INFLUENCIA DE LA VOLADURA VOLADURA EN EL THROUGHPUT DEL MOLINO “
”
Eliot Quinteros C., Frank Dávila T. Cia. Minera Antamina S.A.
[email protected],
[email protected] RESUMEN Antamina es un yacimiento de mineralización de Cobre, ubicado en el Distrito de San Marcos, Provincia de Wari del Departamento de Ancash Perú. La voladura es la segunda operación unitaria dentro de la explotación minera, tiene clientes exigentes como las actividades:
Carguio: pala, cargador frontal, excavadora, etc. Acarreo La chancadora primaria. Los botaderos: para su estabilidad necesitan fragmentos gruesos. Las paredes del tajo: tomando en cuenta el daño que pueda hacer la voladura por las sobre cargas de explosivo.
Dentro de la cadena de valores hemos identificado a un cliente que no esta relacionado directamente con la operación de la voladura pero que tiene mucho valor puesto que da el tonelaje de producción en tratamiento de mineral, este es un caso importante de negocio: me refiero al Molino SAG. Cuyo rendimiento para el tipo de mineral M4 y M4A era de 2700 Tn/hora (año 2006) y en este momento estamos con un tonelaje de 4,200 Tn/hora. Este incremento obedece a la influencia en un 15% de la voladura, en entregar mejor fragmentación de tal forma que facilita el trabajo del molino SAG y como consecuencia el incremento de producción de concentrado. Hemos hecho el levantamiento de información antes de la mejora: Fragmentación, tonelaje de Molino, diseño de carga, vibraciones, filmaciones, diseños de detonación, información geológica, apilonamiento, etc.
Se modificó los diseños de perforación y voladura para el tipo de mineral y como paso siguiente se monitoreó el material fragmentado en la pala, en chancadora, en stock, en fajas, y hasta en el Molino haciendo uso de equipos que entregan información del comportamiento del material en su ruta de desempeño. Los resultados son satisfactorios, cuantificables, medibles y controlables.
INTRODUCCIÓN Para entender el presente paper, es importante conocer el concepto “Banco al Molino”. Podríamos decir que es la integración y optimización de los costos de los procesos de mina junto a los de la molienda y concentración, maximizando los costos de voladura, acarreo y transporte de tal manera que los de molienda y concentración sean menores, con el objetivo final de maximizar el retorno del capital invertido, minimizar los costos totales, y por ende contribuir en mejorar la rentabilidad de la empresa. Para lograr la realización de este concepto es importante se forme un equipo de trabajo multidisciplinario conformado por geología, geotecnia, mina, ingeniería y concentradora. En este caso nos enfocaremos en los dos puntos más importantes del proceso, por ser uno el iniciador y el de mayor influencia en todo lo siguiente; y el otro por ser el que muestra el resultado principal del proceso y del que se logrará mayores reducciones de costo: nos referimos en primer lugar a la voladura y en segundo lugar a la molienda. La voladura por influir en todos los demás procesos subsecuentes y la molienda por significar el punto de mayor ahorro y donde los resultados son más tangibles. El propósito del siguiente estudio es compartir la experiencia y el entendimiento del impacto de una buena fragmentación de rocas en la cadena de valores del proceso minero y algo más.
La influencia de la voladura en el desempeño del molino SAG es muy evidente como podremos ver. Si bien ya se ha descrito procesos en que la voladura afecta directamente al chancado primario y secundario, esta vez veremos como esta afecta directamente al proceso de molienda. Antamina a ser un yacimiento tipo Skarn polimetálico, dentro de su proceso luego del minado se encuentra el chancado primario, Molino SAG y la molienda secundaria. Y aunque a primera vista parezca que la voladura no afecta directamente a la molienda, mediante demostraciones prácticas y evaluación de resultados probaremos su influencia directa. Primero presentaremos como era el proceso antes de sus modificaciones en perforación y voladura. Luego trataremos los cambios que se hicieron y los resultados obtenidos, haciéndose dos cambios en total, uno en 2008 y una optimización en 2009. Finalmente haremos una comparación de resultados, demostrando la influencia directa de la voladura en el “throughput” del molino SAG y sus respectivas conclusiones.
