sesión 6 - estrategias reduccion costos de perforacion y voladura en minas subterraneas (23-abr-14)

5/24/2018 Sesin 6 - Estrategias Reduccion Costos de Perforacion y Voladura en Minas Subterraneas (23-Abr-14)

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Mg.Mg. Ing.Ing. FredyFredy Ponce R.Ponce R.

Sesin NSesin NSesin NSesin N6666:::: ESTRATEGIAS PARA LA REDUCCION DE COSTOS DEESTRATEGIAS PARA LA REDUCCION DE COSTOS DEESTRATEGIAS PARA LA REDUCCION DE COSTOS DEESTRATEGIAS PARA LA REDUCCION DE COSTOS DEPERFORACION Y VOLADURA EN MINAS SUBTERRANEASPERFORACION Y VOLADURA EN MINAS SUBTERRANEASPERFORACION Y VOLADURA EN MINAS SUBTERRANEASPERFORACION Y VOLADURA EN MINAS SUBTERRANEAS

Lima, Per - 22 y 23 Abril 2014

Curso de Actualizacin:


2/92

I. ESTRATEGIAS OPERATIVAS EN PERFORACION1.1 Repotenciacin de Perforadoras1.2 Adecuada Seleccin, Cuidado y Afilado de Brocas.

II. ESTRATEGIAS OPERATIVAS EN VOLADURA

2.1 Uso Adecuado de Energa Explosiva.III. OPTIMIZACION DE COSTOS DE EXCAVACION EN LABORES DE

DESARROLLO HORIZONTAL

IV. IMPACTO DE LA PERFORACION Y VOLADURA EN EL COSTO TOTAL DEEXTRACCION

V. OTRAS ESTRATEGIAS DE REDUCCION DE COSTOS DE PERFORACION YVOLADURA SUBTERRANEO

VI. INNOVACIONES EN MINERIA SUBTERRANEA

Temario:

Mg. Ing. Fredy Ponce R.22

Sesin NSesin N66:: ESTRATEGIAS PARA LA REDUCCION DE COSTOS DEESTRATEGIAS PARA LA REDUCCION DE COSTOS DEPERFORACION Y VOLADURA EN MINAS SUBTERRANEASPERFORACION Y VOLADURA EN MINAS SUBTERRANEAS

DIA MIERCOLES 23 ABRIL 2014


3/92

I.I.I.I. ESTRATEGIAS OPERATIVAS EN PERFORACIONESTRATEGIAS OPERATIVAS EN PERFORACIONESTRATEGIAS OPERATIVAS EN PERFORACIONESTRATEGIAS OPERATIVAS EN PERFORACION::::

1)1)1)1) REPOTENCIACION DE PERFORADORASREPOTENCIACION DE PERFORADORASREPOTENCIACION DE PERFORADORASREPOTENCIACION DE PERFORADORAS



ESTRATEGIAS PARA LA REDUCCION DE COSTOS DEPERFORACION Y VOLADURA APLICADOS A LA MINERIA


4/92

RANGO DEPERFORADORAS



5/92

PERFORADORA HIDRALICA COP 4050

(Martillo en Cabeza)(Martillo en Cabeza)



6/92

42 2 3 3 4 5

30

60

90

m/h cm/min

VELOCIDAD DE PENETRACIN DE MARTILLOS HIDRULICOS

ATLAS COPCO (Martillo en Cabeza(Martillo en Cabeza TopTop HammerHammer))

Mg. Ing. Fredy Ponce R.

366


7/92

I.I.I.I. ESTRATEGIAS OPERATIVAS EN PERFORACIONESTRATEGIAS OPERATIVAS EN PERFORACIONESTRATEGIAS OPERATIVAS EN PERFORACIONESTRATEGIAS OPERATIVAS EN PERFORACION::::

2) ADECUADA SELECCION, CUIDADO Y AFILADO DE BROCAS2) ADECUADA SELECCION, CUIDADO Y AFILADO DE BROCAS2) ADECUADA SELECCION, CUIDADO Y AFILADO DE BROCAS2) ADECUADA SELECCION, CUIDADO Y AFILADO DE BROCAS





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1. INCIDENCIA DEL COSTO DE BROCAS EN EL COSTO TOTAL

DE PERFORACION

88


9/92

Vida til del Varillaje de Perforacin, es un trmino con el quese conoce al tiempo de trabajo til del varillaje antes de quese deteriore o se rompa por fatiga.

Un aspecto muy importante en los trabajos de perforacin, yque incluye mucho en los costos es el factor de desgaste dela broca, el cual depende directamente del grado de abrasinde la roca, que va disminuyendo progresivamente el dimetro

de la broca, va limando los insertos o botones, exigiendo unafilado continuo y sistemtico, para prolongar y obtener unaadecuada vida til de los aceros de perforacin.

La barra de perforacin transfiere la energa del golpe del

martillo a la broca, por lo que su vida til depende ms de laonda de fatiga interior que de la energa por golpe y lafrecuencia de impactos generados por el martillo.

2.2. VIDA UTIL DEL VARILLAJE DE PERFORACIONVIDA UTIL DEL VARILLAJE DE PERFORACION



10/92

Muchos equipos modernos de perforacin tienen sistemas deamortiguacin dentro del martillo y mordaza guiadora ocentralizadora para la barra, que disminuyen el reflejo de la

onda de impacto y la vibracin producidas en el varillaje, conlo que disminuye el desgaste de los componentes mecnicos.

La guiadora evita tambin el vaivn o desplazamientocircular de la broca, lo que produce desgaste en sus

flancos o faldones, desva el alineamiento del taladro y le daun acabado interior irregular, especialmente cuando seperfora en terreno incompetente, aspecto importante para eldimetro y confinamiento de la columna explosiva.


