3. Benchmark Operaciones a Cielo Abierto

BENCHMARK OPERACIONES A CIELO ABIERTO Prof. Raúl Castro R.

Contenidos • Datos generales • Equipos mineros por operación unitaria

BENCHMARK INFORMACIÓN GENERAL General

Unidad

Mantos Blancos

Los Bronces

Los Pelambres

Ritmo explotación

ton/dia

140 000

210 000

190 000

Mineral (es)

Reservas totales

Mton

RT 600 000* (total)

Sulfuros: calcopirita, bornita calcosina y Sulfuros de Cu: Sulfuros: Calcopirita, pirita. óxidos: calcopirita, calcosina Bornita, Molibdenita, Sulfuros Y óxidos Atacamita y ,covelina , bornita y Calcosina. crisocola,óxidos: molibdenita. Atacamita y crisocola Superior a 3.080 de mineral con una ley media de 0,62% de Cu Oxidos (Cu S): 31 con y 0,02% de Mo, 0,03 0,72%, 24 con 0,41%, g/ton de Au y 0,83 Oxidos:2400 228 con 0,26% 28 de ley 1,38% Cu. g/ton de Ag. Sulfuros:5000 560 para cobre de 0,93%Sulfuros (Cu I): 56 con *En zonas de alta ley 1,01% hasta 1,2%.

Chuquicamata 300 000

Sulfuros: Enargita, Calcopirita, Bornita, Molibdenita

2 400

BENCHMARK PARÁMETROS DE DISEÑO Parámetros de diseño Angulo de talud máximo Ángulo de banco Altura de banco Berma de contensión Berma de transporte Ancho Mínimo de carguío Pendiente máxima para rampas

Mantos Blancos

Los Bronces

Los Pelambres

RT

Chuquicamata

º º m

45 75 12

50 75 15

54, 57.5, 62.5 70-75 15

52 - 55 65 - 70 15

42 80 22

m

6

5

12.5, 10.5, 8.5

9

-

m

14

56.5, 36

15

30

24

m

34.6

60-80

-

40 y 60

63

%

10

10

10

10

10

BENCHMARK GEOTECNIA Geotecnia Profundidad faena

Mantos Blancos m

450

Los Bronces

Los Pelambres

RT

Chuquicamata

800

300

1200

Calidad de la Durez 45 - 65 (RMR), 31Roca a roca 21 (Wi) 107,25 (UCS-Mpa) 18 (Wi) 61 Mpa 70 (UCS-Mpa) Fragmentación para el manejo Colpas de Colpas de hasta 1 Colpas de hasta 1 Colpas de hasta 1,5 Colpas de hasta materiales hasta 3' m. m. m 1,5 m

BENCHMARK MANEJO DE MINERALES Faena Manejo de Minerales

Mantos Blancos Producción, pila de lixiviación, botadero, chancador en superficie ( correaacopio)

Equipos de Carguío

Cargador Frontal Caterpillar 994

Capacidad (yd3)

CF: 24

Flota (Número)

CF: 8

Rendimiento (ton/h)

CF : 450

Los Bronces

Los Pelambres

Radomiro Tomic

Chuquicamata

Producción, pila de lixiviación, botadero, chancador ( correaacopio)

Producción, pila de lixiviación, botadero, chancador ( correaacopio)

Producción,pila de lixiviación,botaderos, chancador (correa,acopio)

Producción,pila de lixiviación,botaderos, chancador (correa,acopio)

Palas: PH 4100A (P&H) Pala Bucyrus 495 HR de PH 4100 XPE (P&H). Palas: P&H, Komatsu 76 y 60 yd3, cargadores CF: L1800(Le Torneau) PC5500, O&K. MLT L-1850 Y 1400. L1850(Le Torneau) CF: L-1850. WA1200 (Komatsu) Palas: 76-60 Palas: 56 - 73 Palas: (73-56) - 38 - (39CF: 33-28 CF: 33 - 33 - 31 44) CF: 33 Palas: 1-3 Palas: 1 - 3. Palas: (3-3)-2-2 CF: 2-1 CF: 1 - 1 - 1. CF: 4 Palas: 4.381-4.075 Palas: 3.700 - 4.700 Palas: 3.700 - 4.700 CF: 1.834 CF: 1.750 CF: 1.750

