre el piso y losneumáticos no es normal.

El LHD diesel posee NO-SPIN solo en las ruedas traseras.


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Estado y construcción del piso El objetivo que cumplen los pisos de circulación es

distinto, ya sea para las calles o zanjas. En las calles, elpiso debe permitir al equipo deslizarse libremente, sin

que existan baches que interrumpan la buenamaniobrabilidad del LHD. En las zanjas, deben impedir que durante el carguío del

balde se produzca una excavación innecesaria quepudiera disminuir el rendimiento de la operación.

El LHD eléctrico, debido a su menor peso, producemenos daños en los pisos, razón por la cual sumaniobrabilidad es mejor.


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Curvas de alta velocidad El diseño de la curva de alta velocidad es quizás el

factor mas importante que afecta a la

maniobrabilidad de un equipo LHD, puesto queéste está girando constantemente durante losciclos de producción.


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M.V.B.

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Angulointersecciónlabores

LHD eléctrico LHD dieselEsp. Libre(mm)

Áng. giro Esp. Libre(mm)

Áng.giro

40 544 13.5 437 14.045 514 17.6 399 18.250 480 22.3 356 23.255 443 28.0 310 29.1

60 403 34.5 259 36.065 359 42.3 204 44.3

Maniobrabilidad de los equipos LHD





En base al espacio libre que queda a cada lado, entre elequipo y las cajas de las labores, el LHD eléctrico poseeuna mejor maniobrabilidad que el LHD diesel.

De acuerdo al ángulo de giro optimo desarrollado por el

equipo, la mejor maniobrabilidad la posee el LHD eléctrico. Los dos equipos no pueden trabajar, en labores de 3.6 x

3.6 m., cuando el ángulo de intersección entre las laboreses mayor a 60 debido a que no pueden desarrollar el

ángulo de giro optimo resultante, ya que en ambos casoseste es mayor que el ángulo de giro máximo especificadopor diseño.

p y pen Minería Subterránea. Relator:

M.V.B.

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Lo mas ventajoso es tener intersecciones entrelabores menores, ya que esto permite realizarel giro con un menor giro con un menor ángulo

de quiebre, lo que a su vez entrega una mayorholgura entre el equipo y las labores.


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Granulometría del mineralSi la granulometría del mineral es grande, se tienen

colpas de gran tamaño que dificultan la visibilidad

del operador, reduciendo con ello lamaniobrabilidad del equipo.

Este hecho afecta en mayor medida al LHDeléctrico, por ser este de mayor altura.


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Operadores LHD Los mejores resultados en cuanto a

maniobrabilidad del equipo se obtienen con un

operador calificado. Se puede decir que el LHD eléctrico es en general,

ampliamente aceptado por los operadores, debidofundamentalmente a su mayor facilidad de carguío,mayor suavidad operacional, disminución del nivelde ruido, ausencia de gases, etc.

en Minería Subterránea. Relator:M.V.B.

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Estocadas de carguíoSi la longitud de las estocadas de carguío es

insuficiente, para que el equipo cargue en formanormal, se deben realizar maniobras adicionales demodo de enderezar el equipo; esto alarga el tiempode ciclo y produce una subutilización de potencia ygeneración de problemas mecánicos.

La maniobrabilidad del LHD diesel se ve masafectada que la del LHD eléctrico desde este puntode vista


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Dirección de acarreo La visibilidad del operador es mejor por sobre el

motor que por sobre el balde; esta puede ser

afectada considerablemente por las condicionesdel piso y por los accesorios que llevan los LHD enla parte superior de su estructura, como son lasbarreras físicas para la orientación del operador.


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CARACTERÍSTICAS TECNOLÓGICAS DE LOSLHD

La tecnología de un LHD diesel es muy similar a la deun LHD eléctrico comparable, exceptuando el motor,que es distinto.

Los principales elementos tecnológicos de estosequipos son: Sistema motriz, Balde, Sistema hidráulico, Sistema de frenos,

Sistema de dirección, Estructura, Comandos, Sistema eléctrico y de seguridad.


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CARACTERÍSTICAS TECNOLÓGICAS DE LOSLHD

Las características tecnológicas de loselementos mencionados anteriormente, debenconsiderar las necesidades y/o facilidades

requeridas para la operación y mantenimientodel equipo.


