UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ
FACULTAD DE INGENIERÍA DE MINAS
TESIS
PRESENTADA POR:
BACH. ISAI BASTIDAS CLEMENTE
PARA OPTAR EL TITULO PROFESIONAL DE:
INGENIERO DE MINAS
HUANCAYO – PERÚ 2020
“MEJORAMIENTO DEL CICLO DE MINADO PARA INCREMENTAR PRODUCTIVIDAD EN LA UNIDAD OPERATIVA UNTUCA - EMPRESA CORI PUNO S.A.C.
– 2020”
ASESOR:
DR. VÍCTOR ALEJANDRO AMES LARA
DEDICATORIA
Este trabajo está dedicado a mis estimados padres y familiares que me aconsejaron y ayudaron a alcanzar mis sueños.
AGRADECIMIENTO
Como no agradecer a mi segundo hogar mi Alma Mater, la Universidad Nacional del Centro del Perú y a mis maestros de la Facultad de Ingeniería de Minas.
Al Dr. Víctor Ames Lara por su asesoramiento para el término feliz de este trabajo de investigación.
A mis compañeros de trabajo de la Unidad Operativa Untuca - Empresa Cori Puno S.A.C.
RESUMEN
En la industria minera sea metálica o no metálica no solamente es preocupación la producción sino también la productividad, porque es importante medir en cuánto incurre el sistema para producir una determinada cantidad de productos en base a otra cantidad de recursos utilizados para tal fin. Esta preocupación ha permitido plantear como
problema ¿De qué manera el mejoramiento del ciclo de minado influye en el incremento de la productividad en la Unidad Operativa Untuca - Empresa Cori Puno S.A.C. - 2020?
Para resolver tal interrogante se tuvo como objetivo determinar de qué manera el mejoramiento del ciclo de minado influye en el incremento de la productividad en la Unidad Operativa Untuca. De modo que se hizo necesario ejecutar un trabajo de investigación que usará todos los pasos del método científico, el tipo de investigación fue la aplicada, el nivel el descriptivo, teniendo como diseño el descriptivo simple.
Como población y muestra se consideró a los niveles 4460 y 4475 de la Unidad
Operativa Untuca. Realizado el trabajo de investigación se ha mejorado las operaciones unitarias del ciclo de minado usando el Principio de Pareto, 80-20 o de pocos vitales.
Además, se ha determinado que la productividad puede ser expresada como una función matemática que relaciona la distancia vs producción y la distancia vs el costo siendo el modelo Y = 0,0015x2 – 0,741x + 140,46. Se determinó que la mejor productividad se obtiene a los 150 metros de distancia con un tiempo por ciclo de limpieza de 5,47 min/ciclo obteniéndose una producción de 62 TM/hora a un costo de $594.
Palabra clave: Productividad, ciclo, minado, Pareto.
ABSTRACT
In the mining industry whether metallic or non-metallic, it is not only a concern for production but also productivity, because it is important to measure how much the system incurs to produce a certain amount of products based on another amount of resources used for this purpose. This concern has allowed to pose as a problem How does the improvement of the mining cycle influence the increase in productivity in the Untuca Operating Unit - Empresa Cori Puno S.A.C. - 2020? In order to resolve this question, it was aimed at determining how the improvement of the mining cycle influences the increase in productivity in the Untuca Operating Unit. So it became necessary to execute a research paper that will use all the steps of the scientific method, the type of research was the applied, the level the descriptive, having as design the simple descriptive. As a population and sample were considered levels 4460 and 4475.
Conducted research work has improved the unit operations of the mining cycle using the Pareto Principle, 80-20 or few vitals. In addition, it has been determined that productivity can be expressed as a mathematical function that relates distance vs production and distance vs cost being model Y s 0.0015x2 – 0.741x + 140.46. It was determined that the best productivity is obtained at 150 meters away with a cleaning cycle time of 5.47 min/cycle obtaining a production of 62 TM/hour at a cost of $594.
Keyword: Productivity, cycle, mining, Pareto.
