Mina Estrella

 

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN DE AREQUIPA FACULTAD DE GEOLOGÍA, GEOFISICA Y MINAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE MINAS

“DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE LABORES MINERAS PARA LA EXPLOTACIÓN

DE LA VETA LAS AGUILAS – MINA ESTRELLA- AREQUIPA”

TESIS PRESENTADA POR EL BACHILLER: AJEJO ÑAHUIN, JOHN ALFONSO  PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE INGENIERO DE MINAS

AREQUIPA - PERÚ 2020  

 

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN DE AREQUIPA FACULTAD DE GEOLOGÍA, GEOFISICA Y MINAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE MINAS

“DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE LABORES MINERAS PARA LA EXPLOTACIÓN

DE LA VETA LAS AGUILAS – MINA ESTRELLA- AREQUIPA” TESIS PRESENTADA POR EL BACHILLER:

AJEJO ÑAHUIN, JOHN ALFONSO  PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE INGENIERO DE MINAS

JURADOS PRESIDENTE:

MSc. BRUNO CHAUCAYA CHAUCAYANQUI NQUI QUISA

VOCAL:

MSc. EDGAR RALPH TADDEY CHACALTANA

SECRETARIO:

Dr. MARCO VALENZUELA SALAS

ASESOR:

MSc. EDGAR RALPH TADDEY CHACALTANA

AREQUIPA - PERU 2020  

 

DEDICATORIA

Dedicado a mi madre  Alejandrina Ñahuin Cárdenas, Cárdenas, a mi padre que desde el cielo guía mis pasos y hermanos por su enseñanza, ejemplo, por su invalorable apoyo durante toda mi vida como persona y estudiante en todas las decisiones que me llevan a ser una mejor persona cada día.

i

 

AGRADECIMIENTOS

Mi agradecimiento a la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa, mi  Alma Mater. Y a mis maestros de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa, por el esfuerzo en mi formación profesional.  A la Cía. Minera Estrella, en especial a los Ingenieros del Departamento de Planeamiento, por sus enseñanzas y ayuda en la realización de mis metas como profesional. 

ii

 

RESUMEN Mediante el presente trabajo de investigación se busca reducir los elevados costos de labores de desarrollo y preparación de tajeos de la veta Las Águilas. Proponiendo un nuevo parámetro de diseño y construcción de la Cortada 1417 NE – Nivel Principal de acceso a la veta Las Águilas, con sección de 6´x 7´, y otras, tales como: cruceros y galerías se justifica por el hecho que, la ley de mineral aurífero ha disminuido a medida que se han profundizado las vetas La Picada, Porvenir y Alicia, lo l o que indica que los márgenes de utilidades son bajos; se explica la forma de reducir las anteriores secciones de estas labores, que eran de 7´x 8´. Los resultados alcanzados son favorables, los cuales son: Se desarrolló la Cortada 1417 NE para acceder a la veta Las Águilas, en una roca Andesita alterada, tipo IIIB, con una longitud de 300 metros y sección de 6´x 7´, se consiguió una nueva sección con 2 taladros menos cargados con explosivos, aumento de la longitud de avance, de 1,45m a 1,56m, disminución del factor de avance, de 16.19 Kg/m a 12.56 Kg/m, reducción del factor de carga, de 3,51 Kg/m3 a 3,32 Kg/m3, mejora en la eficiencia del disparo, de 79,67% a 85,71% y la optimización de costos de 149,64 US$/ml a 102,88 US$/ml de avance.

Palabras claves: Labores de desarrollo, Diseño, Construcción, Costos, Optimización.

iii

 

ABSTRACT

Through this research work it is sought to reduce the high costs of development work and preparation of pits in the Las Águilas vein. Proposing the new design and construction standard for Cortada 1417 NE - Main Level of access to the Las  Águilas vein, with a 6'x 7 'section, and others, such as: cuts, crossroads and galleries, is justified by the fact that, t hat, the gold ore grade has decreased as the La Picada, Porvenir and Alicia veins have been deepened, indicating that profit margins are low; explains how to reduce the previous sections of these tasks, which were 7'x 8 '.

