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Profundidad de depósitos subterráneos y declinación de calidad de reservas
Costos de minado y disminución de leyes de Cobre
Participación actual de métodos de minado
Tendencias a futuro de los métodos de minado después del 2013
Evolución de la capacidad de producción
Principales proyectos y operaciones de minado con hundimiento
Chuquicamata UG
Sur Sur UG
Finsch
Afton
Questa
Pebble
Bingham Canyon UG
Henderson Resolution
Collahuasi UG Salvador
Andina
El Teniente New Mine Level
Palabora Palabora L2 Koffiefontein Cullinan Kimberley
Oyu Tolgoi Tongkuangyu
Padcal DOZ Kucing Liar DMLZ Grasberg UG Golpu Argyle
CARRAPATEENA
Northparkes Northparkes II Cadia East Ridgeway Deeps
Planned Operation Operating Mines
Que es el block caving?
Air gap Mineral fragmentado Puntos de carguío
Block Cave Mining • Block representa todo el cuerpo
Air gap Mineral fragmentado Drawpoints
Next Panel Undercut PanelCave Mining • Aplicado a cuerpos de mayores dimensiones que uno de block caving
El minado por block Caving se basa en el principio de que, una vez que un área suficientemente grande de un bloque ha sido excavada por perforación y voladura, el bloque de mineral supra-yacente comenzará a hundirse bajo la influencia de la gravedad. Superficie
Mining Direction
Mining Direction
Que es el block caving? Mineral roto
Planta
Campanas de extracción Sistema de transporte Túneles de producción
Que es el block caving?
Características del Block Caving
• Resistencia Mineral: débil a moderada, o incluso bastante resistente (excavable!), no pegajoso, • Resistencia del estéril: débil a moderada, distinción clara entre mineral y roca estéril • Forma de depósitos: tubular masiva o grueso • Inclinación deposito: bastante empinada (> 60 °) con la vertical y plana para depósitos masivos • Tamaño del depósito: grandes dimensiones y gran espesor (> 30 m)
Depositos: Hierro Cobre de baja ley molibdeno Diamante
kimberlite pipes
LHD, Transporte discontinuo
Características del Block Caving
Porque hundimiento por bloques?
• El uso de la gravedad permite quebrantar la roca (sin usar explosivos) lo cual
reduce el costo de minado en comparación con otros métodos subterráneos
• Se obtienen altos volúmenes de producción. Se logran economías de escala
• Permite un alto grado de mecanización
• Se incrementan niveles de seguridad
Sin embargo • Requiere costos iniciales de capital muy altos
• Conceptualmente simple - dejar que la gravedad haga el trabajo - pero
técnicamente existen retos que enfrentar (Comportamiento de roca)
• Requiere gran esfuerzo de diseño, construcción de alta calidad, y un manejo
de gestión riguroso
Minado por hundimiento – Cuando es aplicable
• Se aplica en minado masivo de cuerpos mineralizados con substancial orientación vertical o tipo “pipa”
• Resistencia a la compresión de la roca no es una limitación pero se necesita que el cuerpo presente las dimensiones mínimas requeridas
• Método de minado usado principalmente en depósitos de cobre sin embargo existen experiencias en Molibdeno y explotación de diamantes
Análisis comparativo del block Caving con otros métodos
Method T/Manshift Avg.T/Day RelativeOperating Costpertonne
Resuing 0.2-0.5 50-100+ 70+
CutandFill 12-48 500–1,500 20to70
Shrinkage 20-28 200-800 20to50
RoomandPillar 15-150 1,500–10,000 7to20
OpenStoping 20-115 1,500–25,000 7to25
Sub-levelCaving 65-180 1,500–50,000 7to17
BlockCaving 300-2000 10,000–100,000 1to2.5
Concepto futuro, Mina-fabrica
In Situ Crushing and Grinding Energy (Distance Traveled)
Fragment Size
Ley y fragmentación
predecible
Flujo confiable de mineral Transporte de mineral y uniformización de granulometría
Required Fragmentator
LA EXPERIENCIA CHILENA CODELCO
Una apuesta por el futuro de CODELCO Minado Masivo Subterráneo
• Requerimientos de CODELCO : Incremento de producción
subterránea en 100%. Menores costos operativos. Reducir riesgos y mejora de
salud ocupacional.
