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Universidad de Santiago de Chile Facultad de Ingeniería Departamento de Ingeniería en Minas Laboratorio de Carguío y Transporte
Programa de Carguío “Serrucho” y Cálculo de Flota de camiones
Profesor: Dr. Fernando Machuca P. Alumno: Ismael Callasaya Hernández Sección: M6 Fecha: 6 de diciem!re del "#6
PROGRAMA D CARG!"O “SRR!C#O” $ CA%C!%O D F%O&A D CAM"O'S
Contenido Resumen Resumen Ejecutivo........................... Ejecutivo.............................................. ....................................... ........................................ ............................ ........ 3 Introducción........................................................................................................4 Objetivos.......................... Objetivos.............................................. ........................................ ........................................ ........................................... ....................... 5 Generales......................... Generales............................................. ....................................... ....................................... ......................................... .....................5 5 Específcos.......................................................................................................5 lcances ! limitaciones................... limitaciones....................................... ....................................... ................................................ ............................. 5 ntecedentes "enerales............... "enerales................................... .............................................................. .................................................. ........ # $etodolo"ía del trabajo.......................... trabajo.............................................. .................................................. ........................................ .......... % &ara el estudio de la e'pansiones e'pansiones durante los (3 periodos periodos )&(*&(3+............... )&(*&(3+.......... .....% % Calcular ,ota de camiones ! la producción producción de una mina.............................% -esarrollo -esarrollo del trabajo............................. trabajo................................................. ....................................... ......................................... ...................... Calculo de ,ota...................................... ,ota.......................................................... ........................................................ .................................... (( Resultados Resultados Obtenidos.......................................... Obtenidos.............................................................................. ............................................. ......... (4 Recomendaciones Recomendaciones ! conclusiones................... conclusiones....................................... .................................................. .............................. (/
0ndice de 1ablas 1abla 1abla (.&eriodos......... (.&eriodos............................ ....................................... ........................................ ............................................. .............................. ..... # 1abla 1abla 2.E'tracción 2.E'tracción total periodo periodo &(*&(3............................. &(*&(3............................................................. ................................ 1abla 1abla 3.E'pansiones 3.E'pansiones Cantidad Cantidad de mineral mineral por ao.................................. ao........................................... .........( ( 1abla 1abla 4 E'pansiones E'pansiones Cantidad Cantidad de 6astre 6astre por ao.............................................. ao.............................................. ( 1abla 1abla 5.Re7uisistos 5.Re7uisistos de 8iltro..... 8iltro......................... ........................................ ................................................... ................................. ..(2 (2 1abla 1abla #.-atos promedio promedioss de 8litros................. 8litros..................................... .................................. ............................ ................ ..(2 (2 1abla 1abla %.Calculo de ,ota Resultados........... Resultados............................... ........................................ ................................... ............... (%
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Resumen Ejecutivo ;e presenta un estudio sobre la producción de minerales ! lastre e@ectuadas en e'pansiones durante un periodo de (3 aos )(%*2(#+ la cual @ue elaborada mediante el mAtodo del B;errucoD tambiAn se elaboró el c?lculo de producción de una mina de 4%. tonFdía de las cuales se compone deH (5#. tonFdía de mineral ! 3(4. tonFdía de lastre para una ,ota de camiones. ;e reconoció las e'pansiones durante el periodo de (3 aos donde se identifcó la cantidad de mineral ! lastre 7ue producía la mina. ;e con@ecciono un resumen de las dos variables involucradas en el proceso tanto de mineral como lastre se trabajó con los par?metros de e'tracción total de mineral stoc ! lastre tipo de material enviado en el periodo de ( aos. Con todos estos par?metros analiJados se constru!ó el BserrucoD el cual indica la cantidad de mineral 7ue va a planta ! el mineral 7ue va a botadero de las di@erentes e'pansiones ! duración en aos. En otro ?mbito se presenta una simulación tomando en cuenta las variables de contenido ! velocidad de di@erentes situaciones en una ,ota de camiones. El estudio se basó en propiedades estadísticas donde se defnió un modelo 7ue representara el comportamiento 7ue poseen los camiones car"ados ! descar"ados los cuales se desplaJan por pendientes ne"ativas ! positivas no superando el *K4L donde se aplicó un fltro para las velocidades menores a 5 mFr ! para las ma!ores de #mFr esto represento el universo de datos trabajado. ;e determinó 7ue las variables se ajustaban a las distribuciones e'tremo m?'imo ! lo"ística. 6ue"o el nMmero de camiones totales nominales correspondieron a (4 para mineral ! 33 para lastre defniendo como 4% la ,ota total de camiones.
