55776 Materialdeestudio-parteia (1)

1INTERCADECONSULTANCY & TRAINING

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CAMIONES MINEROS

Ph. D. Tadeusz S. GolosinskiConsultor Intercade

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Ph.D. Tadeusz s. Golosinski - [email protected] - Consultor Intercade

CONTENIDOS

Introduccin Tipos de unidades Tiempo de ciclo Clculo de produccin y clculo de flota Caractersticas generales y de diseo Operaciones bsicas y prctica operativa Optimizacin operativa Criterios tcnico-econmicos de seleccin Mantenimiento de equipos Seguridad y prevencin de accidentes Impacto de la seleccin del camin en los costos totales Bibliografa


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1. INTRODUCCIONPOR QUE CAMIONES?

$ 3,5 millones

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QUE CUENTA MAS?Ejemplo: mina open pit, 100,000 ton/da

Perforacin 7,0%

Voladura 8,0%

Carguo 20,0%

Soporte 25,0%

Acarreo 40,0%

Distribucin tpica de costos


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CONCLUSION

Los camiones contribuyen mucho al costo de operacinde las minas.

Saber cmo seleccionar, usar y mantener los camionesayuda mucho al control de costo de minera.

Los camiones modernos son equipos muy complejos,usan tecnologas state of the art y son difciles deaprender y manejar.

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2. TIPOS DE UNIDADES


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HAY GRAN VARIEDAD DE TIPOSDE CAMIONES EN MINERIA

Camiones tolva (descarga atrs) Minas grandes de todo tipo Casi todos los camiones en minas de roca dura Camiones ms grandes

Volquetes (descarga por el fondo) Minas de carbn y otros minerales Distancias largas de transportes

Camiones articulados Transporte en condiciones difciles (pendientes,

resistencia a rodadura Otros tipos

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360 t? 400 t?

DESCARGAS TRASERAS: MAS VERSATILEShttp://youtu.be/9Ucal_tHUw0


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CAMIONES DE DESCARGA TRASERA(CAMION TOLVA)

Son los ms populares, verstiles y flexibles.Presentan los siguientes tamaos:

360 toneladas cortas, mxima carga. 85 a 240 toneladas cortas, los ms populares en la minera. Pequeos para sacar el material.

Nmero de vendedores. Mercado competitivo, rpido progreso y desarrollo.

Usan diseos de dos ejes solamente. No de tres ejes como se muestra en la foto.

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CAMIONES TOLVA

Flexibilidad en la descarga. Pueden descargar donde se requiera. No se requiere una dependencia para descargar.

Pueden transportar material de cualquier tamao. No hay restricciones de material al descargar.

Son buenos para subir pendientes. Pueden subir eficientemente pendientes de 10% a

12%. Lugares con RR elevados no son un problema para

este tipo de camiones.


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CAMIONES TOLVA

No son econmico para transportar material a grandesdistancias (5 millas). De masa relativamente alta para la razn de carga. Motores grandes/drive trains (10 HP/ton de carga).

Para que trabajen eficientemente se requiere lo siguiente: Buenos caminos Mantenimiento experto

Son relativamente caros.

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Ver los tamaos!

Camiones de descarga inferior

Otractores-camiones de

acoplado


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AplicacinNotar el rea objetivo

Cul es el eje motor?

Descarga

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CAMIONES DE DESCARGA INFERIOR(VOLQUETES)

Son buenos para transportar a largas distancias. Poca masa para la razn de carga. Grandes cargas para la razn de HP (7 HP por 1

tonelada de carga).Presentan gradeabilidad baja.

Pueden subir pendientes de 4% a 6%. No pueden andar con RR muy altas.

Se necesita una facilidad especial para facilitar ladescarga inferior. No hay flexibilidad en la destinacin del material.


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UN HIBRIDO: CAMIONES KRESSVentajas de los dos? Problemas de los dos?

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CAMIONES KRESS

Una combinacin de camiones de descarga trasera einferior.

El rendimiento decae en la gradeabilidad y en lacapacidad de carga.

Caracterstica de diseo: pueden doblar curvas cerradas.Requieren una facilidad para descargar.Utilizado principalmente en el transporte de carbn.


