Planificacion Minera Diseno Cantera Pifo

ESCUELA SUPERIOR POLITCNICA DEL LITORALFacultad de Ingeniera en Ciencias de la Tierra

TESIS DE GRADO

Metodologa de Planificacin Minera a Corto Plazo y Diseo Minero a Mediano Plazo en la Cantera Pifo

Realizada por: EDUARDO RECALDE

Captulo 1. Datos GeneralesCaptulo 2. Caractersticas GeolgicasCaptulo 3. MedioambienteCaptulo 4. Diseo Minero

Clculo de ReservasCriterios para el Diseo de la ExplotacinDiseo de pistas en espiralPerforacin y voladuraMaquinaria y equipos

Captulo 5. Planificacin Minera a Corto PlazoNiveles de explotacinDetalle de explotacin minera a corto plazo

Nivel 1 desde la cota 2885 a 2875: 10 m de alturaNivel 2 desde la cota 2875 a 2865: 10 m de alturaPlanificacin Minera de los bloquesCostos de explotacin

Retiro de sobrecarga en sector esteDiseo de estabilidad de taludes

Conclusiones y Recomendaciones

INTRODUCCIN

Es preciso inventariar las reservas naturales y planificar su explotacin tcnica con miras a un verdadero aprovechamiento racional. Pifo es una Cantera de Agregados para la Construccin prxima a la Ciudad de Quito, por lo que se encuentra cerca de un mercado grande que requiere una gran demanda de agregados y ridos de calidad. En el ao de 2005 la Cantera vendi 450.000 toneladas de ridos.

OBJETIVOS

Actualizar la topografa de la zona de estudio.

Determinar las reservas probadas para la planificacin a corto plazo.

Diseo final de explotacin de la zona oeste de la Cantera.

Realizar la planificacin y disear el esquema de explotacin.

REA DE EXPLOTACIN EN ZONA DE ESTUDIO

FRENTE DE EXPLOTACIN

VA DE ACCESO

PLANTA DE AGREGADOS

ZONA DE STOCKSINGRESO Y

BALANZA

OFICINAS PRINCIPALES

UBICACIN

Captulo 1. Datos Generales Captulo 2. Caractersticas GeolgicasCaptulo 3. MedioambienteCaptulo 4. Diseo Minero






Geologa Regional de la zona de estudio tomadade la carta geolgica Sangolqu

CORTE GEOLGICO TPICO LOCAL

FACTORES MEDIOAMBIENTALES

IMPACTOS MEDIDAS CORRECTORAS O DE RECUPERACIN

Emisin de polvo

Riego peridico de pistas y stocks (o cubrirlos con lona en los taludes)Trituracin con riego tenueCubrir la carga de volquetas con lonaColocar captador de polvo en perforadoraRetirar material de las pistas y darles mantenimiento

Emisin de gases Mantenimiento de la maquinaria y poner a punto el sistema de carburacin

Emisin de ruido

Mantener a punto los silenciadoresReducir la velocidad de circulacinCubrir con bandas de caucho los elementos metlicos que sufren impacto de las rocasLa operacin de la planta debe hacerse a horas diurnasUtilizar cargas correctas de explosivos y utilizar microretardos

EscorrentaConstruir un sistema de drenaje, para cada talud importante y las escombrerasMantenimiento de las cunetas de las pistasReduccin de taludes de las escombreras y stocks para as reducir la fuerza erosiva del agua

Contaminacinpor combustible Manejo correcto y seguro del combustible para evitar derrames

Sedimentacin Controlar la erosin en los stocks

Retirada y acopioEn la retirada y almacenamiento debe evitarse el compactamientoEvitar la muerte de microorganismos aerobiosEvitar la contaminacin, la produccin de polvo, el paso de maquinaria y la erosin

Ocupacin temporal Evitar remover la capa de suelo que se encuentra debajo de las pilas de stock

Paisaje Alteracin de laMorfologa

Recuperacin parcial con la restauracin del reaCreacin de una pantalla con rboles de follaje espeso y altura considerableConstruccin de barreras visuales con material de desecho

Suelo

Agua

Atmsfera

DISEO MINEROMineral AndesitaEstril Andesita meteorizada

Terrazas CangaguaProduccin mensual (2005) 37.500 tonReservas probables 5000.000 tonPenalizacin 20%Cota inferior 2825 msnmCota base 2866 msnmReservas probadas hasta la cota base 1300.000 ton (3 aos)Reservas desde cota base hasta la cota inferior

3700.000 ton (8 aos)

CLCULO DE RESERVASSe realizaron perfiles transversales para determinar las reservas de andesita. El resultado son las toneladas de mineral por extraer teniendo en cuenta el diseo de los bancos.

