Fundamentos de Productividad y Diseño Geométrico en Operaciones de Minería a Cielo Abierto

Factores Críticos en el Carguío y el Tiempo de Transporte Minero

Resistencias y Rendimiento del Vehículo

El tiempo de transporte en operaciones de carguío está directamente influenciado por las resistencias que debe superar el vehículo:

• Resistencia por Pendiente

  Es el esfuerzo de tracción necesario para sobreponerse a la gravedad y permitir el ascenso del vehículo en una vía ascendente. Corresponde al 1% del peso del vehículo por cada 1% de pendiente.

  • Ejemplo: Un camino con 5% de pendiente tiene una resistencia por pendiente del 5% del peso total movilizado (peso del camión más el peso de la carga).

• Resistencia a la Rodadura de los Neumáticos

  Corresponde al esfuerzo de tracción necesario para sobreponerse al efecto retardatorio entre los neumáticos y la vía.

  • Ejemplo: Para un camino bien mantenido y seco de tierra y grava, la resistencia es del 2% del peso movilizado.

Determinación de Velocidades y Factores de Cálculo

Se utilizan gráficos de rendimiento para definir las velocidades operacionales.

Factores a Considerar:

• Pendiente.
• Condiciones de la vía.
• Resistencia total = Resistencia por pendiente + Resistencia a la rodadura.
• Peso del equipo.
• Peso de la carga.
• Curva de rendimiento del equipo para las distintas marchas del motor.

Cálculo de Pendiente Efectiva:

• Pendiente Favorable: Determinar peso total. Determinar pendiente efectiva (real – rodadura).
• Pendiente Desfavorable: Determinar peso total. Determinar pendiente efectiva (real + rodadura).

Ventajas y Desafíos de los Camiones Asistidos por Trole

Beneficios del Sistema Trole

• Reducción del consumo de petróleo: Dependiendo del largo de la rampa, el ahorro de combustible puede ser tan alto como el 50%.
• Incremento de la productividad por ciclo: Dependiendo del ciclo de transporte, la productividad puede aumentar hasta un 10%.
• Incremento de la vida útil del motor diésel.

Costos y Restricciones Adicionales

• Costos relativos de energía eléctrica y diésel.
• Costo del equipamiento en el borde del camino para el trole.
• Costo del equipamiento específico para el camión.
• Baja flexibilidad en el plan minero.
• Costo de capital adicional por el mantenimiento.

Conceptos Fundamentales del Desglose del Tiempo Operacional

El desglose del tiempo es crucial para medir la eficiencia y productividad de los equipos mineros:

1. Tiempo Nominal (T_nominal)

   Corresponde al tiempo total considerado en el periodo de producción. Por ejemplo, el tiempo nominal en un turno es la duración del mismo (8 o 12 horas).

2. Tiempo Disponible (T_disponible)

   Corresponde a la fracción del tiempo nominal en que el equipo está disponible para ser operado. Se debe descontar al tiempo nominal todos aquellos tiempos en que el equipo esté sujeto a mantenimiento y reparaciones.

3. Tiempo Operativo (T_operativo)

   Corresponde al tiempo en que el equipo está entregado a su operador y en condiciones de realizar la labor programada. Este tiempo se divide en:

   • Tiempo Efectivo (T_efectivo): Corresponde al tiempo en que el equipo está desarrollando sin inconvenientes la labor programada.
   • Tiempo de Pérdidas Operacionales (T_pérdidas): Corresponde al tiempo en que el equipo, estando operativo, realiza otras labores, tales como traslados, esperas de equipo complementario, etc.

4. Tiempo de Reserva (T_reserva)

   Corresponde al tiempo en que el equipo, estando en condiciones de realizar la labor productiva, no es utilizado, ya sea porque no hay un operador disponible, o bien, simplemente porque no se ha considerado su operación en los programas de producción para el período actual.

Fórmulas Clave del Tiempo Operacional

Las relaciones entre estos conceptos se definen mediante las siguientes ecuaciones:

T_disponible = T_nominal - T_{Mantenimiento y Reparación}

T_disponible = T_operativo + T_reserva = T_efectivo + T_pérdidas + T_reserva

Diseño de Accesos y Parámetros Geométricos del Banco Minero

Restricciones para la Construcción de Accesos

Los accesos a la mina deben cumplir con los siguientes requisitos operacionales y de seguridad:

• Debe permitir el acceso libre y seguro a la zona determinada.
• Debe permitir el acceso a tiempo a la zona determinada, de acuerdo con el programa de producción.
• Debe cumplir con las restricciones geométricas de los equipos y las actividades.
• Debe cumplir con las restricciones geomecánicas del sector.
• Debe permitir la extracción de todo el material relacionado con el sector.
• Debe permitir la realización de actividades paralelas en completa seguridad.

Parámetros Geométricos del Banco

Altura de Banco

Depende de:

• Equipos de carguío y perforación.
• Características del macizo rocoso.
• Regula la disposición estructural del yacimiento y el control de dilución en la extracción.

Ejemplos: Chuquicamata (Chuqui): 13, 24, 30 m; RT: 15, 30 m.

Ángulo del Talud del Banco

Determinado por:

• Tipo de material y estructuras menores presentes.
• Altura de banco.
• Calidad y daño de las tronaduras.

Un buen ángulo se encuentra generalmente entre 75° a 80°.

Quebradura (Burden)

Es función de la altura del banco y del ángulo del talud del banco. Ejemplos: Chuquicamata (Chuqui): 10-20 m; Escondida: 11 m.

Berma de Banco

El ancho está determinado por el volumen de los derrames asociados a inestabilidades estructurales a nivel de banco. Funciones:

• Ayuda geomecánicamente, ya que descarga tensiones en los taludes de la mina.
• A veces, sirve como plataforma de acceso y transporte.

Ejemplos: Chuquicamata (Chuqui): 13,25 m; Escondida: 11 m.