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abril de 2010Optimización de Acarreo y TransporteMi í S b á R l



EJC


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1.8-2.4 m

147 cm

Mercedes 904 Tier II engine

*121 HP (82 kW)

HydramaX hydrostatic drive

CAN-Bus electronic controls and

diagnostics

9000 lb (4082 kg) capacity

2.25 yd³ (1.7 m³) bucket

abril de 2010Optimización de Acarreo y TransporteMi í S bt á R l t



CONDICIONES USO DE EQUIPOS LHD DIESEL

El motor diesel debe tener compensador de altura. El motor eléctrico debe ser alimentado con 1000 V en 50

Hz. El convertidor de torque y la transmisión deben ser

compatibles con la capacidad de carga del equipo. Los diferenciales trasero y delantero deben tener NO-SPIN. El diseño del balde debe ser adecuado para trabajar con

material altamente abrasivo, además debe ser resistente alimpacto, flexión y desgaste originado por el carguio.

El sistema hidráulico debe considerar una optimadistribución de las mangueras, además estas deben seraptas para servicio de alta presión.


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Todos los estanques deben tener un filtro de malla en suentrada, el cual debe estar protegido por un niple o similar,de modo de permitir un llenado seguro y sin derrames.

Los cilindros (levante, volteo y dirección) deben ser losuficientemente robustos, de modo de soportar sobrecargas

propias del proceso de extracción, y deben estar provistos dedefensas, para que no sufran daño debido a la proyecciónde rocas sobre ellos.

El sistema de frenos debe considerar frenos de servicio (depreferencia, tipo multidisco húmedo), frenos de emergencia

y frenos de aparcamiento. La estructura del equipo debe ser adecuada para trabajo

extremadamente riguroso.


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La estructura del equipo debe ser adecuada para trabajoextremadamente riguroso. La articulación central debe estar diseñada de tal forma que

sea capaz de absorber los sobreesfuerzos derivados de lasrigurosas condiciones de trabajo.

Los neumáticos deben ser aptos para faena minera, tipo L5-S, 20.0 x 25 / 24 ply (neumático liso).

El equipo debe poseer una estructura de protección para eloperador con pilares que le protejan la espalda y costados.

El asiento del operador debe ser amortiguado, anatómico,confortable y regulable para operadores con una estaturapromedio entre 1.65 y 1.85 m.


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abril de 2010Optimización de Acarreo y Transporteen Minería Subterránea Relator:




El panel de instrumentos debe estar instalado de modoque proporcione el máximo de facilidad, comodidad yeficiencia en la operación del equipo.

El sistema eléctrico debe tener cables reforzados y los

tendidos deben ser ordenados y protegidos contra elroce y calor generado por los componentes del equipo.

El sistema de focos debe ser adecuado para faenas conpresencia de polvo, agua, barro, vibraciones causadas

por ondas expansivas y, debidamente protegido contrala proyección de partículas derivadas del carguio.


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El sistema de seguridad debe incluir una barrade seguridad que permita fijar la articulacióncentral, además debe estar dotado de un

equipo extintor de incendio doble, que protejaal sector del motor y, en forma independiente,el sector central y delantero del equipo.

Además, debe tener un extintor manual,ubicado en un sector seguro y de fácil accesopara el operador.


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CONDICIONES USO DE EQUIPOS LHD ELÉCTRICO

Las características anteriores son comunes aambos tipos de equipo (eléctrico y diesel). Sinembargo, considerando que el sistema de

alimentación eléctrica es el que presenta lamayor incidencia en los costos totales del LHDeléctrico, se procede a continuación a hacer un

análisis tecnológico de los distintos sistemasde carrete, cables de alimentación y sistemasde conexión a la red eléctrica.


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CARRETE DE ENROLLAMIENTO Se han desarrollado una serie de sistemas de

carrete para enrollar y desenrollar el cable, siendolos siguientes los mas usados en la actualidad en

los LHD eléctricos: Carrete horizontal con simple o múltiple de capas. Carrete vertical con enrollamiento en espiral.

Carrete vertical es aquel que posee su eje en

posición vertical Carrete horizontal, aquel en que su eje es

horizontal.


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El sistema de carrete vertical le da mucha mayorflexibilidad al equipo, cuando las dimensiones delas labores lo permiten, puesto que el LHD puederetroceder con respecto a su caja de alimentación,

teniendo el enchufe ubicado a cualquier lado delequipo. El carrete horizontal, en algunos casos, no se

puede retroceder con respecto a la caja de

alimentación, y en otros, solo lo puede hacer si elcarrete es del tipo multicapas y si este estaubicado al mismo lado de la fuente de energía.