La solución conceptual es ir a un método subterráneo con mayor capacidad de producción, mejores expectativas económicas, mas sostenible y con mejor es estándares de seguridad para sus trabajadores.
Proyectos Subterráneos de CODELCO
Tasa de área de Extracción
Evolución Tasa de Extracción
Codelco indicadores de seguridad
MINERÍA SUBTERRÁNEA CONTINUA Es una nueva concepción de un método de minado que permite un permanente y continuo flujo de mineral de la mina a la concentradora. Opera como una “fabrica de rocas mineralizadas” Pozos de Tronadura
Confinada
Debilitamiento Dinámico con Explosivos
PRECONDITIONING
EQUIPMENT STATIONARY LOW PROFILE HIGH PERFORMANCE
CRUSHERS LOW PROFILE
PLANNING & LOGISTICS l
CONTINUOS UNDERGROUND MINING
Minado Subterráneo Continuo – Un real quiebre tecnológico
a • Tasa de extracción: El mineral es extraído de manera rápida , simultanea y continua de diferentes puntos.
• Simplificación del proceso: Requiere menos área para la misma capacidad de producción.
• Automatización: Uso de equipos estacionarios automatizados
• Riesgos y Salud ocupacional: Mejores condiciones de trabajo.
Minado Subterráneo Continuo Conceptos Claves
•Validar el concepto de extracción continua en un punto de extracción a través de un equipo prototipo de extracción continua.
FASE I 2005
FACTOR DE ÉXITO PROTOCOLO REAL
Tiempo de colocación de extractor en pila
< 120 min 30 min
Tiempo retiro extractor < 120 min 30 min
Generación de flujo de mineral
> 50 tph 200 tph
Control del flujo Sí Sí
•Validar la operación de un integrado sistema de extracción, transporte y chancado continuo (Modulo de extracción de 4 puntos)
FASE II 2006-2009
INDICADORES RELEVANTES un PROTOCOLO RESULTADO
Tasa de extracción instantánea t/m2-d 2,0 2,8
Rendimiento Dozer Feeder tph >100 264
Rendimiento combinado DF tph >150 261
Costo operación cUS$/t 51 44
Las pruebas realizadas por CODELCO fueron exitosas
Extractor Continuo
Transportador Continuo
Zanja de producci ó n
Extractor Continuo
Transportador Continuo
Zanja de producci ó n
Prueba No 1 CODELCO SALVADOR 2005
• Validar el concepto de extracción continua en un punto de extracción a través de un equipo prototipo de extracción continua.
FACTOR DE ÉXITO PROTOCOLO REAL
Tiempo de colocación de extractor en pila < 120 min 30 min
Tiempo retiro extractor < 120 min 30 min
Generación de flujo de mineral > 50 tph 200 tph
Control del flujo Sí Sí
INDICADORES RELEVANTES un PROTOCOLO RESULTADO
Tasa de extracción instantánea t/m2-d 2,0 2,8
Rendimiento Dozer Feeder tph >100 264 Rendimiento combinado DF tph >150 261
Costo operación cUS$/t 51 44
Resultados de las pruebas
• Alta capacidad de producción y rendimiento, también alta disponibilidad mecánica de los equipos.
• Bajo costo de operación. • Capacidad de transporte de rocas grandes.
Las pruebas realizadas mostraron lo siguiente:
Debe implementarse una aplicación masiva del sistema que valida el alto potencial de la tecnología para permitir su aplicación en la minería subterránea.
Prueba N°3 CMS ANDINA 2013-2014
Reservas del sector 5.0 M ton @ 0.75% Cu Altura de la columna mineralizada: Promedio: 335 m Mínimo / Máximo: 248/389 Mineral primario (altura: 160 m) Diseño de minado: Cuatro calles de producción equipados con fajas Y con transportador "Panzer" 32 puntos de extracción equipados con empujadores alimentadores (Dozer Feeder ) cada uno Duración de la aplicación: 24 meses para alcanzar el mineral primario 160 m, 38 meses para extraer toda la columna. Cantidad de personal estimado: 60 personas, 25 por turno.