Palas: P&H 2800-XPA, 4100 XPA y 4100 XPB. CF: L-1850 y L-1400. Palas: 34-56-73 CF: 33-28 Palas: 6-2-2 CF: 2-1 3.824-4.569-6.971

BENCHMARK MANEJO DE MINERALES Faena Mantos Blancos Equipos de Camión Caterpillar Transporte 789B Capacidad (tc) 190

Los Bronces Komatsu K930E-3, Komatsu 830E. 330 - 255

Capacidad (yd3) 140 Flota (Número) 19 D. acarreo (Km) 3 Rendimiento 523 (ton/h) Chancado Cónico Metso - Allis primario Chalmers Dimensiones 42” x 65” Capacidad tratamiento 14 000 (tpd)

276 - 193 22-11 5.6

276 - 193 38 - 5 5.6

276 - 170 - 301 51 - 28 - 10 7.3

276 - 301 68 - 15 3.1

449 - 400

580 - 435

430

2.928-2.928

52" x 74"

Chancador giratorio Traylor 60" x 110"

Chancador Fuller 60" x 110"

160 000

216 000

110 000

Chancador Fuller

Los Pelambres

Radomiro Tomic Komatsu K930E, CAT 793, Komatzu K930E - K830E Liebherr T282. 330 - 255 330 - 240 - 360

Chuquicamata Komatsu serie 330, Liebherr T282 330 - 360

BENCHMARK Recursos Recursos [Mton]

Mantos Blancos

Oxidos: 39; Súlfuros:32

Recursos inferidos [Mton] Ley de Corte [%]

Oxidos: 0,62; Súlfuros:1,08

Los Los Radomiro Bronces Pelambres Tomic Chuquicamata Oxidos:50 00 2515 1909 2400 Súlfuros:2 000 13000 1747.3 1019 13000 Oxidos:0,2 5 0.34 0.4 Sulfuros: 0,4 Súlfuros:0, 65

Los Radomiro Mantos Blancos Los Bronces Pelambres Tomic Chuquicamata Costos 4.5 2.91 1.4 5 5 Razón estéril/mineral 1.49 1.17 1.65 1.69 1.98 Costo total mina (US$/ton) 0.24 0.23 0.26 0.18 0.21 Costo perf. y tron. 1.29 1.08 1.58 1.14 1.16 Costo extracción (operaciones unitarias) Costo manejo materiales (operaciones 0.77 0.69 1.13 1.32 1.37 unitarias)

EQUIPOS UTILIZADOS EN FAENAS CHILENAS

EQUIPOS UTILIZADOS EN FAENAS CHILENAS

OPERACIONES UNITARIAS

PERFORACIÓN El objetivo del proceso de perforación en palabras simples es “Construir un espacio físico definido dentro de la roca que será removida (pozos de perforación), para luego en estos pozos colocar el explosivo que más tarde será detonado”. Para materializar esta actividad es necesario efectuar la siguiente secuencia: - Programación de la ubicación de los pozos a perforar - Selección de los aceros a utilizar - Preparación de la zona de trabajo (topografía y limpieza) - Posicionamiento de equipos (en cada pozo) - Perforación (de cada pozo) - Muestreo de detritus - Verificación de la calidad y cantidad de tiros perforados - Retiro del equipo del sector Las características de la flota de perforadoras seleccionada tendrá relación directa con las características de la mina, tanto físicas, geométricas y operacionales (rendimientos exigidos, envergadura de las tronaduras, sectores especiales).

EQUIPOS DE PERFORACIÓN EN SUPERFICIE En el mercado existen dos tipos de perforadoras: •Sobre Neumáticos •Sobre Oruga Las perforadoras montadas sobre neumáticos presentan una mejor movilidad por cuanto es posible transportarlas de una malla de perforación a otra en un tiempo relativamente pequeño, mientras que las perforadoras sobre oruga aun cuando requieren mayor tiempo de traslado son mucho más robustas por cuanto entregan un Pulldown mayor lo que beneficia la producción.