The results achieved are favorable, which are: Cut 1417 NE was developed to access the Las Águilas vein, in an altered Andesite rock, type III-B, with a length of 300 meters and a section of 1.80 mx 2, 10 m, a new section was achieved with 2 holes less loaded with explosives, increase in the t he advance length, from 1.45m to 1.56m, decrease in the advance factor, from 16.19 Kg / m to 12.56 Kg / m, reduction of the load factor, from 3.51 Kg / m3 to 3.32 Kg / m3, improvement in firing efficiency, from 79.67% to 85.71% and cost optimization from 149,64 US$/ml a 102,88 US$/ml advance.

Keywords: Development work, Design, Construction, Costs, Optimization. .

iv

 

INDICE GENERAL

DEDICATORIA AGRADECIMIENTOS RESUMEN ABSTRACT

CAPITULO I. INTRODUCCION 1.1 Título y ubicación

01

1.1.1 Título de la tesis

01

1.1.2 Ubicación

01

1.1.3 Accesibilidad 1.2 Justificación

02 03

1.3 Formulación del problema

03

1.3.1 Formulación del problema

03

1.3.2 Formulación del problema 1.4 Alcance y limitaciones

03 04

1.4.1 Alcance

04

1.4.2 Limitaciones

04

1.5 Variables e indicadores

04

1.5.1 Independientes 1.5.2 Dependientes

04 04

1.5.3

04

Indicadores

1.6 Objetivos

05

1.6.1 Objetivo general

05

1.6.2 Objetivos específicos

05

1.7 Hipótesis

05

v

 

CAPITULO II. MARCO TEÓRICO 2.1 Antecedentes

06

2.2 Bases teóricas

07

2.2.1 Descripción de las etapas en operación mina

07

2.2.1.1 Exploración 2.2.1.2 Desarrollo

07 08

2.2.1.3 Preparación

08

2.2.1.4 Explotación

08

2.2.2 Tipos de labores mineras

08

2.2.2.1 Cortadas, cruceros y galerías 2.2.3 Descripción de equipos

08 09

2.2.3.1 Palas neumáticas

09

2.2.3.2 Locomotoras

10

2.2.3.3 Winches de izaje 2.2.3.4 Winches de arrastre

10 10

2.2.3.5 Grupos electrógenos

11

2.2.3.6 Compresoras

11

2.2.3.7 Ventiladores

12

2.2.3.8 Otros

12

2.2.4 Estudios geo mecánicos

12

2.2.4.1 Consideraciones generales

12

2.2.5 Mejoras en el proceso de diseño y construcc construcción ión de lab labores ores de desarrollo 2.2.5.1 Control en el consumo de acero

17 17

2.2.5.2 Control en la sobrerotura del macizo rocoso

18

2.2.5.3 Control del factor de carga

18

2.2.5.4 Principales errores en la perforación

18

vi

 

CAPITULO III. MATERIAL DE ESTUDIO 3.1 Generalidades

21

3.1.1 Historia 3.1.2 Topografía y fisiografía

21 22

3.1.3 Drenaje 3.1.4 Clima

22 22

3.1.5 Vegetación y fauna

23

3.1.6 Disponibilidad de recursos

23

3.2 Geología 3.2.1 Geología regional

25 25

3.2.2 Geología local 3.2.3 Geología estructural 3.2.3.1 Columna estratigráfica

28 30 32

3.2.4 Alteración

32

3.2.5 Mineralización

33

3.2.5.1 Modelo mineralógico del yacimiento Estrella 3.2.5.2 Secuencia paragénica de la mineralización 3.2.5.3 Zoneamiento vertical 3.2.6 Reservas

33 34 34 34

3.3 Minería 3.3.1 Parámetros de diseño de explotación

35 35

3.3.2 Ciclo de minado

37

3.3.3 Labores mineras

39

3.3.3.1 Galería 3.3.3.2 Subnivel 3.3.3.3 Chimeneas principales

39 39 40

3.3.3.4 Chimeneas cortas

40

3.3.3.4 Ciclo de minado 3.3.3.4.1 Perforación

41 42

3.3.3.4.2 Voladura

42

3.3.3.4.3 Limpieza y extracción 3.3.3.4.5 Relleno

43 44

3.3.3.4.6 Carguío y transporte

45

vii

 

CAPITULO IV. METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION  4.1 Tipo de investigación

