PONENTES:

VARGAS LIZARRAGA, EDER JHONSONCASTILLO VILCA, WILLIAN

TEMA A EXPONER:COMPARACION DE EQUIPOS DE CARGUIO

EN TAJO ABIERTO

“COMPARACION DE LA PRODUCTIVIDAD DEL CARGADOR

FRONTAL CAT 980G Y LA EXCAVADORA CAT 345BL PARA LA

SELECCIÓN DE EQUIPO DE CARGUIO EN COMARSA”

Debido al alto costo que representa las operaciones de Carguío y su influencia directa en el Costo Mina; (Carguío = 20 a 25 %; como resultado económico de proyectos mineros - Comarsa); es necesario seleccionar el equipo de carguío adecuado que optimicen los resultados de estas operaciones en cuanto a su productividad y costos.

JUSTIFICACION

EQUIPOS A COMPARAR

La empresa especializada POMISPA cuenta con 3 cargadores frontales CAT 980G de 4.2m³ de capacidad y la empresa especializada SAN SIMON S.A. cuenta con 5 excavadoras hidráulicas CAT 345 BL de 2.9m³ de capacidad; los cuales se encuentran operativos.

De acuerdo a la operatividad de cada equipo en el carguío de material en el tajo Tentadora se determinará la productividad en relación a COSTO/PRODUCCIÓN (US$/Hr) lo que permitirá comparar y seleccionar la alternativa mas rentable.

QUE ES PRODUCTIVIDAD

Productividad es el cociente de la división de los recursos empleados entre la cantidad producida, para lograr un proceso.

La productividad también puededefinirse como la eficiencia conque los recursos se administranpara completar un procesoespecífico, dentro del tiempoestablecido y con la calidadacordada

OPEACIONES MINADescripción del Método de Minado

Las operaciones se realizan por el método de minado a tajo abierto. El carguío de mineral y desmonte se realiza con cargadores frontales y excavadoras hidráulicas, mientras el acarreo con volquetes Volvo; NL-12 y FM-14 ambos de 15 m3, pertenecientes a Contratas como: POMISPA, SAN SIMON, TRANSFLOSA, JAM. EQUIPOS y OPERACIONES COMERCIALES.

Para el control del carguío y Acarreo, se cuenta con supervisores de frente donde se controla a la operación en si y los tiempos de equipos, para ello el supervisor de frente cuenta con un PDA (Personal Digital Asistant), que permite recopilar información necesaria con respecto a la actividad de los equipos para una transmisión vía wirelles.

PARÁMETROS GENERALES DE DISEÑO DEL TAJO

CARGADOR FRONTAL CAT 980G Los cargadores frontales son usados para el transporte de material fino y grueso, como arena, tierra y rocas, son utilizados para el carguío de camiones, para la excavación de suelos, explotación minera, construcción civil, etc.

Estos equipos levantan el material, lo transportan y lo descargan en volquetes, tolvas, depósitos o lo apilan en una cancha. Los cargadores frontales realizan la misma labor que las palas y las excavadoras.

EXCAVADORA HIDRAULICA CAT 345 BL La excavadora hidráulica es una máquina que se utiliza tanto en faenas de explotaciones mineras como en obras civiles.

La potencia hidráulica es la clave de las ventajas que ofrecen estas máquinas. El control hidráulico de los componentes de la máquina proporciona mayor rapidez en los tiempos de los ciclos, mejor control de los accesorios, mejor eficiencia total, suavidad y facilidad de operación y un control positivo que permite una mayor precisión en el carguío de material.

PRODUCCIÓN DE LOS EQUIPOSPara el calculo de producción de los cargadores y excavadoras se encuentran tablas de los fabricantes que ayudan aplicar la formula general de producción.

Estas tablas están hechas con base a numerosas pruebas y bajo ciertas condiciones ideales de operación.

La producción por hora se puede obtener aplicando la siguiente formula:

Donde:

Q= producción por hora (m³/hr)

q= producción por ciclo (m³)

N = numero de ciclos por hora

E = Factor de eficiencia.

FACTOR DE EFICIENCIA (E)

Este es un valor aproximado de acuerdo a

las condiciones de la zona de trabajo.

La eficiencia es equivalente tanto en elCargador Frontal como para la

excavadora

PRODUCCIÓN POR CICLO

Es la cantidad de material cargado en un ciclo o pase. Donde:q= producción por ciclo (m³).ql = capacidad colmada del cucharónespecificaciones nominales.K = Factor de llenado del cucharón (tablas).

