eco mining concepts en minería subterránea

Eco Mining Conceptsen Minería Subterránea

Ricardo Armando Pfeifer Olivares

Manejo de materiales en métodos de hundimiento masivo mediante el uso de PFEIFER Caving System

Fundada en 2018 como una empresa dedicada a la innovación, desarrollo e implementación de tecnologías.

• Busca gestionar soluciones innovadoras y tecnológicas paraaplicarlas a la minería usando las mejores capacidades disponibles,para lograr quiebres que signifiquen un salto hacia una mineríamás productiva, rentable, segura, ambientalmente más limpia ysustentable (Eco Mining Concepts).

Fundada en 2018 como una empresa dedicada a la innovación, desarrollo e implementación de tecnologías.

• Busca gestionar soluciones innovadoras y tecnológicas paraaplicarlas a la minería usando las mejores capacidades disponibles,para lograr quiebres que signifiquen un salto hacia una mineríamás productiva, rentable, segura, ambientalmente más limpia ysustentable (Eco Mining Concepts).

Socio de CAMCHAL “Cámara Chileno Alemana de Comercio” que representa a un país que logro transformar su tradición minera en know‐how e innovación tecnológica y por ende alberga una amplia gama de proveedores con experticia y liderazgo en estos temas.• Explotación Industrial de patente de invención inscrita en elregistro de propiedad intelectual de INAPI, conocida con la marca“PFEIFER Caving System” orientada a mejorar la productividad delas explotaciones por minería subterránea.

Socio de CAMCHAL “Cámara Chileno Alemana de Comercio” que representa a un país que logro transformar su tradición minera en know‐how e innovación tecnológica y por ende alberga una amplia gama de proveedores con experticia y liderazgo en estos temas.• Explotación Industrial de patente de invención inscrita en elregistro de propiedad intelectual de INAPI, conocida con la marca“PFEIFER Caving System” orientada a mejorar la productividad delas explotaciones por minería subterránea.

Situación Actual

En Minería Subterránea, los camiones de bajo perfil, normalmente son cargados porbuzones o por palas/cargadores que descargan sobre ellos por un costado del camión.

Para poder ejecutar estas operaciones de carguío en equipos de gran tonelaje se requiere de excavacionesmayores que significan alturas y anchos de galerías que muchas veces no están disponibles por significaresto costos mayores o por razones técnicas de estabilidad para evitar colapsos.

Análisis de la Explotación Subterránea (Línea de Tiempo)

Pasado Lejano

• Roca Secundaria

* Leyes relativamenteAltas

Pasado Reciente

Inicio de la explotación de la Roca Primaria

* Mineral más Grueso(Mecanización)

* Problemas de Estabilidad (Restricciones Operacionales)

* Leyes Decrecientes(Expansiones de la Producción

Situación Actual

* Baja Productividad

* Altos Costos

* Capacidad de Producción (Velocidad de Extracción:0,5 t/m2/día

Futuro

Innovación de la Metodología de Explotación

• Con la participación de Eco Mining Concepts

• Optimización de Costos

• Aumento de la Productividad

¿Es posible una nueva minería subterránea?

DistintaDistinta• Con las ganas y la inteligencia deuna minería subterránea nueva;que tenga capacidad parareinventarse.

Bajos costosBajos costos

Altas Productividades

Altas Productividades Usando

“Eco Mining Concepts”Usando

“Eco Mining Concepts”

• CAMCHAL está construyendo una red chileno‐alemana para la minería verde, llamada “EcoMining Concepts”, la cual fue lanzada en Chileen noviembre de 2018. Los principales temasde esta iniciativa son• La eficiencia energética e hídrica• El uso de energías renovables para losprocesos mineros

• El aumento de la productividad en general• La armonización de estándares desustentabilidad en la cadena de valor delcobre.

