Mineria Subterranea

 

Gerenpro  Ingeniería Gerenpro Ingeniería  SAC. SAC.  (Perú).

CONTENIDO

Nuevas  tecnologías tecnologías  para para  el el  manejo manejo  de de   Nuevas materiales  en materiales en  minería minería  subterránea

•   INTRODUCCIÓN EL MANEJO MANEJO  DE  DE MATERIALES MATERIALES  CONTINUO •   EL  •   IMPACTO EN EXPLOTACIÓN SUBTERRÁNEA •   EJEMPLOS  EJEMPLOS DE  DE APLICACIÓN

Prof.  Víctor Prof. Víctor  Encina Encina  M. Consultor Senior Consultor  Senior  de de  Minería SEPTIEMBRE 2008 SEPTIEMBRE 

MOTIVACIÓN

¿Por qué desarrollar desarrollar tecnología para para el manejo de materiales en minería subterránea? • Porq Porque ue las explot explotacio aciones nes a cie cielo lo abierto abierto están llegando al límite de profundidad segura y rentable

Nuevas  tecnologías  para para  el el  manejo manejo  de de  materiales materiales  en en  minería minería   Nuevas tecnologías subterránea

INTRODUCCIÓN: MINERÍA  SUBTERRÁNEA MINERÍA SUBTERRÁNEA  CONVENCIONAL

• Porq Porque ue por considera consideracion ciones es ecoló ecológica gicass cada vez se necesitará necesitará más explotaci explotaciones ones subterráneas Mover menos material  Menos residuos y menos consumo de energía

DIAGRAMA  DE  DIAGRAMA DE PROCESO

EL  EL PROCESO PROCESO  MINERO macizo IN SITU

•   ARRANQUE  –  FRACTURAR  –  FRAGMENTAR  –  EXTRAER

Fragmentar ARRANQUE

PLANTA

TRANSPORTE

Extraer

MANEJO  DE  DE MATERIALES •   MANEJO  –   Trasladar  –   Elevar  Elevar / Descender

Pi que

 –  TRASLADAR  –  SEPARAR

•   MÉTODOS MÉTODOS  DE  DE ARRANQUE  –   Fracturar  –   Fragmentar

MINA

•   TRANSPORTE •   BENEFICIO

mineral fragmentado

Tpte. Intermedio SEPARAR

$

Pi que

Tpte. Principal GERENPRO INGENIERÍA SAC -Av. República de Panamá 3505 San Isidro, LIMA, PERÚ Telèfono: (511) 7158099 Fax (511) 7171458

 

EJEMPLO PROCESO EJEMPLO  PROCESO  MINA MINA  SUBTERRÁNEA

EL EL  “ARRANQUE”

•   Arranque  –  Cambio   Cambio de  de naturaleza naturaleza  del  del material  

   

 

 

 

 

 Transformar sólido in situ en pilas de  –  Transformar material  granular material granular   (muy (muy   grueso)

•   Técnicas  Técnicas de de  arranque  –  Hundimiento  Hundimiento  Voladura (Explosivos)  –  Voladura 

ARRANQUE POR ARRANQUE  POR  HUNDIMIENTO

COLAPSO DEL COLAPSO  DEL  “TECHO”

Material o sólidoquebrado sin valor  (Dilución)

Mineral in situ

VOLUMEN RELLENO CON MATERIAL DESPLOMADO”

Techo desplomado

Socavación de la base Campo se esfuerzos

Aumento de esfuerzos

Aumento de esfuerzos

PROPAGACIÓN DEL PROPAGACIÓN  DEL  HUNDIMIENTO

PROPAGACIÓN  DEL PROPAGACIÓN DEL  HUNDIMIENTO

Bloques que caen Desplome de techo

Sismo inducido Fracturamiento de roca Concentración de esfuerzos

Repetición del efecto “socavación basal”

Extracción de mineral

Mantener lleno para evitar efecto pistón

 

FASE  DE  FASE DE RÉGIMEN

ARRANQUE  POR ARRANQUE POR  VOLADURA Contacto con diluyente

Diámetro depende del tamaño de fragmentos

•   La  La roca roca  se se  fragmenta fragmenta  mediante mediante  el  el uso uso   20% a 30% del sólido extraído al completar la fragmentación

Espaciamiento acorde con diámetro de elipsoides de tiraje

Extracción sin restricciones

Voladura en Caserones

de de  explosivos

 Perforación de   Perforación  de pozos  –  Carga   –   Carga explosiva explosiva  en  en los  los pozos

•   Ejemplos  Ejemplos en  en minería minería  subterránea  –  Caserones  Caserones  –  Cámaras   Cámaras y Pilares

Voladura en Caserones

Perforación Horizontal Perforación de Bancos

MANEJO  DE  MANEJO DE MATERIALES

•   EXTRACCIÓN •   Gravitacional •   Por Por  Arrastre •   Por Por  Cargadores •   TRANSPORTE •   FFCC •   Camiones •   Cintas  Cintas Transportadoras

