Facultad De Ingeniería Carrera De Ingeniería De Minas: Cajamarca – Perú 2018

GESTIÓN DE OPERACIONES MINERAS

FACULTAD DE INGENIERÍA CARRERA DE INGENIERÍA DE MINAS

CURSO

TEMA

:

GESTIÓN DE OPERACIONES MINERAS

: ORGANIZACIÓN POR PROCEOSEN MINERA CONSTANCIA.

DOCENTE :

ZOCON ALVA, LUZ MARINA.

INTREGRANTES:    

GÁLVEZ CABALLRO, JUAN OMAR. MORALES ORRILLO, MIGUEL. RANGEL CRUZ, LEIDY. SANCHEZ CUBAS, ROYMAR.

CAJAMARCA  – PERÚ 2018

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GESTIÓN DE OPERACIONES MINERAS

I.

INTRODUCCIÓ INTROD UCCIÓN N ................................... .................. .................................. ................................... ................................... ................................... .................................... .................. 3 

UBICACIÓN UBICA CIÓN ................................... .................. .................................. ................................... ................................... ................................... .................................... ..................... ... 3



ACCESIBILID ACCESI BILIDAD AD ................................... .................. .................................. ................................... ................................... .................................. ................................. ................ 3

I.

OBJETIVOS OBJETI VOS .................................. ................. .................................. ................................... ................................... ................................... .................................... ........................... ......... 4

II.

MARCO TEÓRICO TEÓRIC O................................. ................ .................................. ................................... ................................... .................................. ................................... .................... 4 1)

ETAPA DE EXTRACCIÓN EXTRAC CIÓN ................................. ................ ................................... ................................... ................................... ................................... ..................... .... 5 

PROCESO PROCES O N° 1: PERFORACIÓN PERFOR ACIÓN ................................. ............... ................................... ................................... .................................... ........................ ...... 6



PROCESO PROCES O N°2: VOLADURA VOLADU RA ................................. ................ .................................. ................................... .................................... .............................. ............ 8



PROCESO N°3: N°3: CARGUÍO Y ACARREO .................. ........................... .................. .................. .................. .................. ................... ................. ....... 12

2)

ETAPA DE BENEFICIO BENEFI CIO DEL MINERAL ................................... ................. ................................... .................................. .................................. ................. 20 

PROCESO PROCES O N° 4: CHANCADO ................................... ................. ................................... ................................... .................................... ......................... ....... 21



PROCESO PROCES O N° 5: MOLIENDA MOLIEND A................................. ................ .................................. ................................... .................................... ............................ .......... 22

3)

ETAPA DE TRATAMIENTO TRATAMI ENTO DE MINERAL.................. MINERAL. .................................. ................................... ................................... ............................ ........... 22 

PROCESO PROCES O N° 6: FLOTACIÓN FLOTACI ÓN ................................... ................. ................................... ................................... .................................... ......................... ....... 22

III.

CONCLUSIONES CONCLU SIONES .................................. ................ ................................... ................................... ................................... .................................. ............................... .............. 23

IV.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................... ............................ .................. .................. .................. .................. .................. .................. .................. ........... .. 23

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I.

INTRODUCCIÓN UBICACIÓN

La mina Constancia se ubica en los distritos de Velille y Chamaca, provincia de Chumbivilcas, en el departamento de Cusco. Se encuentra 634 km al sureste de la ciudad de Lima y 112 km al Sur de la ciudad de Cusco (distancias en línea recta), a una altitud que varía entre los 4 000 y 4 400 m.s.n.m. La ubicación geográfica está dada por las siguientes coordenadas UTM (WGS 84 Zona 19S): o

N 8 393 167 a 8 400 860

o

E 197 036 a 203 806

ACCESIBILIDAD Existen tres alternativas de acceso al proyecto: a través del camino Cusco  – Urcos – Sicuani - desvío a Yauri, siguiendo después por el camino hacia Velille  – Santo Tomás hasta el desvío a Livitaca con un recorrido total de 308 km. La segunda ruta, también saliendo de Cusco, es a través del camino Cusco  –  Urcos  – Combapata  – Yanaoca – Livitaca – Proyecto; este tramo es de 200 km. La tercera ruta es partiendo de Arequipa, a través del camino Arequipa  – Imata  – Yauri, siguiendo después por el camino hacia Velille  – Santo Tomás hasta el desvío a Livitaca, y desde ahí hacia el área del Proyecto, con un recorrido total de 358 km. El tiempo de recorrido desde Arequipa en vehículo liviano es de aproximadamente 7 horas.  Arequipa está conectada por carretera de primer orden con los puertos de Ilo- Matarani y la ciudad de Lima.

