servicios auxiliares mineros

5/14/2018 SERVICIOS AUXILIARES MINEROS - slidepdf.com

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Servicios Auxiliares Miner

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CAPITULO IPRODUCTIVIDAD

1. INTRODUCCIÓNSabemos que hoy día no es competitivo quien no cumple con (calidad, Producción, Bajos Costos, Tiempos Estándares, EficienciInnovación, Nuevos métodos de trabajo, Tecnología.) y muchos otros conceptos que hacen que cada día la productividad sea un p ude cuidado en los planes a largo y pequeño plazo. Que tan productiva o no sea una empresa podría demostrar el tiempo de vida,dicha corporación, además de la cantidad de producto fabricado con total de recursos utilizados.La naturaleza humana se resiste a cambios y, generalmente, la introducción de nuevos métodos es recibida con la frase siguient

"Hemos trabajado toda la vida de esta forma y estamos haciendo plata, entonces ¿para qué cambiar?". El estudio "Human FactorEngineering: An aid to increasing safety and productivity in underground mines" (Schwalm, 1981) se cuestiona: "¿Cuáles son loefectos mutuos de las características de las personas, de los equipos y del medio ambiente, y cuáles son las consecuencias de esefectos en el sistema de operación?", y concluye que el éxito de un proceso de implementación (orientado a dar solucionesproblemas en mina) depende del grado de conciencia que los mineros y operadores tengan de sus ventajas. Si los mineros operadores no las conocen, es necesario que la gerencia utilice los mecanismos adecuados de comunicación para que los trabajadoretengan una clara percepción de ellas.Si bien es cierto, en los últimos años, constantemente se hace referencia al concepto de productividad, en algunos casos est e concees confundido con otros como el de intensidad del trabajo (que significa un incremento del trabajo, es decir, un exceso de es fuerzo trabajador), eficiencia (que significa producir bienes y servicios de alta calidad en el menor tiempo posible ), eficacia (es el grado que se logran los objetivos) y producción (que se refiere a la actividad de producir bienes y servicios). Además de estas con fusionProkopenko señala que se dan otros errores como los siguientes: Reducir el concepto de productividad al de productividad del trabajo. Creer que se puede medir el rendimiento solamente por el producto.

Confundir la productividad con la rentabilidad. Creer que las reducciones de los costos siempre mejoran la productividad. Considerar que la productividad sólo se puede aplicar a la producción. Reducir los problemas de la productividad a problemas técnicos o gerenciales.No es raro que, cuando se trata de mejorar la productividad y la rentabilidad, la primera opción para una empresa es la adqui siciónnueva tecnología, bien puede tratarse de equipos más modernos o de introducir un método, proceso o equipo completamente nuevEn la mayoría de casos, la nueva tecnología ha sido pensada para mejorar el proceso productivo, no para cambiar las cara cterístidel producto, a menudo esta mejora se traduce en la eliminación del operador. Sin embargo, ésta no es la única posibilidad de mejoel desempeño.

2. MINERO SUPERFICIAL Y SUBTERRÁNEO

Una mina a rajo abierto es una excavación superficial, cuyo objetivo es la extracción de mineral. Para alcanzar este minerausualmente es necesario excavar grandes cantidades de roca estéril. El caso de las minas a cielo abierto es bastante ilustrat ivo. Lgrandes avances logrados para la explotación de depósitos diseminados de baja ley en los 60 fueron el resultado de la superpo siciónlos enfoques basados sobre consideraciones económicas y matemáticas a la mecánica de rocas y la geología. Es evidente que no ba




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contar solamente con el concurso de una disciplina, éste es precisamente uno de los requisitos para dar valor agregado a los producde origen minero. La mina subterránea se da en un medio ambiente que muy pocos de nosotros podremos ver alg una vez. Está enprofundidad, bajo la superficie, en cavidades abiertas con grandes costos que requieren habilidades avanzadas de ingeniería preforzarlas y mantenerlas en condiciones seguras. La diversidad de tipos de roca con que trabajan los miner os subterráneos es infiniy requiere planeamientos únicos no solo entre distintas minas, sino al interior de cada una de ellas.También las complejas redes de aire comprimido, ventilación, energía y agua. Los mineros son mantenidos con aire frescproporcionado desde la superficie por ventiladores inmensos que envían el aire hacia abajo a través de ductos para que llegue n a frentes de producción. El aire usado y los gases se expelen a través de otras labores anexas.

3. PRODUCTIVIDADPara Sumanth la primera vez que se hizo referencia a este concepto fue en 1766 en la obra de Quesnay1, economista francés, pi ondel pensamiento económico, quien afirmó que “la regla de conducta fundamental es conseguir la mayor satisfacción con el mengasto o fatiga”. Este planteamiento está directamente relacionado con el utilitarismo y en él está presente los antecedentes que apunta la productividad y competitividad.A. Smith en su obra La riqueza de las Naciones señaló que "El producto anual de la tierra y del trabajo de la nación sólo pueaumentarse por dos procedimientos: o con un adelanto en las facultades productivas del trabajo útil que dentro de ellas se mantienepor algún aumento en la cantidad de ese trabajo. El adelanto de las facultades productivas depende, ante todo, de los progres os de habilidades del operario, y en segundo término de los progresos de la maquinaria con q ue se trabaja"Productividad puede definirse como la relación entre la cantidad de bienes y servicios producidos y la cantidad de recursos u tilizadEn la fabricación la productividad sirve para evaluar el rendimiento de los talleres, las máquinas, los equipos de trabajo y empleadosR. Solow utiliza el concepto "cambio técnico" para referirse a: “...cualquier clase de desplazamiento de la función de produc ción. Apues, los retardos, las aceleraciones, las mejoras en la educación de la fuerza de tr abajo, y toda clase de cosas, aparecerán com

"cambio técnico"“La productividad en las máquinas y equipos está dada como parte de sus características técnicas. No así con el recurso humano o ltrabajadores. Además de la relación de cantidad producida p or recursos utilizados, en la productividad entran a juego otros aspectmuy importantes como la eficiencia, que es la velocidad a la cual los bienes y servicios se producen especialmente por unidad de labo trabajo.Finalmente, otras empresas miden su productividad en función del valor comercial de los productos.Productividad: Ventas netas de la empresa / Salarios pagadosTodas estas medidas son cuantitativas y no se considera en ellas el aspecto cualitativo de la producción (un producto debería ser bhecho la primera vez y responder a las necesidades de la clientela ). Todo costo adicional (reinicios, refabricación, reemplareparación después de la venta) debería ser incluido en la medida de la productividad. Un producto también puede tener cons ecuencbenéficas o negativas en los demás productos de la empresa. En efecto di un producto satisface al cliente, éste se verá incli nadcomprar otros productos de la misma marca; si el cliente ha quedado insatisfecho con un producto se verá inclinado a no volvecomprar otros productos de la misma marca.Elementos importantes a considerar para aumentar la productividad de la empresa son el capital humano como la inversión reali za

por la organización para capacitar y formar a sus miembros y el ins tructor de la población trabajadora que son los conocimientoshabilidades que guardan relación directa con los resultados del trabajo.Sar Levitan y D. Werneke10 -retomando a diferentes autores identifican como factores que afectan la productividad a la tecnologíaeducación y la calificación de la fuerza de trabajo, los cambios en la utilización de la planta y el equipo, y la organizació n. productividad es, sobre todo, una actitud de la mente. Ella busca mejorar continuamente todo lo que existe. E stá basada enconvicción de que uno puede hacer las cosas mejor hoy que ayer y mejor mañana que hoy. Además, ella requiere esfuerzos sin fpara adaptar actividad económica a condiciones cambiantes aplicando nuevas teorías y métodos. Es Una Creencia Fi rme En Progreso Humano

4. VISION EN CONJUNTO DEL TRABAJO DEL EQUIPO MINERO EN EXPOTACIONES TANTSUBTERRÁNEAS COMO SUPERFICIALESLos costos de transporte resultan ser un componente importantísimo entre los costos de extracción totales de una mina a rajo abierPor lo general, tanto el mineral como el estéril son cargados e camiones después de la tronadura y son dispuestos fuera de l pit.mineral va a la chancadora y el material estéril es localizado directamente en los botaderos. Asimismo, cuando existe lixivia ción

pilas, el mineral se deja normalmente en la chancadora. Posterior a esto, se utilizan las correas transportadoras para transportar materiales por las diversas instalaciones procesadoras.Generalmente, las correas transportadoras no se pueden utilizar antes del proceso de chancado. Algunas minas emplean chancadomóviles ubicadas en el pit para chancar el mineral y, en algunos casos, material estéril, y de esta forma, las correas transportadoras spueden utilizar transportar material fuera del pit. Existe una amplia variedad de alternativas, incluyendo las correas transportadorubicadas en túneles dentro de las paredes de pits, correas transportadoras de ángulo alto, las que viajan hacia arriba de las paredes dpit, etc. Otras opciones incluyen un sistema de paso de mineral ubicado en el interior o adyacente al pit para trasladar el m ineral haun sitio de carga subterráneo y/o planta de chancado. La planta, desde el punto de vista del transporte de materiales, debería ubicarscerca del pit. Para la mayor parte de los minerales, incluyendo el oro, cobre y plata, el contenido mineralógico es un pequeñporcentaje del tonelaje total del material procesado en la planta. Luego se procesa la porción de material estéril (relaves). P orgeneral, este material se torna muy fino durante la etapa de procesamiento en la forma de fango con un contenido más alto de agEste material normalmente debe ser dispuesto en represas. En el tipo de topografía resistente, como es el caso de Los Andes, esrepresas de relaves pueden requerir una altura de varios cientos de metros y pueden superar los 100 millones de dólares . En este ca




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puede resultar más barato trasladar los relaves (algunas veces 100 km. o más). Por tuberías hacia terrenos menos resistentes en donla represa de relaves resulte menos costosa.

5. MEJORAS DE PRODUCTIVIDADHoy en día obtener información ya no es ningún problema. El reto reside en examinarla con atención, extraer los datos más valiososutilizar las conclusiones para crear estrategias eficaces, los siguientes trabajos técnicos son muestras de ello.

Implementación de GPS en Equipos de la M ina Cuajone.

Edgardo Orderique Luperdi

Southern Peru Copper Corporation

24 Convención Minera

La utilización del GPS (global positioning system o sistema de posicionamiento global) inicialmente se estableció para volque tepalas, de tal forma que este equipo pueda ser monitoreado y supervisado desde una caseta de despacho. Los beneficios de este sistepermiten ubicar, distribuir y reportar el equipo, lo que genera un incremento en la productividad y reducción de costos. Adem ás,eliminan todos los reportes manuales que anteriormente efectuaban los operadores de volquetes y palas.