T : Andesita a extraer (Ton)L : Distancia entre perfiles (40 m)An: rea de roca por extraer en cada perfil (m2)

T = 2.75 * L * An

CRITERIOS PARA EL DISEO DE LA EXPLOTACIN

FACTORES GEOMTRICOS

FACTORES GEOMECNICOS

FACTORES OPERATIVOS


FACTORES GEOMTRICOS

Ancho del yacimiento 400 mLargo del yacimiento 400 mPotencia del yacimiento 60 mForma del yacimiento MantiformeInclinacin general del yacimiento Subhorizontal

FACTORES GEOMECNICOS

Tensin (Kg/cm2) 60 120Peso especfico aparente 2.75Porosidad (%) 1.7ngulo de rozamiento interno () 45Absorcin (%) 0.87Resist. a la compresin simple (Kg/cm2) 300 4200Cizallamiento (Kg/cm2) 50 130

FACTORES OPERATIVOS

Mtodo de explotacin Perforacin por banqueoDistancia de transporte 700 mAltura de banco 10 mAncho de banco 30 mngulo de talud de banco 70Bermas 6 mAncho de va 12 mTalud de trabajo 32.6Talud final 46Fondo de explotacin mnimo 60 m


Aquellos que permiten la ocultacin a la vista de los huecos o escombreras, faciliten la restauracin de los terrenos o la reduccin de los impactos ambientales.

TERMINOLOGA EMPLEADA ENUNA MINA A CIELO ABIERTO

FACTORES OPERATIVOS

Altura de banco: A una altura de 10 m de banco final, se tienen las siguientes ventajas:

Utilizar los equipos de carga para sanear el frente. Mantener condiciones de seguridad aceptables. Mayor control sobre la fragmentacin en la voladura. Mayor rapidez en ejecucin de rampas entre bancos. Menores niveles de vibraciones. Mejores condiciones para restauracin y tratamiento de taludes finales.

ngulo del talud: Es funcin de dos factores:

Tipo de roca: caractersticas estructurales y resistentes de los materiales.

Altura de banco.

Se utiliza durante el trabajo en roca media, ngulos de talud entre 60 y 75, para dejarlos con el ngulo definitivo y disponer de bermas de seguridad ms prcticas.

Bermas (W): Segn criterio de Ritchie (1963), modificadas por Evans y Call (1992):

W = 0.2 H + 2.0, para H 9.0 mW = 0.2 H + 4.5, para H > 9.0 m

H = altura de banco (m)

Para una altura de 10 m, el ancho de berma debera estar entre 4 y 6.5 m, al estar cerca del lmite establecido por Evans y Call (9 m), se decidi que el ancho de berma sea de 6 metros.

Ancho de banco: Suma de los espacios necesarios para el movimiento de la maquinaria que trabaja en ellos simultneamente (30 m).

DISEO DE PISTAS EN ESPIRAL

Seccin vertical de explotacin con talud final

PARMETROS DE PERFORACIN Y VOLADURAMalla de perforacin RectangularLongitud entre barrenos 3 mPiedra 1.5 mSobreperforacin 1 mLongitud de barreno 11 mInclinacin de barrenos 10Carga de fondo PentolitaCarga de columna ANFODimetro broca 4Retacado 2,5 mConsumo explosivo 131,43 gr/tonCantidad de barrenos por cada m2 0,10 b/m2

Secuencias de encendido (Hagan, 1975)

