RENDIMIENTO Y PRODUCTIVIDAD DE EQUIPOS EN MINERÍAPágina 1 RENDIMIENTO Y PRODUCTIVIDAD DE EQUIPOS EN MINERÍA DEDICATORIA Dedicamos el presente trabajo a nuestros padres y a las personas que nos apoyaron en esta iniciativa, al docente de curso que con su labor inculca a la investigación para así formarnos como profesionales competentes y siempre a la vanguardia este trabajo es suyo. ÍNDICE RESUMEN…………………………………………………………………………………………..5 INTRODUCCIÓN…………………………………………………………………………………...7 Página 2 RENDIMIENTO Y PRODUCTIVIDAD DE EQUIPOS EN MINERÍA CÁLCULO DE RENDIMIENTOS Y PRODUCTIVIDAD DE EQUIPOS……………………….8 CAPÍTULO I: RENDIMIENTO…………………………………………………………………….9 1. ANÁLISIS DEL TRABAJO A REALIZAR………………………………………………10 2. COMPONENTES DE TIEMPO DEL CICLO DE TRABAJO………………………..10 a) Factores de carga……………………………………………………………….11 b) Factores de transporte o empuje………………………………………………11 c) Factores de vertido……………………………………………………………...11 d) Factores de retorno……………………………………………………………..11 e) Factores de espera y maniobra………………………………………………..11 3. FACTORES DE EFICIENCIA Y ORGANIZACIÓN…………………………………...12 4. a) b) c) FACTOR DE ESPONJAMIENTO Y DENSIDADES………………………………….14 Factor de conversión volumétrica “V”…………………………………………………14 Factor de esponjamiento “FE”……………………………………………………..……14 Porcentaje de expansión “PE”……………………………………………………….…14 5. POTENCIAS Y FUERZAS MOTRICES DE LOS EQUIPOS MÓVILES……………16 5.1. Elementos que proporcionan potencia…………………………………………….16 5.2. Factores limitadores del rendimiento………………………………………………18 5.2.1. Resistencia a la rodadura……………………………………………………..…18 5.2.2. Resistencia a la pendiente……………………………………………………….20 5.2.3. Peso………………………………………………………………………………..21 5.2.4 Tracción…………………………………………………………………………….21 6. CURVAS CARACERISTICAS………………………………………………………..…22 7. FACTORES DE VELOCIDAD…………………………………………………………..22 CAPÍTULO II: PRODUCTIVIDAD………………………………………………………………..24 1. PRODUCCIÓNES HORARIAS DE LOS EQUIPOS DE CARGA………………..…26 2. CAPACIDAD DE LOS CAZOS Y FACTORES DE LLENADO………………………27 3. TIEMPOS DE CICLO Y FACTORES DE CORRECCION…………………………...28 4. PRODUCCION DE LAS MOTOTRAILLAS……………………………………………30 4.1. Tipos de carga de mototraillas…………………………………………………..…30 Página 3 31 Tiempos de espera y maniobra……………………………………………………. PRODUCCIÓN DE LOS TRACTORES………………………………………………. que en el caso de la minería subterránea. Página 4 . esta se realiza luego de procesos sucesivos.RENDIMIENTO Y PRODUCTIVIDAD DE EQUIPOS EN MINERÍA 4.2. 4. desde la fase exploratoria y la cubicación de reservas. 4.31 Tiempos de reemplazamiento…………………………………………………. Tiempos de vertido…………………………………………………………………. 4.…31 Número de mototraillas por empujador……………………………………………31 5. el desarrollo y la explotación de la mina....31 EJEMPLOS ILUSTRATIVOS……………………………………………………………………32 CONCLUSIONES…………………………………………………………………………………36 BIBLIOGRAFÍA……………………………………………………………………………………37 RESUMEN En el presente trabajo de investigación se estudia los diferentes factores que son fundamentales en la producción de la minería extractiva.4.5.3. para continuar luego con el diseño del proyecto. en este estudio se plantea la posibilidad de medir la productividad de la producción y su relación con el costo marginal de la producción. en formato Excel. que constituyen la base de datos suficientes para calcular el costo medio. Para este fin. debido a razones explicables si se tiene en consideración las características propias de la actividad minera extractiva de tipo socavón o subterránea. se puede afirmar su importancia para ponderar su aplicación. cuadros que muestran la producción y su situación comparativa con el presupuesto operativo. En el trabajo de investigación se muestran cuantitativamente las variables que intervienen en las operaciones de la producción minera extractiva. Una buena parte de la minería extractiva. se Página 5 . que actúa en la minería subterránea. dada las características del trabajo a realizar. el rol que cumple el Ministerio de Energía y Minas. Asimismo. de los resultados de la encuesta se puede notar que la mayoría de empresas contratistas. no utilizan el concepto de Costo marginal (CMa). Sin embargo. se requiere de un planeamiento y programación de operaciones muy cuidadosa. Dada la necesidad de ampliar el uso de indicadores que permitan medir el grado de eficiencia con que se utilizan los recursos durante los procesos de la fase de la producción minera extractiva. Es de reconocer. habiéndose obtenido marcadas variaciones con respecto a su presupuesto operativo. de la cual se han obtenido muestras de los resultados de la producción y los recursos comprometidos. complementaria al costo medio (CMe). en diferentes periodos operativos. el costo marginal y la productividad. Se ha tomado como referencia una Empresa contratista de tamaño mediano. para propósitos de seguimiento y control de la productividad y. En el apéndice se muestran cuantitativamente. constituyendo un instrumento referencial de carácter técnico y normativo para