2. Contenidos
Introducción sistemas de transporte en minería
subterránea
Camiones
Calculo de rendimientos de camiones
Calculo de flota de camiones
Costos
3. Sistemas de transporte
Transporte discontinuo
Camiones
Trenes
Skips
Transporte continuo
Transporte por medio de correas
Transporte por medio de fluidos
4. Camiones
Existen diversos tipos de camiones:
Minería subterránea
Camiones mineros
Camiones de carretera
Minería a rajo abierto
Camiones de gran capacidad
Camiones carreteros
6. Camiones carreteros
•Los camiones carreteros se utilizan para el transporte de materiales en
minería y construcción
•Se distinguen por su capacidad de transporte y se denominan en el
mercado acorde a su largo y ancho de tolva. Por ejemplo, camiones 6 x4
tienen tolvas de 6 metros de longitud y 4 metros de ancho.
•El precio de adquisición es bajo comparado con sus pares mineros.
•Son equipos operados por Diesel y no cuentan con articulación central.
•La vida util de estos equipos es baja ya que no estan hechos para operar
en las condiciones mas severas que impone la minería. Tipicamante 2-3
años de vida util real.
•Precio de adquisición entre US$ 60.000 – 140.000
8. Camiones Mineros (Dumpers)
•Los camiones mineros se utilizan para el transporte de materiales en
minería subterránea. Son equipos especialmente diseñados para labores de
transporte en minería subterránea.
•Se distinguen por su capacidad de transporte y por su bajas dimensiones.
•Son equipos Diesel o eléctricos
•Cuentan con articulación central.
•El precio de adquisición es mayor que los camiones de carretera
•Precio de adquisición entre 570-280 KUS$
•Vida útil típica es 5 años
10. Curvas de desempeño de camiones
•Las curvas de desempeño nos indican dada la condición del camino la
velocidad máxima que puede alcanzar el camión tanto en subida-
bajada-plano desde el punto de vista del equipo.
•En un camino en subida y horizontal el motor debe vencer las fuerzas
de roce originadas en los neumáticos
•En un camino en bajada el camión tiene un cierto freno que ejercer
para mantenerse a una velocidad prudente
•Para el diseño se deben considerar velocidades de seguridad máximas
para asegurar frenado en una distancia de seguridad.
•Con la velocidad en cada tramo es posible determinar la marcha del
equipo, velocidad y con ello el tiempo de viaje total del tramo y ciclo de
transporte.
•Las curvas de desempeño los entrega el fabricante del equipo
11. Diseño de Caminos
CBR: índice de resistencia
del suelo
Se divide el peso por eje por el numero de neumáticos
Ejemplo peso
40,000 lb
12. Curvas de desempeño- resistencia a la rodadura
)
006
,
0
02
,
0
(
)
( n
penetració
equipo C
P
Tons
RR
p
C
FR 6
,
0
2
(%)
FR
P
FR
P
P
FR
P
P
hor
bajada
eff
bajada
subida
eff
subida
,
,
Pendientes (%)
Resistencia a la rodadura
Cp= centímetros de penetración del neumático (depende del
terreno).
13. Resistencia a la rodadura y
adhesión
Adhesión: evita que los neumáticos resbalen en el camino
Resistencia a la rodadura: fuerza que tiene que sobrepasar el camión
14. Gráficos de desempeño camiones - subida
10%= 8%(pendiente) + 2% (resistencia a la rodadura)
1. Leer en x izquierda el peso
total
2. Dada la pendiente
equivalente encontrar la
marcha y velocidad (eje x en
la derecha)
15. Retardos
10%-2% vacio
Para evitar el gasto de
frenos los equipos vienen
equipados con un
retardador en el motor.
Las curvas de retardo/freno
nos indican las velocidades
máximas que el equipo
puede alcanzar.
18. Velocidades en retorno
Condición de operación Distancia hasta 150 m
%
Distancia sobre 150 m
%
Favorable 0,65 0,85
Media 0,6 0,8
Desfavorable 0,55 0,75
•Generalmente no hay mayor restricción cuando el equipo viene vacío
•Entonces estas velocidades se fijan para satisfacer seguridad.
•Para diseño se puede usar la siguiente tabla que indica que % de la
velocidad máxima se puede usar dada las condiciones de operación y
distancia de transporte
19. Velocidades máximas por razones de seguridad
Referencia: Walter, W., Kaufman, Ault. Design of Mine Haulage Roads- A manual
•Para cada peso de
camión se determina
la velocidad máxima
permitida en una
pendiente.
