REPOSITORIO INSTITUCIONAL
UNASAM
FORMATO DE AUTORIZACIÓN PARA PUBLICACIÓN DE TESIS Y TRABAJOS DE INVESTIGACIÓN, PARA A OPTAR GRADOS ACADÉMICOS Y TÍTULOS PROFESIONALES EN EL REPOSITORIO
INSTITUCIONAL DIGITAL - UNASAM
Conforme al Reglamento del Repositorio Nacional de Trabajos de Investigación – RENATI. Resolución del Consejo Directivo de SUNEDU Nº 033-2016-SUNEDU/CD
1. Datos del Autor:
Apellidos y Nombres: ZORRILLA BELLO CRISTIAN
Código de alumno: 101.0802.425 Teléfono: 948395123
Correo electrónico:[email protected] DNI o Extranjería: 47085971 2. Modalidad de trabajo de investigación:
( ) Trabajo de investigación
( ) Trabajo de suficiencia profesional
( ) Trabajo académico ( x ) Tesis
3. Título profesional o grado académico: ( ) Bachiller
( ) Licenciado
( x ) Título ( ) Magister
( ) Segunda especialidad ( ) Doctor
4. Título del trabajo de investigación:
“IMPLEMENTACIÓN DEL MÉTODO DE EXPLOTACIÓN POR SUBNIVELES CON TALADROS LARGOS, PARA INCREMENTAR LA PRODUCCIÓN EN LA UNIDAD MINERA CONTONGA, EMPRESA MINERA LOS QUENUALES S.A. – AÑO 2018”
5. Facultad de: Ingeniería de Minas, Geología y Metalurgia 6. Escuela, Carrera o Programa: de Ingeniería de Minas 7. Asesor:
Apellidos y Nombres: MBA. Ing. Castillejo Melgarejo Ricardo Cayo Teléfono: 923525045 Correo electrónico: [email protected] D.N.I: 31660457
A través de este medio autorizo a la Universidad Nacional Santiago Antúnez de Mayolo, publicar el trabajo de investigación en formato digital en el Repositorio Institucional Digital, Repositorio Nacional Digital de Acceso Libre (ALICIA) y el Registro Nacional de Trabajos de Investigación (RENATI).
Asimismo, por la presente dejo constancia que los documentos entregados a la UNASAM, versión impresa y digital, son las versiones finales del trabajo sustentado y aprobado por el jurado y son de autoría del suscrito en estricto respeto de la legislación en materia de propiedad intelectual.
Firma: ………..
D.N.I 47085971
UNIVERSIDAD NACIONAL
“SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO”
Presentado por:
Asesor:
Bach. ZORRILLA BELLO, Cristian
MBA Ing. CASTILLEJO MELGAREJO, Ricardo Cayo
PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE:
INGENIERO DE MINAS
HUARAZ - PERÚ
2018
FACULTAD DE INGENIERÍA DE MINAS, GEOLOGÍA Y METALURGIA
ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE MINAS
TESIS
IMPLEMENTACIÓN DEL MÉTODO DE EXPLOTACIÓN
POR SUBNIVELES CON TALADROS LARGOS, PARA
INCREMENTAR LA PRODUCCIÓN EN LA UNIDAD
MINERA CONTONGA, EMPRESA MINERA LOS
ii
DEDICATORIA
iii
AGRADECIMIENTO
A Dios por ser mi sustento espiritual.
A mi alma mater quien fue la que me brindo los conocimientos teóricos y prácticos para poderlos aplicar en mi desempeño profesional.
iv
RESUMEN
La presente tesis titulada “Implementación del Método de Explotación por Subniveles
con Taladros Largos, para Incrementar la Producción en la Unidad Minera Contonga, Empresa Minera Los Quenuales S.A. - Año 2018.”, nace de la pregunta ¿La implementación del método de explotación por subniveles con taladros largos incrementará la producción en la Unidad Minera Contonga?
El objetivo principal es el de implementar el método de explotación por subniveles con taladros largos, para incrementar la producción en la Unidad Minera Contonga, Empresa Minera los Quenuales S.A. - Año 2018.
Se justifica por el alto costo de producción y la baja productividad del método de explotación corte y relleno ascendente mecanizado aplicado para la explotación de estructuras tipo skarn en la Unidad Minera Contonga, Empresa Minera los Quenuales S.A, conlleva a realizar cambios con la implementación del método de explotación por subniveles con taladros largos, que nos permitirá explotar el Tajo 079E, Nv (-) 310, y de esta manera reducir costos e incrementar la producción.
Se concluyó que de acuerdo al levantamiento litológico estructural de caracterización del macizo rocoso que el Tajo 079E, Nv (-) 310, posee características geométricas y geomecánicas para ser explotada con el método de explotación por subniveles con taladros largos.
PALABRAS CLAVES
v
ABSTRACT
This thesis entitled “Implementation of the Sub-Level Exploitation Method with Long
Drills, to Increase Production in the Contonga Mining Unit, Empresa Minera Los Quenuales S.A. - Year 2018”, the question arises: Will the implementation of the operation method by sub-levels with long drills increase production in the Contonga Mining Unit?
The main objective is to implement the operation method by sub-levels with long drills, to increase production in the Minera Contonga Unit, Empresa Minera los Quenuales S.A. - Year 2018.
It is justified by the high cost of production and the low productivity of the mechanized upward cut and fill method of operation applied for the exploitation of skarn-type structures in the Contonga Mining Unit, Empresa Minera los Quenuales SA, leads to changes with the implementation of the method of operation by sub-levels with long drills, which will allow us to exploit the Tagus 079E, Nv (-) 310, and thus reduce costs and increase production.
It was concluded that according to the structural lithological survey of characterization of the rock massif that the Tagus 079E, Nv (-) 310, has geometric and geomechanical characteristics to be exploited with the method of exploitation by sub-levels with long drills.
