beneficios taladros largos
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APLICACIÓN DE TALADROS LARGOS EN LA MINA GAYCO
DE LA UNIDAD MINERA RAURA
Alex Torres - Asistente de Planeamiento
Isaac Ríos - Jefe de Sección Mina Gayco
Compañía Minera Raura S.A.
1. INTRODUCCIÓN
El presente trabajo trata sobre la aplicación de taladros largos en la explotación
por subniveles en la mina Gayco, los cuales se vienen aplicando con éxito en
nuestra unidad minera, logrando minimizar los accidentes por
desprendimientos de roca, reducir los costos de minado de 12 $/TM a 7.04
$/TM, elevando la producción de 7,000 TM/mes a 12,000 TM/mes y mejorando
la productividad de 18 TM/H-gdia a 27 TM/H-gdía.
1.1 Objetivos y Alcances
El trabajo tiene como objetivo mostrar cÓmo se desarrollan las operaciones en
la mina Gayco con la aplicación de taladros largos, continuar con los estudios
para seguir reduciendo costos en cada etapa de las operaciones y colaborar
para su aplicación en yacimientos con características similares en las
diferentes minas del Perú, ya que sólo con la reducción de los costos podremos
seguir compitiendo en minería.
1.2 Antecedentes
Desde su inicio de explotación, el área de Gayco se estaba trabajando por el
método de tajos abiertos, lo que contemplaba dejar pilares tanto verticales
como horizontales dentro del cuerpo mineralizado, específicamente de la Zona
1-A, la más grande y de mayores reservas. Pero en estos pilares estaba
quedando el 30% de las reservas del área, por lo que se planteó hacer un
rediseño y tratar de recuperar la mayor cantidad posible de mineral sin
desestabilizar la zona ni las preparaciones de las otras zonas de explotación.
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Actualmente se está trabajando por tajeos por subniveles con relleno
convencional. La producción se está incrementando gradualmente de 7,000
TM/mes a 12,000 TM/mes, con tendencia a producir 15,000 TM/mes. Para ello
se están preparando los niveles inferiores al nivel 630, que a la vez son de
mayor valor de mineral. La aplicación de taladros largos para la propia
explotación como para la recuperación de los pilares es la base para el
incremento de producción y la reducción de los costos en Gayco.
1.3. Ubicación Accesibilidad
El distrito minero de Raura está ubicado en la cumbre de la Cordillera
Occidental, divisoria continental de aguas, cabeceras de los ríos Huaura y
Marañón, límite entre los departamentos de Huánuco (distrito de San Miguel de
Cauri, provincia de Lauricocha) y Lima (distrito y provincia de Oyón). Sus
coordenadas geográficas de ubicación son:
Latitud : 10º 26’ 30” S
Longitud : 76º 44’ 30” W
Coordenadas U.T.M : 8’ 845, 500 N
309,700 E
Se accede a la mina Raura por la Carretera Panamericana Norte (103 km),
tomando el desvío Río Seco a Sayán (50 km), carretera a Churín y Raura (124
km), total: 277 km. Ver Lámina 1.
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2. ASPECTOS GEOLÓGICOS
La roca que aloja la mineralización polimetálica tipo stockwork en la mina
Gayco es un horizonte de calizas dolomíticas con una potencia que varía de 5
metros en el sur a 40 metros en el norte. Dicho horizonte yace encajonado por
calizas negras frescas y rumbo N 75º E con un buzamiento de 75º SE.
Su composición química es reflejada por su color gris pardusco en superficie,
por su alteración metamórfica a hornfelses dolomíticos silícicos de color
blanquecino y por su alteración hidrotermal a halos dolomíticos de color marrón
claro cuando los hornfelses son cortados por vetillas de cuarzo–calcita con algo
de freibergita.
Dentro de este sistema de fracturamiento antes descrito y entre los niveles 540
y 700 ocurren 5 zonas de fracturamiento, las cuales alojan el mineral
económico cubicado.
La mineralización consiste principalmente: vetillas de relleno de cuarzo
columnar con algo de esfalerita–galena–freibergita–pirita–calcita.
2.1 Reservas
En el cuadro se muestran las reservas probadas probables y económicas del
cuerpo Gayco comprendidas desde el Nivel 540 al 700, las que han sido
reconocidas empleando sondajes diamantinos y labores de desarrollos.
