pique
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OPTIMIZACIÓN DE LAS OPERACIONES CON LA CONSTRUCCIÓN DE UN PIQUE
Segundo Bejarano Rodríguez – Sub-Gerente de Operaciones
Víctor Hernández Díaz – Jefe de Planeamiento
Cía. De Minas Buenaventura S.A.
1. PROYECTO PIQUE 1.1 Objetivo El objetivo principal de la construcción del pique en la Mina Chipmo es la
extracción de mineral de los diferentes niveles de la vetas Nazareno y
Prometida, y del desmonte proveniente de las labores de exploración y
desarrollo que requiera la operación en estas mismas vetas. Se decide por la
construcción de un pique ya que es un medio más económico para la extracción
de mineral y desmonte en la mina además de ser un medio rápido para el
transporte de personal y materiales.
1.2 Ubicación Se proyecta ubicar el pique en Mina Chipmo en la zona de Nazareno Sur
donde se tendría fácil acceso a partir de las labores que tenemos, ya que
son cercanas y tenemos otras zonas donde actualmente estamos realizando
exploraciones como Pucará Sur, las que mediante sondajes diamantinos
presentan un ensamble que evidencia una posible mineralización económica en
profundidad. El pique estará ubicado en una zona estratégica ya que en el
Norte tenemos las vetas Nazareno y Prometida y, por el otro extremo, la veta
Pucara Sur.
1.3 Reservas Las reservas estimadas son las siguientes:
Mineral del Reservas (Mena + Marginal) : 534.410
Mineral fuera de Reservas (Mena + Marginal + S.Marginal + Baja Ley) : 658.415
TOTAL (TCS) : 1.192.825
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1.4 Producción Para la producción se considera 33,000 tcs / mes
2. ALTERNATIVAS DEL PROYECTO
Se tomaron en cuenta dos alternativas:
2.1 Construcción de un pique Para esta alternativa se contempla la instalación de un winche nuevo, el que
nos dará la posibilidad de incrementar nuestra producción, esto teniendo en
cuenta que cubiquemos más reservas en los niveles inferiores. 2.2 Proyecto sistema rampas Este proyecto requiere de la adquisición de equipos como son camiones de
bajo perfil MT-2000 (para mineral y desmonte) y camiones para movimiento de
personal y materiales, equipo de ventilación además de labores como ventanas
y estaciones de carguío, chimeneas y otros, lo que significa una mayor
inversión y mayor tiempo en su ejecución.
3. COMPARACIÓN DEL PROYECTO PIQUE VS SISTEMA DE RAMPAS Para comparar estas opciones se toma como base principal la extracción del
mineral, para el cumplimiento de la meta programada: 33.000 tcs / mes,
además de transporte de personal, transporte de materiales de servicios y el
transporte de desmonte de las labores en profundización, preparación y
operación.
3.1 Proyecto sistema rampas El ciclo que realizaría un camión de bajo perfil (MT-2000) en transportar el
mineral y desmonte desde los niveles inferiores hasta superficie nivel 3.800
tomaría un tiempo promedio de 1:10 horas. Estos equipos tienen una capacidad
de 20 t, lo que implica que en un día (considerando 3 guardias) realizaría 16
viajes promedio haciendo un total de 320 tn / guardia. Esto significa que se
requiere incrementar, por lo menos, 4 camiones (MT-2000) a los que
actualmente tenemos para cubrir las 1.100 tcs / día. (33.000 tcs / mes) y
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también el transporte de desmonte de las labores de desarrollo, preparación y
operación en mina más el traslado de relleno.
PIQUE VS. RAMPAS
PIQUE RAMPAS
INVERSIÓN US $ 4.520.864 5.638.000
TASA DE INTERÉS 12% 0,12 0,12
VALOR PRESENTE NETO 70.387.767 65.428.895
También se debe agregar el transporte de personal (110 hombres aprox.) y
materiales de servicios, debiendo incrementar 2 camiones Toyota a fin de cubrir
estas necesidades, tomándose un tiempo de traslado de superficie hasta el
nivel 3540 y 3490 de 35 minutos. aprox.
3.2 Proyecto pique
• Se propone esta alternativa por la facilidad de transporte de mineral,
desmonte, personal y materiales de servicios menores.
• El winche de 600 hp tendría una capacidad de transportar 1.603 tcs / día, lo
que incluye mineral y de desmonte.
• La eficiencia calculada es de 25 skips / h, con skips de 4,2 t.