Perforadora Terex , SKF 12

EQUIPOS DE PERFORACIÓN EN SUPERFICIE

Modelo 59HR 49HR 39HR 39HR DIESEL 37HR 35HR 33HR

Bucyrus Diámetro de perforación [in] 10 3/4 - 17 1/2 9- 16 9 - 13 3/4 9 - 13 3/4 9- 11 6 1/2 - 9 6- 8

Pulldown [lb] 165 141 131 131 70 50 42

Perforadora Bucyrus 39 HR

Modelo 320XPC 300XPC 250XP

Tipo energía Eléctrica Eléctrica Diesel

P&H Máximo diámetro Pulldown de perforación [in] [lb] 22 150 13 3/4 110 13 3/4 95

Profundida Profundida d [ft] d [m] 65 19.8 65 19.8 40 12.2

EQUIPOS DE PERFORACIÓN EN SUPERFICIE

Modelo SKF SKF-12 SKF-15 SKS SKS-W SKS-13 SKS-16 SKSS-23 SKSS-16

Tipo energía Diesel Diesel Diesel Diesel Diesel Diesel Diesel Diesel Diesel

Terek - Reedrill Máximo diámetro de Pulldown Profundidad Profundidad perforación [in] [lb] [ft] [m] 6 - 10 5/8 60 33.2 10.1 6 - 10 5/8 50 42 12.8 6 - 10 5/8 50 52 15.8 9 - 12 1/4 86 33.8 10.3 9 - 12 1/4 86 33.8 10.3 9 - 12 1/4 84.01 44 13.4 9 - 12 1/4 86 54 16.5 9 - 12 1/4 84.01 44 13.4 9 - 12 1/4 86 54 16.5

EQUIPOS DE PERFORACIÓN EN SUPERFICIE Mid-range drills(Atlas Copco) Modelo DM25-SP DM30 T4BH DM45 DMLSP DMLSP Pit Viper 235

Rango perforación 4'' - 7'' 5'' - 6 3/4'' 7 1/2'' - 10'' 5'' - 9'' 6'' - 9 7/8'' 6'' - 10 5/8'' 6'' - 9 7/8''

Large-range drills (Atlas Copco) Modelo Pit Viper 271 Pit Viper 275 DM-M3 Pit Viper 351

Rango Perforación 6 3/4'' - 10 5/8'' 6 3/4'' - 10 5/8'' 9 7/8'' - 12 1/4'' 10 5/8'' - 16''

Pulldown 75.000 Ib 75.000 Ib 90.000 Ib 125.000 Ib

Pulldown 25.000 Ib 30.000 Ib 30.000 Ib 45.000 Ib 54.000 Ib 60.000 Ib 65.000 Ib

TRONADURA El objetivo del proceso es “Fracturar y remover el material requerido por el programa de producción, a una granulometría adecuada para su posterior manejo (carguío, transporte, chancado o botaderos)”, lo cual se puede resumir en la siguiente secuencia: - Preparación de la zona de trabajo (incluye el aislamiento del sector), - Posicionamiento de equipos de carguío de explosivos, - Introducción del explosivo y los accesorios necesarios, - Control de calidad del explosivo (en ciertos casos), - Entacado del pozo, - Amarre según secuencia especificada, - Revisiones de seguridad en el sector (y otros sectores involucrados), - Primer aviso, - Avisos posteriores y último, - Polvorazo (tronadura), - Ventilación o limpieza del sector (hasta que la zona quede limpia), - Revisión de seguridad (tiros quedados, bloques colgados)

