Optimización del ciclo de carguío y acarreo mediante la implementación de rangos operativos para los indicadores queue y hang en una mina a tajo abierto

Abstract

El objetivo del presente trabajo es definir los intervalos en los que debemos mantener los valores de los indicadores Queue y Hang – que determinan la eficiencia de acarreo y carguio respectivamente – para optimizar los ciclos de acarreo con camiones (CAT 793D – 233 t) y palas electrohidráulicas (Hitachi EX5600 - 27 m3). Para la determinación de estos intervalos de trabajo se utilizó el criterio del Fleet Match para el análisis entre los equipos de carguio y acarreo, los datos utilizados para el análisis se obtuvieron del registro histórico de ciclos registrados en el sistema de gestión de flota (toneladas movidas, tiempo queue, tiempo hang, tiempo spot, tiempo de carguio, tiempo de ciclo de acarreo) y datos históricos de costos de carguio y acarreo. El método de trabajo es analítico, se analizaron dos escenarios para la determinación de los rangos de trabajo de los indicadores queue y hang: Escenario de exceso de camiones y escenario de falta de camiones; para ambos casos el análisis contempló 2 criterios: obtener el mínimo costo por tonelada y maximizar la productividad de los equipos (maximizar la productividad del equipo de carguio para el caso de exceso de camiones y maximizar la productividad del equipo de acarreo para el caso de falta de camiones). Como resultados de los análisis se obtuvo que para el caso de exceso de camiones el parámetro Queue (minutos) debe oscilar entre 0.8 (costo mínimo) y 5.27 (productividad de carguio máxima), el tiempo hang (minutos) oscilar entre 0.05 (productividad de carguio máxima) y 0.66 (costo mínimo), considerando los valores ideales de Queue y Hang (minutos) en 1.9 y 0.3 respectivamente para el equilibrio de eficiencias (match factor = 1); y en el caso de falta de camiones el parámetro Queue (minutos) debe oscilar entre 0.86 (máxima productividad de acarreo) y 0.96 (costo mínimo), el tiempo Hang (minutos) entre 0.67 (costo mínimo) y 0.78 (máxima productividad de acarreo), considerando los valores ideales de Queue y Hang (minutos) en 1.69 y 0.27 respectivamente para el equilibrio de eficiencias.

The objective of this study was to define the optimal intervals of the Queue and Hang indicators — which represent haulage and loading efficiency, respectively — in order to optimize the haul cycles of trucks (CAT 793D – 233 t) and electric-hydraulic shovels (Hitachi EX5600 – 27 m³). To determine these intervals, the fleet match criteria was applied to analyze the interaction between loading and hauling equipment. The data used were obtained from historical fleet management system records (moved tonnage, queue time, hang time, spotting time, loading time, and haul cycle time), as well as historical loading and hauling cost data. The research followed an analytical approach, considering two scenarios: truck surplus and truck shortage. In both cases, two optimization criteria were applied: (i) minimizing the unit cost per ton and (ii) maximizing equipment productivity (shovel productivity in the surplus scenario and truck productivity in the shortage scenario). The results showed that, in the case of truck surplus, Queue time should range between 0.8 min (minimum cost) and 5.27 min (maximum shovel productivity), while Hang time should range between 0.05 min (maximum shovel productivity) and 0.49 min (minimum cost), with ideal values of 1.9 and 0.3 min, respectively, to achieve a match factor of 1. In the case of truck shortage, Queue time should vary between 0.86 min (maximum truck productivity) and 0.96 min (minimum cost), while Hang time should range between 0.67 min (minimum cost) and 0.78 min (maximum truck productivity), with ideal values of 1.69 and 0.27 min, respectively, to reach efficiency balance. It is concluded that determining optimal ranges of Queue and Hang represents an effective tool for improving productivity and reducing operating costs in open-pit mining operations.