orientar las operaciones del trabajo minero.RENDIMIENTO Y PRODUCTIVIDAD DE EQUIPOS EN MINERÍA En la fase de Explotación. registradas en el Ministerio de Energía y Minas. son realizados a través de empresas contratistas especializadas. atreves de las disposiciones de Seguridad minera. Por otra parte. la toma de decisiones respecto a la asignación de recursos y la programación de la producción. donde se mueven grandes volúmenes de materiales rocosos con ritmos muy intensos. Página 6 . Esto exige que sea preciso alcanzar las producciones fijadas. a fin de amortizar las inversiones efectuadas y obtener unos costes de operación bajos. donde el costo marginal iguala al costo medio. Las máquinas que se utilizan tienen un alto costo de fabricación. así como para los fines comparativos entre el plan de producción y el presupuesto operativo.RENDIMIENTO Y PRODUCTIVIDAD DE EQUIPOS EN MINERÍA muestra gráficamente. debido entre otros factores a los componentes especiales y calidad de los materiales empleados. el nivel crítico de producción. los equipos productivos están constituidos por maquinas dimensionadas y adquiridas para realizar un trabajo y capases de alcanzar un cierto nivel de producción. a través de unos altos rendimientos. INTRODUCCIÓN En la moderna minería a cielo abierto. tanto para los fines de control interno de costos y productividad de la empresa minera extractiva. Esta referencia adquiere especial importancia. supondrá un rendimiento teórico terminado precisamente por sus características constructivas .pero además el correcto funcionamiento de los equipos depende dela formación de los operadores. en primer lugar. Por otro lado.RENDIMIENTO Y PRODUCTIVIDAD DE EQUIPOS EN MINERÍA Queda claro que el conocimiento y control de los rendimientos es especialmente importante. su efectividad y por ultimo su potencial productivo y rentabilidad económica del proyecto. pues con ello se determina. ese conocimiento de los rendimientos es indispensable para llevar a cabo una planificación de los trabajos y para la selección de los equipos más adecuados. de su tamaño y número. CÁLCULO DE RENDIMIENTOS Y PRODUCTIVIDAD DE EQUIPOS Página 7 . en segundo lugar. por lo que el rendimiento final del conjunto hombre-máquina es lo que se denomina rendimiento operativo o también producción horaria de la unidad. Hay que tener en cuenta que el comportamiento de las máquinas. por su propio diseño. la capacidad de producción que es posible alcanzar. En este capítulo se va a exponer la metodología de cálculo de los rendimientos de diferentes equipos. RENDIMIENTO Y PRODUCTIVIDAD DE EQUIPOS EN MINERÍA CAPÍTULO I Página 8 . Factores de eficiencia y organización. etc. . Para la clase. medido según la especificación m3 m 3 m3 . .Factores de esponjamiento y densidades.. hb hs hc 1.. COMPONENTES DE TIEMPO DEL CICLO DE TRABAJO. 2.. 2.RENDIMIENTO Y PRODUCTIVIDAD DE EQUIPOS EN MINERÍA RENDIMIENTO ¿Qué es rendimiento? Rendimiento o producción es la cantidad de trabajo que se realiza en la unidad de tiempo. 4. 3. transportado.. ANÁLISIS DEL TRABAJO A REALIZAR A la hora de estimar el rendimiento de un equipo minero es preciso tener en cuenta los cuatro factores básicos de los cuales depende el desarrollo de la operación: 1. Seguidamente se describe cada uno de esos factores que es preciso conocer con detalle para efectuar un cálculo correcto de la producción horaria que puede llegar a dar la máquina.) por hora. Página 9 . es el volumen de material trabajado (excavado. Los componentes principales de tiempo que se distinguen en el ciclo de trabajo en una explotación minera con equipos convencionales son los correspondientes a: carga.Componentes de tiempo.Capacidad nominal de equipo. compactado. RENDIMIENTO Y PRODUCTIVIDAD DE EQUIPOS EN MINERÍA transporte o empuje. Distancia de transporte. Dimensiones del área de trabajo. Distancia de retorno. c) Factores de vertido Destino del material. tolva. Experiencia y destreza del operador. acopio de mineral. escombrera. Página 10 . Pendientes. d) Factores de retorno Capacidad y rendimiento del equipo. vertido. b) Factores de transporte o empuje Capacidad y característica de equipo. Tipo y condiciones del material a ser cargado. espera y maniobra cada uno de estas operaciones es responsable de una parte de la duración total del ciclo básico de explotación. Capacidad de la unidad. Condiciones de la pista de rodadura. e) Factores de espera y maniobra Maniobrabilidad del equipo. Condiciones de la pista de rodadura. Condiciones del área d vertido. Tipo y maniobrabilidad de una unidad de transporte. a) Factores de carga Tamaño y tipo del equipo de carga. Tipo y condiciones del material. Factores secundarios que afectan a la velocidad de transporte. retorno. Pendiente. Factores diversos que afectan a la velocidad de transporte. 