En aquellos años se contaba con 5 perforadoras de producción BE 49R diametro de broca 12 ¼ “ de diametro. Igualmente para el carguío con explosivos se usaba como agente de voladura el Heavy-Anfo 40/60 (HA-46: 40% de Emulsión y 60% de Anfo). Para el primado se usaba Booster de 1 libra y detonador de 800ms para cada taladro de producción. Usando los siguientes retardos de superficie: 17ms, 25ms, 42ms, 100ms, 200ms. Siendo como sigue un amarre típico (en V) de mineral de producción: Usándose entre grupo de tres taladros 25ms (dejando 42ms para el último de cada fila en caso el disparo sea en dirección hacia talud final) y 142ms en promedio entre fila y fila. Siendo los amarres más usuales en Echelón y en “V”. Teniéndose como resultados de fragmentación lo siguiente (Ver APENDICE I). Y finalmente aquí vemos la producción en el molino SAG: Prom. 2007 TPH
3030
Diferencia TPH año anterior
PRECEDENTES En el año 2007 se tuvo como de producción en el molino SAG 2770 Tn/hora. En ese año se tenía estos diseños de perforación para bancos con mineral (malla triangular): Unid.
2007
Burden
m
7
Espaciamiento
m
8
H Banco
m
15
Sub drill
m
2
H Taladro
m
17
P.E. Roca
kg/m3
Taco
m
Explosivo
MODIFICACIONES RESULTADOS
0.00%
EFECTUADAS
A lo largo del año 2008 se realizaron las siguientes modificaciones tanto en parámetros de perforación como en voladura, explosivos y accesorios: Malla de perforación (triangular) en mineral: Unid.
2008
Burden
m
6
Espaciamiento
m
7.5
7
H Banco
m
15
HA-46
Sub drill
m
1.5
92.3
H Taladro
m
16.5
P.E. Roca
kg/m3
2.88
Taco
m
2.88
Den. Lineal
kg/m
Alt. Carga
m
10
Carga Explos.
kg
923
Tonelaje
Tn
2419.20
Ratio
Tn/m
142.31
F.P.
kg/Tn
0.382
Y
7 HA-55
Explosivo Den. Lineal
kg/m
99.6
Alt. Carga
m
10
Carga Explos.
kg
996
Tonelaje
Tn
Ratio
Tn/m
117.82
F.P.
kg/Tn
0.512
Contándose perforadoras.
1944.00
con
igual
cantidad
de
En cuanto a carguío, para cada taladro de producción y desmonte, se hizo lo siguiente: Se empezó con la utilización de Heavy-Anfo 55 y se siguió con el primado con Booster y se continuó con la utilización de fanel y retardos de superficie. Siendo la modificacion en tiempos entre taladro y taladro de 17 ms y 142 ms entre fila y fila. Y finalmente podemos ver la producción del molino SAG.
3352.0
Diferencia TPH año anterior
10.63%
Luego durante el año 2009 se realizaron las siguientes modificaciones tanto en parámetros de perforación como en voladura, explosivos y accesorios, para la optimización del modelo. Malla de perforación (triangular) en mineral: Unid.
Prom. 2009 TPH
m
5.5
Espaciamiento
m
6.5
H Banco
m
15
Sub drill
m
1.5
H Taladro
m
16.5
P.E. Roca
kg/m3
2.88
Taco
m
La producción del molino SAG se vio incrementada inicialmente en un 10.63%. Esto debido principalmente a la mayor fragmentación del material (30% disminución en diámetro de material) y con ello la pala tiene menos dificultad para el carguío. Finalmente en la optimización del proceso se vio un aumento de 8.81% en la TPH del SAG. Como se puede ver en el siguiente cuadro comparativo:
TPH Diferencia TPH
kg/m
Alt. Carga
m
10
Carga Explos.
kg
996
Tonelaje
Tn
1544.40
Ratio
Tn/m
93.60
F.P.
kg/Tn
0.645
Promedio 2008
Promedio 2009
3030
3352.0
4042.2
0.00%
10.63%
20.59%
El costo de Perforación aumento en 5% primero principalmente al costo electrónicos y disminución de
HA-55
Den. Lineal
8.81%
COMPARACIÓN DE RESULTADOS
Promedio 2007
7
Explosivo
4042.2
Diferencia TPH año anterior
2009
Burden
Contándose perforadoras.
Y finalmente podemos ver la producción del molino SAG.
Viendo los tres escenarios expuestos podemos hacer las siguientes comparaciones:
Prom. 2008 TPH
En cuanto a carguío, para cada taladro de producción y desmonte, se hizo lo siguiente: Se empezó con la utilización de Heavy-Anfo 55 y se siguió con el primado con Booster y se empezó con la utilización de detonadores electrónicos. Cambiando los tiempos entre taladros y entre filas. Teniendo en promedio 11ms entre taladro y taladro y 100 ms entre fila y fila.
y Voladura por tonelada y luego en, debido de los detonadores malla.
99.6
con
igual
cantidad
de
Costo Perf. ($/t) Costo Voladura ($/t) Costo Total PyV ($/t) Diferencia año anterior
2007 0.06 0.1
2008 0.07 0.13
2009 0.09 0.2
0.16
0.20
0.29
0.00%
25.00%
45.00%
Pero como el Ton/Hora aumentó muchísimo más, y la fragmentación fue mejor, esto causó un gran ahorro en el consumo de energía del molino SAG.