CARGUÍO Y TRANSPORTE Dentro de los procesos productivos de mayor costo se encuentra el carguío y transporte de material, debido a que es el proceso con mayor cantidad de equipos involucrados (flota), alto grado de mecanización, menor rendimiento productivo por equipo y constituye un proceso de operación prácticamente continuo y lento. El objetivo del proceso es “Retirar el material tronado de la frente y transportarlo adecuadamente a su lugar de destino”, lo cual se puede resumir en la siguiente secuencia: - Preparación de la zona de trabajo, - Posicionamiento de equipos, - Retirar el material tronado desde la frente de trabajo (Carguío), - Traspaso del material al equipo de transporte dispuesto para el traslado, - Transporte del material a su lugar de destino (Planta, acopio, botaderos, etc.), - Descarga del material, - Retorno del equipo de transporte al punto de carguío (si es que se requiere su retorno). La operación de realiza con equipos adecuados, según la descripción del proceso, es decir dependiendo de la continuidad del proceso y los equipos involucrados. Para el carguío se cuenta con variados equipos como Cargadores frontales, Palas hidráulicas de excavación frontal o retro excavadoras, Palas cable, Dragalinas, Rotopalas, etc., para el caso del transporte se cuenta con equipos como Camiones convencionales (carreteros), Camiones articulados, Camiones fuera de carretera, Ferrocarriles, etc

EQUIPOS DE CARGUÍO El camión corresponde a la unidad de transporte más comúnmente utilizada en explotación de minas. Los camiones fuera de carretera (o camiones mineros) están especialmente diseñados para acarrear tonelajes mayores. Además poseen características de diseño especiales para su utilización en minería. Pueden acarrear sobre 300 ton de material en cada ciclo, lo que genera un bajo costo de operación.

Liebherr T282B, 363 [ton]

Camiones Komatsu 830E y 930 E

EQUIPOS DE TRANSPORTE KOMATSU Potencia (hp)

Modelo

Motor

HD1500-5

Komatsu SDA12V160

1406

730E

Komatsu SSA16V159

1.86

830E

Komatsu SDA16V160

2500

830E-AC

Komatsu SDA16V160

2.36

930 E4 930E-3SE HD785-7

Komatsu SSDA16V160 Komatsu SSDA18V170 Komatsu SAA12V140E-3

Maximum Gross Capaci Capacit Maximum Vehicle Weight ty y Travel (lb) (ton) (cu. yd.) (mph) 1501406 550 102.0 36.0 164 195145.0 34.6 205 240850650 193.0 30.3 255 245850000 250

2.55

1106670

320

276.0

40.0

3.429

1112000

320

276.0

40.0

1 178

366000

-

-

-

EQUIPOS DE TRANSPORTE CAT Model 793F 785C 785D 789C 793D 797B

Engine Model Cat® C175-16 Cat® 3512B-EUI Cat® 3512C HD Cat® 3516B EUI Cat 3516B HD EUI Cat® 3524B HD EUI

Net Power 2478 hp 1348 hp 1348 hp 1770 hp 2337 hp 3370 hp

Nominal Payload Capacity 250 tons 150 tons 150 tons 195 tons 240 tons 363 tons

LIEBHERR Modelo

Peso de servicio máximo

Categoría carga útil

Peso en vacío

T 282 B

600 t

363 t

237 t

Velocidad de traslación máxima

Sistema de accionamiento Sistema de tracción 64 km/h / 40 mph AC Siemens/Liebherr

EQUIPOS DE CARGUÍO PALAS ELÉCTRICAS Tienen un bajo costo por unidad de producción y pueden manejar grandes volúmenes. Tienen poca movilidad para trabajar en varias frentes al mismo tiempo. Para una misma producción, la energía eléctrica que consumen estos equipos resulta más económica que el consumo de combustible de una pala hidráulica. Sin embargo, el costo de inversión requerido es considerablemente mayor en el caso de una pala eléctrica.