2.2. VIDA UTIL DEL VARILLAJE DE PERFORACIONVIDA UTIL DEL VARILLAJE DE PERFORACION

INSPECIION TALADRO PERFORADO.mpg


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1) Tipo de roca (grado dureza y abrasividad).2) Sistema y tipo de equipo de perforacin.

3) Presin y caudal de aire comprimido.

4) Tipo de broca (faldn y cabezal de la broca; diseo, tamao,distribucin y tipo de material de los insertos de botones).

5) Habilidad del operador (controles de los parmetros de perforacin).

6) Grado y frecuencia del afilado de botones.

FACTORES QUE INCIDEN EN LA VIDA UTIL DE UNA BROCA DEFACTORES QUE INCIDEN EN LA VIDA UTIL DE UNA BROCA DE

BOTONESBOTONES


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Tabla N

ESTIMACIN DE CONTENIDO DEESTIMACIN DE CONTENIDO DECUARZO SEGN TIPO DE ROCACUARZO SEGN TIPO DE ROCA



13/92

Roca Suave

Roca Dura

Radio

dePenetracin

100%

75%

50%

25%

IMPORTANCIA DEL AFILADO DE BROCAS

Mg. Ing. Fredy Ponce R.Video 2: AFILADO DE BROCA DE BOTONESVideo 2: AFILADO DE BROCA DE BOTONES

Desgastede Botones

1/3 plano

1/2 plano

2/3 plano

1313


14/92

Varillaje de Perforacin Vida til

Brocas de botones 2 (64 mm), T38 145.70 m

Adaptadores de culata, T38 1,048.80 m

Barras de extensin, T38 12 pies 749.10 m

Manguitos de acople, T38 874.00 m


ROCA CUARCITA

VIDA UTIL DEL VARILLAJE DE PERFORACION

1414


15/92

CASO: COMPRA DE NUEVAS BROCAS DE PERFORACIN

Una empresa mineraempresa minera viene utilizando para sus operaciones deperforacin, brocas de botones Marca A (de 3 de dimetro), cuyoprecio actual es de US$ 200 por unidad.

Un nuevo proveedor de broca de botones Marca B (de 3 de(de 3 de

dimetro) est ofreciendo adimetro) est ofreciendo a un precio de US$ 170 por unidad. La informacin de resultados de pruebas de campo es la siguiente:

Qu decisin tomara Ud.?

MduloMdulo 2: SELECCION DE BROCAS FP Cost V.3.02: SELECCION DE BROCAS FP Cost V.3.0Mg. Ing. Fredy Ponce R.1515

BROCA

MARCA "A"

BROCA

MARCA "B"

Utilizadoactualmente

NuevaPro uesta

Dimetro de Broca de Botones pulg 3 3

Precio Unitario de Broca US$ 200.00 170.00

Vida Util de Broca (incluye afilado) m.p. 300.00 250.00

Costo de Perforacin (sin Broca) US$/h 110.00 110.00

Velocidad de Penetracin (m/h) m/h 40.00 35.00

Descripcin UND


16/92

Conocer el costo total de perforacin por metro perforado (US$/m)permanentemente, forma parte del manejo de los ejecutivos, para elcontrol de su gestin (Cuadro de Mando Integral - BSC).

Este indicador se puede medir a travs de la siguiente frmula:

COSTO TOTAL PERFORACION = PRECIO BROCA + COSTO PERF. / HORA

VIDA BROCA VELOC. PERFORACION


HERRAMIENTA DE CONTROL:COSTO DE PERFORACION POR METRO PERFORADO

Donde:a) El precio de la broca est expresado en US$.b) La vida de la broca (debidamente afilado), en metros perforados.c) El costo de perforacin / hora, en US$/hr.

d) La velocidad de perforacin, en m/hr. El Costo de Perforacin / Hora incluyen los costos de: propiedad,

mantenimiento, y reparaciones del equipo de perforacin; del operadory ayudante; combustible, adaptador de culata y barras. NO INCLUYE

COSTO DE BROCAS.1616


17/92

ANLISIS COMPARATIVO DE BROCAS


BROCAMARCA "A"

BROCAMARCA "B"

Utilizado

actualmente

Nueva

Pro uesta

Dimetro de Broca de Botones pulg 3 3

Precio Unitario de Broca US$ 200.00 170.00

Vida Util de Broca (incluye afilado) m.p. 300.00 250.00

Costo de Perforacin (sin Broca) US$/h 110.00 110.00

Velocidad de Penetracin (m/h) m/h 40.00 35.00

COSTO TOTAL POR METRO PERFORADO US$/m 3.42 3.82

METROS PERFORADOS PARA 2014 m.p. 400,000 400,000

COSTO TOTAL PERFORACION 2014 US$ 1,366,667 1,529,143

$ 162,476

Cantidad de Brocas Requeridas / Ao Pza 1,333

Cantidad de Brocas Requeridas / Mes Pza 111

Supuesto Ahorro por Compra Broca "B" US$ 40,000

PERDIDA ANUAL POR USAR BROCAS MARCA "B"

Descripcin UND


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II.II.II.II. ESTRATEGIAS OPERATIVAS EN VOLADURAESTRATEGIAS OPERATIVAS EN VOLADURAESTRATEGIAS OPERATIVAS EN VOLADURAESTRATEGIAS OPERATIVAS EN VOLADURA::::

1)1)1)1) USO ADECUADO DE ENERGIA EXPLOSIVAUSO ADECUADO DE ENERGIA EXPLOSIVAUSO ADECUADO DE ENERGIA EXPLOSIVAUSO ADECUADO DE ENERGIA EXPLOSIVA





19/92


CMO APROVECHAR MEJOR LA ENERGIA DE LA MASA EXPLOSIVAEN EL TALADRO?