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II.

OBJETIVOS Objetivo general 

Dar a conocer la organización por procesos de la Minera Constancia. Objetivos específicos



Detallar cada proceso con sus respectivos subprocesos y actividades.



Conocer las respectivas actividades que se realiza en Constancia desde su extracción hasta la flotación de minerales.

III.

MARCO TEÓRICO DESCRIPCIÓN DE LA MINA

La mina Constancia es una operación minera tradicional a cielo abierto que utiliza operaciones convencionales de camiones y palas. El diseño del pozo definitivo Constancia mide aproximadamente 1.8 km de este a oeste, 1.6 km de norte a sur, y tiene una profundidad máxima de aproximadamente 660 m. El diseño del pozo definitivo de Pampacancha medirá aproximadamente 0.6 km de este a oeste, 1 km de norte a sur, y tendrá una profundidad máxima de aproximadamente 300 m. La instalación principal de roca de desecho (WRF), que se encuentra al sur y al este del pozo Constancia, está destinada a ser utilizada para ambos depósitos. La instalación de procesamiento se encuentra aproximadamente a 1 km al oeste del Pozo Constancia. Una reserva para material de desecho que no genera ácido (NAG) está ubicada en el lado sur del pozo Constancia, mientras que la instalación de manejo de relaves (TMF) está ubicada a 3.5 km al suroeste del pozo Constancia.

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1) ETAPA DE EXTRACCIÓN Extracción del mineral desde la mina hasta la planta de procesos. El proceso de extracción en la unidad minera Constancia tiene por objetivo extraer la roca desde la mina para ser enviada a la etapa siguiente de procesamiento (mineral) o a botaderos (baja ley y lastre o estéril). La extracción del mineral se puede llevar a cabo mediante dos formas: 

Extracción Tajo Abierto.



Extracción Subterránea.

Los principales subprocesos involucrados son:

DIAGRAMA DE PROCESO  – OPERACIONES MINA

Figura N° 01: operaciones mina

Fuente: hudbay

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PROCESO N° 1: PERFORACIÓN a) OBJETIVOS DE UN PLAN EN PERFORACIÓN Y VOLADURA DE ROCAS -

Planificar las operaciones

-

Minimizar los costos de operación.

-

Generar un plan estratégico secuencial de las operaciones de perforación, voladura y limpieza de la zona de trabajo.

-

Optimizar materiales, recursos humanos en las operaciones.

-

Permite predecir los eventos y prevenir los mismos ante cualquier inconveniente.

b) VARIABLES DE ENTRADA Y DE SALIDA Figura N°02:

Fuente: FIGMM-UNI 6

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

PERFORACIÓN: Se realiza utilizando perforadoras Pit Viper 271, con taladros de 11” de diámetro,

bancos de 15 metros, 1,5 m de sobre perforación, mallas variables de 7 m x 10,5 m; 10 m x 10 m; 7,8 m x 9,0 m; 8,0 m x 8,0 m; 8,8 m x 10 m; 8,7 m x 10 m y 11 m x 11 m, Pulldow aplicado entre 2 200 y 2 800 psi, RPM entre 80 y 110. Todo ello regulado según el tipo de dureza del material al cual se enfrenta el equipo. Para la producción de perforación primaria, se planea que el taladro sea de un diámetro milimétrico de 270 (o 10 5/8 ") de tal manera que sea emparejado con el trabajo y dimensiones de cada pala. En constancia después de la evaluación del dimensionamiento del equipo, se realizan tres simulacros PV-271. para lograr un tamaño acorde a la producción planificada según los planes de la mina. El rango de velocidad de perforación está en 43m/h. Equipos de perforación. En el proceso de perforación en la minera Constancia se utilizan los equipos Pit Viper PV-271 de Atlas Copco, dentro de las características más importantes se destaca un sistema de orugas para el transporte y con un sistema de perforación rotativo con triconos de diámetro de 10  5⁄8". Los patrones y parámetros de perforación son diseñados solo para mineral y material de desecho, con base en la caracterización geomecánica. Tabla N° 01  parámetros para la perforación de producción. …

Fuente: Hudbay

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c) ACCIONES Y SECUENCIA PARA REALIZAR UNA ÓPTIMA PERFORACION EN UNIDAD MINERA CONSTANCIA. En minería a cielo abierto y más específicamente en unidad minera Constancia, el procedimiento de perforación y Voladura se compone de distintas etapas, primero para la perforación se tiene: - Programación de la ubicación de los pozos a perforar. - Selección de los aceros a utilizar. - Preparación de la zona de trabajo (topografía y limpieza). - Traslado de equipo de perforación al sector. - Posicionamiento del equipo de perforación en el sector. - Perforación. - Muestreo de detritus. - Verificación de la calidad y cantidad de tiros perforados. - Retiro del equipo del sector.