Objetivos: Innovar en Minería

Subterránea

Objetivos: Innovar en Minería

Subterránea

Visión del Proyecto

100%

100%

100%

100%

168%

168%

168%

60%

179%

179%

179%

56%

0% 50% 100% 150% 200%

Rendimiento Equipamiento (ton/hr)

Rendimiento Sistema (ton/día)

Velocidad de Extracción (ton/m2/día)

CAPEX (Mus$)

Indicadores Clave para el Sistema BC/PC Reducir a la

MitadReducir a la

Mitad

DuplicarDuplicar

Limitaciones actuales ‐ Capacidad de Producción

Hundibilidad del macizo rocosoHundibilidad del macizo rocoso

Velocidad de propagación del quiebreVelocidad de propagación del quiebre

Tamaño de los fragmentos obtenidos por el método (granulometria)

Tamaño de los fragmentos obtenidos por el método (granulometria)

(PA) PRE-ACONDICIONAMIENTO DEL MACIZO ROCOSO

(PA) PRE-ACONDICIONAMIENTO DEL MACIZO ROCOSO

• Fracturamiento Hidraúlico (FH)• Debilitamiento Dinámico con Explosivos (DDE)

Filosofía Manejo de Minerales Northparkes (Duffield 2000)

Reducir al mínimo el número de manipulaciones de mineral

Reducir al mínimo el número de manipulaciones de mineral

Reducir al mínimo el número de etapas en el proceso de reducción de tamaño de bloques de mineral

Reducir al mínimo el número de etapas en el proceso de reducción de tamaño de bloques de mineral

Tamaño de Chancadores aptos para manejar el mayor tamaño de bloque que un LHD pueda cargar

Tamaño de Chancadores aptos para manejar el mayor tamaño de bloque que un LHD pueda cargar

Generar un sistema de mineral continuo y su esquema de manejo “Fabrica de Rocas”

Generar un sistema de mineral continuo y su esquema de manejo “Fabrica de Rocas”

Diseños Subterráneos ‐ Cadia East

Diseño Minero y SMM

• 6,250 tpd/LHD, 19 hrs operativas• 10 LHD en flota, 8 operando• 95% disponibilidad en PE

LHD (Load Haul Dump)Factor común en todos los diseños o layout

Es la que determinará el “Rendimiento del Sistema”

Calculo de Rendimiento Equipos LHD

4321

60TTTT

Nc

)1( edFCNcR llb

LHD

Número de ciclos por hora:

Rendimiento horario:

Ciclos/hora

Tonelada/hora

Datos de entrada:

•Capacidad del balde, Cb: depende del equipo

•Densidad in situ de la roca, d : (2,7 t/m3 típicamente)

•Esponjamiento, e (depende de la fragmentación)

•Factor de llenado del balde, Fll (0,7-0,8)

•Distancia cargado-Distancia vacio, Dc, Dv (metros): layout del nivel de producción

•Velocidad cargado,Vc: equipo, carga, seguridad, radio de giro

•Velocidad equipo vacio, Vv: equipo, visibilidad operador

•Tiempo de carga, T1 (min): equipo y operador

•Tiempo de descarga, T2 (min): layout

•Tiempo viaje equipo, T3 (min): layout-velocidad del equipo

•Tiempo de maniobras T4, (min): operador- layout

Capacidades de Layout PMCHS (tpd/MB)(MB de 4 Calles)

24,000

17,243

0

5,000

10,000

15,000

20,000

25,000

30,000

Caso Base, LHD 9 yd3 (dmt = 41m) Caso Reformulado, LHD 15 yd3 (dmt =221,5m)

Capacidades de Producción (MB de 4 Calles)

Capex 7.500 Mus$

Capex 5.000 Mus$

Que se puede ofrecer para configuraciones de este tipo

PFEIFER Caving System


H (Haul)

Situación Futura

• La patente de invención, es un dispositivo “acomodador ydesplazador de carga” para utilizarlo en los Camiones deExtracción de Mineral Subterráneo de cualquier marca.

