Seleccin de equipos y estimacin de la produccin6.1. GeneralidadesPara una gran mina a tajo abierto, como por ejemplo, aqulla cuya capacidad anual es de 100 Mt (-250.000 tpd) y una vida de 20 aos, elvaloractual neto de loscostosoperacionales y capitales, sin incluir los de planta y el resto de las actividades fuera del pit, se encontrarn en el rango de los 1000 Millones de Dlares.Para la flota de camiones y palas, los costos laborales anuales se acercarn a los 15 Millones de Dlares, en tanto que los suministros operacionales y de mantencin, se encontrarn en el rango de los 45 Millones de Dlares.Estos costos son muy comunes, a modo de compatibilidad ptima, entre las diversas unidades operativas. Si el tamao del camin no es compatible con el de la pala, laproductividadse ver adversamente afectada, como se mostrar en el presente Captulo.Se pudo ver en Captulo 1 que el tamao de la pala es una consideracin importante en la determinacin de la altura delbanco. Esta ltima juega un rol primordial en la determinacin de la productividad, selectividad yseguridad. La decisin en cuanto a los tamaos y tipos de equipos a adquirir, es una parte importante para cualquierestudio de factibilidadde una mina. Elobjetivoes seleccionar los equipos por medio de los que sea posible lograr los objetivos deproduccindel plan minero, minimizando a la vez los costos operacionales y capitales, y garantizando un mediolaboralseguro. Seleccin de mano de obra y equipoLaseleccinde mano de obra y equipamiento, estn directamente relacionadas. El rgimen de turnos utilizado en una mina en particular, depender de las preferencias y condiciones locales. Los turnos de doce horas con una extensin de das libres, estn llegando a ser bastante comunes. En reas ms distantes, losprogramasde 7 a 10 das detrabajoseguidos de un perodo de descanso proporcional tambin son bastante frecuentes. Es necesario tener bajo consideracin los efectos de trabajar en condiciones climticas severas, tales como la altura, condicin muy comn en Per, y el sistema de turnos de das de trabajo y perodo de descanso en minas a gran altura. Se est avanzando con numerosos e importantes estudios en esta rea dela investigacinfisiolgica.Basndose en los objetivos de produccin del plan minero, se determinarn los requerimientos laborales y de equipos para lograr estos objetivos.Debido a lanaturalezaparcialmente fortuita en la eventualidad de fallas de los equipos y la experiencia de operadores conproblemasdecarcterpersonal, la disponibilidad operaria y de equipamiento variar de turno en turno. En un da en particular, habr muchos camiones disponibles para la cantidad demquinasexcavadoras, y tambin muchos operadores de mquinas excavadoras.Resulta importante desarrollar unafuerzalaboral, la cual incluyapolticasde "multi-habilidades". Un operador de camin, por ejemplo, que sea capaz de apoyar en la operacin de una mquina excavadora cuando se requiera, resulta de gran significancia para equilibrar los requerimientos laborales y de equipos. Es posible utilizar una reserva de trabajadores para llevar a cabo tareas que puedan programarse a medida que se vaya disponiendo de personal. Estimacin de la produccin de las palasEn una planilla declculosencilla se puede utilizar para estimar la produccin de una mquina excavadora.Las propiedades bsicas son las siguientes:1)Densidad de la roca, en g./cc, TN/m3 .2)Factor de Esponjamiento: Aumento en elvolumende la roca en el balde de la pala.Los valorestpicos son: 1.1 para arena seca; 1.5 para roca bien fragmentada; y 1.65 para grandes fragmentos de roca rectangulares (en forma de ladrillos), tpicos de la taconita.3)Factor de Llenado: Indica el porcentaje del volumen del balde, que normalmente est ocupado. Este depende de lageometrade la pila de desechos y lacalidadde estos. Losvalorestpicos son: .70 para perfiles bajos de desechos y pies duros; .90 para condiciones normales y 1.0 a 1.1 para condiciones ideales con excelente fragmentacin.4)Tiempo de Ciclo de la Excavadora: Tiempo