PLANIFICACIÓN MINERA CON

SISTEMAS DE ACARREO

AUTÓNOMOS

Edgar Peña Valenzuela

Southern Copper Corporation

Southern Perú

Mina Cuajone

1

1. Objetivos

2. Introducción

3. Fundamentos

4. Análisis comparativo

5. Impactos

6. Conclusiones y Recomendaciones

AGENDA

2

1. OBJETIVOS

3

General:

Incorporar Tecnología autónoma para asegurar la sostenibilidad del plan estratégico de mina

Específicos:

1. Lograr cero accidentes incapacitantes

2. Asegurar el cumplimiento del plan de desbroce de las fases de minado

3. Incrementar la productividad del sistema de acarreo

4. Reducir los costos operativos totales

1. OBJETIVOS

4

2. INTRODUCCIÓN

5

6

Mina Cuajone

2. INTRODUCCIÓN

Ubicación

Distrito de Torata,

provincia Mariscal

Nieto (Moquegua)

Productos

Concentrado de cobre

y molibdeno

Inicio de producción

25 noviembre 1976

(42 años)

Operación minera

Tajo abierto con

bancos de 15 m

Capacidades

Mina (M+D): 420 ktpd

Planta (M): 87.0 ktpd

7

Evolución tecnológica del acarreo de material

2. INTRODUCCIÓN

1970Carg. pala/vagón.Volq: 23t, 32t, 45t

1976Inicia operación

de volq: 91t, 101t

1993Inicio de

modernización

1995Inicia operación KOM 830E: 218t

1998Implementación de tecnología

GPS

1999Inicia operación CAT 793C: 213t

2003Inicia operación KOM 930E: 290t

2007Instalación del

sistema JMineOps

2011Inicia operación CAT 797F: 363t

2017Inicia operación KOM 980E: 366t

2018Puesta en marcha del

PMTC

2019Implementación

de red LTE8

3. FUNDAMENTACIÓN

Fuente: Komatsu (2019)

9

3. FUNDAMENTACIÓN

HIB

Equipos de acarreo que trabajan

con o sin operador

AUT

Equipos de acarreo que trabajan

sin operador, son gestionados

remotamente desde una central

TRI

Equipos de acarreo operados por

personas capacitadas y

certificadas

10

Características del sistema autónomo

3. FUNDAMENTACIÓN

1. Incrementa la seguridad,

menor exposición de

personas

2. Mayor utilización de la flota,

reducción de demoras y

paralizaciones.

3. Reduce la variabilidad

operativa del acarreo,

operación continua.

Fuente: Caterpillar (2019)11

Requerimientos

3. FUNDAMENTACIÓN

Red de comunicación

robusta

Sala de control para

flota AUT

Área operativa exclusiva para

flota AUT

Excelente estado de

vías de acarreo

Alta disponibilidad de flota AUT

12

Avance tecnológico del sistema autónomo

3. FUNDAMENTACIÓN

RadomiroTomic – Chile

(2005)

Inicio de pruebas con volquete autónomo de

Komatsu (KOM)

Gabriela Mistral – Chile (2008)

KOM inicia la operación

implementando volquetes

autónomos a escala comercial

West Angelas– Australia

(2008)

KOM inicia la implementación y operación de

volquetes autónomos

Yandicoogina –Australia (2012)

KOM inicia la implementación y

operación de volquetes

autónomos

Solomon Hub– Australia

(2013)

CAT inicia la implementación y operación de

volquetes autónomos

Jimblebar –Australia (2013)

CAT inicia pruebas para

implementación y operación de

volquetes autónomos

Meandu –Australia

(2013)

HITACHI inicia las pruebas para

implementar volquetes

autónomos

Suncor –Canadá (2015)

KOM inicia la pruebas para

implementación y operación de

volquetes autónomos

13

Cuajone – Perú Evaluación

de

Factibilidad

Experiencia de éxito

3. FUNDAMENTACIÓN

Gabriela Mistral – Grupo Codelco (Antofagasta, Chile)

Es la primera operación del mundo que utiliza el total de su flota de

acarreo en modalidad autónoma, operando desde el 2009.

Para el servicio de abastecimiento de combustible y traslado a

talleres usan operadores.

Sus principales resultados por operar con flota autónoma son:

Accidentes

relacionados

0

Costo de

operación

-5%vs flota tripulada

Utilización

+4%a la fecha 90%

Rendimiento de

neumáticos

9,000 hRécord: 14,000 h

Factor de carga

+5%Carga por viaje: 304t

Fuente: Visita técnica a Gabriela Mistral (2017)

4. ANÁLISIS COMPARATIVO

15

Pirámide

estratégica

4. ANÁLISIS COMPARATIVO

Plan de

Producción

Seguridad

Productividad

Costo operativo

Total

16

Seguridad

4. ANÁLISIS COMPARATIVO

Antecedente:

96 accidentes relacionados con volquetes en mina Cuajone (2010 – marzo 2019)

17

Seguridad

4. ANÁLISIS COMPARATIVO

Antecedente:

Con un sistema autónomo, se habrían evitado 75 eventos (actos sub-estándares) 18

1.4

0.3

1.1

-

0.4

0.8

1.2

1.6

Cuajone ¿Evitable con Autónomos?