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El uso de un carrete vertical tiene una serie dedesventajas, como ser, una mayor dificultad en lainspección visual del cable al empezar el turno yuna menor disipación de calor, generando cuando

el cable esta enrollado. El carrete vertical puede usarse solamente con

cables planos y no es necesario tener undispositivo para enrollar; sin embargo, se debe

tener un brazo guía, que sobresalga del vehículo,de modo de evitar un des enrollamientoincontrolable del cable, desde la cola del equipo.


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Este brazo de enrollamiento tiene lacaracterística adicional de doblar el cableplano en 90º, para permitirle ser enrollado

horizontalmente en el carrete; dichaoperación de desvío implica esfuerzostorsionales en el cable, que afectan

considerablemente su vida de servicio.


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6 m

6 m





En términos de dimensiones del equipo, un carretehorizontal con dispositivo enrollador ofrece algunasventajas, ya que todos sus componentes pueden seracomodados sin problemas en el diseño general del

equipo; en este caso, el motor de acondicionamiento seubica frente al carrete, siendo transmitido el torque, pormedio de una cadena, al carrete y al dispositivo deenrollamiento.

Con el carrete vertical, el motor de accionamiento debeestar ubicado, ya sea encima o debajo del carrete.


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El accionamiento del carrete se consigue con un motorhidráulico, que transmite un torque constante al tambor(por medio de cadenas y engranajes); de esta manera,el cable es precargado con el motor funcionado, lo que

origina que el enrollado y desenrollado seasincronizado, con la velocidad del equipo. En los carretes horizontales , se ubican dispositivos de

enrollamiento, los cuales, por medio de un engranaje,

producen una velocidad de avance del cable,proporcional a la rotación del tambor, con lo queasegura un enrollado preciso de las capas individuales.

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Cable alimentador Existen dos tipos de cables que se usan en los

LHD eléctricos: cable plano y cable redondo.

El cable plano posee mayores ventajas cuandoes enrollado en un carrete vertical, puesto queun carrete horizontal no le permite desviación

en ninguna dirección, haciendo inoperante alequipo en las faenas subterráneas.

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El cable redondo puede ser usado indistintamente concarrete horizontal o vertical. Debido a la tensión producidapor el tambor hidráulico del carrete, los cables redondostienen la tendencia a comprimirse, entre las paredes delcarrete de enrollamiento y las capas ya enrolladas en él.

La evaluación del sistema, bajo el aspecto de la vida deservicio del cable, tiene que tomar en cuenta los esfuerzosque actúan sobre el cable durante la operación del equipo, asaber: Esfuerzos mecánicos.

Cargas eléctricas. Reparaciones.

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Esfuerzos mecánicos: Son aquellos que aceleran la destrucción del

cable y resultan de la flexión (desviación),

tracción, tensión, desgaste, impacto, presión ytorsión o, de una combinación de estas causas. En general, se puede decir que los cables

planos no soportan esfuerzos mecánicos en laoperación del LHD, y se destruyen después deun corto periodo de trabajo.

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Las cargas eléctricas del cable alimentadordependen del ciclo de carga, del nivel de voltajeoperacional y de la capacidad del equipo.

El voltaje a usarse depende de la seccióntransversal y de la longitud del cable. Como eldiámetro del tambor y los radios de curvatura delcable no pueden ser aumentados, la sección

transversal del cable, y en consecuencia, delvoltaje, es ajustable solo hasta un grado limitado,para una capacidad dada.

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Durante el carguío, los peaks de corriente son1.5 veces mas altos que la corriente nominaldel equipo, en tanto que durante el transporte

solo se utiliza la mitad de esta; esto significaque la corriente media, como función deltiempo, depende del modo de operar y de las

distancias de transporte.

M.V.B.

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Con cables redondos, la transmisión de calor se efectúauniformemente desde los tres conductores externos a lasuperficie del cable luego, un tercio de la circunferenciatotal esta disponible, para cada conductor, con el fin de

transferencia de calor. Los conductores externos de uncable plano, también transfieren el calor a la superficie;a causa de su construcción asimétrica, los dosconductores externos tienen, cada uno, un 37,5%disponible para la transmisión de calor, mientras quepara el conductor central se tiene disponible solamenteun 25% de superficie.

M.V.B.

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los cables planos, enrollados en el carrete,forman un paquete macizo con una superficiecomparativamente pequeña; por esta razón, es

difícil que la perdida de calor del conductorcentral se transmita hacia los lados. Debido aesto, se tiene un valor de reducción mas alto y,

con esto, una mas baja capacidad detransporte de corriente del cable alimentador.