Nivel TMS % Cu % Pb % Zn Oz. Ag US$/TMS540 149,040 0.46 3.04 4.04 3.60 38.76580 335,730 0.58 3.17 4.33 3.84 40.61630 4,190 0.46 3.27 4.78 2.98 41.04645 8,440 0.43 3.16 5.27 2.58 42.67670 7,100 0.51 3.05 4.53 3.22 41.96695 116,080 0.51 3.11 3.98 3.29 39.22
620,580 0.54 3.13 4.21 3.65 39.95
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2.2 Características Geológicas
El Cuerpo Gayco tiene las siguientes características:
• Rumbo N S
• Buzamiento: 70 grados al este
• Potencia promedio: 40 m
• Longitud del cuerpo: 150 m
• Vetas aisladas que forman un stockwork
• Tipo de roca: competente con cajas regularmente definidas.
• La mineralogía está compuesta por los siguientes minerales: esfalerita,
galena, pirita, con ganga de cuarzo y calcita.
3. OPERACIONES MINERAS
El nivel principal de Gayco es el nivel 630 y es por donde se ingresa a las
operaciones. Para la explotación de los niveles superiores (645, 671, 700) se
desarrollaron rampas positivas con 12 % y 15 % de gradiente en la caja piso de
las zonas mineralizadas, dejando distancias hacia las zonas mineralizadas de
10 m como mínimo para que no sean afectadas por los disparos. Los
subniveles de ataque se encuentran cada 15 m de altura, desde donde se
desarrollan labores perpendiculares a los subniveles dentro del mineral, se
perfora con el equipo Simba-H157 taladros positivos, negativos o radiales,
según lo requieran las operaciones. Actualmente, la explotación está
centralizada entre los niveles 645 y 700. Para la extracción de mineral
contamos con un scoop diesel de 3.5 Yds3 a control remoto. Paralelamente se
está preparando una rampa positiva de 15 % de gradiente del nivel 700 al 725
y una rampa negativa de 15% de gradiente del nivel 630 al 615. Estas
preparaciones reemplazarán y servirán para incrementar la producción con
mayor valor de mineral. Las perforaciones de preparaciones horizontales y
rampas se realizan con un jumbo electro-hidráulico H-281 de un solo brazo
(convertible a Simba).
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3.1 Método de Explotación
Como ya se comentó anteriormente, a excepción de la Zona 1, las demás
zonas son vetas de 4 metros de potencia con una longitud de 40 metros en
promedio, donde se utiliza el método de explotación por subniveles con
posterior relleno detrítico para obtener la mayor recuperación. Por otro lado, la
Zona 1, que es un cuerpo de 40 metros de potencia por 40 metros de longitud,
está siendo explotado por subniveles, dejando un pilar central de 10 metros de
ancho desde el Nivel 645 al 700.
3.2 Servicios Auxiliares
Los servicios como aire comprimido, agua, energía y otros ingresan por el nivel
630. El aire comprimido se abastece desde superficie con una compresora de
1000 c.f.m.
Para el agua se tiene una poza en superficie, con lo cual se utiliza el agua para
perforación. La energía eléctrica se alimenta en 4,160 voltios, para luego
convertirse a 440 voltios.
Ventilación: El área de Gayco tiene una chimenea Arkbro comunicada a
superficie, donde se encuentra instalado un ventilador de 50,000 CFM que
ayuda a la ventilación. Está en proyecto un crucero a superficie, con lo cual
debe mejorar.
Sostenimiento: Para mayor seguridad del personal y los equipos, realizamos la
colocación de pernos de roca de 7“ de longitud, con mallas electrosoldadas y
sobre éstos se aplica el shotcrete de 2” de espesor. El sostenimiento
principalmente se realiza en las labores adyacentes a los tajeos de explotación.
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3.3 Equipos
Los equipos en operación de Gayco son:
01 Scoop diesel Tamrock de 3.5 yd3 a control remoto, para la limpieza mineral.
01 Scoop diesel Wagner de 3.5 yd3, para limpieza de frentes y servicios.
01 SIMBA H-157 ACP electro-hidráulico, para perforación de taladros largos.
01 Jumbo Boomer H-281 ACP electro-hidráulico de un brazo con un kit de
taladros largos para convertir a Simba).
02 Locomotoras Clayton de 10 ton, de trocha 30”.
3.4 Requerimiento de Personal y Eficiencia
Labores de preparación:
01 Perforista jumbo.
01 Operador de scoop.
Labores de explotación para los tajeos taladros largos:
Considerándose 1 tajo de explotación se requerirá el siguiente personal:
01 Perforista de Simba.
01 Operador de scoop.
02 Disparadores de frontones y taladros largos.
02 Locomotoristas.
01 Supervisor.
Total: 9 hombres/guardia.
Tonelaje por producir: 240 TMS/guardia.
Eficiencia
En las labores de explotación se tiene una eficiencia de 35 TM/hombre guardia.