Co

sto

(MU

S$)

Costos de reparación de accidentes con volquetes

Sí

No

Seguridad

4. ANÁLISIS COMPARATIVO

Dispositivos y sistemas a implementar:

Sistemas no invasivos; inversión promedio por equipo: US$ 60,000

Sistema anticolisiónSistema antifatigaParachoque articulado

19

4. ANÁLISIS COMPARATIVO

Antecedente:

Reservas internas al 31 de diciembre de 2018

Reservas Fase 08 Fase 09 Fase 10 Fase 11 TOTAL

Material total (Mt) 1,041 1,377 1,163 2,231 6,395

Desmonte total (Mt) 757 1,000 729 1,918 4,638

Desmonte minable

con flota AUT (Mt)253 267 170 891 1,581

20

Plan de producción

Plan de producción

4. ANÁLISIS COMPARATIVO

Fases factibles de implementación de flota de acarreo autónoma

DEPÓSITO

TORATA OESTE

DEPÓSITO

COCOTEA OESTE

DEPÓSITO

CUAJONE OESTE

PMTC

Talleres de

mantenimiento

Fase 10

Fase 08

Fase 09

Fase 11

Fase 06

Fase 07

Fase 05Fase 08

Fase 06 Fase 07

Fase 09

HACIA DEPÓSITO

TORATA OESTE

HACIA DEPÓSITO

CUAJONE ESTE

HACIA DEPÓSITO

COCOTEA OESTE

21

Plan de producción

4. ANÁLISIS COMPARATIVO

Perfil requerido de flota tripulada vs flota autónoma, plan de desbroce 15 años

16 16

11 1214 14

10 10

6

9

12

15

18

Añ

o 1

Añ

o 2

Añ

o 3

Añ

o 4

Añ

o 5

Añ

o 6

Añ

o 7

Añ

o 8

Añ

o 9

Añ

o 1

0

Añ

o 1

1

Añ

o 1

2

Añ

o 1

3

Añ

o 1

4

Añ

o 1

5

Nú

mero

de v

olq

uete

s

Flota tripulada Flota autónoma

Productividad

4. ANÁLISIS COMPARATIVO

Antecedente:

Demoras y paralizaciones

Llegada de

operadores al cambio

de guardia

Paralización por

huelgas

Traslado de

operadores a

volquetes asignados

Demoras por servicio

higiénico

Demoras por

condiciones

climáticas

23

Productividad

4. ANÁLISIS COMPARATIVO

Demoras intrínsecas por sistema de acarreo

90

75

135 5

Flota TripuladaDemora por … (min)

Cambio de guardia

Rancho

Falta de operador

Servicio higiénico

Relevo

24

21

10

53

Flota Autónoma Demora por … (min)

Área cerrada

Excepción AUT

Condicion de ruta

Bloqueado por camion

Ruta supervisor

3.13 horas/día 1.05 horas/día

24

0

1,000

2,000

3,000

4,000

12

AM

1 A

M

2 A

M

3 A

M

3:4

5 A

M

4 A

M

5 A

M

6 A

M

7 A

M

7:5

0 A

M

8 A

M

9 A

M

10

AM

11

AM

12

PM

1 P

M

1:3

0 P

M

2 P

M

3 P

M

4 P

M

5 P

M

6 P

M

7 P

M

7:5

0 P

M

8 P

M

9 P

M

10

PM

11

PM

To

nela

je (

t)

Tonelaje Movido Promedio

Productividad

4. ANÁLISIS COMPARATIVO

Perfil de producción horaria con volquetes tripulados de 400TC

2,100 tph

0

1,000

2,000

3,000

4,000

12

AM

1 A

M

2 A

M

3 A

M

3:4

5 A

M

4 A

M

5 A

M

6 A

M

7 A

M

7:5

0 A

M

8 A

M

9 A

M

10

AM

11

AM

12

PM

1 P

M

1:3

0 P

M

2 P

M

3 P

M

4 P

M

5 P

M

6 P

M

7 P

M

7:5

0 P

M

8 P

M

9 P

M

10

PM

11

PM

To

nela

je (

t)

Tonelaje Movido Promedio

Productividad

4. ANÁLISIS COMPARATIVO

Perfil de producción horaria con volquetes autónomos de 400TC

2,400 tph

Costo operativo total

4. ANÁLISIS COMPARATIVO

a) Costo de capital (CAPEX)

Ítem DescripciónInversión

000 US$

Volquetes

autónomos

Volquete autónomo de fábrica 5,536

Volquete no autónomo + kit para volquete 6,061

Licenciamiento de autónomos por volquete 110

Equipos que

ingresan al

sistema AUT

Kit para palas 111

Kit para equipos auxiliaries 107

Kit para equipos livianos 80

Infraestructura Implementación de central de control AUT 4,857

Entrenamiento Entrenar a personal de mina 375

27

Costo operativo total

4. ANÁLISIS COMPARATIVO

b) Costo de operación (OPEX)