Gestión de neumáticos para volquetes De gran tonelaje

Javier Leonardo Salazar Muñoz – Superintendente de Operaciones

Mina – Cuajone Southern Perú Copper Corporation


En las operaciones mineras a Tajo Abierto, se utilizan volquetes de gran tonelaje, por lo cual debe ser permanente la optimiz aciónlos procesos, para mantener así la competitividad, especialmente en estos tiempos de precios de metales deprimidos. Los vo lque

para operar requieren de neumáticos acordes con su tamaño: a mayor tamaño del volquete, mayor tamaño de llantas y, lógicamentmayor precio de llantas. Sin embargo, a mayor tamaño de llanta, la vida de los neumáticos se reduce. Los costos de los neumáticdentro de la estructura de costos de los volquetes en Cuajone representan el 30%; a su vez el costo de acarreo de material pvolquetes representa aproximadamente el 40% del total del costo directo de minado. Los principales rubros de costos di rectosminado están conformados por perforación y voladura, carguío, acarreo, caminos y botaderos, y costos generales. Entoncefácilmente el costo de los neumáticos puede estar al nivel de los costos de perforación y voladura, carguío, caminos y botad erocostos generales.

Aplicación del sistema sap en minería subterránea

Efrén Peña Pino – Superintendente de Mina

MINSUR S.A. – Unidad San Rafael


El sistema SAP ha desarrollado diferentes módulos operativos de aplicación espe cífica para cualquier tipo de negocio sin importar

magnitud. En Minsur, para el cumplimiento de nuestros objetivos se han implantado los módulos necesarios que actualmente está nfuncionamiento, y quedan por implementar otros adicionales como el de Re cursos Humanos y Proyectos.

Nueva estrategia para el servicio de equipos mineros: tercerización

Servicio de Campo

Sandvik del Perú S.A.

Cuarto congreso Nacional de Minería

El éxito en la presentación a una licitación o concurso de precios para un Contrato de Servicio (CS) se inicia con una propue sta solo competitiva en el precio sino adecuadamente elaborada, mostrando a la Empresa Minera las ventajas y recursos que justif icatarifa. La información presentada debe permitir que la empresa seleccione por la mejor opción y no por la más barata que en e l tiemes la más cara, a demanda creciente de un servicio calificado y económicamente rentable, que permita a las Empresas Mineras yConstrucción concentrar sus esfuerzos en su actividad principal para lograr mayor productividad y avance permitiendo un incre mede los Contratos de Servicio (CS) Así podemos mostrar que los Contratos de Servicio (CS) son una muy buena alte rnativa en el secIndustrial, para la empresa que cuentan con equipos de tecnología de punta por que demandan personal calificado, actualizadometodología moderna de gestión de mantenimiento, con estándares y cartillas actualizadas, además de contar c on los instrumenpara efectuar el Mantenimiento Predictivo así como para las operaciones con equipo convencional.

CAPITULO IIENERGIA

1. MOTORES DIESEL Y CLASIFICACIONEl motor diesel es una máquina productora de fuerza al quemar un combustible en un volumen de aire, el cual se ha comprimidpreviamente a una presión elevada mediante el movimiento de un émbolo. Por ser una máquina que produce una fuerza se denominmotor, y como en su interior tiene lugar una combustión, son conocidos como motores de combustión interna. La máquinas de vapoal emplear un vapor que es producido en calderas exteriores al motor, serán por lo tanto motores de combustión externa.




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Acciones esenciales en el interior de un motor Diesel Primera: debe ser previamente inyectado aire en el interior del cilindro, ya que ningún combustible se quemaría sin un comburente.Segundo: Una vez en el interior del cilindro, el aire debe ser reducido de vol umen mediante compresión y a una presión elevadExisten dos razones para la compresión del aire; una es que esta compresión antes de que entre el combustible produce mayor p otenque si no fuese comprimido.La otra razón es que cuando el aire o un gas cualquiera es comprimido se eleva su temperatura, o sea, a mayor presión maytemperatura. En un motor diesel el aire es comprimido hasta alcanzar la temperatura del hierro al rojo, tan alta que produceencendido automático del combustible que a conti nuación penetra pulverizado en el interior del cilindro.Tercero: El combustible debe ser alimentado al cilindro en forma de un chorrito pulverizado e inyectado después que el aire ha sidcomprimido y por tanto calentado a elevada temperatura. Entrará el combustible pulverizado para que se forme una nube de gotique se extenderá en el seno del aire, necesaria para una rápida y completa combustión.

Cuarto: La combustión sucede inmediatamente después de ser inyectado el combustible dentro del cilindro, generando una grcantidad de calor. Y la mezcla gaseosa encontrándose a elevada temperatura se dilatará o expansionara, dando como resultado impulsión del émbolo, y la fuerza producida se transmitirá al árbol cigueñal por intermedio de la biela y mani vela. El árbol girproduciéndose un potencial para cuya aplicación se ha puesto en marcha el motor.Quinto y último: Cuando el émbolo ha terminado su carrera impulsada y los gases en cilindro han perdido su presión, es necesarlibrarse de los gases mediante una acción de expulsión o escape.Diferencias entre los motores diesel y los motores de explosiónAntes de estudiar las diferencias consideraremos las semejanzas. Ambos tipos de motores (diesel y de explosión) utilizacombustibles líquidos. En ciertos casos especiales pueden también emplear el mismo combustible, ya que motores de explosión hasido diseñados para usar queroseno o gasoil como los motores diesel. La gasolina usada casi generalmente en los motores dexplosión, así como el queroseno, gasoil y fueloil se extraen del petróleo natural y se distinguen principalmente por su diferenvolatilidad. Ambos tipos de motores son de combustión interna, esto es, queman el combustible en el interior de sus cilindros .Diferencias: Primera: El motor diesel carece de sistema auxiliar de encendido, como asimismo de bujías para producir la chispa encendedora

sistema que es alimentado por electricidad a alta tensión, mediante un delco, y una batería de acumuladores, o bien el sistem a magneto. Nada de esto precisa en un motor diesel, porque el combustible se inflama simplemente al ponerse en contacto con el aimuy caliente que ha sido intensamente comprimido en el cilindro.Segunda: El motor diesel empieza por alimentar en su cilindro solamente a ire, que es comprimido antes de penetrar el combustibdentro del cilindro, mientras que en el motor de explosión se realiza una mezcla de gasolina y aire en el exterior del cilind ro, encarburador, antes de introducirse en el cilindro por la válvula d e admisión en el tiempo de aspiración.Tercera: Los motores diesel aplican una mayor compresión que los motores de explosión.Cuarta: Los motores diesel emplean combustibles líquidos menos volátiles que la gasolina, y estos combustibles, más pesadogeneralmente, son más baratos que la gasolina.Quinta: Los motores diesel utilizan bombas inyectoras para el combustible y pulverizador, para que su introducción se realice eforma de pequeñas partículas. En los de explosión la mezcla combustible -aire se efectúa en el carburador.Sexta: Los motores diesel, debido a tener que trabajar a mayores presiones, son más pesados que los de explosión del mismo tamañpor lo que sus elementos tiene que ser más robustos, de mayores dimensiones y por la tanto más pesados.Algunas aplicaciones de los motores diesel:

Camiones, Autobuses, tractores, excavadoras, plantas de construcción de maquinaria y equipos mineros: Los motores diesel tientodas estas aplicaciones. La razón principal es el ahorro de combustible, ya que estos motores gastan menos combustible y a u n premás económico que los combustibles utilizados en los motores de explosión.Motor de cuatro tiemposAdmisión: El pistón se desplaza desde el PMS hasta el PMI mientras que la mezcla aire combustible entra a la cámara de combustióngracias a la apertura de la o las válvulas de admisión.Compresión: Al finalizar la admisión el pistón empieza su recorrido hacia arriba, la válvula de admisión que se encontraba abierta cierra y debido a que la mezcla no tiene ninguna opción de escape, es comprimida.Combustión (expansión): Es también mal llamado explosión, este nombre no se debe dar porque no existe tal, lo que sucede es unignición progresiva de la mezcla debido a la chispa que se genera por la bujía en los motores a gasolina; gracias a esta comb ustióngases generados se expanden y empujan de nuevo el pistón hacia el PMI. En los motores Diesel la combustión no se genera por c hisi no por el alto grado de compresión al que se llega, lo que se traduce en alto grado de temperatura. Este empuje hacia abajo es el qhace girar el cigüeñal




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Escape: Nuevamente el pistón vuelve a su recorrido hacia arriba, empujando los residuos de la combustión que gracias a la aperturde la o las válvulas de escape salen del motor; aquí se inicia el ciclo nuevamente a briendo la válvula de admisión.Motor de dos tiemposEste es un tipo de motor totalmente diferente al de cuatro tiempos, tanto en funcionamiento como en apariencia física. Dentro de diferencias se encuentran que no posee eje de levas, engranajes de d istribución, válvulas, etc. El cárter es de pequeñas dimensionesse encuentra cerrado herméticamente debido a que se usa para la admisión y precompresión de la mezcla.La descripción del motor es la siguiente: A un lado del cilindro se encuentra una lum brera o conducto de carga, por el cual la mezpasa del cárter al cilindro. Existen otros dos conductos, generalmente opuestos en posición al de carga por donde se hace la admisprocedente del carburador y el escape hacia la atmósfera. El funcionamien to es el siguiente:1. El cárter aspira una nueva mezcla y al subir el pistón se comprime la mezcla.2. En el cárter continúa la aspiración mientras que en la parte superior del cilindro se presenta la chispa de la bujía y el pis

comienza su descenso.3. En el cárter se precomprime la mezcla y el pistón deja escapar los gases por el conducto de escape.4. Por el conducto de carga entra la nueva mezcla que empuja los gases quemados hacia fuera.En este tipo de motores el pistón tiene una forma especial, como se muestra en la figura, que permite dar dirección a los flujos, pmedio del deflector, en el momento que está entrando la mezcla nueva y salen los gases ya quemados.

2. CENTRALES HIDROELÉCTRICAS, CÁLCULO DE POTENCIAEl promedio de consumo de electricidad en el Perú es solamente de 108 kilovatios/hora per cápita al mes, lo que refleja el li mitadesarrollo, pero también el gran potencial que tiene el país. En mi opinión, la mayoría de los peruanos considera que la ene rgía esingrediente fundamental en la lucha por un desarrollo sostenible El Perú tiene un 75% de electrificación, lo que significa qu e un 25de peruanos no dispone de servicio eléctrico.Esta gente se alumbra con velas, que resulta cinco veces más car o que emplear energía eléctrica. La falta de energía es limitante pael desarrollo del país y obviamente para el desarrollo de proyectos mineros; porque al no llegar las redes eléctricas a la ma yoría de lugares, algunos proyectos se ven obligados a r ealizar sus propios proyectos energéticos.El sector minero es el principal cliente del Sector Eléctrico, Sin embargo, además de ser un gran cliente, la autogeneración de enerpor el sector minero es también muy importante. Hay cuatro empresas mineras y una empresa de cementos que son los máximproductores de energía hidráulica del país.