66 0. Un cálculo demasiado optimista puede impedir alcanzar los niveles de producción previstos y un número de máquinas insuficiente destinadas a llevar a cabo tal operación es necesario contemplar las pérdidas de tiempo o retrasos característicos de cualquier operación tales como trabajos nocturnos. Esperas en las proximidades de la unidad de carga o empujado Esperas para depositar la carga en la trituradora. traslados de equipos de carga o cambios de tajo. Cuando no se disponga de experiencia suficiente para estimar individualmente los factores anteriores.59 Deficiente 0.70 0.76 0. O factores tales como la experiencia del operador.60 0. que se denomina eficiencia operativa global reflejada en tabla siguiente.83 0.77 0.64 0.61 Página 11 0.es necesario tener en cuenta la disponibilidad mecánica o simplemente la disponibilidad . hay que considerar las pérdidas de horas de trabajo debido a averías intempestivas y reparaciones programadas o rutinas de mantenimiento. conjunto equilibrado con los equipos auxiliares. se podrá tomar en producto de ambos.73 06 0.54 .63 Calidad de la organización Buena Regular 0.definida como la disposición de los equipos para actuar durante el tiempo de trabajo programado . clima etc. Por otro lado . TABLA I Eficiencia Operativa Global Condiciones de trabajo Excelente Excelente Buenas Regulares malas 0.72 0. 3. como por ejemplo tractores compactadores. Una estimación en este campo debe indicar la producción media que puede dar un equipo a lo largo de un periodo de tiempo dilatado. interrupciones por voladura . y como tal queda sometido a pérdidas de tiempo debido a la deficiencia en la dirección de supervisión. Cada equipo debe considerarse como parte de un sistema. condiciones de trabajo. Estos retrocesos y pérdidas de tiempo son los que caracterizan el factor conocido como eficiencia de la operación. etc. es decir.80 0. trafico.RENDIMIENTO Y PRODUCTIVIDAD DE EQUIPOS EN MINERÍA Tipo de máquina de carga.77 0. Localización del equipo de carga.malas condiciones climatológicas. FACTORES DE EFICIENCIA Y ORGANIZACIÓN. 50 0. y programas de mantenimiento preventivos adecuados. El tiempo efectivo de producción será alto.. Página 12 . Por el contrario una dirección y supervisión deficientes reducirán el tiempo real y la capacidad de los equipos deberá ser incrementada para conseguir las producciones requeridas. FACTOR DE ESPONJAMIENTO Y DENSIDADES. 0.36 0.42 Calidad de la organización Buena Regular 063 0.RENDIMIENTO Y PRODUCTIVIDAD DE EQUIPOS EN MINERÍA TABLA II Eficiencia operativa global Condiciones del terreno Excelente ligero medio-difícil difícil terreno duro 0.62 4. Regulares………………….55 0.57 0.65 0.. En el caso de equipos continuos como las rotopalas los valores difieren de las anteriores.27 Si se trata de un clima extremo. por lo que se aconseja utilizar los recogidos en la tabla II y III para aplicarlos conjuntamente mediante el producto de los mismos.32 0. pérdidas de tiempo mínimas en el transporte.50 0.70 0.. Malas…………………….47 0. etc.73 0.43 032 Deficiente 0.. con buenos talleres.42 0. Buenas……………………….. en ambientes polvorientos con materiales densos y abrasivos.83 0.92 0. Si la dirección y la supervisión son excelentes. TABLA III Factores de condiciones de trabajo Excelente……………………. la calidad de la operación será deficiente y las prestaciones se verán afectadas de forma adversa debido a las condiciones de trabajo. alta disponibilidad.43 0. Es el incremento d volumen del material al pasar de su estado natural en el banco al estado suelto en la pila o montón. Para medir el aumento de volumen se puede utilizar diversos parámetros: d) Factor de conversión volumétrica “V”. Página 13 . provocando un aumento de su volumen que es llamado “esponjamiento” a si pues para el cálculo de rendimientos y producciones es importante distinguir los conceptos de material ínsitu o en banco y material suelto o esponjado.RENDIMIENTO Y PRODUCTIVIDAD DE EQUIPOS EN MINERÍA Cuando se excava un material. f) Porcentaje de expansión “PE”. tanto como están en su estado natural . Kg material suelto Vb m3 V =FCV = = Vs Kg material en banco m3 e) Factor de esponjamiento “FE”. Es la relación entre el volumen en banco y el volumen suelto de una misma cantidad de material.Esto da lugar a la existencia de huecos en el material. normalmente se fractura en partículas menores que no pueden ajustarse entre sí. Se define como el valor inverso de factor de conversión volumétrica. 