Ítem Valor

Sistema gestión de flota (US$/año) 150,000

Costo neumático 59/80R63 (US$) 38,846

Costo de combustible (US$/gal) 2.76

Costo de lubricante (US$/h) 4.22

Operadores por volquete (#) 3.50

c) Controles operativos

Ítem TRI AUT ∆

Disponibilidad (%) 91 92 +1%

Utilización efectiva (%) 73 86.3 +18%

Tiempo de carguío (min) 2.20 2.09 -5%

Tiempo de retroceso (min) 0.55 0.66 +20%

Carga útil (t) 363.0 366.6 +1%

Duración de neumáticos (h) 5,600 8,960 +60%

Consumo combustible (l/h) 190.0 180.5 -5%

28

Costo operativo total

4. ANÁLISIS COMPARATIVO

Resultados:

Ítem AUT TRI Variac.

Costo operativo unitario (US$/t) 0.835 0.892 +6.8%

Costo total (MUS$) 703 735 +4.6%

Ahorro actual neto de 18 MUS$29

5. IMPACTOS

30

Modelo de gestión

5. IMPACTOS

a) Operación con flota tripulada:

Operación tripulada

Jefe de

operaciones

Operador

de pala

Operador

de volq.

Jefe general de

operaciones

Control

despacho

Superintendente

de operaciones

Operación tripulada

Jefe de

operaciones

Operador

de pala

Operador

de volq.

Jefe general de

operaciones

Control

despacho

Superintendente

de operaciones

Operadores

de pala

Operador auxi-

liar de volquet.

Operación autónoma

Administrador

de contrato

Asesor preven-

ción de riesgos

Controlador

central AUT

Supervisor

de soporte

Operador

comando

Ing. operación

AUT

Ing. soporte

MARC AUT

b) Operación con flota tripulada y autónoma:

31

Infraestructura de red

5. IMPACTOS

Redundancia

La comunicación es

requerida en tiempo

real, sin retrasos ni

interferencias

Desempeño

Depende en gran

magnitud de la

calidad del diseño y

su mantenimiento

Agilidad

Diseñada no solo

para suplir las

necesidades de este

año; sino, en un

horizonte de largo

plazo

Escalabilidad

Ancho de banda

capaz de adicionar

nuevos equipos,

nuevos sistemas y

nuevas tecnologías

Rendimiento

Capacidad de

soportar incrementos

drásticos de tamaño

de información

transmitida

Responsabilidad social

5. IMPACTOS

El requerimiento de profesionales para una operación minera con sistemas de acarreo

autónomo se verá incrementado, en aquellas carreras emergentes como mecatrónica,

electrónica, sistemas, confiabilidad y aquellas que surgieron en estos últimos años:

ciberseguridad, big data, cloud computing, simulación, etc., los roles requieren de diferentes

competencias, conocimientos y habilidades en ciencias, matemáticas y aptitudes usando

tecnología de la información (McNab, et al. 2013).

33

Responsabilidad social

5. IMPACTOS

INGENIERÍA

AUT

ELECTRÓNICA

MECATRÓNICA

BIG

DATA

DISEÑO

CAD

REDES

CONFIABILIDAD

SISTEM

AS

MECÁNICA

CLO

UD

CO

MP

U-

TIN

G

PR

OG

RA

MA

CIÓ

N

CIBER

SEGURIDAD

SIMULACIÓN

MECÁNICA ELÉCTRICA

ELÉCTRICABASE

DATOS

DEROBÓTICA

34

6. CONCLUSIONES

Y RECOMENDACIONES

35

1. El sistema de acarreo autónomo reduce a cero los accidentes incapacitantes.

2. El 78% de todos los accidentes relacionados con volquetes TRI fueron por actos sub-

estándares, con los volquetes AUT se reducen a cero.

3. Las fases de minado están preparadas para la implementación del sistema de acarreo

autónoma.

4. Con el sistema de acarreo autónomo, se cumple el plan de desbroce de las fases 08, 09,

10 y 11 de mina Cuajone con dos volquetes menos respecto a la flota tripulada.

5. La utilización efectiva por cada volquete aumenta en promedio 02 horas/día.

6. La productividad por día con una flota autónoma se incrementaría en 13%.

7. El costo operativos totales se reduce en 5%.

6. CONCLUSIONES

36

6. RECOMENDACIONES

37

1. Se debe implementar una red de comunicaciones suficiente y capaz de dar cobertura a la

mina, para garantizar el mejor desempeño del sistema de acarreo autónomo.

2. Hay una gran oportunidad de aprovechar el cambio generacional y tecnológico para la

implementación del sistema de acarreo autónomo que va a demandar la inclusión de

profesionales de las carreras emergentes.

3. El área mantenimiento debe estar preparada para garantizar una buena confiabilidad y

disponibilidad de los volquetes cuando se incorpore el sistema de acarreo autónoma.

4. El área de operaciones mina debe realizar un mejor mantenimiento de los puntos de carga,

descarga y las vías para el mejor desempeño del sistema de acarreo autónomo.

¡Gracias!

38