Reducion de Costos_EXSA

REDUCCIÓN DE COST COSTOS OS EN EXPLOTACIÓN DE MINERAL MEDIANTE LA OPTIMIZACION DE PERFORACIÓN Y VOLADURA Ing. Oscar Mauró Obando

ALCANCES Ahorros totales logrados mediante la optimización de perforación y voladudra en diferentes unidades mineras, en labores de explotación de mineral (Tajeos) durante el año 2013. Se trabajó bajo el concepto de Costo operativos

OBJETIVOS 

Incrementar Incrementar el avance en labores de producción (tajeos) en 11% , con perforación de 3.10 m efectiva. efectiva.



Reducir el factor de carga en 24% .



Reducir la sobre dilución mediante voladura controlada controlada en 17%.

DESARROLLO DEL TRABAJO Los trabajos se desarrollan, primeramente obteniendo una Línea Base de los indicadores actuales de la operación de perforación y voladura   en la mina en mención. Luego pasamos al análisis de los parámetros y con ayuda de monitoreo de vibraciones y análisis de la data , se proceder a rediseñar la malla de perforación hasta lograr la óptima de acuerdo a la características de roca, los resultados de las voladuras que se registraron con el perfomance de los explosivos y accesorios. En paralelo se refuerza con capacitación a los trabajadores con la finalidad de informar y difundir los propósitos que se aplicarán en una determinada zona de la mina donde se realiza la mejora; Después de concluir, para nuestro caso 03 meses en la zona establecida pasamos a realizar las pruebas industriales en todas las labores de los niveles indicados (02).

GEOLOGÍA DEL DISTRITO MINERO

- La secuencia estratigráfica del Distrito minero, muestra rocas sedimentarias y volcánicas cuyas edades varían desde el Devónico hasta el Cuaternario.   Estas rocas han sido intensamente plegadas constituyendo diversas estructuras entre las cuales se distingue un Anticlinal cuyo eje se orienta en forma paralela a la estructura general de los Andes. - La mineralización se presenta en vetas rellenando fracturas, las cuales atraviesan casi enteramente las filitas, volcánicos y calizas; mantos y cuerpos mineralizados se emplazan principalmente en las calizas de la Formación Pucará. - La mineralogía presente está constituida por esfalerita, marmatita,

tetraedrita, galena, galena argentífera como minerales principales de mena de mayor abundancia; los minerales de ganga están representados principalmente por pirita, rodocrosita, cuarzo, arsenopirita, calcita, siderita, hematita y magnetita

NIVEL

LABOR 

 

EVAL. RIESGO

DESCRIPCIÓN

E 

FECHA verifica

41 - 50

CN SAC 

04-12-12

31 -40

OP MINA

04-12-12

31 -40

OP MINA

04-12-12

31 -40

OP MINA

04-12-12

RM R 

RESPONSABL

RECO MENDACIÓ N/SEGUIMIENTO . LABORES DE PREPARACION

11000

RP 4(-)

5

1 05 0

TJ 6 00 E X A C 1 05 1

5

1 05 0

TJ 1 10 0 X AC 1 05 3

5

1050

TJ 300W X AC 057  NV 1050

8

ROC A = MF/R LMA= 6.0 ms.  TAS = 48 HO RAS. SO STENIMIENTO: Shotcre te de 3" + Perno He li coidal 8' a 1.5 mts. RECOMENDACION: Se tiene 4m de avance, realizar el desate de rocas y continuar el avance en el frente. LABORES DE EXPLOTACIÓN ROC A= IF/P, LMA= 6.0 mts . TAS = 24 HO RAS. SO STENIMIENTO: Sho tcrete de 3" + P. Hydrabolt 7' a 1.5 m ts c/u. RECOMENDACION: Se encuentra en proceso de preparacion relleno. ROC A= IF/P, LMA= 3.0 mts . TAS = 24 HO RAS. SO STENIMIENTO: Sho tcrete de 4" + P. Hydrabolt 7' a 1.0 m ts c/u. RECOMENDACION: Se encuentra con el sostenimiento completo, con el frente cargado. ROC A= IF/P, LMA= 6.0 mts . TAS = 24 HO RAS. SO STENIMIENTO: Sho tcrete de 3" + P. Hydrabolt 7' a 1.5 m ts c/u. RECOMENDACION: Se tiene un avance de 4.5m, completar el sostenimiento de inmediato por encontrarse fuera de loza.