1) Cebado eficiente (Explosivo y orientacin del fulminante).

2) Confinamiento (Acoplamiento y taco).

3) Distancia entre taladros (Rotura radial).

4) Secuencia de Salidas.

DETONACININDIRECTA

DETONACINDIRECTA


20/92


Carga Explosiva

DETONACIN

DIRECTA

DETONACIN

INDIRECTA

CMO APROVECHAR MEJOR LA ENERGIA DE LA MASA EXPLOSIVAEN EL TALADRO?


21/92

1) Un explosivo de 6 en un taladro de 6.

2) Un explosivo de 2 en un taladro de 2.

3) Un explosivo de 2 en un taladro de 6 (desacoplamiento en aire).

4) Un explosivo de 2 en un taladro de 6 (desacoplamiento en agua).

Dm = 6De = 6

Dm = 6

De = 2

Dm = 6De = 2

Dm = 2De = 2

Aire

Agua

1.0

0

0.25

0.50

0.75

DEFORMACIN

RELATIVA

(micro-pulg

/pulg)

Efecto de Desacoplamiento Aire y Agua vs. Taladros

con Acoplamiento del 100 % a una distancia d = 91 cm.

ACOPLAMIENTO Y DESACOPLAMIENTO

Distancia (d) = 91 cm



22/92

TACO

COLUMNA DE CARGA COMPRIMIDA

INTRODUCCIN DE LA CARGA EXPLOSIVA

efecto deretn

DETONADOR


EJEMPLO PRACTICO: CALCULO PARA UN TUNEL

2222


23/92

RADIO DE INFLUENCIA

SIN TACO CON TACO



24/92

ESQUEMA DEL AGRIETAMIENTO RADIAL DE LA ROCA

Y LA INFLUENCIA DE TALADROS CONTIGUOS(Base para el criterio de espaciamiento y burden)


TALADROS DISPARADOS SECUENCIALMENTE

2424


25/92

ESQUEMA DEL AGRIETAMIENTO RADIAL DE LA ROCA

Y LA INFLUENCIA DE TALADROS CONTIGUOS(Base para el criterio de espaciamiento y burden)


TALADROS DISPARADOS SIMULTANEAMENTE

2525


26/92

III.III.III.III. OPTIMIZACION DE COSTOS DE EXCAVACIONOPTIMIZACION DE COSTOS DE EXCAVACIONOPTIMIZACION DE COSTOS DE EXCAVACIONOPTIMIZACION DE COSTOS DE EXCAVACION

EN LABORES DE DESARROLLO HORIZONTALEN LABORES DE DESARROLLO HORIZONTALEN LABORES DE DESARROLLO HORIZONTALEN LABORES DE DESARROLLO HORIZONTAL



27/92


1. ANTECEDENTES DEL CASO

2727

Con respecto a los costos de las operaciones unitarias del ciclode minado, se ha realizado una comparacin y anlisis entre loscostos presupuestados de las operaciones unitarias y loscostos reales obtenidos para las condiciones de trabajo actual.

Para ello, se usan los datos mensuales de costos y de operacinpara el perodo en estudio.

Es importante resaltar que estos costos operativos unitarios deminado incluyen el uso por equipos, la depreciacin de

equipos, la mano de obra, materiales e insumos, sin embargono incluye los costos unitarios por servicios auxiliares(suministro de caudal de agua, aire y relleno hidrulico) y energa(suministro de energa a travs de las subestaciones).


28/92


1. ANTECEDENTES DEL CASO

2828

Por ejemplo, en el caso de la perforacin el costo por uso delequipo de perforacin jumbo se calcul sumando el costo fijo queconsiste en el costo de posesin y el costo por servicio demantenimiento mecnico; con el costo variable que es la suma

del costo de repuestos por mantenimiento con el costo porinsumos (grasas, aceites, petrleo), dependiendo el costovariable de las horas de percusin del equipo por mes, siendo enpromedio 200 horas de percusin.

Los costos por aceros de perforacin (brocas de 45 mm, barrade perforacin, adaptador de culata, acople, broca rimadora de2, adaptador piloto, y aguzadora de copas) se considerar comoel costo por insumos de la perforacin y sus costos unitarios se

calcularn en funcin del precio unitario de cada acero deperforacin, la vida til del acero y el rendimiento de laperforacin.


29/92

PERFORACION

TOPOGRAFIA

CARGUIO DE

EXPLOSIVOS

DISPARO

1

2

4

7

3

VENTILACION

5

DESQUINCHE6LIMPIEZA Y ACARREO

SOSTENIMIENTO8

EXCAVACION DE

UNA GALERIA

2. CICLO DE TRABAJO EN LA EXCAVACION DE UNA GALERIA



30/92


Cuadro 13CALCULO DEL COSTO UNITARIO DE MINA OPTIMIZADO

EN LABORES DE DESARROLLO


31/92

En el presente caso, inicialmente se presupuest realizar laperforacin con barras de 12 pies de longitud; en la prcticase viene perforando con barras de 14 pies, ya que con una

barra de mayor longitud se logra un mayor avance. Lo anterior es correcto, si primero se optimiza el control de los

principales parmetros y factores de perforacin:

1) Modo de perforacin (adecuado paralelismo).2) Ejecucin de la perforacin de acuerdo al diseo de la

malla de perforacin (espaciamiento y burden), y3) Delineado o pintado de malla.