EXTRACCIÓN GRAVITACIONAL EXTRACCIÓN 

 

EXTRACCIÓN  POR EXTRACCIÓN POR  ARRASTRE

Extracción por cargadores

Puntosd e reecepción cepción Reja de  protección deloperador 

Poleasguías

huinche

 polea de cola Pala

Cable de tracción

cable de retroceso

ba se de concreto

Chimenea

TRANSPORTE POR TRANSPORTE  POR  FERROCARRIL • • • •

       

Gran Capacidad y Largas Distancias Alta Inversión Alta  Inversión   Uso  Uso si si  mina mina  es es  de de  larga  larga vida  vida útil Accionamiento Eléctrico Accionamiento  Eléctrico  o Diesel Permite alto  Permite  alto grado grado  de de  automatización

TRANSPORTE POR TRANSPORTE  POR  CAMIÓN (Carguío  por (Carguío por  Buzón Buzón  Gravitacional)

TRANSPORTE POR TRANSPORTE  POR  CAMIÓN (Carguío  con (Carguío con  Cargador Cargador  Frontal) •   Alta Flexibilidad •   Accionamiento Accionamiento  Diesel Diesel  (pocas (pocas  aplicaciones aplicaciones  con  con Trolley)

TRANSPORTE POR TRANSPORTE  POR  CINTAS (Material  Grueso) (Material Gran Capacidad Capacidad  y Largas Largas  Distancias •   Gran  •   Accionamiento Accionamiento  Eléctrico Eléctrico   •   Permite  Permite alto  alto grado grado  de  de automatización

 

DIFICULTADES  DEL DIFICULTADES DEL  PROCESO

(TODO PORQUE  LA FRAGMENTACIÓN ES INCOMPLETA) ¿Cómo mejorar?  ARRAN QUE COLPAS

macizo in situ

TRANCAS y REDUCCIÓN SECUNDARIA

mineral fragmentado

(“CACHORREO”)

arranque

Material muy Grueso

EXTRACCIÓN INTERMITENTE CARGADOR FRONTAL

ReducciónSecundaria

(LHD=CARGAR BALDE + TRASLADO)

Transporte intermedio

PIQU E

Transporte Principal

INFRAESTRUCTURA DE GRAN INFRAESTRUCTURA TAMAÑO FORTIFICACIÓN REPARACIÓN

Nuevas  tecnologías  para para  el el  manejo manejo  de de  materiales materiales  en en  minería minería   Nuevas tecnologías subterránea

EL  EL NUEVO NUEVO  MANEJO MANEJO  DE  DE MATERIALES

Transporte Principal

Transporte Principal

QUIEBRE  TECNOLÓGICO QUIEBRE ¿Y si transporto a tamaño final …ahh?

FUNDAMENTO

•   Trituración  Trituración Temprana  –  Voladura   Voladura más más  efectiva efectiva  (fragmentos (fragmentos  más más   pequeños)  –  Incorporar   Incorporar la  la Reducción Reducción  Secundaria Secundaria   como  elemento como elemento  del  del proceso proceso  regular. regular.  No No   como  una como una  excepción

intermedio

PIQU E

•   Trituradores  Trituradores Bajo Bajo  Perfil  –  “Sizer”  “Sizer” /  / Tambor Tambor  de  de impacto

Principal

NUEVO  MODO NUEVO MODO  DE  DE EXTRACCIÓNEXTRACCIÓN



Triturador de Bajo Perfil

•

Traslado por Galerías de Tamaño Corriente

•

No requiere Cavernas Especiales

•   Equipos  Equipos estacionarios  –  Facilidad   Facilidad para para  operación operación  remota remota  y/  y/  automática (no automática  (no  navegan)  Traslado continuo continuo  a Triturador  –  Traslado 

•   Reducción  Reducción Secundaria  –  Efectivamente   Efectivamente excepcional  –  Descarga   Descarga de  de puntos puntos  de  de extracción extracción  por  por el  el  fondo

 

MÓDULO DE  MÓDULO  DE PRODUCCIÓN

EQUIPO EXTRACTOR Galería de servicios

Balde “sumergido” “sumergido” en la pila “Quita y Pon” Sistema de empuje

Triturador BP

Placa desplazable (“dozer feeder)

-Equipos extractores estacionarios en puntos de extracción -“Quita y pon” para permitir descolgar  descolgar 

Calle producción: - Transpor Transportador tador continuo

Pique de traspaso

ORIGEN DE  ORIGEN  DE LA LA  REDUCCIÓN REDUCCIÓN  SECUNDARIA

TRANSPORTE  

Rango mm

% peso parcial % peso acum

Observacione s

< 300

17

17

Compatible con correa transportadora

300-1000

46

63

Manejable en balde y pasable por parrilla1m

1000-1500

24

87

Reducir a 1 m para pasar por parrilla

• Equipos estacionarios estacionarios = Operación remota

> 1500

13

100

Reducir a 1 m para pasar por parrilla

• Conceptos Conceptos básicos: operación operación continua, continua, manejo manejo de grandes colpas y trituración temprana

• Una “colpa” “colpa” queda definida por el tamaño ddee la ab abertura ertura de las parrillas de control.