Numero de ciclos por hora

Donde :N = Numero de ciclos por hora.Tc= Tiempo estándar de ciclo

CARGADOR FRONTAL EXCAVADORA

TABLAS DE FACTOR DE LLENADO (K)

ESPECIFICACIONES TECNICAS DE LOS EQUIPOSCargador Frontal CAT 980G

Excavadora CAT 345BL

• COSTOS DE ARRENDAMIENTO.

En el costo de arrendamiento de equipos de carguío la compañía y las empresas especializadas establecieron costos de alquiler de equipo basados en el consumo de combustible, esta información es indispensable para la determinación de la productividad de los equipos en estudio, ya que hallando la producción en toneladas por hora promedio y con estos costos se podrá determinar el costo por tonelada promedio, y será el indicador con el cual se realizará la comparación.

Cargador Frontal CAT 980G : Carguío a un carrilLa forma general de trabajo de un cargador frontal es el siguiente: la maquina se acerca al frente de carga con el cucharón al nivel del suelo, la cuchilla horizontal y con la velocidad más corta de la caja de cambios. Una vez que ha penetrado el cucharón en el terreno se procede a la carga del mismo

A continuación se cambia el sentido de marcha retirándose del frente con el cucharón elevado, y en un momento dado vuelve a desplazarse hacia delante con el fin de aproximarse al punto de vertido para depositar la carga. La trayectoria que describe el cargador habitualmente es en forma de “V”.

TRABAJO DE CAMPOdescripción de los métodos de carguío

TIEMPOS DE CICLO.Normalmente el tiempo de ciclo de carguío con el cargador frontal esta dividido en cuatro partes, y estos dependen de la distancia al frente y al volquete de acuerdo a las condiciones de trabajo y de dimensiones de los equipos, a continuación se muestran los 4 tiempos fundamentales :

Carga (T-1). Desplazamiento cargado (T-2). Descarga o volteo (T-3). Desplazamiento vacío (T-4)

CALCULO DE LA PRODUCTIVIDAD NOMINAL

DEL CARGADOR FRONTAL CAT 980Ga). Calculo del número de ciclos por hora (N)

• Tc = Tiempo de ciclo estándar o nominal = 30seg• N = 3600 / 30 = 120 ciclos/hr.

b). Calculo de producción por ciclo (q)

• ql = Capacidad colmada de cucharón = 4.2m³• K = Factor de llenado = cargue de roca de voladura = 80%• q = 4.2 m³ x 0.8 = 3.4 m³

c). Calculo de Producción por hora (Q).• q = Producción por ciclo = 3.4m³ (*)• N = Ciclos por hora = 120 ciclos/hr (*)• E = Eficiencia = Condiciones de “PROMEDIO” = 75%• Q = 3.4 m³/ciclo x 120 ciclos/hr x 0.75 = 302.4 m³/hr

d). Calculo del Volumen In situ de producción.• Fw = factor de esponjamiento = 0.7 (140%)• Vinsitu = 302.4 x 0.7 = 211.7 m³/hr

e). Calculo de Producción por hora en toneladas.

• ρ = Densidad del material in situ = 2.5 Tm/m³• Prod (Tm/hr) = 211.7 m³/hr x 2.5 tm/m³ = 529.2 Tm/hr

f). Calculo de la Productividad.

• PRODUCTIVIDAD = 90.6 US$/hr / 529.2 Tm/hr = 0.17 US$/Tm.

DESCRIPCIÓN DE LOS MÉTODOS DE CARGUÍO

excavadora cat 345bl : carguío a dos carriles.

Tiempo de cicloEl tiempo del ciclo es una función del tipo de máquina y de las condiciones de trabajo que incluyen el ángulo de giro, la profundidad o altura de corte.

Un ciclo se considera como el total de las operaciones de corte, en el trabajo realizado por una excavadora se tienen cuatro tiempos:

Corte (T-1) Giro con carga (T-2) Descarga (T-3) Giro vacío. (T-4)

CALCULO DE LA PRODUCTIVIDAD NOMINAL

DE LA EXCAVADORA CAT 345BL

a). Calculo del número de ciclos por hora (N)

• Tc = Tiempo de ciclo estándar o nominal = 14seg• N = 3600 / 14 = 257 ciclos/hr.

b). Calculo de producción por ciclo (q)

• ql = Capacidad colmada de cucharón = 2.9m³• K = Factor de llenado = roca bien fragmentada por voladura =

60%• q = 2.9m³ x 0.6 = 1.7 m³

c). Calculo de Producción por hora (Q).