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Introducción El control de par?metros de producción ! transporte en minería es de suma importancia !a 7ue con una buena optimiJación es posible reducir los costos asociados ! tiempos de esperas. El proceso de Car"uío ! 1ransporte en una operación minera involucra los costos m?s elevados en conjunto con el procesamiento del mineral. El costo ma!or de la etapa de car"uío ! transporte est? asociado al "asto de ener"Atico para el @uncionamiento de los e7uipos donde tenemos ener"ías como elActrica neum?tica idr?ulica ! diAsel. Estos motivos acen 7ue la elección de una ,ota adecuada en cuanto a nMmero de camiones capacidad tipo de motor etc. ;ean un par?metro @undamental al momento de reducir costos ! optimiJar la labor. &ara saber 7uA tipo de ,ota es la adecuada se deben recurrir a pro"ramas de modelación para llevar de lo teórico a la practica la mejor elección. 6a simulación ! determinación de la ,ota se justifca en la necesidad de optimiJar los recursos ! acer m?s e@ectivo el proceso. ;e espera de acuerdo a los resultados de la simulación ! la cantidad de camiones necesarios a @uturo determinar las dimensiones del botadero en el cual los camiones realiJaran su descar"a. 8inalmente el trabajo se encuentra dividido el desarrollo ! presentación del proceso de simulación ! determinación del nMmero de camiones ! lue"o las principales conclusiones ! recomendaciones respecto a esto Mltimo.
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Objetivos Generales
Elaborar ! construir un B;errucoD con las cantidades de $ineral ! estAril de las distintas e'pansiones en el periodo de (%*2(# Calcular ,ota de camiones ! la producción de una mina de 4%. tonFdía (5#. tonFdía de mineral ! 3(4. tonFdía de lastre para la ,ota.
Específcos
RealiJar una oja de resumen materiales ori"en destino ! variables Generar serruco -eterminar las velocidades promedio a partir del arcivo datos velocidades 7ue corresponde a la salida del pro"rama $odular $inin" por el periodo de un mes. prender el si"nifcado de una simulación.
lcances ! limitaciones
;e asume 7ue los datos proporcionados son similares a los obtenidos en la industria minera. &or esto lo resultados servir?n a modo optimiJar los recursos ! acer m?s e@ectivo el proceso.
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ntecedentes "enerales En el estudio de e'pansiones en un tiempo de ( aos ! 7ue por conveniencia se dividieron en periodos de la si"uiente manera. Tabla 1.Periodos
P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 P11
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
200708
P12
200911
P13
201216
Cada uno de estos periodos cuenta con di@erentes e'pansiones las 7ue individualmente describen sus respectivos par?metros de cantidades minerales le!es lastre etc. En cuantos a estas e'pansiones estas cruJan periodos es decir la e'pansión 49E se inicia en el periodo &# ! si"ue activa en el periodo &% fnaliJando su e'plotación en este Mltimo. En base a esto periodos se realiJa el estudio de par?metros a lo lar"o de este tiempo para su evolución.
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;obre el c?lculo de ,ota los datos tanto de velocidades pendientes material
transportado o vacío entre otros par?metros 7ue poseen los camiones corresponden a los proporcionados por el pro"rama $odular $inin" por un periodo de un mes. &or estos antecedentes 7ue es posible discriminar datos de los cuales @ueron irreales con lo 7ue ocurre comMnmente en esta industria es por lo anterior 7ue la in@ormación debe ser fltrada para obtener datos relevantes para el c?lculo.
$etodolo"ía del trabajo mbos estudios @ueron realiJados con el so@tNare E'cel 2(3 para realiJar c?lculos an?lisis estadísticos ! con@eccionar "r?fcos presentados en este in@orme.
Para el estudio de la e()ansi*n durante los +, )eriodos -P+.P+,/
&ara realiJar este estudio se procedió a contabilidad la cantidad de mineral a planta ;toc ;.=.6 lastre le!es entre otros par?metros dentro de un periodo en las e'pansiones presentes. ;e contabiliJo a cada uno de los periodos. Con los datos se elaboraronH (. 1abla "eneral de e'tracción por periodo de datos relevantes de cada periodo. 2. 1abla con las le!es de cada periodo arrojando las ,uctuaciones de las le!es por ao. 3. 1R9;&OR1E &?"ina %
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8iltrados las velocidades menores a 5 mF 1R9;&OR1E &?"ina /
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•
1eniendo los datos de velocidades de esto fltros se calcula de camiones car"ados ! vacíos se procedió a calcular la producción de una mina de 4%. tonFdía (5#. tonFdía de mineral ! 3(4. tonFdía de lastre para la ,ota. $ediante los c?lculos (. Calculo de ,ota 2. Ori"en de destino 3. 6astre 4. Camiones para lastre ! mineral
-esarrollo del trabajo &ara el an?lisis de e'pansiones ! periodos se canaliJo cada uno de sus par?metros relevantes ! se con@eccionó una tabla de e'tracción total producto a cada periodo. Tabla 2.Extracción total, periodo P1P13
continuación se realiJó una tabla de la cual se especifca la e'pansión ! en los aos en la cual esta se e'plotó.