Considerando la preparación, la eficiencia sería de 27 TM./hombre guardia.
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3.5 Perforación de Preparaciones
Para la perforación de frontones y rampas se tiene el Jumbo Boomer H-281 de
un solo brazo, con las siguientes características:
Modelo: Boomer 281.
Marca: Atlas Copco.
Barra integral de 14 pies.
Broca de 45 mm (R-32).
Condiciones de trabajo en promedio:
Presión de rotación de barra : 50 bar
Presión de percusión : 180 bar
Presión de empuje (pull down) : 50 bar
Presión de agua : 10 bar
Este equipo también está diseñado para perforar taladros largos, ya que cuenta
con un kit para taladros largos.
3.5.1 Diseño de Mallas de Perforación - Preparaciones
Para las preparaciones tanto en niveles principales como en rampas, se tienen
secciones y diseños de mallas establecidos sobre la base de pruebas:
TIPO LABOR SECCIÓN GRADIENTE(%)
Niveles Principales 3.5 x 3.0 0
Subniveles 3.0 x 3.5 0
Rampas 3.5 x 3.0 +/- 12 ó 15
La malla de perforación se muestra en la hoja siguiente.
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3.6 Perforación de Producción Taladros Largos
El Simba H-157, un equipo muy versátil para la perforación en ángulos de 0° a
360°, es utilizado para taladros de producción. La longitud de los taladros varía
de 12 m a 18 m, con un diámetro de 2.5“.
Características del Simba H-157:
MODELO SIMBA H-157
Peso del equipo 7900 kg
Altura de traslado de equipo 3.0 m
Altura de perforación 3.5 m
Ancho de galería de transporte 3.0 m
Longitud de barra 1.5 m
Unidad de potencia 52 Kw
Tipo de avance Cadena
N° de barras de carrusel Sin carrusel
Giro de tornamesa 360°
N° de gatos 4
Diámetro de perforación 64 mm.
Stinger 1
Medidor digital de ángulos No tiene
Perforadora COP-1238 ME
Peso de perforadora 151 kg
Torque máximo 700 Nm
Energía de impacto 15 Kw
Frecuencia de golpes 2400 – 3600 GPM
Percusión de reversa No tiene
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3.6.1 Diseño de Mallas de Perforación Taladros Largos
Para el diseño de las mallas de perforación en taladros largos
se tienen las siguientes consideraciones técnicas:
• Dureza de la roca (clases)
• Densidad de la roca (gr/cm3)
• Aspectos geológicos (fallas, diaclasas, etc.)
Con esta información y usando la fórmula del Dr. R. Ash por ser de fácil
aplicación, calculamos los parámetros de burden y espaciamiento:
Burden (B):
Kb = < 20 – 25 > , dt= 2.5” Ø
dt= diámetro del taladro
B = 24 x 2.5 = 5'
B = 1.52 m = 1.5 m.
Espaciamiento (S):
Ks = S / B S= Espaciamiento
B= Burden
S = Ks x B Ks= < 1.4 – 1.8 >
Ks= 1.4
S= 1.4 x 1.52 = 2.13 = 2.0 m.
Atacado (T): Distancia dejada o atacada del collar al explosivo.
Kt = 0.7 Kt = T / B
T = 0.7 x 1.5 = 1.05 = 1.0 m.
Teniendo una malla de perforación de 1.5 m x 2.0 m.
3.6.2 Cálculo de Tonelaje Explotable
Para el cálculo del tonelaje explotable para el método de subniveles con equipo
Simba se ha considerado un tajo de 15 m de potencia por 40 m de longitud, con malla
de E= 2.0, V= 1.5, con un rendimiento de 90 metros de perforación por guardia.
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Cálculo del Tonelaje Explotable con SIMBA - Zona 01 A
Longitud de la Cámara 40 m.
Altura de corte: 15 m.
Ancho de minado: 15 m.
Volumen roto en un corte: 9,000 m3.
Tonelaje: 28,800
Número de taladros: 347
Metros de Perforación 5,200
Malla: E=2.0 V=1.5
Número de taladros/guardia 6
Metros de perforación por guardia 90
Número de guardias perforación por corte: 58
Número de guardias de limpieza: 96
Total guardias: 154
Tonelaje explotable/mes: 12,000
3.7 Controles de Sobrerotura
Para dejar estables las paredes de la roca encajonante del mineral, se perforan
taladros de 2.5” de diámetro en los extremos de los taladros de producción y
entre las secciones de perforación.