•Existe una distancia
máxima que los frenos
de servicio pueden
operar sin fallar por
sobrecalentamiento
20. Tiempos carga-descarga-maniobras
Condición Vaciado en el
fondo
Vaciado
trasero
Vaciado por el
lado
Favorable 0,3 1,0 0,7
Media 0,6 1,3 1,0
desfavorable 1,5 1,5 – 2,0 1,5
Descarga incluyendo maniobras (minutos)
Condición Vaciado en el
fondo
Vaciado trasero Vaciado por el
lado
Favorable 0,15 0,15 0,15
Media 0,5 0,3 0,5
desfavorable 1,0 0,5 1,0
Tiempo maniobras previo al carguío (minutos)
21. Calculo rendimiento flota camiones-LHD
1. Determinar tiempo carga camiones (Tc)
2. Factor de carga por numero de paladas (Fll)
3. Tiempos de transporte por camión:
1. Tiempo carga Tc
2. Tiempo viaje cargado Tvc
3. Tiempo descarga Td
4. Tiempo viaje vacio Tv
5. Tiempo maniobras Tm
Factores Operacionales
Tiempo transporte:
1. Considerar viaje : velocidades máximas y permisibles del equipo, y distancias
de aceleración-desaceleración.
22. Ejemplo ciclo transporte camiones carretera
carga planta
portal
portal
Interior mina 2,4 km
Velocidad inicial= 0-9 = 4,5 km/hr (150 m)
Regimen = 9 km/hr (resto)
Tiempo tramo = 17,2 min
Superficie = 1,12 km (grava compactada)
Velocidad inicial 9 (km/hora)
Vel. Max. = 18 km/hr
Tramo 0-150 = 12 km/hr
150-final=18 km/hr
Total tiempo tramo = 4,4 min
Tiempo total ciclo = 47,5 min/ciclo
Td= 2 min
Tiempo maniobras =
1min
Tc= 13,1 min
Tiempo maniobras =1
min
Superficie = 1,12 km (grava compactada)
Velocidad inicial 0 (km/hora)
Vel. Max. = 20 km/hr
Tramo 0-150 = 10 km/hr
150-final=20 km/hr
Total tiempo tramo = 3,8 min
Interior mina 2,4 km
Regimen = 20 km/hr
Tiempo tramo = 8,8 min
Rampa sube 12%
Camino sube 12%
Baja 12% por camino
Baja 12% por rampa
23. Rendimiento camiones y equipos LHD-cargadores
frontales
DF
FO
R
R
T
T
R
T
T
T
T
T
T
F
Cc
T
C
C
NP
F
C
Cc
entero
NP
F
C
C
eff
ciclo
eff
m
c
v
d
vc
ll
ciclo
C
LHD
ll
LHD
ll
b
LHD
)
1
(
Capacidad LHD
Numero paladas
Factor llenado
Tonelaje x ciclo
Tiempo viaje
Rendimiento efectivo
Rendimiento sistema
transporte
24. Calculo de costos transporte camiones
Costo Operación Equipo de Carguío US$/hr
Combustible
Lubricantes
Neumaticos
Subtotal Costo Operación
Mantencion/ Reparación
Valor Equipo CIF
Vida util
Valor Inversion
Intereses
Costos de Adquisicion
Resumen
Subtotal Costo operación
Costo Mantención
Total Costo Operación Equipo
Rendimiento Equipo Transporte
Total Costo Operación Equipo
Operadores
Costo Por Operador
Producción
Mano de Obra
Los costos de transporte se
calculan en US$/hr.
El costo en US$/ton puede
subir a medida que aumenta
la distancia y disminuye el
rendimiento del sistema.
Entonces el costo en US$/ton
no es fijo y puede cambiar
para un diseño por año a
medida que se profundiza la
operación.
26. Contenidos
Rol de las carpetas de rodado
Tipos de carpeta
Comparación de tipos de carpetas
Mantención de carpetas
27. Carpetas de rodado
Las carpetas de rodado son fundamentales en la
operación de equipos en minería subterránea y rajo
abierto
Deterioro de neumáticos
Confort del operador
Choques de los equipos con las murallas
Seguridad en el traslado de equipos (hoyos en el piso)
Todas ellas afectan el rendimiento y costos de operación de
equipos de carguío
28. Tipos de carpetas en minería
Subterránea:
Concreto (Northparkes)
Concreto y rieles (Cassiar Mine)
Ladrillos (Gaths, King y Shabanie)
Grava
Superficie:
Concreto asfaltado
Grava compactada y roca triturada
Suelo estabilizado
29. Subterránea- Concreto
Se ha usado concreto
reforzado (80- 50 MPa) sin
rieles
Tiempo de curado: 28 días
Han existido problemas de
deformación de carpetas por:
Infiltración de agua
Pozas de agua
Practicas de reducir el
sobretamaño golpeándolo
sobre la carpeta
30. Subterránea- Concreto & rieles
•Los rieles se apernan al piso
•Se rellenan con concreto de no mas de
35 MPa
•El grosor no mayor a 500 mm
•Se ha encontrado que el LHD funciona
bien y esta estructura ha probado durar
hasta 9 años.
•Costo (US$ 125/m2)
•Tiempo de construcción
•Reparación requiere taladrar el piso
•Tipo de carpeta fuera de uso
31. Subterránea- Concreto y rieles
Soluciones actuales
son:
•Usar grava
compactada y una capa
de cemento (35MPa).