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PRODUCCIÓN DE ENERGÍA HIDROELÉCTRICA PARA USOS PROPIOSEmpresa 1999 2000

Cemento Andino 81,23 77,94Buenaventura 60,99 63,37

Atacocha 49,10 46,10Morococha 39,41 36,41

Arcata 31,41 16,22Otros 167,85 188,69

3. CENTRALES TERMOELECTRICASRespecto de la producción térmica, la petrolera Pluspetrol es el mayor productor de energía termoeléctrica para usos propios. Tambexisten algunas empresas mineras muy activas en este campo. Sin embargo, se puede apreciar que es una actividad declinante, debia que se han implementado nuevas líneas y los mineros tienen mayor acceso al mercado eléctrico.

PRODUCCIÓN DE ENERGÍA TERMOELÉCTRICA PARA USOS PROPIOSEmpresa 1999 2000Plus etrol 413,75 418,54

Casa rande 60,56 54,70Retamasa 25,26 25,91

Yanacocha 18,67 8,32Otros 735,17 658,60

4. EL PROYECTO CAMISEA Y EL GAS NATURALEl proyecto de Camisea es un campo de gas que tiene una planta criogénica en el propio campo; dos tubos, uno que lleva el gas , oque lleva los condensados, que se fraccionan en la costa. Dispone de una planta de exportación y una red de distribución par a llegaLima con un City Gate. El futuro está en el gas natural, en primer lugar por los precios. En el caso de la automoción en Lima , pejemplo, si se pudiera utilizar gas natural en vez de gasolina, gases licuados de petróleo o diesel, habría grande s diferencias en precios. Las gasolinas serían US$ 20 por millón de BTU; los gases licuados del petróleo, US$ 16; el diesel, US$ 14, y el gas naturUS$ 7. Los nuevos proyectos que hoy en día están en el candelero aparecen en el siguiente cuadro.

El Platanal (Hidro – 120 MW)Santa Rita (Hidro – 250 MW)

Olmos I y II (Hidro – 300 MW)Alto Piura (Hidro – 160 MW)Marañón (Hidro – 96 MW)Camisea 2004

CAPITULO IIIAIRE COMPRIMIDO

1. TECNOLOGÍA DEL AIRECOMPRIMIDOEl aire comprimido es una de las formas de energía más antiguas que conoce el hombre y aprovecha para reforzar sus recursos f ísicEl descubrimiento consciente del aire como medio - materia terrestre - se remonta a muchos siglos, lo mismo que un trabajo mámenos consciente con dicho medio. El primero del que sabemos con seguridad es que se ocupó de la neumática, es decir, de utilización del aire comprimido como elemento de trabajo, fue el griego KTESIBIOS. Hace más de dos mil años, construyó uncatapulta de aire comprimido. Uno de los primeros libros acerca del empleo del aire comprimido como energía procede del siglo Inuestra era, y describe mecanismos accionados por medio de aire caliente.Aunque los rasgos básicos de la neumática se cuentan entre los más antiguos conocimientos de la humanidad, no fue sino hastasiglo pasado cuando empezaron a investigarse sistemáticamente su comportamiento y sus reglas. Sólo desde aprox. 1950 podemhablar de una verdadera aplicación industrial de la neum ática en los procesos de fabricación.Es cierto que con anterioridad ya existían algunas aplicaciones y ramos de explotación como por ejemplo en la minería, en la industde la construcción y en los ferrocarriles (frenos de aire comprimido).La irrupción verdadera y generalizada de la neumática en la industria no se inició, sin embargo, hasta que llegó a hacerse macuciante la exigencia de una automatización y racionalización en los procesos de trabajo. A pesar de que esta técnica fue re chazaen un inicio, debido en la mayoría de los casos a falta de conocimiento y de formación, fueron ampliándose los diversos sectores aplicación. En la actualidad, ya no se concibe una moderna explotación industrial sin el aire comprimido. Este es el motivo d e quelos ramos industriales más variados se utilicen aparatos neumáticos.

2. COMPRESORESPara producir aire comprimido se utilizan compresores que elevan la presión del aire al valor de trabajo deseado. Los mecanis momandos neumáticos se alimentan desde una estación central. Entonces no es necesario calcular ni proyectar la transformación d e




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energía para cada uno de los consumidores. El aire comprimido viene de la estación compresora y llega a las instalaciones a t ravéstuberías. Los compresores móviles se utilizan en el ramo de la construcción o en máquinas que se desplazan frecuentem ente.En el momento de la planificación es necesario prever un tamaño superior de la red, con el fin de poder alimentar aparatos ne umáticnuevos que se adquieran en el futuro.Por ello, es necesario sobredimensionar la instalación, al objeto de que el compresor no resulte más tarde insuficiente, puesto que toampliación ulterior en el equipo generador supone gastos muy considerables. Es muy importante que el aire sea puro. Si es pur ogenerador de aire comprimido tendrá una larga duración. También d ebería tenerse en cuenta la aplicación correcta de los diverstipos de compresores.Tipos de compresoresSegún las exigencias referentes a la presión de trabajo y al caudal de suministro, se pueden emplear diversos tipos de constr ucción.Se distinguen dos tipos básicos de compresores:El primero trabaja según el principio de desplazamiento. La compresión se obtiene por la admisión del aire en un recinto herm étidonde se reduce luego el volumen. Se utiliza en el compresor de émbolo (oscilante o rota tivo).El otro trabaja según el principio de la dinámica de los fluidos. El aire es aspirado por un lado y comprimido como consecuen cia deaceleración de la masa (turbina).

Compresores de émboloCompresor de émbolo oscilante. Este es el tipo de compresor más difundido actualmente. Es apropiado para comprimir a baja, meo alta presión. Su campo de trabajo se extiende desde unos 1 .100 kPa (1 bar) a varios miles de kPa (bar).

Compresor de émbolo oscilante

Los compresores de émbolo oscilante pueden refrigerarse por aire o por agua, y según las prescripciones de trabajo las etapas queprecisan son:Compresor de membranaEste tipo forma parte del grupo de compresores de émbolo. Una membrana separa el émbolo de la cámara de trabajo; el aire no enen contacto con las piezas móviles. Por tanto, en todo caso, el aire comprimido estará exento de aceite Estos, compresores se emplecon preferencia en las industrias alimenticias farmacéuticas y químicas.Compresor de émbolo rotativoConsiste en un émbolo que está animado de un movimiento rotatorio. El aire es comprimido por la continua reducción del volume nun recinto hermético.TurbocompresoresTrabajan según el principio de la dinámica d e los fluidos, y son muy apropiados para grandes caudales. Se fabrican de tipo axialradial. El aire se pone en circulación por medio de una o varias ruedas de turbina. Esta energía cinética se convierte en una enerelástica de compresión. Para el caudal, véase la figura (diagrama). La rotación de los alabes acelera el aire en sentido axial de flujo.




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Compresor de dos tapas con refrigeración intermedia Compresor de membrana

Compresor axial Compresor radial

3. DISTRIBUCION DEL AIRE COMPRIMIDO - AIRE A PRESIONUna buena Distribución del Aire Comprimido en las instalaciones neumáticas, puede lograr ahorrar muchos costes, mediante uadecuado diseño y prevención de fugas, mejor estanqueidad, mejor tratamie nto del aire comprimido, etc.Las instalaciones deben estar constituidas por: Compresor. Depósito Acumulador del aire a presión - comprimido. Depósito de Condensación, con llave de purgado. Depósito auxiliar (en caso de instalaciones de gran consumo)

Unidad de Mantenimiento: FILTRO, MANÓMETRO, REGULADOR Y LUBRICADOR.Como resultado de la racionalización y automatización de los dispositivos de fabricación, las empr esas precisan continuamente umayor cantidad de aire. Cada máquina y mecanismo necesit a una determinada cantidad de aire, siendo abastecido por un compresortravés de una red de tuberías. El diámetro de las tuberías debe elegirse de manera que si el consumo aumenta, la pérdida de presióentre él depósito y el consumidor no sobrepase 10 kPa (0,1 bar). Si la caída de presión excede de este valor, la rentabilidad del sistemestará amenazada y el rendimiento disminuirá considerablemente. En la planificación de instalaciones nuevas debe preverse una futampliación de la demanda de aire, por cuyo motivo deberán dimensionarse generosamente las tuberías. El montaje posterior de ured más importante supone costos dignos de mención.Dimensionado de las tuberíasEl diámetro de las tuberías no debería elegirse conforme a otros tubos existent es ni de acuerdo con cualquier regla empírica, sino conformidad con: El caudal La longitud de las tuberías La pérdida de presión (admisible) la presión de servicio la cantidad de estrangulamientos en la red

En la práctica se utilizan los valores reunidos con la experiencia. Un nomograma (figura 25) ayuda a encontrar el diámetro detubería de una forma rápida y sencilla.Cálculo de una tubería:El consumo de aire en una industria es de 4 m 3 /min (240 m3 /h). En 3 años aumentará un 300%, lo que representa 12 m 3 /min (7m3 /h).El consumo global asciende a 16 m 3 /min (960 m3 /h) La red tiene una longitud de 280 m; comprende 6 piezas en T, 5 codos normale1 válvula de cierre. La pérdida admisible de presión es de A p = 10 kPa (0,1 bar). La presión de servicio es de 800 kPa (S bar).Se busca: El diámetro de la tuberíaEl nomograma de la figura 25, con los datos dados, permite determinar el diámetro provisional de las tuberías.Solución: En el nomograma, unir la línea A (longitud M tubo) con la B (cantidad de aire aspirado) y prolongar el trazo hasta C (eje Unir la línea E, (presión). En la línea F (eje 2) se obtiene una intersección. Unir los puntos de intersección de los ejes 1 y 2. Esta líncorta la D (diámetro nominal de la tubería) en un punto que proporciona el diámetro deseado.En este caso, se obtiene para el diámetro un valor de 90 mm.




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Las resistencias de los elementos estranguladores (válvula de cierre, válvula esquinera, pieza e n T, compuerta, codo normal) indican en longitudes supletorias. Se entiende por longitud supletoria la longitud de una tubería recta que ofrece la misma r esistenal flujo que el elemento estrangulador o el punto de estrangulación. La sección de paso de la "tuber ía de longitud supletoria" esmisma que la tubería.Un segundo nomograma (figura 26) permite averiguar rápidamente las longitudes supletorias.Con esta longitud total de tubería de 380 m, el consumo de aire, la pérdida de presión y la presión de servi cio se puede determincomo en el problema anterior, con ayuda del nomograma (figura 25) el diámetro definitivo de las tuberías.En este caso, el diámetro es de 95 mm.