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Tabla 3.Expansiones !antidad de "ineral por a#o
-e la misma @orma se realiJó una tabla de la cual se especifca la e'pansión ! en los aos en la cual esta e'ploto ! la cantidad de lastre sacado. Tabla 4 Expansiones !antidad de $astre por a#o
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Calculo de ,ota ;e especifca los puntos donde los camiones deben pasar cuando est?n vacíos ! car"ados a continuación se muestra el dia"rama de lo sealadoH
Perifcando el tra!ecto a recorrer se proporciona las variables de interAs los cuales se basar? el estudio
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2elocidades Medias PonderadaH 6a base de datos enviada posee
toda la in@ormación de los camiones para esto @ue necesario separa los datos en 4 "randes Grupos. Tabla 5.%e&'isistos de (iltro
Parámetro
Carga
Pendiente3
6astre 1R9;&OR1E &?"ina (2
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6ue"o se procedió al c?lculo de ciertos par?metros para los cuales se emplearon velocidades menores o mu! cercanas a la media en cada tramo como dato semilla para su c?lculo. 6os par?metros calculados @ueronH •
Tiempo ciclo Lastre =T carga y descarga +
dist . horizontal lastre∗60 dist .inclinadalastre ∗6 + Veloc . Cargadohorizontal ∗1000 Veloc. Cargado pendiente ∗
Tiempo ciclo lastre =19,142 minutos.
•
Tiempo ciclo Mineral =T carga y descarga +
dist . horizontal mineral∗60 dist .inclinada mineral + Veloc .Cargadohorizontal ∗1000 Veloc . Cargado pendient
Tiempo ciclo mineral =16,079 minutos.
•
Númerode ciclos enlastre =
24∗ EO∗UE∗ D ∗60
tiempo ciclo lastre
Número de ciclo en lastred!a = 75,226 " 75
•
Númerode ciclos enMineral =
24∗ EO∗UE ∗ D ∗ 60
tiempo ciclo mineral
Número de ciclo en minerald!a = 89,557" 90
Tonela#e diario en lastre = N$ %iclos lastre & %ap. %ami'n lastre = 18054,218 t Tonela#e diario en mineral = N$ %iclos mineral & %ap. %ami'n mineral = 21493,865 t
•
Númerode camiones operativosen lastre =
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tonelade delastre / día tonela!e diariolastre
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Número de camiones operati(os en lastre = 17,39
•
Número decamiones operativosen mineral =
prod"cci#nde mineral / día tonela!e diariomineral
Número de camiones operati(os en mineral = 7,26 )inalmente se procedi' al c*lculo del número de camiones nominales, el cual est* dado por+
•
Númerode camiones =
N $ de camiones operativos actores de %iciencia
RealiJando el c?lculo se obtuvo 7ue el nMmero total de camiones necesarios en mineral resulto ser (((# camiones ! el nMmero total de camiones 7ue se necesitan para el lastre son 2#%54 camiones. •
N $ de camiones s Númerode camiones nominales = C
or lo tanto, los
camiones necesarios en mineral resulto ser (3%54 camiones ! el
nMmero total de camiones 7ue se necesitan para el lastre son 324/ camiones d?ndonos un total 4#%2 apro'imadamente 4% camiones.
Resultados Obtenidos
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E'traccíon total E'.toneladas tota le s ;.=.6.toneladas
;toc.toneladas $ineral a planta
( / # 7toneladas5días
4 2
2
4
#
/
(
(2
(4
A6os de e()lotacíon
*ra+co 1.Extracción Total
n8io a )lanta (/ (#
(.2 (.(5
(4 (2 ( 7toneladas5día
(.( (.5
/ #
%ey de co9re -3/
(.