Después de hacer varias pruebas, estos taladros perforados dieron los
resultados esperados, logrando reducir la sobrerotura y conservar las cajas
para evitar desprendimientos que pueden ocasionar accidentes al personal y
los equipos, así como minimizar la dilución.
3.8 Voladura de Taladros Largos
Después de realizar varias pruebas en la voladura, estamos aplicando la
secuencia de salida en “V“, con retados de periodo corto. Esta secuencia de
salida en la voladura se aplica para taladros paralelos como para taladros en
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abanico. Los consumos y parámetros son los siguientes (ejemplo: 13
tal/sección):
Tecneles retardos p/c 13 13Cordón detonante(pentacord) 13 tal x 35 pies 455 piesDinamita 80 % 13 x 0.1524 Kg. c/u 1.9812 Kg.Examón 22 Kg./ tal x 13 286 Kg.Total explosivo 288 KgVolumen roto m3 1.5 x 15 x 15 337.5 m3
Tonelaje roto TM 337.5 x 3.2 TM/m3 1080 TMFactor de potencia Kg/TM 288 Kg / 1080 TM 0.27 Kg/TMCarga especifica( Kg / m3 ) 288 Kg / 337.5 m3 0.85 Kg / m3
Factor de rotura 1080 TM / 195 m perf. 5.5 TM / m perf.
3.8.1 Chimenea cara libre (Slot)
Para la cara libre de la voladura de taladros largos perforamos chimeneas de
2.0 m. x 2.0 m. con el Simba H-157 hasta longitudes de 12 m. Longitudes
superiores aún se están ejecutando con perforación convencional,
especialmente cuando no se tiene cabeza o labor superior comunicada para la
chimenea.
3.9 Acarreo y Transporte de Mineral
El acarreo de mineral en las labores se realiza con un scoop Tamrock de 3.5
yd3 de capacidad, el cual tiene instalado un sistema de control remoto, ya que
la altura de los tajeos es de 30 m, porque se explotan 2 subniveles de 15 m con
una sola preparación, el rendimiento del scoop es de 60 TM / hr y su
disponibilidad mecánica es de 85%.
El transporte de mineral de las operaciones hacia la tolva de gruesos de la
planta concentradora se realiza por medio de una locomotora Clayton de 10 T.,
que jala un convoy de 10 carros Gramby de 120 pies3 de capacidad (6 TM). La
distancia de recorrido es de 3,200 m (6,400 m ida y vuelta), siendo su ciclo por
viaje de 1 hora 10 minutos. La gradiente del túnel Gayco es de 5/1000, los
rieles son de 60 lbs/yd con una trocha de 30”. La conservación y mantenimiento
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de la vía es de mucha importancia, por tal motivo se cuenta con una empresa
de servicios encargada del mantenimiento.
4. ESTADÍSTICAS DE PRODUCCIÓN Y COSTOS OPERACIONALES
Ver cuadros adjuntos.
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
1.- La aplicación de taladros largos en la mina Gayco está dando los resultados
esperados: incrementar la producción sostenidamente a 12,000TM/mes,
reducir los costos de minado a 7.04 $/TM, generar alta productividad, con lo
que queda demostrado que es aplicable a Gayco por sus características
geológicas.
2.- El empleo de taladros largos permite obtener costos operativos más bajos
en comparación con otros métodos de perforación, debido básicamente a la
alta mecanización de la operación y su alto nivel de producción.
3.- Es importante realizar un adecuado diseño de las preparaciones con el
objetivo de obtener el máximo provecho, al menor costo, del cuerpo
mineralizado.
4.- El diseño de las mallas de perforación es de suma importancia y debe
considerar las fallas y fracturas que presenta el terreno para evitar
atascamientos y para que sirva de control al operador del Simba.
5.- En la perforación de taladros verticales paralelos siempre se deben perforar
los taladros de control de la sobrerotura para evitar el desprendimiento de las
cajas adyacentes al mineral.
6.- Se han minimizado los accidentes por caída de rocas al controlar las
perforaciones cercanas a las labores de acceso a los tajeos.
7.- Es necesario el empleo de equipos a control remoto (scoops) para
proporcionar la seguridad al personal.
8.- Continuar con las pruebas de explosivos para reducir los costos de
voladura.
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9.- Capacitar constantemente al personal en lo referente a seguridad, los
equipos, así como los objetivos de cada una de las operaciones para tener
personal multifuncional.
ESTADÍSTICAS DE PRODUCCIÓN
7,145
8,345
10,396
8,423
9,363
10,376
13,326 13,526
10,747 10,54811,100
9,63110,244
0
2,000
4,000
6,000
8,000
10,000
12,000
14,000
Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Set Oct Nov Dic Prom.