Con lo anterior, se consigue incrementar los rendimientosde perforacin (ver Cuadro N1), y por ende se obtiene unmenor costo de perforacin.


3.1) RENDIMIENTOS DE PERFORACION

3131

3. PERFORACION


32/92

3232

Cuadro 1RENDIMIENTOS DE PERFORACION (Programado vs. Real)


33/92

1) Incumplimiento del diseo de malla de perforacin, por cada

tipo de roca.2) Deficiencias en el modo de perforacin:

a) Falta de paralelismo de los taladros.b) Longitud incompleta de los taladros perforados.

c) Variaciones en la inclinacin de los taladros.d) Inadecuada cara libre o insuficientes taladros de alivio,

inadecuados espaciamiento y burden.

3) Falta de continuidad en el mantenimiento y/o afilamiento de

los barrenos o brocas de perforacin.


PRINCIPALES PROBLEMAS EN LA PERFORACIN:

3. PERFORACION

A) CALIDAD DE LA PERFORACION EN UN FRENTE HORIZONTAL

3333


34/92

1) HUECO DE ALIVIO (Dimetro muy Pequeo)

3) DESVIACIONES EN EL PARALELISMOAVANCE

5) ESPACIAMIENTOS IRREGULARES

2) IRREGULAR LONGITUD DE TALADROS

AVANCE

4) INTERSECCION ENTRE TALADROS

AVANCE

SOBRECARGA

SIN CARGA

6) SOBRECARGA (Excesiva Densidad de Carga)

SOBRECARGA


PRINCIPALES PROBLEMAS EN LA PERFORACIN:

3434


35/92

B) BUEN PARALELISMO Y LONGITUD DE PERFORACION

TALADRO DE ALIVIO

TALADROS DE PRODUCCION


TALADRO DE CONTORNO


36/92

ARRANQUE CON BUEN PARALELISMO



37/92

Longitud de taladro proyectada

Tacos

3737

Eficiencia del Avance:del 95% al 100%

RESULTADOS DEL AVANCE POR DISPARO

CON BUEN PARALELISMO Y LONGITUD DE PERFORACIN


38/92


TALADRO DE ALIVIO

TALADROS DE PRODUCCION

C) DEFICIENTE PARALELISMO Y LONGITUD DE PERFORACION


39/92

ARRANQUE CON DEFICIENTE PARALELISMO



40/92

Longitud de taladro proyectada

Tacos

4040

RESULTADOS DEL AVANCE POR DISPARO

CON DEFICIENTE PARALELISMO Y LONGITUD EN LA PERFORACIN

Menor avance del disparopor desviacin de taladros


41/92

El costo total de perforacin segn el presupuesto para unfrente de 3.5 x 3.0 m, es de 160.97 USD/ML, mientras que elcosto real fue de 125.04 USD/ML. Esta diferencia se explica

principalmente en el rubro de costo de equipos, el cual espara el programado 105.08 USD/ML contra los 76.28USD/ML de lo real, que representa el 71.2% del programado.

El efecto de la disminucin del costo real en el rubro de

equipos se debe principalmente al rendimiento en el avancepor disparo, ya que el rendimiento real es del 91.7% (3.04m/disparo), mientras que el programado es slo 74% (2.21m/disparo). Esto est relacionado tambin a que se

presupuest realizar la perforacin con barreno de 12 pies delongitud, y en la realidad se realiz con 14 pies.


3.2) COSTO DE PERFORACION

3. PERFORACION


42/92

En el rubro de mano de obra se observa un costo real ensupervisin por parte del capataz de 10.84 USD/ML mientrasque lo presupuestado era de 7.47 USD/ML, esto se debi a quese opt por personal con estudios tcnicos en lugar de un

personal emprico para ejercer el cargo de la supervisin decampo en la perforacin con jumbo.


Se observa en el rubro de insumosun costo real de los aceros de

perforacin de 7.66 USD/ML frenteal presupuestado 6.74 USD/ML,debido principalmente alcomponente aguzadora de copasque presenta una vida til real50% del presupuestado.

4242

3.2) COSTO DE PERFORACION

Cuadro 2


43/92

4343

COSTOS UNITARIOS DE PERFORACION(Programado vs. Real)

Distribucin delCosto Directo Real

Ahorro en Perforacinpor 150 metros de

avance / mes?

4 VOLADURA


44/92

Se mide bajo los siguientes aspectos:

a) Grado de fragmentacin de roca disparada (mineral o desmonte).b) Velocidad de extraccin (mide el rendimiento del carguo).c) Voladura secundaria (% de sobretamaos, tiros cortados o soplados).

d) Volumen roto real (m), impacto de la sobreexcavacin.

e) Avance logrado por disparo (m).f) Factor de carga de explosivos (kgs/m).

g) Caractersticas del contorno (impacto en el sostenimiento).h) Factor de perforacin (metros perforados / metro de avance).

A) EVALUACION DE UN DISPARO EN UN FRENTE HORIZONTAL


i) Costo por metro de avance o por m.

4444

4. VOLADURA

INFLUENCIA DEL PARALELISMO DE TALADROS EN LA VOLADURA


45/92

Buena Voladura

Taladros Alineados

Sobre excavacinTaladros no alineadose inclinados

INFLUENCIA DEL PARALELISMO DE TALADROS EN LA VOLADURA

4545Mg. Ing. Fredy Ponce R.


46/92

Se dice que una voladura es mal realizada cuando:1) Se obtiene material con granulometra muy gruesa, lo que

ocasiona que el rendimiento de los equipos de acarreo ytransporte como scoops y volquetes disminuya porque al

trasladar muchos bolones el factor de llenadodisminuye, afectando la programacin de trabajo de dichosequipos.