Requerimientos de personal – Sistema de minado continuo vs Convencional LHD
Producción 10.000 tpd
Área Producción : 7.000 m2 Personal: 60 mineros
Área Producción : 20.000 m2 Personal: 105 mineros
Protocolo de validación - Variables a controlar
Variables de salida • Tonelaje minado • Interrupciones del flujo • Estado de facilidades y de
equipos • Estadísticas de consumo
Indicadores claves de éxito
• Tasa extracción instantánea máxima > 3 tpd/m2 • Tasa extracción en régimen > 1,5 tpd/m2 • OPEX < 80% OPEX Método Convencional • Dotación < 70% Método Convencional • Ramp Up < 75% Método Convencional • Área activa < 64% Método Convencional
Variables de entrada • Granulometría en puntos
de extracción • Ley y litología en puntos
de extracción
Conclusiones de las pruebas en Andina
Esta nueva tecnología es un cambio necesario para enfrentar los retos de CODELCO en los próximos años.
Este sistema – Pionero en el mundo – mejorara la rentabilidad de la Corporación en sus proyectos subterráneos.
Esta tecnología reducirá el riesgo en el trabajo y mejorara el nivel de protección de la salud de los mineros
Es de vital importancia hacer un buen uso de esta ventana de oportunidad para la secuencia de hundimiento en Andina
Tajo abierto Chuquicamata
• Conversión a mina subterránea al profundizar a 1000m (aprox. 2015 – 2018) • Significativo incremento de producción imposible con LHD
τm = (n * τs + τr) / (n+1)
tm = tasa media de extracción ts = tasa expansiva de extracción tr = tasa de extracción de cosecha n = bloques en fase de difusión
Caso mina Chuquicamata
Caso mina Chuquicamata
τm = (n * τs + τr) / (n+1)
Para sistema con LHDs convencionales imposible de lograr tasa de produccion economica, porque menos del 10% del area activa de explotacion es usada para producir
τm Con LHD solo está en el rango de 0.4 to 0.5 tpd/m2
CAT Rock Flow System
CAT Rock Flow Mover Hard Rock
Production Conveyor
CAT Rock Flow Feeder Dozer Feeder
CAT Rock Flow System Hard Rock
Haulage System
Sistema
Productos
CAT Rock Flow System – Alimentador y transportador
Production drift
CAT Rock Flow Feeder
CAT Rock Flow Mover Service drift
Alimentador y transportador de mineral en un sistema continuo de transporte
Sistema CAT Rock Flow en comparación con un Block Caving convencional
Significativa alta producción comparada con la tecnología convencional (LHD)
Relevante reducción de costos
Alto nivel de automatización del proceso de minado
Procesos sin presencia de personal
Alto nivel de seguridad en el trabajo
Amigable con el medio ambiente
Ausencia de humos y calor generados por motores Diésel/ Reducción de demanda de ventilación
• Sistemas de minado con Block-Caving pueden incrementar su producción mediante un flujo de transporte continuo desde los puntos de descarga de mineral mediante el uso de CAT Rock Flow alimentador y CAT Rock Flow Mover
Potencial de mayor apreciación
Principales componentes del sistema CAT Rock Flow
CAT Rock Feeder
CAT Rock Mover
CAT Rock Flow Feeder
Placa móvil de empuje
Dispositivo de empuje Cilindro de empuje
cantidad: 2 carrera: 1000 mm Presión total: 5147kN
CAT Rock Flow Feeder
Cilindro placa empujadora
Cantidad: 4 carrera: 1350mm Tiempo de ciclo: 112,5 sec. Presión total: 4021kN 4300 mm
2000
mm
10
50 m
m
Mantenimiento: El alimentador empujador puede ser removido de su posición en trabajo en el punto de descarga en cualquier momento para su servicio mediante un montacargas y puede ser repuesto luego de completarse su servicio
CAT Rock Flow Mover
Transportador de cadenas
Productividad: 900 t/h Velocidad: 0,15 m/s Potencia requerida: 2 x 90 KW Ancho: 1.800 mm Longitud c/sección: 3.000 mm Longitud transportador: 77 m Longitud cadena: 156,066m Barra de vuelo: 268 (distance=4)
Elementos de desgaste pueden ser cambiados fácilmente Flight bar:
Impact Roll Crusher
CAT Rock Flow Feeder
CAT Rock Flow System: Chancado primario
CAT Rock Feeder
CAT Rock Mover
Sizer
Control electrónico de cada alimentador empujador - Proporciona funcionamiento automatizado - Registra las características de funcionamiento (presiones, golpes, ...)
