Análisis para la selección y remplazo de volquetes de 25 m3 de capacidad para la optimización del acarreo y transporte en la operación minera mina los Andes Peru Gold Huamachuco

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FACULTAD DE INGENIERÍA

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA DE MINAS Y METALÚRGICA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE MINAS

“ANÁLISIS PARA LA SELECCIÓN Y REMPLAZO DE VOLQUETES DE 25

M3 DE CAPACIDAD PARA LA OPTIMIZACIÓN DEL ACARREO Y TRANSPORTE EN LA OPERACIÓN MINERA - MINA LOS ANDES PERU

GOLD - HUAMACHUCO” TESIS

PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE INGENIERO DE MINAS

AUTOR : Diego Armando Peña Alva GRADO ACADÉMICO : Bachiller en Ingeniería de Minas

ASESOR : Ing. Ghercy Gustavo Ayala Orihuela

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“ANÁLISIS PARA LA SELECCIÓN Y REMPLAZO DE VOLQUETES DE 25

M3 DE CAPACIDAD PARA LA OPTIMIZACIÓN DEL ACARREO Y TRANSPORTE EN LA OPERACIÓN MINERA - MINA LOS ANDES PERU

GOLD - HUAMACHUCO”

JURADOS

__________________________ __________________________ PRESIDENTE SECRETARIO

Mg. Alberto Cipriano Ing. Orlando Alex

Galvan Maldonado Siccha Ruiz Reg. CIP.: 49937 Reg. CIP.: 68633

____________________________ VOCAL

Ing. Ghercy Gustavo Ayala Orihuela

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DEDICATORIA:

A mis padres, por darme la vida y apoyarme

económicamente, moralmente y ser mí soporte en

estos años de estudio.

A Dios por el conocimiento y apoyo espiritual, en

la realización de esta investigación

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AGRADECIMIENTO

Dios, por darme la oportunidad de realizarme como persona y como profesional. A la Universidad Nacional de Trujillo, al personal directivo, jerárquico, docente y administrativo de la Facultad de Ingeniería de Minas, a los profesores que en ella trabajan por entregarme las herramientas necesarias para convertirme en Ingeniero de minas.

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INDICE

DEDICATORIA:... iii

AGRADECIMIENTO ... iii

NOMECLATURA ...ix

RESUMEN ... x

ABSTRACT ...xi

CAPITULO I 1. ANTECEDENTES Y JUSTIFICACION PROBLEMÁTICA ... 12

1.2. Antecedentes: ... 13

1.3. Marco Teórico ... 14

1.3.1. Análisis para la Optimización de procesos. ... 14

1.3.2. Remplazo De Equipos ... 15

1.3.2.1. Valor del equipo... 16

1.3.3 Carguío y Transporte ... 22

1.3.3.1 Carguío del material ... 22

1.3.3.2. Transporte del material ... 24

1.3.4. Equipos De Acarreo y Transporte ... 25

1.3.5 Determinación de rendimientos ... 30

1.3.5.1 Factores que intervienen en el rendimiento ... 31

1.3.6. Factor de Acoplamiento (Match Factor) ... 32

1.3.7. Teoría de Colas ... 34

1.3.8 Definición de términos básicos ... 36

2.1 PROBLEMA GENERAL ... 38

3. HIPOTESIS ... 38

4. OBJETIVOS ... 38

CAPITULO I MATERIALES Y METODOS ... 39

2.1. Material de Estudio ... 39

2.1.1. Ubicación y acceso del área de estudio. ... 39

2.1.2. Flujograma de Estudio del proyecto. ... 40

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2.1.3.1.Recolectar la información y definir el modelo conceptual ... 41

2.1.3.2.Método para la adquisición de datos ... 41

2.1.3.2.1. Calculo de Ciclo de Acarreo y Transporte ... 42

2.1.3.3.Criterios de selección ... 44

2.1.3.3.1. . Determinación de características fundamentales del equipo de acarreo volquete 20 m3 ... 44

2.1.3.4.Equilibrio entre el tamaño de los volquetes y los equipos de carga ... 45

2.1.6. Procedimiento de selección de equipos. ... 48

2.1.8. El efecto del tamaño del equipo de Carguío en el costo del carguío y del acarreo de material. ... 55

2.1.9. El efecto de la pendiente en el costo de acarreo con volquetes. ... 55

CAPÍTULO III RESULTADOS Y DISCUSIÓN ... 63

3.1. Análisis De KPI´s Favorables ... 63

3.1.1. Incremento de la producción. ... 63

3.1.2. Incremento de la utilización efectiva de los equipos. ... 64

3.1.3. Incremento de la disponibilidad mecánica ... 65

3.1.4 Reducción de costos en mantenimientos correctivos. ... 66

3.1.5 Disminución de consumo de combustible (gal/h). ... 67

3.1.6 Días operativos por mes y toneladas / hora. ... 69

3.2. Disminución De Las Horas Improductivas. ... 70

3.3. Análisis Financiero del Proyecto ... 72

3.3.1. Costo del Equipo de Carreo... 72

3.3.2. Costo de mantenimiento de equipos y su programación. ... 74

3.3.2.1. Mantenimientos de equipo y tolva. ... 74

3.3.2.2. Reparación de neumáticos y programación. ... 75

3.3.3. Comparativo de costos de mantenimiento por flota de volquete de 20 y 30 m3 ... 76

CAPÍTULO IV CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ... 77

4.1 Conclusiones ... 77

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CAPÍTULO V

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ... 80

ANEXOS ... 82

Anexo 1: Geología de la Zona de estudio ... 83

Anexo 02: Fotografías de la Operación ... 91

Anexo 03: Tabla 11: Velocidades de los volquetes usados en la operación minera, ... 92

Anexo 04: Tabla 12: Programa de mantenimiento programado de volquetes ... 94

Anexo 05: Tabla 13: Análisis de costos del mantenimiento programado en US$/HR. .... 95

Anexo 06: Tabla 14: Análisis de costos del mantenimiento correctivo en US$/HR. ... 96

Anexo 07: Tabla 15: Análisis de costos de reparaciones del sistema hidráulico en US$/HR. ... 97

Anexo 08: Tabla 16: Análisis de costos de reparaciones del sistema eléctrico en US$/HR………..97

Anexo 09: Tabla 17: Análisis de costos de mantenimiento de tolva en US$/HR. ... 98

Anexo 11: Tabla 19: Registro del control de neumáticos... 99

LISTA DE FIGURAS Figura 1: Reemplazo de equipos determinación del punto de encuentro ... 21

Figura 2: Familias de curvas costos CR y CM. Influencia de calidad equipos y tecnología de mantención………..………...22

Figura 3: Carguío de mineral en Tajo Diana... 23

Figura 4: Recorrido de volquetes de 20 m3 del Tajo Diana al PAD de lixiviación ... 24

Figura 5: Volquete FMX VOLVO 450 25 m3. ... 30

Figura 6: Factor de Acoplamiento..………33

Figura 7: Ubicación y Acceso a la Mina El Toro ... 39

Figura 8: Flujograma de Estudio ... 40

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Figura 10: Ciclo de viajes en Operaciones Mina………...43

Figura 11: Curva de rimpull y eficiencia teórica del volquete de 20 m3 ... 45

Figura 12: Producción en toneladas ... 62

Figura 13: Utilización efectiva ideal vs. Utilización efectiva real ... 63

Figura 14: Disponibilidad mecánica ideal vs. Disponibilidad mecánica real...………….64

Figura 15: Costo de mantenimiento y reparación de neumáticos ... 65

Figura 16: Ratio de consumo de combustible ideal vs. Real ... 67

Figura 17: Ratios de operación ... 68

Figura 18: Pareto de demoras... 82

Figura 19: Dispersión en horas ... 70

Figura 20: Mapa Geomorfológico del proyecto y zona circundante ... 82

Figura 21: Mapa De Geología Regional………...……….…....83

Figura 22: Columna Estratigráfica De La Geología Regional………….……….….84

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LISTA DE TABLAS

Tabla 1: Distancias Promedio….……….………...48

Tabla 2: Cálculo comparativo de los equipos en función al ratio de combustible y la capacidad……….…...53

Tabla 3: T Consumo de combustible ………..………..…....54

Tabla 4: Rimpull en libras………..………...………..…..57

Tabla 5: Tamaño de muestra para los tiempos de ciclo de acarreo de un volquete de 25 m3………..………….…...………..…….…….59

Tabla 6: Precio de un volquete de 25 m3……….….72

Tabla 7. Resumen de costos de mantenimiento y reparación………...….74

Tabla 8: Resumen reparación de neumáticos………....…75

Tabla 9: Cuadro comparativo de costo de mantenimiento………75

Tabla 10: Comparativo Costos Unitarios por Equipo...……..………...……...53

Tabla 11: Comparativo Producción de mineral y desmonte ..……….….…………53

Tabla 12: Reservas por fase……….. ...……….……..83

Tabla 13: Distribución de tiempos por actividades……….………...…..…86

Tabla 14: Cálculo de velocidades promedio cargado ……….……….. .87

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NOMECLATURA

Cant. : Cantidad.

