Análisis del sistema de relevo e implementación de bahías a ras del suelo en minería superficial, utilizando técnicas de simulación

Abstract

El mejoramiento continuo de la eficiencia en los procesos de producción ha pasado de ser una necesidad a ser un deber de las compañías mineras, de esa forma se busca aprovechar mejor los recursos y minimizar los impactos negativos que la actividad minera genera, además las compañías mineras son muy sensibles ante caídas de precios de los metales, por ello esta investigación se enfoca en el proceso de acarreo de una mina de tajo abierto ubicada al sur del Perú, al cual hace mención está investigación, ya que representa el 52.2% de su costo total. En ese sentido esta investigación tiene como propósito implementar bahías para cambio de guardia en caliente con el fin de reducir el tiempo de relevo de los operadores de camiones mineros, haciendo más eficiente el sistema de acarreo. En esta investigación experimental se evalúo el tiempo que toma en realizar el relevo antes y después de la implementación de las bahías de cambio en caliente, para ello se generaron balizas en el sistema dispatch para almacenar los tiempos de entrada y salida del servicio de toda la flota de camiones en distintos parqueos y bahías durante todos los meses del año 2019, teniendo un total de 6,604 muestras de los parqueos y 3,118 muestras de las bahías a ras del suelo y 3,173 muestras de las bahías a desnivel; entre estos dos tipos de bahías se optó por la implementación de las bahías al ras del suelo por su bajo costo y la rapidez de construcción. Los resultados obtenidos indican que existe diferencia estadísticamente significativa al implementar las bahías a ras del suelo, considerando un nivel de significancia de 0.05, un factor F calculado de 4,318.95 y un factor F crítico de 3.84. Además, esto se ve reflejado en la reducción del tiempo promedio de relevo, de 14.42 minutos con una desviación estándar de 6.67 minutos en los parqueos a 6.72 minutos con una desviación estándar de 2.06 minutos en las bahías a ras del suelo. Una de las limitaciones de esta investigación se da en la obtención de los tiempos de servicio, ya que solo se calcula por la hora de entrada y salida de los camiones del sistema, pudiendo haber estado en el sistema con otro propósito que no sea el relevo, por ejemplo: pueden estar parqueados por voladura o por condiciones climáticas adversas. Por otro lado, no se puede asegurar de forma implícita que el incremento de la producción durante el 2019 se debe a la implementación de las bahías para cambio en caliente, dado que durante todo el tiempo que duró el experimento se incrementó también el número de camiones mineros de 127 camiones en enero a 137 camiones a finalizar el mes de diciembre del 2019. Como resultado de esta investigación se deberá considerar zonas para cambio en caliente en los diseños futuros de las carreteras perimetrales, también considerar trabajos de movimiento de tierras para generar múltiples plataformas en zonas estratégicas alrededor de la mina. Aunque esta implementación no es la primera en la industria minera, sin embargo, es original ya que incluye un modelo de simulación de eventos discreto en el lenguaje GPSS/H, con el cual se evaluar la eficiencia del sistema de relevo y adicionalmente se enlaza esta simulación con el software de animación PROOF, para generar la animación que represente dicho sistema.

The continuous improvement of the efficiency in the production processes has happened of being a need to be a duty of the mining companies, in this way companies looking for use better his resources and minimize the negative impacts the mining activity generates, also the mining companies are very sensitive when metal prices going down, For this reason, this investigation focuses in the process of hauling material in the mine located in the south area of Peru, which this research mentions since it represents 52.2% of its total cost. In that sense, this research aims to implement "hot shift bays” in order to reduce the relief time of mining truck operators, making the transport system more efficient. In this experimental research, we evaluated the time it takes to carry out the relay before and after the implementation of the "hot shift bays, for this reason, beacons were generated in the dispatch system to store the entry and exit times of the entire fleet of trucks in different parking lots and bays during all the months of the year 2019, having a total of 6604 samples of the parking lots and 3118 samples of the bays at ground level and 3173 bays at a different level; Between these two types of bays, the implementation of bays at ground level was chosen for its low cost and speed of construction. The results obtained indicate that there is a statistically significant difference when implementing the bays at ground level, considering a significance level of 0.05, a calculated F-factor of 4318.95 and a critical F-factor of 3.84. This is also reflected in the reduction of the average relay time from 14.42 minutes with a standard deviation of 6.67 minutes in the parking lots to 6.72 minutes with a standard deviation of 2.06 minutes in the bays at ground level. One of the limitations of this research is in obtaining the service times, as it is only calculated by the time the trucks enter and leave the system, and may have been in the system for a purpose other than relief, for example: they may be parked due to blasting or adverse weather conditions. On the other hand, it cannot be implicitly assured that the increase in production during 2019 is due to the implementation of "hot shift bays", as the number of mining trucks increased from 127 trucks in January to 137 trucks by the end of December 2019. As a result of this research, "hot shift bays" should be considered for future perimeter road designs, also consider earthmoving work to generate multiple platforms in strategic areas around the mine. Although this implementation is not the first in the mining industry, it is nevertheless original as it includes a discrete event simulation model in the GPSS/H language, with which the efficiency of the relay system is evaluated and additionally this simulation is linked to the PROOF animation software, to generate the animation representing the relay system.