75-2.1-2.72 0.8 2 2.75 1.25 2.4 1.6-0.7 3 2.8 0.7-2.6 25 50 35 33 23 33 40 50-80 74 67-75 67-75 20 20 30 33 0.4-1.4-1.6 1.45 1.75 2.75 1.74 0.43-1.6 1.73 1.67-0.1-1.3 40 0.95-2.77 0.6 1.75 0.4-2.95-2.8 1.3 1.RENDIMIENTO Y PRODUCTIVIDAD DE EQUIPOS EN MINERÍA PE= Vs−Vb Vs ×100= −1 ×100 Vb Vb ( ) La relación entre este coeficiente y los anteriores es la siguiente: 1 PE=( −1)× 100=( FE−1)× 100 V En la tabla IV se recogen alguno de los valores más comunes de estos coeficientes para distintos materiales.57 0.95 1.1 2.35 1.5-1.7 1.5 1.1-2.8-1.5 1.75 0.56 0.07 1. TABLA IV Factor de Porcentaj conversión e de volumétric expansión a Kg por m3en el banco Kg por m3 suelto (kg/m3b) (kg/m3s) “PE” “V O FCV” Grava arcilla seca 1.72 0.6-0.67 0.7 2.83 0.2 1.57 0.6 1.75 MATERIAL Página 14 .6 1.55-1.3-1.35 1.8-3.9 2.6 1.72 grava arcilla mojada carbón (antracita) tierra común y marga secas tierra común y marga mojadas rocas bien boladas rocas y piedras trituradas rocas blandas escorias bauxitas hormigón granito yeso caliza bolada mármol narro seco barro húmedo pizarras mineral de yerro 2.54 1.57 0.25 40 35 25 0.5 1.83 0.6-2.74 0.8 1.81 0.2-1.72 1.65 1.5 2. Los fabricantes dan. En general. La potencia es el trabajo realizado por un dispositivo por unidad de tiempo. POTENCIAS Y FUERZAS MOTRICES DE LOS EQUIPOS MÓVILES. Se utiliza también la potencia correspondiente al par máximo. es decir diferentes velocidades de rotación.1. A potencia constante. La potencia útil de un motor se transmite a las ruedas por medio de diferentes órganos de transmisión. 5. este valor difiere notablemente del precedente. los esfuerzos producidos en las ruedas Página 15 .RENDIMIENTO Y PRODUCTIVIDAD DE EQUIPOS EN MINERÍA 5. varias curvas correspondientes. Hay también un valor de la potencia que corresponde al mínimo del consumo específico del motor. Este tiene por finalidad adaptar el número de revoluciones a que el motor desarrolla toda su potencia a la velocidad de la traslación del motor. Elementos que proporcionan potencia. En el caso de un motor la potencia se mide en su eje por un procedimiento cualquiera y a ese valor se le denomina “potencia al freno”. entre cuales está el cambio de velocidades. generalmente. a los diferentes servicios previstos. etc. De acuerdo con la fórmula anterior. primero. que podría considerarse como tendiendo a cero. con las pérdidas citadas por rozamientos internos.RENDIMIENTO Y PRODUCTIVIDAD DE EQUIPOS EN MINERÍA motrices y en la barra de tracción serán tanto mayores cuando más sea la relación ente el número de vueltas de las ruedas o las orugas. mediante la fórmula: Esfuerzo de tracción= 270 × potencia ( HP ) × Rend . Este tipo de tracción es independiente del patinaje que pueden sufrir las ruedas motrices en determinados terrenos. Así pues. el rendimiento de la transmisión se encuentra entre un 70 y 80%. porque el esfuerzo de Página 16 . el esfuerzo de la tracción disponible o “rimpull” es la cantidad en kilogramos fuerza que un motor pone al punto de contacto de las ruedas motrices con el suelo. por la existencia en el sistema de transmisión de potencia de un número finito de relaciones de engranajes. la fuerza de tracción disponible sería variable para cada velocidad. Puede ser calculado aproximadamente. para cada velocidad de marcha. y alcanzaría un máximo para una velocidad muy pequeña. Pero esta fuerza resulta inalcanzable por una serie de razones. y segundo. En dicho coeficiente se incluye también las perdidas debidas al estado mecánico del equipo. de la transmisión Km Velocidad ( ) hora Normalmente. Por ejemplo.274kg (13. una resistencia de 20kg por 1000kg (1 tonelada) de vehículo equivale aproximadamente a un 2% de resistencia a la rodadura. Página 17 .388kg sobre una pista horizontal con una resistencia a la rodadura de un 2% debe desarrollar un esfuerzo para vencer esa resistencia antes de ponerse en movimiento de 726kg (36.000 kg dispondrá de 12. Condiciones tales como el perfil de transporte. Puede expresarse por medio de los factores de resistencia a la rodadura “FRR”. el estado del piso y del peso del vehículo determinan como la potencia disponible se traduce en rendimiento del equipo. En la tabla V se recogen los valores más comunes de los factores de resistencia a la rodadura. Factores limitadores del rendimiento. Un volquete con un peso de 36.000kg menos 726kg) para realizar el trabajo.1.02). Resistencia a la rodadura. 5.288kg x 0. en términos de kilogramos fuerza o en tanto por ciento. Si el volquete desarrolla un esfuerzo de tracción total de 13.2.2. La resistencia a la rodadura se define como la oposición al avance de una máquina como la consecuencia de la deformación del suelo de las flexiones de los neumáticos y los rozamientos internos de los propios mecanismos del equipo.RENDIMIENTO Y PRODUCTIVIDAD DE EQUIPOS EN MINERÍA tracción real que puede realizar una máquina depende del peso que gravita sobre el eje propulsor y del coeficiente de adherencia de los neumáticos sobre el suelo. 5. permite estimar el siguiente FRR: La resistencia a la rodadura. el volquete anterior de 32. H. dejada por los neumaticos en el firme de la pista.RENDIMIENTO Y PRODUCTIVIDAD DE EQUIPOS EN MINERÍA Un procedimiento para estimar la resistencia a la rodadura consiste en medir la profundidad de la huella. se calculará pues a partir de: Página 18 .3 TM cuyos neumaticos penetran en el firme 3cm.6TM de capacidad con un peso en vacío de 36. “RR”. por ejemplo. El factor de resistencia a la rodadura será igual a: Así. Resistencia a la pendiente La resistencia a la pendiente es la fuerza debida a la acción de la gravedad cuando un vehículo se mueve por una pista de transporte inclinada.177kg).2. Si se disponía originalmente de 13. se tiene: 5.000kg menos 2. desciende por esa misma pista.177kg (36. 