Universidad de Chile Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas Departamento de Ingeniería Civil de Minas Diseño de Minas a Cielo Abierto MI58A
Tarea 2: Dimensionamiento Flota equipo en Rajo
Nombres: Profesores: Auxiliares: Fecha entrega:
Diego Cortés Cuadra Milivoj Smoljanovic Muñoz Benjamín Galdames Alejandro Vásquez Juan Maldonado Rolf Fiebig 8 de Junio de 2009
Enunciado Tarea
Para una mina situada en la zona norte de Chile, a 3000 m.s.n.m, se requiere dimensionar la flota de equipos de mina (completa). Algunas consideraciones que se deben tener en cuenta:
• Movimiento de 250 ktpd. • REM = 2 (constante en el tiempo). • El manejo de mineral se realizará desde la mina hacia un chancador en la salida de
la mina, luego funcionará un sistema de correas para alimentar a la planta. • Distancia desde la salida de la mina al botadero es de 1 km. • Distancia media entre bancos es de 650 mts • Vida util de la mina = 15 años
Se pide:
1. Completar la información básica necesaria para dimensionar la flota. Para esto, darse supuestos coherentes con la industria actual (argumentar en base a casos de estudio por ejemplo)
2. Dimensionar la flota de equipos completa, a esto adjuntar precio de compra (inversión). Cuidado con el tema de renovación de equipos.
3. Como cambia la distribución o cantidad de equipos si es que la REM varía entre 1,5 y 2,5? Como varía la inversión? Realizar análisis de sensibilidad en base a otras variables que ud. considere importante.
Introducción En este trabajo se busca dimensionar la flota necesaria de equipos dada una serie de inputs. Los inputs de la mina con la que se trabajará son:
• Movimiento de 250 ktpd. • REM = 2 (constante en el tiempo). • El manejo de mineral se realizará desde la mina hacia un chancador en la salida de
la mina, luego funcionará un sistema de correas para alimentar a la planta. • Distancia desde la salida de la mina al botadero es de 1 km. • Distancia media entre bancos es de 650 mts • Vida util de la mina = 15 años
En base a esta información y a supuestos razonables, es que se realizará un dimensionamiento de la flota de carguío, perforación y transporte.
Parámetros y supuestos
Dado a que la mina en cuestión es una mina producción alta, es que se ha decidido que los mejores equipos para utilizar son camiones de 400 ton y palas de 73 yd3.
A continuación se muestra una tabla con los movimientos de la mina:
Tabla N°1: Movimientos de la mina.
TPA (ton) 91.250.000Dias Trabajados por año 365TPD (ton) 250.000E/M 2MINERAL/D (ton) 83.333ESTERIL/D (ton) 166.667
MINA
Tabla N°2: Perforación y tronadura
BURDEN (m) 9,06ESPACIAMIENTO (m) 10,5ALTURA BANCO (m) 15PASADURA (m) 2DENSIDAD ROCA (t/m3) 2,7Vpteo (m/h) 40f(roca) 1
PERFORACIÓN Y TRONADURA
Por cada item de equipo se han hecho los siguientes supuestos:
Tabla N°3: Pala eléctrica:
Vbalde (yd3) 73Vbalde (m3) 55,81Fllenado (%) 0,9Esponjamiento (%) 0,1Tiempo de Ciclo (seg) 80
CARGUÍO PALA ELECTRICA
Tabla N°4: Rendimientos equipos de perforación
Tonelaje por tiro Tt (t) 3.852,77Tonelaje por metro barrenado Tmb (t/mb) 226,6Rendimiento equipo perforación R (mb/d) 301
PERFORACIÓN
Tabla N°5: Factores de disponibilidad física, Utilización y factor operacional.
UT (%) DF (%) FO (%)CAMIONES 0,73 0,86 0,9PALAS 0,82 0,87 0,85CARGADOR Frontal 0,75 0,88 0,8PERFORACION 0,53 0,74 0,8
Tabla N°6: Especificaciones de velocidad para los camiones.
Pendiente HorizontalVcargado (km/h) 10 24Vvacío (km/h) 25 40
CAMIONES
Dimensionamiento de Flota:
Tabla Nº7: Flota de carguío:
Tonelaje por Palada (ton/palada) Cp 123,29 Rendimiento Equipo de Carguío (ton/día) R 80.746 Número de Equipos de Carguío para Estéril N=TPD/R 2,06 Número de Equipos de Carguío para Mineral N=TPD/R 1,03 Número de Equipos de Carguío N=TPD/R 3* *Aproximando al entero inferior para trabajar con factor de carga mayor que 1.