M.V.B.

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M V B




Reparación: Cuando se producen defectos menores en la

camisa exterior del cable alimentador, estos

pueden ser solucionados usando un equipo devulcanización adecuado. A los cablesredondos, que están protegidos con untrenzado de acero, se les puede colocar,

alternativamente, una nueva camisa en toda sulongitud.

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M V B




Cuando se tienen fallas eléctricas dentro delcable, este se corta en el lugar del defecto, demodo de eliminar dicha falla eléctrica; luego se

procede a la conexión de los núcleosindividuales y se realiza una aislamientocorrecta, para posteriormente empalmar el

trenzado del cable. La aislamiento externa seobtiene con un manguito de contracción, dematerial plástico, sobre el área reparada.

M.V.B.

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M V B




Este método produce una variacióninsignificante en el diámetro externo del cableel cual puede ser enrollado sin dificultades en

el tambor del carrete. Sin embargo, lacapacidad de carga de tracción se reduce acasi el 70% del esfuerzo de tensión permisible

original.

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M V B




Sistema de conexión a la red eléctrica: mediante un enchufe fijo ( caja de alimentación ) mediante un enchufe móvil ( sistema trolley )

Enchufe fijo: Consiste en la instalación de una serie de cajasde alimentación, conectadas a la red eléctrica, en las cuales

se empalma el enchufe macho del equipo, para suenergización. Estas cajas son fijas y limitan eldesplazamiento del equipo, en cualquier dirección, al largomáximo del cable que posean. Este es el sistema masutilizado actualmente, puesto que hasta hace poco era el

único sistema de conexión que se conocía, razón por la cualtodos los equipos LHD eléctricos existentes en el mercado,se pueden conectar de esta manera.

M.V.B.

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M V B




Enchufe móvil: Este nuevo sistema, nació con lafinalidad de darle mayor flexibilidad a los LHD eléctricos.En general se puede decir, que involucra un gran costode instalación debido a su alta tecnología. El sistemacuenta con un numero necesario de rieles de contacto

para conducción trifásica, así como también de un perfilguía. Los rieles de contacto son conductores de cobre sólido,

con una camisa plástica, que tiene una ranura angosta;

de este modo, el sistema esta protegido contra contactoaccidental hasta 1000 V. Con voltajes mas altos, si haycondiciones ambientales desfavorables, los rielespueden estar suspendidos desde aisladores.

M.V.B.

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M V B




Cada 1.5 m. los rieles de contacto están fijados avigas cruzadas, las cuales están soldadas a unperfil guía del tipo I. La línea completa de trolley,se fija al techo con un espaciamiento de 2 a 6

metros, además, el trolley tiene dos colectores decorriente por fase, que van por encima del riel decontacto. Por otro lado, la conexión entre el LHD yel trolley se obtiene con una barra telescópica, conunión universal arriba y abajo o, por medio de uncable y carrete de enrollamiento.

M.V.B.

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M V B




La movilidad del equipo, lejos de la línea detrolley, esta limitada a distancias cortas, si laconexión es por medio de una barra

telescópica; en oposición a esto, si se usacable y carrete para la conexión, el movimientoalejado de la línea de trolley es posible, hasta

una distancia similar a la longitud enrollabledel cable.

M.V.B.

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VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS LHD DIESEL Yabril de 2010Optimización de Acarreo y Transporte

en Minería Subterránea. Relator:M V B



VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS LHD DIESEL Y ELÉCTRICOS

Operacionales La altura de trabajo produce perdidas de potencia

en los motores diesel y, para contrarrestar enparte esta perdida, se deben usar compensadoresde altura, lo que implica una mayor inversión y unmayor costo de mantención del motor. El factor dereducción de potencia a la altura de operación de

los equipos LHD diesel de la mina es de 78%, loque equivale a una perdida del 22% de supotencia.

M.V.B.

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A los equipos diesel se les debe realizar unacompleta manutención mecánica, debido a queel polvo en suspensión, principal contaminante

de la mina, produce desgastes prematuros enlos componentes y subconjuntos del motor, loque además repercute directamente en la

disponibilidad mecánica y aumenta los costosde manutención.

M.V.B.