5. Cuando esa misma máquina. en lugar de ascender.2.3. la fuerza de la gravedad que ayuda al movimiento del vehículo se conoce como pendiente asistida.823kg (13. Por esto una pista que permite ascender 6m en 100m tiene una pendiente del 6%. Peso Página 19 .RENDIMIENTO Y PRODUCTIVIDAD DE EQUIPOS EN MINERÍA Si el volquete anterior se desplaza cargado.2. Así. podrá desarrollar el trabajo con 10. debe desarrollar 2. Las pendientes se miden generalmente en tanto por ciento de talud o como la relación entre la elevación de la pista y su longitud en horizontal.288kg x 0. en esas condiciones.06) de esfuerzo de tracción para vencer esas resistencias. el mismo volquete anterior con un peso de 36. cuando se desplaza por una pista del 6% de pendiente.288kg.000kg de esfuerzo de tracción. 097kg (13. la acción de agarre del tren de rodaje y las condiciones del piso. La fuerza disponible restante servirá para conseguir la aceleración del vehículo. expresada como pendiente compensada o efectiva será: Pendiente compensada o efectiva()=Resistencia a larodadura( )± pendiente natural( ) PCE ( )=2 + 6 =8 O bien: Se dispondrá entonces de 10. Página 20 . El coeficiente de tracción en cualquier camino de rodadura se obtiene como la relación entre la fuerza máxima de tiro de la máquina y el peso total sobre las ruedas propulsoras u orugas.RENDIMIENTO Y PRODUCTIVIDAD DE EQUIPOS EN MINERÍA El peso es el factor determinante en la cantidad de fuerza que se precisa para vencer la resistencia a la rodadura y a la pendiente. la resistencia total.2. Los factores que influyen en la tracción son los siguientes: el peso en las ruedas motrices o en las orugas. CURVAS CARACERISTICAS. 5.903kg) para conseguir la aceleración del volquete.000kg menos 2.4. En el ejemplo considerado. Se expresa como la fuerza útil en la barra de tiro o en las fuerzas motrices. Tracción La tracción es la fuerza propulsora en los neumáticos y orugas. 6. Si la pista es suficientemente larga. 7. pero en tramos muy cortos la influencia del periodo de aceleración y desaceleración oportunas. cuando el vehículo cargado. que es este caso sería de unos 16. la velocidad obtenida mediante las curvas características es la máxima a la que se desplaza el equipo en cuestión en las condiciones indicadas. se puede admitir esa velocidad como media para determinar el tiempo de trayecto. si se hubiera prolongado hacia la izquierda. 3. Los factores de velocidad de los tramos finales del trayecto de ida. Para obtenerlos los factores de velocidad. también llamadas curvas características. a partir de la tabla VII. expresada en kg/kW o kg/HP. requiere la utilización de la información suministrada por los fabricantes. Leer los factores de velocidad para la longitud del tramo del transporte considerado. Como ya se ha indicado. La velocidad máxima alcanzable por un equipo en una pista se determinara a partir de la curva característica. Determinar la relación peso/potencia del equipo.RENDIMIENTO Y PRODUCTIVIDAD DE EQUIPOS EN MINERÍA La evaluación de los tiempos de acarreo y retorno en vacío de diferentes equipos de transporte. Elegir la columna apropiada según las condiciones de las que parte el vehículo. pudiendo luego mantenerla indefinidamente. cuyo manejo se explica continuación. La información obtenida indica que este volquete subiría la pendiente total del 12% en segunda velocidad y con una velocidad máxima de 12 km/h. los pasos que es preciso seguir son los siguientes: 1. serán tomados como equivalentes a los de la unidad parada arrancada. La mayoría proporciona graficas de tracción –velocidad. 4. 2. Para alcanzarla necesita una cierta longitud de pista. Usar un factor de velocidad de 1 para volquetes que entran en un tramo con velocidad a la máxima y no sea el último tramo del perfil del recorrido.500kg. se habría obtenido la tracción mínima necesaria para remontar la pendiente propuesta. se supone que ha de remontar cargado una pendiente adversa del 9% y que la pista representa una resistencia a la rodadura de 30kg/t. Esto se lleva a cabo mediante los denominados “factores de velocidad”. y la velocidad media se obtendrá con la expresión: Velocidad media = velocidad máxima alcanzable*factor de velocidad Para calcular el tiempo de transporte a lo largo de la pista se aplicara la ecuación: Página 21 . volquetes y moto traíllas. 