Prod. TPH Vel. Rpm Potencia (Mw) Diferecia potencia
2007
2008
2009
3030
3352
4042
8.7
7.8
7.1
17
14.1
11.6
0%
-17%
-18%
Además de los beneficios ya expuestos, se tiene la reducción en las vibraciones y ruido, aspectos medioambientales muy importantes para el buen desenvolvimiento de las relaciones de la empresa con las comunidades circundantes.
CONCLUSIONES Como principal conclusión se puede ver que existe una gran influencia de la voladura en el rendimiento del molino SAG (Factor de Potencia Vs. Consumo energético). Puede verse en APENDICE II. Podemos en este gráfico el desempeño del molino SAG durante la última optimización del proceso.
del 18%, muchísimos mayores en magnitud monetaria que los costos de voladura. Y un aumento en la producción de concentrados los cuales han dado un aumento en las ventas . Así mismo un material mejor fragmentado produce menor consumo energético en las chancadoras, y mayor producción llegando mayor cantidad de material al molino SAG, de tal manera que toda su capacidad instalada pueda ser utilizada. Se ha obtenido un incremento del 20.59% para el TPH del SAG del año 2009 con respecto del 2008. El uso de detonadores electrónicos y del nuevo explosivo HA-55, fueron decisivos para el logro de una mejor fragmentación. Aunque aún existen pérdidas de energía debido a la emulsión por los humos naranjas producidos en voladuras en mineral. El movimiento del D60 del molino SAG (Ver Apéndice I) en estos años demuestra la influencia que ha tenido la voladura en el desempeño del molino SAG.
AGRADECIMIENTOS Cordiales agradecimientos a:
Cía. Minera Antamina S.A.
REFERENCIAS 1.
Scott, A., Open Pit Blast Design Analysis and Optimisation, Queensland Australia. 2005
Una voladura controlada produce mejor fragmentación, y ello facilita el trabajo de la pala de extraer el material volado al hacer sus movimientos más rápidos y con menos fricción y desgaste. Si bien los costos en voladura se pudieron elevar hasta en 49% (casi el doble del 2007), pero los ahorros en consumo energético en el SAG son
APENDICE I
APÉNDICES
Valores 2006
Valores 2009
Valores 2007
APENDICE II
SAG MW 18.0
16.0
14.0
12.0
10.0
8.0
6.0
4.0
2.0
0.0
8 0 / e n E / 7 0
8 0 / e n E / 3 2
8 0 / b e F / 9 1
8 0 / r a
M / 4 2
8 0 / r b A / 8 1
8 0 / y a M / 1 2
8 0 / n u J / 3 1
8 0 / l u J / 1 2
8 0 / o g A / 7 1
8 0 / t c O / 9 1
8 0 / c i D / 8 1
9 0 e n e 0 3 l a 4 1
9 0 b e f 4 2 l a 7 1
9 0 r a m 1 3 l a 4 1
9 0 r b a 0 3 l a 6 1
9 0 n u j 1 0 l a y a m 7 1
9 0 n u j 9 2 l a 9 1
9 0 l u j 7 2 l a 3 1
9 0 o g a 7 2 l a 2 1
9 0 t e s 7 2 l a 0 2
9 0 T E S 3 2 2 2
t c O 6 2 3 1
9 0 v o N 7 2 0 1
9 0 c i D 1 1 5
9 0 c i D 7 2 7 1
TPH SECAS-SAG 5,000.0 4,500.0 4,000.0 3,500.0 3,000.0 2,500.0 2,000.0 1,500.0 1,000.0 500.0 0.0
8 0 / e n E / 7 0
8 0 / e n E / 3 2
8 0 / b e F / 9 1
8 0 / r a M / 4 2
8 0 / r b A / 8 1
8 0 / y a M / 1 2
8 0 / n u J / 3 1
8 0 / l u J / 1 2
8 0 / o g A / 7 1
8 0 / t c O / 9 1
8 0 / c i D / 8 1
9 0 e n e 0 3 l a 4 1
9 0 b e f 4 2 l a 7 1
9 0 r a m 1 3 l a 4 1
9 0 r b a 0 3 l a 6 1
9 0 n u j 1 0 l a y a m 7 1
9 0 n u j 9 2 l a 9 1
9 0 l u j 7 2 l a 3 1
9 0 o g a 7 2 l a 2 1
9 0 t e s 7 2 l a 0 2
9 0 T E S 3 2 2 2
t c O 6 2 3 1
9 0 v o N 7 2 0 1
9 0 c i D 1 1 5
9 0 c i D 7 2 7 1