PROCESO N°2: VOLADURA Se utilizan Anfo, heavy Anfo y emulsiones con detonadores electrónicos. Para taladros húmedos y secos, se usa Heavy ANFO 73 (70% de emulsión y 30% de ANFO). Este factor está basado en la evaluación de las productividades, los factores de polvo se estiman en alrededor de 0.18 Kg / t para el mineral y 0.16 Kg / t para estéril. El diseño de voladura estimado, el tipo de explosivo y los factores de polvo para la operación de Constancia se basan en la reconciliación de operaciones. La descripción de las prácticas de voladura incluye el suministro de explosivos y transporte de mineral hasta el taladro, carga, amarre, evacuación de las áreas de trabajo afectadas por la explosión y la ignición de la explosión. En mina constancia se usa 80 toneladas de explosivo por disparo, se realizan 3 voladuras por semana, las horas de dicho trabajo fluctúan entre 11am a 2pm en tal horario la velocidad de aire es óptima para disipar los gases que se produce en dichas voladuras con mayor facilidad.

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Fig. N°03: Esquema de taladros cargados

Fuente: Hudbay

a) ACCIONES PARA REALIZAR UNA ÓPTIMA VOLADURA EN UNIDAD MINERA CONSTANCIA. 



Preparación de la zona de trabajo (aislamiento del sector). Primado, es decir, colocar la prima en el pozo (Booster). A veces existe el proceso de carga en el taco, donde se coloca un Pentex CD de 900 [g] en el fondo, taco de 6 [m] y luego un Pentex CD de 450 [g] en la carga del taco de 0,5 [m].



Posicionamiento de equipos de carguío de explosivos.



Introducción del explosivo y los accesorios necesarios o Para el caso del carguío de explosivo, se tiene que puede ser bombeable o vaciable, para el primer caso, mediante una manguera el explosivo es introducido en el pozo desde abajo hacia arriba comúnmente utilizado para pozos con presencia de agua, para el caso vaciable, utilizado generalmente para pozos secos, el 9

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explosivo es introducido desde la parte superior del pozo ya sea con un brazo mecanizado o una manguera. 

Control de calidad del explosivo (siempre y aleatorio en cada voladura).



Tapado del taladro.







Amarre según secuencia especificada. Revisiones de seguridad en el sector. Primer aviso, avisos posteriores y último, conjunto a evacuación del sector (300 metros equipos y 500 metros personal).

  Voladura









Ventilación o limpieza del sector. Revisión de seguridad (tiros quedados, fragmentación, etc.). Quema de tiros quedados, descolgado de bloques, reducción secundaria (en casos que corresponda).

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b) RENDIMIENTO ÓPTIMO DE EXPLOSIVO

c) CICLO TÍPICO DE VOLADURA

 fuente:  FIGMM-UNI

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PROCESO N°3: CARGUÍO Y ACARREO a) Simulación de acarreo Se estableció dos tipos entre los modelos determinístico y probabilístico, considerando la dificultad en la interpretación de las variables como por ejemplo el tiempo de transporte en el primer caso y de acuerdo a Sturgal (2000), la gran cantidad de información requerida para la confiabilidad de los resultados en el segundo caso. o

Simulación determinística

Usa valores constantes para los parámetros como tiempos de carga, viaje, descarga y demoras. La suma de estos datos constituye el ciclo determinístico del modelo. La figura presenta los requerimientos para el proceso determinístico en el acarreo minero superficial entre los puntos de carguío y de descarga.

o

Simulación Probabilística

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Requiere curvas de densidad de probabilidad para generar tiempos de carguío, descarga, posicionamiento para cargar y descargar, viajes ida y regreso, demoras y destreza del operador. Las funciones de distribución de probabilidad f(x) representan el sistema real. b) Ciclo del Equipo y del Sistema Ciclo es la suma de tiempos fijos y variables recurrentes y secuenciales de la operación unitaria del equipo de carguío, acarreo o del sistema. El ciclo puede ser determinístico o probabilístico. o

Ciclo Determinístico

Procesa tiempos reales numéricos constantes. Consta de los tiempos de carguío, descarga, viajes cargado y vacío del equipo. El cálculo requiere ábacos de gradabilidad y retardo dinámico de cada modelo y tamaño de equipo de acarreo.