Maquinaria y Equipos utilizados

EQUIPO MARCA MODELO CAPACID.Cargadora Caterpillar 966 G 4,6 m3Excavadora Caterpillar 330 DL 2,3 m3Volqueta Mack KERAX 15 m3Volqueta Mack KERAX 15 m3Volqueta Mack RD688SX 15 m3Perforadora Ingersoll Rand ECM590Motoniveladora Caterpillar 120G 3,7 mCargadora Caterpillar 988B 6,6 m3Camin Mack DM686S 10 m3

TOPOGRAFA ACTUAL DE LA CANTERA

DISEO A MEDIANO PLAZO DE LA CANTERA

MODELO DIGITAL DEL TERRENO DELDISEO A MEDIANO PLAZO

PLANIFICACIN MINERA A CORTO PLAZO

Se realiz el diseo de 6 Niveles de Explotacin, segmentados por 8 perfiles topogrficos y separados 40 m entre ellos, los mismos que dividen a los niveles en 7 bloques, todo esto define un total de 42 bloques independientes.

UBICACIN DE LOS BLOQUES DE EXPLOTACINY PERFILES A LO LARGO DE LA CANTERA

N 1 Desde 2885 a 2875: 10 m de alturaN 2 Desde 2875 a 2865: 10 m de alturaN 3 Desde 2865 a 2855: 10 m de alturaN 4 Desde 2855 a 2845: 10 m de alturaN 5 Desde 2845 a 2835: 10 m de alturaN 6 Desde 2835 a 2825: 10 m de altura

NIVELES DE EXPLOTACIN

CLCULO DE RESERVASPESO

MINERAL (Ton)TIEMPO

( semanas )NIVEL 1 406059 43NIVEL 2 902754 96NIVEL 3 1127194 120NIVEL 4 1070403 114NIVEL 5 900537 96NIVEL 6 597619 64TOTAL 5004566 534 (11aos)

NIVELES ACTUALES DE EXPLOTACIN

CONSTANTES A SER USADAS EN LA PLANIFICACIN MINERA A CORTO PLAZO

Densidad relativa andesita = 2,75Densidad relativa estril = 2,5

Longitud entre perfiles = 40 mPenalizacin roca til = 20 %

Penalizacin estril = 10 %Altura de banco (m) = 10 m

Malla de perforacin = 3 mCapacidad de transporte = 37500 Ton/mes

Velocidad de volquetas = 15 Km/h

SECUENCIA DE EXPLOTACIN EN CADA NIVEL

Modelo digital del terreno en la actualidad, se puede apreciar el nivel 1 (azul) y el nivel 2 (rojo).

Modelo digital del terreno al explotar el nivel 1 (406.000 Ton 11 meses).

DETALLE DE PLANIFICACIN MINERA A CORTO PLAZO

Se debe tener presente que se van a mantener las vas de acceso actuales y que se van a explotar los 2 primeros niveles:

Nivel 1. (2885 2875): El mineral es de 242.400 Ton. En la cota 2885 se van a realizar perforaciones de precorte, llegando a la cota 2875. El tiempo para evacuar el material es de 26 semanas (6 meses).

NIVEL 1

Nivel 2. (2875 2865): El mineral es de 310.000 Ton. En la cota 2875 se van a realizar perforaciones de precorte, llegando a la cota 2865. El tiempo para evacuar es de 33 semanas (8 meses).

El material producto de la voladura va depositarse en la cota 2875, en ese nivel se va a realizar las operaciones de cargo.

NIVEL 2

PLANIFICACIN MINERA DE LOS BLOQUES

39 bloques a ser explotados, 1 semana cada uno, se necesitan 59 semanas o 14 meses. 552.800 Ton de mineral, se tiene que realizar trabajos complementarios de mejoras de las vas de acceso a los frentes de trabajo y de desalojo de material estril.

Se planifica explotar los bloques frontales del nivel 2 (bloques 1, 2, 3, 4, 5 y 6) para luego minar los bloques frontales del nivel 1 (23, 24, 25, 26, 27, 28 y 29).

CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES (SEMANAS)


PERFORAC. VOLADURAY CARGO PERFORAC.VOLADURAY CARGO

SEMANA 1 B 1 SEMANA 16 B 27SEMANA 2 B 2 B 1 SEMANA 17 B 28SEMANA 3 B 3 B 2 SEMANA 18 B 28SEMANA 4 B 4 B 3 SEMANA 19 B 29SEMANA 5 B 5 B 4 SEMANA 20 B 29SEMANA 6 B 5 SEMANA 21 B 7SEMANA 7 B 6 SEMANA 22 B 8 B 7SEMANA 8 B 6 SEMANA 23 B 9 B 8SEMANA 9 B 23 SEMANA 24 B 9SEMANA 10 B 24 B 23 SEMANA 25 B 10SEMANA 11 B 25 B 24 SEMANA 26 B 11 B 10SEMANA 12 B 25 SEMANA 27 B 11SEMANA 13 B 26 SEMANA 28 B 30SEMANA 14 B 26 SEMANA 29 B 31 B 30SEMANA 15 B 27 SEMANA 30 B 32 B 31



PERFORAC. VOLADURAY CARGO PERFORAC.VOLADURAY CARGO

SEMANA 31 B 33 B 32 SEMANA 46 B 17SEMANA 32 B 33 SEMANA 47 B 18SEMANA 33 B 34 SEMANA 48 B 18SEMANA 34 B 34 SEMANA 49 B 36SEMANA 35 B 35 SEMANA 50 B 37 B 36SEMANA 36 B 35 SEMANA 51 B 38 B 37SEMANA 37 B 12 SEMANA 52 B 39 B 38SEMANA 38 B 13 B 12 SEMANA 53 B 19 B 39SEMANA 39 B 14 B 13 SEMANA 54 B 20 B 19SEMANA 40 B 14 SEMANA 55 B 20SEMANA 41 B 15 SEMANA 56 B 21SEMANA 42 B 15 SEMANA 57 B 21SEMANA 43 B 16 SEMANA 58 B 22SEMANA 44 B 16 SEMANA 59 B 22SEMANA 45 B 17

NIVEL 1

NIVEL 2

COSTOS DE EXPLOTACIN

El costo de poner una tonelada en la trituradora primaria es de $0.923, se va a gastar $510.336

NDICE EXPLOSIVOS 0,613 $ / TonNDICE DIESEL EXTRACCIN 0,176 $ / Ton

NDICE DIESEL PERFORACIN 0,013 $ / TonNDICE MANTENIMIENTO

EXTRACCIN 0,081 $ / Ton

NDICE MANTENIMIENTO PERFORACIN 0,041 $ / Ton

RETIRO DE SOBRECARGA

rea de sobrecarga 59.230 m2Potencia de sobrecarga 33 m

Volumen de estril a evacuar 1502.816 m3Toneladas de estril a evacuar 4132.744

Costo por evacuar estril $ 0.257 / tonGasto total $1063.000

ZONA A SER DESTAPADA

SOBRECARGA

MINERAL

DISEO DE ESTABILIDADDE TALUDES

Taludes actuales 80Talud de banco 65Altura de banco 12 m

Bermas 6 mTalud final 46

Intervalo de niveles 2885-2928 msnm

Toneladas a ser evacuadas 198.472Volumen de estril por evacuar 72.172 m3

Gasto total $51.000

Diseo final de explotacin de

la cantera

Diseo final con diseo de

estabilizacinde taludes en la cresta superior de la cantera

Modelo Digital del Terreno (MDT) de la Cantera es su estado

actual

MDT del Diseo Final y estabilizacinde taludes en la

cresta superior de la cantera

CONCLUSIONES

El mineral es andesita, y como estril rocas sedimentarias y andesitas meteorizadas; se espera una produccin promedio mensual de 37.500 Ton (dato ao 2005).

Las reservas por extraer son de 5000.000 Ton. La explotacin es de arriba hacia abajo para as controlar los taludes en forma ms eficiente y segura.

El volumen de andesita est penalizado con un 20% en cuanto a variaciones del rea promedio, prdidas de roca til en la voladura, zonas de presencia de estriles, errores en la determinacin de los lmites del yacimiento y zonas de contacto geolgico adems de precisin en la topografa.

Las reservas estimadas es para un periodo de aproximado de 11 aos, tal vida til se puede extender si se disea y explotan las reservas del sector Este del rea de estudio.