• El tonelaje diario se produce en 16 horas netas y 8 horas de otros
servicios (transporte desmonte, personal y servicios).
• La capacidad de una jaula es de 12 personas.
4. JUSTIFICACIÓN GENERAL 4.1 Justificación de la ubicación Se ha decidido ubicarlo en la caja techo de la veta por las siguientes razones:
4.1.1 En el área de superficie
• Se ubica en una zona donde la mayor parte de roca es dacita, la que se
encuentra moderadamente argilizada y con poco fracturamiento.
• El fácil acceso hacia la ubicación de la plataforma de winche y poleas.
• Nos permite proyectar desde la carretera actual hasta el pique (bolsillos de
descarga) un crucero de 190 m para el ingreso de volquetes.
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• La accesibilidad, facilidad y rapidez de instalar el winche y las poleas .
4.1.2 En caja techo de la veta nazareno
• En la caja techo tenemos andesitas y dacita, rocas que están en la categoría
de regulares tipo III. Esto implica que el gasto en sostenimiento no sería muy
alto.
• Toda la caja piso está compuesta por un dique hornbléndico y andesitas
muy argilizadas con mucho fracturamiento. Esto indica que es un terreno malo
e inestable para la construcción del pique y, por ende, muy costoso, ya que
necesitaría bastante sostenimiento.
• Todas nuestras labores de operación (rampa Raúl, by passes, chimeneas
de servicios y ventilación) se han desarrollado en la caja techo. Esto permite
por operación el acceso inmediato al pique para la construcción, echadero de
mineral o desmonte y otros múltiples servicios de Mina.
• En la caja piso no existe ninguna labor de operación (rampas, by passes y
chimeneas de servicios), lo cual no permitiría la facilidad de construcción del
pique.
4.2 Justificación de construcción de pique en 3 tramos 4.2.1 Primer tramo 178 m (superficie hasta el cx 850 s nv 3700)
• Para realizar este tramo se ha previsto realizar primeramente un hueco
Raise Borer de 1,50 m de diámetro y seguidamente profundizar el pique con la
sección completa usando como salida el propio hueco.
4.2.2 Segundo tramo 160 mts (cx. 850 s hasta rampa 6 nv. 3540)
• Para este segundo tramo también se ha proyectado estacionar la maquina
Raise Borer en el Nv. 3700 y de allí perforar hasta el Nv. 3540, luego, al igual
que en el primer tramo, profundizar.
• Este tramo permite dar holgura de tiempo para completar los niveles
inferiores (3640, 3540 y 3490) proyectados hacia futuro juntamente con el
segundo tramo del pique.
• Para el segundo tramo se ha previsto tener inconvenientes ya que existen
tramos de roca mala que hará necesario realizar sostenimiento con shotcrete.
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• No existirá ninguna interferencia en profundizar y completar la instalación
del pique en su segundo tramo, ya que esto se realizará independientemente
sin paralizaciones considerables en la operación.
4.2.3 Tercer tramo (nv 3540 hasta nv 3510)
• En este último tramo hemos proyectado realizar convencionalmente, es
decir, teniendo el pie iniciar una chimenea de sección 5´ x 5´ hasta el Nv. 3540
como piloto y luego completar la sección de la misma manera que en los tramos
anteriores.
5. DISEÑ0 DEL PIQUE Para los efectos del diseño se está considerando lo siguiente:
• Sección rectangular de excavación 2.60 x 5.80 m, a separación vertical (set)
de 2,0 m, estructura de madera con tres compartimentos; 2 para los skips y 1
para el camino y servicios. Se escoge la sección rectangular debido a las
siguientes razones:
− Máximo aprovechamiento del área excavada.
− Tamaño de los compartimentos nos permite colocar skips acorde a
nuestras necesidades
− Proceso de excavación y armado de set rápidos.
− Fácil acceso para reparaciones y mantenimiento.
5.1 Parámetros de diseño Se ha tomado en cuenta lo siguiente:
1. Propósito del pique: El principal propósito es la extracción del mineral y
desmonte. También nos servirá para servicios (de personal, agua, aire, cables
eléctricos).
2. Localización: Para ello, en primer lugar, hemos establecido lo siguiente:
• Situación de la superficie de la mina.
• Ubicación, profundidad y extensión del mineral.
• Número de niveles de trabajo.
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• Accesibilidad del mineral y desmonte.