Cant.Trab : Cantidad de Trabajadores.

Tj : Tajo.

Desq. : Desquinche. Disp. : Disparo. Dist. : Distancia. Gdia : Guardia.

Hr. : Horas.

Km : Kilómetros.

M : Metros.

m2 : Metros cuadrados. m3 : Metros cúbicos. Niv. : Nivel.

Pza. : Pieza.

"US$" : Dólares Estadounidenses

TM : Toneladas.

Und. : Unidad.

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RESUMEN

El presente trabajo gira en torno a de la necesidad de contar con un control y elevar la producción del sistema de acarreo dela mina Los Andes Peru Gold en base a la productividad de los equipos, teniendo como factor característico el tiempo de cada ciclo de las operaciones. Estas operaciones se realizan mayormente en el Tajo Diana, PAD y botaderos de la empresa minera la cual consisten en el carguío y acarreo de la material (mineral y/o desmonte) y el movimiento de material lixiviado.

Se identificará las causas que no permiten que las operaciones sean óptimas, y así una vez identificadas podremos tomar medidas que nos ayuden a eliminar o minimizar su incidencia en la productividad, con el fin de mejorar y elevar nuestros rendimientos los cuales nos ayudan a determinar el punto óptimo para reemplazar el equipo de acarreo de material, está muy relacionado con el costo de operación, diversos factores de orden interno o externo afectan a las decisiones de reemplazo del equipo, dentro de ellas se mencionan; factor de inercia, ingeniería, finanzas, estandarización, costo de energía, economía y los factores de análisis económico.

De los resultados o bt e n id o s s e logró determinar demostró ser viable con volquetes volvo FMX 8 x 4 de 25 m3, logrando reducir significativamente el costo de mantenimiento (4852,7 USD/Flota) y reparaciones (383,84 USD/ Flota) por flota ya que al contar con 2 unidades menos para alcanzar la meta de producción esto se logra de manera permanente en la operación y podría ser viable con cualquier marca de volquetes siempre y cuando se trabajen con camiones con las mismas características de tracción 8 x 4 en relación al volumen transportado

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ABSTRACT

At the Los Andes Peru Gold mine, the cost of loading and hauling was reported at $ 0.72 / MT, so it is necessary to optimize the dump truck fleet to obtain a reduction in the costs of the mining operations mentioned above, with the In order to make an improvement in the production process. For the study of the project and development of the present thesis, a diverse bibliographic source was used, from which vital information was extracted in order to find a solution to the problems that have arisen in the operation, such as the high transportation and haulage costs. , product of operational delays and downtime due to a bad sizing of the dump fleet.

The present research work seeks a previous simulation to be able to contrast with the reality of the operation in order to evaluate the viable alternative, managing to optimize the process and therefore reduce the costs. To this end, they took field data such as the study of time and operational delays in the process of transporting and hauling ore and dismantling

The information obtained in the field was used to determine the total time of transport and ore loading and clearing, which through analysis and adjustments was able to determine various models and calculations for the sizing of the truck fleet.

From the results obtained, it was possible to determine a model which was applied to the reality of the mine, achieving a significant reduction in costs at 0.57 $ / MT.

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CAPITULO I INTRODUCCIÓN

1. ANTECEDENTES Y JUSTIFICACION PROBLEMÁTICA REALIDAD PROBLEMÁTICA

La Mina Los Andes Gold es un proyecto minero que se desarrolla en el Norte del Perú, el cual en los últimos años viene incrementado su producción anual en un promedio de 10 000 000 TM de material con una ley promedio de 0.36 Au g/ton y con un tiempo de vida de 10 años. Debido al incremento de la producción, el número de unidades de la flota de volquetes de 20 m3 se incrementó significativamente, generando un aumento en los costos por alquiler, incremento de los tiempos muertos, generación de colas, congestión en los puntos de descarga, incremento del número de incidentes con equipos. Donde la operación de transporte y acarreo representa casi el 60 % del costo total de minado es de gran interés lograr una mejora en los rendimientos de equipos y personal involucrado.

En este trabajo de investigación se plantea un estudio del punto óptimo para remplazar los volquetes de 20 m3 por volquetes de 25 m3 para el acarreo y trasporte de material, donde se analizarán variables como el costo de operación, factores de orden interno o externo (capital disponible, impuesto sobre el ingreso, ingeniería, finanzas, estandarización de vías, costo de estandarización, economía) y los factores de análisis económico (VAN, TIR, B/C).

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1.2. Antecedentes:

A. Aranibar J. (2005) en su exposición “Criterios en la selección de equipos”. 5to Congreso Nacional de Minería, Huancayo – Perú. Expone que la gran variedad de maquinaria pesada existente en el mercado, no es una limitante para la selección de maquinarias en un determinado trabajo, según las condiciones requeridas. Varias empresas mineras continúan operando con maquinaria que tienen un alto costo de operación y con beneficios muy bajos respecto a otra maquinaria, que puede ser la más adecuada para el tamaño de la operación. Los grandes avances en nuevas tecnologías y el desarrollo de maquinaria pesada de mayor potencia y componentes modernos, permiten el movimiento de enormes cantidades de materiales, dando como resultado que las operaciones sean menos costosas y opten por estas alternativas.

B. Bazan A. (2016), en su tesis “Calculo del número de unidades de la flota de camiones en el tajo abierto San Genaro, perteneciente a la Compañía Minera Atacocha” expone que: en la minería superficial el carguío y transporte de material representa entre el 50% y el 60% de los costos operacionales del proceso completo de explotación. Por ello, se considera que estos son los más elevados en toda la operación minera, pues involucran horas máquina, combustible y operadores para camiones y excavadoras. Así, me he centrado en el estudio de estas fases de la operación. Gracias a la tecnología que ha evolucionado en las últimas décadas, diversos sistemas de control y operación de flota brindan un potencial de mejorías en la productividad y eficiencia. En consecuencia, se genera la disminución en los gastos operativos. Por otro lado, tenemos la caída del precio de los minerales. Por ello, es necesario optimizar estos costos. Así, se cumplirán los planes de producción adecuados a nuestro dimensionamiento de equipos y se disminuirán los costos operacionales. Por ende, se obtendrán mayores beneficios económicos.

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para un proyecto de movimiento de tierras debe tenerse en cuenta que primero se tienen que conocer las condiciones del lugar antes de proceder a la selección de maquinaria, abarcando el clima y la clase de material de que se compone el suelo ya que en función de estos factores está el tipo de maquinaria a usar. Al trabajar en proyectos de movimientos de tierras, el renglón más importante con relación a costos es el de ejecución, el cual está influido por dos factores que son: El rendimiento de la maquinaria y el mantenimiento. Un mal mantenimiento produce pérdida de tiempo aumentando así los costos, por lo tanto se debe contar, en el proyecto, con un buen taller de reparación y un buen equipo personal. Si el rendimiento de una maquinaria es bajo, debido a que no trabaja la totalidad de tiempo o de horas adecuadas al día, produce un alza en los costos de ejecución pues llevará más tiempo en terminar la labor asignada, además se debe emplear el equipo adecuado. Llevando un control de horas trabajadas, se puede saber cuándo se reemplazará una pieza o cuando se deben chequear cada uno de los sistemas. Lo más importante al trabajar con diferentes tipos de maquinaria, en las diferentes fases del movimiento de tierras, es lograr la mejor sincronización entre ellas para obtener así una mayor eficiencia, ahorrando tiempo y obteniendo un mejor rendimiento debido a que cada una posee un tiempo de ciclo diferente.

1.3. Marco Teórico

1.3.1. Análisis para la Optimización de procesos.

Es encontrar la mejor solución entre otras posibles alternativas, buscando el mejor modelo de proceso de ajustes y organización de tareas, para conseguir el costo más bajo, mayor calidad, en un corto tiempo.

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Es importante conocer el tiempo requerido para que el volquete sea cargado, tiempo de viaje cargado, tiempo de vaciado y tiempo de viaje vacío. Los tiempos de viaje, cargado y vacío, presentan gran variabilidad, debido a los factores de la vía, el operador, factores del volquete y la distancia de recorrido. La descripción de los tiempos de viaje para camiones es una actividad que demanda mucho tiempo, debido a que hay que observar al volquete en la vía, hay que recopilar datos de tiempo de viaje y luego analizarlos para determinar qué valores representan mejor las duraciones de estas actividades.

1.3.2. Remplazo De Equipos

El reemplazamiento de equipos, trata de casos en que la eficiencia disminuye con el tiempo de uso y que puede restablecerse hasta alcanzar un nivel igual a la inicial, mediante algún tipo de acción correctiva, dentro de algunos modelos podemos mencionar el que se va a estudiar en la presente tesis es el análisis de sensibilidad económica financiera por la vía del riesgo, compuesto por el costo de propiedad y el costo de operación.

El factor de acoplamiento nos permite determinar el número de unidades de equipos de carga y acarreo. Para el reemplazamiento de equipo por lo general no está bien definido cuando se llega al punto óptimo para sustituir oportunamente la maquinaria, pero está muy relacionado con el incremento y descenso de la función de costo. De allí la importancia de toda empresa de tener la base de datos reales de los archivos históricos de la maquinaria utilizada durante su ciclo de vida, lo cual muchas empresas carecen de esa información.

