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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN DE AREQUIPA
FACULTAD DE GEOLOGÍA, GEOFÍSICA Y MINAS
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE MINAS
ESTUDIO DE KPIs EN LOS EQUIPOS DE PERFORACIÓN, CARGUÍO Y ACARREO
PARA EL INCREMENTO DE LA PRODUCCIÓN DE 3000 A 3600 TM/DÍA
EN LA MINA PALLANCATA - HOCHSCHILD MINING
TESIS PRESENTADA POR EL BACHILLER:
SALAS HURTADO, LUIS ALBERTO
PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE:
INGENIERO DE MINAS
AREQUIPA – PERÚ
DEDICATORIA
A Dios por estar siempre conmigo en
todo momento.
A mis padres: Luis e Isabel, por estar
siempre apoyándome en todo
momento.
A mi hermana: Mariana por su apoyo.
RESUMEN
La presente tesis tuvo como objetivo determinar las demoras operativas de los
equipos de perforación, carguío y acarreo para optimizar sus indicadores
clave de desempeño e incrementar la producción de 3 000 a 3 600 TM/día
en la unidad minera Pallancata.
El procedimiento del trabajo de tesis fue de la siguiente manera:
Primero: Se realizó un diagnóstico de las características operacionales de
los equipos de perforación (Jumbo Rocket Boomer 281 - 282,
Stope Master), equipos de carguío (Scoop Tram ST 1 030, Scoop
CAT 1600G) y equipos de acarreo (Volquetes Volvo FM)
utilizados en la unidad minera Pallancata.
Segundo: Se hizo un estudio de los KPIs en el ciclo de operación de los
equipos las cuales se analizaron con diagramas de causa –
efecto y diagrama de Pareto. Las técnicas usadas fueron:
Implementación de reportes con el objetivo de registrar los
tiempos de las actividades de los equipos en los ciclos
de operación para el cálculo de los indicadores clave de
desempeño (KPIs).
Tercero: Analizar los datos obtenidos para determinar los KPIs actuales y
optimos de los equipos en los ciclos de operación.
Cuarto: Determinar el beneficio económico de una inversión para poder
incrementar la capacidad de producción de la planta concentradora
de 3 000 a 3 600 TM/día.
Quinto: Los resultados del estudio de KPIs se encuentran detallados en
las figuras de las páginas 87, 88, 89, 108 y 109.
INDICE
DEDICATORIA
AGRADECIMIENTOS
- CAPÍTULO I RESUMEN
- INTRODUCCIÓN
- 1.1 JUSTIFICACIÓN
- 1.2 PREGUNTAS DE INVESTIGACIÓN.......................................................................
- 1.3 VARIABLES E INDICADORES
- 1.3.1 Variables independientes
- 1.3.2 Variables dependientes
- 1.3.3 Indicadores
- 1.4 OBJETIVOS
- 1.4.1 Objetivo general
- 1.4.2 Objetivos específicos
- 1.5 HIPÓTESIS
- CAPÍTULO II
- MARCO TEÓRICO
- 2.1 ÍNDICES DE OPERACIÓN MINERA
- 2.1.1 Índices mecánicos
- 2.1.2 Índices de insumos
- 2.1.3 Índices mineros
- 2.1.4 Índices de resultados
- 2.2 TIEMPOS DE OPERACIÓN MINERA....................................................................
- 2.2.1 Tiempo cronológico o calendario (TCR)........................................................
- 2.2.1.1 Tiempo hábil u horas hábiles (HH)
- 2.2.1.2 Tiempo inhábil u horas inhábiles (HIN)
- 2.2.1.3 Tiempo de operación u horas de operación (HOP)
- 2.2.1.3.1 Tiempo efectivo u horas efectivas (HEF).........................