Etapas de cálculo de dimensionamiento Flota de equipo de acarreo

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Ciclo Probabilístico Se basa en el estudio de la información de tiempo. La vía de acarreo puede dividirse en varios segmentos registrando el tiempo de viaje de cada segmento. Se analiza y agrupa la información y se describe mediante una función de distribución probabilística conocida o empírica. Si se cambian los tipos de trasportadores y los segmentos de vía, se cambiará también los parámetros de la distribución. El tiempo de viaje de cualquier segmento de vía se obtiene mediante muestreo montecarlo de la distribución acumulativa de probabilidad.

c) Factor de Acoplamiento Determina el número de unidades de transporte para cada unidad de carguío. Si: N = Número total de transportadores n = Número total de cargadores T = Ciclo de cada unidad de transporte. Número aproximadamente constante t = Ciclo de cada unidad de carguío. Número aproximadamente constante z = Número de transportadores por unidad de carguío. Cifra entera y constante y = Número de pases (paladas), requeridos para llenar la tolva del transportador. (mínimo 4 y máximo 6). ..=

( í  )(°  ) (°  )(  )

Elegida la marca del cargador, se procede a seleccionar el tamaño de la cuchara tal que la tolva del camión en prueba sea llenada con 4 a 6 paladas (D.W. Gentry et al., 1992). La producción requerida decide el número de cargadores para lo cual debe conocerse el modelo y tamaño de cada cargador y las producciones aproximadas.

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Las unidades primarias son palas de 27 m3 (Hitachi EX5600-6), que están bien adaptadas a las 240 toneladas de los camiones de transporte. Un cargador de 19 m3 (CAT 994H) complementa estas palas. El cargador también está siendo requerido para proporcionar flexibilidad para propósitos de mezcla. Todas las fases han sido diseñadas para lograr una alta productividad, aprovechando la carga de doble cara y trabajando en caras de alrededor de 60 metros de ancho. El carguío y acarreo es monitoreado de forma remota a través de Mine Sense Solutions. E quipos de Carg uio: 



03 palas Hitachi EX 5600 de 220 toneladas. Capacidad de cuchara de 27m 3 01 cargador frontal CAT-994H, Capacidad de 32 toneladas

Acarreo: Durante la vida útil de la mina, el mineral y los residuos se transportarán en camiones de transporte de 240 toneladas de capacidad (CAT 793F). El uso de este camión de clase minimiza la congestión de la carretera, los requisitos de mano de obra y los costos de funcionamiento. Los camiones con una capacidad de 240 toneladas requieren un ancho mínimo de transporte de 32 metros. E quipos de Ac arreo:



22 camiones CAT 793-F de 240 toneladas. Se cargan con 5 pases

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TABLA N°03: Tiempo fijo de camión.

FIGURA N°05 : Velocidad de camiones por gradiente.

Fuente:  Hudbay 16

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Análisis de carguío Comprende:

-

Ciclo de acarreo de camiones gigantes (tc)

 = .   +  +   +   +  .  + .  +   +  . 

Donde:  .  : Tiempo de espera en la pala (Queue-cola)  : Tiempo del 1er cucharon al siguiente camión   : Tiempo cuadrado  : Tiempo de carguío  . : Tiempo de viaje cargado  . : Tiempo de espera en el botadero (cola)  : Tiempo de descarga  . : Tiempo de viaje vacío

-

Definir los kpi (key performance indicator)



Tiempo de carguío.



Pala esperando camión (Hang).



Camión esperando pala (Queue).



Chancadora esperando camión.



El tiempo de Cuadrado del Camión en Pala

d) Variables que dependen del ciclo de acarreo de los camiones gigantes 

T. SPOT: Habilidad del operador de pala.



T. CUADRADO: Habilidad operador de camión, ubicación del puente, condición del piso, tamaño del frente, etc.



T. CARGUIO: Habilidad operador, granulometría, calidad voladura, capacidad del equipo de carguío. 17

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

TV.CARGADO: Velocidad del camión, distancia y pendiente de ruta.



T DESCARGA: disponibilidad de la chancadora, stock pile, botadero y capacidad.



TV. VACIO: Velocidad del camión, distancia y pendiente de ruta.

e) Metodología en el análisis o selección del equipo 1) Análisis de las características del depósito del mineral y/o roca. 2) Análisis de los requerimientos de producción y de las condiciones de trabajo. 3) Selección del tipo de equipo más aplicable, a determinado trabajo. 4) Determinación de la capacidad del equipo y de la producción por hora. 5) Análisis de las características técnicas de los equipos. 6) Calculo de los costos de depreciación de equipo. 7) Calculo del costo unitario. 8) Selección del equipo en base a su performance. 9) Estandarización. 10) Mantenimiento. 11) Servicios. 12) Resultados de la performance. 13) Uso de los catálogos y otras informaciones de los fabricantes. 14) Tecnología y factor de seguridad en el diseño del equipo. 15) Comités de selección de equipo Una vez que se ha tomado la metodología de selección y en base al plan de minado de producción y desbroce por años, se procede a calcular la flota de camiones que será cargados por cada una de las palas. f) actividades del ciclo de carguío y acarreo 

Viajando vacío.