METODOLOGA DE DISEOY PLANIFICACIN MINERA

Para la realizacin de la Planificacin Minera se realiz el diseo de 6 Niveles de Explotacin, los mismos que dividen a los niveles en 7 bloques, todo esto define un total de 42 bloques independientes.

En la cresta superior, existe un problema de estabilidad, lo cual provoca serios problemas de seguridad que pueden desembocar en accidentes de trabajo y prdidas econmicas en remediacin ambiental.

RECOMENDACIONESSe debe emplear la perforacin por banqueo, ya que dispone de un frente libre para la salida y proyeccin del material. El transporte se lo debe realizar con volquetes, la distancia de transporte es de 700 m.

Las pendientes de las vas no debe exceder del 10% y estas pueden ser hechas con el material de cobertura.

Se establece como cota base a 2865, pues es el piso que se encuentra actualmente bien nivelado y ser el punto de partida para el diseo.

Se deber realizar una planificacin a largo plazo, ya que le permitir estimar los siguientes bancos y reservas a explotar.

Se deber llevar un mantenimiento continuo de las vas de acarreo, para que no existan daos en la maquinaria de transporte, originando retrasos en los trabajos de explotacin.

A la par de las operaciones mineras, se deben realizar trabajos en la va de acceso y realizar labores de limpieza de la sobrecarga de la zona Este para destapar las reservas y aumentar la vida til.

Para empezar las operaciones mineras, se debe tener presente que se deben mantener las vas de acceso actuales y que se deben explotar los 2 primeros niveles para empezar a explotar los niveles inferiores. Para explotar los 2 niveles superiores y dejarlos en su diseo a mediano plazo, se debe sectorizar cada nivel en bloques de explotacin.

El sitio de depsito del material de desalojo, una vez colmatada su capacidad, deber ser reforestado, para su posterior uso como rea verde.

Los frentes de explotacin actuales de la cantera podrn ser utilizados como nuevos sitios de depsito de material de desalojo, cuando las operaciones mineras terminen, ya que su configuracin topogrfica ser la ideal para ser usado como depsito.

SOFTWARE Y EQUIPO UTILIZADO

ArcView 3.2.- Gestor de SIG que crea o integra datos alfanumricos con vectoriales procedentes de una imagen raster y/o grficos CAD.AutoCad 2007.- Disear y dibujar objetos en dos y tres dimensiones.CivilCad 2005.- Mdulo de AutoCad que sirve para la realizacin de curvas de nivel y perfiles del terreno.Spectrum Survey V 3.2.- Transmisin y procesamiento de datos tomados por los equipos Sokkia.EQUIPOS MANEJADOS.- Estacin Total Sokkia, Brjula Brunton, GeoExplorer III, Garmin eTrex.

AGRADECIMIENTO

Empresa HOLCIM ECUADOR S.A.

A la memoria del Ing. Jimmy Panta,por su gua acadmica.

Ing. Juan Carlos Avils,por su apoyo logstico

Dr. Fernando Morante,Director de Tesis

GRACIAS

EDUARDO RECALDE - 088015189 - 042435052

[email protected]

