Rule based micro-simulation frameworks

Debemos garantizar la utilización de equipos de extracción acordes a la producción de cada sector de la mina, lo cual se verá reflejado en el diseño de la labor (si se trata de una faena pequeña no se diseñarán galerías de gran sección, ya que lo más probable es que se utilicen equipos de baja capacidad).

El dimensionamiento de los equipos para la extracción están fuertemente ligado al ritmo de producción, si el ritmo de producción es alto no se pueden dimensionar equipos pequeños pues esto nos complica la ventilación, el mantenimiento de estos (por tener una flota numerosa), incrementa en numero la fuerza laboral, incrementa la inversión, etc.

La selección de los equipos mineros es uno de los factores de mayor importancia en el diseño y producción.

Las decisiones son multi-disciplinarias y están basadas en criterios cualitativos y cuantitativos.

La capacidad de extracción, depende del equipo de extracción que se seleccione y de la flota, si tenemos demasiados equipos de poca capacidad tendremos una capacidad de extracción total menor por el incremento de las maniobras en la operación (cruces entre equipos, muchos equipos por punto de extracción, etc.).

La selección de los equipos de extracción y la estimación de flota tiene por finalidad determinar; la elección del tipo de equipo, capacidad del equipo y estimación del número de unidades para alcanzar los objetivos.

La elección del tipo de equipo de extracción consiste en decidir si el equipo será diesel o eléctrico.

En la tabla a continuación se resumen las diferencias entre equipos del tipo Diesel y Eléctrico.

Tabla 2.6: Diferencia entre equipos diesel y eléctricos.

Fuente: Sistema de extracción y transporte subterráneo – INTERCADE.

La estimación de la capacidad del equipo de extracción depende de; la aplicación del equipo, la producción requerida, la fragmentación requerida, el método de minado, la secuencia de explotación, la infraestructura (tamaño de labores, talleres, ventilación, ubicación de echaderos, etc.), la inversión, el costo de operación, condiciones socio-ambientales, condiciones de seguridad y salud y el plan estratégico.

Las herramientas de cálculo para la estimación de la capacidad del equipo de extracción son; El criterio (sentido común), Juicio experto, simulaciones, cálculos de rendimiento de equipo, cálculos con el VAN, La IRR de la inversión y el análisis del costo marginal.

El rendimiento para el equipo de extracción LHD se calcula con la expresión: 𝑅𝑅𝐿𝐿𝐻𝐻𝐿𝐿 =𝑁𝑁𝑐𝑐∗ 𝐶𝐶_{(1 + 𝜀𝜀)}𝑐𝑐∗ 𝐹𝐹𝑙𝑙𝑙𝑙𝑐𝑐∗ 𝜌𝜌𝑚𝑚𝑚𝑚

Dónde:

RLHD Rendimiento de equipo LHD (t/h)

Nc Número de ciclos por hora del LHD

ITEM LHD Diesel LHD eléctrico

Flexibilidad Flexibles y faciles de mover no solo para cambiar el equipo en un nivel sino para usarlo en otras actividades.

Están limitados a la zona de producción Limita el acceso a las zonas de trabajo Se limita el uso de las unidades a otras tareas.

Reducción secundaria Se puede realizar reducción secundaria cerca de las maquinas

Se debe tener cuidado con los cables eléctricos

Ventilación Requieren de aire fresco en grandes caudales.

Operan bajo mínimos requerimientos de aire (se debe considerar polvo). Automatización Es posible automatizar estos

equipos.

Es posible automatizar estos equipos. Se pueden hacer conexiones con barreras de seguridad eléctricas y la unidad que permite el apagado del equipo en condiciones de emergencia.

Otros No tiene limitaciones de cableado electrico.

Trabaja con presencia de agua. Alta disponibilidad.

Poca capacidad de energia electrica.

Carga mejor. Alta disponibilidad. Menor costo capital. Silencioso. Mas frío.