46

4.2 Diseño de investigación

46

4.3 Población y muestra

47

4.3.1 Población 4.3.2 Muestra

47 47

4.4 Técnicas de recolección de datos

47

4.5 Técnicas de procesamiento de datos

48

4.5 Procedimiento de la investigación

49

4.6 Instrumentos de investigación

49

4.7 Flujograma de procesos

50

CAPITULO V. DESARROLLO DEL TEMA 5.1 Programa de exploración y desarrollos 5.1.1 Programa de desarrollo de mina – Veta Las Águilas 5.2 Geomecánica

51 56 57

5.2.1 Clasificación GSI

58

5.2.2 Sostenimiento por tipo de labor y calidad de roca

61

5.3 Diagnóstico de la situación actual

62

5.3.1 Perforación

62

5.3.2 Voladura

64

5.3.3 Tiempos operativos 5.3.4 Resumen de rendimientos

67 68

5.4 Propuesta de optimización de Cortada 1417 NE Las Águilas 5.4.1 Desarrollo de la Cortada 1417 NE Las Águilas

68 68

5.4.1.1 Diseño de malla

70

5.4.1.2 Perforación

70

5.4.1.3 Voladura

72

5.4.1.4 Resumen de rendimientos y costos

74

viii

 

CAPITULO VI. RESULTADOS 6.1 Propuesta: Cortada Nv. 1417 – Veta Las Águilas

76

6.1.1 Comparación en el ciclo de minado

77

6.1.2 Interpretación de rendimientos y resultados del ciclo de minado

80

6.1.3 Costos ope operativos rativos de Cortada 1417 NE Las Águilas

82

6.1.4 Procesos de perforación y voladura

84

6.1.4.1 Diseño y construcción

84

6.1.4.2 Mano de obra

84

6.1.4.3 Materiales y herramientas

85

6.1.4.4 Energía y servicios auxiliares

85

6.1.4.5 Medio ambiente, seguridad y calidad

85

6.1.4.6 Control de deficiencias en los pro procesos cesos de perforación y Voladura 6.1.5 Propuestas de mejora para optimizar avance

85 86

CONCLUSIONES

87

RECOMENDACIONES

88

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

89

ANEXOS

90

ix

 

INDICE DE TABLAS Tabla 1.1. Accesibilidad a Mina Estrella

02

Tabla 3.1. Reservas de la veta Las Águilas

34

Tabla 5.1. Programa de labores de desarrollo y preparación de mina

56

Tabla 5.2. Clasificación GSI Tabla 5.3. Tabla geomecánica GSI

58 59

Tabla 5.4. Resistencia a la compresión un axial en Mpa

60

Tabla 5.5. Parámetros de perforación del Crucero 1417 NE Las Águilas

62

Tabla 5.6. Parámetros de perforación y voladura de la Crucero 1417 NE Las Águilas

64

Tabla 5.7. Carga explosiva para el Crucero 1417 NE Las Águilas

65

Tabla 5.8. Costo unitario del Crucero 1417 NE Las Águilas

66

Tabla 5.9. Actividades realizadas por disparo en la Cortada 1417 NE Las Águilas Tabla 5.10. Parámetros de rendimiento del ciclo de minado

67 68

Tabla 5.11. Parámetros finales Crucero 1417 NE Las Águilas

69

Tabla 5.12. Carga explosiva para la Cortada 1417 NE Las Águilas

72

Tabla 5.13. Características de perforación y voladura por disparo

73

Tabla 5.14. Parámetros de perforación de la Cortada 1417 NE Las Águilas

74

Tabla 6.1. Cuadro comparativo de rendimientos del ciclo de minado

79

Tabla 6.2. Rendimiento de avance comparativo – Cortada 1417 NE Las Águilas 81 Tabla 6.3. Estructura de Costos Operativos de la Cortada 1417

x

82

 

INDICE DE FIGURAS Figura 2.1. Condiciones favorables para la estabilidad de la excavación

17

Figura 2.2. Taladro de alivio de diámetro muy pequeño

18

Figura 2.3. Falta de paralelismo entre taladros

19

Figura 2.4. Espaciamiento irregular entre taladros Figura 2.5. Irregular longitud entre taladros