5. FACTORES DE VELOCIDAD. Un volquete con transmisión mecánica. RENDIMIENTO Y PRODUCTIVIDAD DE EQUIPOS EN MINERÍA tiempo de transporte ( min )= longitud de la pista ( m)∗0.06 km velocidad media ( ) h Página 22 . de una parte. calidad y especificaciones técnicas de los Página 23 . La utilización de estos factores. entre otros la cantidad. la cantidad de material utilizado. los índices de productividad están sujetos a la participación de una serie combinada de factores de producción. por ejemplo: la cantidad de horas trabajadas. el capital de trabajo utilizado. Por otra parte. corresponden. Consecuentemente. la producción obtenida o el resultado logrado está relacionado con la magnitud de los insumos o los recursos utilizados. la interacción entre los distintos factores en la estación de trabajo.RENDIMIENTO Y PRODUCTIVIDAD DE EQUIPOS EN MINERÍA CAPÍTULO II PRODUCTIVIDAD La productividad es un indicador que mide la relación entre los resultados logrados y los recursos utilizados: Productividad=producción=resultados logrados Insumos recursos utilizados El concepto de productividad implica. 1. palas de ruedas. tanto de bienes o de servicios. Los sistemas de carga posibles son muy variados: excavadoras de cables e hidráulicas. para lograr una ventaja competitiva. la disponibilidad y calidad de la mano de obra. el control de la puesta en práctica.. el diseño de las operaciones y procesos. con la cual posibilita a la Empresa hacerla más competitiva para el posicionamiento del mercado y la obtención de mayores beneficios. las producciones horarias de estos equipos cíclicos se estiman con la siguiente expresión general: Página 24 . la particularidad del trabajo minero en el interior del túnel.RENDIMIENTO Y PRODUCTIVIDAD DE EQUIPOS EN MINERÍA materiales.Cuando la variable resultado se relaciona entre el total de las variables de entrada o de los recursos comprometidos. La medición de la productividad se efectúa teniendo en consideración a los propósitos de la medición y también a la disponibilidad de datos fiables. el rendimiento. dragalinas.. los costos mantendrán un comportamiento de su participación según correspondan su pertinencia como costos fijos o costos variables. exige además de las medidas preventivas del trabajador. En el campo de la minería.Cuando la medición relaciona la variable resultado con una variable de entrada o recurso. En los procesos de producción. y de allí su clasificación: Productividad parcial. tendrán que buscar maximizar su producción. en consideración a un menor costo fijo por unidad de producción. Los aumentos en la productividad deben contribuir a una disminución en los costos. La producción. también de las disposiciones para la confiabilidad de los procesos que conforman el sistema de producción. PRODUCCIÓNES HORARIAS DE LOS EQUIPOS DE CARGA. los resultados y el costo son componentes del esfuerzo de productividad. Así tendremos que aquellos procesos que requieren de mayores inversiones en maquinarias y equipos.Cuando la variable resultado se relaciona con dos o más recursos de entrada. la gestión y acciones de motivación y capacitación. Productividad total. el nivel de utilización de la capacidad efectiva de trabajo. la escala de las operaciones. Productividad multifactorial. etc. Hay varias formas de medir la productividad. como son los procesos mecanizados o automatizados.. h=factor de correccion por angulo de giro . A continuación se analiza cada una de los variables que intervienen en las expresiones. T C =ciclo de un cazo (min) . F=factor de relleno del cazo ( tanto por uno ) . Página 25 . E=factor de eficiencia ( tanto por uno ) . CAPACIDAD DE LOS CAZOS Y FACTORES DE LLENADO. según las condiciones en que se encuentra el material aplicado. V =factor de convescion volumetrica . Los factores de llenado del cazo “F”. se expresa como el porcentaje de la carga media sobre la teórica máxima posible. En la tabla 8 se recoge algunos valores típicos según 3 clases de material a cargar y el equipo que realiza dicho operación. 2. paralas palas de ruedas se considera A=1 . paralas palas de ruedas se toma H=1. h=factor de correccion por la altura de la pila de material .RENDIMIENTO Y PRODUCTIVIDAD DE EQUIPOS EN MINERÍA P ( m3 s 7 h ) = P ( m3 s 7 h ) = 60∗C c∗E∗F∗H∗A Tc 60∗C c∗E∗F∗H∗A∗V Tc Cc=capacidad del caso ( m3 ) . RENDIMIENTO Y PRODUCTIVIDAD DE EQUIPOS EN MINERÍA Un aspecto importante a tener encuentra en el grado de llenado es la influencia que tiene el tamaño del cazo con respecto a la granulometría media del material. C ¿ dimensión críticadel cazo de equipo de carg a . Muy grande de 50−300 cm. relacionada con cualquiera de los lados de una cuchara aproximadamente cúbica . Muy pequeño menor a 5 cm. TR=tamaño relativo . Mediano de 5−30 cm . Puede definirse. pues el “tamaño relativo-TR” por la siguiente expresión: TR= TA C Dónde: TA=tamaño absoluto del bloque. ESTADO DEL MATERIAL A CARGAR EQUIPOS DE CARGA PALA DE RUEDAS EXCAVADORAS Página 26 DRAGALINA . 