- pérdidas (HPE) 2.2.1.3.2 Tiempo de pérdida operacional u horas de
- 2.2.1.4 Tiempo de mantenimiento u horas de mantención (HMT)
- 2.2.1.5 Tiempo de reserva u horas de reserva (HRE)
- 2.3 ÍNDICES OPERACIONALES
- 2.3.1 Disponibilidad mecánica
- 2.3.2 Utilización efectiva
- 2.3.3 Rendimiento operativo
- 2.3.4 Rendimiento efectivo
- 2.4 DIAGRAMA CAUSA - EFECTO (ISHIKAWA)
- 2.4.1 Definición
- 2.4.2 Para qué sirve
- 2.4.3 Características principales
- 2.4.4 Proceso
- 2.4.5 Construcción
- 2.4.6 Interpretación
- 2.4.7 Utilización....................................................................................................
- 2.5 DIAGRAMA DE PARETO
- 2.5.1 Principio de Pareto......................................................................................
- 2.5.2 Definición
- 2.5.3 Características principales
- 2.5.4 Tabla y diagrama de Pareto
- 2.5.5 Proceso del diagrama de Pareto.................................................................
- 2.5.6 Construcción del diagrama de Pareto
- 2.5.7 Interpretación
- 2.5.8 Posibles problemas y deficiencias de interpretación.
- 2.5.9 Utilización....................................................................................................
- CAPÍTULO III
- MATERIAL DE ESTUDIO
- 3.1 AMBITO DE ESTUDIO
- 3.2 UNIDAD DE ESTUDIO
- 3.2.1 Ubicación
- 3.2.2 Accesibilidad
- 3.2.3 Historia
- 3.2.4 Clima
- 3.2.5 Suelos
- 3.3 GEOLOGIA
- 3.3.1 Geología local
- 3.3.2 Geología regional
- 3.3.3 Marco geológico estructural
- 3.3.4 Geomorfología.
- 3.3.5 Veta Pallancata Oeste.
- 3.4 MINERÍA
- 3.4.1 Método de explotación
- 3.4.2 Descripción del método de minado..............................................................
- 3.4.2.1 Desarrollo
- 3.4.2.2 Preparación
- 3.4.2.3 Explotación
- 3.4.2.3.1 Perforación
- 3.4.2.3.2 Voladura
- 3.4.2.3.3 Limpieza
- 3.4.3 Características del método
- 3.4.4 Caracteristicas generales del método de explotación por relleno
- 3.4.4.1 Posibilidades de aplicación
- 3.4.4.2 Seguridad
- 3.4.4.3 Recuperación
- 3.4.4.4 Dilución de la ley............................................................................
- 3.4.4.5 Rendimientos.................................................................................
- 3.4.4.6 Rellenos…….
- 3.4.4.6.1 Origen
- 3.4.4.6.2 Abastecimiento de relleno
- 3.4.5 Variante del método empleado en Pallancata
- 3.4.6 Ventasjas y desventajas del método
- 3.5 DISEÑO Y PLANEAMIENTO DE MINADO
- 3.5.1 Planeamiento a largo plazo
- 3.5.1.1 Preparación y operación mina
- 3.5.1.2 Programa de producción y secuencia de extracción
- 3.5.2 Planeamiento a corto plazo
- 3.5.2.1 Diseño del método de explotación
- 3.5.2.2 Método de minado
- 3.5.2.3 Diseño y producción de los tajos
- CAPÍTULO IV
- METODOLOGÍA
- 4.1 ALCANCE DE LA INVESTIGACIÓN.......................................................................