• q = Producción por ciclo = 1.7m³ (*)• N = Ciclos por hora = 257 ciclos/hr (*)• E = Factor de eficiencia = Condiciones “PROMEDIO” = 75%• Q = 1.7m³/ciclo x 257ciclos/hr x 0.75 = 335.6m³/hr

d). Calculo del Volumen In situ de producción.

• Fw = factor de esponjamiento = 0.7 (140%)• Vinsitu = 335.6 x 0.7 = 234.9 m³/hr

e). Calculo de Producción por hora en toneladas.

• ρ = Densidad del material in situ = 2.5 Tm/m³• Prod (Tm/hr) = 234.9 m³/hr x 2.5 tm/m³ = 587.3 Tm/hr

f). Calculo de la Productividad.• PRODUCTIVIDAD = 114.7 US$/hr / 587.3 Tm/hr =

0.20 US$/Tm.

ESTADÍSTICA DESCRIPTIVA DE DATOS

A partir de la información tomada en campo y sus respectivos cálculos de producción, se obtiene el PROMEDIO de los valores en los 59 turnos.

Estos valores promedio de producción se evaluaran de acuerdo al costo de arrendamiento y se determinara la productividad de cada equipo.

Grafico comparativo de la eficiencia de los equipos

RESULTADOS:PRODUCTIVIDAD DE LOS EQUIPOS,

COMPARACION Y SELECCÍONPRODUCTIVIDAD DEL CARGADOR FRONTAL 980G• Costo de Arrendamiento = 90.6 US$/hr.• Producción Operativa = 526.98 Tm/hr.

PRODUCTIVIDAD = 90.6 (US$/hr) / 526.98 (Tm/hr)

= 0.172 US$ / Tm.

PRODUCTIVIDAD DE LA EXCAVADORA CAT 345 LB• Costo de Arrendamiento = 114.7 US$/hr.• Producción Operativa = 602.14 Tm/hr.

PRODUCTIVIDAD = 114.7 (US$/hr) / 602.14 (Tm/hr) =

= 0.191 US$ / Tm

COMPARACION DE LA PRODUCTIVIDAD DE LOS EQUIPOS

• Comparando tenemos que el cargador es mas productivo ya que emplea menos recursos (costo en US$) para el carguío de una tonelada de material.

BENEFICIO ECONÓMICO DE LA SELECCIÓN

• Una vez hecha la comparación de la productividad, calculamos la diferencia de en costos que será el ahorro en dólares por tonelada.

• Beneficio = Productividad Excavadora – Productividad Cargador.

BENEFICIO = 0.191 US$/Tm – 0.172 US$/Tm = 0.019 US$/Tm

• De acuerdo al plan de minado, cada equipo debe cumplir una producción mínima de 5000 Tm por turno, por lo tanto el beneficio económico por cada excavadora CAT 345BL reemplazada por un Cargador Frontal CAT 980G:

• BENEFICIO POR TURNO = 0.019 US$/Tm x 5 000Tm/turno• BENEFICIO POR TURNO = 95 US$/turno.• BENEFICIO POR DIA = 95 US$/turno x 2 = 190 US$/día.• BENEFICIO POR MES = 190 US$/mes x 26 = 4 940 US$/mes.• BENEFICIO POR MES EN 5 EXCAVADORAS = 24 700 US$

CONCLUSIONES

Para determinar la producción y la eficiencia de los equipos de carguío, es muy importante tener un control detallado de los tiempos de cada actividad realizada durante el turno de operación, y a la vez clasificarlas en horas efectivas y demoras.

La eficiencia de operación no siempre determina la selección del equipo conveniente, por lo que es de suma importancia calcular la productividad; que mediante un análisis de costos – producción nos permita comparar dos equipos.

RECOMENDACIONES

El control de las operaciones de carguío debe ser supervisada constantemente para disminuir las demoras y riesgos; y principalmente debe enfocarse en la capacitación continua de los operadores de equipo pesado, ya que el recurso humano es pieza fundamental en la productividad de los equipos.

GRACIAS