4. SELECCIÓN DE COMPRESORESSe tiene en cuenta los siguientes factores:CaudalPor caudal entiendo la cantidad de aire que suministra el compresor. Existen dos conceptos.1. El caudal teórico2. El caudal efectivo o realEn el compresor de émbolo oscilante, el caudal teórico es igual al producto de cilindrada * velocidad de rotación. El caudal efectdepende de la construcción del compresor y de la presión. En este caso, el rendimiento volumétrico es muy importante.PresiónTambién se distinguen dos conceptos: La presión de servicio es la suministrada por el compresor o acumulador y existe en las tuberque alimentan a los consumidores. La presión de trabajo es la necesaria en el puesto de trabajo considerado. En la m ayoría de casos, es de 600 kPa (6 bar). Por eso, los datos de servicio de los elementos se refieren a esta presión.




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Figura 26. Monograma (longitudes supletorias)

AccionamientoLos compresores se accionan, según las exigencias, por medio de un moto r eléctrico o de explosión interna. En la industria, enmayoría de los casos los compresores se arrastran por medio de un motor eléctrico.RegulaciónAl objeto de adaptar el caudal suministrado por el compresor al consumo que fluctúa, se debe proceder a ciertas regulacionescompresor. Existen diferentes clases de regulaciones. El caudal varía entro dos valores límites ajustados (presiones máxima mínima).RefrigeraciónPor efecto de la compresión del aire se desarrolla calor que debe evacuarse. De acuerdo con la cantidad de calor que se desar rolle,adoptará la refrigeración más apropiada. En compresores pequeños, las aletas de refrigeración se encargan de irradiar el calor. Lcompresores mayores van dotados de un ventilador adicional, que evacua el calor.Lugar de emplazamiento




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La estación de compresión debe situarse en un local cerrado e insonorizado. El recinto debe estar bien ventilado y el aire aspiradebe ser lo más fresco, limpio de polvo y seco posible.Acumulador de aire comprimidoEl acumulador o depósito sirve para estabilizar el suministro de aire comprimido. Compensa las oscilaciones de presión en la redtuberías a medida que se consume aire comprimido.Gracias a la gran superficie del acumulador, el aire se refrigera adicionalmente. Por este motivo, en el acumulador se despre ndirectamente una parte de la humedad del aire en forma de agua

CAPITULO IVBOMBEO

1. BOMBASUna bomba hidráulica es un dispositivo tal que recibiendo energía mecánica de una fuente exterior la transforma en una energí apresión transmisible de un lugar a otro de un sistema hidráulico a través de un líquido cuyas moléculas estén sometidas preci samentesa presión.Se dice que una bomba es de desplazamiento No positivo cuando su órgano propulsar no contiene elementos móviles; es decir, qu ede una sola pieza, o de varias ensambladas en una sola. A este caso pertenecen las bombas centrífugas, cuyo elemento propulsor esrodete giratorio. En este tipo de bombas, se transforma la energía mecánica recibida en energía hidro -cinética imprimiendo a partículas cambios en la proyección de sus trayectorias y en la dirección de sus velocidades. Es muy importante en este tipo bombas que la descarga de las mismas no tenga contrapresión pues si la hubiera, dado que la misma regula la descarga, en el c alímite que la descarga de la bomba estuviera totalmente cerrada, la misma seguiría en movimiento NO generando caudal algutrabajando no obstante a plena carga con el máximo consumo de fuerza matriz.

Las bombas se clasifican en tres tipos principales: De émbolo alternativo. De émbolo rotativo. Rotodinámicas.Los dos primeros operan sobre el principio de desplazamiento positivo, es decir, que bombean una determinada cantidad de fluido (stener en cuenta las fugas independientemente de la altura de bombeo).El tercer tipo debe su nombre a un elemento rotativo, llamado rodete, que comunica veloc idad al líquido y genera presión. La carcaexterior, el eje y el motor completan la unidad de bombeo. En su forma usual, la bomba de émbolo alternativo consiste en un p isque tiene un movimiento de vaivén dentro de un cilindro. Un adecuado juego de vá lvulas permite que el líquido sea aspirado en uembolada y lanzado a la turbina de impulsión en la siguiente.En consecuencia, el caudal será intermitente a menos que se instalen recipientes de aire o un número suficiente de cilindros puniformar el flujo.Aunque las bombas de émbolo alternativo han sido separadas en la mayoría de los campos de aplicación por las bombarotodinámicas, mucho más adaptables, todavía se emplean ventajosamente en muchas operaciones industriales especiales. Las bom b

de émbolo rotativo generan presión por medio de engranajes o rotores muy ajustados que impulsan periféricamente al líquido dentde la carcasa cerrada.El caudal es uniforme y no hay válvulas. Este tipo de bombas es eminentemente adecuado para pequeños caud ales (menores dpie3 /s y el líquido viscoso). Las variables posibles son muy numerosas. La bomba rotodinámica es capaz de satisfacer la mayoría las necesidades de la ingeniería y su uso está muy extendido. Su campo de utilización abarca desde abastec imientos públicos de agdrenajes y regadíos, hasta transporte de hormigón o pulpas.Los diversos tipos se pueden agrupar en:Centrífugos.Son el tipo más corriente de bombas rotodinámicas, y se denomina así porque la cota de presión que crean es ampl iamente atribuiblla acción centrífuga.Pueden estar proyectadas para impulsar caudales tan pequeños como 1 gal/min. o tan grandes como 4.000.000 gal/min, mientras qla cota generada puede variar desde algunos pies hasta 400. El rendimiento de las d e mayor tamaño puede llegar al 90%.El rodete consiste en cierto número de álabes curvados en dirección contraria al movimiento y colocados entre dos discos metá licEl agua entra por el centro u ojo del rodete y es arrastrada por los álabes y lanzada e n dirección radial. Esta aceleración produce

apreciable aumento de energía de presión y cinética. A la salida, el movimiento del fluido tiene componentes radial y transve rsal.Para que no haya una pérdida notable de energía, y por tanto de rendimiento, es esencial transformar en la mayor medida posibleconsiderable cota cinemática a la salida del rodete en la más útil cota de presión. Normalmente, esto se consigue construyend ocarcasa en forma de espiral, con lo que la sección del flujo en la peri feria del rodete va aumentando gradualmente. Para caudalgrandes se usa el rodete de doble aspiración, que es equivalente a dos rodetes de simple aspiración ensamblados dorso con dor so; edisposición permite doblar la capacidad sin aumentar el diámetr o del rodete.Es más cara de fabricar, pero tiene la ventaja adicional de solucionar el problema del empuje axial. En ambos casos, las supe rficiesguía están cuidadosamente pulimentadas para minimizar las pérdidas por rozamiento. El montaje es generalm ente horizontal, ya qasí se facilita el acceso para el entretenimiento. Sin embargo, debido a la limitación del espacio, algunas unidades de gran tamañomontan verticalmente.Múltiples.Para alturas superiores a 200 pies se emplean normalmente bombas múltiples o bombas de turbina. Este tipo de bomba se rigexactamente por el mismo principio de la centrífuga y las proporciones del rodete son muy semejantes. Consta de un cierto núm ero




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rodetes montados en serie, de modo que el agua entra paralelamente al eje y sale en dirección radial. La elevada energía cinét ica agua a la salida del rodete se convierte en energía de presión por medio de una corona difusora formada por álabes directordivergentes.Un conducto en forma de S conduce el agua en sentido centrípeto hacia el ojo del rodete siguiente. El proceso se repite en caescalonamiento hasta llegar a la salida. Si se aplica un número suficiente de escalonamientos, puede llegarse a obtener una cota 4.000 pies. De hecho, la cota máxima vendrá probablemente dictada por el costo de reforzamiento de la tubería más que por cua lqulimitación de la bomba.De paletaExisten varios tipos de bombas de paletas, ellas podrán ser:1. De paletas deslizantes, con un número variante de ellas montadas en un rotor ranurado. Según la forma de la caja se subdividen e

bombas de simple, doble o triple cámara, si bien raramente se emplean tales denominaciones. La mayoría de las bombas de paletdeslizantes son de una cámara. Como estas máquinas son de gran velocidad de capacidades pequeñas o moderadas y sirven pafluidos poco viscosos, se justifica el siguiente tipo de clasificación.

2. Bomba pesada de paleta deslizante, con una sola paleta que aba rca todo el diámetro. Se trata de una bomba esencialmente lenpara líquidos muy viscosos.

3. Bombas de paletas oscilantes, cuyas paletas se articulan en el rotor. Es otro de los tipos pesados de bomba de paleta.4. Bombas de paletas rodantes, también con ra nuras en el rotor pero de poca profundidad, para alojar rodillos de elastómero en

lugar de paletas, se trata de un modelo patentado.5. Bomba de leva y paleta, con una sola paleta deslizante en una ranura mecanizada en la caja cilíndrica y que, al mismo t iem

encaja en otra ranura de un anillo que desliza sobre un rotor accionado y montado excéntricamente. El rotor y los anillos quejercen el efecto de una leva que inicia el movimiento de la paleta deslizante. Así se elimina el rascado de las superficie s. Se trde una forma patentada que se emplea principalmente como bomba de vacío.

6. Bomba de paleta flexible, que abrazan un rotor de elastómero de forma esencial giratorio dentro de una caja cilíndrica. En di ccaja va un bloque en media luna que procura un paso excéntrico para el barrido de las paletas flexibles de rotor.

2. MONTAJE DE LA BOMBACuando una bomba es movida en forma directa mediante un motor eléctrico con otros medios, es necesaria acoplar los ejes mediaun manchón elástico tal como vemos en la Fig.2.1.La acción del manchón o acoplamiento elástico permite corregir desviaciones angulares y axiales como las indicadas en las Fig . 2.2.3 que de no eliminarse, significaría someter a los rodamientos de la bomba a una sobrecarga para la c ual no han sido originalmencalculados, provocando su desgaste prematuro.

Figura Nº 2.2 Figura Nº 2.3

3. ADMISIÓN Y SALIDA DE PRESIÓNEn la mayoría de las bombas la sección del orificio de admisión es mayor que el de presión, esta regla casi y en general qued a alteraen las bombas de giro bi-direccional donde ambos orificios presentan el mismo diámetro.La razón de las diferencias de diámetros anotada, queda justificada por la necesidad de ingreso de aceite a la bomba al valor más bposible (máximo 1,20 metros por segundo) quedará como consecuencia unas mínimas pérdidas de carga, evitándose de esta for mapeligro de la vitación.