4.2 TIPO DE DISEÑO ................................................................................................ 73
4.3 TECNICAS ........................................................................................................... 73
4.3.1 Trabajo de campo ....................................................................................... 73 4.3.1.1 Descripción de la zona de trabajo .................................................. 74 4.3.1.2 Descripción de los equipos en estudio ........................................... 74 4.3.1.3 Descripción de los controles de los equipos .................................. 77 4.3.2 Trabajo de gabinete .................................................................................... 78 4.3.2.1 Índices operacionales de los equipos en estudio ........................... 78 4.3.2.2 Relación de actividades actuales que han sido identificadas, clasificadas y cuantificadas de los equipos en estudio ................... 79 4.3.2.2.1 Tiempos de las actividades actuales registradas en el Rocket Boomer 281 ....................................................... 79 4.3.2.2.2 Tiempos de las actividades actuales registradas en el Rocket Boomer 282 ....................................................... 80 4.3.2.2.3 Tiempos de las actividades actuales registradas en el Stope Master ................................................................. 81 4.3.2.2.4 Tiempos de las actividades actuales registradas en los Scoop CAT 1600G ................................................... 82 4.3.2.2.5 Tiempos de las actividades actuales registradas en los Scoop Tram ST 1030 ............................................... 83 4.3.2.2.6 Tiempos de las actividades actuales registradas en los Volquetes Volvo FM ................................................. 84 4.3.2.3 Cálculo del factor de carga del material en Pallancata ................... 85 4.3.2.4 Cálculo de los indicadores clave de desempeño actuales de los equipos en estudio......................................................................... 86 4.3.2.5 Análisis del movimiento de mineral y desmonte con los KPIs actuales de los equipos en estudio ................................................ 90 4.3.2.6 Desarrollo del diagrama de Pareto de los equipos en estudio ....... 92 4.3.2.6.1 Análisis de Pareto del Rocket Boomer 281 .................... 92 4.3.2.6.2 Análisis de Pareto del Rocket Boomer 282 .................... 93 4.3.2.6.3 Análisis de Pareto del Stope Master .............................. 94 4.3.2.6.4 Análisis de Pareto del Scoop CAT 1 600G ..................... 95 4.3.2.6.5 Análisis de Pareto del Scoop Tram ST 1 030 ................. 95 4.3.2.6.6 Análisis de Pareto de los Volquetes Volvo FM ............... 96 4.3.2.7 Desarrollo del diagrama de Ishikawa para los equipos en estudio……. ................................................................................... 97
CAPÍTULO I
INTRODUCCIÓN
La industria minera, una de las actividades económicas de mayor importancia
en nuestro país, ha sentido el efecto de la crisis energética y
del encarecimiento de los insumos básicos. Ante un panorama que
presenta un permanente ascenso de los costos de producción, se hace muy
necesario mantener un control severo de los costos de operación, como
un arma que permita a una empresa minera mantenerse rentable y
competitiva en el mercado de minerales.
HOCHSCHILD MINING - CIA MINERA SUYAMARCA - U.O. PALLANCATA
es una empresa dedicada al desarrollo integral de proyectos de mediana
minería a nivel nacional.
El conocimiento y control de los rendimientos es especialmente importante,
pues con ello se determina, en primer lugar, la capacidad de producción que
es posible alcanzar, en segundo lugar su efectividad y, por último, el potencial
productivo y rentabilidad económica del proyecto.
1.1 JUSTIFICACIÓN
El Perú se mantiene como el primer productor de plata a nivel mundial, por
su gran potencial y los grandes atractivos que ofrece para las inversiones.
En febrero 2 009 se incrementó la producción nacional de plata en 13,6%,
con relación al mismo mes del año anterior, por lo cual la plata se
encamina a un alza de más de 80% durante los años 2 007 y 2 012.
También se observó que el precio del oro subió casi 30% en el 2 009, de
acuerdo al mercado de Londres, lo que marca su desempeño anual más
fuerte desde el año 2 007.
Gráfico Nº 01. Precio de la Plata de los últimos 6 años
Gráfico Nº 02. Precio del Oro de los últimos 6 años
Debido al incremento en el precio de los metales tales como el oro y la
plata de los cuales se aprecia un incremento en sus precios desde el año
2 007 se ve por conveniente realizar inversiones en maquinaria para
incrementar la producción y así mismo inversiones en infraestructura para
incrementar la capacidad de procesamiento de las plantas
concentradoras.
Por tal motivo se decidió realizar un estudio de productividad a los
equipos en producción como máquinas perforadoras (Rocket Boomer 281
y 282, Stope Master) y equipos de carguío (Scoop CAT 6 Yd^3 y Scoop
1.3.2 Variables dependientes
- Rendimiento de equipos. - Incremento de la producción.