KEYWORDS
vi
INDICE
DEDICATORIA ... ii
AGRADECIMIENTO ... iii
RESUMEN ... iv
ABSTRACT ... v
TABLAS ... ix
FIGURAS ... x
INTRODUCCIÓN ... xi
CAPITULO I GENERALIDADES ... 1
1.1. Entorno Físico ... 1
1.1.1. Ubicación y acceso ... 1
1.1.2. Fisiografía... 3
1.1.3. Clima e hidrografía... 3
1.2. Entorno Geológico ... 4
1.2.1. Geología regional ... 4
1.2.2. Geología local ... 8
1.2.3. Geología estructural ... 11
1.2.4. Geología económica ... 11
CAPITULO II FUNDAMENTACIÓN ... 15
2.1. Marco Teórico. ... 15
2.1.1. Antecedentes de la investigación ... 15
2.2. Fundamentación teórica ... 18
vii 2.2.2. Preparación del método de explotación tajeo por subniveles con taladros
largos... 25
2.2.3. Perforación de taladros largos ... 27
2.2.4. Factores que originan la desviación del taladro. ... 27
2.2.5. Estándar de perforación de los taladros largos descendentes ... 28
2.3. Definición de Términos ... 29
CAPITULO III METODOLOGÍA ... 32
3.1. El Problema ... 32
3.1.1. Descripción de la realidad ... 33
3.1.2. Identificación y selección del problema. ... 34
3.1.3. Formulación del problema ... 34
3.1.4. Objetivos de la investigación ... 35
3.1.5. Justificación e importancia de la investigación ... 36
3.1.6. Alcances ... 36
3.1.7. Limitaciones ... 36
3.2. Hipótesis ... 37
3.3. Variables ... 37
3.3.1. Operacionalización de variables ... 37
3.4. Diseño de la investigación ... 38
3.4.1. Tipo de investigación ... 38
3.4.2. Nivel de la investigación ... 38
3.4.3. Diseño de investigación ... 39
3.4.4. Método ... 39
3.4.5. Población y muestra. ... 39
viii
3.4.7. Metodología de recolección de datos. ... 41
CAPITULO IV RESULTADOS DE LA INVESTIGACIÓN ... 42
4.1. Descripción de la realidad y procesamiento de datos. ... 42
4.2. Determinación de costos de producción. ... 42
4.3. Diseño del método de explotación... 43
4.3.1. Método de explotación aplicado actualmente Corte y Relleno Ascendente Mecanizado. ... 43
4.3.2. Diseño del Método de Explotación por Subniveles con Taladros Largos, para incrementar la producción en la Unidad Minera Contonga, Empresa Minera los Quenuales S.A. ... 45
4.4. Discusión de resultados. ... 57
4.5. Aporte del tesista ... 60
CONCLUSIONES. ... 61
RECOMENDACIONES ... 63
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ... 64
ANEXOS ... 65
ANEXO N° 01: Matriz de Consistencias. ... 66
ANEXO N° 02: zoneamiento geomecánico tajo 079E, Nivel (-) 310. ... 71
ANEXO N° 03: Diseño de slot para rocas de tipo II ... 72
ANEXO Nº 04: Diseño de Slot para rocas de tipo IIIB Y IVA ... 73
ANEXO N° 05: Programa de taladros y tonelaje Tajo 079E, Nivel (-) 310. ... 74
ix
TABLAS
Tabla 1. Resumen cubicación de recursos al 31 de diciembre del 2016. ... 14
Tabla 2. Operacionalización de variables ... 38
Tabla 3. Costos de Producción (US$/Ton) entre sublevel stoping y corte y relleno. ... 43
Tabla 4. Producción en toneladas métricas de mineral, año 2017. ... 58
Tabla 5. Producción en toneladas métricas de mineral, año 2018. ... 59
x
FIGURAS
Figura 1. Ubicación de la Unidad Minera Contonga. ... 2
Figura 2. Mapa geológico regional. ... 7
Figura 3 Mapa geológico regional. ... 8
Figura 4. Sección geológica local. ... 10
Figura 5. SUBLEVEL STOPING: Perforación de taladros largos. ... 22
Figura 6. Sublevel stoping con taladros paralelos. ... 23
Figura 7. Sublevel stoping con taladros en abanico. ... 24
Figura 8: Labores de preparación. ... 26
Figura 9. Desviación del taladro. ... 27
Figura 10.Método de explotación empelado actualmente. ... 44
Figura 11. Sección Topográfica, Tajo 079E, Nivel (-) 310. ... 46
Figura 12. Sección Estructural, Tajo 079E, Nivel (-) 310. ... 47
Figura 13. Abaco de martillo de Schmidt. ... 48
Figura 14. Calculo de Tiempo de autosoporte. ... 49
Figura 15. Diseño de sostenimiento con cable boltin. ... 50
Figura 16. Preparación del nivel (-) 310. ... 52
Figura 17. Diseño del tajo piloto nivel (-) 310. ... 53
Figura 18. Preparación de subnivel en el tajo piloto. ... 54
Figura 19. Perforación de taladros de producción en el tajo piloto ... 54
Figura 20. Voladura del slot en el tajo piloto. ... 55
Figura 21. Voladura de producción en el tajo piloto. ... 55
Figura 22. Limpieza en el tajo piloto. ... 56
xi
INTRODUCCIÓN
La presente tesis surge con la necesidad de hacer frente a los altos costos de minado y la baja en la calidad de las leyes de los minerales a medida que la mina profundiza, hacen que el incremento de la producción de 36,000 TM/mes a 45,000 TM/mes, sé la solución a este problema, con la implementación del método de minado subterráneo masivo como el método de explotación por subniveles con taladros largos, para explotar el Tajo 079E, Nv (-)310 y de esta manera incrementar la producción en la Unidad Minera Contonga, Empresa Minera los Quenuales S.A.
La tesis está compuesta de:
La caratula, la dedicatoria; el agradecimiento, el resumen, palabras claves, el índice general, índice de tablas, índices de figuras y la introducción.
Capítulo I: Generalidades, en este capítulo se detalla temas referentes al entorno físico como la ubicación, el acceso, la fisiografía, el clima y vegetación también se trata sobre el entorno geológico regional, geología local, la geología estructural y la geología económica.
El Capítulo II: Trata sobre la fundamentación con el marco teórico, los antecedentes de la investigación, la fundamentación teórica y la definición de términos.
xii El Capítulo IV: Trata sobre los resultados de la investigación, con la descripción de la realidad, procesamiento de datos, costos de producción, diseño del método de explotación propuesto, la discusión de resultados y el aporte del tesista.
1
CAPITULO I
GENERALIDADES
1.1. Entorno Físico
1.1.1. Ubicación y acceso
La unidad minera Contonga de la Empresa Minera los Quenuales S.A., se encuentra ubicado en el paraje de la quebrada Tucush y Contonga, Distrito de San Marcos, Provincia de Huari, Departamento de Ancash a 11 Km. del Parque Nacional de Huascaran y 6 Km. de la zona de Amortiguamiento, cuyas coordenadas U.T.M. son:
77’950,200 N
273,000 E
La altitud está comprendida entre 4,000 y 4,500 m.s.n.m.
2
“Lima - Conococha – Antamina – Contonga: 444 km. El tiempo de
viaje desde Lima es aproximadamente de 7 horas.” (RAMOS, 2010).
Figura 1. Ubicación de la Unidad Minera Contonga.
Fuente: http://geocatmin.ingemmet.gob.pe/geocatmin/
3
1.1.2. Fisiografía
Fisiográficamente el yacimiento se encuentra en el flanco oriental de la cordillera blanca, en el cerro Contonga, donde se observan lagunas y quebradas profundas que se han formado por la erosión glaciar fluvial.
La zona se encuentra en la unidad geomorfológico Superficie Puna, esta presenta una topografía suave y ondulada es reconocible en gran parte de la región a pesar de haber sufrido una fuerte dirección posterior.
Se encuentra en una altitud de 4000 a 4500 m.s.n.m. Respecto al drenaje podemos indicar que es enrejado, donde la laguna Contonga y Pajuscocha es uno de los principales colectores de pequeños afluentes. Drena por la laguna de Pasjuscocha, luego desemboca al río Tucush y finalmente llega al río Mosna. (RAMOS, 2010).
1.1.3. Clima e hidrografía
El clima de la zona es frígido durante la mayor parte del año con una temperatura variable, teniendo en los meses de abril a octubre temperaturas mínimas que llegan a -8°c y una máxima de 12°c, durante los meses de noviembre a marzo se tienen temperaturas de -4°c a 6°c esto a la variación de presión barométrica presentando nevadas, granizadas y descargas eléctricas como relámpagos y truenos.
Pajonal de puna. - Esta es la formación vegetal predominante alrededor de la
4
Roquedal. - Este tipo de comunidad vegetal se caracteriza por desarrollarse
sobre el lecho rocoso. Las especies más representativas es Chuquiraga spinosa (huamanpinta), junto con ella se observa Bidens sp (“bidens”), Urtica sp (“ortiga”).
Fauna. - Los animales que se encuentran son animales adaptados a la zona
como el ganado vacuno, lanar, existen también una variedad de aves silvestres. (RAMOS, 2010).
1.2. Entorno Geológico
1.2.1. Geología regional
Se caracteriza por presentar una amplia secuencia sedimentaria, aisladas ocurrencias de volcánicos y presencia de rocas intrusivas.
Secuencia Sedimentaria: Está representada por calizas, limolitas, lutitas y cuarcitas, comprendidas en el Valanginiano (Cretáceo Inferior) y el Coniaciano (Cretáceo Superior), dichas edades no son absolutas, se deducen por correlación estratigráfica y evidencias paleontológicas, usando como referencias las hojas geológicas del INGEMMET a 1:100,000 SINGA y LA UNION.
Las principales unidades estratigráficas que afloran regionalmente se muestran a continuación:
Formación Celendín: Calizas de color gris oscuros, de fina estratificación,
5
Formación Jumasha: Calizas con estratificaciones gruesas y compactas de
color gris claro, intercalaciones con lutitas grises, finamente bandeadas, presenta en la base de la secuencia 2m. de espesor de una arenisca calcárea. Jumasha es la unidad principal que alberga la mineralización en Contonga. Edad Turoniano a Albiano Superior, con un espesor de 800m.