85 0.80-0.80 0.85-0.70 0.80 EXCAVABILIDAD MEDIA DIFICILMENTE EXCAVABLE 3.95-1 0. TAMAÑO DEL CAZO PALAS DE RUEDAS EXCAVADORAS EXCAVABILIDAD MALA Página 27 DRAGALINAS . considerando que las palas describen el menor trayecto posible y que las excavadoras y dragalinas efectúan un giro de 90°.25-1 0.95 0. TIEMPOS DE CICLO Y FACTORES DE CORRECCION. En la tabla X se dan unos valores medios de esos tiempos. Los tiempos de corrección “tc” de cada carga elemental que se deposita sobre la unidad de transporte están relacionadas con las características del material a cargar y la capacidad de caso de los equipos.95 0.75-0.95-1 0.85-0.RENDIMIENTO Y PRODUCTIVIDAD DE EQUIPOS EN MINERÍA FÁCIL EXCAVABLE 0.50-0.95 0. porque extrae el paquete de mineral de menor potencia en la tabla siguiente se indica los factores de corrección para diferentes alturas expresado como un porcentaje de la altura óptima.80 60 140 0.80MIN 1.40MIN 4M3-8M3 0.91 Página 28 80 120 0.60MIN 0.75MIN El factor de corrección por altura de carga “H” debe tenerse en cuenta cuando las excavadoras de cable trabajan en bancos con una altura muy inferior superior a la normal bien porque se trata del primer banco de apertura de una mina.55MIN 1MIN 0.40MIN 0.55MIN 1MIN 0.45MIN EXCAVABILIDAD MEDIA MENOS DE 3M3 3 3 4M -8M 3 9M -23M 3 0. Porcentaje de altura optima Factor de corrección “H” 40 160 0.50MIN 9M3-23M3 0.98 100 1 .RENDIMIENTO Y PRODUCTIVIDAD DE EQUIPOS EN MINERÍA MENORES DE M3 0.80MIN 0.40MIN 0.65MIN 4M3-8M3 1MIN 0.50MIN 1MIN 1.85MIN 9M3-23M3 1.45MIN O.60MIN 0.40MIN 0.50MIN 0.50MIN 0.30MIN 0.50MIN 0.05MIN EXCAVABILIDAD BUENA MENOS DE 3M3 0.60MIN 0. Son los tiempos invertidos en la descarga y viaje de las mototraillas. Representa los tiempos que necesitan las mototraillas para posicionarse en la zona de carga. Página 29 . Tiempos de vertido. 4.RENDIMIENTO Y PRODUCTIVIDAD DE EQUIPOS EN MINERÍA 4. PRODUCCIÓN DE LAS MOTOTRAILLAS. El tiempo de carga de una mototrailla depende de estos factores: Tamaño y configuración de la unidad.2.1.3. 4. Se indica la producción horaria de los mototraillas. Potencia de empuje disponible. Los tipos de mototraillas considerados son: convencionales de uno o dos motores. Tipos de carga de mototraillas. pushpull y auto cargables. Pendiente. hasta comenzar dicha operación. Experiencia del operador. Tiempos de espera y maniobra. Características y condiciones del material. Condiciones del área de carga. 4. Los tractores de orugas no tienen una capacidad nominal en toneladas o en metros cúbicos y por eso el cálculo de las producciones horarias es un proceso que depende más de las experiencias de los técnicos que con otras máquinas mineras. Configuración y capacidad de la hoja.RENDIMIENTO Y PRODUCTIVIDAD DE EQUIPOS EN MINERÍA 4. Las producciones de ripado y empuje pueden calcularse de la siguiente manera.25min. Número de mototraillas por empujador. 3 Pripado ( ) m s 60∗H∗D∗L∗E = h T C∗V Dónde: H = Productividad de ripado (m). en una primera aproximación para calcular el ciclo del empujador es: Tiempo del ciclo del empujador = 1. Otra regla practica que puede servir. Página 30 . Potencia y peso del tractor. Las determinaciones de estos tiempos se realizan conociendo el perfil de transporte y las curvas características del modelo de la mototrailla. Tiempo de ciclo. Esto se puede conseguir mediante la siguiente fórmula: número maximo de mototraillas por empujador= tiempo de siclo de mootrailla tiempo de ciclo del empujador Tiempo de ciclo de empujador = tiempo de carga de mototrailla por el factor de empuje. PRODUCCION DE LOS TRACTORES.5. Tiempos de reemplazamiento.4. 5. 4.4 por tiempo de carga de la moto traílla + 0. Algunos de los factores que marcan el nivel de producción de estos equipos son: 1) 2) 3) 4) Características del material. Son los tiempos que necesitan las mototraíllas para desplazarse primero cargadas y después vacías. 20 min.8 × = 3 viaje viaje h m producción 5 viajes 6. El acarreo de mineral se realiza con un scooptram SCHOPF modelo L 110.8= h h h N ° viajes = h min h 5 viajes = min h 7. las condiciones de trabajo son: peso específico del mineral suelto 2. factor de carguío 80%. E = Eficiencia operativa (tanto por uno).75 ×0.RENDIMIENTO Y PRODUCTIVIDAD DE EQUIPOS EN MINERÍA D = Espaciamiento entre pasadas (m). número de turnos por día 2.5 m 3 2.88 TM 8 h 2 gdia 26 días = × × × mes h gdia día mes Página 31 .88 TM = × = h h viaje h producción 33. ciclo promedio por viaje 7.2 viaje 36 TM 3. V = Factor de conversión volumétrica. L = Longitud de las pasadas (m). EJEMPLOS ILUSTRATIVOS: EJEMPLO N° 1. disponibilidad mecánica 80%. Tc = Tiempo de ciclo (min). Calcular la producción mensual y el consumo de combustible.776 TM 33. eficiencia de trabajo favorable.42 TM 5 viajes = ×0. SOLUCIÓN: De acuerdo a las tablas y fórmulas mostradas anteriormente. turno 60 min 36 min = × 0.42 TM/m3. 8 TM/h . calcular el número de viajes por hora.644 min=3. disponibilidad mecánica 70%.075min.07 min+ 2× v m min 150 m =1.07 min= viaje viaje Página 32 .288 min+1. eficiencia real de trabajo 62.644 min 91. 