• Estabilidad del terreno.
• El futuro plan de expansión del pique.
3. Tamaño de los compartimientos: Para determinar el tamaño más
adecuado se han listado los materiales que van a ser transportados, en nuestro
caso, mineral, desmonte y el personal. Otro factor tomado en cuenta lo
constituyen las áreas para servicios como son líneas de agua, aire, cables
eléctricos y de comunicación, otro es el área para camino. El material usado es
viga de madera pino oregón de 8” x 8”.
4. Forma exterior: Una forma rectangular, set espaciados a cada 2,0 m,
siempre y cuando el terreno sea competente y en este caso es posible realizar
un revestimiento con shotcrete, de los datos obtenidos al loguear los testigos y
por las recomendaciones del estudio geomecánico.
5. Forma interior: El arreglo interior del pique se ha diseñado teniendo en
cuenta el número y tamaño de los compartimentos requeridos la orientación y la
forma exterior del pique.
6. Sostenimiento usado: Teniendo en consideración los resultados del
logueo y la clasificación geomecánica de la roca basándose en el taladro
perforado HDD-NAZA 01 2000, se ha determinado y definido lo siguiente:
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SOSTENIMIENTO USADO EN EL PIQUE NAZARENO
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DETALLES DE LOGUEO GEOMECÁNICO
PIQUE - MINA CHIPMO - VETA NAZARENO
METROS TIPO DE ROCA TIPO DE ROCA METROS PORCENTAJE 0 - 17,40 IV - A I 18,65 2,60%
17,4 - 33,10 III - A II 262,96 36,80% 33,10 - 45,05 IV - A III - A 245,35 34,33% 45,05 - 55,22 III - A III - B 4,35 0,60% 55,22 - 59,57 III - B IV - A 183,35 25,67% 59,57 - 62,37 IV - A TOTAL 100%
62,37 - 104,62 II 104,62 - 109,42 I 109,42 - 126,37 II 126,37 - 129,87 III - A 129,87 - 132,07 II 132,07 - 137,32 III - A 137,32 - 175,77 II 175,77 - 181,07 IV - A 181,07 - 194,92 I 194,92 - 229,96 III - A 229,96 - 240,72 IV - A 240,72 - 253,52 II 253,52 - 259,32 III - A 259,32 - 264,19 IV - A 264,19 - 273,61 III - A 273,19 - 283,56 IV - A 283,56 - 317,94 III - A 317,94 - 338,44 IV - A 338,44 - 371,79 III - A 371,79 - 376,34 IV - A 376,34 - 381,24 III - A 381,24 - 387,14 IV - A 387,14 - 390,34 III - A 390,34 - 392,34 IV - A 392,34 - 404,14 II 404,14 - 405,63 III - A 405,63 - 410,88 II 410,88 - 413,13 III - A 413,13 - 419,73 II 419,73 - 423,63 III - A 423,63 - 444,18 II 444,18 - 454,88 III - A 454,88 - 456,38 IV - A 456,38 - 459,78 III - A 459,78 - 518,53 II 518,53 - 523,73 IV - A 523,73 - 646,89 II 646,89 - 714,66 III - A
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SECCION PIQUE GEOMECÁNICO
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6. TRABAJOS DE PROFUNDIZACIÓN DEL PIQUE 6.1 Trabajo en superficie 1. Carretera de acceso, preparación de plataforma para la casa de Winche y
para base de soporte de las poleas.
2. Bases de concreto para el piso de la cabina de winche.
3. Edificación de la casa de winche.
4. Excavación de la zona de descarga y acumulación a partir del crucero en el
nv. 3,810, mediante una chimenea de 2,5 x 2,5 m y longitud de 35,0 m, además
de tolvas de acumulación para el carguío, diseñadas para volquetes Volvo de
24 t. Toda esta excavación tiene una capacidad aproximada de 360 toneladas.
5. Preparación de la zona de volteo en el nivel 3820
6. Instalación del winche de 600 hp.
6.2 Trabajos en interior de mina 6.2.1 Fase 1 1. En el Nv. 3.700 a partir de la rampa Raúl Nº 3 se hizo un crucero de 140 m
sección de 3,5 x 4,0 m en el cual se estableció la segunda estación.
2. Instalación de la maquina Raise Borer en superficie para dar inicio a la
perforación del primer tramo de 170 m de profundidad y 1,50 m de diámetro.