Formación Pariatambo: Calizas grises bituminosos, de estratificación gruesa,
margas marrón oscuras con características por su olor fétido en esta unidad, en algunas zonas del área también están mineralizadas. Edad Albiano Medio, con espesor de 100m a 500m.
Formación Chúlec: Calizas grises dolomíticos, intercaladas con finos estratos
de areniscas, limolitas y lutitas. En la unidad se puede ver mineralización selectiva tipo manto.
Formación Pariahuanca: Calizas grises con intercalaciones de estratos de
aspecto sucio. Edad Aptiano con espesor de 100m hasta 400 m.
Grupo Goyllasquizga: Tiene tres formaciones: Chimú, Santa y Carhuaz en el
área están indiferenciados. Edad Valanginiano, con espesor mayor a 500m.
Unidades Intrusivas: Las rocas intrusivas se consideran como intrusiones jóvenes en comparación con los intrusivos cercanos: Plutón de Cahuish (Oeste de Contonga – Cordillera Blanca), datadas en 11.1Ma – 16Ma, por J. Wilson en 1975. En 1966 las dataciones obtenidas de D. Noble arrojan edades de 10Ma para el stock Antamina. El stock Contonga puede correlacionarse con este intrusivo.
6 en el área. La dirección principal de dicha compresión se orienta en SW-NE, coincidiendo con el mecanismo de subducción de la corteza marina con la corteza continental en el Perú Central.
La brecha hidrotermal cementada con sulfuros de Zn + Pb + Ag + Cu, se desarrolla mayormente en el contacto intrusivo, las principales zonas están restringidas a los sectores Oeste y Sur del stock, el ensamblaje de alteración en el skarn está constituido por granate verde, piroxeno fluorita. Fallamiento post mineral ha generado material consolidado dentro de la brecha (arcillas, sericitas, carbonatos).
Los diferentes tipos de skarn pueden agruparse de la manera siguiente: un típico skarn cálcico distal, teniendo en cuenta el ensamblaje Zn + Pb + Ag, un exo-skarn caracterizado por la presencia de piroxeno y fluorita con comportamiento por ser un sistema de mineralización extenso y algo profundo.
Zonas de anomalías con mineralización de interés exploratorio se han ubicado en la parte superior a lo largo de la formación Pariatambo contacto norte del stock Taully, la anomalía Ango y anomalía Flor de Habas.
Esta última presenta un halo de alteración de 300m x 30m de ancho donde se ha observado por lo menos cuatro mantos cuyas potencias van desde 1m hasta 7m con 1.1Oz Ag, 3% Pb y 2.3 % Zn.
Estructuras tipo manto se emplazan siguiendo el rumbo de los estratos de las Formaciones Jumasha y Pariatambo, las mencionadas estructuras denominadas “A” (anomalía Flor de Habas, Formación Pariatambo), “B” y “C” (Formación
7 Figura 2. Mapa geológico regional.
8 Figura 3 Mapa geológico regional.
Fuente: Planeamiento mina Unidad Minera Contonga, Empresa Minera los Quenuales 2018.
1.2.2. Geología local
9 3m de calizas compactas, gris claro a gris oscuro (lodolitas y grauvacas) en la base de la secuencia se observan lutitas grises, brechas de disolución locales se observan en la Formación Jumasha, asociadas a fallas a lo largo de los planos de estratificación. Típicamente forma relieves casi verticales con más de 60º de buzamiento de las rocas caja. El rumbo de los estratos es NW con buzamiento 60º a 70º SW, que coincide con el contacto intrusivo, presentando ligeras disturbancias, el espesor estimado es 750m.
Formación Pariatambo, presenta gruesos estratos grises de calizas fosilíferas, intercalados con margas y calizas carbonáceas de olor fétido. El rumbo de los estratos es NW, buzamiento 55º a 60º al SW. Formación Chúlec, presenta calizas dolomíticas 1m de espesor, intercaladas con limolitas de grano fino y también lutitas. El afloramiento presenta coloración marrón amarillenta, con espesores que llegan hasta 200m, tiene rumbo NW y presentan buzamientos de 50º a 55º hacia SW, representan un estrato clave para ubicar mineralización tipo manto (Flor de Habas). La Formación Pariahuanca y el Grupo Goyllar subyacen concordantemente a las formaciones anteriores.
10 secundaria. Este intrusivo es responsable de la mineralización Zn + Pb + Ag + Cu, dentro del skarn cálcico.
Alteración: Las partes centrales del intrusivo presentan débil a moderada alteración potásica, a los bordes es persistente una moderada a fuerte silicificación, en el contacto intrusivo – caliza se ha formado una estrecha banda de exo-skarn, con presencia de diópsido, andradita, grosularia y wollastonita, en forma distal, estratos de calizas con impurezas fueron alterados a hornfels o skarnoides de diópsido con diseminación grosularia. (Ing. Robles E. & Pérez E., 2018).
Figura 4. Sección geológica local.
11
1.2.3. Geología estructural
La zona de influencia se encuentra ubicada en la unidad de pliegues y sobre escurrimientos, éstas se caracterizan por la presencia de pliegues largos y estrechos asociados con grandes sobre-escurrimientos. Las formaciones cretáceas jurásicas, dan pliegues de hasta 20 Km. de largo y 3-4 Km. de ancho; son comúnmente concéntricas debido a la naturaleza maciza de las cuarcitas de la formación de Chimú. Sin embargo, las arcillitas, calizas y areniscas de la formación Santa y Carhuaz, producen a menudo plegamiento disarmónicos. (RAMOS, 2010).
1.2.4. Geología económica
Ocurre como lentes de reemplazamientos en calcosilicatos y a brechas hidrotermales en emplazamiento superficial. El primer tipo se desarrolla en los contactos norte y este mientras que las brechas mineralizadas ocurren e los contactos oeste y sur.
12 minerales que en los calcosilicatos, con la diferencia de que hay mayor presencia de minerales de plata como la galena argentífera y sulfosales.
El skarn y la mineralización asociada al reemplazamiento de carbonatos, están principalmente compuesto por wollastonita, menor granate verde y un extenso halo de marmolizacion, los horfenls y las calizas recristalizadas representan la expresión distal de las estructuras mineralizadas.
Zonamiento: Existe un zonamiento de calcosilicatos cuya distribución, del intrusivo a las calizas es la siguiente:
Diópsido (2mm) – grosularia (2mm) ocurre en bandas con anchos de
0.60m hasta 1.75m, tiene habito acicular y en agregados granulares.
Andradita (2mm) está en un ancho de 1.70m a 4.80m es de habito masivo
granular.
Wollastonita (13mm) andradita, tiene anchos de 2.00m a 7.50m, de hábito
radial acicular y en agregados granulares: La concentración de esfalerita ferrífera (marmatita) y calcopirita, claramente se relaciona a las dos últimas franjas de calcosilicatos, la galena más es de ocurrencia periférica.
El zonamiento vertical de la mineralización aún no está suficientemente
estudiado, sin embargo, se puede identificar que el cobre incrementa de valores desde la cota 4310msnm hacia abajo, en contraposición de los mayores de valores de plomo y plata, cuya concentración es mayor, cerca de superficie.
13 (control litoestructural) en cuyo contacto se producen aportes de sílice, hierro, aluminio y otros elementos menores, los cambios físico – químicos van a producir calcosilicatos en forma de skarn o skarnoides (control de alteración) que van a favorecer el reemplazamiento con minerales de zinc, plomo, plata, cobre, bismuto y otros.
El control estructural es uno de los importantes, fracturamientos de rumbo SW-NE habrían dado origen al emplazamiento de las rocas intrusivas, también sirviendo de ductos de fluidos mineralizantes y otra familia concordante al rumbo de los horizontes calcáreos de rumbo SE-NW.