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Entonces tenemos las siguiente interrogantes ¿Por qué remplazar?, ¿cuándo remplazar?. Estas dos preguntas son un reflejo de la dinámica de decisiones que tiene un ejecutivo técnico. Esta problemática se enfrenta desde el punto de vista de la autoridad de mantenimiento. A menudo se confunde mantención con reemplazo de equipos y a veces se cree que existe un tipo de mantención a través de reemplazo, esto no es así. En verdad la misión de mantención es la de conservar los equipos en la mejor forma posible o sea tal como si estuvieran nuevos, evitando su destrucción o una alteración lesiva al proceso productivo.

Pero muchas fuerzas se oponen a este empeño, de tal modo que más tarde o más temprano el equipo termina siendo reemplazado. La decisión de reemplazo debe estar liberada lo más posible de subjetivismos y tendencias particulares. Es imprudente creer que va a ser así, se necesita proponer algún criterio práctico y sencillo para decidir con objetividad la respuesta a las dos preguntas iniciales.

1.3.2.1. Valor del equipo

El reemplazo de un equipo debe surgir del cruce histórico de la mantención excesiva y del valor decreciente del equipo. Aquí se usa el término valor para expresar exactamente la utilidad relativa que el equipo presta a la empresa al cumplir con el papel que el sistema productivo le tiene asignado.

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En primer lugar se debe reconocer que el equipo tiene una vida útil específica, en el curso de la cual y prestando servicio, el equipo envejece y va paulatinamente perdiendo su valor inicial hasta llegar al fin de la vida útil, a tener sólo un valor residual muy menguado y casi de desecho.

Esto es particularmente cierto en el caso de equipos industriales que son de características productivas muy específicas e inadecuadas para usos alternativos. Es por tanto el primer factor que afecta el valor del equipo la depreciación. Este proceso paulatino puede ser representado bien por funciones parabólicas de pendiente decreciente hasta el fin de la vida útil.

Esto es así por cuanto en la inauguración del equipo, por cierto la tendencia inicial al envejecimiento, es reducida, pero va sufriendo incrementos negativos a medida que transcurre su vida. Pero no cesa allí la pérdida de valor del equipo, pues la depreciación no considera factores de ocurrencia exógena o privada de la situación específica de dicho bien de capital: desajustes, cambios en el entorno, ambiente corrosivo, desgastes activos y cambios en la tecnológica. Estos factores se han agrupado en tres:

a. Obsolescencia, inadecuación e ineficiencia

La obsolescencia afecta al equipo por influencia del progreso tecnológico que tiende a producir equipos más baratos, de menos volumen, más silenciosos y construidos con materiales de mayor resistencia específica.

La consecuencia práctica es que será difícil y caro adquirir repuestos, los manuales de mantenimiento no los consultarán, la capacitación será anacrónica.

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mecanismos internos de defensa en el medio de mantención. La inadecuación afecta al equipo por influencia de los cambios en el entorno físico productivo.

Efectivamente cada cierto tiempo el rigor de la demanda creciente o las necesidades de economías en el proceso precipitan cambios de capacidades productivas en los equipos o instalaciones que rodean al equipo: mayores temperaturas, flujos más veloces, materiales de diferente acidez y granulometría o agresividad mecánica. El proceso de inadecuación puede ser representado por funciones de tipo escalón decrecientes que parten de 1 y bajan por escalones discontinuos cada vez que el entorno afecta la funcionalidad. La ineficiencia afecta al equipo por influencia del desgaste prematuro de sus componentes esenciales, y consecuente pérdida de sus juegos, tolerancias y acabado cumplimiento del papel pre asignado.

La consecuencia práctica de ello es la incapacidad creciente del equipo. No se niega que esto puede ser revertido en algunos casos por tratamientos y reparaciones de recuperación, pero es precisamente este un punto esencial en el debate sobre reemplazos: ¿A qué costo relativo?

El proceso de declinación de la eficiencia puede ser representado por funciones exponenciales decrecientes y de pendientes también decrecientes. Esto se debe a que por naturaleza la ineficiencia inicial es baja, más a medida que transcurre la vida del equipo los enemigos de la eficiencia van realizando su labor y el efecto es acumulativo.

Estos tres factores, funciones del tiempo, que afectan al valor del equipo se multiplican para constituir una función compuesta.

De aquí surge que el costo de reemplazo del equipo se calcula afectando con dicho factor el monto del ya definido para el valor remanente teórico del equipo más los repuestos en existencia.

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b. Rol del mantenimiento

La mantención se aplica a un equipo para cubrir su propia demanda de servicio expresada a través de fallas, por calendario o por condición. De hecho toda mantención detendrá el equipo, pero es obvio que una falla genera un tiempo perdido mayor por la naturaleza destructiva de la falla.

Por otra parte, la mantención predictiva o sea por períodos constantes privilegia la preparación y la planificación en un marco de intervención programada y por ello generan costos de mantención directa menores aun cuando no es claro que genere necesariamente tiempos muertos menores.

El mantenimiento predictivo logra en muchos casos salvar al equipo de fallar y en todo caso la progresión dinámica de la falla es inevitable, conoce el plazo para fallar y programa una intervención preparada, planificada y armonizada con el resto del área.

Por su propia naturaleza, y ello es derivación de la práctica industrial, la mantención predictiva prácticamente elimina los imprevistos reduciendo el tiempos muertos a mínimos y, por otra parte, origina costos directos de mantención bajos.

Como se ha explicado en otros trabajos los costos de mantención provienen de dos hechos concretos: el costo directo de intervenir con mano de obra, materiales, contratistas, equipos de apoyo, energía. Y el costo indirecto por afectar el ritmo productivo o sea del tiempo perdido.

c. Dinámica del remplazo

Mantener es hasta etimológicamente inverso o antónimo de reemplazar y ésta es precisamente la fuerza de la propuesta para responder a las preguntas iniciales de esta tesis.

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Por eso es de gran utilidad poder derivar una propuesta sencilla y operable que resuelva el aparente enigma planteado al comienzo.

Resumiendo lo establecido en los puntos anteriores se concluye que la respuesta al porqué reemplazar es: "Porque la declinación del valor del equipo comparado con el alto costo de mantenerlo en servicio favorece el reemplazo". Y la respuesta al cuándo remplazar es: "Cuando el costo de mantener el equipo supere al costo de reemplazar".

El hecho concreto entonces el reemplazo de un equipo es el resultado de la intersección histórica de la mantención excesiva con el valor decreciente del equipo, lo cual se expresa en el cruce de ambas curvas puestas en el eje tiempo costo anual. Esto se muestra en la figura N° 1 Pero es necesario dilucidar con una mayor precisión el enfoque de mantenimiento en esta dinámica de reemplazo. Así es como queremos enfrentar los factores activos que afectan la coyuntura definitoria del reemplazo.

Vista la fijación del punto de encuentro de la mantención con el reemplazo en un contexto de costos asociados, podemos identificar como factores que acercan el punto de encuentro o sea aceleran el reemplazo: la obsolescencia, la inadecuación y la ineficiencia. Y como factores que alejan el punto de encuentro, o sea, retardan el reemplazo: el mantenimiento predictivo, la confiabilidad y el mantenimiento.

La figura Nº 01 contiene un par de familias de curvas logradas sensibilizando las curvas de la figura Nº 02, ante cambios en los parámetros de las funciones de afectación.

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Contrariamente, en equipos de buena calidad importa mucho la implantación de métodos y técnicas avanzadas de mantenimiento en especial el predictivo y la capacitación que influyen decisivamente en la postergación del reemplazo por lapsos considerables: puntos de encuentro a la derecha de la figura.

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Figura Nº 02. Familias de curvas costos CR y CM. Influencia de calidad equipos y tecnología de mantención.

Fuente El Autor

1.3.3 Carguío y Transporte

La limpieza y traslado del material roto a su destino final (Pad y/o botadero) se realiza con excavadoras marca CAT y Volquetes de la marca Volvo y Scania ambos de 20 m 3. Estas operaciones unitarias representan el mayor porcentaje del costo de minado, por lo cual es importante que las operaciones previas brinden las condiciones necesarias para que se alcance la productividad y costos unitarios dentro de lo presupuestado.

1.3.3.1 Carguío del material

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carguío (A frentes de carga, posición de equipos de carguío y nivel de pisos) y el destino de los materiales de acuerdo con las leyes de clasificación y tonelaje definidos previamente.

Para esta actividad contamos con equipos de carguío de mediana productividad, con excavadoras hidráulicas que ejecutan el carguío del material ya sea en un carril o en ambos carriles, dependiendo las condiciones que exija la operación. La incorrecta selección de un equipo de carguío en un frente de trabajo repercute en el avance del planeamiento a corto plazo esto traería consigo un incremento de los costos unitarios del carguío.