Servidor que vincula todos los alimentadores empujadores en una sala de control central
Sala de control PC – Permite mando a distancia y cambios remotos de secuencias de los alimentadores empujadores
Visualización de los datos operacionales de cada alimentador empujador –
Control y registro de la cantidad de mineral extraído de cada punto de extracción
Especificaciones
CAT Rock Flow System: Automatización
CAT Rock Flow - fotos
CAT Rock Flow - fotos
CAT Rock Flow System – Prueba No. 2
*CC capacity theo.: 900 t/h CC capacidad media: 700 t/h CC capacidad max.: >1000 t/h *Potencia motor: 2 x 90 kW Velocidad del CC: 0,15m/s d
• 1 Transportador de cadenas (75m)
• 4 Rock Flow Feeder (por una cara)
• Quebrantador de rodillos impacto
• Estación hidráulica Central
Componentes del sistema
Especificaciones del transportador de cadenas
Codelco mina “El Salvador”
Lugar
Geología
• volumen extraído total : 122,120 t • Tasa de extracción media : 260,4 t/h c/u • Tasa de extracción max. : 880,0 t/h c/u
Resultados de las pruebas
• Deposito de Cobre porfiritico
• Contenido de cobre: Ø 0,6%
• Roca: Andesita & Cuarzo-Andesita
• Otras rocas presentes: Feldespato, Bornita, Calcopirita Molibdeno, Gypsum & Cuarzo
σC = 35 – 270 MPa (Ø 140 Mpa), ρOre = 2,7 t/m³
*CC= chain conveyor ** Pefectiva = 75kW
CAT Rock Flow System – Aplicación Industrial
Capacidad: 900t/h
Motores eléctricos: 2 x 90 kW
Velocidad del transportador: 0,15m/s
Características
• 4 transportadores de cadena à 75m
• 8 alimentadores Rock Flow para cada galería de producción (32 en total)
• 16 Estaciones hidráulicas
Detalles del sistema
Data técnica:
•Volumen producción: 5.000 tpd
Objetivo
Dozer Feeder
Conveyor
Sizer
footprint
CAT Rock Flow System – Aplicación Industrial
CAT Rock Flow System
Tecnologías asociadas a minado continuo con Block Caving
CAT Rock Flow System
Nuevas tecnologías para estimar comportamiento de los macizos rocosos
MWD > Measurement While Drilling Midiendo mientras se perfora A través de sensores se mapea digitalmente características diversas de las rocas perforadas
Nuevas tecnologías para estimar comportamiento de los macizos rocosos
Nuevas tecnologías para mantenimiento de fajas transportadoras
Robot para cambiar polines. Reduce el tiempo de reemplazo y no requiere paralizar la faja
POTENCIAL EN EL PAÍS
Profundización de operaciones existentes a tajo abierto
• Southern Perú • Toquepala • Cuajone
• Free Port
• Cerro Verde
• Antamina
Block Caving subterráneo Proyecto Don Javier (Cía. Minera Junefield)
Proyecto Don Javier (Cía. Minera Junefield)
• Don Javier, es un pórfido de Cu Mo de gran volumen ubicado sobre la franja de pórfidos del Perú.
• Proyecto de Exploración que, se ubica en el límite distrital de Yarabamba y Polobaya, provincia de Arequipa, departamento de Arequipa.
• Geográficamente, el proyecto se encuentra en el flanco oriental de la vertiente del pacífico a una altura que varía entre los 2,400 y 2900 msnm.
• Actualmente se encuentra en la definición de las reservas minables con rentabilidad económica
Ancho 310 metros
Ancho 530 metros
Eje 1040 metros
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