1.3.3 Indicadores
- Optimización del proceso de perforación, carguío y acarreo. - KPIs (indicadores claves de desempeño).
1.4 OBJETIVOS
1.4.1 Objetivo general
Cuantificar y optimizar mediante un estudio los indicadores clave
de desempeño (KPIs) de los equipos para incrementar la
producción de 3 000 a 3 600 TM/día en la U.O. Pallancata.
1.4.2 Objetivos específicos
Evaluar la situación actual de los ciclos de operación en los
equipos de perforación, carguío y acarreo.
Elaborar un nuevo programa de planeamiento de acuerdo al
incremento de los KPIs de todos los equipos.
Presentar el trabajo de tesis ante los jurados para obtener el título
profesional de Ingeniero de Minas.
1.5 HIPÓTESIS
“Que, con el estudio de los KPIs se logrará incrementar la producción de
3 000 a 3 600 TM/día y se evaluará el beneficio económico obtenido al
incrementar la capacidad de procesamiento de la planta concentradora de
Selene”.
CAPÍTULO II
MARCO TEORICO
2.1 ÍNDICES DE OPERACIÓN MINERA
De modo genérico y en función de su representatividad y contenido, estos
índices operacionales mineros se pueden clasificar en cuatro grandes
grupos:
2.1.1 Índices mecánicos
Los que informan sobre la disponibilidad mecánica o física de los
equipos e instalaciones y sus rendimientos o producciones por
unidad de tiempo, todos registrados y cuantificados por el área de
mantenimiento en la unidad minera.
2.1.2 Índices de insumos
Los que señalan magnitudes de los elementos consumidos para
lograr una unidad de producto comercial o el rendimiento del
insumo expresado en unidades de producto por unidad de
elemento consumido (ej. Kg. explosivo/ton, ton-Km/litro
combustible).
2.2.1.1 Tiempo hábil u horas hábiles (HH)
Son las horas en que el equipo está en actividad productiva y/o en
tareas de mantención de sus elementos de producción y/o reserva.
- Operación - Mantención - Reserva
2.2.1.2 Tiempo inhábil u horas inhábiles (HIN)
Son las horas en que el equipo suspende sus actividades
productivas y/o mantención de sus elementos y/o infraestructura
por razones como:
Paralizaciones programadas: domingos, festivos, vacaciones
colectivas, colaciones etc.
Imprevistos: originadas y obligadas por causas naturales como
lluvias, temblores, nieve, etc., u otras ajenas al control de la
faena como la falta de energía eléctrica, atrasos en la llegada
del transporte de personal, ausentismo colectivo por epidemias.
Cuando en horas o tiempo programado como inhábil un
equipo o instalación es operado y/o sometido a mantención y/o
reparación, el tiempo real es computado como tiempo hábil y
clasificado en una de sus tres condiciones.
2.2.1.3 Tiempo de operación u horas de operación (HOP)
Son las horas en que el equipo se encuentra entregado a su(s)
operador(es), en condiciones electromecánicas de cumplir su
objetivo o función de diseño y con una tarea o cometido asignado.
Este tiempo se divide en:
- Tiempo efectivo. - Tiempo de pérdida operacional.
2.2.1.3.1 Tiempo efectivo u horas efectivas (HEF)
Son las horas en que la unidad de equipo o instalación está
funcionando y cumpliendo su objetivo de diseño.
2.2.1.3.2 Tiempo de p érdida operacional u horas de
pérdidas (HPE)
Son las horas en que la unidad de equipo o instalación, estando en
condiciones electromecánicas de cumplir su objetivo de diseño, a
cargo de su(s) operador(es) y con una tarea asignada, no puede
realizarla por motivos ajenos a su funcionamiento intrínseco,
como son esperas de equipo complementario y en general por
razones originadas en la coordinación de operaciones.