Reservas y Recursos: Las Reservas y Recursos Minerales se presentan de conformidad con las normas mínimas, descritos en el Código Australiano para la Presentación de Resultados de Exploración, Recursos y Reservas Mineras (Código JORC, edición de 2004).
Recursos Minerales: Los recursos minerales en la Unidad Minera Contonga están actualizados al 31 de diciembre del 2016, con el éxito de la perforación diamantina se viene cubicando recursos medidos e indicados.
14 Tabla 1. Resumen cubicación de recursos al 31 de diciembre del 2016.
|
Fuente: Plan operativo anual 2018, Unidad Minera Contonga empresa minera los Quenuales S.A.
Reserva
TM
Ag Oz/t
%Cu
%Pb
%Zn
US $/TM
Probado
1,713,939
2.13
0.57
1.11
3.12
96.86
Probable
658,040
2.30
0.63
0.94
3.02
98.36
15
CAPITULO II
FUNDAMENTACIÓN
2.1. Marco Teórico.
2.1.1. Antecedentes de la investigación
En la tesis “Proyecto de ampliación de operaciones para incrementar la capacidad de producción de una pequeña mina subterránea”, Sustentado el año
2015 por los ingenieros: Castellano Sanchez, Carlos Alfonso, Maque Vilca, Artemio y Jun, Yongjin, para optar el grado académico de Magíster en Gestión Minera en la Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas, Escuela de postgrado programa de maestría en gestión minera. En la tesis se concluyen que:
16 determinar que con la ampliación de capacidad de producción se podría obtener una mayor rentabilidad en una pequeña mina subterránea.
2. La decisión de ampliación se sustenta en cuatro factores clave, los cuales son, en orden de importancia: tendencia de precio favorable, reducción de costos permanentes, reservas suficientes y gerencia apta para llevar al proyecto.
3. Los objetivos de la investigación han sido satisfechos al igual que las hipótesis demostrándose que al implementar el proyecto de ampliación se logra mejorar la rentabilidad, reducir los tiempos de ciclo, reducir los costos y proporcionar mayor facilidad operativa a la actividad minera.
4. El resultado del análisis del flujo de caja descontado presenta un VAN Positivo. Se obtendría más de $ 3, 606,205 de VAN si se desarrolla el proyecto y una TIR de 32.60%.
5. La empresa tiene un proceso de Flotación en PLANTA CONCENTRADORA que no es necesaria mayor inversión para tratar este aumento de producción.
6. A pesar de ciertas condiciones geológicas y mineras, se trata de una operación que ofrece un mineral de gran docilidad metalúrgica, que permite producir un concentrado limpio, que es muy apreciado por los compradores de estos materiales. (Castellano S, Maque V. & Yongjin, 2015).
En la tesis “Ventajas Económicas de la Implementación del Método de
Explotación Sublevel Stoping en Vetas Angostas frente al Método de Explotación Convencional de Corte y Relleno Ascendente en la Zona Codiciada de la Mina Morococha”, Sustentado el año 2016 por los
17 Yoel, para optar el título profesional Ingeniero de Minas en la Universidad Nacional de Trujillo Facultad de Ingeniería, Escuela Académico Profesional de Ingeniería de Minas, En la tesis se concluye que:
1. El costo de producción del método sublevel stoping en comparación al método de corte y relleno ascendente convencional se refleja una disminución del 30 %, ósea de 75.15 US$/Ton a 57.61 US$/Ton.
2. Al realizar el estudio de rentabilidad de ambos métodos, se observa que el método de sublevel stoping tiene un índice de 0.80, mientras que el método corte y relleno ascendente convencional tiene un índice de 0.38, por lo tanto, hablamos que existe una diferencia de 0.47, haciendo que el método sublevel stoping sea más rentable.
3. Evaluando los resultados anteriores se llega a la conclusión que el método sublevel stoping ofrece un mayor índice de rentabilidad y un bajo costo de operación en comparación al método corte y relleno ascendente convencional. Así mismo se logra identificar las operaciones unitarias con mayor porcentaje dentro del estudio del método en las cuales se puede analizar para así lograr reducir el costo de operación del método sublevel stoping, y de esta manera sea aún más rentable para la explotación.
18 ascendente convencional se considera altura de corte de 2 metros, esto conlleva a tener 7 cortes en total para llegar a cubrir la altura de banco de 14 metros, pudiendo realizar sólo 2 cortes mensuales, estimándose un tiempo de 8 meses aproximadamente. Con esto el método sublevel stoping emplea un menor tiempo de operación. Sumado a ello el porcentaje de dilución entre uno y otro método, concluyendo una diferencia de 2% a favor del Sublevel stoping. (CARLOS J. & RIVERA C., 2016).
2.2. Fundamentación teórica
2.2.1. Tajeo por subniveles con taladros largos
Características: El Tajeo por subniveles (Sublevel Stoping, Blasthole o Longhole Stoping) con taladros largos es un método de minado de alta producción aplicable: “a cuerpos o vetas extensas, de buzamiento casi vertical y geometría regular que poseen un mineral y cajas competentes que requieren esporádicos o ningún soporte y el mineral roto fluye bajo la influencia de la gravedad”
Este método posee una fuerte inversión en la etapa de preparación, aunque dicho costo es compensado por el hecho que gran parte de la preparación es ejecutado en mineral.
19 Actualmente está limitado a cuerpos empinados de mineral donde tanto el mineral como la roca encajonante son competentes y el mineral roto fluye por gravedad. Los cuerpos de mineral deben ser regulares, porque el método no es selectivo.
El uso eficiente de voladura en gran escala hace de tajeo por subniveles uno de los métodos de más bajos costos de la minería subterránea.
La perforación de los taladros es ejecutada con máquinas perforadoras de taladros largos.
Tipos de cuerpos de mineral: El cuerpo de mineral requerido para el tajeo por subniveles con taladros largos debe ser: potente y competente, y la roca encajonante deben auto sostenerse. Los esfuerzos de la roca varían ampliamente y pueden ser compensadas en el diseño, pero debe tener un esfuerzo mínimo de 8,000 psi (55 Mpa). La pendiente del cuerpo de mineral y de la roca encajonante debe ser tal que esto exceda el ángulo de reposo del mineral roto, que permita el flujo por gravedad del mineral volado por los puntos de carguío y las tolvas.
20 los tajeos adyacentes hayan sido rellenadas (Boshkov y Wright, 1973; Hamrin, 1982).
La perforación de taladros largos y los grandes volúmenes de producción disparados requieren que los cuerpos de mineral sean bien definidos. Los bordes de los tajeos deben ser regulares, porque cuerpos irregulares de mineral y aquellos que contienen grandes tramos de desmonte no pueden fácilmente ser evitados. El desmonte de los cuerpos irregulares de mineral e inclusiones diluyen al final el mineral extraído y esta dilución aumenta el costo por tonelada de mineral producido. Un contacto de la mineral a la roca encajonante liso permite el flujo más fácil del mineral disparado a los puntos de carguío y tolvas. La roca debe ser estructuralmente competente y auto soportarse con las grandes aberturas y podrían ser dejadas sin relleno durante amplios períodos de tiempo. Además, repetidas ondas de choques o detonación de grandes voladuras requieren un mineral de alto esfuerzo compresivo y mínimas discontinuidades estructurales como juntas, fallas, y planos sub horizontales.
Las fallas resultantes del colapso del material incompetente causan excesiva dilución, la pérdida de los subniveles y bancos grandes que bloquean los puntos de carguío, y hacen necesario el reacondicionamiento de los tajeos. Pequeñas, fallas localizadas causan el movimiento y el desplazamiento de la roca, y rajan los taladros a ser disparados. Esto a su vez hace difícil la carga de los taladros a ser disparados y en algunos casos hace necesario una extensiva reperforación de los taladros (Morrión y Russell, 1973; Mitchell, 1981; Lawrence, 1982). El método de tajeo por subniveles con taladros largos es usado en profundidades de hasta 900 metros (Misra, 1983).