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CIA MINERA RAURA S.A. Planeamiento COSTO DE PRODUCCION GAYCO TALADROSLARGOS PIES/TAL MTS/TAL. EFICIENCIA P.E. MINERAL DIAS/MES PIES/MES
SIMBA H157 32.80 10.00 8.00 3.5 28 6,249
MALLA BURDEN ESPACIAMI. AREA M2 EFICIENCIA TMS/TALADTALAD/ME
S
1.50 1.50 2.25 80% 62.98 191
PERFORACION MIN/PIE TALAD./GDIA MIN/TAL HRAS /GDIA MTS/GDIA HRS/MES
0.45 10 14.76 2.46 80 123
VOLADURA KILOS/TAL DIAMETRO KLS.
ANFO/MES CART,/MESACCESO./M
ES
20 2,5" 3,810 191 191
SCOOP 3,5 YD 3 TMS/HRA DIST, (MT.) CICLO ( MIN.) N° DE VIAJES CAP. TMS HRS/MES
48 100 5.00 12 4.00 250
MANO DE OBRA HRS/GDIA HRS EFICIENCIA PERSONAL HOMBRE TAREAS
EFECTIVAS OPERATIVA GUARDIA GUARDIA MES
8 5.2 65% 14 24 350 RELLENODETRITICO M3/MES M3/DIA M3/HORA HORAS/DIA HRS /MES
CBP 3,000 120 36 3.3 83
SCOOP 3,5 YD3 3,429 137 17 8.0 200 PRODUCCIONMINERAL GUARDIA DIA MES AÑO US$/TMS
TMS/H-GDIA.
TMS 240 480 12,000 144,000 43 20
MINERAL VALOR % Cu % Pb % Zn Onz. Ag. RESERVAS
39.95 0.54 3.13 3.65 4.21 620,580
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CIA MINERA RAURA S.A. Planeamiento
CALCULO DE COSTOS GAYCO EXPLORACION Y DESARROLLO MTS/MES PRECIO TOTAL Us$/TMSCRUCERO 40 382 15,280 GALERIA 40 382 15,280 CHIMENEA 20 210 4,200 TOTAL EXPL. DES. 100 34,760 2.90 PREPARACION Mts US$/Mts Total CostoCR, GAL, VNTS 140 270 37,800 CHIMENEA 20 192 3,840 TOTALPREPARACION 160 41,640 3.47 EXPLOTACION Cant./mes Unidades US$/unid. Total US$/TMSPERFORACION Costo de operaciónSIMBA 123 Hrs 17.99 2,213 0.18Barras, brocas yaccesosrios 6,249 Pies 0.09 562 0.05 VOLADURA
Dinamita 191 Cartuchos 0.20 38 0.003Anfo 3,810 Kilos 0.49 1,867 0.16Accesorios 191 Pzas 1.35 257 0.02
ACARREO (Mineral) Limpieza mineralScoop de 3,5 Yd 3 250 Hrs 23.00 5,750 0.48 RELLENO (Detritico) Scoop 200 Hrs 23.00 4,600 0.38Camión 83 Hrs 18.90 1,575 0.13SOSTENIMIENTO Colocación depernos split set +malla 130 M2 10.90 1,417 0.12Costo deadquisición depernos + malla 130 M2 9.50 1,235 0.10
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SERVICIOSAUXILIARES Tuberias y otros 100 4.00 400 0.03Materiales 100 4.00 400 0.03
PERSONAL Obreros 18 Homb 23.06 12,452 1.04Supervisores 2 Ing 3000 6,000 0.50
TRANSPORTELOMOTORA 12,000 Ton 0.35 4,200 0.35COSTO TOTAL DEEXPLOTACION 42,966 3.58
RESUMEN DE COSTOS GAYCO90, EXPLORACION Y DESARROLLO 2.43
91, PREPARACION 3.47
91, EXPLOTACION 3.58
92, TRATAMIENTO 5.46
93, ENERGIA 3.02
94, GASTOS GENERALES DE MINA 4.40
95, EQUIPOS 3.89
98, GASTOS GENERALES ADMINISTRATIVOS LIMA 9.33
COSTO TOTAL PRODUCCION MINERAL DE GAYCO (US$/TMS) 35.58
REFERENCIAS
• Voladuras controladas en mina subterránea
Boletín Técnico N° 18 de EXSA.
• Perforación y voladura de taladros largo en la Unidad San Rafael
Ing° Alfredo Camposano de la Cruz.
• Asesoramiento Geomecanico Mina Raura
Ing° David Córdoba R.
• Productividad en la mina San Rafael
Ing° Luis Alva F.
Ing° Walter Salinas S.