Captulo 1. Datos Generales Captulo 2. Caractersticas GeolgicasCaptulo 3. MedioambienteCaptulo 4. Diseo MineroCINTRODUCCINOBJETIVOSREA DE EXPLOTACIN EN ZONA DE ESTUDIOUBICACINCaptulo 1. Datos Generales Captulo 2. Caractersticas GeolgicasCaptulo 3. MedioambienteCaptulo 4. Diseo MineroCGeologa Regional de la zona de estudio tomadade la carta geolgica SangolquCORTE GEOLGICO TPICO LOCALCaptulo 1. Datos Generales Captulo 2. Caractersticas GeolgicasCaptulo 3. MedioambienteCaptulo 4. Diseo MineroCCaptulo 1. Datos Generales Captulo 2. Caractersticas GeolgicasCaptulo 3. MedioambienteCaptulo 4. Diseo MineroCDISEO MINEROCaptulo 1. Datos Generales Captulo 2. Caractersticas GeolgicasCaptulo 3. MedioambienteCaptulo 4. Diseo MineroCCLCULO DE RESERVASCaptulo 1. Datos Generales Captulo 2. Caractersticas GeolgicasCaptulo 3. MedioambienteCaptulo 4. Diseo MineroCCRITERIOS PARA EL DISEO DE LA EXPLOTACINTERMINOLOGA EMPLEADA ENUNA MINA A CIELO ABIERTOFACTORES OPERATIVOSCaptulo 1. Datos Generales Captulo 2. Caractersticas GeolgicasCaptulo 3. MedioambienteCaptulo 4. Diseo MineroCDISEO DE PISTAS EN ESPIRALSeccin vertical de explotacin con talud finalCaptulo 1. Datos Generales Captulo 2. Caractersticas GeolgicasCaptulo 3. MedioambienteCaptulo 4. Diseo MineroCPARMETROS DE PERFORACIN Y VOLADURACaptulo 1. Datos Generales Captulo 2. Caractersticas GeolgicasCaptulo 3. MedioambienteCaptulo 4. Diseo MineroCCaptulo 1. Datos Generales Captulo 2. Caractersticas GeolgicasCaptulo 3. MedioambienteCaptulo 4. Diseo MineroCPLANIFICACIN MINERA A CORTO PLAZOCaptulo 1. Datos Generales Captulo 2. Caractersticas GeolgicasCaptulo 3. MedioambienteCaptulo 4. Diseo MineroCCaptulo 1. Datos Generales Captulo 2. Caractersticas GeolgicasCaptulo 3. MedioambienteCaptulo 4. Diseo MineroCDETALLE DE PLANIFICACIN MINERA A CORTO PLAZOCaptulo 1. Datos Generales Captulo 2. Caractersticas GeolgicasCaptulo 3. MedioambienteCaptulo 4. Diseo MineroCPLANIFICACIN MINERA DE LOS BLOQUESNIVEL 1Captulo 1. Datos Generales Captulo 2. Caractersticas GeolgicasCaptulo 3. MedioambienteCaptulo 4. Diseo MineroCCaptulo 1. Datos Generales Captulo 2. Caractersticas GeolgicasCaptulo 3. MedioambienteCaptulo 4. Diseo MineroCCaptulo 1. Datos Generales Captulo 2. Caractersticas GeolgicasCaptulo 3. MedioambienteCaptulo 4. Diseo MineroCCaptulo 1. Datos Generales Captulo 2. Caractersticas GeolgicasCaptulo 3. MedioambienteCaptulo 4. Diseo MineroCMETODOLOGA DE DISEOY PLANIFICACIN MINERA

/ColorImageDict > /JPEG2000ColorACSImageDict > /JPEG2000ColorImageDict > /AntiAliasGrayImages false /DownsampleGrayImages true /GrayImageDownsampleType /Bicubic /GrayImageResolution 300 /GrayImageDepth -1 /GrayImageDownsampleThreshold 1.50000 /EncodeGrayImages true /GrayImageFilter /DCTEncode /AutoFilterGrayImages true /GrayImageAutoFilterStrategy /JPEG /GrayACSImageDict > /GrayImageDict > /JPEG2000GrayACSImageDict > /JPEG2000GrayImageDict > /AntiAliasMonoImages false /DownsampleMonoImages true /MonoImageDownsampleType /Bicubic /MonoImageResolution 1200 /MonoImageDepth -1 /MonoImageDownsampleThreshold 1.50000 /EncodeMonoImages true /MonoImageFilter /CCITTFaxEncode /MonoImageDict > /AllowPSXObjects false /PDFX1aCheck false /PDFX3Check false /PDFXCompliantPDFOnly false /PDFXNoTrimBoxError true /PDFXTrimBoxToMediaBoxOffset [ 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 ] /PDFXSetBleedBoxToMediaBox true /PDFXBleedBoxToTrimBoxOffset [ 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 ] /PDFXOutputIntentProfile () /PDFXOutputCondition () /PDFXRegistryName (http://www.color.org) /PDFXTrapped /Unknown

/Description >>> setdistillerparams> setpagedevice

Planificacion Minera Diseno Cantera Pifo

Documents

Transcript of Planificacion Minera Diseno Cantera Pifo