• Manejo de mate materiales riales gru gruesos esos sin parrillas

• Toda “colpa” “colpa” de tamaño tamaño superior or a esa esa dimen dimensión sión debe debe ser reducido

REDUCCIÓN SECUNDARIA REDUCCIÓN  SECUNDARIA  MC (Material  mejor (Material mejor  fragmentado) Rango mm

% peso parcial % peso acum

¿Cómo mejorar?

Observaciones

< 300

20

20

Compatible con correa transportadora

300-1000

51

71

Manejable por extractor, transportador continuo y triturador

1000-1500

21

92

Manejable por extractor, transportador continuo y triturador

> 1500

8

100

Reducir a 1,5 m para pasar por el triturador

• La actividad de reducción secundaria disminuye de un 37% a sólo un 8% del material. Es decir, disminuye en un 78%. • El efecto de la mejora en fragmentación no es relevante. • Lo que cambia es la definición de “colpa”: Antes era todo lo mayor a 1 m, ahora es todo lo mayor a 1,5m (en el futuro mayor a 2m)

Nuevas  tecnologías  para para  el el  manejo manejo  de de  materiales materiales  en en  minería minería   Nuevas tecnologías subterránea

IMPACTO  EN  IMPACTO EN EL  EL NEGOCIO

 

COSTO  DE  COSTO DE INVERSIÓN

COSTO  DE  COSTO DE INVERSIÓN SISTEMA CONTINUO

• MINA SUBTERRÁBEA 4.500 TPD

Equipo

• Sistema de Arranque común y Manejo de Materiales diferente • Se asume 2 Caserones en Operación

•3 posibles distancias Mina-Superficie (3.000, 1.500 y 750m ) SISTEMA CONVENCIONAL

Equipo

Distancia  a Superficie Distancia m

US$/UNIDAD kUS$ 500 900

LHD LHD  6t Camiòn  Camiòn 35t

2

Flota

3000 9

1500 5

75 750 2 1500 750

8100

4500

1800

900 900 800

Triturador  en  Triturador en superficie INVERSIÓN CAMIONES INVERSIÓN  INVERSIÓN  OTROS INVERSIÓN

Flot a

Extractor Panzer Panzer  Cabezal   Panzer Panzer  Cuerpo Triturador  Interior  Triturador Interior Bajo Bajo  Perfil Cinta  Cinta Transp  Transp Cabezal Cinta  Cinta Transp  Transp Cuerpo  

US$/m

US$/m

US$/UNIDAD kUS$ 150 400   8 1200 20 200   1,5

Triturador  en Triturador en  superficie INVERSIÓN CINTA  INVERSIÓN  CINTA TRANSP. INVERSIÓN  OTROS INVERSIÓN

Distancia a Superficie Distancia  m

Flota 4 2 160 1 1

3000

1500

750

4500

2250

1125

1 4080

TOTAL INVERSIÓN 

KUS$

6300

AHORRO INVERSIÓN 

KUS$

1320

4050

2925

1 1800

TOTAL INVERSIÓN 

KUS$

9900

6300

 

‐30

 

‐1605

3600

COSTO DE  COSTO  DE OPERACIÓN

CONCLUSIONES

SISTEMACONVE NCIONAL

Equipo

Distancia a Superficie m

US$/H

LHD  LHD 6t Camiòn  Camiòn 35t

80 100 US$/H

US$/T 0,40

3000 2 ,2 9

Triturador  Triturador en  en  superfici e COPEX COPEX   CA MIONE S COPEX COPEX  OTROS

2 ,2 9

TOTAL  COSTO O PERACIÓN

2 ,9 0

1500 1,14

750 0,57 0,21

 

1,14

• El punto de quiebre entre una tecnología y la otra está alrededor de 1500 m

0,57 0,61

1, 1,7 5

1 ,1 8

• En minas distantes más de 1500 m de superficie el sistema continuo es más barato en inversión y operación

SISTEMACONVE NCIONAL

Equipo

Distancia  Distancia a Superficie m

US$/H

US$/ T

Extracto r Panz er Triturador  Triturador BP

0,22 0,33 0,25 3000 1,08

Cinta Cinta  Trans portadora COPEX COPEX   CA MIONE S COPEX COPEX  OTROS

1 ,0 8

TOTAL  COSTO O PERACIÓN

1 ,6 9

AHORRO C OPEX

1500 1,05  

750 0 ,99

1,05

0,99 0,80

KUS$

1 ,20 6 

1, 1,6 6

0,093

1 ,6 0

 

‐ 0,419

OPERACIÓN EXTRACTOR + TRANSPORTADOR