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1.3.3.2. Transporte del material

Uno de los principales problemas para el planeamiento de operaciones mineras a cielo abierto, se adapta a una selección óptima en la combinación de volquetes (match pala-camión) para así minimizar el costo y tiempo de transportar cantidades de material desde las labores de la mina hacia su destino. Las distancias desde los diferentes puntos, el avance en la mina, así como políticas de secuenciación y las especificaciones son parámetros que pueden variar en la vida real de una mina.

El acarreo o transporte consiste en el traslado de material mineralizado y/o estéril desde el yacimiento hacia los posibles destinos ya sea al PAD, a la Chancadora, al Stock pile, o botaderos de estéril.

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1.3.4. Equipos De Acarreo y Transporte

Los volquetes y camiones son usados para transportar tierra, agregados, roca, y otro tipo de materiales para la realización de proyectos de construcción. También se cuenta como unidades de acarreo los tractores con vagón. El camión de volteo más común es el volquete que por lo general lleva material suelto e hinchado.

Los camiones cumplen una labor eficiente en el transporte de tierra, agregados, roca, mineral y otros materiales. Estas unidades de acarreo cumplen un óptimo trabajo ya que se desplazan a velocidades relativamente altas y a la vez pueden trasladar grandes volúmenes de material.

Los camiones se pueden clasificar por lo siguiente:

 Tamaño y tipo de motor – gasolina, diesel, butano, propano.  Número de velocidades (cambios de velocidad)

 Tipos de manejo – dos ruedas, cuatro ruedas, seis ruedas, etc.  Número de ruedas y ejes.

 Métodos de descarga - descarga posterior, descarga lateral  Tipo de material a transportar – tierra, roca, mineral, etc.  Capacidad, en toneladas o metros cúbicos

a. Camiones tipo de motor

Además, según la capacidad de tonelaje transportado se puede clasificar en camiones para carreteras y para fuera de carreteras.

Una adecuada combinación de los factores mencionados ayudará a seleccionar al equipo que más se adecue a las condiciones de una faena en específico.

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transporte de la tierra excavada, son normalmente del tipo de vertido trasero. Sin embargo, son tres los sistemas de volteo de material.

 Volteo posterior. Se adaptan a cualquier tipo o tamaño de camión, cargando cualquier tipo de material. Los que cargan roca están implementados con una caja más reforzada o de doble fondo y no cuentan con puerta posterior; el fondo se levanta en la última parte para que suelte el material. Puede trabajar en áreas pequeñas y vaciar fácilmente al borde de botaderos o en tolvas. El mecanismo de volteo consiste en un pistón accionado por una presión de aceite, la que es suministrada por una bomba conectada a una toma fuerza que traen los camiones en la caja de cambio. Su única limitación es que no puede vaciar al borde de caminos angostos por no poder estacionarse.

 Volteo lateral. Tiene las mismas aplicaciones que el volteo posterior más la posibilidad de vaciar material en caminos angostos. Uno de los problemas que se presentan es que al vaciar en terrenos planos, el material se escurre bajo las ruedas y las traseras deben transitar sobre él produciendo su deterioro. Su capacidad de acomodarse para vaciar y la descarga propiamente tal, son más rápidas que con el volteo posterior.

 Volcamiento por el fondo (vagones). Utilizado para el carguío de cualquier terreno que no contenga piedras de gran tamaño; no sirven para cargar roca partida, porque el impacto es recibido directamente por el mecanismo de puertas que forman el fondo de la tolva. Se caracterizan porque su vaciamiento es rápido y sobre la marcha.

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Los camiones sustentados sobre dos ejes son más aceptados, ya que permiten una mejora en el manejo y reducción el círculo de giro; la carga del eje trasero, cuando la carga es importante, tiende a ser más alta que en los camiones de tres ejes. Sin embargo, en la actualidad, los neumáticos de gran tamaño montados sobre ruedas gemelas son capaces de soportas esas grandes cargas, lo que hace al camión de dos ejes un vehículo versátil en cualquier circunstancia, excepto cuando el suelo es muy blando.

Los vehículos de tres ejes solamente resultan indispensables cuando la capacidad del suelo es limitada, tal como ocurre en arcillas y suelos de grano fino. Estos camiones son más costosos que los de dos ejes, debido a la dificultar de acoplar las ruedas de un gran diámetro en un chasis relativamente corto.

b. Características Incidentes en la Elección de la Máquina

La elección del sistema de transporte, depende de muchos factores, entre ellos se pueden nombrar:

 Clase de material a transportar.  Volumen del material a transportar.  Tiempo disponible.

 Tipo y capacidad del equipo de carguío.

 Forma y amplitud de lugares de carga y descarga.

 Condiciones de operación, ya sea distancia de transporte, calidad y gradientes del camino.

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camión, se puede decir que este suele estar entre 3 a 10 veces el tamaño de la cuchara cargadora, siendo 5 un valor medio. Pero la elección final del tamaño del camión a utilizar dependerá de la experiencia adquirida de otras obras u obras anteriores, con suelos de características diversas y con distintos tipos de equipos de maquinarias.

Como ya se mencionó, existen distintos tipos de tamaños de camiones, pudiéndose dividir en unidades pequeñas y unidades de gran tamaño. Las unidades pequeñas presentan ventajas y desventajas, las que pueden influir al momento de su elección:

Ventajas:

 Fáciles de maniobrar.

 Desarrollan mayores velocidades.

 Existe una menor pérdida de producción cuando una unidad queda fuera de servicio.  Facilitan el ajuste del número de vehículos con la producción del equipo de carguío, lo que implica menos cantidad de tiempo ocioso entre equipos de carguío y transporte.

 Desventajas:

 Hay más dificultad para cargar unidades pequeñas que grandes, lo que se traduce en un menor rendimiento del equipo de carga.

 Se necesitará un mayor número de operadores.

 Habrá más unidades trabajando, lo que produciría una mayor congestión en lugares de carga y descarga. Además de significar un mayor capital invertido.

 Se incrementarán los gastos de mantenimiento y reparación, así como los gastos por stock de repuestos.

(30)

empleado en el ciclo de trabajo y de la eficiencia de la administración de la faena. Sera calculado con la siguiente formula.

𝑅 =60 ∗ Q ∗ E

T ; (𝑀3/ℎ)

Dónde:

R= Rendimiento en m3/hora (medidos en banco) Q=capacidad de la máquina en m3

E= factor de rendimiento de Trabajo.

T= Tiempo empleado en un ciclo completo (minutos). El tiempo de un ciclo completo será.

T=T1+T2+T3+T4 Dónde:

T1.- Tiempo empleado en maniobras de acomodo. T2.- Tiempo de Carga.

T3.- Tiempo Empleado en acarrear el material.

T4.- Tiempo empleado por la maquina vacía durante el regreso.

(31)

Figura Nº 05: Volquete FMX VOLVO 450 20 m3 Fuente El Autor

1.3.5 Determinación de rendimientos

Se define como “la cantidad o magnitud producida, en un tiempo determinado”. Quizá una mejor definición de estas palabras puede ser, “el trabajo útil ejecutado”. Matemáticamente se lo puede determinar mediante la siguiente ecuación:

𝑅𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 = 𝐶𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑

𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 Donde:

 Cantidad: expresado en volumen, toneladas, longitud, unidad, etc.

(32)

1.3.5.1 Factores que intervienen en el rendimiento

Debido a la complejidad del trabajo existen múltiples factores que afectan el rendimiento, entre los más importantes tenemos:

a. Factores que tienen un efecto negativo

Son factores que influyen negativamente en el rendimiento como por ejemplo: 1. Cansancio por sobre tiempos

2. Cambios durante la ejecución del trabajo 3. Complejidad en la ejecución del trabajo

4. Congestionamiento del tránsito debido a la gran cantidad de unidades. 5. Falta de supervisión del trabajo

6. Material a transportar mal volado o en tamaños inadecuados para su transporte. 7. Condiciones climáticas inadecuadas

8. Malas condiciones en la zona de trabajo, como la escasez de iluminación. 9. Excesiva rotación del personal

10. Falta de materiales, equipos, herramientas y repuestos cuando se necesitan. 11. Falta de personal capacitado

12. Falta de motivación

13. Interrupciones no controladas (ida a los servicios, café, etc.) b. Factores que influyen positivamente en el rendimiento

Algunos de los factores que ayudan a mejorar el rendimiento son los siguientes: 1. Capacitación del personal

2. Innovación de técnicas de operación del equipo 3. Planificación adecuada

(33)

5. Adecuado mantenimiento de los equipos

6. Diseños de vías y zonas donde el trabajo se realiza con mayor comodidad 7. Mejor fragmentación de la roca volada

8. Planificación adecuada del mantenimiento de los equipos

1.3.6. Factor de Acoplamiento (Match Factor)

En un sistema pala-camión el indicador más importante es aquel que refleja la relación (ratio) entre la productividad de la pala (servidor) y la productividad de las unidades de transporte.

Determina el número de camiones a través de la utilización de este indicador entre la productividad de un cargador y la productividad de una flota de camiones. La productividad de una unidad (pala o camión) se define como directamente proporcional a su capacidad de carga e inversamente proporcional al tiempo de ciclo. Por su parte, el tiempo de ciclo de los vehículos es la suma del promedio de los tiempos de tránsito, carga y descarga; se excluyen los tiempos de espera producto de los efectos de la congestión.