LINEA BASE TAJOS LABOR

NIVEL

NRO. DISPAROS

AVANCE (m)

DISTANCIA FINAL (m)

**AVANCE (m)

PROMEDIO AVANCE (m)

TJ 400ExAC 413

1100

14

2.916

41.03

2.931

2.923

TJ 600ExAC 416

1100

13

2.446

31.45

2.419

2.433

TJ 600WxAC 416

1100

6

2.133

12.80

2.133

2.133

TJ 300ExAC 056

1050

8

2.729

21.83

2.729

2.729

TJ 500ExAC 308

1100

4

2.778

11.21

2.803

2.790

TJ 1100xAC 1084

950

4

2.150

8.60

2.150

2.150

TJ 1100xXC 01

950

4

3.200

13.05

3.263

3.231

TJ 1100xAC 1046

950

14

3.684

51.17

3.655

3.670

PROMEDIO FRENTES

53

2.637

2.641

2.639

PROMEDIO BREASTING

14

3.684

3.655

3.670

INCREMENTO DE EFICIENCIAS EN LOS AVANCES

LINEA BASE LEVANTADA EN CAMPO

Nro.

Nivel

Labor  

SECCION (m )

EFICENCIA DE VOLADURA (m )

VOLUMEN DISPARADO (Tn)

CONSUMO DE EXPLOSIVOS (kg)

FACTOR DE CARGA (kg/ml)

FACTOR DE POTENCIA (kg/Tn)

EFICIENCIA DE VOLADURA (%)

1   1100

ACC 416 (Tajo 600 E)

6.5 x 4.5

2.433

357.523

 

85.447

35.12

0.239

 

76.031

2   1100

ACC 416 (Tajo 600 W)

6.5 x 4.5

2.133

283.588

 

66.635

31.24

0.235

 

68.585

3   1100

ACC 413 (Tajo 400 E)

5.5 x 4.5

2.923

388.620

 

76.349

26.12

0.196

 

93.987

4   1050

ACC 056 (Tajo 300 E)

6 x 4.5

2.790

331.891

 

82.405

29.54

0.248

 

89.711

 

6

950

ACC 1084 (Tajo 1100) -1

3.5 x 3.5

2.150

150.446

 

56.158

26.12

0.373

 

69.132

7

950

ACC 1084 (Tajo 1100)- 2 (XC 1)

3.5 x 3.5

3.231

203.480

 

84.022

26.00

0.413

 

103.891

2.790

253.799

 

92.775

33.25

0.366

 

89.711

2.64

281.335

77.684

29.628

0.296

8   1100

ACC 308 (Tajo 600E)

PROMEDIO

Línea base (avance lineal) :

4 x 4.5

 

2.64 m

84.750

INCREMENTO DE EFICIENCIAS DE VOLADURA

Partiendo de los diseños iniciales ; nuestro trabajo fue recopilar toda esta información y sumado con los resultados obtenidos en las primeras voladuras comenzamos a modificar el diseño replanteado el diseño del corte y uniformizando la longitud de taladro efectivo, así como la distribución de los taladros y simetría de tal forma que el diseño logre transferir la mayor energía a la roca y así logre optimizar la fragmentación producida por la voladura.

Imagen 1: Diseño original

Imagen 2: Diseño propuesto

INCREMENTO DE EFICIENCIAS DE VOLADURA 

El diseño del arranque es hexagonal con 1 rimado y 4 taladros de producción.