2) El tonelaje de material disparado es inferior a lo esperado.

3) El avance por disparo es inferior a lo esperado.4) Se realizan voladuras secundarias producto de la presencia

de tiros cortados y soplados, bancos de gran dimensin.

Todo esto trae como consecuencia que los costos unitariosde perforacin y voladura, y de todo el ciclo de minadoaumente.


B) DIAGNOSTICO DE UNA VOLADURA DEFICIENTE

4646


47/92

AFECTACION DEL MACIZO ROCOSO

VOLADURA SOBREDIMENSIONADAVOLADURA SOBREDIMENSIONADA


VOLADURA POTENTE

DETONACION

ZONA DETERIORADA

4747


48/92

1) Deficiencias en secuenciamiento de tiempos de retardo de faneles.2) Inadecuada columna explosiva.

3) Mala distribucin de la carga explosiva en Mina.

4) Inadecuado despacho de explosivos en los polvorines.

5) Inadecuado control de la degradacin o envejecimiento de losexplosivos, y de los posibles errores de fabricacin.

C) PRINCIPALES PROBLEMAS EN LA VOLADURA:


1) Ms horas de trabajo de los equipos.

2) Ms tiempo de limpieza.

3) Ms consumo de energa.

4) Ms tareas del personal.

5) Ms sostenimiento.

D) CONSECUENCIAS DE UN MAL DISEO E IMPLEMENTACION DE

PERFORACIN Y VOLADURA:

En Conclusin: MAYORES COSTOS OPERATIVOS !!4848

4 VOLADURA


49/92

En nuestro caso, segn el presupuesto se observa que senecesita 53.66 kg para un frente de 3.50 x 3.00 m, con un factorde carga de 2.35 Kg/m. Sin embargo en la realidad se us

59.00 Kg de emulsin y un factor de carga de 1.85 Kg/m,que es lo mismo que entender que se emplea 19.41 kg deexplosivo por metro avanzado.

Sin embargo estos indicadores son todava excesivos. Esto se

debe a que no se tiene una buena malla de perforacin y nose tiene paralelismo, y la mala prctica de cargar totalmenteel taladro y no como mximo a un 75% como debera ser.

Con un buen paralelismo, una buena malla de perforacin,

mejor distribucin de carga, y una mejor secuencia de salida sepuede llegar a 1.52 kg/m.


4.1) EFICIENCIAS DE VOLADURA

4. VOLADURA


50/92

Cuadro 3

RENDIMIENTOS DE VOLADURA(Programado vs. Real)


4. VOLADURA


51/92

El costo de voladura ha sido calculado respecto a los m dematerial disparado (m banco), y est relacionado con:a) La cantidad de explosivo consumido.

b) El avance alcanzado, yc) Los m de roca obtenidos producto del disparo.

Tenindose un costo programado en voladura de 9.27USD/m, mientras que el costo real es de 7.15 USD/m, locual representa el 78% del costo programado.

Este efecto se debe a que el rendimiento por disparo(m/disparo) programado es de 22.85 m/ disparo mientras

que el real es de 31.97 m/disparo, debi

ndose tambi

n aque se presupuest realizar la perforacin con barreno de 12

pies de longitud, y en la realidad se realiz con 14 pies.


4.2) COSTO DE VOLADURA

4. VOLADURA

4. VOLADURA


52/92

El rendimiento real en voladura ser posible optimizarmediante el control de los parmetros de perforacin yvoladura (consumo de explosivos a travs de una adecuada

distribucin de la carga explosiva), consiguindose un costoen voladura menor al actual.

En el rubro de materiales tambin se observa unadisminucin del costo de 5.73 USD/m presupuestado a 4.62

USD/m real, lo cual es el 81% del costo programado; estodebido tambin al efecto del bajo rendimiento que sepresupuest obtener por disparo, a pesar que en materialesse presupuest emplear 53 kg de emulsin encartuchada

por disparo frente a los 59 kg que realmente se emple(11.32% ms de lo presupuestado).


4.2) COSTO DE VOLADURA

4. VOLADURA

Cuadro 4


53/92

COSTOS DE VOLADURA

(Programado vs. Real)



Ahorro en Voladurapor 150 metros de

avance / mes?

DIAGRAMA CAUSA EFECTO QUE OCASIONAN


54/92

DIAGRAMA CAUSA - EFECTO QUE OCASIONANUNA PERFORACIN Y VOLADURA INEFICIENTE

Falta deParalelismo

PERFORACIONDEFICIENTE

Inadecuada Distribucin de la Carga Explosivay Deficiente Secuenciamiento en los Tiempos

de Retardo de la Malla

VOLADURADEFICIENTE

Falta de Pintadode Malla

Incumplimientodel Diseo de

Malla

SupervisinIneficiente



ESTRATEGIAS PARA LA REDUCCION DE COSTOS DE


55/92

IV.IV.IV.IV. IMPACTO DE LA PERFORACION Y VOLADURAIMPACTO DE LA PERFORACION Y VOLADURAIMPACTO DE LA PERFORACION Y VOLADURAIMPACTO DE LA PERFORACION Y VOLADURA

EN EL COSTO TOTAL DE EXTRACCIONEN EL COSTO TOTAL DE EXTRACCIONEN EL COSTO TOTAL DE EXTRACCIONEN EL COSTO TOTAL DE EXTRACCION


PERFORACION Y VOLADURA APLICADOS A LA MINERIA

5. LIMPIEZA Y ACARREO


56/92

En este caso se utiliza el trmino Limpieza-Acarreo, porquela limpieza propiamente dicha no se da, ya que no existencmaras de acumulacin o carguo cerca a los frentes, por loque el equipo LHD de 3.5 yd recorre distancias de hasta 400m, para limpiar el frente, haciendo ineficiente esta operacin.