El camión se encuentra viajando vacío cuando se dirige al equipo de carguío. Los camiones vacíos automáticamente entran en la actividad de Viajando después de haber partido más de 20 m de su punto de descarga. 

Esperando. 18

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El camión se encuentra en espera a ser cargado por el equipo de carguío. Los camiones en la actividad de viajando entran en la actividad de Esperando después de detenerse dentro de la distancia de espera (waiting_distance) a 60 m de la pala. 

Cuadrándose.

El camión en la actividad de Esperando entra en la actividad Cuadrándose cuando el GPS detecta que el camión ha iniciado la reversa y se encuentra al frente del equipo de carguío dentro de la distancia de cuadrado (spotting_distance) a 20 m de la misma. 

Cargando.

Cuando el camión está cargando en el equipo de carguío. Los camiones en la actividad de cuadrándose entran en la actividad de cargando cuando el VIMS del camión detecta que está cargando. 

Acarreando.

Los camiones en la actividad Cargando entran en la actividad Acarreando cuando el GPS detecta que el camión ha viajado más que la distancia de salida (departure_distance) de 20 m desde la zona de carga. 

En cola.

Los camiones en la actividad de Acarreando entran en la actividad de En cola cuando el GPS detecta que el camión se ha detenido dentro de los límites de una locación de descarga. 

Retrocediendo.

Los camiones en la actividad en cola entran en la actividad de Retrocediendo cuando el GPS detecta que el camión ha iniciado la reversa y se encuentra dentro de los límites de la descarga. 

Descargando.

Los camiones en la actividad retrocediendo entran en la actividad descargando, cuando el VIMS informa que el camión está descargando.

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2) ETAPA DE BENEFICIO DEL MINERAL Es el tratamiento preliminar de la mena EL mineral deseado es separado de una parte de los minerales de desecho, por lo general arena y minerales silícicos que reciben el nombre de ganga. En minera Constancia se ha decidido tratar el mineral por el proceso de flotación.

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PROCESO N° 4: CHANCADO Etapa inicial de la reducción de tamaño del mineral

a) Selección de las etapas del chancado

En minera constancia solo se incorpora el chancado primario junto con el circuito paralelo de molino SAG/Bola, remolienda b) Parámetros para la selección de la chancadora  Tipo de mineral  Capacidad máxima  Horas de trabajo  Tamaño máximo de mineral 21

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PROCESO N° 5: MOLIENDA La molienda es una operación que permite la reducción del tamaño del mineral hasta tener una granulometría final deseada, mediante los diversos aparatos que trabajen por choques, aplastamiento o desgaste. En esta operación de molienda, es donde se realiza la verdadera liberación de los minerales valiosos y se encuentra en condiciones de ser separados de sus acompañantes. Por lo general, la molienda está precedida de una sección de trituración y por lo tanto, la granulometría de los minerales que entran a la sección molienda es casi uniforme a) Selección de equipo En constancia se seleccionó el molino de bolas para la molienda. Este molino opera con bolas de hierro (o aleaciones anti-abrasivas especiales) fundido o acero forjado, con razones de (largo/diámetro), (1,5: 1) o menos. El diámetro de bolas usadas varía entre 4” para la molienda gruesa y ¾” para molienda fina y remolienda de

concentrados u otros productos intermedios.

b) Determinación del tamaño de mineral En minara Constancia los tamaños pueden variar de un F80 de 20 mm. (20000 micrones) a unos 5 mm (50000 micrones), hasta obtener producto de p80, variando normalmente entre unas 200 mallas por pulgada lineal.

3)

ETAPA DE TRATAMIENTO DE MINERAL PROCESO N° 6: FLOTACIÓN

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IV. CONCLUSIONES V.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Chiriboga, G. y Rivera, M. “Equipo caminero para movimientos de tierra características y cálculo del rendimiento de la máquina ”. Escuela Superior Politécnica del Litoral,

Ecuador, 2013. Instituto Tecnológico Geominero de España. (1995) “ Manual de arranque, carga y transporte en minería a cielo abierto ”. Ministerio de Industria y Energía. Lobato, A. “ introducción a la metalurgia”. Instituto  de ingenieros de minas del Perú, Lima,

2014.

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