• La idea es que una pala LHD cargue un camión por suparte trasera sin la necesidad de realizar excavacionesadicionales para este objetivo (carguío por la parte traseradel camión).

• El dispositivo tiene como misión el acomodo ydesplazamiento de la carga para ocupar todo el volumende la tolva del camión cualquiera sea la capacidad de éste.Los camiones dotados con este elemento pueden cumplirlabores tanto en desarrollo de mina como en labores deproducción.

PFEIFER Caving SystemPFEIFER Caving System

Diseño Sistema (Layout) de 8 Calles a 1 Sala de Chancado (2 Macrobloques de 35.000 m2 c/u)

256 m.

328 m. dmt= 221,5 m. 328/2+(45+70)/2

Rendimiento LHD(T1) Carguio LHD 35 s

(T2) Descarga LHD 10.8 sVelocidad (km/hr) Velocidad (m/min) Distancia dmt(m)

(T4) Tiempo de espera (min)

Tiempo de Ciclo(min)

Tiempo de Carga (%)

10 166.7 221.5 0.5 3.92 15%12 200.0 221.5 0.5 3.48 17%

Velocidad distancias largas ‐‐‐> 14 233.3 221.5 0.5 3.16 18%16 266.7 221.5 0.5 2.92 20%18 300.0 221.5 0.5 2.74 21%20 333.3 221.5 0.5 2.59 23%

N°Ciclo/hr hr/día Ciclos/díaCapacidad balde

(ton)Factor de llenado

Tonelaje real balde (ton)

Rendimiento (ton/día/pala)

17 hr/día 15.3 17 260.1 21 0.8 16.8 4,37017.2 17 293.2 21 0.8 16.8 4,92619.0 17 322.6 21 0.8 16.8 5,42020.5 17 348.8 21 0.8 16.8 5,85921.9 17 372.3 21 0.8 16.8 6,25423.1 17 393.5 21 0.8 16.8 6,610

(T3)

El “Tiempo de Carga” en el punto de extracción es bajo,representa sólo un 15% a 23% del Tiempo de Ciclo.El “Tiempo de Carga” en el punto de extracción es bajo,representa sólo un 15% a 23% del Tiempo de Ciclo.

Este tiempo es el que determinará la velocidad de extracción (VE)del sector y de la Mina, impactando en sus indicadoreseconómicos.

Este tiempo es el que determinará la velocidad de extracción (VE)del sector y de la Mina, impactando en sus indicadoreseconómicos.

Análisis para una producción de140 ktpd

Velocida

dLH

D

Capacidad MB, de 4 Calles (tpd)

N°MB´s requeridos para 140 ktpd

c/MRArea MB (m2)

Velocidad de Extracción

(ton/m2/día)

Costo de Preparación Mus$ (a 5,000 us$/m2)

15,295 9.2 35,000 0.44 1,60217,243 8.1 35,000 0.49 1,42118,968 7.4 35,000 0.54 1,29220,508 6.8 35,000 0.59 1,19521,889 6.4 35,000 0.63 1,11923,136 6.1 35,000 0.66 1,059

Las actuales condiciones de operación de la minería por hundimiento producen bajas

velocidades de extracción y costos operacionales que progresivamente han ido en aumento, lo cual impacta directamente en la

rentabilidad de los proyectos.

Las actuales condiciones de operación de la minería por hundimiento producen bajas

velocidades de extracción y costos operacionales que progresivamente han ido en aumento, lo cual impacta directamente en la

rentabilidad de los proyectos.

Rendimiento Sistema Block/Panel Caving

En las Minas a Rajo Abierto, las Palas cargan a camiones y son estos los que transportan el mineral a Chancadores

En las Minas a Rajo Abierto, las Palas cargan a camiones y son estos los que transportan el mineral a Chancadores


Sigue la misma lógica, las palas cargan a camiones, con lo cual se maximiza el tiempo de carguío en los puntos de extracción del sistema de Block o Panel Caving.