26.227 m min 2× 1. factor de llenado 81%.RENDIMIENTO Y PRODUCTIVIDAD DE EQUIPOS EN MINERÍA producción TM =14094.625 ×0.288 min ciclo 4.25 min = × 0.358 min =3.5%. Si el rendimiento de un scooptram para una distancia de acarreo de 150m es 31.08 mes mes EJEMPLO N° 2.2TM 3 × 3 m ×0.8 TM = v =91.2TM/m3. descarga y demoras 1. peso específico del mineral disgregado 2.7= h h h Reemplazando valores en la fórmula (4). conociendo los siguientes datos: Capacidad nominal de la cuchara 3 m3.25 31.227 t= min 2. SOLUCIÓN: turno 60 min 26. tiempo de carga.81 × 3 h m 150 m 1. Se desea determinar la producción de una excavadora de cables con una capacidad de 11.83 V=0.25 EJEMPLO N° 3.91 TC=0.9 E=0.5 m3 F=0.la eficiencia global se considera que es del 83%.80min .75 H=1 A=0. El giro que realiza la superestructura de la maquina es de 120° .5 m3 (15yd3) trabajando en un banco de 12m de altura. la altura optima de carga coincide con la del banco de trabajo y el factor de conversión volumétrica V=0.358 viaje 26.75 capacidad de cazo factor de llenado factor de eficiencia factor de conversión volumétrica factor de corrección por altura de carga factor de corrección por Angulo de giro tiempo de ciclo SOLUCIÓN: Página 33 CC=11.RENDIMIENTO Y PRODUCTIVIDAD DE EQUIPOS EN MINERÍA min N ° viajes h 6 viajes = = h min h 4. constituido por una roca de excavabilidad media.como consecuencia del estado de tajo que impide la colocación adecuada de los volquetes . 91× 0.7=440 h h CONCLUSIONES El rendimiento o producción es la cantidad de trabajo que se realiza en por unidad de tiempo. para así obtener buena productividad.80 3 3 m b m b =439.75 = h 0. Para lo cual saber elegir el tipo de máquina que se va a emplear en cualquier tipo de proyectos.9× 1× 0. ya sea mineras o construcción civil.5 ×0. El crecimiento de las empresas depende mucho de lo que es RENDIMINETO Y PRODUCTIVIDAD DE EQUIPOS. para lo cual debemos de manejar o saber suficientemente del tema de rendimiento y productividad en equipo.RENDIMIENTO Y PRODUCTIVIDAD DE EQUIPOS EN MINERÍA Por definición sabemos que la producción está dada. Es uno de los temas más importantes para el desarrollo de cada empresa.83 × 0. Por lo tanto productividad es un indicador que mide la relación entre los resultados logrados y los recursos utilizados en minería. lo que nos lleva a obtener mejores ganancias y reducir las pérdidas que se pueden presentar. Por ello es muy importante desarrollar y calcular el rendimiento de dichos equipos haciendo uso de las Página 34 . es por ello que se debe supervisar con mucho cuidado la eficiencia de estos. La productividad de una empresa minera esta juntamente ligado al rendimiento de su personal y maquinaria. ya sea metálica o no metálica. Reemplazando en la formula se obtiene: m b 60× c c × E × F × H × A × V produccion = h TC 3 ( ) 3 produccion ( ) produccion ( ) m b 60× 11. Donaires Q. Inc. CARGA Y TRANSPORTE EN MINERÍA. Junio y Julio (1988). Revista Potencia. Institution of Mining and Metallurgy (1971). P. Por lo cual. H. MAQUINARIA MINERA. BIBLIOGRAFIA: Mayta Lino. A.Cusco (1995). Página 35 . McGraw-Hill. López J. y Rodriguez. Instituto Tecnológico Geo Minero de España. Chironis. Ballester. Atkinson. J. 2da edición España (1995). CATERPILLAR. HAULAGE TRUCK STILL SUPREME COAL AGE. N. Mallqui T. SELECTION OF OPEN PIT EXCAVATING AND LOADING EQUIPMENT. K. Caterpillar. Máximo V. los cuales fueron investigados y desarrollados por diferentes autores. F. November (1980). MANUAL DE ARRANQUE. Madrid (2010). T. PERFORMARCE HANDBOOK. LA PRODUCCIÓN DE LA MAQUINARIA DE MOVIMIENTO DE TIERRAS.RENDIMIENTO Y PRODUCTIVIDAD DE EQUIPOS EN MINERÍA diferentes fórmulas propuestas en los libros del tema. Cusco – Perú (1998). 1ra edición marzo de 1990 y última edición corregida (2003). si bien es calculado con mucho cuidado lo que es el rendimiento de los equipos que emplea la empresa. UNSAAC . (1981). MANUAL DE ARRANQUE. EXCAVATION HANDBOOK. el mejor rendimiento y productividad de equipos minimiza los costos operacionales. Parte I y II. MAQUINARIA Y EQUIPO MINERO. A. Church. Gilberto. de alguna manera. C. MAQUINARIA MINERA I Y II. CARGA Y TRANSPORTE EN MINERIA A CIELO ABIERTO. quienes estudiaron la mecánica y funcionamiento de la maquinaria usada principalmente en la actividad minera. Vanhamme. Página 36 UNIDADES EXTRAVIALES DE . López Jimeno. et al. ATEMCOP. E. Barcelona (1984). Mayo (1986). C. Colegio Oficial de Ingenieros de Caminos. J. Seminario sobre Maquinaria Pesada para Obras Públicas y Minería. VII Congreso Internacional de Minería y Metalurgia. N°119 y 122 (1981). EL TRANSPORTE CON ACARREO. ATEMCOP. P. TÉCNICAS Y MÁQUINAS DE MOVIMIENTOS DE TIERRAS. García Ovejero. CONSTRUCCIÓN Y MANTENIMIENTO DE PISTAS MINERAS. R. ITGE (1986). UTILIZACIÓN DE MOTOTRAILLAS EN MOVIMIENTO DE TIERRAS. Rocas y Minerales. López Jimeno. Canales y Puertos. MANUAL PARA EL DISEÑO. MEJORA DE LA PRODUCTIVIDAD DE EQUIPO MINERO DE VOLQUETES DE 170 TONELADAS EN MEIRAMA. R.RENDIMIENTO Y PRODUCTIVIDAD DE EQUIPOS EN MINERÍA Fernel. RENDIMIENTO Y PRODUCTIVIDAD DE EQUIPOS EN MINERÍA Página 37 .
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