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Al usar LHD diesel, parte del aire inyectado esocupado en la combustión y remoción de losgases producidos por el motor diesel. Sin

embargo, con el uso de LHD eléctricos, se hanotado un frente de trabajo mucho mas limpio,ya que una mayor cantidad del aire inyectado

es empleado para la remoción del polvo,manteniendo la misma cantidad y velocidad decirculación del aire de ventilación.

M.V.B.

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Cuando se usa LHD diesel, la maquina poseeuna gran flexibilidad y autonomía demovimiento, ya que se trabaja en forma

independiente, sin necesidad de estarconectada a una fuente de energía, como en elcaso del LHD eléctrico.

Esta es la principal ventaja que presenta elLHD diesel frente al LHD eléctrico.

M.V.B.

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la productividad del LHD eléctrico es un 12%mayor que la productividad de LHD diesel,debido, principalmente, a la mayor fuerza del

balde en el momento de cargar, la que seobtiene porque el motor eléctrico estemporalmente capaz de absorber una carga

eléctrica apreciablemente mas alta que la quecorresponde a su potencia nominal.

M.V.B.

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La disponibilidad mecánica del LHD eléctricoresulto ser un 8,6% mayor que la del LHD diesel.Este hecho, asociado a la menor duración del ciclodel LHD eléctrico, implican que la producción

anual de este ultimo equipo sea un 18% mayorque la producción anual del LHD diesel. Lo anterior indica que para satisfacer una

producción dada de la mina, la flota de equipos

necesaria, es menor en el caso de utilizar LHDeléctrico, con las ventajas económicas que ellosignifica.

M.V.B.

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La operación con LHD eléctrico, con cable dearrastre, implica un desgaste y deterioro delcable, que se produce por efectos del roce conel piso abrasivo de las galerías de transporte,en combinación con los esfuerzos de flexión ytracción, que constantemente se producendurante la operación.

La maniobrabilidad del LHD eléctrico es mejorque la del LHD diesel

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De seguridadEl LHD eléctrico permite mantener una mayor limpiezaen la maquina presentando mucho menos filtracionesde aceite.

El uso de energía eléctrica en lugar de petróleo,disminuye la necesidad de almacenamiento de estecombustible dentro de la mina, situación siempreconflictiva, bajo el punto de vista de seguridad.

Dado que las mantenciones son menores y menoscomplejas en el caso del LHD eléctrico, se disminuyenlos riesgos inherentes a estas actividades.

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Al trabajar con energía eléctrica de alto voltaje, apareceotro riesgo que, si bien es cierto es de fácil control,representa un alto potencial de daño.

Bajo el punto de vista ambiental, la electricidad es

considerada como un tipo de energía limpia, nocontaminando el medio donde se desenvuelve; no esasí el caso del petróleo, donde los gases que sedesprenden por el tubo de escape, producto de la

combustión, obliga a mantener un permanente cuidadoen el control de los parámetros de su generación y en elmedio ambiente donde se trabaja.

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El ruido producido por los equipos en operación esmenos nocivo en el LHD eléctrico.Un estudio de vibraciones en la cabina del operadortambién concluyo en resultados favorables al LHDeléctrico. Sin dejar de considerar que las vibracionesmedidas en el asiento del operador tienen mucho quever con su diseño y que, en consecuencia, es factibleencontrar el modelo optimo y colocarlo en cualquiertipo, se puede concluir que, analizando en conjunto lasvibraciones en la estructura de la cabina y en el asiento,el LHD eléctrico presenta menos problemas devibraciones.

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Para tener un antecedente de comparación respecto alproblema de incendio, se calculo la “carga de fuego” decada equipo, obteniéndose los siguientes valores promedio: LHD eléctrico: 141.9 kg/m2

LHD diesel : 169.7 Kg/m2

Si a esta diferencia le sumamos la mayor temperatura quegenera el LHD diesel y el bajo punto de inflamación delcombustible ( petróleo ), respecto al LHD eléctrico, sin lugara dudas, este ultimo presenta una amplia ventaja, en cuantoa ser un equipo de menor riesgo de incendio y de mayor

posibilidad de control si este se produce.

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La situación de tener un equipo con cablearrastrándose en el piso y en movimiento,representa un riesgo de accidente, que

indudablemente entrega ventajas, desde elpunto de vista de seguridad, al LHD diesel.

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M.V.B.



LHD TELECOMANDADO

Uno de estos cambios es la implementación deequipos controlados a distancia a través deTelecomandos, permitiendo que los minerosoperen desde cabinas instaladas en lugares

donde el ambiente no contiene el alto nivel depolvo y ruido como el que se encuentra en el lugarmismo donde operan los equipos.