La principal característica es el sistema de transmisión de la energía al mecanismo de carguío, este es mediante cables de acero, los cuales se constituyen en las piezas de desgaste principal. Además cuentan con motores de propulsión diesel, eléctrico o diesel eléctrico. La pala cable, se utiliza por lo general en el movimiento de estéril, por su prácticamente nula capacidad selectiva, sus grandes dimensiones, su poca movilidad y sus grandes rendimientos. Es un equipo muy eficiente y de larga vida útil (12-18 años). El equipo esta compuesto por chasis (orugas y tornamesa), casa de máquinas (paquete de potencia, cabina de operador, huinches, transformadores) y del mecanismo de carguío, el cual cuenta con: •Pluma: Permite dar apoyo al sistema de carguío cuando esta activo, la pluma se posiciona en cierto ángulo respecto a la vertical, el cuál dependerá de la altura y forma de la ola de escombros. •Mango: Es la estructura móvil del sistema de carguío, se mueve respecto a la pluma y los cables hacen que el balde llegue al piso desde donde irá siendo recogido a medida que penetra. •Balde

EQUIPOS DE CARGUÍO PALAS ELÉCTRICAS

Modelo 495 HR 495HF 495HD

Palas eléctricas Bucyrus Carga útil Capacidad del Altura de [tons cucharón descarga [m] americana] [yd3] 120 40-80 10.05 120 90 25-80 10.6

Altura de corte [m]

Peso [kgs]

18.4 18.02 17.3

1365728 1412033 1202033

Palas eléctricas P&H Carga útil Capacidad Altura de Modelo [tons del cucharón descarga [m] americana] [yd3] 2300XPC 50 33 8.5 2800XPC 70 51 9.1 4100C 90 66 9.1 4100C BOSS 100 72 9.5 4100XPC 115 85 9.5

Altura de corte [m]

Peso [kgs]

13.5 16.6 15.8 16.9 16.8

-

EQUIPOS DE CARGUÍO PALAS ELÉCTRICAS Estas palas presentan una mejor movilidad que las palas de cable, aunque no están diseñadas para cambiar de posición de manera frecuente. Con una menor inversión y un costo operacional levemente más alto que en el caso de las palas eléctricas, las palas hidráulicas poseen un rango de capacidades de balde menores (hasta 34 yd3). La cuchara de la pala puede estar instalada de manera frontal o inversa (como una retroexcavadora). Tienen un brazo articulado, que permite trabajar en forma frontal. Los puntos de articulación se encuentran en la pala (casa de máquinas), en el codo (parte más alta del sistema de articulación), y en el balde y son accionados hidráulicamente, también pueden ser accionadas por electricidad o por motores diesel. Estos equipos pueden llegar a 34 yd3, lo cual los hace competitivos con las de cables. La principal ventaja es que son más selectivas que las de cables.

EQUIPOS DE CARGUÍO PALAS ELÉCTRICAS Palas hidraulicas O&K Modelo

Carga útil [tons Capacidad del americana] cucharón [yd3]

RH 120-E RH 170 RH 200 RH 340 RH 340B RH400

30 38 49 60 60 88

Altura de descarga [m]

Altura de corte [m]

Peso [kgs]

10.7 10.9 11.8 11.5 11.6 14.5

13.9 14.4 15.3 15.4 15.5 20.2

397000 525000 552000 568000 1000000

22 28 36 44 44 65

Palas hidraulicas Komatsu Modelo Modelo PC 3000 PC 4000 PC 5500 PC 8000

Carga útil [tons Capacidad del americana] cucharón [yd3] [ton metrica] 27 39 50 68

19.5 29 37 50

Altura de descarga [m]

Altura de corte [m]

Peso [kgs]

8.6 9.75 13.4 16.1

-

258000 395000 525000 720000

EQUIPOS DE CARGUÍO CARGADORES FRONTALES Los cargadores frontales ofrecen una alternativa al uso de palas eléctricas o hidráulicas. presentan grandes ventajas, tales como su movilidad y la posibilidad de manejar grandes volúmenes de material (los más grandes superan las 40 yd3). Estos equipos deben maniobrar para descargar en el camión y para acceder a la frente de trabajo, a diferencia de las palas con base fija, que rotan en torno a la misma.

Los cargadores permiten mayor flexibilidad en la producción pues pueden desplazarse con relativa facilidad y rapidez de una frente de trabajo a otra. Óptimamente, sin embargo, el acarreo debe ser mínimo.