21 llegando a 110 toneladas/hombre guardia en grandes tajeos (Takata, Nanko y Izawa, 1981).
El método tiene un moderado a muy alto ritmo de producción, con tajeos individuales que producen encima de 25,000 toneladas / por mes.
El método es seguro y aparte del manejo de los subniveles son fáciles para ventilar, particularmente donde las voladuras semanales son realizadas.
La recuperación de mineral puede ser alta, superior al 90 %, cuando es posible la buena recuperación de pilar. La dilución es generalmente baja y puede estar debajo del 20 % para la mayoría de las operaciones.
Los tajeos pueden ser perforados mucho más adelante que los taladros sean disparados y volados dependiendo que el equipo esté disponible.
En grandes operaciones las voladuras pueden ser realizadas una vez a la semana, con equipos de voladura eficientes altamente entrenados, así mejorando la eficiencia de la voladura.
Desventajas: El método requiere una alta inversión de capital, requiriendo una cantidad grande de labores de desarrollo antes de que la producción pueda comenzar.
El método no es selectivo y requiere que la mayor parte del cuerpo sea mineral. Las variaciones en la caja piso o en la caja techo son difíciles de arreglar.
El método llega a ser muy ineficiente en bajas pendientes donde se puede esperar que la dilución aumente.
22 Figura 5. SUBLEVEL STOPING: Perforación de taladros largos.
23 Taladros Paralelos (LBD)
Figura 6. Sublevel stoping con taladros paralelos.
24 Taladros en Abanico
Figura 7. Sublevel stoping con taladros en abanico.
25
2.2.2. Preparación del método de explotación tajeo por subniveles con taladros
largos
El acceso a los tajeos de explotación es por rampa y cortadas
Se realizarán accesos distanciados horizontal y verticalmente considerando la
recomendación geomecánica de aberturas máximas, a partir de las labores
previamente ejecutadas o de acuerdo al diseño del área de planeamiento, en
las que se incluirán la zona de carguío o echaderos o demás servicios que se
requieran.
Las galerías de perforación (subniveles) deben estar en la zona mineralizada.
La distancia entre los accesos será de 100 m dependiendo de la longitud de
bloque a explotar. Para longitudes menores a 100 m se considera sólo un
acceso.
Se ejecuta una Chiminea slot que sirve como cara libre para iniciar la
26 Figura 8: Labores de preparación.
27
2.2.3. Perforación de taladros largos
La perforación de taladros largos es la principal actividad en el minado por subniveles, esta operación requiere de bastante control y precisión antes de iniciar la perforación, el control y precisión son un factor determinante para lograr una voladura óptima y eficiente.
El uso de diámetros menores y longitud de taladros mayores básicamente generan la desviación del taladro es un problema común pero controlable.
2.2.4. Factores que originan la desviación del taladro.
Factores que originan desviación del taladro antes de la perforación:
Error en el posicionamiento del equipo.
Error en la selección y lectura de ángulos.
Error en el emboquillado y en la fijación de la viga de avance.
Figura 9. Desviación del taladro.
28
Factores relacionados a la condición y estado del equipo:
Estado de la perforadora
Carro porta perforadora, deslizadera y componentes
Viga de avance
Sistema lector de ángulos (ARI)
Factores dentro del taladro:
Tipo y calidad de roca
2.2.5. Estándar de perforación de los taladros largos descendentes
Objetivo: Obtener Una mejor eficiencia de metros perforados por tonelada, minimizando costos.
Referencias:
Reglamento Interno de Seguridad y Salud Ocupacional de Unidad Minera
Contonga – RISSO.
Estándar de método de explotación de Tajeo por Subniveles – Variante
Bench & Fill.
Estándar de perforación y voladura en frentes y tajos.
Estándares:
La altura de perforación debe ser : 3.80 m (subniveles)
La malla de perforación será : 1.20 m x 1.20 m
Longitud de Perforación : 12.5 m
Broca tipo botones : 64 mm (Diámetro).
Barra de extensión : 1.20 m
Inclinación de Taladro : 0° respecto a la vertical.
29
Tensión de trabajo del equipo : 440 V.
Elementos de Seguridad:
Áreas subterráneas: sostenidas y en condiciones seguras.
Protección de Máquinas.
Instalaciones protegidas por unidades permanentes o portátiles.
Comodidades de los Operadores.
Control:
Lo llevan: el Operador, Supervisores.
Responsabilidad:
Superintendente de Mina, Capitán de mina, Jefe de mina y supervisor de operaciones.
2.3. Definición de Términos
Malla de perforación: Diseño inicial para perforación, con la finalidad de lograr una distribución uniforme de la energía, un confinamiento y nivel de energía adecuado.
Jumbo/Raptor: Maquina de perforación electro hidráulico especialmente diseñado para perforar taladros largos, cuenta con sistema baricentro para sincronización automáticamente los ejes de perforación y rotación.
Aceros de perforación: Son elementos que sirven para trasmitir la energía mecánica a la roca
30
Taladro de rotura: Orificios perforado con la finalidad de colocar una con carga explosiva.
Paralelismo: Técnica que sirve para asegurar la simetría y mantener el burden entre filas de perforación.
Angulo de inclinación: Inclinación de los taladros que sirve para asegurar el espaciamiento entre taladros a perforar en el eje de perforación (fila)
Desviación de taladro: Taladro ejecutado que esta fuera del punto inicial planificado, la desviación es vista desde un punto de vista tridimensional pudiendo distorsionar el burden y el espaciamiento del diseño original.
SLC: Método de explotación sublevel en cuerpos.
SLV: Método de explotación sublevel en vetas.
Explosivo: Compuesto químico, mezcla de materiales cuyo propósito es funcionar por explosión
Cebo: Combinación de una carga explosiva y un detonador que constituye una unidad.
Carga de columna: Carga larga y continúa de un explosivo o agente de voladura dentro de un taladro.
Acoplamiento: Grado en que un explosivo llena un taladro, los explosivos a granel son acoplados totalmente.
31
Densidad de carga: Peso de un explosivo cargado por metro de taladro.
Velocidad de detonación: Velocidad a la cual progresa la detonación a través de un explosivo.
Factor de carga: Cantidad de explosivo usado por unidad de roca para volarlo.
Sobre excavación: Exceso de rotura más de los límites de excavación.
Taco: Material inerte introducido en el taladro detrás de la carga de columna, su propósito es retener los gases y la energía del explosivo dentro del taladro.
Retardos: Pausa de tiempo determinado entre detonaciones e impulsos de detonación para permitir la iniciación de cargas explosivas separadamente.
32
CAPITULO III
METODOLOGÍA
3.1. El Problema
En la Unidad Minera Contonga de la Empresa Minera los Quenuales S.A. el alto costo de minado y baja productividad por el método de explotación aplicado que es el de corte y relleno ascendente mecanizado en cuerpos, ésta es una de los factores relevantes en sus costos operativos, la necesidad de hacer frente a los altos costos de minado y la baja en la calidad de las leyes a medida que la mina profundiza hacen que el incremento de la producción de 36,000 TM/mes a 45,000 TM/mes, sea la solución a este problema con la aplicación de métodos de minado subterráneo masivo.
33 ancho y la inclinación favorable para explotarlo por taladros largos además este facilitara el desplazamiento del material dentro del tajo hacia los slots, en este tajo existe una regular continuidad en la mineralización lo cual hace factible la aplicación de éste método. En algunos tramos existen planos de falla y está regularmente fracturado por lo que en la etapa de preparación se les identifica de tal forma que esos tramos quedan como pilares. La potencia minable para la aplicación de este método es mínimo de 3 m. Las chimeneas slot utilizadas como cara libre fueron preparados con taladros largos de acuerdo al tipo de roca, aplicando el burn cut hole - taladro de corte quemado (ver anexos 03 y 04) para su ejecución. Estas chimeneas fueron ubicadas a los extremos del tajo de tal forma que la explotación se hace en retirada y en rebanadas verticales.