Figura Nº 2.6 Figura Nº 2.7

En ningún caso debe disminuirse por razones de instalación o reparación el diámetro nominal de esta conexión que invariablemeestá dirigida al depósito o tanque como así también mantener la altura entre el nivel mínimo de aceite de este último y la entrada encuerpo de la bomba (Ver Fig. 2.6) de acuerdo al indicado por el fabricante. Para las bombas a engranajes, paletas y pistone s válvulas, los fabricantes dan valores de succión del orden de los 4 a 5 pulgadas de mercurio cuando ellas operan con aceites mineraldisminuyendo este valor a 3 pulgadas de mercurio cuando las bombas operan con fluidos sintéticos.En general podemos decir que la distancia h de la Fig. 2.6. No debe superar nunca los 80 centímetros.




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Las bombas de pistones con igual válvula de admisión y salida no proveen una succión suficiente para elevar el aceite y funci onar cavitación por ello se recurre al llenado o alimentación por gravedad como vemos en la Fig. 2.7.La observación de lo anotado permitirá el funcionamiento correcto de las bombas instaladas asegurando su eficiencia, mediante uaspiración correcta y preservando la vida útil de las mismas a l limitar las posibilidades de la cavitación por una altura a excesiva o usección de aspiración menor es la indicada.Uno de los problemas que frecuentemente se presentan, es la aspiración de aire por parte de la bomba, teniendo por consecuenc ia funcionamiento deficiente, perdida de presión, excesivo desgaste yfuncionamiento sumamente ruidoso.Afortunadamente los puntos por los cuales puede ingresar aire a labomba están perfectamente localizados. Consideraremos ahora los quese encuentran entre la bomba propiamente dicha y el tanque.En la Fig. 2.8 observamos una disposición corriente de una tubería desucción en ella cada conexión de accesorio es decir 1, 2, 3 y 4 presentaun camino propicio para el ingreso de aire si bien esta tubería no sopor tapresión, el empaquetado de los accesorios y conexiones señaladas, debeefectuarse con extremo cuidado para impedir que, por succión de labomba, se introduzca aire.Cuando la tubería de succión se acopla a la bomba mediante una brida Aes necesario prestar especial atención al aro sello o junta existente entrela brida y el cuerpo de la bomba, ya que su estado determinará laposibilidad de ingresa de aire.Un método que si bien es poco ortodoxo resulta rápido y eficiente para elestado de los puntos A, 1 ,2 ,3 y 4 o similares, es aplicar mediante un pincel espuma obtenida con agua y detergente. Una rápiaparición de las burbujas nos indicará el sitio exacto por donde se incorpora aire al circuito.El extremo de la tubería de succión termina en el tan que, a través de una coladera o totalmente libre, según el caso, pero en ambos ubicación debe quedar 2 pulgadas por debajo del nivel mínimo del tanque, eliminando de esta forma, la última posibilidad de i ngrede aire.

4. ESQUEMA DE UNA PROPULSIÓN HIDRÁ ULICA SENCILLA

5. SELECCIÓN DE BOMBASFormulario a considerar para adquirir una bomba centrífuga




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CAPITULO VVENTILACION

1. EL AIRESe define como una mezcla mecánica de gases que, en su estado puro y seco tiene la siguiente composición:

ELEMENTOS % EN VOLUMENNITROGENO (N2) 78.09

OXIGENO (O2) 20.95ANH. CARBONICO (CO2) 0.03ARGON Y OTROS GASES 0.93

OBS; El aire seco no existe en atmósferas normales, sino que es húmedo y posee contenidos de vapor de agua en rangos que van d0,1 – 3 % (minas > 1%).AIRE ATMOSFERICO DE LA MINA:El aire atmosférico al ingresar a la mina sufre cambios en su composición. El N2 sube, el O2 baja, aumenta el CO2 y tambiénproduce un aumento del vapor de agua.Existe generación de otros gases y polvos que también se suman a esta nueva composición.CAUSAS:1. Respiración de los hombres.2. Equipos de combustión interna3. Tronaduras e incendios (explosivos nitrosos, anfo).4. Descomposición de sustancias o materias minerales y/u orgánicas.5. Presencia de aguas estancadas.6. Operaciones básicas de la explotación.7. Empleo de lámparas de carburo (C 2H2).8. Talleres de soldadura y otros (humos nitrosos).




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Es de vital importancia conocer y vigilar los gases que se producen durante la explotación de la mina, ya que variaciones por sobre concentraciones normales, pueden derivar en desastrosas consecuencias . (D.S.745 Ministerio de Salud, D.S 72 Reglamento Seguridad Minera).CLASIFICACION DE LOS GASES EN LAS MINAS:1. GASES ESCENCIALES: Indispensable para la vida del hombre Aire atmosférico Oxígeno.2. SOFOCANTES: Se conocen también como desplazadores. Estos producen ahogos y en altas concentraciones pueden producir

muerte. N

2 CO2 > 15 % Fatal. CH4

C2H2 (Acción del agua sobre el carburo de calcio, olor a ajo).3. TOXICOS O VENENOSOS: Nocivos al organismo por su acción venenosa. CO Humos Nitrosos (olor y sabor ácidos). Hidrógeno Sulfurado H 2S (LPP 8 ppm, olor a huevos podridos). Anhídrido Sulfuroso SO2 > 15 % FATAL. (1,6ppm LPP)4. EXPLOSIVOS O INFLAMABLES: En altas concentraciones forman mezclas explosivas con el aire. Metano: CH4 (2%MAESTRA - 0.75% REVUELTA). Monóxido de carbono: CO (13 - 75%) C2H2, H2S (2.5 – 80 % inflamable y explosiva, > 6% respectiva.)

2. CALCULO DEL CAUDAL DE AIRE SEGÚN LA PRODUCCIÓNEste método es usado generalmente en minas de carbón, para minas metálicas se debe tomar en cuenta el consumo de madera, ya qesta fijará el porcentaje de CO

2existente en la atmósfera.

El cálculo se basa sobre la suposición de que la cantidad de gas (CH 4 y CO2)Q = U * T (m3 /min)

Donde:U: Norma de aire por tonelada de producción diaria, (m 3 /min).T: Producción diaria en toneladas. Para minas de carbón U varía generalmente entre 1 y 1.7 m 3 /min por ton. Extraída. Para minas metálicas, con poca consumo de madera, varía entre 0,6 a 1 m 3 /min. Si el consumo de madera es alto puede lleg

hasta 1.25 m3 /min.PARA CASERONES

Q = (Vcaseron * LN (500 * A/V caserón) / K*TDonde

A: kgrs de explosivos utilizados.500: constanteK: factor que depende del número de labores que llegan al caserónK = 0.8 Para 1 y 2 laboresK = 1 para más de 2 labores.V: volumen del caserón m 3.

3. CONTROL DE TEMPERATURA Y HUMEDADa) Efectos fisiológicos del calor y la humedad.El hombre está dotado de un mecanismo regulador que le permite mantener una temperatura corporal casi constante (36.6» 37 C°mediante un equilibrio de la ganancia de calor generado dentro del cuerpo (metaboli smo) y la pérdida de calor del cuerpo al ambienpor convección, radiación y evaporación del sudor. Cuando el ambiente es caluroso y además húmedo, el mecanismo de disipacióncalor del cuerpo se bloquea y el equilibrio térmico se rompe provocando los m ismos efectos que se sufren al estar expuesto al calor dsol y que son: deshidratación con alta pérdida de sal, calambres dolorosos, náuseas, desvanecimientos, debilidad, atontamient

elevación de la temperatura corporal y dolor de cabeza.Lo anterior, disminuye la eficiencia del trabajador y da posibilidad a accidentes. Como la capacidad de disipar calor del cuerphumano depende de la capacidad del aire de absorberlo por la evaporación del sudor, la temperatura del bulbo húmedo es utiliz acomo un indicador paraDeterminar el confort del hombre y su capacidad para efectuar trabajos en ambientes cálidos y húmedos.

4. FLUJO A TRAVES DE DUCTOS Y LABORESSe deben tener en cuenta las siguientes consideraciones:1. Siendo el aire un gas, sabemos que es compresible, sin embargo en el cálculo se considera como incompresible, debido a que l

presiones de ventilación son reducidas.2. Se considera que se trabaja con flujos estables, donde el fluido está en una dirección l ineal a través de ductos. (No se consider

ondulaciones ni torbellinos)3. La única fuerza externa importante es la gravedad.




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ENERGIA DE UN FLUIDO Energía: Capacidad que tiene un fluido para realizar un trabajo, se expresa en (kgrs ms) o (lbs. pies). Energía Específica: Es la energía por unidad de peso, se expresa en pies lb/lb o pies de fluido o kg mt/kg o metros de fluido.TIPOS DE ENERGIA DE UN FLUIDOa. Energía Potencial: (Eh) Es el trabajo que puede desarrollar un fluido a través de un ducto para subi r o bajar una determina

altura.Eh = W * h = m*g*hW: pesoh: altura.

Energía potencial específica (eh): eh = Eh / W = W * h / W = hb. Energía de Presión (Ep):

Ep = trabajo = F * dSabemos, que P° = F/A; F = P * ALuego Ep = P * A * d = P*VAdemás ρ = W / V (Kgs/m3

) V = W / ρ

Entonces Ep = P * W / ρ

Energía de presión específica (ep):ep = Ep / W = (P * W)/ (W * ρ ) = P / ρ

c. Energía Dinámica Específica (Ed):Ed = 0.5 * m*v2 = (0.5 * m*g*v2)/gDe = (0.5 *W*v2)/gEnergía Dinámica Específica (de):

de = De/W = v2

/ 2*gEl principio de conservación de la energía aplicado al flujo de fluidos a través de dos secciones de un ducto expresa que:

Datum o nivel de referencia

(Energía Total)1 = (Energía Total)2+ Pérdidas de flujo entre 1 y 2Las pérdidas son por fricción y por choque.Sustituyendo las expresiones por los términos de la energía específica, se tiene:

eh1 + ep1 + ev1 = eh2 + ep2 + ev2 + Δ eep, eh, ev : Energías específicas potencial, estática y cinética respectivamenteΔ e: Pérdidas por fricción y por choque.Luego si reemplazamos:

h1 + P1 / ρ 1 + v12 / 2*g = h2 + P2 / ρ 2 + v2

2 / 2*g (mts de fluido)Esta expresión se conoce como la ecuación de Bernoulli que es aplicable a fluidos incompresibles en función de energíaespecíficas.Como ρ 1≈ ρ 2 ≈ ρ

Ahora si multiplicamos por ρ kg/mt3 quedará:

h1*ρ + P1+ρ *v12 / 2*g = h2*ρ + P2 + ρ *v2

2 / 2*gNos queda expresado en kg/mt 2 o mm H2O

Donde:h1*ρ y h2*ρ = Presiones potenciales o de altura = Hh

P1 y P2 = Presiones estáticas = Heρ *v1

2 / 2*g y ρ *v2

2 / 2*g = Presiones dinámicas = HdΔ e * ρ = Pérdida de presión o de carga entre 1 y 2 = Hl.Luego nos queda así:

Hh1 + He1 + Hd1 = Hh2 + He2 + Hd2 + HlNOTA: Todos los valores son presiones absolutas = Pat + P manométrica

5. SELECCIÓN DE VENTILADORESComo datos básicos requeridos para seleccionar ventiladores auxiliares, se debe tener a lo menos lo siguiente: Caudal (Q) en pie3 /min o m3 /seg Presión Estática (Ps), en pulg de H 2O o mm H2O.