Cargador Frontal CAT 988H. Cargador Frontal Komatsu WA 800-2

EQUIPOS DE CARGUÍO CARGADORES FRONTALES

Modelo 988H 990H 992G 992K 993K 994F

Potencia neta - ISO 9249 354 kW 468 kW 597 kW 597 kW 798 kW 1176 kW

CAT Masa en orden de trabajo 50800 kg 77842 kg 94939 kg 97296 kg 133637 kg 195400 kg

Capacidades de los cucharones 6.3 - 7.0 m3 8.4-9.2 m3 10.7-12.3 m3 10.7-12.3 m3 14-16 yd3 12.2-23.7 m3 16-31 yd3 14-36 m3

Komatsu Modelo Motor Potencia (hp) Peso en Operaciones (lb) Peso en Operaciones (kg) WA800-3 Komatsu SAA12V140ZE-2 808 222955 98.48 WA900-3 Komatsu SAA12V140ZE-2 853 226810 100.18 WA1200-3 Cummins QSK60 1560 452390 199.82

SERVICIOS MINA El objetivo del proceso es “mantener la faena en condiciones operativas, garantizando que las operaciones unitarias se realicen con el mejor rendimiento y el mínimo riesgo”, lo cual se puede resumir en la siguientes actividades: - Preparación de sellos para carguío, - Construcción, habilitación y mantención de caminos y accesos (y otros), - Mantención de Botaderos, - Limpieza en sectores específicos, - Manejo de materiales (no mineros), - Apoyo directo a operaciones (carguío, traslado de equipos, etc.),

EQUIPOS DE APOYO BULLDOZERS Los bulldozers en una faena, cumplen como función reparación de la cancha de la pala, de los botaderos en operación, y como apoyo para reparar caminos, así como para despejar la nieve .

Komatsu Modelo D375A-5 D475A-5 D475A5SD D575A3SD

Motor Komatsu SA6D170E-3 Komatsu SDA12V140E Komatsu SDA12V140E Komatsu SA12V170E

Potencia (hp)

Peso en Operaciones (lb)

Peso en Operaciones (kg)

525

148.382

67

860

234.287

106

860

238.27

108

1150

336.42

153

EQUIPOS DE APOYO BULLDOZERS CAT Potencia al volante

Peso en orden de trabajo

Capacidad - Uso general

90 hp

9484 kg

953D

148 hp

15595 kg

963D

189 hp

20220 kg

973 C

242 hp

26373 kg

973D

263 hp

28058 kg

1.5 yd3 1.2 m3 2.42 yd3 1.85 m3 3.2 yd3 2.45 m3 4.19 yd3 3.2 m3 4.2 yd3 3.21 m3

Modelo 939C Hystat

EQUIPOS DE APOYO WHEELDOZERS

El Wheeldozer tiene una labor crucial en el apoyo a la pala, sin la presencia de éste no es posible que los camiones se aculaten, lo que repercusiones directas sobre la producción

Model (kW) WD420-3 WD500-3 WD600-3 WD900-3

KOMATSU Wheel Dozers Operating Flywheel Horsepower Weight (HP) (kg) 167 224 20000 235 315 26900 362 485 42900 637 853 100000

Bucket Capacity (m³) 3.1 5.1 8.0 26.0

EQUIPOS DE APOYO WHEELDOZERS

CAT Wheel-Dozer Medianos Engine Model Net Power Operating Weight Cat® C9 ACERT™ 232 hp 173 kW 47877 lb 21713 kg C15 ACERT™ 354 hp 264 kW 63325 lb 28724 kg C18 ACERT™ 498 hp 372 kW 103849 lb 47106 kg

Model 814F Series 2 824H Cat® 834H Cat®

Model 854K 844H

CAT Wheel-Dozer Grandes Engine Model Net Power

Operating Weight 216273 l Cat® C32 ACERT™ 904 hp 674 kW b 98100 kg 156120 l Cat® C27 ACERT™ 687 hp 512 kW b 70815 kg