•Rieles en los puntos
de extracción
32. Subterránea-Carpetas en pisos de menor
resistencia
1. Se usan neumáticos unidos
por medio de cadenas
2. Se rellenan con grava
3. Fáciles de acomodar
(remover neumáticos) si se
producen estallidos de roca
en el piso (daño).
4. Este sistema se usa en
pisos de baja resistencia
(minas de carbón)
33. Subterránea- Ladrillos
King Mine, Zimbabwe
•Los ladrillos tiene un grosor de 100 mm
Ventajas
•Los ladrillos se preparan en la superficie
•Son fáciles de instalar
•Se ocupan inmediatamente sin esperar
curado
•Buena tracción para LHDs
•Re-usables
Desventajas
•Requiere mucha mano de obra para
transportar e instalar
34. Tipo Carpeta Ventajas Desventajas
Concreto • Un buen finalizado de la superficie
• Puede ser reforzado con mallas y protegido de LHDs por
medio de rieles
• Requiere de un mínimo de 7 días de curado , periodo en el cual
no pueden operar equipos.
• Reparación requiere de cambio del concreto y por lo tanto
requiere de tiempo de curado
• El piso debe ser excavado hasta roca sólida o el material
compactado previo a la instalación.
LHD Ladrillos •Listo para instalar, no se requiere excavar hasta la roca
•Fácil de reparar en caso de daño
•El concreto garantiza tener la suficiente resistencia para
soportar el desgaste por el traslado de LHDs
•Gran cantidad de mano de obra para instalar los ladrillos
•El costo es alto.
•No se puede usar en puntos de extracción sin concreto o
plancha de acero.
Ladrillos tipo Gu otros tipos. Similar a los ladrillos comunes pero mas fácil de hacer y mas
baratos
Igual que el caso anterior pero requiere aun mas mano de obra.
Concreto reforzado con rieles •Similar al caso de la carpeta de concreto
•Los rieles tienen que ser instalados antes y esto aumenta los
costos.
•Los rieles mejora la resistencia al desgaste
•Se recomienda para zonas de carguío (puntos de extracción)
sino se producen hoyos en el piso
Si ocurren deformaciones se debe prevenir la operación de los
equipos sino puede ocurrir daño a los neumáticos
Concreto compactado Si la logística lo permite esta puede ser un buen material para
carpetas y para reparar carpetas de concreto
En minería subterránea ha probado ser difícil de instalar y lograr
la resistencia requerida
Plancha de acero en la zona de
carguío
Posible buena resistencia al proceso de carguío de LHDs No ha sido probado
Grava Facil de instalar, bajo costo de instalación Resistencia a la rodadura es alta
Altos costos de mantención
Altos costos de operación
Material tiene que ser apropiado
Comparación carpetas- subterránea
35. Carpetas en superficie – concreto asfaltico
Compuesto por: asfalto + ripios
Buena adhesión
Reduce los problemas de polvo
Superficie es suave- mejora velocidad
4 pulgadas como mínimo por peso de equipos
Se usa una sub-base y base (roca chancada)
Tiene un alto costo (4” = US$ 46 a 57 / m2)
36. Carpetas en superficie – grava compactada y roca
chancada
Cuando se mantiene
adecuadamente se obtienen
un alto coeficiente de
adhesion con baja
resistencia a la rodadura
Bajo costo
Construcción rapida
Alternativa cuando la ruta
tendrá un uso limitado
Sub-base, base y superficie
se pueden contruir de
material chancada
Distribución grava en superficie
37. Superficie de gravilla: 6
pulgadas
Se requiere mantener las
vías
Los costos dependeran de
la disponibilidad de
material: canteras-
tronadura de frentes, etc.
Carpetas en superficie – grava compactada y roca
chancada
38. Suelo estabilizado
Son suelos que se estabilizan por medio
de aditivos que aumentan la estabilidad
mecánica del mismo:
Cloruro de calcio
Lignosulfatos
Limo hidratado
39. Ancho de caminos en minería a rajo abierto
Ancho = ancho equipo + ½ ancho equipo
41. Mantención de carpetas
La mantención de carpetas es esencial debido a que:
1. Mejora en la seguridad
2. Los costos de LHD se reducen (tanto como 50%) y las
productividades aumentan debido a :-
Reducción del desgaste de neumáticos,
Reducción en el desgaste de la articulación central del LHD,
Aumento en el tiempo de viaje de equipos,
Reducción en el numero de impacto laterales de las maquinas lo que
afecta tanto a la maquina como a los pilares en las galerías.
3. Mejor ambiente de trabajo y por lo tanto en las eficiencias del
sistema.
42. Referencias
Kaufman, W. Ault, J. Design of Mine Haulage
Roads- A Manual. Information circular 8758. Bureau
of Mines USA.
Laubscher, 2000. Block Caving Manual: Design
Topic, Roadways. Preparado para el International
Caving Study I, JKMRC, Universidad de
Queensland.