Una extensión generalizada para el cálculo de este indicador denominada como Factor de Acoplamiento o “Match Factor”. Se observa la fórmula utilizada para el cálculo del factor de acoplamiento (MF). Este indicador se define como el calce entre la productividad de la flota de cargadores (no se limita a un solo cargador) y la flota de transporte para un sistema en particular. Además, se supone una flota de camiones y palas homogénea, tiempos de espera promedio para los ciclos de las unidades y se excluyen los tiempos de espera producto de la congestión.

(34)

Desde el punto de vista de la eficiencia de las unidades del sistema, son tres los posibles resultados del indicador MF:

Sobredimensionamiento de las unidades de carga o palas (MF<1), implicando el máximo de utilización de los vehículos de transporte, pero una subutilización de las unidades de carga.

Sobredimensionamiento de la flota de camiones (MF>1), implica máxima utilización de las unidades de carguío, pero una subutilización de la flota de vehículos. Los tiempos de espera (congestión) serán crecientes en relación al tamaño de la flota.

Acoplamiento (MF=1), corresponde al calce perfecto en términos de productividad entre ambos conjuntos de unidades.En la Figura 06. Se muestra gráficamente la relación entre ambas funciones de productividad y como estas influyen sobre indicador de eficiencia de las unidades. En la práctica, es común saturar el equipo de carguío (MF > 1), dado que presentan mayores costos que los de los equipos de transporte.

(35)

La dificultad de utilizar esta metodología para el dimensionamiento de la flota de camiones, haciendo uso del indicador MF, se reduce a determinar los nuevos tiempos de viaje de los nuevos escenarios a predecir para un valor del indicador en particular.

En investigaciones recientes se han incorporado extensiones al cálculo del indicador MF donde se consideran flotas heterogéneas de cargadores, flotas heterogéneas de transporte o ambos casos simultáneamente (Burt y Caccetta, 2007). Si bien se obtienen mejoras en la asertividad de la predicción del tamaño de la flota, no se hace referencia a las diferencias en productividad entre operaciones con flota homogénea y flota heterogénea.

1.3.7. Teoría de Colas

Las demoras asociadas a cualquier tipo de servicio (oferta) son inevitables en caso de que estos respondan a demandas no predecibles. Adicionalmente, tanto los procesos de llegada de aquellas entidades que requieren de servicio, como el proceso de atención del sistema al cual pertenecen están gobernados por leyes probabilísticas que pueden ser conocidas o desconocidas.

Dado el carácter estocástico del sistema, el costo de proveer la suficiente capacidad para evitar todo tipo de demoras es infinito. Por lo tanto, el desafío está en diseñar un sistema de servicio tal, que logre el balance requerido entre los costos operacionales y las demoras sufridas por los demandantes del servicio.

(36)

1909, cuyo fin era analizar la demanda de servicio telefónico en la ciudad de Copenhague, Dinamarca.Entre los años 1950 y 1980 se desarrollaron los mayores aportes en la investigación de la teoría de colas. Según Larson y Odoni (1983) el estado del arte se resume en el siguiente cuatro puntos:

1. La mayoría de los importantes resultados existentes en la teoría de colas se han obtenido para condiciones de equilibrio del sistema o comúnmente llamado estado estacionario o de régimen.

2. Es usual que el investigador se deba enfrentar a la decisión de escoger entre modelos matemáticos realistas para los cuales en la mayoría de los casos no es posible obtener resultados, ó la utilización de modelos simplificados cuya validez de los resultados es cuestionable.

3. Los resultados más exactos se obtienen cuando los tiempos entre llegadas o los tiempos de atención, o ambos tiempos, distribuyen exponencial negativa.

4. La modelación de teoría de colas es precisa en estimar el valor esperado de los tiempos de espera o el número de usuarios de un determinado sistema, pero sus resultados no son lo suficientemente acertados al momento de calcular las distribuciones de probabilidad.

(37)

1.3.8 Definición de términos básicos 1.3.8.1 Carguío

Es la acción de cargar los equipos de acarreo, utilizando equipos de alta capacidad, como excavadoras hidráulicas, cargadores frontales, palas, etc.

1.3.8.2. Acarreo o transporte

Consiste en transportar diferentes tipos de materiales (desmonte, mineral, cobertura orgánica, roca, etc.), sobre un camión o volquete por rutas ya establecidas, desde la zona de carguío hasta la zona de descarga.

1.3.8.3. Empuje

El empuje en el botadero se lo realiza según el diseño establecido en los planos y de acuerdo con los requerimientos descritos en las especificaciones. El empuje se lo realiza con tractor y consiste en esparcir de forma pareja el material dejado por los volquetes en las zonas de descarga, se tendrá en cuenta los límites de descarga dejados por topografía cuando se empuje el material descargado.

1.3.8.4. Banco de material

Zona donde se encuentra el material hacer cargado y acarreado, ya sea como mineral o desmonte, en el cual es necesario conocer las clases de suelos existentes en la zona, así como el volumen aproximado de material o materiales, que pueden ser extraídos, removibles y utilizables.

1.3.8.5. Material mineral

(38)

1.3.8.6. Material desmonte

Material con poca o ninguna cantidad de mineral, no siendo rentable levarlos a la etapa de producción. Este material es llevado a depósitos de desmonte, para finalmente hacer los trabajos de cierre de minas, reclamaciones finales.

1.3.8.7. Talud

Cualquier superficie inclinada respecto a la horizontal que adopten permanentemente las masas de tierra. Estas pendientes pueden ser naturales o construidas según diseño.

1.3.8.8. Material en banco

Es el estado en que se encuentra un material que no ha tenido ningún tipo de perturbación inherente al proceso.

1.3.8.9. Material suelto

Es el estado en que se encuentra un material que ha tenido, al menos, una perturbación generada por cualquiera de las actividades propias del proceso.

1.3.8.10. Rendimiento

(39)

2.1 PROBLEMA GENERAL

¿Cómo optimizar el proceso de carguío y transporte de material, mediante el remplazo de volquetes de 20 m3 por volquetes de 25 m3 en la mina los Andes Perú Gold - Huamachuco?

3. HIPOTESIS

Con el óptimo criterio de reemplazo de volquetes de 20 m3 por volquetes de 25 m3 se logrará optimizar las operaciones con reducción de los costos operativos en un 15 %, así como la disminución de incidentes por equipos.

4. OBJETIVOS 4.1 Objetivo general

Reducir los costos de en las operaciones de carguío y transporte mediante el remplazo óptimo de volquetes.

4.2 Objetivos específicos

 Determinar los ciclos de operatividad de los volquetes de 20 m3

 Evaluar de manera práctica y teórica los volquetes de 25 m3 a seleccionar en un mercado amplio de proveedores.

 Determinar el punto óptimo de reemplazo oportuno de los volquetes.

 Realizar un análisis financiero de los equipos en el costo de operación para el reemplazo oportuno de volquetes.

(40)

CAPITULO II

MATERIALES Y METODOS 2.1. Material de Estudio

Todas las pruebas realizadas para llevar a cabo este proyecto se efectuaron en la “Mina El Toro”.

2.1.1.Ubicación y acceso del área de estudio.

Se ubica en el Cerro el Toro, región La Libertad, provincia de Sánchez Carrión, distrito de Huamachuco. Las altitudes oscilan entre 3250 a 3580 msnm, en el Distritito de Huamachuco, Provincia de Sánchez Carrión, Región La Libertad (Norte del Perú), dentro de los cuadrángulos de Cajabamba 16-G. La propiedad consiste de 09 concesiones mineras que cubren una superficie de 4,500 Hs. Beneficio con fines de remediación de pasivos ambientales y explotación piloto inician en el 2011. (Ver Figura 6)

(41)

2.1.2. Flujograma de Estudio del proyecto.

Figura Nª 7 Flujograma de Estudio Fuente El Autor.

Se sustenta debido a que se tiene bajo los siguientes parámetros: bajas colas, alta disponibilidad, menor consumo de combustible,

etc. Según la evaluación se necesita equipos de mayor capacidad para lograr optimizar la

actividad

Se continua como se está trabajando debe tener buenos indicadores.

INICIO

Calcular el rendimiento de los volquetes 20 m3 para el

acarreo en minería a cielo abierto

Realizar un análisis de costos y beneficios del número de volquetes

de 20 m3 usados en la operación.

Se sustenta la utilización de volquetes de

25 m3 de

capacidad

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2.1.3. Métodos, instrumentos y procedimientos de análisis de datos

2.1.3.1. Recolectar la información y definir el modelo conceptual

Una etapa fundamental en el desarrollo de un modelo de simulación es la recolección de datos.

Tener datos confiables que representen lo que realmente está pasando en el sistema real es tan importante como tener la lógica del sistema correctamente comprendida.

Si estos datos no se toman correctamente es difícil que el modelo se pueda validar con la realidad del sistema. Por eso es común decir: “si entra basura., sale basura”.