PROPUESTA DE MALLA 

El diseño del arranque es hexagonal con 1 rimado y 4 taladros de producción.

ESTANDARES DE PERFORACIÓN Y VOLADURA - ROCA TIPO III (Dinamitas) SECCI N: TIPO ROCA: EQUIPO :

5 m. x 4.5 m.  III (Mineral) RMR 31- 40 JUMBO

ROCA TIPO III

MALLA DE PERFORACIÓN Y CARGUIO

0.3028

ACCESORIOS DE VOLADURA

PERFORACIÓN 13

13

13

10

13

13

10

8

7

13

13

7 6

EXSANELES

= 30 psz.

N° TOTAL DE TAL.

=

38

PENTACORD

= 30 mts.

N° DE TAL. PERF. 2" ø

=

30

MECHA LENTA

= 14 pies

N° DE TAL. RIMAD. 3 1/2"ø

=

1

MECHA RAPIDA

= 1 pie.

N° DE TAL. CARGADOS

=

30

Tacos de arcilla:

30 Und

N° DE TAL. ALIVIO

=

7

Tubos PVC (1 1/2" x 3 m):

30 Und

LONG. DE PERFORACION (12 PIES) =

3.63 mts.

PERF, EFECT.RIMAD. 3 1/2"ø

=

3.27 mts.

PERF, EFECT. TAL 2"ø (92%)

=

3.2 mts.

EFICIENCIA VOLADURA ( 96% )

=

3.00 mts.

 AVANCE POR DISPARO ( ML )

MTS. PERF. TAL. 2"ø

=

95.9 mts.

KILOGRAMOS DE EXPLOSIVO USADO

3.00 60.00

MTS. RIMAD. TAL. 3 1 /2" ø

=

3.2mts.

FACTOR DE CARGA ( Kg / ml. )

19.98

FACTOR DE POTENCIA ( Kg / Tn )

0.29

RENDIMIENTOS

1 8

5 2

3

7

15

2

13

6

13

14

VOLADURA

8

5

7

14

14

*) Las distancia en e stan concideradas en cm. *) Los numeros rojos indica la secuencia de salida

15

GELATINA75 1 ⅛" x 8"

=

0.174 kg/Cart.

PESO ESPECIFICO MINERAL (Tn / m )

1.06 3.11

SEMEXSA80 1 ⅛" x 8"

=

0.152 kg/Cart.

SECCION PRODUCIDA (m2)

22.5

EXSABLOCK 1 ⅛" x 8"

=

0.125 kg/Cart.

Secuencia de Salida 1 2 3 4 5 6 7 8

FACT. PERFORACION ( M. perf. / M. avac) 3

Cratuchos de dinamita / taladro.

Distribución de Taladros Arranque 1ra. Ayuda 2da. Ayuda Ayuda Corona Ayuda de astiales Astiales Corona Arrastre Total

Taladros Taladros cargados vacios Gela tin a 75 Semexsa 80 Exsablock

Explosivo Explosivo Total usado Usado (Kg) (und.)

1 ⅛" x 8"

1 ⅛" x 8 "

1 ⅛" x 8 "

3

4

1

13

0

42

6.4644

4

0

1

13

0

56

8.6192

4

0

1

12

0

52

8.0096

3

0

0

13

0

39

5.9436

2

0

0

13

0

26

3.9624

4

4

0

2

10

48

6.2192

5

0

0

13

0

65

9.906

5

0

2

12

0

70

10.88

30

8

5

91

10

398

60.004

ESTANDARES DE PERFORACIÓN Y VOLADURA - ROCA TIPO III (Dinamitas) SECCIÓN: TIPO ROCA: EQUIPO :

8 m. x 4.5 m.  III (Mineral) RMR 31- 40 JUMBO

ROCA TIPO III

MALLA DE PERFORACIÓN Y CARGUIO

0.3028

ACCESORIOS DE VOLADURA

PERFORACIÓN 13

13

13

13

13 12

13

8

10

10

13

13

10

10

7

7

12

13

6

EXSANELES

N° TOTAL DE TAL.

