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Talleres : Planificación y Operación de Sistemas Mineros de Carguío y Transporte

© Runge Limited / Planificación y Operación de Sistemas Mineros de Carguío y Transporte / April, 2009 /

PLANIFICACIÓN Y OPERACIÓN DE

SISTEMAS MINEROS DE CARGUÍO Y

TRANSPORTE Talleres: Preguntas



Planificación y Operación de Sistemas de Carguío y Transporte

INDICE

Taller 1 – Creación de un Perfil de Transporte y Análisis del Tiempo de Viaje .............. 3 Taller 2 – Diseño de Botadero – ¿Transportar en Horizontal o en una segunda o tercera

capa de llenado? ......................................................................................... 9 Taller 3 – Estrategia de Descarga – ¿Cuándo Asignar Otro Camión? ......................... 12 Taller 4 – Decisiones Operacionales – Costo de Remanejo de Mineral ........................ 15 Taller 5 – Números de Flota Estimados y Costos para Contrato de Remoción de Lastre

(Overburden) ............................................................................................. 22 Taller 6 – Variación en Costos de Transporte en Profundidad y Distancia ................... 24 Taller 7 – Optimización del Tamaño de la Flota de Camiones...................................... 27

Talleres: Planificación y Operación de Sistemas de Carguío y Transporte

© Runge Limited / Planificación y Operación de Sistemas de Carguío y Transporte / April, 2009,

Taller 1 – Creación de un Perfil de Transporte y

Análisis del Tiempo de Viaje

OBJETIVO:

Crear un perfil de transporte y calcular el tiempo de viaje de un camión.

DESCRIPCIÓN TÉCNICA:

Este ejercicio considera una ruta de transporte para los camiones que remueven

el estéril del rajo al botadero. La hoja anexa muestra una vista del plan de la

mina en operación. Considere lo siguiente:

1. Dentro de los 50 metros del sitio de carga, la resistencia a la rodadura es

de 5 % y el límite de velocidad es de 25kph.

2. Dentro del radio de 200 metros fuera del área de carguío (equivalente al

piso del rajo), la resistencia a la rodadura es de 4%;

3. Dentro de los 100 metros del sitio de descarga, la resistencia a la

rodadura es de 4%;

4. Todos los otros caminos son mantenidos por motoniveladoras, a una

resistencia a la rodadura de 3%

5. Hay un un límite de velocidad de 40kph en las curvas.

6. En bajada hay límite de 30 kph en rampas.

TAREA:

1. Cree una ruta de transporte usando los datos proporcionado y cualquier

otra limitación que usted sienta que sea necesaria.

2. Desarrolle el Análisis de Tiempo de Desplazamiento para un Cat 789C

desplazándose en la ruta de transporte mencionada.

3. Seleccione una retroexcavadora O&K RH200 Retroexcavadora con un

balde de 20 cu.m. Disp. Mec 85%, Material = Roca Estéril Duro con

buenas condiciones de carguío, FF = 0.83;

4. Turno = 5 días / semana, 8 hr/turno.

DATOS:

1. Vista del plano de operaciones.

2. Curvas Rimpull y Rendimiento de los frenos para el camión.

3. Hoja de cálculo, con algunos valores ya dados. Nuevamente, estos

valores deberían revisarse.



OTROS:

Para análisis manual, utilice la plantilla proporcionada al final. Las velocidades

obtenidas de una curva rimpull son velocidades máximas y deberían ajustarse

para permitir: a)...El partir de la parada o si la unidad esta ya andando al entrar

a la sección. b)...El largo de la sección y si es que el camión debe desacelerar al

acercarse un signo pare o una zona de límite de velocidad; c)… Límites de

velocidades.

Algunas guías en cuanto al factor de ajuste de velocidades son: Segmentos Desde el Reposo En Movimiento 0-100 metros 0.2 – 0.5 0.5 - 0.6 100-500 metros 0.3 – 0.6 0.6 - 0.8 Mayor que 500 metros 0.5 – 0.9 0.8 - 0.9

Recordar: Si cualquiera de los parámetros cambia entonces uno nuevo

tramo debe ser creado.