19 19

Figura 2.6. Intersección entre taladros

20

Figura 2.7. Intersección entre taladros

20

Figura 3.1. Columna estratigráfica

32

Figura 3.2. Método de explotación por corte y relleno ascendente

36

Figura 5.1. Vista isométrica de la Mina Estrella

52

Figura 5.2. Vista transversal de la mina Estrella

54

Figura 5.3. Número de fracturas por metro lineal

59

Figura 5.4. Sostenimiento con pernos Figura 5.5. Malla de perforación de Cortada 1417 NE Las Águilas

61

de sección 7´x 8´

63

Figura 5.6. Estándar de malla de perforación de sección 6´x 7´en roca semidura

75

xi

 

INDICE DE PLANOS Plano 1.1. Ubicación de la mina Estrella

02

Plano 3.1. Mapa geológico regional

27

Plano 5.1. Vista de planta – Diseño Mina

53

xii

 

CAPITULO I INTRODUCCION

1.1 TÍTULO Y UBICACIÓN 1.1.1 Título de la tesis

“Diseño y construcción de labores mineras para la explotación  de la veta Las Águilas – Mina Estrella - Arequipa” 

1.1.2 Ubicación  Empresa Minera Aurífera Estrella de Cháparra S.A. está ubicado en el Distrito de Cháparra, Provincia de Caravelí, Departamento de  Arequipa, a una distancia de 265 km en línea recta desde la ciudad de Arequipa en la dirección NW, con una altitud de 1640 m.s.n.m.

1

 

La zona de estudio corresponde a la zona 18-S y presenta las siguientes coordenadas UTM: Norte: 8 260 000 y Este: 622 500 Se encuentra entre los 1 300 y 1 600 m.s.n.m. de altitud.

1.1.3 Accesibilidad La siguiente tabla muestra tramos, distancias, tiempos ,

tipos

de

carreteras para acceder a la mina Estrella.

Tabla 1.1.

 Accesibidad a Mina Mi na Estr Estrella ella RUTA(TRAMO)

 Arequ  Arequipa ipa - Desvio Chaparra Desvio Chaparra C haparra Desvio Mina Mi na Estrell Estrella a Desvio Mina Mi na Estrell Estrella aMina Estrella TOTAL

DISTANCIA

TIEMPO DE VIAJE

TIPO DE CARRETERA

384

km

6 h 15 min

Carretera Asfaltada

42

km

1 h 15 min

Carretera Afirmada

4.5

km

18 min

Trocha Carrozable

430.5

km

Fuente: Elaboracion Propia

2

 

Fuente: Dpto. Geología Mina  – Mina Estrella

Plano 1.1. Ubicación de la mina Estrella 1

 

1.2 JUSTIFICACIÓN  La presente investigación se justifica porque se viene buscando una alternativa de solución para mejorar los resultados operativos. El nuevo estándar de diseño y construcción de labores mineras de desarrollo de 6´x 7´, tales como: cortadas, cruceros y galerías se justifica por el hecho que, la ley de mineral aurífero ha disminuido a medida que se han profundizado las vetas La Picada, Porvenir y  Alicia, lo que indica que los márgenes de utilidades son bajos; por lo que, con el fin de reducir los costos de exploración, desarrollo, preparación y explotación, en el presente trabajo de investigación se explicará la forma de reducir las anteriores secciones de estas labores, que eran de 7´x 8´.

1.3 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA 1.3.1 Preguntas del problema ¿Cuánto reducirán los costos de desarrollo y preparación de las

labores mineras horizontales, tales como: ¿cortadas, cruceros, galerías, al disminuir su sección de 7´x 8´ a 6´x 7´? ¿Qué resultados técnicos y económicos determinarán la viabilidad del proyecto de explotación de la veta Las Águilas, con la construcción de labores de desarrollo y preparación de menor sección?

1.3.2 Formulación del problema PROBLEMA

CAUSAS

Labores de desarrollo Excesiva y

preparación

sección

de Bajos índices económicos

de labores de desarrollo y de

tajeos de la veta Las preparación  Águilas, con elevados elevados para costos.

EFECTOS

una

de

rentabilidad

de

mina explotación, debido a los

pequeña altos costos de desarrollo y

escala de producción de preparación de mina. la veta Las Águilas. 2

 

1.4 ALCANCE Y LIMITACIONES  1.4.1 Alcance El presente estudio permitirá tener una base sólida para reducir la sección de las labores de desarrollo y preparación de minas, más aún si la escala de producción es baja (