Para el diseño de la malla de perforación se toma en cuenta: La competencia de las rocas encajonantes, presencia de los aspectos estructurales y técnicos más importantes como: geodas, fallas, planos topografía actualizada y el equipo de perforación disponible. La implementación del método de explotación mediante taladros largos en vetas se desarrolla en base a la necesidad de incrementar la producción debido a la caída de las leyes en profundidad además este método de explotación proporcionará una mejora en la seguridad de los trabajadores y por ende la reducción de los costos operativos.
3.1.1. Descripción de la realidad
34 seguridad de los trabajadores que serán menos expuestos a los riesgos y peligros existentes en interior mina.
3.1.2. Identificación y selección del problema.
Alto costo de minado y baja productividad del método de explotación corte y relleno ascendente mecanizado y la necesidad urgente de incrementar la producción de 1,200 TM/día a 1,500 TM/día.
3.1.3. Formulación del problema
Formulación del problema General:
¿Cómo la implementación del método de explotación por subniveles con taladros largos incrementará la producción en la Unidad Minera Contonga, Empresa Minera los Quenuales S.A. - año 2018?
Formulación de preguntas Específicas:
1. ¿Cuáles son las características geomecánicas de las zonas comprometidas en las que se implementará el método de explotación tajeo por sub niveles con taladros largos?
2. ¿La implementación del método tajeo por subniveles con taladros largos, en la Unidad Minera Contonga, Empresa Minera los Quenuales S.A., incrementará la producción?
35 4. ¿Cuáles serán las actividades unitarias y la seguridad del proceso?
3.1.4. Objetivos de la investigación
3.1.4.1. Objetivo General
Implementar el método de explotación por subniveles con taladros largos, para incrementar la producción en la Unidad Minera Contonga, Empresa Minera los Quenuales S.A.- Año 2018.
3.1.4.2. Objetivos Específicos
1. Determinar las características geomecánicas de las zonas comprometidas en las que se implementará el método de explotación tajeo por sub niveles con taladros largos.
2. Implementar el método de explotación por subniveles con taladros largos, en la Unidad Minera Contonga, Empresa Minera los Quenuales S.A. para incrementar la producción.
3. Determinar las características tecnológicas del método de explotación por subniveles con taladros largos, para la recuperación del tajo 079 E Nv (-) 310.
36
3.1.5. Justificación e importancia de la investigación
El alto costo y la baja productividad del método de explotación corte y relleno ascendente mecanizado y semimecanizado aplicados para la explotación de cuerpos en la Unidad Minera Contonga, empresa minera los Quenuales S.A., conlleva a realizar cambios con aplicación del método tajeo por subniveles con taladros largos, que nos permitirá explotar el Tajo 079E, Nv (-) 310, y de esta manera reducir costos e incrementar la producción.
Con la presente aplicación se generará nuevos conocimientos que permitirán establecer parámetros para la explotación de tajos similares en la Unidad Minera Contonga.
3.1.6. Alcances
A los tajos de la Unidad Minera Contonga cuyas características sean similares a la del tajo 079E, Nv (-) 310.
El presente estudio puede tener alcances para otras unidades mineras que tengan similares características.
3.1.7. Limitaciones
La principal limitación para la implementación del método del método de explotación por sub niveles con taladros largos es el acondicionamiento del equipo para la perforación de los taladros.
37
3.2. Hipótesis
Hipótesis de investigación (Hi):
Con la implementación del método de explotación por subniveles con taladros largos, se incrementaría la producción en la Unidad Minera Contonga Empresa Minera los Quenuales S.A. – Año 2018.
3.3. Variables
Variable Independiente (x):
Implementación del método de explotación por subniveles con taladros largos.
Variable dependiente (y):
Incrementar la producción en la Unidad Minera Contonga de la empresa minera los Quenuales S.A. – Año 2018.
3.3.1. Operacionalización de variables
Tipo de variable
Nombre de la
variable Dimensiones
Indicadores
Variable Independiente
Implementación del método de explotación por
subniveles con taladros largos.
Niveles de producción Actual.
Cantidad de reservas. Datos de producción. Diseño y
planeamiento de minado largo, mediano, corto.
Modelamientos geológicos y mineros Planificación a corto,
mediano y largo plazo
Precio de los metales en el mercado mundial.
Alza en los precios. Necesidad de generar más
38 Variable
Dependiente
Incrementar la Producción en
la Unidad Minera Contonga de
la Empresa Minera los Quenuales S.A. – Año
2018.
Costos y financiamiento
Capital disponible. Productividad. Ritmo de
producción.
Yacimiento Mineral
Límites de minado. Gravedad especifica del
mineral. Dilución. Reservas. Infraestructura,
maquinaria y equipos
Infraestructura, capacidad de producción instalada
Potencial Humano
Resistencia la cambio. Niveles de capacitación.
Disponibilidad de trabajadores.
Tabla 2. Operacionalización de variables Diseño: Adaptación propia.
3.4. Diseño de la investigación
3.4.1. Tipo de investigación
El tipo de investigación es aplicada, cuyo propósito es dar solución a situaciones o problemas concretos o identificables (Bunge, 1971).
3.4.2. Nivel de la investigación
El nivel de investigación es descriptivo según Daniel Cauas; este tipo de estudios buscan especificar las propiedades importantes de personas, grupos, comunidades o cualquier otro fenómeno que se sometido a análisis.
39
3.4.3. Diseño de investigación
Según Jesús Ferrer, tiene un diseño no experimental, puesto que el investigador no manipula las variables de interés.
3.4.4. Método
Se empleará el método deductivo donde el proceso de los conocimientos se inicia por la observación de fenómenos de carácter general con el propósito de llegar a conclusiones particulares contenidos explícitamente en la situación general.
3.4.5. Población y muestra.
Población.
La población de estudio, está constituido por todos los tajos con similares características geomecánicas y estructurales al tajo 079 E, Nv (-) 310, en la Unidad Minera Contonga.
Muestra.
Según Hernández, Fernández y Baptista (2010) para la presente tesis se considera una muestra no probabilística (llamada también muestra dirigida).
Para el presente estudio se ha tomado como muestra el Tajo 079 E del nivel (-) 310.
3.4.6. Técnicas e instrumentos de recolección de datos.
40 cruceros) sobre estructura mineralizadas en el nivel NV (-) 250 al NV (-) 300, dentro del Stock Contonga y de las secuencias calcáreas de Jumasha, una vez ejecutada los laboreos se ha realizado el respectivo cartografiado geológico (litológico, estructural y alteración), además en todos estos laboreos se realizaron muestreos sistemáticos.
Unidad de análisis y de muestra: La unidad de análisis se realiza con los datos de campo obtenidos mediante un muestreo sistemático del macizo rocoso; así como, las pruebas de rebote con martillo de Schmidt realizadas, en el Tajo 079E del nivel Nv 310 de la Unidad Minera Contonga Empresa Minera los Quenuales S.A.
Técnicas: Para este caso y casos similares, se procede del modo siguiente:
Mapeo geológico, justificados en la identificación de las estructuras
mineralizadas, caja piso y caja techo, verificar fallas, fracturas y brechas en la zona de explotación
Levantamiento litológico estructural del punto elegido, mediante el
método de detalle lineal, determinando las características de las discontinuidades, rumbo, buzamiento, azimut y dirección de buzamiento. Así como el relleno, persistencia, rugosidad, espaciamiento de discontinuidades y presencia de agua.
Mediante clasificaciones geomecánica como RMR se determina la calidad
41
Instrumentos:
Estudio Geológico: Los instrumentos necesarios están conformados por: brújula, colores, lápices, protactor, rayador, iman, libreta de campo, etc.
Estudio Geomecánico: Los instrumentos de investigación estarán constituidos por el martillo Schmidt que permitirá realizar las pruebas de rebote en el macizo rocoso. En caso de rocas incompetentes se hará un muestreo de las mismas para ser analizado en el laboratorio por compresión y consideraciones físicas de la roca y mineral.
