CRITERIOS PARA EL DISENO DE LA EXPLOTACION POR MEDIO CAMIONES MINEROS.

CRITERIOS PARA EL DISENO DE LA EXPLOTACION  POR MEDIO CAMIONES MINEROS.

Determinados los objetivos de producción se pasa a la fase de diseño de la operación conocida también como ingeniería, que trata esencialmente de definir los parámetros geométricos de la operación y la maquinaria en tamaño capacidad y número.

En el aspecto geométrico los objetivos del diseño básico son:

• Apertura y Preparación.
• Bancos.
• Accesos Principales.
• Rampas y Caminos.
• Drenajes y desagües.
• Botaderos.

En el aspecto de maquinaria se trata de lograr un armónico equilibrio entre las diferentes maquinas - perforadoras, equipos de cargue, elementos de transporte, servicios auxiliares - para obtener la máxima eficiencia y disponibilidad con la inversión más ajustada.

Antes de empezar a detallar cada objetivo señalemos una regla hoy prácticamente vigente en la Ingeniería de Minas: “Las máquinas definen el método y con ello el tajo, no al contrario”.

No se debe por lo tanto afirmar que un mina no es capaz de emplear excavadoras ó camiones de determinada capacidad porque no caben, sino que se deben dar las dimensiones para que dichos equipos trabajen con holgura y capacidad.

1. DISENO DE RAMPAS Y CAMINOS.

Varios e importantes criterios deben tenerse en cuenta a la hora de determinar el mejor camino entre el punto de carga y el lugar de descarga, que esencialmente es el que tenga menor ciclo, gráficamente diremos que la distancia se mide en minutos y no en metros. Depende fundamentalmente de:

• Tipo y Capacidad de la maquinaria de transporte.
• Forma del yacimiento.
• Producción horaria.
• Método de transporte.
• Secuencia de explotación.

El punto de carga variará notablemente según la marcha de la explotación. Pero el punto de descarga si bien variable en cierto modo es bastante más fijo y suele ser:

• Planta de trituración primaria ó stock de mineral.
• Depósito de material estéril, llamado vertedero, escombrera ó botadero.
• Depósito de materiales con ley no comercial en el momento del arranque. Marginales.
• Depósitos de capa vegetal ó suelos.

La variación del punto de carga, obligará a una revisión del camino a lo largo de la obra, con objeto de conseguir siempre el mejor camino, que no es otro que aquel que da lugar al ciclo de tiempo más pequeño y al mínimo de interrupciones y molestias. 

La vía viene definida por los siguientes factores geométricos:

1.1 ANCHURA.

La anchura de la pista debe ser suficientemente amplia para proporcionar una gran seguridad, maniobrabilidad y mantener la continuidad del ciclo de transporte. Existen diversos criterios en cuanto a su determinación. Siguiendo la recomendación del AASHO Manual for Rural Highway Design, esta debe ser:

                               A = a (0,5 + 1,5 n)               donde:

A = Anchura total.

a= Anchura del vehículo.

n= Número de carriles.

Esto significa que a la izquierda y a la derecha de cada vehículo se deja una distancia de seguridad equivalente a la mitad de la anchura de este.

1.2 PENDIENTE.

Como es lógico, deberá ser la menor posible, pero, esto suele producir generalmente un aumento de la distancia. Hay quien prefiere largas distancias en caminos más horizontales y quien el camino más corto aun a costa de fuertes pendientes. En resumen, la mejor pendiente será aquella que permita obtener el ciclo de tiempo menor en el transporte.

Según el yacimiento y la secuencia, las pendientes pueden ser:

• Ascendentes
• Descendentes.
• Horizontales.

Es bien conocida la regla que para pendientes menores del 15% por cada 1% de pendiente contraria, el motor de la máquina debe desarrollar un empuje adicional de 10 Kg por cada tonelada de peso del vehículo. De ahí que cada planificador conocerá sus circunstancias de disponibilidad de potencia en los motores y el precio del combustible, para decidirse por algunas de las dos tendencias.

1.3 VISIBILIDAD.

La capacidad del conductor para ver a tiempo un riesgo potencial, evita que se afecte la seguridad y velocidad de la operación. El principal factor que debe considerarse, tanto en las curvas como en los cambios de rasante es la distancia de visibilidad que será función de la distancia de frenado.