Entre los equipos que poseen este sistemapodemos encontrar martillos picadores, LHD ybuzones.

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M.V.B.



LHD TELECOMANDADO

Estas cabinas o salas de Telecomandos utilizancámaras de televisión y joysticks,asemejándose así al manejo de controles de

un juego de video. Esta será la base de la minería del siglo XXI,

operadores con altos estándares de calidad de

vida, seguridad, productividad y en las mejorescondiciones ambientales.

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M.V.B.



LHD TELECOMANDADO

Las ventajas de esta minería a telecomandoson inmensas: El operador no tiene que trasladarse a las zonas

donde el ambiente contiene mucho polvo y ruido.No es necesario ingresar a la mina subterránea

para trabajar.No requiere utilizar el equipo de seguridad (casco,

lentes de seguridad, zapatos de seguridad,lámpara minera, audífonos protectores, ropareflectante y autorescatador).

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M.V.B.



SISTEMAS COMPUTARIZADOS DE CAMPO INSTALADOS EN LOSEQUIPOS LHD Y JUMBOS Antena lectora de tag de radio frecuencia (RF)

Procesador de Información Antena transmisora de datos

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Instalación HUB enequipo LHD Toro 007.

Antena lectora de taginstalada en equipo LHD Toro 007

Antena tipopanel ubicadaen la zona

trasera de los

equipos LHD.


M.V.B.



LHD TELECOMANDADO

Objetivos:Mejorar los índices de productividad

Seguridad

Condiciones ambientales, mejorando así la calidadde vida de los trabajadores.

Reducir los costos

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M.V.B.



LHD TELECOMANDADO

La operación semiautomatizada de los LHD de 13 yd3 (uncaso especial), es decir, el ciclo Transporte y Descarga alChancador, será totalmente sin intervención humana, dondeel equipo aprenderá la ruta desde el punto de extracción alpunto de vaciado, contando con la instrumentación

necesaria (láser) para actualizar/corregir posiblesdesviaciones generadas por la operación. Este sistema nos permite que el carguío del mineral desde

los puntos de extracción de sea mediante una operaciónsemiautomatizada, donde se operará el equipo por

telecomando desde la sala de control ubicada en superficie,volviendo nuevamente al sistema automático una vezterminada la carga del LHD.

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LHD TELECOMANDADO


M.V.B.



LHD TELECOMANDADO

PRINCIPALES COMPONENTES DEL SISTEMA: Sistema de Control independiente que permiterobotizar la operación de los LHD. Sistema de Comunicaciones móviles exclusivo

y un sistema de control de tráfico del área de

tránsito de ellos. El sistema incluye en cada LHD una unidad de

control móvil, equipo de comunicacionesmóviles, sensores de las funciones vitales de

la máquina y Cámara de TV.

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LHD TELECOMANDADO


M.V.B.



LHD TELECOMANDADO

En la sala de equipos se ubica una Unidad deControl que hace la interfaz entre los equipos deterreno y la sala de control en superficie.

El medio de comunicación con el Centro deOperación es una Red de Fibra Óptica.

En el centro de Operación se ubican los equiposde monitoreo y telecomando de los LHD'scompuesto por Servidores de Control, Monitoresde TV, Consolas de Operación, Impresoras y UPS.

90

LHD TELECOMANDADO


M.V.B.



LHD TELECOMANDADO

El sistema de monitoreo a bordo asegurará quecada equipo esté funcionando a toda capacidad.Un poderoso sistema de comunicacionestransmitirá datos de operación y control desde y

hacia cada unidad y la sala de control. El sistema estará en interface con los sistemas de

producción y mantención de las minas.

Permite también reducir el personal de trabajo,debido a que solo se necesita un operador porcada tres LHD.

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M.V.B.



PROCESO DE CARGUÍO Y TRANSPORTE El proceso de acarreo tiene como objetivo, de acuerdo al modelo cliente-

proveedor, entregar un mineral de calidad (granulometría, ley y % dehumedad), en la cantidad necesitada (programa de producción) yoportunamente (en el momento requerido) al Transporte Principal. Esteproceso comienza desde el momento en que el mineral es vaciado a lospiques de traspaso por los equipos LHD en el nivel de producción.

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LHD Puma 6 yd³ en calle

de producción Mina Sub-

6


M.V.B.



LZA LPE

ALAPEAZA

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MÓDULO GRÁFICO SISTEMA SISPAC CON LAYOUT DE MINA ESMERALDA Y UBICACIÓN DEEQUIPOS LHD


M.V.B.