3.4.7. Metodología de recolección de datos.
El estudio comprende las siguientes etapas:
Trabajo de campo. Basado en la observación, descripción y el
levantamiento de información geológica y estructural del macizo rocoso, la toma de muestras para ensayos de propiedades físicomecánicas de la roca.
Trabajo de gabinete: Donde se ordena, tabula y elabora la información
42
CAPITULO IV
RESULTADOS DE LA INVESTIGACIÓN
4.1. Descripción de la realidad y procesamiento de datos.
43
4.2. Determinación de costos de producción.
Los costos de producción son el conjunto de esfuerzos y recursos que se invierten para obtener un bien o servicio. Esfuerzos, se quiere indicar la intervención del hombre (mano de obra), el denominado “capital humano”. Recursos, se indica las
inversiones necesarias, “capital monetario” que en cierto tiempo hacen posible la producción de un bien o servicio. Los costos de producción de cada método se muestran en el siguiente cuadro el método propuesto nos permitirá incrementar la producción y se maximizará las ganancias para la empresa minera los Quenuales S.A.
Tabla 3. Costos de Producción (US$/Ton) entre sublevel stoping y corte y relleno.
Costos por método de explotación
Tajeo por subniveles con taladros largos
(US$/TM)
Corte y relleno Ascendente mecanizado (US$/TM)
Geología 4.8 3.9
Mina (costo de operación) 21.71 35.25 Planta de filtrado de relaves 8.5 8.5
Mantenimiento 12.2 12.2
Planta concentradora 3.7 3.7
Aporte de operaciones 8.3 5.4
Regalías 1.4 1.4
Desarrollo comunitario 2.3 2.3
Costo total de producción (US$/Ton) 62.91 72.65
Fuente: Área Mina Unidad Minera Contonga, Empresa Minera Los Quenuales 2018.
4.3. Diseño del método de explotación.
4.3.1. Método de explotación aplicado actualmente Corte y Relleno Ascendente
Mecanizado.
44 Los equipos utilizados son jumbos electro hidráulicos, scoops de 4.1 y 6.3 yd3, empernadores y un scaler. El transporte se realiza con volquetes hacia el ore pass principal del Nv (+)75. El relleno utilizado es hidráulico y detrítico proveniente de los frentes en avance.
Figura 10.Método de explotación empelado actualmente.
45
4.3.2. Diseño del Método de Explotación por Subniveles con Taladros Largos,
para incrementar la producción en la Unidad Minera Contonga, Empresa
Minera los Quenuales S.A.
Se tiene una producción de 1,200 t/día, de los sectores Norte, Este y Sur del Stock Contonga, entre los niveles (+)240 y (-)310. El método de explotación es de Corte y Relleno Ascendente mecanizado.
La extracción del mineral de profundización se realiza mediante volquetes y luego locomotoras por el Nv 0, y la extracción de la zona alta directamente a través de volquetes.
La rampa principal de profundización llega al Nv (-) 320 y se desarrollará el Nv (-) 360, el objetivo del próximo año es llegar al Nv - 360 y preparar el nivel.
4.3.2.1. Zonificación Geomecánica del proyecto tajo 079E, Nv (-) 310.
46 El TJ079E, Nv (-) 310, presenta una sección de minado de 14.50 m de ancho y 3.80 m de alto, por ende, las evaluaciones geomecánicas serán de carácter diario para el control de la estabilidad. Su explotación por sub niveles con taladros largos.
Figura 11. Sección Topográfica, Tajo 079E, Nivel (-) 310.
Fuente: Planeamiento mina Unidad Minera Contonga, Empresa Minera los Quenuales 2018.
47 Figura 12. Sección Estructural, Tajo 079E, Nivel (-) 310.
Fuente: Planeamiento mina Unidad Minera Contonga, Empresa Minera los Quenuales 2018.
a) Calculo de resistencia y autosoporte.
Se ha realizado el cálculo de RMR en el TJ079E, Nv (-) 310, en la zona de mineral e intrusivo además de haberse realizado el análisis de resistencia con el martillo de Schmidt y el cálculo de tiempo de autosoporte.
48 Figura 13. Abaco de martillo de Schmidt.
Fuente: Planeamiento mina Unidad Minera Contonga, Empresa Minera los Quenuales 2018.
b) Calculo de Autosoporte
49 Figura 14. Calculo de Tiempo de autosoporte.
Fuente: Planeamiento mina Unidad Minera Contonga, Empresa Minera los Quenuales 2018.
- De acuerdo a la evaluación geomecánica insitu no se ha identificado bloques cuyas dimensiones no supere la potencia de 1.40m para lo cual el anclaje con Split set de 7 pies todavía es efectivo (2.10 m) a un espaciamiento de 1.30 m.
- En caso se identifique bloques cuyo tonelaje supere la capacidad de anclaje de los Split set de 7 pies (7 toneladas), se coordinará la colocación de pernos helicoidales de 7 pies (20 toneladas) para el sostenimiento de la corona.
50
- Se debe llevar un control de la voladura para no generar sobre rotura ni daño excesivo hacia el macizo rocoso para lo cual requeriría un mayor sostenimiento y un mayor trabajo de desatado.
- Se debe respetar la gradiente y altura del proyecto de acuerdo a lo establecido por el área de Planeamiento.
- Los trabajos de desatado después de cada voladura se deberán llevar desde 20.0 m atrás del frente en la corona especialmente. Adicionalmente, todo supervisor que llegue al tajo deberá inspeccionar las condiciones de estabilidad del tajo por desprendimiento de rocas de acuerdo al protocolo de seguridad de la unidad.
- Se debe dar la celeridad debida para concluir la explotación del tajo dentro del cálculo de autosoporte para no tener ningún inconveniente.
- Todo trabajo adicional a la explotación por sub niveles por taladros largos (desquinches), se deberá realizar con la evaluación del área de Geo mecánica.
- Otra alternativa de sostenimiento en el tajo es aplicando cable boltin, con resina y cemento.(Ing. Robles E. & Pérez E., 2018).
Figura 15. Diseño de sostenimiento con cable boltin.
51
4.3.1.2. Aplicación del método tajeo por subniveles en el tajo 079E (tajo
piloto), Nv (-) 310.
Tiene el siguiente enfoque:
• Desarrollar y preparar nuevas áreas en la profundización del
yacimiento, donde predominan cuerpos cuyos resultados exploratorios fueron positivos. Para ello se está desarrollando el minado piloto de tajeo por sub niveles con taladros largos, que permitirá incrementar volumen de producción de estas zonas y reducir producción de la parte alta del yacimiento, con los siguientes objetivos:
• Reducir costos operativos
• Mejorar eficiencia de equipos.
• Mejorar calidad de mineral.
• Continuar con la exploración en la zona de Taully.
• Explotar el tajo 079 E del Nv (-) 310 como tajo piloto al aplicar
el método tajeo por subniveles con taladros largos.
• Usar desatador mecanizado (escalemin) para el desatado de rocas
sueltas en los tajos.
• Controlar la exposición del personal, mediante el uso de scoop a
52 En la parte baja niveles (-) 310 en adelante, la calidad del macizo rocoso se presenta en un rango de RMR 60 – 70, lo cual permite hacer las pruebas piloto y obtener resultados de productividad, dilución y bajos costos.
Por lo que es favorable la implementación del método de tajeo por subniveles con taladros largos.
Preparaciòn del Nv (-) 310.
Figura 16. Preparación del nivel (-) 310.
53 Diseño del Tajo Piloto (-) 310.
Figura 17.Diseño del tajo piloto nivel (-) 310.
Fuente: Planeamiento mina Unidad Minera Contonga, Empresa Minera los Quenuales 2018.
4.3.1.3. Secuencia de actividades en el tajo piloto.
Preparación de Subniveles:
Se realiza de forma mecanizada de acuerdo al diseño realizado por
el área de planeamiento. Los subniveles deben ser culminados en toda
54 Figura 18. Preparación de subnivel en el tajo piloto.
Fuente: Planeamiento mina Unidad Minera Contonga, Empresa Minera los Quenuales 2018.