El avance de un frente debe ser llevado con cmaras de carguoy/o acumulacin cada 150 m, lo cual asegura una limpieza real ypor ende ptima de la operacin unitaria que permita alcanzarrendimientos de 33 m/h, para labores a gradientes no mayoresa 12% y conservando un buen piso de labor.

Segn el presupuesto se deben tener cmaras cada 150 m,para tener un rendimiento de 30 m/h con pendiente de 12%como mximo, sin embargo en la prctica se tiene distancias deacarreo (mal llamada distancia de limpieza) de 200 hasta 400m, obteniendo un rendimiento de 22.7 m/h en el mejor de loscasos.


5.1) RENDIMIENTOS DE LIMPIEZA Y ACARREO

PRODUCTIVIDAD TEORICA (ton/hr) vs. DISTANCIA (m)SCOOP DE 3 5 YD


57/92

SCOOP DE 3.5 YD


(Comparacin por Gradiente)

Fuente: ATLAS COPCO 5757

Cuadro 5RENDIMIENTOS DE LIMPIEZA-ACARREO


58/92

(Presupuestado vs. Real)


5. LIMPIEZA Y ACARREO


59/92

El costo de limpieza - acarreo se expresa con respecto a losm esponjados16, trasladados por el equipo LHD de 3.50 yd.

El costo de limpieza-acarreo programado es de 3.87 USD/m,

mientras que el real es de 5.16 USD/m, lo cual representa unincremento del costo del 33.33% respecto a lo programado.

Este costo ser posible de disminuir mediante unincremento en el rendimiento de la limpieza-acarreo que se

lograr con un control del mismo, ejecutndose:a) Cmaras de carguo y/o acumulacin cada 150 m.b) Gradientes de las labores no mayores a 12%, yc) Un adecuado material a cargar producto de una

perforacin y voladura controlada y optimizada.


5.2) COSTO DE LIMPIEZA Y ACARREO

16 Esponjamiento es el aumento de volumen de un terreno al ser excavado,todos los terrenos sufren este aumento de volumen y es expresado enporcentaje del volumen in situ.

Cuadro 6COSTOS DE LIMPIEZA - ACARREO


60/92


Mg. Ing. Fredy Ponce R. 6060

Distribucin del CostoDirecto Real

6. SOSTENIMIENTO CON PERNO SPLIT SET


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Segn el presupuesto, se ha optado por colocar pernos splitset de 7, con un rendimiento de 17 pernos/h con equipoJumbo, lo cual aumenta en la prctica a 21 pernos/h.

Sin embargo, no se deben colocar pernos split set de 7para una labor permanente, se deben colocar pernoshelicoidales o en su defecto pernos hydrabolt.

Los pernos split set tienen una resistencia a la carga de 1ton/pie, mientras que los pernos hydrabolt tienen 2 ton/pie;y los pernos helicoidales tienen 4 ton/pie, hacindolos losideales para labores permanentes.

En lo que respecta a los pernos helicoidales, muchas vecesno son colocados debido a que toma mayor tiempo que lospernos split set en la instalacin (perforacin e inyeccin).


6.1) RENDIMIENTOS DE PERNOS SPLIT SET



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La colocacin de pernos split set se debe a que son msrpidos de colocar, y porque no se cuenta con equiponecesario para la colocacin de hydrabolt.

Colocar pernos split set es ms rpido y agiliza el ciclo de lasoperaciones unitarias, sin embargo no garantiza ladurabilidad del sostenimiento de la labor, lo cual, si haceel perno helicoidal y en menor grado el perno hydrabolt.

El rendimiento del sostenimiento con pernos split set es 17pernos/h, lo cual es similar a lo visto en la prctica. Sinembargo esto se puede optimizar reduciendo los tiemposmuertos de perforacin y marcando previamente la malla desostenimiento con perno split set.

6.1) RENDIMIENTOS DE PERNOS SPLIT SET

SOSTENIMIENTO PARA LABORES DE AVANCE PERMANENTES (5.0 X 4.5 m)


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6363

Cuadro 7


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RENDIMIENTOS DE SOSTENIMIENTO DE PERNOS SPLIT SET





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El costo del sostenimiento con perno split set segn es similaral presupuestado 12.49 USD/perno. Sin embargo ser posiblede optimizar el costo de sostenimiento con perno split set a

travs de las mejoras a realizar en la operacin unitaria deperforacin.


6.2) COSTO DE PERNOS SPLIT SET

Cuadro 8COSTOS DE SOSTENIMIENTO DE PERNOS SPLIT SET


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7. SOSTENIMIENTO CON SHOTCRETE VIA SECA


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Segn el presupuesto el rendimiento en lanzado de shotcrete esde 1 m/h, lo cual ha sido ampliamente superado en un 67% porla prctica debido a que ha disminuido el tiempo de traslado

de materiales a la labor (ver Cuadro N

9). El sostenimiento con shotcrete va seca es uno de los puntos

de menor eficiencia dentro de las operaciones unitarias.

Es as, que el rebote juega un papel importante dentro del

sostenimiento con shotcrete. En el presupuesto se ha tomadocomo rebote el 40% del total, sin embargo en la prctica estalrededor del 48%.