C1 C3 C5 C7 C9 C11 C13 C15 C17 C19 C21 C23

C25 C27 C29

COLAPSO

CALLE

Cabecera Z1 Hw

Z2 Z3

Z4 Z5

Z6 Z7

Z8 Z9

Z10 Z11

Z12 Z13

Z14 LHD en Falla LHD en Interferencia LHD Operativo

LHD Standby

Puntos de

Vaciado C Cabecera

Norte o Zanja 0 Cabecera Fw

COLAPSO

CALLE

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M.V.B.



RENDIMIENTO DE UN LHD

Cb: Capacidad del balde del LHD (m3).

δ: Densidad in situ de la roca (ton/m3)ε: Esponjamiento.Fll: Factor de llenado del balde del LHD.Di: Distancia de viaje del LHD cargado hacia el punto de descarga (metros).Vc: Velocidad del LHD cargado hacia el punto de descarga (metros por hora).

Dv: Distancia de viaje del LHD vacío o hacia la frente de trabajo (metros).Vc: Velocidad del LHD vacío (metros por hora).T1: Tiempo de carga del LHD (minutos).T2: Tiempo de descarga del LHD (minutos).T3: Tiempo de viaje total del LHD (minutos) = ( Di / Vc + Dv / Vv ) × 60T4: Tiempo de maniobras del LHD (minutos).Nº de Ciclos por hora = NC = 60 / ( T1 + T2 + T3 + T4) [ciclos / hora]

Rendimiento horario = NC × Cb × Fll × δ / ( 1 + ε ) [toneladas / hora]

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RENDIMIENTO DEL SISTEMA LHD-abril de 2010Optimización de Acarreo y Transporte




CAMIÓN

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Cb: Capacidad del Balde del LHD (m3).

δ

: Densidad in situ (ton/m3)ε: Esponjamiento.

Fll: Factor de llenado del balde.

CLHD: Capacidad del LHD (toneladas) = Cb × Fll × δ / ( 1 + ε )

CC: Capacidad del camión (toneladas).

NL: Número de ciclos para llenar el camión = CC / CLHD

NP: Número de paladas para llenar el camión = ENTERO ( C / CLHD )

FllC: Factor de llenado de la tolva del camión = NP × CLHD / CC

T1: Tiempo de carga del LHD (minutos).

T2: Tiempo de descarga del LHD (minutos).

T3: Tiempo de viaje total del LHD (minutos) = ( Di / Vc + Dv / Vv ) × 60

T4: Tiempo de maniobras del LHD (minutos).

Tiempo de llenado o carga del Camión = TC1 = NL × ( T1 + T2 + T3 + T4 )


M.V.B.



RENDIMIENTO DEL CICLO DEL CAMIÓN

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Dci: Distancia de viaje del camión cargado hacia el punto de descarga (kilómetros).

Vcc: Velocidad del camión cargado hacia el punto de descarga (kilómetros por

hora).

Dcv: Distancia de viaje del camión vacío o hacia la frente de trabajo (kilómetros).

Vcc: Velocidad del camión vacío (kilómetros por hora).

TC1: Tiempo de carga del camión (minutos).

TC2: Tiempo de descarga del camión (minutos).

TC3: Tiempo de viaje total del camión (minutos) = ( Dci / Vcc + Dcv / Vcv ) × 60

TC4: Tiempo de maniobras del camión (minutos).Rendimiento del Camión = RC = NP × CLHD × 6 0 / ( TC1 + TC2 + TC3 + TC4)

RENDIMIENTO DEL SISTEMA LHD Y Nabril de 2010Optimización de Acarreo y Transporte




CAMIONES

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En este caso consideramos que el LHD se encuentra saturado de camiones y para

el cálculo se tiene que el tiempo en que el camión se demora en ir a descargar,

retornar y maniobrar debe ser menor o igual al tiempo que se demora el LHD en

cargar a los N-1 camiones restantes.

Tiempo de llenado o carga de los N-1 Camiones = TC(N-1) = ( N - 1 ) × NL × ( T1 + T2 + T3 + T4 )

TC2 + TC3 + TC4 ≤ TC(N-1)

CLHD× ( TC2 + TC3 + TC4 )

CC× ( T1 + T2 + T3 + T4 )+ 1 ≤ N


M.V.B.