Perforación de taladros de producción.
Se inicia perforando el banco inferior de forma descendente y/o
ascendente de acuerdo al diseño y en retirada, desde el tope del banqueo hacia
el acceso.
Figura 19. Perforación de taladros de producción en el tajo piloto
55
Voladura del Slot (Cara libre).
El slot debe ser cargado y disparado desde el sub nivel superior
preferentemente y debe dispararse a todo lo ancho antes de realizar los
disparos los disparos de producción. Culminada la perforación de cada taladro
se procede a colocar tuberías PVC a fin de evitar obstrucción de los taladros.
Figura 20.Voladura del slot en el tajo piloto.
Fuente: Planeamiento mina Unidad Minera Contonga, Empresa Minera los Quenuales 2018.
Voladura de producción.
Los taladros de producción deben ser disparados en tandas de acuerdo al
diseño de carguío y recomendación geomecánica para no perturbar el macizo
rocoso.
Figura 21. Voladura de producción en el tajo piloto.
56
Limpieza.
La limpieza se realiza desde el sub nivel inferior con un scoop provisto de
telemando. El operador debe ubicarse en zona segura o refugio considerado
en el diseño.
Figura 22. Limpieza en el tajo piloto.
Fuente: Planeamiento mina Unidad Minera Contonga, Empresa Minera los Quenuales 2018
Relleno.
Para el relleno de los tajos explotados por el método de tajeos por
subniveles se empleará el relleno detrítico proveniente de las labores de
avance en desmonte. El relleno permitirá mejorar la estabilidad del tajo
reduciendo el área expuesta, permitiendo el disparo de las siguientes tandas
de voladura y generando el piso para la explotación de los subniveles
superiores. El relleno se realizará desde la ventana superior cercana a la
ubicación del slot en sentido hacia la ventana de extracción hasta la ventana
de extracción, en caso de tener solo un acceso debe realizarse al culminar los
disparos de producción y limpieza hasta la ventana de extracción, en caso de
57
limpieza hasta la ventana de extracción considerando un pilar de seguridad
desde la zona de producción hacia la ventana.
Figura 23. Relleno en el tajo piloto.
Fuente: Planeamiento mina Unidad Minera Contonga, Empresa Minera los Quenuales 2018.
4.4. Discusión de resultados.
Las características geomecánicas de los sectores Norte, Este y Sur del Stock
Contonga, entre los niveles (+)240 y (-)310, la calidad del macizo rocoso se presenta en un rango de RMR 60 – 70, lo cual permite ser explotada mediante el método de explotación por subniveles con taladros largos y obtener resultados de productividad y bajos costos.
El tajeo 079E del Nv (-)310 posee características geométricas y geomecánicas
para ser explotada usando tajeo por subniveles con taladros largos.
Para la perforación de los taladros largos se debe tener en cuenta los siguientes
parámetros:
58
- Cambio de estructuras mineralizadas.
- Maximización de la recuperación de las reservas minables.
- Tipos de alteración.
- Conocimiento del yacimiento mediante perforaciones sistematizadas de sondajes diamantinos.
- Capacitación / entrenamiento y evaluación continua al personal.
- Análisis estructural (Fallas, diaclasamiento, cambio de la litología, etc.)
El costo de producción por el método de explotación por subniveles con
taladros largos es de 62.91 US$/Ton, mientras que el de corte y relleno ascendente mecanizado y es 72.65 US$/Ton lo que permite un ahorro sustancial de 13.40%.
Se muestra la producción del año 2017, empleándose el método de corte y
relleno ascendente mecanizado.
Tabla 4. Producción en toneladas métricas de mineral, año 2017.
Fuente: Área Mina Unidad Minera Contonga, Empresa Minera Los Quenuales 2018.
Se muestra la producción del año 2018, empleándose el método de explotación por subniveles con taladros largos, en el primer trimestre también se empleó el método de corte y relleno ascendente mecanizado.
Corte y relleno 29000 33400 32200 33300 31800 32000 32600 30500 32800 30200 31900 32400
Aporte de preparaciones 7000 3400 3800 2700 4200 4000 3400 5500 3200 5800 4100 3600
Total 36000 36800 36000 36000 36000 36000 36000 36000 36000 36000 36000 36000
N° de tajos 10 13 14 14 14 12 12 12 13 13 13 13
MÉTODO DE
59
0 10000 20000 30000 40000 50000 60000
ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC
PRODUCCIÓN 2017 - 2018
PRODUCCIÓN 2017 PRODUCCIÓN 2018
Tabla 5. Producción en toneladas métricas de mineral, año 2018.
Fuente: Área Mina Unidad Minera Contonga, Empresa Minera Los Quenuales 2018.
La siguiente tabla muestra un cuadro comparativo de la producción del año 2017 (empleándose el método de explotación corte y relleno ascendente mecanizado) y del año 2018 (empleándose el método de explotación por subniveles con taladros largo). La producción del año 2017 fue de 432,800 TM y la producción del año 2018 fue 475,067 TM, con una diferencia de 42,267 TM que significa un 9.77% de incremento de producción respecto al año anterior.
Tabla 6. Producción en toneladas métricas de mineral, año 2017 - 2018.
Fuente: Área Mina Unidad Minera Contonga, Empresa Minera Los Quenuales 2018.
Grafica 1. Producción en toneladas métricas rotas de mineral, año 2017 - 2018.
Fuente: Área Mina Unidad Minera Contonga, Empresa Minera Los Quenuales 2018.
Corte y relleno 24000 12000 1800
Taladros Largos 8000 15000 28000 25000 30200 30700 42600 43900 37600 39500 39000 42467
Aporte de preparaciones 2600 3000 4300 6100 5300 2900 3700 4500 6100 6100 6100 4600
Total 34600 30000 34100 31100 35500 33600 46300 48400 43700 45600 45100 47067
N° de tajos 7 5 5 4 4 4 5 5 5 5 6 5
MAY MÉTODO DE
EXPLOTACIÓN ENE FEB MAR ABR JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC
PRODUCCIÓN 2017 36000 36800 36000 36000 36000 36000 36000 36000 36000 36000 36000 36000
PRODUCCIÓN 2018 34600 30000 34100 31100 35500 33600 46300 48400 43700 45600 45100 47067
DIFERENCIA -1400 -6800 -1900 -4900 -500 -2400 10300 12400 7700 9600 9100 11067
NOV
AÑO ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT DIC
PRODUCCIÓN 2017 36000 36800 36000 36000 36000 36000 36000 36000 36000 36000 36000 36000
PRODUCCIÓN 2018 34600 30000 34100 31100 35500 33600 46300 48400 43700 45600 45100 47067
DIFERENCIA -1400 -6800 -1900 -4900 -500 -2400 10300 12400 7700 9600 9100 11067
NOV
60 Grafica 2. Diferencia de producción entre el año 2017 - 2018.
Fuente: Área Mina Unidad Minera Contonga, Empresa Minera Los Quenuales 2018.
Podemos concluir que el cambio del método de explotación por subniveles con taladros largos al método de explotación Corte y relleno ascendente mecanizado, permitirá incrementar la producción de 1,200 tm/día a 1,500 tm/día, representando una maximización de las ganancias a la empresa minera y/o permitirá hacer frente a la baja de la calidad de las leyes.
El desatado de rocas en desarrollo y preparación de los tajos se realizarán con el equipo “Escalemin”.
En la limpieza de los tajos, se controla la exposición del personal mediante el
uso del Scoop a control remoto.
4.5. Aporte del tesista
Con la propuesta de esta tesis se tiene una guía para la explotación de los con similares características al Tj079, Nv (-)310, ya que la implementación del método de explotación por subniveles con taladros largos incrementa la producción en la Unidad Minera Contonga, Empresa Minera los Quenuales S.A.
-10000 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000
ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC