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VOLVO es el CAT de los camiones articulados.

CAMIONES ARTICULADOSEJES MOTORES?

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Ventajas principales

a. Traccin en todas las ruedasb. Capaz de enfrentarse a lo

siguiente:N. 1. Altos RR.N. 2. Pobres condiciones desuelo.

Los Terex tampoco son malos.

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CAMIONES ARTICULADOS

Son capaces de enfrentarse a pobres condiciones de suelo y altos RR. Pueden andar en todo terreno (haul road).

Relativamente son de tamao pequeo (50 ton). Tarifas base de produccin.

Traccin en 4 o 6 ruedas.Pueden doblar curvas cerradas.

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QUE TIPO DE CAMION?BUENO: Gradeabilidad, descarga,

maneobrabilidad, flexibilidad.OTROS: Carga/masa, hp/masa.

BUENO: Carga/masa.OTROS: Gradeabilidad, transporte

de larga distancia, descargafija.

Una combinacion?Otros camiones: Articulados, especializados

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CAMION MECANICO VS. ELECTRICO

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CAMIONES MECANICOS O ELECTRICOS?

Mecnicos ElctricosCAT, Komatsu (hasta 150 ton) Komatsu, Euclid, Terex, Liebherr...

360 ton CAT (mecnico) 320 ton Komatsu (elctrico)

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QUE ES UN CAMION CON TRANSMISION MECANICA?

Es como una camioneta normal. Motor Transmisin Diferenciador Traccin en las ruedas

Tamao

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No hay transmisin mecnica,solo corriente.

Las ruedas son motores elctricos.

Engine

Alternator

CAMIONES ELECTRICOS

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CAMIONES ELECTRICOS

Originalmente diseados para superar las limitacionesde la transmisin mecnica.

Basados en un diseo utilizado para las locomotoras. Motor Generador DC Las ruedas con traccin actan como el motor DC.

Controles elctricos: ventajas Fcil de regular la velocidad Frenos dinmicos

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RUEDA GE 788(CAMIONES DE 170 A 190 TON)

Speed vs. TorqueEquipment1. GTA22/GE788BS

Mot

or

sha

ft to

rqu

e (2M

oto

rs) P

ou

nd-

Fee

t

2. 1600 GHP at 2100 RPM engine.1460 NHP input for traction

NOTE: Gear losses havebeen deducted from motorshaft output. 41H141607 (Rev. 1)

0Motor Speed (RPM)

8000

16,00

024

,00

032

,00

0

20001000 3000 4000

Speed vs. Retarding TorqueEquipment1. GTA22/GE788BSRetarding Resistances1. 0.526 ohms/motor-MainExtended Range2. 0.387 ohms/motor3. 0.293 ohms/motor4. 0.198 ohms/motor

Mo

tor

sha

ft to

rqu

e (2M

oto

rs) P

oun

d-Fe

et

41H141628 (Rev. 1)

0Speed (RPM)

8000

4000

12,00

016

,00

0

20001000 3000 4000

Extended RangeRetarding

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QUE CORRIENTE UTILIZAMOS: DIRECTO O ALTERNO (DC O AC)?

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VENTAJAS DEL SISTEMA AC (MARATHON LETOURNEAU, 1990)

Capaz de producir un grantorque para frenar (velocidadigual a 0).

No se requieren frenosmecnicos durante lasoperaciones normales.

El gran rango de frenado norequiere contactor.

Economa de combustiblemejorada.

Distancias ms cortas parafrenar.

Se demora menos de s enfrenar.

Seguridad, menos aceleracinen pendientes.

No se requiere mantencin decontactor.

Menos mantenimiento de losfrenos mecnicos.

Control de velocidad automtico,al ir cuesta abajo (pendientesnegativas).

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EL SISTEMA AC OFRECE(KOMATSU, 2000)

Mejoras en las capacidades de retraso. Ms rpidos. Costo reducido de mantencin y de reparacin. Menos tiempo muerto. Control exclusivo de resbalamiento Eso esperamos...