En los modelos de simulación los datos que comúnmente se suelen adquirir son:  Tiempo entre llegadas

 Demandas

 Tiempos de carga y descarga  Tiempos de procesamiento  Tiempos entre fallas  Número de servidores  Tiempos de reparación  Tiempos de viaje

 Porcentaje de partes que no pasan la inspección

 Porcentaje de entidades que requieren distintos servicios, entre otros. 2.1.3.2. Método para la adquisición de datos

(43)

2.1.3.2.1. Calculo de Ciclo de Acarreo y Transporte

La determinación de los tiempos de viaje es una actividad que consume mucho tiempo debido a que hay que observar el volquete en la ruta, hay que recopilar datos de tiempo de viaje y luego analizarlos para determinar qué valores representan mejor las duraciones de estas actividades. Usualmente, estos tiempos de viaje son utilizados en modelos de simulación para el análisis de las operaciones. La precisión de los resultados obtenidos de estos análisis depende grandemente de los tiempos de viaje que han sido utilizados para alimentar el modelo.

Figura Nº 8. Flujo del ciclo total de volquetes Fuente El Autor

(44)

carga aproximado por volquete está en un rango de minutos. El circuito de transporte se realiza en 1 tramos, el primero es de la zona del tajo hacia el botadero o pad.

Las distancias aproximadas del tajo Diana al pad es de 5,5 kilómetros, de igual modo la distancia al botadero es de 3.3 kilómetros. El estado de las vías es uno de los factores predominantes para la optimización en el transporte manteniendo el ancho operativo adecuado de 6 metros, siendo la gradiente máxima en las rampas de 10%. Para el cálculo de tiempos de los ciclos usamos la siguiente formula:

Ttc = TC + Trcc + TD + Trsc Donde:

TC: Tiempo de carguío

Trcc: Tiempo de recorrido con carga TD: Tiempo de descarga

Trsc: Tiempo de recorrido sin carga Ttc: Tiempo total del ciclo

(45)

2.1.3.3. Criterios de selección

Los criterios que se aplican en la evaluación de los equipos de los proveedores y/o empresas especializadas determinan la eficiencia y reducción hidráulica de la maquinaria, así como el comportamiento de la maquinaria en la zona de trabajo.

2.1.3.3.1. Determinación de características fundamentales del equipo de acarreo volquete 20 m3

Los datos fundamentales necesarios como insumo para el modelo pueden ser medidos en el campo usando procedimientos mecánicos o en un laboratorio usando dinamómetros. Los fabricantes de equipos miden estos parámetros, pero no los publican y los utilizan para generar las curvas de rimpull, las cuales pueden ser ajustadas antes de ser publicadas. El no publicar los datos fundamentales se debe al alto nivel de competitividad de la industria. Los fabricantes buscan crear el equipo más eficiente sin darles detalles a la competencia. Sin embargo, estos parámetros se pueden estimar haciendo algunas presunciones y por medio de ingeniería inversa.

Típicamente, el fabricante especifica la potencia que un volquete de 20 m3 puede generar a cierto número de revoluciones por minuto (RPM). El fabricante también provee la potencia teórica del motor sin implementos. Un ejemplo de estas curvas se muestra en la figura Nº 11. Los datos necesarios para calcular la eficiencia, es la curva de rimpull, las revoluciones por minuto certificadas (Rated RPM) y la potencia máxima a ese valor RPM, datos que

(46)

Figura Nº 10. Curva de rimpull y eficiencia teórica del volquete de 20 m3 Fuente Volvo performance handbook.

2.1.3.4. Equilibrio entre el tamaño de los volquetes y los equipos de carga

Con el fin de desarrollar eficazmente el movimiento de tierras, entre las unidades de carga y de transporte, debe de existir entre éstas un cierto equilibrio.Una regla muy extendida es que el número de casos de material que debe de depositar el equipo de carga sobre la unidad de transporte debe estar comprendido entre 3 - 6. Esta relación de acoplamiento queda justificada por:

(47)

• El tiempo de carga no es demasiado pequeño y, por la tanto, no se produce una mala saturación del equipo de carga.

2.1.4. KPI (Key Performance Index).

Un KPI, del inglés key performance indicator, conocido como indicador clave de desempeño, (o también indicador clave de rendimiento) es una medida del nivel del

desempeño de un proceso; el valor del indicador está directamente relacionado con un objetivo fijado de antemano. Normalmente se expresa en porcentaje.

Un KPI se diseña para mostrar "cómo" se progresa en un aspecto concreto; en ese sentido indica rendimiento. Existen KPI para diversas áreas de una empresa: compras, logística, ventas, servicio al cliente... Las grandes compañías disponen de KPI que muestran si las acciones desarrolladas están dando sus frutos o si, por el contrario, no se progresa como se esperaba.

Los indicadores clave de desempeño son mediciones financieras, o no financieras,

utilizadas para cuantificar el grado de cumplimiento de los objetivos, reflejan el rendimiento de una organización y generalmente se recogen en su plan estratégico. Estos KPI se utilizan en inteligencia de negocio para reflejar el estado actual de un negocio y definir una línea de acción futura.

(48)

Los KPI suelen estar ligados a la estrategia de la organización (ejemplificadas en las técnicas como la del cuadro de mando integral). Los KPI son "vehículos de comunicación"; permiten que los ejecutivos de alto nivel comuniquen la misión y visión de la empresa a los niveles jerárquicos más bajos, involucrando directamente a todos los colaboradores en la realización de los objetivos estratégicos de la empresa.

2.1.5. Determinación de la producción Excavadora – Volquete.

La producción de un volquete o de cualquier equipo de acarreo, puede ser calculada

fácilmente. La capacidad colmada, los límites de carga, o un eficiente carguío y el tiempo que le toma cargar un volquete también deben ser estimados.

Para balancear la operación Excavadora – volquetes, se debe tener en cuenta la capacidad de descarga de cada volquete y la capacidad del cucharón del cargador. Existen muchos tipos de análisis para determinar la producción de los volquetes o camiones en función de cualquier cargador.

El método que se presenta considera que para una eficiente operación con un efectivo balance entre los cargadores y los volquetes, al cargador le debe tomar entre tres y seis cucharadas llenas para llenar el volquete. Si le toma menos de tres, el tiempo de parada del cargador va a ser relativamente largo, y no va a trabajar con la producción esperada. En el otro caso, si le toma más de seis cucharadas el llenado del volquete, entonces el operador del volquete va a estar improductivo mucho tiempo en el carguío.

(49)

1. Comenzar conociendo el tipo de construcción que se va a realizar; 2. Considerar las condiciones locales de carguío y transporte;

3. Seleccionar el equipo correcto que se va a utilizar en la operación;

4. Determinar los costos de operación y la producción de las diversas combinaciones posibles de los equipos que se tienen a disposición; y

5. Seleccionar la combinación del equipo que va a proveer la más eficiente y económica solución a la operación.

2.1.6. Procedimiento de selección de equipos. 1. Operaciones a realizar por los cargadores y volquetes:

a. Cantidad del material – cuanto se va a mover. La empresa CORDEJAC tiene un plan de producción mensual de 50 916 tm de mineral y 41 415 tm de desmonte, adicionalmente será necesaria la presencia de volquetes para el traslado de material lixiviado con una cantidad de 14 590 tm.

b. Condición natural del material – si puede ser manipulado, o si el material puede ser mejor manipulado trabajándolo antes del movimiento.

c. Distancia a mover el material – si va a ser movido a una locación específica para su depósito, o si el material va a ser eliminado en algún botadero específico.

Tabla 1. Distancias Promedio

(50)

2. Condiciones locales para carguío y transporte:

El terreno entre la zona de carga y el lugar de depósito del material – conocimiento de la variación de pendiente y el alineamiento de curvas en rutas factibles.

a. Superficies de recorrido – cuál es la resistencia al rodamiento y a la tracción esperada, se puede desarrollar como una ventaja.

3. Alternativas factibles de equipos.

a. Cargadores – Tipos y tamaños que deben ser considerados para la operación.

La Empresa cuenta con excavadoras que realizan el trabajo de carguío dentro de la cuales desatascan las CAT 374 y Volvo 750 DL, con los que se realiza el trabajo de carguío de material.

b. Volquetes – Tipos y tamaños que pueden ser usados con las alternativas de cargadores para las condiciones del sitio. Se realizará una elección de equipo, según las características, los equipos que se tienen planeados trabajar son de la marca Volvo, se evaluará las condiciones de las vías, radios de curvatura de la mina para su elección.

4. Determinaciones para cada combinación excavadora – volquete escogida en el punto anterior para lo cual se tomó como muestra la excavadora VOLVO 750 DL de capacidad de cuchara de 5,16 m3

a. Máxima productividad de la excavadora:

Qmax-1 = (SAE tamaño del cucharón) x F x (60/CT1)

Donde:

Tamaño del cucharón 5,16 m3.

(51)

CT1 = Ciclo de la excavadora (min), 50,3 seg = 0,83 minutos. F = Factor de llenado del cucharón (90%).