requerido para cargar y situar un balde de roca en el camin. Las palas, las cuales rotan de manera circular, requieren de mucho menos tiempo que las mquinas cargadoras frontales, las cuales tienen que trasladarse desde la pila de desechos hasta el camin. El tiempo depende tambin de la compatibilidad de la mquina excavadora y del camin, la calidad de las condiciones de excavacin y del tamao de la mquina excavadora. Los valores tpicos para las grandes mquinas excavadoras son: 30 a 35 seg. para las palas; y 55 a 70 seg. para mquinas cargadoras frontales.5)DisponibilidadMecnica:Para los equipos mineros, la disponibilidadmecnica(DM) se define como (tiempo programado - tiempo de mantencin) dividido por el tiempo programado. El tiempo de mantencin incluye tanto la mantencin programada y las fallas de los equipos.6)Utilizacin:La utilizacin de los equipos (U) es el porcentaje del tiempo mecnicamente disponible en que el equipo se encuentra operando y realizando sufuncinprincipal. Los tiempos de pausas, retrasos por cambios de turno, cierres de la mina debido a efectos de tronadura, etc., se deducen del tiempo disponible. La utilizacin equivale a (horas mecnicamente disponibles - retrasos operativos) dividido por las horas mecnicamente disponibles.7)Programa de Extraccin Anual:La cantidad de tiempo expresada en das en que la mina opera al ao. Es posible obtener una autorizacin para aquellos das perdidos (cierre de la mina) debido a condiciones climticas severas, etc.8)Eficiencia Operativa (E):Porcentaje del tiempo en que la unidad est realizando su funcin principal,E = DM * U.En el ejemplo de Tabla 4.1, una pala de 20.7 m3 con una disponibilidad mecnica y una utilizacin del 80%, produce 52.653 TN./da. Hay una buena compatibilidad con un camin de 200 toneladas, el cual ha sido cargado en 7 ciclos.Si se utiliza un camin con una capacidad de 240 toneladas, la compatibilidad entre pala y camin ser escasa. Por ejemplo, la pala podra dejar de cargar despus de los 8 ciclos, dejando al camin casi cargado con slo 228,5 toneladas. De forma alternada, la pala podra realizar el 9 ciclo con el balde lleno a la mitad.En cualquiera de los dos casos, laeficienciase ver reducida de manera importante. La compatibilidad entre el camin y la excavadora es una consideracin muy importante para la seleccin de equipos.Esta estimacin de la produccin, no considera el nmero de camiones requerido. Se supone que habr camiones disponibles en la pala para ser cargados siempre y cuando la pala pueda cargarlos.Al seleccionar un tamao de pala, es necesario considerar los requerimientos de la produccin anual de la mina, lo cual determina la capacidad requerida total de la flota de palas. En este ejemplo, si operamos 350 das al ao, 5 de estas palas podran producir aproximadamente 92 millones de toneladas al ao, en tanto que 6 palas podran producir 110,6 millones de toneladas al ao. Si la produccin anual requerida fuera de 100 millones de toneladas al ao, deberamos considerar otros tamaos de palas.Es importante observar que el tamao de la pala debe ser compatible tanto con la capacidad del camin seleccionado como con el objetivo de produccin anual de la mina. Si la capacidad de la mina tuviera que mantenerse constante, los requerimientos de la pala tambin deberan ser constantes. De hecho, para la mayor parte de lasoperacionesen minas a rajo abierto, la capacidad procesadora es fija. A medida que el pit va ganando profundidad, por lo general aumenta la razn estril mineral. Esto aumenta la capacidad de la mina, requiriendo ms palas y camiones. Asimismo, al ganar mayor profundidad el pit, aumentan los tiempos de ciclo y los tramos dentro del pit. Estos aumentos en los tiempos de ciclo, requerirn mayor nmero de camiones. Factor de compatibilidadEl trmino Factor de Compatibilidad fue definido en Captulo 3. Se calcula dividiendo el tiempo de ciclo total del camin (en trasladarse, cargar, tiempo entre cargas y descargar) por el tiempo en cargar y el tiempo entre cargas.Por ejemplo, suponga que contamos con un circuito simple, el cual se ilustra en Figura 4.1. El tiempo de ciclo total es 1800 segundos y el factor de compatibilidad es 9. Normalmente, el factor de compatibilidad estimado no ser un nmero par y deberemos decidir si truncarlo hacia arriba o hacia abajo. En Captulo 3, se incluyen ejemplos de esto.TIEMPO DE CARGA + TIEMPO ENTRE CARGAS = 200 segundosTIEMPO DE DESCARGA = 100 segundos