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RUEDA AC1. Motor

2. Eje impulsor3. Portador de alta

velocidad4. Engranaje del sol5. Portador de baja

velocidad6. Tubo de torque7. Tubo de rueda8. Cojinetes de la rueda

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CUAL DE LOS DOS ES MEJOR?

Depende con quien hable. Pequea historia

Originalmente solo haba camiones elctricos para 80 tonde carga.

CAT introdujo una lnea de grandes camiones mecnicosen la dcada de los ochenta. Estos eran mejores que loselctricos.

Los otros despertaron (reaccionaron) y se adelantaron. Requiere expertos internos (para el mantenimiento). Mira la calidad del servicio del OEM/del distribuidor. Toma ventaja de la situacin competitiva.

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CAMIONES ELECTRICOS TROLE

Disponibles solo con camiones de traccin elctrica. Tener en cuenta lo siguiente:

Es considerablemente ms rpido en pendientespositivas (cuesta arriba).

Hay menor uso de combustible, si esto es depreocupacin.

El uso total de energa puede ser ms barato enalgunos escenarios.

Introduce inflexibilidad al sistema de transporte. Hay mayor costo capital, algunos problemas

operacionales.

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TEORIA DE OPERACION

Overhead Traction Line

MotorizedWheel

Changeover Switch

Diesel Engine

Generator

Controlbox

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Las nicas operaciones exitosas estn en Sudfrica. El combustible Diesel es costoso. La energa elctrica es barata. Escasez de combustible Diesel.

EJEMPLO: MINA PALABORA (1988)

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TROLE: VENTAJAS

Aumento de velocidad en las rampas. Entre ms larga la rampa, ms grande es el aumento

(depende del camin). Menor costo energtico.

Depende del precio del diesel/electricity; en las mismascircunstancias, puede resultar ms caro.

La vida de los componentes se entiende. Motores del camin, ruedas elctricas.

Avances tecnolgicos: AC? Otros?

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CASO DE ESTUDIO: AUSTRALIA

Comparison of Truck Performance

Haul

FM 337 361 7.2 6,7 425 347M T M T M T

592 607 4.1 4.0 201 160396 402 6.1 6.0 313 249627 631 3.9 3.8 185 1147550 574 4.4 4.2 236 190

FEHSBHNT

Productionper truck, t/hr

No, of requiredtrucks

Fleetcost, $/hr

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CASO DE ESTUDIO: EE. UU.

Diesel Fuel Price(US$/liter)$0.15

$0.000$0.010$0.020$0.030$0.040$0.050$0.060$0.070$0.080

$0.17 $0.19 $0.21 $0.23 $0.25

Ele

ctric

ity Pr

ice (U

S$/k

wh)

Energy Trade-Off Not Favorable to Trolley Assist

Energy Trade-Off Favorable to Trolley Assist

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TROLE: ASUNTOS

Flexibilidad reducida del sistema de transporte. Costos adicionales en el capital y en las operacionales.

Sistema de troles Sistema de transporte (ver abajo) Sistema de disponibilidad reducido

Aumenta la masa del vehculo y como consecuencia haymenos carga til.

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CAMIONES AUTONOMOS

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WHATS FUNNY ABOUT THIS ONE?

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Hay una variedad de camiones/vehculos en el mercado.

NO CUBRIMOS TODO

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3. TIEMPO DE CICLO

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IMPORTANCIA

La productividad de un camin depende directamentedel tiempo de su ciclo.

PR [ton/h] = carga [ton] x n. de ciclos [1/h] x FEFE factor de eficiencia cubierto ms tarde

N. de ciclos = 60 [min/h]/tiempo de ciclo [min]

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TIEMPO DE CICLO(TIEMPO FIJOS Y VARIABLES)

Consiste en lo siguiente: Tiempo de carguo. Tiempo de viaje con carga a sitio de descarga.

Ms alta la velocidad, ms corto es este tiempo. Tiempo de descarga. Tiempo de regreso a sitio de carguo.

Ms alta la velocidad, ms corto es este tiempo. Tiempos perdidos: aculatamiento, esperando para

carga, esperando para descarga, etc.Organizacin, supervisin de trabajo, condiciones.

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COMO DEFINIR LA VELOCIDAD?