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Diámetro máximo del ventilador, en pulg o mm. Densidad del aire o altura de la faena sobre el nivel del mar. Energía disponible (ciclaje - volyage). La alimentación de energía eléctrica para ventiladores auxiliares trifásicos puede ser :

En 50 Hz con voltajes de 575 - 460 o 380 V.En 60 Hz con voltajes de 600 - 480 - 360 Volts.

Conexión usada normalmente es estrella - triángulo por las ventajas para la partida del ventilador.

Ductos de Ventilación Reparación de Ductos de Ventilación

CAPITULO VITRANSPORTE MINERO SUBTERRANEO

1. ESTUDIO DEL WINCHE DE PRODUCCIÓN NORDBERGEl winche fue originalmente construido por la firma Bertram -Nordberg, Dundas, Ontario, Canadá, mientras que el paquete de motorfue fabricado por la firma Canadian General Electric para ser usado en las minas Noranda, Noranda, Quebec. Posteriormente fucomprado por la Cía. Minera Milpo S.A.

2. PARTES MECÁNICASTipo de winche: Montado en el piso, doble tambora, doble embrague, accionado por un motor de corriente directa y un mecanismo dreducción simple. Carguío: Dos skips en balance.Fabricante: Bertram-Nordberg

Serial: 31428Tensado de cable: 40600 lbs. (uso original)Velocidad: 2200 pies/minTamaño de tambora: 12 pies de diámetro x 78 pulgadas de frenteBobinado de las tamboras: Tambora derecha, bobinado superior; tambora izquierda, bobinado inferior. Los cables de ambtamboras se anclan en la parte interna.Construcción de las tamboras: Las dos tamboras son idénticas y los labios están construidos de fierro fundido y empernado s a ucarcasa tubular de acero. La tambora tiene dos anillos fundidos que la refuerzan en el centro. Las tamboras son partidas en e l centrla carcasa tiene estrías en espiral para cable de 1 -1/2". En cada tambora, las nuevas carcasas Lebus instaladas son del tipo pempernar estríadas para cable de 1 5/8"de diámetro, completa con los accesorios laterales para un buen enrollamiento del cabl e entambora. En cada tambora se emperna una pieza de 13 pies de diámetro por 20 pulgadas de cara; ésta es la pista del freno. Ambtamboras se soportan en chumaceras de acero y forros babbit. Se les han agregado planchas circulares de 4" a los labios inter nos a de agregarles altura.Embrague: El embrague es de cuatro brazos, de desplazamiento axial y diente s de giro positivo.

El brazo dentado externo engrapa a un anillo dentado en la tambora. Los brazos del embrague corren 20 -3/4" a lo largo de hexágonchatos en el eje de la tambora. El movimiento de la tambora es accionado por un cilindro de aire a travé s de una palanca y un coldeslizante de la tambora. Está forjado en acero, con aproximadamente 20" de diámetro en el lado de las tamboras y una longitu d452-1/2", un agujero de 5" de diámetro a lo largo de todo el eje y agujeros radiales para aliment ar aceite a los cojinetes.Chumaceras: El eje está soportado en cuatro cojinetes del tipo chumacera con forro babbit interior como sigue:Chumaceras de tamboras: Cada tambora está soportada en dos chumaceras forradas internamente con babbits de 20" de di ámetro23-5/8" de longitud. Se instaló un sistema de engrasado automático, guiado por un camón fijado al eje de la tambora. Esto asegur a qlas chumaceras reciban una adecuada lubricación de grasa en todo momento.

Lado motriz 20.00" diámetro x 35.75" longitud.Engranajes 20.00" diámetro x 36.00" longitud.

Centro 20.00" diámetro x 36.00" longitud.




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Exterior de tamboras 20.00" diámetro x 36.00" longitud.

Engranajes: La catalina es una construcción herringbone de acero fundido en mitades con 254 dientes, 1.75 de paso, 30 grados dángulo y 22" de ancho de cara sin separación en el centro. Cuenta con un piñón de 29 dientes que engranan con acoplamientcompleto al eje con el motor.Cojinetes del piñón: El piñón está soportado en dos cojinetes del tipo chumacera lubricados por la parte superior y forrados cobabbit internamente. Tiene 11" diámetro por 29" de longitud.Cojinetes del motor: Los extremos del motor tienen al eje cabalgando en una chumacera lubricada y tienen aproximadamente 7 -7de diámetro x 14" de longitud.

Acoplamiento del motor: Es parte integral del eje del motorCubierta del engranaje: La cubierta es una pieza partida en dos en la línea central del eje del motor y el eje principal.Frenos: El winche está equipado con dos frenos de movimientos paralelos. El sistema de frenos es del tipo neumático tanto parfrenar como para liberar los frenos. Cuenta con un respaldo de contrapesas a fin de prepararlo para la automatización. Cada tamboestá equipada con una tambora de freno de 13" de diámetro y con un ancho de cara de 20". El ancho de la zapata es de 19". Se tietambién un compresor de aire en stand by para las emergencias. El régimen de frenado es aproximadamente 540 000 libra/pie y, si le mide en los cables, es de 90 000 libras. Las contrapesas tienen aproximadamente un peso de 2,200 libras.

3. EQUIPO ELÉCTRICO FABRICANTE: GENERAL ELECTRICMotor del winche: Un motor DC, tipo MCF 12-2200-500, de 2200 HP 500 RPM, armadura 600 voltios, 2900 amperios a plena cargConjunto motor-generador: Un motor sincrónico marca Westinghouse:

Tipo: HPG6PG Exc. Voltios 2502250 HP Exc. Amperios 66.1

4160 Voltios % Carga 100304 Amperios Hora 2480% FP Grados C 50

3 Fases Med. Temp.

Detector:

60 Ciclos Manual Instr. 5411514 RPM Serial # 1S53P943

Generador DC Westinghouse:

1600 Kw Bobinado Shunt

600 Voltios Temp. Cont. 40 grados C2670 Amperios Manual Inst. 6411514 rpm Serial # 1S53P941

Arrancador: Arrancador del tipo motor sincrónico.Conversión de energía: Excitación y aceleración para motor sincrónico, generador y motor del winche. Un nuevo reactor para acelerador a fin de arrancar el conjunto motor-generador con bajo amperaje.Automatización y lógica: Control digital del winche por medio de un PLC con diseño de G.L. Tiley.Controlador de seguridad: Dos supervisores digitales tipo PLC con diseño de G.L. Tiley.Centro de control de motores: Según especificaciones de G.L. Tiley.Ventilación: Ventilación forzada para el motor sincrónico, generador y moto r del winche.Datos de Izaje, Cable y Cargas Suspendidas

Distancia de izaje m 880

Diámetro de tamboraRelación de engranajeCablesDiámetro

Tipo

Peso/pieCable extraTensión de roturaRelación tambora/cable

PiesPulgadas

Pulgadas6 x 27LLFSLibraPie

Libra

2887.176.008.76

1.625

4.66182

265000.0090.31




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Carga suspendidaEn la poleaSkipCarga

Tensión se cableEn la poleaEn el skip

LibraLibraLibra

Tonelada

LibraLibra

143031350017600

8

45403.831100

4. DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICAEl ingreso de energía eléctrica de 4160 voltios y 3 fases proviene de un transformador de 2.2 Mw, que es alimentado a 13200 v oltdesde el tablero principal de energía. Esta energía se utiliza para alimentar directamente el panel de arranque del motor si ncrónidesde el cual se alimentará al motor sincrónico.Otro transformador de 1.2 Mw reducirá también los 13200 voltios y alimentará al centro de control de motores en 460 voltios 3 fasPosteriormente, esta energía es distribuida a todos los equipos de control y equipos auxiliares.

5. SISTEMA DE LUBRICACIÓNEl winche consta de dos sistemas de recirculación de aceite. Uno provee el lubricante para el motor, el eje de las tamboras, el piñólas chumaceras del eje. El otro circuito de recirculación de aceite proveerá el lubricante a las chumaceras del eje del conjunto motogenerador. Los circuitos de lubricación constan de dos motores: uno para trabajo y el otro para stand by en caso de falla del primeAdemás, cuenta con controles de nivel, de temp eratura, de flujo, transmisor de presión y calefactor, los cuales trabajan en automátia fin de proveer el aceite a una temperatura, presión y flujo constantes.

El circuito del motor y tamboras es capaz de entregar aceite a un régimen de 7 gal/min, teni endo éste una viscosidad de 148 cSt @ 1F. Las chumaceras de las tamboras y del motor requieren aproximadamente 3/4 gal/min a máxima velocidad, mientras que lachumaceras del piñón necesitan aproximadamente 1.0 gal/min a máxima velocidad del winche.El aceite se alimenta a cada chumacera por medio de un regulador de flujo y se monitorea en forma individual por medio dmedidores de flujo (8 en total). El circuito del conjunto motor -generador es idéntico al otro y entrega 3 gal/min. Las tres chumacernecesitan aproximadamente 3/4 gal/min para su trabajo normal. Cualquier alteración en la presión, flujo o temperatura del acei te stransmitida a la consola del operador y presentada en pantalla. Luego se detendrá la operación del winche hasta que se solu cioneproblema.

CAPITULO VIIEQUIPO AUXILIAR EN MINERIA SUPERFICIAL

1. EVALUACIÓN ECONOMICA DE UN EQUIPO AUXILIAR

Tractor Oruga D8R 37029K




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CAPITULO VIIIPERFORADORAS PARA MINERIA SUPERFICIAL

1. PERFORADORASExisten dos tipos principales de perforadoras de producción, las de percusión y derotación. Las Figuras 1.14 A y B, son fotos de una perforadora rotatoria de grandiámetro y una broca, respectivamente. Las perforadoras de rotación mantienenuna presión sobre la broca, obligándola a llegar hasta el fondo del pozo, mientrasrota la perforadora. Esto resulta en una especie de "astillas" de roca en proceso de

ejecución. El material no es simplemente chancado. La barrena rotatoria de tresconos, utilizada para formaciones en roca sólida, contiene insertos de acero alcarburo tungsteno. Para formaciones más débiles, se utilizan barrenas con dientesde acero.Las perforadoras a percusión utilizan un martillo como herramienta para impactarde manera repetitiva la barrena mientras rota la perforadora. En unidades másgrandes, el martillo se coloca generalmente dentro de la perforadora rotatoria pordebajo del pozo, justamente arriba de la broca. Normalmente, las aplicaciones dediámetros más grandes de pozos (+ 25 c ms.) y las formaciones de roca más sólida,favorecen la perforación rotatoria mientras que aquélla a percusión se tornacompetitiva para tamaños de pozos más pequeños. Figura 14C, es una foto de unaperforadora rotatoria de gran diámetro, capaz de operar e n pozos con tamaños demás de 30 cms. Observe que la gran altura de la barra se asocia con la altura delbanco. Esta perforadora puede operar fácilmente hasta alcanzar una profundida

óptima sin tener necesidad de añadir barras de perforación. Todo esto, au menta deforma considerable la productividad y reduce el costo operacional.