=

51

PENTACORD

= 45 mts.

N° DE TAL. PERF. 2" ø

=

50

MECHA LENTA

= 14 pies

N° DE TAL. RIMAD. 3 1/2"ø

=

1

MECHA RAPIDA

= 1 pie.

N° DE TAL. CARGADOS

=

43

Tacos de arcilla:

43 Und

N° DE TAL. ALIVIO

=

8

Tubos PVC (1 1/2" x 3 m):

43 Und

LONG. DE PERFORACION (12 PIES)

=

3.63 mts.

PERF, EFECT.RIMAD. 3 1/2"ø

=

3.27 mts.

PERF, EFECT. TAL 2"ø (9 2%)

=

3.2 mts.

EFICIENCIA VOLADURA ( 96% )

=

3.00 mts.

MTS. PERF. TAL. 2"ø

=

159.9 mts.

MTS. RIMAD. TAL. 3 1/2" ø

=

3.2 mts.

RENDIMIENTOS

13

12

8

5

12

15

14

7

14

5

3

2

6

14

12

12

7

14

14

*) Las distancia en estan concideradas en cm. *) Los numeros rojos indica la secuencia de salida

14

0.26

GELATINA75 1 ⅛" x 8"

=

0.174 kg/Cart.

PESO ESPECIFICO MINERAL (Tn / m )

1.06 3.11

SEMEXSA80 1 ⅛" x 8"

=

0.152 kg/Cart.

SECCION PRODUCIDA (m2)

36

EXSABLOCK 1 ⅛" x8"

=

0.125 kg/Cart.

Secuencia de Salida 15

FACTOR DE POTENCIA ( Kg / Tn )

KILOGRAMOS DE EXPLOSIVO USADO

VOLADURA 13

FACTOR DE CARGA ( Kg / ml. )

3.00 86.41 28.78

 AVANCE POR DISPARO ( ML )

1 8

43

= 30 psz.

1 2 3 4 5 6 7 8 9

FACT. PERFORACION ( M. perf. / M. avac)

Distribución de Taladros Arranque 1ra. Ayuda 2da. Ayuda 3ra. Ayuda Ayuda Corona Ayuda de astia le s Astiales Corona Arrastre Total

3

Cratuchos de dinamita / taladro. Explosivo Explosivo Taladros Taladros Total usado cargados vacios Gelatina 75 Semexsa 80 Exsablo ck Usado (Kg) 1 ⅛" x 8 "

1 ⅛" x 8 "

1 ⅛" x 8 "

(und.)

3

4

1

13

0

42

6.4644

4

0

1

13

0

56

8.6192

4

0

1

12

0

52

8.0096

3

0

1

12

0

39

6.0072

4

0

0

13

0

52

7.9248

6

0

0

13

0

78

11.8872

4

4

0

2

10

48

6.2192

7

0

0

13

0

91

13.8684

8

0

2

12

0

112

17.408

43

8

6

103

10

570

86.408

OPTIMIZACIÓN MASI (DEL 05 AL 13 DE FEBRERO) TAJO

ANCHO ALTO LONGITUD EXPLOSIVO PUNTO PUNTO EFICIENCIA FACTOR DE NRO. DE TAL. NRO. DE TAL. NRO. DE DISTANCIA NIVEL REAL REAL DE PERF. USADO CONTRA FINAL PROMEDIO POTENCIA PERF. DE ALIVIO DISPAROS FINAL (m) (m) (m) EFECTIVA (kg) INICIAL (m) (m) (m) (Kg/Tm)

