CONTROL DE ACTIVIDADES MINERAS

PLANEAMIENTO POR CUADROS PROGRAMADOS

ARNALDO RUIZ CASTRO

OCTUBRE 2014

PROBLEMA TIPOEn el gráfico expuesto en la siguiente página, corresponde a la sección típica de un método de explotación subterránea, denominado CORTE Y RELLENO ASCENDENTE MECANIZADO, de una mina ubicada en el sur del Perú.

El ciclo de explotación del tajeo se establece del modo siguiente:PERFORACION VOLADURA LIMPIEZA RRHH

A

150 metros

ORE PASS POTENCIA18 m.

CHIMINEA DE SERVICIO PILARY VENTILACION 3.5 m.

135 m.RAMPA

TIPO 3.50 m.ESPIRAL DE6 m. x 4 m.

A' SECCION A - A'

PLANEAMIENTO POR CUADROS PROGRAMADOS

500 metros

2.50 m

SECCION LONGITUDINAL DE UN TAJEO DE CORTE Y RELLENO ASCENDENTE

GALERIA PRINCIPAL DE 8 m. x 6 m.

RELLENO HIDRAULICO

PUENTE DE SOPORTE 10 M.

MINERAL DISPARADO

PROCESOS PRODUCTIVOS – MEMORIA DESCRIPTIVA

Consideraciones Geológicos:El yacimiento esta constituido por un manto singenético, cuya potencia promedio es de 18 metros, buzamiento de 45º, emplazada en pizarras (caja techo) y calizas (caja piso).La mineralización es de tipo metasomático de contacto en skarn competente, siendo los metales obtenidos del mineral; el cobre con 1.40 % y la plata con 0.50 onz/tc.Consideraciones Técnico Operativas:El método de explotación que se utiliza es el corte y relleno ascendente mecanizado, utilizando cortes de 2.50 metros de altura.Explotación Planificada mensual:En el tajeo en mención se deben explotar 25,000 TMM.

PROCESOS PRODUCTIVOS – MEMORIA DESCRIPTIVA

En la perforación se utilizan perforadoras mecanizadas tipo jumbo boomer de dos brazos, de 2 1/2 pulgadas de diámetro, con varillaje de 12 pies de longitud. Utilizando el método breasting para la perforación.Para la voladura se utilizan, vehículos multiservicio para el carguio de AN/FO, la carga de fondo esta constituido por iniciadores tipo FANEL y cordón detonante 10P, y la carga de columna utiliza AN/FO de 0.80 TM/m3 de densidad específica.En la limpieza se usan 2 scooptram de 11 yd3 (8.4 m3) de capacidad para el carguio, y buldózer (equipo auxiliar) de bajo perfil para el acomodo del mineral.El relleno hidráulico se realiza mediante un sistema de tuberías interconectadas y dirigidas a cada chimenea mediante mangueras de alta presión de 6 pulgadas de diámetro.

CALCULO DE LA PRODUCCIÓN POR CORTE.

El cálculo de la producción del tajeo por cada corte que se realiza, se calcula del modo siguiente:

a) Influencia de la altura de corte:

a.1. Por la inclinación de la perforación

12' = 3.66 m. Longitud deCara libre taladro

75º

h' = Seno 75º x 3.66h' = 3.54 m.

Altura de Corte= h'

CALCULO DE LA PRODUCCIÓN POR CORTE.

a.2. Por el buzamiento:

45º

h" = Coseno 45º x h'h" = 2.50 m.

Altura de corte = h"

CALCULO DE LA PRODUCCIÓN POR CORTE.

b) Cálculo del área explotada

3.50 m.

Altura de corte = 2.50 m.14.5 m.Altura de corte = 2.50 m.

45º

Z

Z = 14.50 x cosec 45ºZ = 20.51 m.

Area = 51.27 m2

PRODUCCION NOMINAL POR CORTE:

PN = Ltajeo x ancho mínimo x ρIS

PN = 497.50 x 51.27 x 2.70

PN = 68,868 TM.

PRODUCCION REAL POR CORTE

PR = PN x Recuperación

PR =

PR = 58,538 TM.