4 .5 2 . (# (/ 2 22 24 2# 2/ A6os de e()lotacion
$ineral a planta
8ino de cobre
6e! de cobre
*ra+co 2.Tipos de "ateriales a planta
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*ra+co 3.E%%-!/
Mineral a )lanta e:e )ositi8o y material a ;otadero e:e negati8o <=7&oneladas> 25S &iem)o 3
2
(
(%
22
2%
2(2
1onelada s e'traidas Oilo toneladas G *(
*2
*3
*4 &eriodo de tiempo aosG 259
3%E
32E
O(
2/9
3E
49E
4#
349
;1*5/
;1*#%
R&*259
429
4%
4(E
4/9
49E
3/;
;1*222
3#;
R&.4%
53E
;1*(((
5(9
5
;1*333
52
549
259*ES
3%E*ES
32E*ES
O(*ES
2/9*ES
3E*ES
49E*ES
4#*ES
349*ES
;1*5/*ES
;1*#%*ES
R&.259*ES
429*ES
4%*ES
4(E*ES
4/9*ES
49E*ES
3/;*ES
;1*222*ES
3#;*ES
R&.4%*ES
53E*ES
;1*(((*ES
5(9*ES
5*ES
;1*333*ES
52*ES
549*ES
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Tabla 7.!lc'lo de ota, %es'ltados.
Calculo de flo$a 'onela(e a $rans)or$ar $onela(e las$re 'onela(e mineral %elocidad *ac+o horizon$al %elocidad *ac+a en )endien$e %elocidad car,ado horizon$al %elocidad car,ada en )endien$e -ri,en des$ino Mineral Dis$ancia horizon$al Dis$ancia inclinada 'iem)o car,a y descar,a as$re Dis$ancia horizon$al Dis$ancia inclinada 'iem)o car,a y descar,a Camión as$re Mineral n/mero de horas0d+as $iem)o de ciclo mineral 'iem)o de ciclo las$re 1umero de ciclos d+a las$re 1umero de ciclos d+a mineral 'onela(e diario las$re 'onela(e diario Mineral n/mero de camiones o)era$i*os las$re n/mero de camiones o)era$i*os Mineral Fac$ores DF 2- &2 345 34 345 Fc :3#""5 1/mero de camiones nominales as$re 1/mero de camiones nominales Mineral
'o$al3 Camiones
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%alor 470000 314000 156000 30.843 39.689 20.093 16.668 %alor %alor 800 1200 3 %alor 1500.00 2000.00 3 %alor 240 240 24 16.079006 7 19.1423411 75.225908 6 89.557771 18054.218 1 21493.865 17.392057 6 7.2578849 7
&nidades ton d!a ton d!a ton d!a -mr -mr -mr -mr &nidades &nidades m m minutos &nidades m m minutos &nidades ton ton oras minutos minutos
toneladas toneladas 26.75701166 11.16597688
32.951984 8 13.751203 1 46.703187 9
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Recomendaciones ! conclusiones •
8inalmente se conclu!e 7ue el nMmero total de camiones nominales 7ue se re7uieren para 7ue la mina @uncione de correctamente son 4% camiones de los cuales 33 camiones operar?n en lastre ! (4 camiones operar?n en mineral.
•
El nMmero de total de camiones operativos 7ue se re7uieren para 7ue la mina @uncione de correctamente son 3/ camiones de los cuales 2% camiones operar?n en lastre ! (( camiones deber?n operar en mineral.
•
;e recomienda mejorar la estructura de la base de datos !a 7ue se encuentra
mu!
incorrecta con
datos
incoerentes
tales
como
velocidades ne"ativas consumos e'tremadamente altos 7ue no son normales pendientes e'cesivamente pronunciadas etc. de esta @orma una de las cosas 7ue se podría realiJar para llevar a cabo un mejor ! m?s completo an?lisis seria arre"lar esta base de datos !a 7ue de esta manera se obtendría datos m?s representativos ! cercanos a la realidad. ;e recomienda realiJar un corte da las colas de las distribuciones entre"adas esto para eliminar a7uellos datos anormales o fcticios 7ue pueden e'istir. ;e recomienda el uso de pro"ramas de modelación mineros los cuales est?n basados en macros de tipo de camión. l momento de trabajar e interpretar el nMmero total de camiones de la ,ota se recomienda ajustar sus distribuciones de datos a al"una distribución conocida para de estar @orma tener resultados estadísticamente representados ! condicionados a las variables de los otros datos esto de acuerdo al procedimiento de obtención de este par?metro !a 7ue @ue realiJado solo a travAs de @órmulas. -I$I9* :;C<
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El poder de la simulación es enorme 7ueda demostrado al calcular la efcacia tanto de nMmeros de camiones ! capacidad de car"a para la producción 7ue re7uiere la mina en el an?lisis anterior.
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