Requerimientos de camionesEl nmero de camiones requerido depende del nmero de unidades excavadoras operativas, el factor de compatibilidad correspondiente a cada una de ellas, y la disponibilidad mecnica de la flota de camiones. Con una disponibilidad mecnica de la flota de camiones de un 80% y una flota de 5 palas con un factor de compatibilidad de 4, el nmero de camiones requerido en la flota es:NT = 5 * 4 / .80 = 25Tendramos que comprar 25 camiones y podramos operar con un mximo de 20.Utilizacin de Palas y ExcavadorasLa utilizacin de la pala en el ejemplo de clculo de la Tabla 4.1 es de un 80%. El 20% del tiempo cuando la pala se encuentra mecnicamente disponible y programada para operar, es incapaz de realizar su funcin principal, la de cargar camiones, debido a retrasos operacionales.Algunos retrasos, tales como aqullos cuando la chancadora tiene alguna falla, horas de almuerzo, evacuaciones del rea de extraccin debido a tronaduras y cambios de turno, son comunes tanto para los camiones como para las palas. El tiempo destinado para la espera de camiones, est incluido en los retrasos que determinan la utilizacin de la pala.Cuando se utiliza un factor de compatibilidad para asignar camiones a una pala, el tiempo de espera por los camiones, no debera prolongarse a menos que el camin se retrase por causas particulares, que no afectan la operacin de la pala. Esto slo podra ocurrir si es que el camin falla mecnicamente. Sin embargo, se contar con la disponibilidad de camiones de repuesto para este tipo de fallas mecnicas, dado que ya se ha decidido anticipadamente comprar un nmero de camiones en particular. Si un camin falla, la pala probablemente se retrasar por un perodo similar al tiempo que ocupa en cargar. Por lo general, se sustituir el camin antes de entrar a un mayor retraso de todo el sistema. Los retrasos comunes de la pala resultan ser parte importante como efecto en los retrasos de los camiones. Los retrasos ms comunes de la pala, vendran siendo lejos una causa importante en el retraso de los camiones.Cuando la chancadora presenta alguna falla, esta situacin retrasar a todos los camiones que se encuentran transportando mineral y las palas a las cuales han sido asignados. Estos retrasos se incluye en la utilizacin de la pala. La utilizacin de los camiones no se considera de manera separada en este mtodo de clculo de produccin, dado que stos no se pueden utilizar mientras no se utilice la pala. Si se le asigna a una unidad excavadora el nmero de camiones al que se puede adaptar de manera razonable de acuerdo a los tiempos de ciclo, tal como lo determina el clculo de factor de compatibilidad o elalgoritmodel sistema de despacho, no es necesario aplicar un factor de utilizacin para determinar el nmero de camiones a operar. El factor de compatibilidad asegura que el nmero requerido de camiones sean asignados a la pala con el objeto de controlar la produccin de sta bajo su mxima capacidad operativa.Cuando una pala no se encuentra cargando, cualquiera sea la causa, todos los camiones asignados a esa pala se retrasarn por un tiempo similar. Un sistema de despacho automatizado mediante el cual se localicen los camiones lejos de las unidades excavadoras que presentan diversos retrasos, podra reducir los retrasos experimentados por los camiones. Esto supone que est disponible otra unidad excavadora que pueda adaptarse a un mayor nmero de camiones, pero a menudo no es el caso, si es que se asigna en primera instancia el nmero apropiado de camiones.Por retrasos relativamente cortos de las unidades excavadoras (