Resultados del Nuevo SistemaCapacidad MB

(tpd)

N°MB´s requeridos para 140 ktpd

c/MRArea MB (m2)

Velocidad de Extracción

(ton/m2/día)

Costo de Preparación Mus$ (a 5,000 us$/m2)

Potencial Ahorro (Mus$)

Con Partner CAEX 42t GHH 28,950 4.8 35,000 0.83 846 575CAEX 60T Atlas Copco 30,796 4.5 35,000 0.88 796 625

Mayor velocidad de extracción.

Mayor productividad.

Potencial ahorro de costos de inversión CAPEX.

Resultado con Nuevo Sistema

4,926

8,2728,799

01,0002,0003,0004,0005,0006,0007,0008,0009,000

10,000

Sistema Actual Sistema 1 Sistema 2

Rendimiento Equipamiento Sistema (ton/hr)

34,485

57,901 61,592

010,00020,00030,00040,00050,00060,00070,000


Rendimiento Sistema ‐ Par de MB´s de 8 Calles (ton/día)

0.49

0.83 0.88

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00


Velocidad de Extracción Sistema ‐ Par de MB´s de 8 Calles (ton/m2/día)

1,421

846 796

0200400600800

1,0001,2001,4001,600


CAPEX ‐ Mina Capacidad de 140 Ktpd (Mus$)

En resumen, PFEIFER CAVING SYSTEM permite:

• Desarrollar un nuevo Concepto de Minería Subterránea• Agregar un importante “Valor” a los Proyectos Subterráneos • Agregar un “Sello Verde – Cobre Verde” a los Proyectos Subterráneos• Aplica a otros métodos de Explotación (SLC, SLS)• Optimiza y disminuye plazos y costos en operaciones de Extracción de Marinas

(Preparación de Minas)

La imaginación es más importante que la sabiduría

Albert Einstein

Diseños Simples, productivos y de

bajo costo

Diseños Sustentables (ECO Mining System)

Diseños altamente electrificados

(electro movilidad)

Análisis de la Explotación Subterránea (Línea de Tiempo)

Pasado Lejano

• Roca Secundaria

* Leyes relativamenteAltas

Pasado Reciente

Inicio de la explotación de la Roca Primaria

* Mineral más Grueso(Mecanización)

* Problemas de Estabilidad (Restricciones Operacionales)

* Leyes Decrecientes(Expansiones de la Producción

Situación Actual

* Baja Productividad

* Altos Costos

* Capacidad de Producción (Velocidad de Extracción:0,5 t/m2/día

Futuro

Innovación de la Metodología de Explotación

• Con la participación de Eco Mining Concepts

• Optimización de Costos

• Aumento de la Productividad

Comparación Áreas Activas

Sistema Tradicional

(LHD)

Sistema Tradicional

(LHD)

Ramp Up para 140 ktpd:7 años

8,1 MB



Ramp Up para 140 ktpd:5 años

4,8 MB

Ingresos Adicionales de Cu y Mo de 1.164 Mus$

La industria de la minería subterránea se enfrenta actualmente a numerosos desafíos en materia de eficiencia energética, emisiones de carbono e impacto

medioambiental.

La industria de la minería subterránea se enfrenta actualmente a numerosos desafíos en materia de eficiencia energética, emisiones de carbono e impacto

medioambiental.

Para ayudar a satisfacer estas demandas, Atlas Copco ofrece ahora una gama completa ‘verde’ de palas y camiones subterráneos eléctricos, convirtiendo a la

compañía en un proveedor mundial destacado de equipos para minería subterránea de bajas emisiones.

Para ayudar a satisfacer estas demandas, Atlas Copco ofrece ahora una gama completa ‘verde’ de palas y camiones subterráneos eléctricos, convirtiendo a la

compañía en un proveedor mundial destacado de equipos para minería subterránea de bajas emisiones.

Muchas gracias por su atención

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