150m

100m Corner

30

0m

@0

%

200m Corner

= > Haul Route

20

0m

@1

0%

50m

50m

50m

Dump

= 320 Rl

Base of Dump Ramp = 300 Rl

Top of Bench = 270 Rl

Pit Floor

= 260 Rl

400m

@10%

Top of Pit Ramp = 300 Rl

Nota: Considere radios de curvatura de 110 mts para ambas curvas del diseño.



RUNGE PTY LTD

PLANILLA DE CALCULO

Job No………………Project……………………………………………Date……….

Initials………………Subject……………………………………………Sheet…….of…….

.

Section No.

Length (m)

Grade Resistance

(%)

Rolling Resistance

(%)

Total Resistance

(%)

Velocity from

Rimpull Curve

(km/hr)

Speed Factor

Velocity After

Adjustments (km/hr)

Tiempo for

Segment (min)

Load

1 50 0 5 5 27.5 0.35 9.6 0.31

2 100 0 4 4 34.0 0.60 20.4 0.29

3 4 34.0 0.70 23.8



Taller 2 – Diseño de Botadero – ¿Transportar en Horizontal o

en una segunda o tercera capa de llenado?

OBJETIVO:

Evaluar el punto de corte entre una descarga en horizontal o en una o más

capas de llenado.


Usted esta transportando roca estéril 3 Km a un botadero externo en el nivel

100RL. La opción es transportar más cerca, pero más alto. Las capas son de 10

metros y las rampas de descarga estan a un 8% de pendiente. Es posible

comensar una rampa de descarga a 110 RL banco de descarga a una distancia

de 300 metros de la cima de la rampa del rajo. El perfil de transporte se muestra

abajo

DATOS:

5% Resistencia Rodadura dentro de 30 metros del area de carguío y el botadero

4% Resistencia Rodadura en la rampa de descarga y en la cima del botadero.

3% Resistencia Rodadura en los caminos desarrollados.

El límite de velocidad dentro de los 30 metros del punto de carguío y descarga

es de 24 kph

El límite de velocidad bajando la rampa es de 40 kph

Densidad del Material 1.9 t/metros cúbico (in situ)

Factor de Esponjamiento 1.20 (Balde de Carguío)

Factor de Esponjamiento 1.25 (Tolva Camión)

Sistema Turno 5 días / semanas, 8 hr/día turno

Camión: Unidad Rig MT-4400

Tiempo de Maniobra en el Carguío 0.5 min.

Tiempo de Maniobra en la Descarga 0.4 min.

Tiempo de Descarga 0.75 min.

Disponibilidad 85%

Tasa de Reducción 26.6:1

Pala: P&H 2300 X PB

Capacidad de Balde 25.2 cu.m

Tiempo de Ciclo 0.50 min.

Disponibilidad 85%

Condiciones de Carguío Promedio



TAREA:

Determine la distancia entre los puntos de descarga en los niveles de descarga

RL100 y RL 110 de tal forma que la productividad del camión sea la misma

para ambas. Asuma que el tamaño de flota de los camiones permanece

constante para los niveles de descarga RL120, asumiendo que la rampa de

descarga de RL100 a RL120 es continua en una pendiente de un 8% sin

segmentos planos.

AYUDA:

Primero dibuje un boceto simple del problema mostrando todo el transporte. En

este dibujo resalte los segmentos que tendrán que ser cambiados para

determinar la respuesta. De este dibujo podría ser evidente que no todos los

segmentos del transporte tiene que ser incluidos en la simulación.

Perfil de Transporte Base a Nivel de Descarga RL 100

Segmento Largo

(m)

Pediente

(%)

Resistencia

Rodadura (%)

Alrededor de la Pala

30 0 5

Alrededor del banco del rajo

470 0 3

Rampa en el Rajo 200 10 3

A lo largo de la descarga

2270 0 4

Alrededor de la descarga

30 0 5

TOTAL (sólo ida) 3000



Taller 3 – Estrategia de Descarga – ¿Cuándo Asignar Otro Camión?

OBJETIVO:

Examinar los cambios en la estrategia de descarga cuando otro camión es agregado a la

flota..


Su operación está transportando desde un frente 300 metros desde la rampa del rajo. La

rampa tiene 750 metros de largo y una pendiente de 10% El punto de descarga es

actualmente 75 metros de la cima de la rampa a lo largo del “banco de descarga”. La

flota de camiones es actualmente de 6 camiones.

DATOS:

5% Resistencia a la Rodadura dentro de los 30 metros de pala y descarga

3% Resistencia a la Rodadura en caminos desarrollados y rampas

4% Resistencia a la Rodadura en el banco de descarga

Area Carguío y Descarga será de 30 metros y la velocidad estará restringuida a 24 kph

El límite de velocidad bajando la rampa es de 40 kph

Densidad del Material 2.4 t/cubic metre insitu

Factor de Esponjamiento 1.20 (Balde de Carguío)

Factor de Esponjamiento 1.25 (Tolva del Camión)

Sistema de Turno 7 Días de Turno Continuo, 2 x 12 horas turnos / día

Camión: Liebherr T282-3650

Rendimiento del Motor 2587 kW

Tiempo de Maniobra en el Carguío 0.5 min.

Tiempo de Maniobra de la Descarga 0.4 min.

Tiempo de Descarga 0.75 min.

Disponibilidad 85%

Pala: P&H4100XPB

Tiempo de Ciclo 0.57 min.

Carga Balde 100 toneladas

Disponibilidad 85%

TAREA:

Determine el largo del camino del banco de descarga en el cual la productividad

de una flota de siete camiones va a ser equivalente a la productividad de la flota

de los seis camiones.



AYUDA:

Primero dibuje un boceto simple del problema. En este dibujo resalte los segmentos que

tendrán que ser cambiados para determinar la respuesta.



Taller 4 – Decisiones Operacionales – Costo de Remanejo de Mineral

OBJETIVO:

Calcular el costo de un nuevo manejo del mineral – esto es en lugar de descargar

directamente en el ROM. El mineral es vaciado en una pila de almacenamiento

intermedia y después es recogido en una fecha más tarde.


El transporte del mineral es llevado a cabo por una flota de Unit Rig MT-3300. Debido

a problemas de programación a corto alcance el mineral tiene que ser almacenado en

Stock Piles, y después transportado al almacenamiento de pila ROM, en vez de ser

directamente transportado. La pala en el rajo es una Hitachi EX-2500 y se usará un

CAT 992 para el trabajo de remanejo en el Stock Pile.

DATOS:

Esbozo de una típica ruta de transportes, con distancias, pendientes, resistencia a la

rodadura y restricciones de velocidades para las fases del ciclo cargado y vacío.

Material Típico y Características de la Operación de la Mina

Densidad Mineral (In-situ) 2.8 toneladas/cu.m

Esponjamiento 25%

Sistema de Turnos

7 días/semana, dos turnos/día 12 horas

Camión: Unit Rig MT-3300

Camión – Capacidad ..................................................... 136 toneladas

Tiempo de Descarga Camión en ROM ......................... 0.70 minutos

Tiempo de Maniobra en la Descarga en ROM………. ... 0.50 minutos

Tiempo de Descarga Camión en Stockpile ..................... 0.90 minutos

Tiempo de Maniobra en la Descarga Stockpile…………. 0.80 minutos

Tiempo de Maniobra Camión. en Cargador y Pala ......... 0.90 minutos

Costo capital Camión .................................................... $2,500,000

Costo de operación Camión .......................................... $219.66 /op.hr

Vida Util Camión (cualquiera de los dos) ...................... 40,000 op.hr

o un máximo de ........................................................... : 7 años

Disponibilidad esperada del camión ............................... 80 %



Pala en el Rajo: Hitachi EX-2500

Capacidad Cargador - Balde ............................................... 13 cu.m

Condiciones de Carguío ...................................................... promedio (FF = 0.72)

Cargador de Pala Tiempo de Ciclo ..................................... 30segundos

(sólo carguío de un lado)

Costo capital Cargador ...................................................... $4,200,000

Costo de operación Cargador ............................................. $300.00 /op.hr

Vida Util Cargador (cualquiera) .......................................... 35,000 op.hr

o un máximo de : ................................................................ 6 años

Disponiibilidad Esperada del Cargador ............................... 85 %

Nuevo Para el Re-Manejo de Material - Cargador: Cat 992G

Cargador – Capacidad de Balde 17 toneladas

Cargador frontal Cargador Tiempo Ciclo 0.66 minutos

(sólo carguío de un solo lado)

Costo capital Cargador $2,300,000

Costo de operación Cargador $200.00/op.hr

Vida Util (cualquiera) 35,000 op.hr

o máximo de 10 años

Disponiibilidad Esperada Cargador 85%

Condiciones Carguío Muy Buena (FF = 0.85)

Criterio de Inversión y Financiero

Valores Residual (porcentaje del costo inicial) 10 %

Depreciación – método lineal sobre 5 años

OTRAS SUPOSICIONES:

Asuma un extra de 100m en la cima de la rampa a la pila de almacenamiento ROM y

30m alrededor de la pila de almacenamiento.

Asuma que la mina tiene sificientes camiones para que a cualquier carguío se le pueda

asignar un número óptimo al cargador.

TAREA:

Calcule el costo de transporte del mineral usando ambas opciones. De esto determine

cual es el costo de remanejo de mineral. ¿Qué otros factores consideraría antes de

tomar una desición?



AYUDA:

En el esbozo proporcionado marque los elementos comunes de los segmentos de

transporte para que usted entienda las dos opciones consideradas. Aunque se

proporcionan tres perfiles de transporte es posible construir un perfil de transporte que

sea conveniente para ambas opciones en estudio.



PERFIL DE TRANSPORTE – Del Rajo al ROM

No. Name Distance Grade RR Max Final Payload

Metres % % Kph Kph

Queue at Cargador

Spot at Cargador

Carguío

1 Around Cargador 200 0 5 15 15 Full

2 Along Pit Floor 450 0 4 25 25 Full

3 In-Pit Ramp 250 10 4 25 25 Full

4 Main Ramp 600 8 3 Max Max Full

5 Haul Road to ROM 1300 0 2.5 Max 25 Full

6 Ramp to ROM 370 8 3 25 15 Full

7 Around ROM to Bin 100 0 3 25 0 Full

Spot at Dump

Dumping

8 Around ROM to Bin 100 0 3 25 25 Empty

9 Ramp to ROM 370 -8 3 25 Max Empty

10 Haul Road to ROM 1300 0 2.5 Max 40 Empty

11 Main Ramp 600 -8 3 40 25 Empty

12 In-Pit Ramp 250 -10 4 25 25 Empty

13 Along Pit Floor 450 0 4 25 15 Empty

14 Around Cargador 200 0 5 15 0 Empty



PERFIL DE TRANSPORTE- Desde el Rajo al Stock Pile


Metres % % Kph Kph

Queue at Cargador

Spot at Cargador

Carguío


2 Along Pit Floor 450 0 4 25 25 Full

3 In-Pit Ramp 250 10 4 25 25 Full

4 Main Ramp 600 8 3 Max Max Full

5 Haul to S/Pile 100 0 4 Max 15 Full

6 Around S/Pile 30 0 4 25 0 Full

Spot at Dump

Dumping

7 Around S/Pile 30 0 4 25 Max Empty

8 Haul to S/Pile 100 0 4 Max Max Empty

9 Main Ramp 600 -8 3 Max 25 Empty

10 In-Pit Ramp 250 -10 4 25 25 Empty

11 Along Pit Floor 450 0 4 25 15 Empty




PERFIL DE TRANSPORTE - Stock Pile al ROM


Metres % % Kph Kph

Queue at Cargador

Spot at Cargador

Carguío


2 Haul from S/Pile 100 0 4 Max 15 Full

3 Haul Road to ROM 1300 0 2.5 Max 25 Full

4 Ramp to ROM 370 8 3 25 15 Full

5 Around ROM to Bin 100 0 3 25 0 Full

Spot at Dump

Dumping

6 Around ROM to Bin 100 0 3 25 25 Empty

7 Ramp to ROM 370 -8 3 25 Max Empty

8 Haul Road to ROM 1300 0 2.5 Max Max Empty

9 Haul from S/Pile 100 0 4 Max 15 Empty




Taller 13 – Desiciones Operacionales – Costo de Remanejo de Mineral



Taller 5 – Números de Flota Estimados y Costos para Contrato de

Remoción de Lastre (Overburden)

OBJETIVO:

Determinar los requerimientos de la flota y costos para un contrato de remoción de

lastre.


Usted es un contratista y esta haciendo una oferta para un trabajo en una mina de

Argentina. El cliente ha hecho la mayoría de la planificación minera y ahora esta

buscando estimaciones de costo y tamaños de flota para completar el trabajo.

El contrato es por un periodo de 10 años e involucra la explotación del estéril de roca

de arena a una taza fija anual. Usted ya tiene una flota de camiones y cargadores de 77

toneladas de tamaño 5.0-10.0 metros cúbicos y desea mantener la compatibilidad. El

distribuidor local de Komatsu ha dado los precios de los siguientes equipos:

Costo capital Costo de operación

($/ophr)

PC1000SP-1 Retro-Exc. $750,000 $131.33

WA800 - 2 Cargador $800,000 $119.80

HD-785-3 Camión $710,000 $175.90

PC1600SP-1 Pala $1,500,000 $257.63

El distribuidor le garantiza una disponibilidad de mantención de un 85% en todos los

equipos.

Costos de administración y otros como perforación y tronadura, pendiente y auxiliares

serán cubiertos en otro lugar.

DATO:

El promedio del Perfil de Transporte es el Perfil del Taller 1.

TAREA:

¿Qué flota de camión y carguío recomendaría usted, y que costo de transporte y carguío

cotizaría para hacer el trabajo para las siguientes tazas mineras:

1.5 Mbcm/a

2.5 Mbcm/a

5.0 Mbcm/a



Material:

Tipo Arena

Densidad 2.4 t/cu.m

Factor Esponjamiento en el balde 1.25

Factor Esponjamiento en la Tolva del Camión 1.30

Sistema de Turno: 7 días / semana, dos turnos / día 12 horas

Equipo

Parámetro Units HD785-3 PC-1000SP-1 WA800-2 PC1600SP-1

Cargadores

Capacidad cu.m 5.7 10.5 10.0

Balde Relleno Factor % 90 85 90

Balde Ciclo Tiempo Sec 30 45 30

Disponiibilidad % 85 85 85

Camiones

Capacidad t 78

Tiempo de Manionbra Carguío

Sec 30

Tiempo de maniobra Descarga

Sec 30

Tiempo Descarga Sec 30

Disponiibilidad % 85

Financieros

Valor Residual % 10 10 10 10

Vida Util Op.hr 40,000 40,000 12,000 50,000

Años 6 6 2 8

Depreciación - Lineal Lineal Lineal Lineal

Tasa % 20 20 50 12.5



Taller 6 – Variación en Costos de Transporte en Profundidad y

Distancia

OBJETIVO:

Calcular la variación en unidades de costo ($/t) de un sistema de transporte y carguío

mientras varia la profundidad y distancia horizontal..


Muchos problemas de planificación minera necesitan considerar la variación en costos

de camiones como una función de incrementos verticales de profundidad y / o

incrementos horizontales de distancia. Ejemplos de esto incluyen compensaciones de

diferentes ubicaciones del chancador y ejercicios de optimización del rajo donde el

límite último del rajo necesita ser determinado y una de las variables mineras principales

es el cambio en costos de minería como el aumento de profundidad y distancia.

TAREA:

1. Calcule la variación en costo por tonelada mientras que la distancia horizontal

varía en incrementos de 100 metros a 500 metros.

2. Calcule la variación en costo por toneladas mientras varía la elevación vertical en

incrementos de 10 metros hasta una profundidad de 50 metros.