Para calcular las distancias de frenado se utilizan pueden emplearse ábacos diseñados por los diferentes fabricantes.

1.4 PERALTE.

Cuando un vehículo entra en una curva, además del peso y la reacción que el rozamiento debido a la rotación produce en el terreno aparece una nueva fuerza, la centrífuga. Esta fuerza origina dos peligros para la estabilidad del vehículo en marcha:

• El peligro de deslizamiento transversal, y
• El peligro de vuelco.

La función del peralte es contrarrestar la fuerza centrífuga y existen fórmulas para calcularla.

1.5 ELEVACION O BOMBEO.

Con el fin de conseguir un desague efectivo hacia las cunetas ó bordes laterales, debe darse una coronación al eje de la pista con respecto a estos bordes. Los valores más usuales varían entre 2 a 4 cm por metro de anchura, es decir 2 al 4%.

1.6 RADIOS MINIMOS Y ANCHURA DE LAS CURVAS.

Los radios mínimos no deben suponer un freno en la producción, ya que si es necesario hacer maniobras en zig-zag supondrá un aumento del tiempo de ciclo y una limitación notable del tráfico. Los valores más usuales son 20 a 30 m para carreteras y 150 a 200 m para ferrocarril.

En las curvas debe efectuarse un aumento de la anchura normal, debido a la tendencia natural del conductor a no mantenerse en el eje de la calzada y a la trayectoria distinta de las ruedas traseras.

1.6. BASE, SUB BASE Y SUPERFICIE.

Uno de los métodos más empleados para la determinación de los espesores de material que requieren ser colocados sobre el subsuelo, está basado en el empleo de las curvas “California bearing ratio”

Existen terrenos que por sus características resistentes constituyen una buena base, no siendo necesario un gran aporte de material para la preparación de la pista de transporte .

2.CALCULO DE RENDIMIENTOS.

2.1 ANALISIS DEL TRABAJO A REALIZAR.

Se deben tener en cuenta los siguientes factores.

2.1.1 Componentes de tiempo del Ciclo de Trabajo.

• FACTORES DE CARGA.

• Tamaño y tipo del equipo de Cargue.
• Tipo y condiciones del material.
• Capacidad de la unidad.
• Experiencia y destreza del operador.

• FACTORES DE TRANSPORTE.

• Capacidad y características del equipo.
• Distancia del transporte y pendiente.
• Condiciones de la pista.

• FACTORES DE VERTIDO.

• Destino del material.
• Condiciones del área de vertido.
• Tipo y maniobralidad de la unidad de transporte.
• Tipo y condiciones del material.

•  FACTORES DE RETORNO.

• Capacidad y rendimiento del equipo.
• Distancia de retorno.
• Condiciones de la pista.
• Pendiente.

•  FACTORES DE ESPERA Y MANIOBRALIDAD.

•  Maniobralidad del equipo.
• Dimensiones del área de trabajo.
• Tipo de máquina de carga.
• Localización del equipo de carga.
• Esperas para depositar la carga.

2.1.2 FACTORES DE EFICIENCIA Y ORGANIZACIÓN.

Contempla las pérdidas de tiempo originadas por las características propias de la operación tales como: Trabajos nocturnos, traslados del equipo de cargue ó cambios de tajo, interrupciones por voladura, malas condiciones climatológicas, experiencia del operador.

También se debe tener en cuenta la disponibilidad mecánica ó simplemente la disponibilidad definida como la disposición de los equipos para actuar durante el período de trabajo programado, es decir considerar las horas perdidas debida a daños ó reparaciones imprevistas, mantenimientos programados ó rutinas de mantenimiento.

2.1.3 FACTORES DE ESPONJAMIENTO Y DENSIDADES.

Cuando se excava un material normalmente se fractura en partículas menores. Esto da lugar a la existencia de huecos en el material provocando un aumento de su volumen que es llamado esponjamiento. Para el cálculo de rendimiento es necesario distinguir los conceptos de material in situ ó banco y material suelto ó esponjado.

• FACTOR DE CONVERSION VOLUMETRICA ”V”  (FVC).

                         Vs                   Kg/m3     Material suelto

    V  = FVC =   -----------   =    ------------

                         Vb                   Kg/m3     Material banco

...