68868 x 0.85

PROCESOS PRODUCTIVOS – ANALISIS DE LAS CONSIDERACIONES TECNICAS

1. PERFORACION:1.1. Calculo de la Malla de Perforación:Una fórmula de amplio uso en la minería para la determinación de mallas de perforación, cuando el frente tiene dos o más caras libres, es la del Profesor Ash, que establece:a) Para el cálculo del Borde o Burden (B):

B = kB (de/12) ………….. (1) Donde:

B = Borde o burden en pies.kB = Coeficiente de perforación, que

esta relacionado con el tipo deroca y el explosivo utilizado, varíaentre 25 – 30.

de = Diámetro del explosivo en pies.

CALCULO DE LA MALLA DE PERFORACION

b) Para el cálculo del espaciamiento o space (S):

S = kS x B ………….. (2) Donde:

S = EspaciamientoB = Borde o burden.

kS = Coeficiente de la roca a ser volada, varía entre

1.0 á 1.5.

CALCULO DE LA MALLA DE PERFORACION

Para el ejemplo en discusión, tendremos:B = 30 x [(2)/12]B = 5.00 pies = 1.50 metros S = 1.00 x 1.50 = 1.50 metros

1.2. Determinación del tiempo de perforación.Para este efecto es necesario tomar conocimiento de las variables que permitirán determinar el tiempo de perforación de los taladros, teniendo como punto de partida la velocidad de penetración proporcionada por las empresas comercializadores de equipos mineros y el ciclo de perforación, establecido por análisis estadístico o aproximaciones porcentuales iniciales.

DETERMINACION DEL TIEMPO DE PERFORACION

La velocidad de penetración de la perforadora, es obtenida por medio de los catálogos, mientras que el ciclo operativo, es una consecuencia establecida por estadística de toma de datos para este fin.: Para el caso en discusión: Velocidad de penetración = 1.20 m/min. Ciclo Operativo:

- Extracción de barra = 0.5 min. - Movimiento del equipo = 1.0 min. - Ubicación para perforar = 0.5 min.

CICLO TOTAL = 2.0 min.

CALCULO DEL PROGRAMA DE PERFORACION

Tiempo de Penetración por taladro:

TPEN = 3.66/1.2 = 3.05 min.

Tiempo de perforación por taladro:

TPERF = 3.05 min. + 2.0 min.

TPERF = 5.05 min./taladro.

Velocidad de perforación por taladro:

VPERF = 3.66/5.05 = 0.72 m/min.

CALCULO DEL PROGRAMA DE PERFORACION

Volumen movido por taladro: 1.5 x 1.5 x 3.66 = 8.24 m3/taladro.Producción por taladro: 8.24 x 2.70 = 22.25 TM.Velocidad de producción por maquina perforadora:22.25 TM/brazo x 2 brazos/5.05 min = 8.76 TM/minProducción por guardia; para esto es necesario considerar el tiempo efectivo de operación por guardia, el cual se asume en 240 minutos, deducido de:

hrN/gd(8) x ef.mec(75%) x ef.oper.(70%).Producción/gd = 8.76 TM/min x 240 min. = 2,102 TMG Producción por día = 2102 x 2 = 4,204 TMD.Programa de perforación = 25,000/4,204 = 6 días.

CALCULO DEL PROGRAMA DE VOLADURAPara esto es necesario determinar el número de taladros que deben ser cargados con explosivos y volados, el tiempo de carguio de cada taladro es de 3 minutos en promedio, incluyendo el amarre de conexión.

Nº de taladros = Prod. Planific./Prod. por taladro.

Nº de taladros = 25,000TMM/22.25TMt.

Nº de taladros = 1,124 taladros

Tiempo efectivo de Voladura = 1,124 x 3 = 3,372 minutos.

Tiempo efectivo de voladura = 3,372/60 = 56 horas

Considerando 6 horas efectivas por guardia y trabajando 3 guardias por día:

Programa de voladura = 56 hrs/18 hrs-día = 3 días

Consideramos 1 día para la ventilación

Programa de voladura y ventilación = 4 días.

CALCULO DEL PROGRAMA DE LIMPIEZA

Cálculo de la capacidad efectiva del cucharón:

PEC = CNC x fC x eC x ρis.

Donde:

PEC = Producción efectiva del cucharón, en toneladas.

fC = Factor del cucharón, esta en relación con el abundamiento del mineral (esponjamiento del mineral). Este valor se calcula considerando la densidad del mineral in situ (ρis), y la densidad del material roto (ρr), mediante la siguiente relación: sf = ρr/ ρis. En nuestro caso la densidad del mineral roto es de 2.30 TM/m3. Reemplazando valores numéricos:

fC = 2.30/2.7= 0.85 = 85 %

eC = Eficiencia de carguío, nominalmente se considera 80 %.