Cc Capacidad nominal de cuchara del LHD

Fllc Factor de llenado de cuchara del LHD

ρmi Densidad in situ del material

ε Esponjamiento del material

El número de ciclos por hora del LHD se calcula con la expresión:

𝑁𝑁𝑐𝑐=_(𝑇𝑇 60

𝐿𝐿𝐻𝐻𝐿𝐿−𝑐𝑐+ 𝑇𝑇𝐿𝐿𝐻𝐻𝐿𝐿−𝑑𝑑+ 𝑇𝑇𝐿𝐿𝐻𝐻𝐿𝐿−𝑝𝑝𝑒𝑒+ 𝑇𝑇𝐿𝐿𝐻𝐻𝐿𝐿−𝑚𝑚)

Dónde:

Nc Número de ciclos por hora

TLHD-c Tiempo de carga del LHD (min)

TLHD-d Tiempo de descarga del LHD (min)

TLHD-vt Tiempo de viaje total del LHD (min)

TLHD-m Tiempo de maniobras del LHD (min)

El tiempo total de viaje del LHD se calcula con la expresión: 𝑇𝑇𝐿𝐿𝐻𝐻𝐿𝐿−𝑝𝑝𝑒𝑒 = 60 ∗ �𝑅𝑅_𝑉𝑉𝐿𝐿𝐻𝐻𝐿𝐿−𝑝𝑝𝑐𝑐

𝐿𝐿𝐻𝐻𝐿𝐿−𝑝𝑝𝑐𝑐 +

𝑅𝑅𝐿𝐿𝐻𝐻𝐿𝐿−𝑝𝑝𝑝𝑝

𝑉𝑉𝐿𝐿𝐻𝐻𝐿𝐿−𝑝𝑝𝑝𝑝�

Dónde:

TLHD-vt Tiempo de viaje total del LHD (min)

DLHD-vc Distancia de viaje cargado del LHD (m)

DLHD-vv Distancia de viaje vacío del LHD (m)

VLHD-vc Velocidad de viaje cargado del LHD (m/h)

Tenemos que tener en cuenta que muchas condiciones afectan al rendimiento de los equipos de extracción LHD; estos parámetros son la maniobrabilidad del equipo, las dimensiones de las labores, el tamaño y forma de la cuchara, condiciones de seguridad (velocidad máxima, procedimientos de carga y descarga, etc.), estado de las vías, curvas de las vías, fragmentación del material, espertise de los operadores, longitud de las labores de extracción y dirección de la extracción.

Para el cálculo de la capacidad de extracción de un equipo LHD, se usa la expresión:

𝐶𝐶𝐴𝐴𝑠𝑠𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑟𝑟𝑎𝑎𝑐𝑐𝑐𝑐𝑚𝑚𝑜𝑜𝑛𝑛= 𝐻𝐻𝑒𝑒𝑓𝑓𝑒𝑒𝑐𝑐∗ 𝑅𝑅𝐿𝐿𝐻𝐻𝐿𝐿

Dónde:

Capextracción Capacidad de extracción de un equipo LHD

Hefec Horas efectivas de operación del equipo LHD

RLHD Rendimiento del equipo LHD

Figura 2.22: Distribución de horas de los equipos.

Fuente: Sistema de extracción y transporte subterráneo.

El análisis técnico-económico y de productividad se realizara de manera completa, sin olvidar que el equipo tiene una capacidad limitada y que si este es sobrecargado se disminuye su vida útil encareciendo al mismo tiempo los costos de operación y de mantenimiento.

Para estimar el número de equipos de extracción, se realizara la división entre el ritmo de producción estimado y la capacidad de extracción de cada equipo, se debe de tener en cuenta que en la extracción se realizaran manipuleo extra de carga por

sobredimensionamiento del fracturamiento del mineral (bancos), por esto se recomienda aumentar el ritmo de producción estimado en un 10% a 20%.