Qmax-1 = (5,16) x 90% x (60/0,83). Qmax-1 = 335,7 m3/h

b. Cálculo del tiempo de carguío (LT) para volquetes teniendo en cuenta la máxima productividad del cargador:

LT (min) = (Vh x 60) / qmax-1 Donde:

Vh = m3/ciclo. La productividad máxima de un cargador es usada porque el tiempo de carguío es relativamente corto y asumiendo que no debe ocurrir paradas entre el principio y el final del carguío de un volquete.

Vh = 5,16 m3/ciclo x 90% = 4,64 m3/ciclo LT (min) = (4,64 x 60) / 335,7 = 0,83 minutos.

La ruta de acarreo, pendientes y el peso de la carga a transportar. Cálculo de las resistencias de acarreo, velocidades y tiempos de viaje tanto cuando los equipos están cargados o vacíos a través de varios segmentos de la ruta.

Las velocidades de acarreo de los volquetes de 20 m3, de las diferentes contratas que operan la mina El Toro son variables debido a los modelos y marcas de delos equipos (Ver Anexo 4) de las cuales sacamos un promedio:

 Velocidad máxima de ida cargado = 15 km/h  Velocidad máxima de retorno vacío = 39,4 km/h

(52)

velocidades máximas del reglamento interno de la compañía y el tiempo de descarga (DT) (1,5 minutos). Luego, la mejor aproximación del tiempo del ciclo del volquete es:

CTh = LT + HT + DT + RT, min. Donde:

HT = Tiempo total de acarreo, volquete lleno. RT = Tiempo total de retorno, volquete vacío.

Y el tiempo del ciclo normal, incluyendo las líneas de espera para el cargador y la eficiencia del trabajo del conductor, fw, puede ser hallada por:

Fw, es el valor promedio de la eficiencia del trabajo del operador, 80%. (CTh)n = CTh / fw, min.

(CTh)n = 6 / 80% = 7,5 min.

f. Cálculo de la productividad máxima (qh) y la normal (qh) n del volquete como sigue:

Qmax h = (Vh / CTh) x 60, m3/hora. Qmax h = (4,64 / 6) x 60 = 46,4 m3/hora. (qh)n = qmax h x fw, m3/hora.

(gh)n = 46,4 x 80% = 37,12 m3/hora.

g. Número de volquetes que se necesitan para cada cargador basado en previas determinaciones y si los cargadores o los volquetes van a tener mayor incidencia en la productividad de la operación. El número teórico es:

N = (CTh)n - LT + 1 LT

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El cual generalmente no resulta un número global, por lo que debemos escoger un número de unidades de acarreo, Nh, como el número inmediato superior al teórico.

Nh ≥ N, si gobierna el cargador.

O la elección del número inmediato inferior: Nh < N, si gobiernan los volquetes.

h. Cálculo del costo por unidad de material movido por cada combinación cargador– volquete, usando los costos directos del equipo y del operador y los costos indirectos con las tolerancias para estimar los costos por demoras.

a. Selección de la combinación cargador – volquete más apropiado basándose en los resultados obtenidos en el punto anterior:

b. Se tomará en cuenta la selección más económica de todas las combinaciones para esta operación.

2.1.7. El efecto del tamaño de los volquetes en el costo del movimiento de tierras.

El tamaño de los volquetes, es directamente proporcional al consumo de combustible, aceites, y consumibles en estado líquido, además el costo de repuestos en algunos casos es variable y superior según el modelo del equipo.

El costo es mayor mientras mayor sea el tamaño del equipo, por ejemplo en el combustible que es donde el ratio de gal/hr es superiores:

Volquete FMX 8x4 Cap. 20 m3: 4,0 gal/h. Volquete FMX 8x4 Cap. 25 m3: 4,6 gal/h

(54)

Un volquete según la distancia de acarreo puede hacer un viaje, esto sin importar la capacidad o el tamaño del equipo, las velocidades serán las mismas, por lo cual se puede hacer un cálculo comparativo de los equipos en función al ratio de combustible y la capacidad del mismo

Tabla: 2: Cálculo comparativo de los equipos en función al ratio de combustible y la capacidad.

VOLVO VOLVO

8x4 8x4

CAPACIDAD MAX.

(TMH) 38 47,5

RATIO DE

COMBUSTIBLE 4,2 4,7

Fuente: Volvo performance handbook.

Ratio de combustible GAL – H / T. con una densidad de material de 1.9 TM/M3 Volquete FMX 8x4 Cap. 20 m3: 4,2 / 38 = 0,110 gal - h/t

Volquete FMX 8x4 Cap. 25 m3: 4,7/47,5 = 0,098 gal – h/t

El siguiente dato demostrará el ahorro en tiempo y dinero, en relación entre un volquete FMX 8x4 Cap. 25 m3 y un volquete FMX 8x4 Cap. 20 m3, para mover un total de 1 000 m3 de material.

 Capacidad volquete 8x4, 25 m3 (90% de factor de llenado = 22,5  Capacidad volquete 8x4, 20 m3 (90% de factor de llenado) = 18,0  Costo de combustible, 2,78 US$/gal.

 Ciclo de viaje para ambos equipos, 1,28 horas.

(55)

 Total horas, 1000 / 12.656 = 63,21 horas.

 Consumo de combustible, 63,21 x 4.7 = 297,09 gal.  Costo combustible, 297,09 x 2.78 = 895,91 US$

Los costos para un volquete 8x4 Cap. 20 m3, en relación al combustible son los siguientes:  Rendimiento por hora, 18 x 90% x (1 / 1.28) = 12,656 m3/h.

 Total horas, 1000 / 12.656 = 79,014 horas.

 Consumo de combustible, 79.014 x 4.2 = 331,86 gal.  Costo combustible, 331.86 x 2.78 = 922,57 US$

Según el ejemplo para mover 1000 m3 de material se necesitarán: Tabla 3: Consumo de combustible.

1000 m 3 Volquete FMX 8x4 Cap. 20 m3

Volquete FMX 8x4

Cap. 25 m3 Ahorro

Combustible (Gal) 331,86 297,09 34,77

Combustible (US$) 922,57 895,91 26,66

Tiempo (h) 79,01 63,21 15,8

Fuente: El Autor.

Como muestra la tabla 3, se tiene mayor consumo de combustible por TMH, en los volquetes de menores dimensiones, a pesar de los 0,6 gal/h de diferencia, los Volquete FMX 8x4 Cap. 25 m3 acarrean un volumen superior que los hace rentables y más económicos que los Volquete FMX 8x4 Cap. 20 m3, sin embargo no todas las minas que trabajan con

(56)

2.1.8. El efecto del tamaño del equipo de Carguío en el costo del carguío y del acarreo de material.

Como se vio anteriormente, un volquete 8x4 Cap. 25 m3, puede ser alimentado con un la excavadora Volvo 750 de cap. de cuchara 5,16 m3 con tan solo 6 lamponadas. Con esta

información mientras más grande el equipo de carguío más rápido será el ciclo de carguío para el volquete, a pesar de que el ciclo del. Lo recomendable para el carguío de volquetes 8x4 Cap. 25 m3, es trabajar con la excavadora de mayor capacidad que posea la empresa , y no inferiores a este, puesto que la capacidad del lampón de la excavadora no sería aprovechado al máximo, esto debido al número de lampones por ejemplo necesarios:

Una excavadora de 4,0 m 3, para un volquete de 25 m3, serían necesarias 7 lampones, lo que significa que un6 lamponeadas serían usadas de manera que se aprovecha la capacidad total del lampón y el ultimo lampón, utilizado para una capacidad media, una actividad no recomendable puesto que en cada ciclo se consume la misma cantidad de energía

(combustible, tiempo, etc.) sin embargo se estaría moviendo menor volumen de material. 2.1.9. El efecto de la pendiente en el costo de acarreo con volquetes.

En el caso que el transporte se realice en pendiente negativa, está pendiente descendente resultará favorable para la operación de acarreo debido a que se reducirá el rimpull (fuerza aplicada por los neumáticos de los camiones) requerido en 20 lb/t cada 1% de pendiente. En el caso contrario está pendiente ascendente resultará desfavorable para la operación de acarreo, ya que, por cada 1% de pendiente se requerirá 20 lb/t de rimpull más.

(57)

Si el material es transportado de manera contraria será necesario reducir el tamaño de la carga o la velocidad de viaje del camión, cualquiera de estos dos cambios incrementarán el costo de acarreo. Las pendientes en las vías de una mina subterránea son consideradas como los accesos principales hacia los carguíos puesto que estas pendientes representan a las vías de las rampas, estas pueden tener pendientes de hasta 13 % en puntos no muy amplios.

La pendiente afecta en la tracción de los neumáticos, sumada al estado de las vías, que dependiendo de las condiciones de las mismas, la vida útil de los neumáticos disminuirá en un porcentaje no medido, sin embargo no es el único motivo por el que la pendiente afecta en los costos de operación, la pendiente es un factor que disminuye la velocidad continua de los volquetes obligando a ejercer mayor fuerza y mayor tracción al circular por tales accesos, lo que a su vez obliga al mecanismo del equipo a consumir mayor cantidad de consumibles como combustible, aceites, etc.