Perforadoras:
Tabla Nº8: Mineral
Tonelaje por Tiro (ton) Tt=B*E*H*dens 3.853 Tonelaje por Metro Barrenado (ton/mb) Tmb=Tt/(H+P) 226,63 Metros Barrenados Requeridos por día (mb/día) MBD=TPD / Tmb 367,70 Rendimiento Equipo de Perforación (mb / día) R = VPteo*DF*UT*FO*24*f(roca) 301,21 Número de Equipos Necesarios N=MBD/R 1,22 (2)
Tabla Nº9: Estéril
Tonelaje por Tiro (ton) Tt=B*E*H*dens 3.853 Tonelaje por Metro Barrenado (ton/mb) Tmb=Tt/(H+P) 226,63 Metros Barrenados Requeridos por día (mb/día) MBD=TPD / Tmb 735,40 Rendimiento Equipo de Perforación (mb / día) R = VPteo*DF*UT*FO*24*f(roca) 301,21 Número de Equipos Necesarios N=MBD/R 2,44 (3)
Tabla Nº10: Cálculo distancia de transporte:
Para los cálculos, se usó una aproximación cónica, considerando que la altura del rajo es H-h y que r=100 m es el radio aproximado del rajo para que éste sea operativo.
A partir del radio 833 m, correspondiente al superior, en conjunto con el ritmo de produción se calculó la flota por año:
TPA
91.2
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0.00
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000
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1.38
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5.18
516
8.98
1.48
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6.57
4.07
427
0.37
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En cuanto a la inversión el resultado, considerando una vida útil para los camiones de 7 años, para las palas de 20 años y para la perforadora de 15 años es:
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Al variar la razón estéril-mineral, se obtienen los siguientes datos:
Para E/M=1,5, se obtiene la siguiente flota
Tabla Nº13: Equipos de perforación y carguío para E/M=1,5.
Equipo N° Perforación Mineral 2,00 Perforación Estéril 3,00 Carguío 4,00 *
En transporte se obtiene:
Tabla Nº14: Equipos de transporte para E/M=1,5.
AñoCamiones
esterilCamiones mineral Total
1 1 0 12 1 0 13 1 0 14 1 0 15 1 0 16 2 0 27 2 0 28 2 0 29 2 0 2
10 3 2 511 3 2 512 3 2 513 4 3 714 4 3 715 6 4 10
Para la razón E/M=2,5 se obtiene:
Tabla Nº15: Equipos de perforación y carguío para E/M=2,5.
Equipo N° Perforación Mineral 2,00 Perforación Estéril 3,00 Carguío 4,00 En este caso, la perforación de mineral se ha aproximado hacia abajo.
Finalmente los equipos de transporte quedan:
Tabla Nº14: Equipos de transporte para E/M=1,5.
Año Camiones
estéril Camiones mineral Total
1 1 0 1 2 1 0 1 3 1 0 1 4 1 0 1 5 2 0 2 6 2 0 2 7 2 0 2 8 3 0 3 9 3 0 3 10 3 2 5 11 3 2 5 12 4 2 6 13 4 2 6 14 5 2 7 15 7 3 10
Análisis de sensibilidad
Al comparar las flotas de camiones para los casos de baja razón estéril mineral y alta razón estéril mineral, se puede ver que los camiones para estéril a lo largo de los años o se mantiene o aumenta para el caso de alta razón E/M. En tanto los camiones para remover mineral o se mantienen o disminuyen, lo cual es lo esperable. La inversión total no presenta mayores variaciones.
Finalmente la marca y valores de los equipos a utilizar son:
Camiones Komatsu 930E (320 ton)
Figura 1: Medidas Komatsu 930E
Figura Nº2: Camión Komatsu 930E, vista posterior y frontal.
Palas: Bucyrus 495 HR (73 yd3)
Figura Nº3: Pala Bucyrus 495HR
Figura Nº4: Vista lateral pala Bucyrus
Perforadoras Bucyrus: Series 49
Figura Nº5: Perforadora Bucyrus 49 Series.
Conclusiones
En el presente trabajo se ha logrado dimensionar los principales equipos de una faena minera hipotética, con alto movimiento de mina. Luego, los resultados son muy asemejables a faenas mineras en la vida real. Mencionar, que se consideró que el mineral se saca a partir de los 200 metros de profundidad (aproximadamente un tercio de la altura).
Se pudo verificar que al variar la razón estéril mineral, el número de camiones para estéril y mineral, presentaban variaciones por separado, dado a que al cambiar esta razón, indica que se saca más estéril que mineral si aumenta y viceversa. En el primer caso es esperable un aumento en los camiones para estéril y una disminución para los camiones para mineral. No se puede asegurar lo que acontece con el total, ya que no tiene una tendencia clara.
En cuanto a las perforadoras, grosso modo no presentaron variaciones en la flota, pero en los números sí. Sin embargo estas variaciones no fueron suficientes para que variara el resultado.
Es posible variar otras variables como el ángulo de talud, alto de banco, etc. Es importante mencionar que estos cambios en las faenas se presentas por lo general, cuando se realizan cambios al plan del mediano plazo (especialmente cuando hacen banco doble). Para efectos de esta tarea el ángulo de talud podría interpretarse como un aumento-disminución de E/M. En el caso del Banco doble, también pasaría lo mismo. Sin embargo si existiera otro cuerpo mineralizado vecino al rajo, no es tan directo que aumente la razón E/M, luego para cambiar estas otras variables se requiere más información.
Referencias
-Catalogo Bucyrus
-Catálogo Komatsu
- Clases Profesor Benjamín Galdames (Costos EXACTOS)
ANEXOS:
Tiempos para calcular flota de transporte:
Min
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[hrs
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rs]
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[hrs
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rs]
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