3. Desarrolle una relación que cubra ambas componentes:

Segmento Distancia

(m)

Pendiente

(%)

Resistencia

Rodadura

(%)

Límite de

velocidad (kph)

1 Area de Carguío 45 0 5 10

2* Banco 100 0 4 25

3* Rampa en el Rajo 125 8 3 Max

4 Horizontal 500 0 3 Max

5 Rampa al Chancador

115 8 3 Max

6 Area de Chancado 45 0 3 10

AYUDAS:

El segmento 2 y el segmento 3 son los dos segmentos que varían en este ejercicio.

Asuma que todos los otros son constantes. Empiece con incremento cero.

Fíjese que la elevación vertical de 10m equivale 125m de largo de rampa, para una

pendiente de rampa de 8%

Asuma que la flota de camiones de la mina es lo suficientemente grande para

proveer el calce ideal de camiones al cargador en todas las rutas.



DATOS:

Costo capital: Komatsu WA800-2 $800,000;

Komatsu HD785-3 $710,000

Costo de operaciones: Cargador $119.80 / op.hr;

Camión $148.90 / op.hr;

Vida Cargador = 15,000 horas o 5 años

Vida Camión = 25,000 horas o 8 años;

Valor Residual = 10% de precio de compra;

20% depreciación líneal.

Sistema deTurno

5 dia por semana, 8 horas / día turno.

Material

Densidad Estéril Insitu 2.37t/cu.m

Factor Esponjamiento 1.30

Cargador: Komatsu WA800 – balde 2, 9.2cu.m

Factor Relleno Balde 90%

Tiempo / pase por Carguío 40 sec

Disponibilidad 85%

Camión: Komatsu HD 785 - 3

Tiempo Descarga 1 min.

Disponibilidad 80%

Tiempo de Maniobra en Descarga 0.5 min.

Tiempo de Maniobra en el Cargador 0.5 min.

Límite de Velocidad

Rampa Abajo 25 kph



Taller 7 – Optimización del Tamaño de la Flota de Camiones

OBJETIVO:

Calcular los costos combinados de capital y operación de un sistema minero de

transporte y carguío mientras varía el número de camiones y use los resultados

como medios para determinar el número óptimo de camiones para asignar a un

cargador.

Repetir el proceso para una flota de cargadores y camiones.


Este taller permite que un calce de camión / cargador sea optimizado basándose

en los costos de capital y operación. Para una serie de flotas de camiones un

análisis de descuento de flujo de caja es desarrollado para determinar el número

óptimo de camiones.

Costo capital Komatsu WA800-2 $800,000;

Komatsu HD785-3 $710,000

Costo de operación: Cargador $119.80 / op.hr;

Camión $148.90 / op.hr;

Vida Cargador = 15,000 horas o 5 años

Vida Camión = 25,000 horas o 8 años;

Valor Residual = 10% del precio de compra;

20% depreciación líneal;

35% taza impuesto;

15% descuento tasa flujo de caja;

Sistema de Turno

5 días / semana, tres turnos / día 8 horas.

Material

Roca Dura Estéril, Densidad IS 2.37 t/cu.m, esponjado en equipo 30%.

Cargador: Komatsu WA800 - 2, 9.2cu.m balde

Factor Relleno Balde 90%

Tiempo / pase Carguío 40 sec

Disponibilidad 85%

Camión: Komatsu HD 785, 78 capacidad toneladas



Tiempo Descarga 1 min.

Disponibilidad 80%

Tiempo Maniobra en Descarga 0.5 min.

TAREA:

1. Ejecute una optimización de flota para el Cargador #1 y determine el

número óptimo de camiones para el cargador.

2. Asuma que hay cuatro cargadores WA800-2 y diez camiones HD 785-3

en la mina. Tres está actualmente en operación y el cuarto está en

standby en un frente de corto transporte el cual es la única área de

trabajo para el cuarto cargador. Para cumplir con las metas de

producción, la ubicación del equipo actual es:

Cargador Camiones

#1 3

#2 3

#3 4

#4 0

Total 10

Los perfiles de transporte para cada cargador están mostrados más abajo.

Asuma que 4 camiones extra HD785-3 han sido liberados de mantención al

supervisor del rajo. ¿Cómo deberían ser asignados estos camiones?



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