Adicionalmente para este proyecto se dimensiono una flota de volquetes de 20 m3 para el acarreo de mineral, desmonte y lixiviado. De un plan de producción mensual de 50 916 tm de mineral y 41 415 tm de desmonte, adicionalmente será necesaria la presencia de volquetes para el traslado de material lixiviado con una cantidad de 14 590 tm. Con un total de 7,53 = 8 Volquetes de 20 m3 de capacidad.

a. Dimensionamiento de flota de Volquetes de 25 m3 para mineral.

El proyecto considera que requiere de 20 444 m3 de mineral en estado esponjado al mes, se trabajará 380 horas – máquina al mes, calculando 20 444 / 380 = 53,799 m3/h.

El peso específico del mineral (1,9 t/m3) en estado suelto, con esponjamiento de 25 %. Ambas zonas tienen fácil acceso hacia los puntos de carguío y las dimensiones de la mina son adecuadas para las dimensiones de los volquetes, las cuales permiten las maniobras de

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El material será cargado con la excavadora Volvo 750 DL de capacidad 5,16 m3, la resistencia al rodamiento en vía se estima en 60 lb/t, el coeficiente de tracción de entre las llantas del volquete y la vía es aproximadamente 0,60.

El material será acarreado con volquetes de 25 m3, las especificaciones de los volquetes son los siguientes:

 Carga neta: 47 tm  Motor, diésel 440 hp  Peso vacío: 25 tm

Peso bruto cargado: 68 tn

 Resistencia al rodamiento: 60 lb/t  Distribución del peso bruto:

- Eje delantero: 11 200 lb (5,6 t) - Eje medio: 39 200 lb (19,6 t) - Eje trasero: 61 600 lb (30,8 t)

 Tamaño de las llantas en los ejes medio y posterior: 12 R 20

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Tabla 4: Rimpull en libras

Cambio Velocidad

(mph) Rimpull 1 era 3,2 19900

2 da 6,3 10100 3 era 11,9 5350

4 ta 20,8 3060 5 ta 32,7 1945

Fuente: Volvo performance handbook

El costo de acarreo de mineral de interior mina estarán ligados a las resistencias: El efecto combinado de la resistencia al rodamiento y a la pendiente cuando el camión se encuentra cargado será:

Resistencia al rodamiento = 60 lb/t.

Resistencia a la pendiente 3,5 x 47 = 164,5 lb/t. Peso bruto del vehículo = 68 tn.

Rimpull requerido 68 x 164,5 = 11 186 lb (Tabla 4).

Velocidad máxima del volquete cargado, 6,3 mph (10,14 km/h).

El efecto combinado de la resistencia al rodamiento a la pendiente cuando el volquete se encuentra vacío será:

 Resistencia al rodamiento = 60 lb/t.

 Resistencia a la pendiente 3,5 x 47 = - 164,5 lb/t.  Resistencia total = -164,5 lb/t.

 Peso vacío del vehículo = 25 tn.

Figure

Figura Nº 01. Reemplazo de equipos. Determinación del punto de encuentro .  Fuente El Autor

Figura Nº

01. Reemplazo de equipos. Determinación del punto de encuentro . Fuente El Autor p.22
Figura Nº 02. Familias de curvas costos CR y CM. Influencia de calidad equipos y tecnología  de mantención

Figura Nº

02. Familias de curvas costos CR y CM. Influencia de calidad equipos y tecnología de mantención p.23
Figura Nº 03. Carguío de mineral en Tajo Diana  Fuente El Autor

Figura Nº

03. Carguío de mineral en Tajo Diana Fuente El Autor p.24
Figura Nº 04. Recorrido de volquetes de 20 m 3  del   Tajo Diana al PAD de lixiviación

Figura Nº

04. Recorrido de volquetes de 20 m 3 del Tajo Diana al PAD de lixiviación p.25
Figura Nº 05: Volquete FMX VOLVO 450 20 m3  Fuente El Autor

Figura Nº

05: Volquete FMX VOLVO 450 20 m3 Fuente El Autor p.31
Figura Nº 06. Factor de acoplamiento                     Fuente El Autor

Figura Nº

06. Factor de acoplamiento Fuente El Autor p.34
Figura Nª 6: Ubicación y Acceso a la Mina El Toro  Fuente: Minera Los Andes Perú Gold- El Toro

Figura Nª

6: Ubicación y Acceso a la Mina El Toro Fuente: Minera Los Andes Perú Gold- El Toro p.40
Figura Nª 7  Flujograma de Estudio  Fuente El Autor.

Figura Nª

7 Flujograma de Estudio Fuente El Autor. p.41
Figura Nº 8. Flujo del ciclo total de volquetes   Fuente El Autor

Figura Nº

8. Flujo del ciclo total de volquetes Fuente El Autor p.43
Figura Nº 9: Ciclo de viajes en Operaciones Mina       Fuente El Autor

Figura Nº

9: Ciclo de viajes en Operaciones Mina Fuente El Autor p.44
Figura Nº 10. Curva de rimpull y eficiencia teórica del volquete de 20 m 3     Fuente Volvo performance handbook

Figura Nº

10. Curva de rimpull y eficiencia teórica del volquete de 20 m 3 Fuente Volvo performance handbook p.46
Tabla 1. Distancias Promedio

Tabla 1.

Distancias Promedio p.49
Tabla 5: Tamaño de muestra para los tiempos de ciclo de acarreo de un volquete de 25 m3  Tiempo de  Ida  Tiempo de  Cuadre  Tiempo de  descarga  Tiempo de  Retorno  Tiempo  de Ciclo  Promedio 30  datos  30.01  0.52  1.22  26,6  58,36  Desviación  0.45  0.1

Tabla 5:

Tamaño de muestra para los tiempos de ciclo de acarreo de un volquete de 25 m3 Tiempo de Ida Tiempo de Cuadre Tiempo de descarga Tiempo de Retorno Tiempo de Ciclo Promedio 30 datos 30.01 0.52 1.22 26,6 58,36 Desviación 0.45 0.1 p.60
Figura Nº 11: Producción en toneladas  Fuente el Autor

Figura Nº

11: Producción en toneladas Fuente el Autor p.64
Figura Nº 12: Utilización efectiva ideal vs. Utilización efectiva real  Fuente Autor

Figura Nº

12: Utilización efectiva ideal vs. Utilización efectiva real Fuente Autor p.65
Figura Nº 13: Disponibilidad mecánica ideal vs. Disponibilidad mecánica real.  Fuente Autor

Figura Nº

13: Disponibilidad mecánica ideal vs. Disponibilidad mecánica real. Fuente Autor p.66
Figura Nº 14: Costo de mantenimiento y reparación de neumáticos  Fuente Autor

Figura Nº

14: Costo de mantenimiento y reparación de neumáticos Fuente Autor p.67
Figura Nº 15: Ratio de consumo de combustible ideal vs. Real  Fuente Autor

Figura Nº

15: Ratio de consumo de combustible ideal vs. Real Fuente Autor p.69
Figura N º16: Ratios de operación  Fuente Autor

Figura N

º16: Ratios de operación Fuente Autor p.70
Figura Nº 17: Pareto de demoras       Fuente Autor

Figura Nº

17: Pareto de demoras Fuente Autor p.71
Figura Nº 18: Dispersión en horas      Fuente Autor.

Figura Nº

18: Dispersión en horas Fuente Autor. p.72
Tabla 6: Precio de un volquete de 25 m3  PRECIO DEL EQUIPO  Ratios Operativos

Tabla 6:

Precio de un volquete de 25 m3 PRECIO DEL EQUIPO Ratios Operativos p.74
Tabla 7: Resumen de costos de mantenimiento y reparación.  COSTO MANTENIMIENTO  DE EQUIPO

Tabla 7:

Resumen de costos de mantenimiento y reparación. COSTO MANTENIMIENTO DE EQUIPO p.76
Tabla 8: Resumen reparación de neumáticos.

Tabla 8:

Resumen reparación de neumáticos. p.77
Figura N º 19: Mapa Geomorfológico del proyecto y zona circundante.  Fuente Área de Geología Los Andes Perú Gold

Figura N

º 19: Mapa Geomorfológico del proyecto y zona circundante. Fuente Área de Geología Los Andes Perú Gold p.84
Figura Nº 20: Mapa De Geología Regional  Fuente Área de Geología Los Andes Perú Gold

Figura Nº

20: Mapa De Geología Regional Fuente Área de Geología Los Andes Perú Gold p.85
Figura Nº 21: Columna Estratigráfica De La Geología Regional  Fuente Área de Geología Los Andes Perú Gold

Figura Nº

21: Columna Estratigráfica De La Geología Regional Fuente Área de Geología Los Andes Perú Gold p.86
Figura Nº 22. Geología local del yacimiento.

Figura Nº

22. Geología local del yacimiento. p.88
Figura Nº 23. Sección 10NW

Figura Nº

23. Sección 10NW p.90
Figura Nº 24. Carguío y Acarreo en Tajo Diana  Fuente El Autor

Figura Nº

24. Carguío y Acarreo en Tajo Diana Fuente El Autor p.92
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