7.1) RENDIMIENTOS DE SHOTCRETE VIA SECA

O


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CAUSAS DEL REBOTE:

a) Tipo de arena: Segn el presupuesto, la cantidad de cemento esde 8 bolsas/m, fibra metlica es de 25 kg/m y de aditivo es 2gl/m. Sin embargo el % de rebote ha aumentado en 8%debido a que la arena utilizada no es de buena calidad,generando un concreto pobre y no se adhiera bien a las paredesde la labor.

b) Mala prctica en el lanzamiento del shotcrete: La distanciaptima para lanzar el shotcrete no debe ser mayor a 1.5 m, sin

embargo, en la prctica la distancia es muy variable (vadesde 1 metro hasta 3 a 4 metros). Este exceso en la distanciaocasiona que la mezcla no llega con la suficiente fuerza paraadherirse a la pared de la excavacin y por ende se despega y

cae al piso.


GrficoFACTORES QUE AFECTAN EL REBOTE EN EL LANZAMIENTO


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Para una muestra de 30 casos en que se ejecut lanzamiento deshotcrete va seca, se detect que en 21 casos (70%) el problema erala baja calidad de los insumos, y en 9 casos (30%) el problema erala distancia de lanzado del shotcrete que llegaba a 3 metros.

DEL SHOTCRETE VIA SECA


Cuadro 9

RENDIMIENTOS DE SOSTENIMIENTO CON SHOTCRETE VA SECA


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RENDIMIENTOS DE SOSTENIMIENTO CON SHOTCRETE VA SECA


DOSIFICACION DEL SHOTCRETE


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7171

7. SOSTENIMIENTO CON SHOTCRETE VIA SECA

7 2) COSTO DE SHOTCRETE VIA SECA


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El costo de sostenimiento con shotcrete es calculado conrespecto al m cubierto y es un 15.34% superior a lopresupuestado, debido a que el rendimiento real de rea

cubierta m por m de mezcla lanzado (m/m) es un 13.29%inferior a lo presupuestado.

Esto se debe a que la cantidad de desperdicio ocasionado por:

a) El rebote es de 48% (20% ms de lo presupuestado).

b) Inadecuada manipulacin del material.c) Mala calidad de insumos (principalmente la arena, ocasiona

un aumento en la cantidad de cemento por m), y

d) Mala prctica en el lanzado.


7.2) COSTO DE SHOTCRETE VIA SECA

Cuadro 10

COSTOS DE SOSTENIMIENTO CON SHOTCRETE VA SECA


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8. EVALUACION DEL CICLO DE MINADO


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Luego de analizar las operaciones unitarias por separado sepuede ver todo el ciclo de las operaciones unitarias de unalabor de desarrollo, as en el cuadro 11, se puede observar queel ciclo de minado se programa para 5.00 horas, pero en la

prctica dura 6.20 horas. Las principales actividades en el ciclo de minado, con respecto

a su duracin, son: la perforacin y la limpieza teniendo ellasen conjunto el 61% y 68% del programado y real,respectivamente.


Cuadro 11CICLO DE LAS OPERACIONES UNITARIAS DE UN FRENTE DE 3.5 x 3.0



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Distribucin delCiclo de Minado

Cuadro 13CALCULO DEL COSTO UNITARIO DE MINA OPTIMIZADO

EN LABORES DE DESARROLLO


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Distribucin del CostoTotal Unitario de Minado

DIAGRAMA CAUSA - EFECTO DE LAS OPERACIONES UNITARIAS

Incumplimiento


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``

Secuencia de Salida

VOLADURADEFICIENTE

SOSTENIMIENTODE BAJA

CONFIABILIDAD

CICLO DE

MINADOINEFICIENTE

Distribucin deCarga Explosiva

del Diseo deMallaSupervisin

Deficiente

Sobrerotura

Seleccin Inadecuadade Sostenimiento

BAJO RENDIMIENTO ENLIMPIEZA-ACARREO

Distancia entreCmaras

GranulometraDeficiente

VoladuraDeficiente

PERFORACIONDEFICIENTE

Paralelismode Taladros

Pintado

de Malla





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V.V.V.V. OTRAS ESTRATEGIAS DE REDUCCION DE COSTOSOTRAS ESTRATEGIAS DE REDUCCION DE COSTOSOTRAS ESTRATEGIAS DE REDUCCION DE COSTOSOTRAS ESTRATEGIAS DE REDUCCION DE COSTOS

DE PERFORACION Y VOLADURA SUBTERRANEODE PERFORACION Y VOLADURA SUBTERRANEODE PERFORACION Y VOLADURA SUBTERRANEODE PERFORACION Y VOLADURA SUBTERRANEO


OPERACIONES UNITARIAS MINERAS MAL EJECUTADAS

PERFORACION VOLADURA LIMPIEZA Y CARGUIO TRANSPORTE


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PROCESO DE MEJORA DE GESTIN Y OPTIMIZACIN EN ESTA DIRECCION, VANTRANSVERSALES A LO LARGO DE LAS OPERACIONES UNITARIAS

Deficiente trazo deperforacin. Mayorreperforacin.

Incremento en consumode explosivos. Costoadicional de voladurasecundaria.

El equipo de limpieza(scoop, pala, rastrillo, etc.)tiene mayores problemasmecnicos.

Deficiente mantenimiento yconservacin del equipo detransporte (carros mineros,camiones, skips, etc.).

Incremento consumo deaceros de perforacin.

Mala fragmentacin(mucho banco o muy fino).

Carguo deficiente delmaterial (factor de carga).

Transporte deficiente delmaterial (factor de carga).

Techos inestables y secomienza a perder elcontrol.

Menos seguridad en elcarguo, por techos en malestado. Alto riesgo porcada de rocas.

Deficiente alimentacin demineral a tolva deprocesamiento. Mayor costode rotura de bancos en parrilla.

Mayor costo desostenimiento.

Se incrementa el tiempode limpieza.