ρis = Densidad del mineral “in situ”

CALCULO DEL PROGRAMA DE LIMPIEZACálculo de la capacidad efectiva del cucharón:

PEC = 8.4 m3 x 0.85 x 0.80 x 2.7 TM/m3 = 15.40 TMConsideraciones técnicas de operación: Longitud de operación = 200 m. en tajeo y 50 m. en

rampa Velocidad promedio de acarreo = 8 Km/hr. Velocidad promedio de retorno = 12 Km/hr. Distancia promedio de operación = 125 m. (un solo

sentido)Ciclo operativo del equipo de acarreo: Carguío del mineral = 0.80 min. Maniobra para descarga = 0.60 min. Descarga del mineral al “ore pass” = 0.20 min.

TOTAL = 1.60 min.

CALCULO DEL PROGRAMA DE LIMPIEZA

Análisis programático:Tiempo de acarreo por viaje:

= (125 m. x 2 x 60 min)/(10 Km/hr x 1000 m/KM)

= 1.50 min.Tiempo total por viaje = 1.50 + 1.60 = 3.10 min.Nº de viajes por hora = 60 min/hr / 3.10 min/viajeNº de viajes por hora = 19.40 viajes/hora.Producción horaria:

= 19.40 viajes/hora x 15.40 TM/viaje = 298.76 TM/hr.Producción por guardia = 298.76 x 4 = 1,195 TMG.Producción por día = 1,195 x 2 = 2,390 TMDProducción total por día= 2,390 x 2 = 4,780 TMD

Programación Planificada = 25,000/ 4,780 = 6 días.

CALCULO DEL PROGRAMA DE RELLENO

Determinación de la cantidad de relleno disponible:

Tomando como punto de partida la relación de concentración, se establece la cantidad de relave producido por la planta de la mina en discusión, en nuestro caso:

Consideraciones del relave:

No todo el relave se utiliza como relleno hidráulico; la granolumetría establecida para ser usada como RRHH, debe tener una alta velocidad de percolación, la cual se mide mediante el “slump” (en nuestro caso es de 4”/hr), lo cual determina que sólo se puede usar el 70 % del relave.

PRODUCCION DE RATIO DE PRODUCCION DE CANTIDAD DE RELAVEMINA (TMD) CONCENTRACION CONCENTRADO (TMD) (TMD)

10000 20/1 500 9500

CALCULO DEL PROGRAMA DE RELLENOCantidad de Relave disponible: Relave recuperable: 9,500 x 70 % = 6,650 TMS. Densidad del relave: 1.50 TM/m3. Volumen de relave producido: 6,650/1.50 = 4,433.33 m3

Pérdidas por manipuleo: 25 %. Producción neta de RRHH: 4,433.33 x 0.75 = 3,325 m3. Producción neta horaria: 3,325/24 = 139 m3/hr.

Volumen a rellenarse:

20.51 x 2.50 x 250 = 12,819 m3.

Pérdidas por operación:

Debido a la diferencia de granulometría, se presentan pérdidas por evacuación, en aproximadamente 5 %, por lo cual el volumen de relleno real será de:

12,819 m3 x 1.05 = 13,460 m3.

CALCULO DEL PROGRAMA DE RELLENO

Tiempo para rellenar ½ tajeo:13,460 m3 / 139 m3/hr. = 96.83 hrs.Programación de relleno:96.83 hrs / 24 hrs/día = 4 díasProgramación Total:Programación de relleno = 4 días.Preparación para el rellenado = 5 días.Estabilización del relleno = 3 días

Programa total de rellenado = 12 díasPlanificación de operaciones:En el siguiente cuadro se realiza la planificación de operaciones unitarias, correspondientes al mes de Agosto del 2006.

PLANIFICACION DE OPERACIONES

LABOR

C R O N O G R A M A (D Í A S)

3127 28 29 30

2621 22 23 24 2516 17 18 19 2011 12 13 14 15109871 32 4 5 6

TAJEO 01 P P P P VP LVVV L L L R R

R

L

R R R

71 2 3 71 2 84 5 63 71 2 84 5 63 71 2 10984 5 63 71 2 10984 5 63 71 2

L RP R R R R R