2.2.1.4 Tiempo de mantenimiento u horas de mantención
(HMT)
Son las horas hábiles comprendidas desde el momento que el
equipo o instalación no es operable en su función objetiva o de
diseño por defecto o falla en sus sistemas electromecánicos o
por haber sido entregado a reparación y/o mantención, hasta que
ha terminado dicha mantención y/o reparación y el equipo está en
su área de trabajo en condiciones físicas de operación normal.
- Esperas de personal y/o equipos de apoyo y/o repuestos. - Traslados hacia y desde talleres o estación de mantención o
reparación.
- Tiempo real de mantención y/o reparación. - Movimientos y/o esperas de estos en lugares de reparación y/o
mantención.
2.2.1.5 Tiempo de reserva u horas de reserva (HRE)
Son las horas hábiles en que el equipo estando en condiciones
electromecánicas de cumplir su función u objetivo de diseño,
2.3 ÍNDICES OPERACIONALES
2.3.1 Disponibilidad mecánica
Es la fracción del total de horas hábiles, expresada en porcentaje,
en la cual el equipo se encuentra en condiciones físicas de cumplir
su objetivo de diseño.
Este indicador es directamente proporcional a la calidad del equipo
y a la eficiencia de su mantención y/o reparación, e inversamente
proporcional a su antigüedad y a las condiciones adversas
existentes en su operación y/o manejo.
2.3.2 Utilización efectiva
Es la fracción del tiempo, expresada en porcentaje, en la
cual el equipo es operado y cumpliendo su objetivo de diseño.
Es directamente proporcional a la demanda o necesidad
de la operación de utilizar el equipo, e inversamente proporcional
a su disponibilidad física y a su rendimiento.
2.3.3 Rendimiento operativo
Es el promedio de unidades de producción realizadas por el
equipo por cada unidad de tiempo de operación.
Es directamente proporcional a la velocidad de producción del
equipo e inversamente proporcional al tiempo de pérdida.
DM = (HH - HMT) x 100 % = (HEF + HPE + HRE) x 100% HH (HEF + HPE + HMT + HRE)
UE = HEF x 100 % = HEF x 100 %
(HOP + HRE) (HEF + HPE + HRE)
R = UNIDADES DE PRODUCCIÓN PROMEDIO
UNIDAD DE TIEMPO DE OPERACIÓN
2.3.4 Rendimiento efectivo
Es el promedio de unidades de producción realizadas por el equipo
en cada unidad de tiempo efectivo de operación.
Teóricamente este valor debería ser el de diseño para el equipo,
pero es alterado por las características físicas de donde se
aplica su función, el medio ambiente, condiciones físicas del
equipo y por las técnicas de su utilización.
Con estos índices podemos llevar un control en el transcurso
de la vida de cualquier equipo, de por sí solos cada índice no
representa una herramienta útil para dar solución a problemas o
detectar causas de problemas, se deberán analizar para poder
enfocar cualquier tipo de investigación al respecto, y el éxito de
ello dependerá directamente de la calidad de la información
obtenida para el cálculo de cada uno de ellos, es decir solo nos
serán de utilidad si es que han sido medidos con claridad,
comprobables, constancia y responsabilidad.
2.4 DIAGRAMA CAUSA - EFECTO (ISHIKAWA)
2.4.1 Definición
El diagrama Causa - Efecto es una representación gráfica que
muestra la relación cualitativa e hipotética de los diversos factores
que pueden contribuir a un efecto o fenómeno determinado se
conoce también como diagrama de Ishikawa (por su creador, el Dr.
Kaoru Ishikawa, 1943), ó diagrama de espina de pescado y se
utiliza en las fases de diagnóstico y solución de la causa.
Su concepción conceptual al concebir su diagrama Causa - Efecto
(espina de pescado de Ishikawa) se puede resumir en que cuando
se realiza el análisis de un problema de cualquier índole, tienen
r = UNIDADES DE PRODUCCIÓN PROMEDIO UNIDAD DE TIEMPO EFECTIVO DE OPERACIÓN