TAG Un conjunto de tag de identificación para puntos de

extracción (PE) y puntos de vaciado (PV). Los equipossensores o tag, corresponden a un transceptor de radiofrecuencia (RF) que contiene un chip pequeño y unaantena. Estos sensores que poseen un alcanceestimado de cinco metros de distancia, son instaladosen terreno y están encargados de individualizar lospuntos de extracción y vaciado respectivamente. Estánprovistos de un número interno de identificación quepermite asociarlos a una única posición en la mina yson del tipo pasivo, lo que significa que se activan yentregan su identificación al ser estimulados por la

señal del lector de tag ubicado en el equipo LHD.

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M.V.B.



TAG

TAG al interior de los puntos de extracción

TAG en calles de producción

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MANTENCIÓNabril de 2010Optimización de Acarreo y Transporte




Tiene como objetivo, de acuerdo al modelo Cliente-Proveedor,prestar los servicios de MANTENCIÓN y REPARACIÓN al parque deequipos utilizados en los procesos de socavación y producción.

El proceso se inicia con el conocimiento del parque de losequipos, con la finalidad de darle, según se requiera, unmantenimiento de tipo preventivo o del tipo correctivo.

101

MANTENCIÓNabril de 2010Optimización de Acarreo y Transporte




El mantenimiento preventivo es planificado deacuerdo al horómetro de cada equipo y se realiza entaller.

El mantenimiento correctivo, es aquel, que noesta planificado y que significa el cambio de unapieza o una reparación en terreno. Si de acuerdo consu evaluación, requiere una reparación mayor, ésta

se debe realizar en talleres.

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LO MÁS IMPORTANTE


M.V.B.



”El LHD 410 cuenta con la

más alta experiencia y granprofesionalismo”

”Construido con estándares

de seguridad para protegeral operador y al equipo”

”El costo más bajo por

tonelada Transportada”

SEGURIDAD

EFICIENCIA

ERGONOMIA

CONFIABILIDAD

”Excelente concentración al

operador gracias a un agradableentorno de trabajo”

LO MÁS IMPORTANTE

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ESTÁNDARES DE SEGURIDADabril de 2010Optimización de Acarreo y Transporte




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Seguridad al operador Cabina con certificación ROPS & FOPS

Fácil acceso a la cabina

Visibilidad mejorada

Amplia Iluminación

Frenos Posi-Stop

Bajos niveles de emisión de gases gracias al motorMercedez Benz

Mantención diaria a nivel del suelo

Cinturón de seguridad de 4-puntas

Seguridad a la Maquinaria Eficiente disposición del enfriador

Diagnóstico con control system


M.V.B.TORO 7 LH 410 INFORMACIÓN TÉCNICA



Largo: 9,7 m (381”)

Ancho máximo: 2,6 m (100”) (Depending on selected bucket)

Alto (con safety canopy / cabin): 2,5 m (99”) Distancia del suelo: 420 mm (17”)

Capacidad de carga: 10 000 kg (22 000 lb) Peso de operación: 26 200 kg (57 760 lb) Dimension del tunel: 3,5 m x 3,5 m tunnel Tamaños del balde: 4,0 m³ - 5,4 m³ (5.2 yd³ - 7.0 yd³) Motor: Mercedes OM926LA, 220 kW (295 bhp) Transmision: Dana RT33425 Convertidor: Dana C5502 Ejes: Dana 43R 175

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SISTEMA DE TRASPASOabril de 2010Optimización de Acarreo y Transporte




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Parrilla

Regulador de Flujo

(Cadenas)

Martillo Picador orompedor

Subnivel de

reducción

secundaria

Nivel de Producción30 m

Martillo estacionario en nivel de traspaso /

extracción

DEFINICIONES


M.V.B.



DEFINICIONES Nivel de Producción :Ubicado bajo el nivel de hundimiento, está

formado por una serie de galerías paralelas entre sí,

denominadas calles, las que constituyen vías de tráfico pordonde circulan equipos LHD. Intersectando a las calles en unángulo de 60º, se encuentran las estocadas de carguío quepermiten que el equipo LHD entre con facilidad y rapidez acargar mineral en el punto de extracción de la zanja recolectora

de material, para vaciarlo en un pique de traspaso. A esto se ledenomina “sistema de extracción LHD”. Nivel de traspaso: En este nivel, se realiza el segundo control

granulométrico de la mena, el primero es el cachorreo en elnivel de producción. En el nivel de picado se disponen cámaras,

en el cual mediante martillos picadores, se realiza la reducciónde tamaño.

Documents

1 lhd subterranea_17339