TJ 300 W x AC 056

1050

4.76

4.57

4

1

3.12

43.75

8

12.7

37.81

25.11

3.139

0.206

TJ 400 E x AC 001

1050

4.85

4.50

4

1

3.15

50.00

9

9.6

36.54

26.94

2.993

0.246

TJ 400 W x AC 062

1050

4.60

4.54

4

1

3.17

50.00

3

7.4

15.68

8.28

2.760

0.279

TJ 400 E x AC 062

1050

4.45

4.50

4

1

3.17

56.25

2

11.7

17.49

5.79

2.895

0.312

TJ 1100 E x AC 1050

1050

6.30

4.50

4

1

3.20

68.75

11

6.4

38.77

32.37

2.943

0.265

TJ 600 x AC 1084

950

4.77

5.40

4

1

3.20

43.75

7

10.5

31.36

20.86

2.980

0.183

TJ 500 E x AC 306

1100

5.49

4.57

4

1

3.15

56.25

2

7.3

13.26

5.96

2.980

0.242

TJ 500 W x AC 304

1100

5.60

5.66

4

1

3.18

50.00

6

5.6

21.31

15.71

2.618

0.194

2.938

0.241

48

IO PROMEDIO FRENTES - VOLCAN FRENTE

DILUCIÓN (DEL 05 AL 13 DE FEBRERO) TAJO

NIVEL

ANCHO ALTO REAL REAL (m) (m)

ANCHO ALTO  ANCHO PROYECTADO PROYECTADO DILUCION (m) (m) (%)

TJ 300 W x AC 056

1050

4.76

4.57

4.50

4.50

5.78

TJ 400 E x AC 001

1050

4.85

4.50

5.00

4.50

-3.00

TJ 400 W x AC 062

1050

4.60

4.54

4.50

4.00

2.22

TJ 400 E x AC 062

1050

4.45

4.50

4.50

4.00

-1.11

TJ 1100 E x AC 1050

1050

6.30

4.50

7.00

4.50

-10.00

TJ 600 x AC 1084

950

4.77

5.40

4.60

4.00

3.70

TJ 500 E x AC 306

1100

5.49

4.57

5.00

4.50

9.80

TJ 500 W x AC 304

1100

5.60

5.66

6.00

4.50

-6.67

OPROMEDIO FRENTES - VOLCAN FRENTES

0.718

OPTIMIZACIÓN MASI (DEL 05 AL 14 DE MARZO) TAJO

ANCHO ALTO NIVEL REAL REAL (m) (m)

NRO. DE TAL. NRO. DE TAL. PERF. DE ALIVIO

LONGITUD EXPLOSIVO PUNTO PUNTO EFICIENCIA FACTOR DE NRO. DE DISTANCIA DE PERF. USADO CONTRA FINAL PROMEDIO POTENCIA DISPAROS FINAL (m) EFECTIVA (kg) INICIAL (m) (m) (m) (Kg/Tm)

TJ 600 E x AC 414

1100

9.33

4.72

4

2

3.22

86.68

9

15.57

43.95

28.38

3.153

0.201

TJ 600 W x AC 414

1100

8.08

4.92

4

2

3.20

81.12

3

11.7

20.6

8.90

2.967

0.221

TJ 500 E x AC 411

1100

7.15

5.05

4

1

3.17

64.96

4

3.6

16.21

12.61

3.153

0.183

TJ 500 W x AC 411

1100

6.68

4.84

4

1

3.18

63.13

4

1.6

13.44

11.84

2.960

0.212

TJ 400 W x AC 062

1050

4.80

5.02

4

1

3.12

61.25

1

14

16.93

2.93

2.930

0.279

TJ 600 x AC 1084

950

4.87

4.88

4

3

3.13

70.13

8

6.6

32.79

26.19

3.274

0.290

TJ 500 E x AC 306

1100

8.25

4.56

4

2

3.28

92.52

2

11.4

17.6

6.20

3.100

0.255

3.131

0.239

PROMEDIO FRENTES - VOLCAN FRENTES

31

LOGRO DE OBJETIVOS Incrementar el avance

3.5

3

2.5

2 Actual

2.64

1.5

2.95

Objetivo Variación

1

0.5 11% 0

Perf. Efectiva: 3.10 m

Eficiencias en avances (m)