Depende de lo siguiente: Tipo de camin Carga que trae el camin Inclinacin de la va Condicin de la va (resistencia a rodadura)

Es diferente para cada tipo y tamao de camin. Lo define el fabricante del camin como rimpull charts.

Nota: las charts son para camiones en buen estado y con operador bueno.

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TABLA DE RIMPULL CAT 777D (Hbk)

Cont.grade

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CAMION ELECTRICO

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VELOCIDAD SEGURA VS. ANGULO FAVORABLE PARA CARRETERAS DE CAMIONES

ngulo actual favorable0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

50

40

30

20

10

Velo

cida

d-

mph

Vehculo cargado

Vehculo vaco

QUE TAN RAPIDO PUEDES IR CUESTA ABAJO?

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TABLA DE RETARDO CAT 775D (HBK)

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RETARDO DINAMICO

CONTINUOUS RETARDING

Brake perfomance830E

Travel Speed(km/h)

RIM

PULL

IN

KI

LOG

RAM

S(T

hou

san

ds)

OFF-HIGHWAYDUMP TRUCKS

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

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RETARDO DINAMICOHD1200-1D

Brake PerformanceOFF-HIGDUMP T

00

10

20

30

40

50

60

70

(X10 lb)

0

5

5

10

10

10 20 30 40 50 60 Km/h

(MPH)

Tota

l res

istan

ce(%

)

Travel Speed

15

15

20

20

25

25

30

30

35

00 50 100 150 200 250 300

136,000kg(299,880lb)load

100 200 300 400 500(A)

(B)(D)

(D )

(E) ( C )

( C )

16%18%

14%14%

12%

10%

8%

6%

4%

2%

600

35

3

(X10 kg)3

(X10

kg

)3

(X10

lb

)3

Rim

pull

Empty

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300

Seg. 2 Seg. 3Seg. 1

Distancia (pies)1000 44002000

Pala Botadero

Velo

cida

d(m

ph)

05

1015202530354045

QUE ES LA VELOCIDAD PROMEDIO?

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Datos necesarios de todos los segmentos de ida yvuelta. Pendiente y largo del segmento Resistencia al Rodaje (RR) GVW & especificaciones del camin

Usar las tablas de resitencia y retardo para definir lavelocidad de ida y vuelta.

Ajustar para una velocidad promedio.

CALCULO DE VELOCIDAD 1

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Las limitaciones de traccin deben estar definidas.

Modelos de simulacin disponibles (FPC, Talpac, OEM,dispatch).

La exactitud depende de la calidad de los datos.

CALCULO DE VELOCIDAD 2

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Tiempo de carga Tipo y tamao de la cargadora. Condiciones de trabajo, de habilidad, etc.

Tiempo de descarga Condiciones del rea de descarga, tipo de descarga,

propiedades del material, maniobrabilidad de la unidad.

Tiempo de acomodacin Mtodo de carga, maniobrabilidad de la unidad. Operador/supervisin, tipo de cargador.

Tiempo de espera: encaje de la flota, organizacin

TIEMPOS FIJOS

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Condiciones

Excellent

Average

Severe

Tiempo del ciclo vs. descripcin de lascondiciones de trabajo

Muy rpidoMaterial bien fragmentado, 45 swing. Excelente operador.Sobre el promedioGolpe de Roca 60-90 swing.Operador sobre el promedio.

Rango tpicoMaterial de golpe pobre o ligero. 900 swing. Operador promedio.

Lento Malas condiciones de carga, 120-1800 swing. Operator novato.

Fastest practical

Rangotpico

Lento

Fastestpossible

A

B

C

D

E

5130

25 s

28 s32 s

36 s

Recordar: FEL?

EJEMPLO: TIEMPO DEL CICLO DE CAT 5130

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Aculatamiento DescargaCarga - Otro M&D

CamionesMnimo 0.6 0.5 1.1 0.5 1.6Mximo 0.8 0.6 1.4 0.6 2.0

Camiones articulados de descargaMnimo 0.6 0.5 1.1 0.5 1.6Mximo 0.8 0.6 1.4 0.6 2.0

TIEMPO DE ACULATAMIENTO Y DESCARGA: EJEMPLOS

(Tiempo en minutos)

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