TABLA 1.5DATOS DE PERFORADORA

TIPO DIAMETRO DELPOZO - CM

COSTO DE CAPITALUS$

COSTO OPERATIVOUS$/HR

A PERCUSION 16.5 $ 1,000,000.000 $ 80.00ROTATORIA 25 – 31.1 $ 1,600,000.000 $ 125.00ROTATORIA 31.1 – 43.8 $ 1,800,000.000 $ 130.00

ROTATORIA DIESEL 31.1 $ 2,500,000.000 $ 240.00

CAPITULO IXPALAS Y CARGADORES FRONTALES

1. PALASExisten dos tipos principales de palas, las mecánicas y las hidráulicas. Ambos tipo pueden tener la misma capacidad desde el puntovista eléctrico, utilizando un cable alimentador o mediante un motor diesel. Las unidades operadas mediante motores diesel tiencostos operacionales y de manutención considerablemente más altos, pero tienen la ventaja de no requerir de un elaborado sist emadistribución de energía eléctrica para alimentarlos. Se utilizan principalmente en áreas distantes en donde la energ ía no se encuendisponible a un costo razonable, o en aquéllas áreas cuyas condiciones climáticas y/o topográficas son severas y, por lo tant o, resudifícil o imposible mantener un sistema de distribución de energía.




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La Figura 1.5C, es una vista de una pala mecánica realizando una operación de carga. Aquí el camión se encuentra en posición, con tde minimizar el ángulo de rotación, lo que resulta en una operación de carga muy eficiente.Figura 1.6, es una vista de una pala hidráulica cargando un c amión de transporte Las palas mecánicas se han empleado por muchaños. Las palas hidráulicas grandes son relativamente nuevas. Las palas mecánicas, son más sólidas y confiables. Su accióexcavadora consiste en un movimiento de empuje, recoge y movimient o ascendente (Ver Figura 1.7A).El Cuadro 1.2, entrega un listado de los costos operativos y costos capitales típicos para ambos tipos de palas. Las estimaci ones mcomunes de productividad también se muestran aquí para aplicaciones en roca resistente.

TABLA 1.2

DATOS DE LA PALATIPO

CAPACIDADMTS.3

COSTO CAPITALUS$

COSTO OPERATIVOUS$/HR.

TONS. POR HORAOPERATIVA (*)

MECANICA 9.2 $ 2,250,000.00 $ 80.00 1150MECANICA 15.3 $ 3,250,000.00 $ 140.00 1910MECANICA 26.0 $ 6,750,000.00 $ 230.00 3250MECANICA 42.0 $ 7,000,000.00 $ 275.00 5250

HIDRAULICA 8.4 $ 1,500,000.00 $ 100.00 1050HIDRAULICA 26.0 $ 5,000,000.00 $ 275.00 3250GENERACIONPOTENCIADA

POR MOTORESDIESEL

35.0 $ 7,250,000.00 $ 450.00 4370

(*) En base a un 80% de disponibilidad mecánica y un 80% de utilización.

2. CARGADORES FRONTALESLas Figura 1.12C, es una foto de un gran cargadores frontal típico y articulado, diseñado para realizar excavaciones en roca.diferencia principal entre estos tipos de máquinas y l os dos tipos de palasdescritas anteriormente es que éstos son de goma neumática armada con orugaarmada y no rotan en un círculo de rodillo. La Figura 1.13, es una ilustraciónesquemática de un cargador frontal típico, indicando los movimientos deexcavación y carga.Tienen algunas ventajas un costo capital más bajo para una capacidad deproducción equivalente. La movilidad aquí constituye una gran característicaen el sentido de ser capaz de trasladarse hacia otras áreas dentro de la minapara la mezcla de materiales, etc. Por ejemplo, un cargador frontal podría

desplazarse 2 km. hacia el interior de la mina en menos de 5 minutos, en tantoque una oruga armada podría tardar 5 horas, dependiendo de cada situación enparticular. Algunas unidades muy grandes se utilizan actualmente en laindustria, incluyendo el Caterpillar 994 y Letourneau 1800, cuya capacidad debalde, se encuentra en el rango de los 40 metros cúbicos. El tiempo de carga decamiones y el tiempo entre cargas, son mucho mayores al compararlo con el delas palas. Más que simplemente rotar sobre un círculo de rodillo, como es el caso de la pala, el cargador frontal debe maniob rar uoperación, como se ilustra en Figura 1.13.En general, los camiones no pueden tomar posición como ocurre con el método de doble reverso de palas y camiones. Esto es prazones de seguridad, en que el cargador frontal se desplaza hacia su punto operativo.La capacidad de excavar pies resistentes y generar un suelo nivel, no constituye una muy buena operación, y los costos de mantenciy operacionales tienden a ser más altos.




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CAPITULO XCAMIONES

1. CAMIONESExisten dos tipos principales de camiones en la industria minera, los mecánicos y los eléctricos. Los camiones eléctricos uti lizan motoarmados en los cubos de las ruedas. Estos son operados normalmentemediante motores diesel, pero también pueden funcionar por medio debarras colectoras similares a las de los trolleys. La energía es transmitidapara hacer rotar la rueda por la armadura del motor sobre la cual se montael neumático. Durante la acción de frenado, la energía eléctrica generadapor el movimiento del camión, se alimenta dentro de un banco de

resistores y se disipa como calor. Estos camiones también tienen unsistema de frenos convencional para el uso de bajas velocidades ycualquier situación de emergencia. La transmisión eléctrica de la energíaes normalmente más uniforme y eficiente, co n menos desgaste natural delos componentes.Durante varias décadas pasadas, los camiones más grandes uti lizados en laindustria, han sido del tipo eléctrico, pero los camiones mecánicos hanvuelto este mercado sólo ahora último y con bastante éxito. La Figura 1.9, muestra un dibujo esquemático, ilustrando el tren generadorun gran camión mecánico. Este método permite que un camión entre en posición mientras otro camión está siendo cargado, mejoranmayormente la eficiencia de la operación de carga. Figura 1.11, es una vista de una gran pala hidráulica, realizando una oper acióncarga en un camión de 320 tons.




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TABLA 1.3DATOS DEL CAMION DE TRANSPORTE

TIPOCAPACIDAD

TONELADAS (M)COSTO DE CAPITAL

US$COSTO OPERATIVO

US$/HRMECANICO 77 $ 900,000.000 $ 60.00MECANICO 177 $ 2,000,000.000 $ 120.00ELECTRICO 177 $ 2,000,000.000 $ 120.00MECANICO 218 $ 2,500,000.000 $ 140.00

ELECTRICO 218 $ 2,500,000.000 $ 150.00

CAPITULO XIPERFORMANCE DE EQUIPOS

1. SELECCIÓN DE EQUIPOS Y ESTIMACIÓN DE LA PRODUCCIONPara una gran mina a rajo abierto, como por ejemplo, aquélla cuya capacidad anuales de 100 Mt ( -250.000 tpd) y una vida de 20 añel valor actual neto de los costos operacionales y capitales, sin incluir los de planta y el resto de las actividades fuera del pit,encontrarán en el rango de los 1000 Millones de Dólares. Para la flota de camiones y palas, los costos laborales anuales se a cercarálos 15 Millones de Dólares, en tanto que los suministros operacionales y de mantención, se encontrarán en el rango de los 45 Millonde Dólares.Estos costos son muy comunes, a modo de compatibilidad óptima, entre las diversas unidades operativas. Si el tamaño del camió n

es compatible con el de la pala, la productividad se verá adversamente afectada, como s e mostrará en el presente Capítulo.El tamaño de la pala es una consideración importante en la determinación de la altura del banco. Esta última juega un rol pri morden la determinación de la productividad, selectividad y seguridad. La decisión en cuan to a los tamaños y tipos de equipos a adquirir,una parte importante para cualquier estudio de factibilidad de una mina. El objetivo es seleccionar los equipos por medio de los qsea posible lograr los objetivos de producción del plan minero, minimiza ndo a la vez los costos operacionales y capitales,garantizando un medio laboral seguro.MANO DE OBRALa selección de mano de obra y equipamiento, están directamente relacionadas. El régimen de turnos utilizado en una mina particular, dependerá de las preferencias y condiciones locales. Los turnos de doce horas con una extensión de días libres, estllegando a ser bastante comunes. En áreas más distantes, los programas de 7 a 10 días de trabajo seguidos de un período de de scanproporcional también son bastante frecuentes. Es necesario tener bajo consideración los efectos de trabajar en condiciones climáticseveras, tales como la altura, condición muy común en Chile, y el sistema de turnos de días de trabajo y período de descanso en mina gran altura. Se está avanzando con numerosos e importantes estudios en esta área de la investigación fisiológica. Basándose en loobjetivos de producción del plan minero, se determinarán los requerimientos laborales y de equipos para lograr estos objetivo s.Debido a la naturaleza parcialmente fortuita en la eventualidad de fallas de los equipos y la experiencia de operadores con pro blemde carácter personal, la disponibilidad operaria y de equipamiento variará de turno en turno. En un día en particular, habrá muchcamiones disponibles para la cantidad de máquinas excavadoras, y también muchos operadores de máquinas excavadoras. Resulimportante desarrollar una fuerza laboral, la cual incluya políticas de “multi -habilidades”. Un operador de camión, por ejem plo, qsea capaz de apoyar en la operación de una máquina excavadora cuando se requiera, resulta de gran significancia para equilibrar lrequerimientos laborales y de equipos. Es posible utilizar una reserva de trabajadores para llevar a cabo tareas qu e puedprogramarse a medida que se vaya disponiendo de personal.ESTIMACIÓN DE LA PRODUCCIÓN DE LAS PALASLa Tabla 4.1, es una planilla de cálculo sencilla que se puede utilizar para estimar la producción de una máquina excavadora.Las propiedades básicas son las siguientes:1) Densidad de la roca, en grs./cc, tons/m3.2) Factor de Esponjamiento : Aumento en el volumen de la roca en el balde de la pala. Los valores típicos son: 1.1 para arena sec

1.5 para roca bien fragmentada; y 1.65 p ara grandes fragmentos de roca rectangulares (en forma de ladrillos), típicos de la taconi




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3) Factor de Llenado : Indica el porcentaje del volumen del balde, que normalmente está ocupado. Este depende de la geometría dla pila de desechos y la calidad de estos. Los valores típicos son: .70 para perfiles bajos de desechos y pies duros; .90 pacondiciones normales y 1.0 a 1.1 para condiciones ideales con excelente fragmentación.