Se incrementa el tiempo detransporte. Si hay muchos

bancos la carga no pasa porlas parrillas y se acumula.

Incremento riesgo deseguridad al personal, alreperforar reas quetendran explosivos oterrenos alterados.

Psimas condiciones deseguridad al personal. Seincrementa el riesgo porcada de rocas.

Psimas condiciones deseguridad al personal. Seincrementa el riesgo porcada de rocas.

Psimas condiciones deseguridad al personal. Seincrementa el riesgo por cadade rocas.

Mayor costo perforacin. Mayor costo de voladura. Mayor costo de limpieza. Mayor costo de transporte.


1. COMITE DE PERFORACION Y VOLADURA (US$ 8.6 MM):

Mina 1


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Mina 2


PRINCIPALES ACTIVIDADES REALIZADASEN COMIT DE PERFORACIN Y VOLADURA:


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1) Reduccin de la Dilucin Diseo /Optimizacin y estandarizacin de mallas de perforacin y voladura. Medicin de dilucin con equipo Optech. Trabajar con equipos que garanticen una desviacin no mayor del 1%. Capacitaciones al personal de contratas y compaa. Supervisin y control en campo. Elaboracin de Procedimientos.

2) Mejora en la perforacin con Taladros Largos (Simbas) Zonificacin geomecnica de la mina. Capacitaciones al personal de contratas y compaa. Supervisin y control en campo. Elaboracin de Procedimientos.

3) Control estricto del uso de Explosivos Mejora en la calidad de la informacin. Cambio en el sistema de despacho. Construccin de polvorines auxiliares y movilidad traslado de explosivos (en proceso). Control en la asignacin de materiales en Labores no consideradas en el Plan. Programacin adecuada de tareas de voladura, optimizando rendimiento del personal. Supervisin y control en campo. Elaboracin de Procedimientos.


2. COMITE DE SOSTENIMIENTO (US$ 2.5 MM):

Reducir el costo de sostenimiento (US$/TM) en funcin a rediseos


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Mina 1

Mina 2

Mina 3


PRINCIPALES ACTIVIDADES REALIZADAS


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1) Estudio de tiempos a equipos en interior mina SC - AND.2) Mejora del control de reportes de Empresas contratistas Mineras (ECM) y

Volcan, en aspectos de cumplimiento y calidad de informacin

EN COMIT DE TIEMPOS PRODUCTIVOS:

1) Cambio de administracin de la planta de Shotcrete San Cristbal.2) Auditora del proceso de Elaboracin de Shotcrete, transporte y

lanzado

EN COMIT DE SOSTENIMIENTO:


3. COMITE DE TRANSPORTE Y ACARREO (US$ 2.5 MM):

Reducir distancias de transporte, incrementar uso de tolvas de


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Mina 1


transferencias

PRINCIPALES RESULTADOS


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Mina 1 Productividad (TM/Hombre)

Avance Simbas (m/semana)


PRINCIPALES RESULTADOS

Factor de Potencia (Kgs/TM)


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Dilucin (%)

Utilizacin Equipos Mina (%)


Recuperacin Ag en CC Pb (%)


87/92

Incremento de Produccin (TMS)

Mantenimiento Planificado (%)


RESULTADOS CUANTITATIVOS


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89/92

VI.VI.VI.VI. INNOVACIONES EN MINERIA SUBTERANEAINNOVACIONES EN MINERIA SUBTERANEAINNOVACIONES EN MINERIA SUBTERANEAINNOVACIONES EN MINERIA SUBTERANEA


1) U d di t d f i t

TENDENCIAS DE ACCIONES PARA REDUCIR COSTOS DEEXCAVACIONES SUBTERRANEAS


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1) Uso de dimetros de perforacin entre < 45 - 51 > mm.2) Mayor longitud de barra de perforacin posible (14,16,18 pies).3) Importancia al afilado y cuidado de los aceros de perforacin.4) Utilizacin de vigas telescpicas.5) Perforadoras ms potentes (mayor energa de impacto, y

mayor frecuencia de impacto).6) Utilizacin de softwares para automatizacin.7) Utilizacin de softwares para diseo y durante la

perforacin (Tunnel Manager Lite, Measure While Drilling).8) Ergonoma (cabinas, mandos, A/C, calefaccin, etc.).9) Facilidad para el servicio tcnico.10) En algunos casos la utilizacin de equipos diesel-hidrulicos.

11) Equipos modulares para frontoneo, taladros largos yempernado.


AHORROS SUSTANCIALES DEL USO DE DETONADORESELECTRONICOS EN LABORES DE AVANCE SUBTERRANEO.


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9191

1) Mejora el avance efectivo por disparo (18% en mineral, y 7% endesmonte)

2) Se ha logrado controlar los bancos (35% en mineral y 43% endesmonte). Esto incrementa la velocidad del ciclo de minado.

3) Se ha disminuido un 22% de la sobrerotura en el tunel4) Incrementa el nmero de medias caas presentes. Control de daos,

Mejora del 60% en mineral y 100% en desmonte.5) Mejora la seguridad (iniciacin electrnica, no pirotcnica)

6) Para una simulacin de 1,000 metros de avance, se utilizan 500disparos con voladura no elctrica, o 333 disparos con voladuraelectrnica.

7) En trminos de costos, se aumenta el costo de explosivos, disminuye

el costo de perforacin (33% de ahorro), y de extraccin de mineral


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Mg. Ing. Fredy Ponce RamrezE-mail: [email protected]

Celular: 51 1 975589453

RPM: # 931393

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sesión 6 - estrategias reduccion costos de perforacion y voladura en minas subterraneas (23-abr-14)

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