3. Ampliación del pique a la sección definitiva 2,60 x 5,80 m hasta el nivel 3700.
Esta operación se realizó de arriba hacia abajo para ello se empleó una
plataforma.
6.2.2 Fase 2 1. Profundización de la rampa 6 hasta el nivel 3540 para dar pie al segundo
tramo.
2. Instalación de la maquina Raise Borer en el nivel 3700 para dar inicio de la
perforación del segundo tramo 160 m., de profundidad y 1,50 m. diámetro.
3. Ampliación del pique a la sección definitiva 2,60 x 5,80 m, al igual que en la
primera fase.
4. En las zonas de roca mala se procedió a la construcción de vigas de concreto
armado y con vaciados en las paredes.
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5. A continuación se realizó la construcción de la estructura interior del pique
con estructuras metálicas los primeros 40 m y a continuación madera de pino,
ambas estructuras formando tres compartimentos y cada set de 2,0 m (distancia
vertical) hasta el nivel 3540.
6.2.3 Fase 3 1. Se continuó con la rampa 6 (Nazareno) hasta alcanzar el Nv. 3.540 para dar
pie al segundo tramo.
2. Ventana a partir de la rampa 7 para dar pie al tramo final.
3. Excavación de chimenea convencional.
4. Instalación de la estructura interior con madera al igual que el primer tramo.
5. Excavación e instalación de los bolsillos de carguío en el Nv. 3.510, con su
respectivo feeder y dosificador.
6. Excavación de los bolsillos de carguío en el Nv. 3.540.
7. Preparación de tolvas y zona de carguío para los skips en el Nv. 3.510.
8. Construcción de los bolsillos en el nivel 3.540 que es el nivel principal de
extracción.
6.3 Nivel principal de extracción Un nivel principal de extracción estará ubicado en el Nv. 3.540 al que llegarán,
mediante ore passes, el mineral y desmonte proveniente de los niveles
superiores. Una vez en este nivel, acumulados en sus respectivas tolvas, serán
trasladados mediante locomotora eléctrica a Trolley hacia los bolsillos para
luego ser sacados por el pique a superficie.
También se han construido dos ventanas, las cuales se comunican a los dos
bolsillos del pique mediante dos dedos, e independientemente de este modo se
puede transportar mineral y desmonte mediante los camiones de bajo perfil.
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SECCIÓN PIQUE NAZARENO
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7. CONCLUSIONES
• Como podemos observar de los cálculos realizados, esta instalación
funciona de acuerdo con nuestras necesidades que son: izaje de 1603 tcs/día.
Además, tenemos que tomar en cuenta que es muy probable la existencia de
reservas por debajo del nivel al que está llegando el pique y, por lo tanto, sería
necesaria la ampliación de este en un tercer tramo.
• Otro detalle que es importante es que la capacidad máxima de izaje de este
winche es de 24.000 lb; es decir, nos permitirá cumplir con la producción sin
tener que aumentar la potencia del motor.
• Como se puede observar en el análisis comparativo, la mejor opción es la de
la construcción de un pique ya que nos arroja un valor presente neto mayor que
el de las rampas.
• Al tener un pique, además de la extracción de mineral y desmonte,
transporte de personal y materiales, lo podemos usar como un medio de
ventilación ya que el aire fresco ingresará a la mina.
• Se escogió una sección rectangular. De este modo empleamos nuestros
propios equipos, como son la máquina Raise Borer, winche auxiliar de 82 hp
para la profundización, perforadoras, equipos para shotcrete.
• El objeto de la construcción del pique es contar con un sistema eficiente de
extracción de mineral y desmonte, transporte de personal y movimiento de
materiales o maquinarias mediante izaje por skips y jaula, con el propósito de
cumplir las expectativas de producción actual y a futuro.
• El costo de ejecución netamente de pique es menor comparado con el
sistema de rampas, además de que el tiempo de ejecución es menor.
• Comparando costos, vemos que teniendo un pique nuestros costos US$/tcs
son mucho menores, aproximadamente en 37 %.
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8. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS SME Mining Engineering Handbook. Hartman Senior Editor Volumen 2 -1992
“Planeamientos Operacionales”. U.E.A. Orcopampa 2001-2002 Wood, David F. Rock Engineering. Mine Plant. American Institute of Mining and Metallurgical Engineers.
Design Engineer. John T. Hepburn, Limited
Siemag, Norberg. Hoisting Technology.
Peele, Robert. Mining Engineers Handbook.
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