4) Tiempo de Ciclo de la Excavadora : Tiempo requerido para cargar y situar un ba lde de roca en el camión. Las palas, las cuarotan de manera circular, requieren de mucho menos tiempo que las máquinas cargadoras frontales, las cuales tienen qutrasladarse desde la pila de desechos hasta el camión. El tiempo depende también de la co mpatibilidad de la máquina excavadordel camión, la calidad de las condiciones de excavación y del tamaño de la máquina excavadora. Los valores típicos para lgrandes máquinas excavadoras son: 30 a 35 seg. para las palas; y 55 a 70 seg. Para máquinas cargadoras frontales.

5) Disponibilidad Mecánica: Para los equipos mineros, la disponibilidad mecánica (DM) se define como (tiempo programadotiempo de mantención) dividido por el tiempo programado. El tiempo de mantención incluye tanto la mantención progr amada y fallas de los equipos.

6) Utilización: La utilización de los equipos (U) es el porcentaje del tiempo mecánicamente disponible en que el equipo se encuentroperando y realizando su función principal. Los tiempos de pausas, retrasos por cambios de turno, cierres de la mina debidoefectos de tronadura, etc., se deducen del tiempo disponible. La utilización equivale a (horas mecánicamente disponibles - retraoperativos) dividido por las horas mecánicamente disponibles.

7) Programa de Extracción Anual: La cantidad de tiempo expresada en días en que la mina opera al año. Es posible obtener unautorización para aquellos días perdidos (cierre de la mina) debido a condiciones climáticas severas, etc.

8) Eficiencia Operativa (E): Porcentaje del tiempo en que la unidad está realizando su función principal, E = DM * U. En ejemplo de Tabla 4.1, una pala de 20.7 m 3 con una disponibilidad mecánica y una utilización del 80%, produce 52.653 tons./díHay una buena compatibilidad con un camión de 200 toneladas , el cual ha sido cargado en 7 ciclos.

Si se utiliza un camión con una capacidad de 240 toneladas, la compatibilidad entre pala y camión será escasa. Por ejemplo, l a ppodría dejar de cargar después de los 8 ciclos, dejando al camión casi cargado con s ólo 228,5 toneladas. De forma alternada, la ppodría realizar el 9º ciclo con el balde lleno a la mitad. En cualquiera de los dos casos, la eficiencia se verá reducida de manimportante. La compatibilidad entre el camión y la excavadora es una consid eración muy importante para la selección de equipos. Eestimación de la producción, no considera el número de camiones requerido. Se supone que habrá camiones disponibles en la papara ser cargados siempre y cuando la pala pueda cargarlos. Al seleccio nar un tamaño de pala, es necesario considerar lrequerimientos de la producción anual de la mina, lo cual determina la capacidad requerida total de la flota de palas. En este ejemplsi operamos 350 días al año, 5 de estas palas podrían producir aproxi madamente 92 millones de toneladas al año, en tanto que 6 palpodrían producir 110,6 millones de toneladas al año. Si la producción anual requerida fuera de 100 millones de toneladas al adeberíamos considerar otros tamaños de palas.Es importante observar que el tamaño de la pala debe ser compatible tanto con la capacidad del camión seleccionado como conobjetivo de producción anual de la mina. Si la capacidad de la mina tuviera que mantenerse constante, los requerimientos de l a ptambién deberían ser constantes.De hecho, para la mayor parte de las operaciones en minas a rajo abierto, la capacidad procesadora es fija. A medida que el p it ganando profundidad, por lo general aumenta la razón estéril mineral. Esto aumenta la capacidad de la m ina, requiriendo más palacamiones.Asimismo, al ganar mayor profundidad el pit, aumentan los tiempos de ciclo y los tramos dentro del pit. Estos aumentos en lo

tiempos de ciclo, requerirán mayor número de camiones.FACTOR DE COMPATIBILIDAD




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El término Factor de Compatibilidad fue definido en Capítulo 3. Se calcula dividiendo el tiempo de ciclo total del camión (trasladarse, cargar, tiempo entre cargas y descargar) por el tiempo en cargar y el tiempo entre cargas. Por ejemplo, suponga qcontamos con un circuito simple, el cual se ilustra en Figura 4.1. El tiempo de ciclo total es 1800 segundos y el factor compatibilidad es 9. Normalmente, el factor de compatibilidad estimado no será un número par y deberemos decidir si truncarlo haarriba o hacia abajo. En Capítulo 3, se incluyen ejemplos de esto.Ejemplos de CálculosLos ejemplos que se detallan a continuación, cubren variadas situaciones que tienen relación con la selección de la flota de palacamionesEjemploSe desea calcular los requerimientos de equipos a fin de satisfacer el plan minero anual para extraer 90.5 millones de toneladaSuponiendo que se utilizan los mismos parámetros de la Tabla 4.1, 5 palas con baldes de 20.7 m 3, podrían producir 92.14 millonestoneladas por año. Se ha calculado un factor de compatibilidad de 4 para cada una de las palas. Basándose en la disponibilidamecánica de un camión de 80%, se requieren 25 camiones. La capacidad del camión es de 200 toneladas, en base a la compatibili dcon la pala según lo demostrado en Tabla 4.1Observe que Tablas 4.2 y 4.3 entregan un listado de las probabilidades combinadas de equipos aplicables a este ejemplo. Tabla 4.4,una versión modificada de Tabla 4.3, indicando el número de días en que las diversas com binaciones de palas y camiones estaríoperando en base a una política definida. La actual política es no operar la mina cualquier día al existir menos de 4 camiondisponibles. Hay 2.24 días en el año en que sólo 1A excavadora se encuentra disponible co n 4 o más camiones. Este número de díasdetermina agregando los días de Tabla 4.3 en la cual una excavadora se encuentra disponible con 4 o más camiones, y los días en qsólo 4 camiones están disponibles con una o más excavadores. Esta suma representa el número de días al año en que estaremoperando con una pala y 4 camiones. Observe que cuando hay menos de 4 camiones disponibles, la pala no se pone en operación besta estrategia.La estrategia utilizada en Tabla 4.4 es para operar con una pala a dicional, si es que está disponible, siempre y cuando haya uno o mcamiones disponibles de lo requerido por el factor de compatibilidad. Por ejemplo, si tenemos 5 camiones y 2 palas disponible s confactor de compatibilidad de 4, operamos con 2 palas.Podría resultar ser más económico operar sólo con 1 pala y 5 camiones o sólo 4. Se puede evaluar cualquier estrategia en base a costos laborales y operacionales involucrados y la producción generada Los cálculos económicos de esta naturaleza se presen taposteriormente en este Capítulo. Para calcular la producción anual, necesitamos determinar cuánto puede producir la pala al n o veafectada por los retrasos mecánicos. Los retrasos mecánicos se incluyen en este análisis suponiendo que la disponibil idad mecáncorresponde a la probabilidad en que la pala se encuentra en operación. Para estimar la producción de la pala bajo estas circ unstancisuponemos una disponibilidad mecánica del 100% en los cálculos presentados en la Tabla 4.1. El cálculo re sultante es 65.816 tons./o 16.454 tons./día/camión. Luego, estimamos la producción anual para cada combinación de palas y camiones en operaciómultiplicando este valor por el número de días y el número de camiones.Por ejemplo, en la Tabla 4.4 tenemos 70.7 días al año en que se encuentran operando 5 palas y 20 camiones. La producción resultanes 70.7 * 16454 = 23.275.000 toneladas durante estos días. La producción anual total estimada de esta forma es de 90.604.00toneladas. Dicho resultado se compara con el cálculo de la Tabla 4.1, cuya producción anual estimada es de 92.142.500 toneladasdel98.3%. La diferencia es un poco más de 1.5 millones de toneladas. Aunque no resulte ser un gran porcentaje, la diferencia

significativa. Basándose en estos cálculos, esta flota podría lograr los objetivos de producciónde 90.5 millones de toneladas al año. Siembargo, es posible observar en la Tabla 4.4 que hay sólo 109 días al año en que se encuentran operando 5 palas y más de 1camiones. Estos días se dan de manera ocasional, no se pueden programar. Si planificamos personal para operar 5 palas y 20 camionpor cada turno, sólo se podrían utilizar el 32% del tiempo. Esta condición resultaría ser bastante costosa y poco práctica. C on eflota, probablemente podríamos programar sólo 4 palas y 16 camiones.A fin de analizar el efecto de esta condición, podríamos añadir los 109 días en que 5 palas y más de 16 camiones se encuentradisponibles a los días en que sólo se dispone de 4 palas y 16 camiones para operar. Se entrega el resultado en Tabla 4.5. La produccianual disminuye a casi 84.5 millones de toneladas, o sea, 6 millones de toneladas bajo el nivel requerido.Este déficit se pod ría supeprogramando un cargador frontal para operar. Esta máquina s ervir de repuesto para reemplazar aquellas palas que han fallado y commáquina de utilidad para remover la nieve, caminos construidos, etc.

Tabla 4.1. Pala/Estimación de la Producción de una Maquina CargadoraTon/metro cuadrado 2.30Factor de esponjamiento (en el balde) 1.50

Capacidad del balde (m3

) 20.70Factor de llenado 0.90Tiempo de ciclo (seg) 30.00Disponibilidad Mecánica 0.80Utilización 0.80En operación (%) 0.64

Toneladas desplazadas/m3 1.53Tonelaje/balde 28.57

TonelajeAcumulativo

CicloTiempo

Acumulativo28.57 1 30.00




28

57.13 2 60.0085.70 3 90.00

114.26 4 120.00142.83 5 150.00171.40 6 180.00199.96 7 210.00228.53 8 240.00257.09 9 270.00285.66 10 300.00

Tonelaje Máximo/Hora 3428Tons. Promedio estimadas/Hora 2194Tonelaje promedio estimadas/DíaPara DM=80%

52.663

Tonelaje promedio estimadas/DíaPara DM=100%

65.816

Tabla 4.2. Probabilidades combinadas para un númeroexacto de excavaciones y camiones.

Ambas flotas con una disponibilidad mecánica de 80%

Tabla 4.3. Número de días en que se dan diversascombinaciones de equipos en base a 350 días operativos al añ

Tabla 4.4. Estimacion de la produccion anual operando con 5 palas y 20 camiones




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Tabla 4.5. Similar a la Tabla 4.4, con un maximo de 4 palas y 16 camiones operando

servicios auxiliares mineros

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