REDUCCIÓN DEL FACTOR DE POTENCIA La reducción del factor de potencia está basado en el incremento de eficiencias de avance por disparo y la reducción de la cantidad de carga explosiva en los taladros periféricos para lograr la voladura controlada. 0.4 0.3 0.2 0.1

0.29

0.22

Actual Objetivo

0 -0.1

Factor de portencia (Kg / TM)

Variación

-24% -0.2 -0.3

Línea base

0.29 Kg / TM

REDUCIR LA SOBRE DILUCIÓN 20.00 15.00 10.00 5.00

%

13.71% 16.71%

Actual

0.00 -5.00 -10.00

Objetivo Sobre dilución (%)

Variación

-17.95%

-15.00 -20.00

Se traduce en la menor cantidad de material estéril para procesar en planta, asimismo minimizamos el costos de sostenimiento.

REDUCIR SOBRE DILUCIÓN Minimizar el daño en el techo de la labor: Mediante el diseño propuesto buscamos reducir el daño al macizo rocoso evitando así la sobre dilución. Encontramos que la ubicación del arranque  con el diseño usual estaba ubicada a 2.00 metros del piso, por lo tanto en el nuevo diseño el arranque se reubico a 1.50 m del piso.

Ubicación del arranque diseño usual

Ubicación del arranque diseño planteado

REDUCIR SOBRE DILUCIÓN

Mediante el análisis de los sismogramas; concluimos que el diseño usual estaba ocasionando fuerte daño en las paredes laterales de la excavación (hastiales); debido a las sobre cargas; asimismo se observa fuerte vibración en los taladros cercanos a la corona los cuales también influían al daño en la roca remanente/loza a pesar de aplicar voladura controlada (cartuchos espaciados). Después de los análisis en diferentes voladuras; evaluamos la excesiva vibración superando en 100% la vibración del arranque que es el patrón de la performance del diseño; esta anomalía se observa desde las cargas de la segunda ayuda de arranque, tercera ayuda de arranque, ayuda de corona, hastiales y arrastres.

EVALUACIÓN DE VIBRACIONES CON DISEÑO USUAL

VOLADURA CONTROLADA

VOLADURA CONTROLADA

VOLADURA CONTROLADA

FRAGMENTACIÓN

Resultados granulométricos obtenidos de las voladuras efectuadas

MEJORAS EN LA PRODUCCIÓN MENSUAL  67,000  66,000  65,000

66,000

 64,000  63,000  62,000

Actual

 61,000

Objetivo

 60,000  59,000  58,000

 60,000

57,000 Producción (TM)

Los resultados serán posibles y sostenibles en el tiempo siempre y cuando el personal de compañía y ECM continúe aplicando todas las recomendaciones y/u optimizaciones propuestas e implementadas por EXSA S.A. Parámetros como por ejemplo la perforación son muy importantes para conservar los buenos resultados. Los resultados de la optimización en el avance por disparo, reducción del factor de carga y reducción por dilución están basados en una muestra muy importante de 106 voladuras

El ahorro estimado es de USD 1.0 /TM;  es decir sería de USD 66,000 / mes.

CONCLUSIONES 

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El logro de los objetivos es el resultado del compromiso y la cooperación de todo el equipo de compañía, empresas contratistas mineras y Exsa. Para incrementar las eficiencias, es necesario trabajar con la actitud y sensibilización de los perforistas con la finalidad de que la perforación sea 95% como mínimo de la longitud de barra de perforación y adicional a ello la aplicación del diseño propuesto Se logra un incremento en el avance en tajeos en 11%, pasando de 2.64 m/disparo a 2,95

m/disparo. 

Se redujo el factor de carga en 24% pasando de 0.29 kg/tn a 0.22 kg/tn



Se redujo la sobre dilución en 17%, pasando de 16.71 % a 13.71 %



El resultado de estos trabajo logró generar un ahorro estimado de US$63.353 mensuales por eficiencias optimizadas.