INDICE DE CONTENIDOS
PÁGINA DEDICATORIA
AGRADECIMIENTO RESUMEN
ABSTRACT
INDICE DE CONTENIDOS INDICE TABLAS
INDICE DE FIGURAS
INTRODUCCIÓN 12
CAPÍTULO I
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.1 Identificación y determinación del Problema 14
1.2 Formulación del Problema 15
1.2.1. Problema general 16
1.2.2. Problemas específicos 16
1.3 Objetivos 16
1.3.1. Objetivo general 16
1.3.2. Objetivos específicos 16
1.4 Justificación 16
1.5 Alcances y Limitaciones 17
CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO
2.1 Antecedentes de la investigación 19
2.2 Bases teóricas 21
2.2.1. Plan de minado anual 21
2.2.1.1. Plan de minado explotación a cielo abierto 22 2.2.1.2. Plan de minado explotación subterránea 24
2.2.2. Operaciones unitarias de producción 26
2.2.3. Ciclo minado 28
2.2.2.1. Perforación 29
2.2.2.2. Voladura 30
2.2.2.3. Sostenimiento 32
2.2.2.4. Limpieza y acarreo 33
2.2.2.5. Transporte 36
2.2.3. Productividad 37
2.2.4. Unidad Minera Untuca 41
2.2.4.1. Generalidades 41
2.2.4.2. Ubicación 43
2.2.4.3. Descripción de la mina 44
2.2.4.4. Método de explotación 44
2.2.4.5. Ventilación 47
2.2.4.6. Servicios auxiliares 49
2.2.4.6.1. Aire comprimido 49
2.2.4.6.2. Agua 49
2.3 Definición de términos 50
2.4 Hipótesis 51
2.4.1. Hipótesis general 51
2.4.2. Hipótesis específicas 51
2.5 Variables e indicadores 52
2.6 Operacionalización de las variables 52
CAPÍTULO III
METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN
3.1 Tipo de Investigación 53
3.2 Nivel de Investigación 53
3.3 Métodos de Investigación 53
3.4 Diseño de Investigación 53
3.5 Población y Muestra 54
3.6 Procedimiento de recolección de datos 54
3.7 Técnicas de Procesamiento de datos 54
CAPÍTULO IV
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
4.1 Presentación de datos generales 55
4.2 Análisis e interpretación de datos 58
4.3 Prueba de hipótesis 61
4.3.1. Hipótesis general 61
4.3.1.1. Perforación 61
4.3.1.2. Voladura 63
4.3.1.3. Limpieza 65
4.3.1.4. Sostenimiento 68
4.3.1.5. Acarreo 71
4.3.1.6. Transporte 71
4.3.2. Hipótesis específicas 74
4.4. Discusión de resultados 75
CONCLUSIONES RECOMENDACIONES
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ANEXOS
INDICE DE TABLAS
PÁGINA
Tabla 1. Operacionalización de las variables. 52
Tabla 2. Características de las emulsiones. 60
Tabla 3. Distribución de la carga explosiva. 64
Tabla 4. Tiempo de limpieza, distancia y costos. 66
Tabla 5. Cálculo del rendimiento. 66
Tabla 6. Disponibilidades del equipo de limpieza. 68
Tabla 7. Control de materiales. 68
Tabla 8. Tiempos de transporte. 73
INDICE FIGURAS
PÁGINA
Figura 1. Ciclo de minado subterráneo. 28
Figura 2. Perforación en minería subterránea. 29
Figura 3. Carguío de los accesorios y explosivos en labor subterránea. 30
Figura 4. Voladura subterránea. 32
Figura 5. Perno, sistema activo. 33
Figura 6. Cuadro de madera, sistema pasivo. 33
Figura 7. Equipo de limpieza y acarreo. 36
Figura 8. Transporte de mineral a la planta de tratamiento. 37
Figura 9. Esquema de la Productividad. 38
Figura 10. Plano de Ubicación de Yacimiento Sandia. 44 Figura 11. Método de Explotación Cámaras y Pilares corridos con taladros largos.46 Figura 12. Método de explotación cámaras y pilares. 46 Figura 13. Proyecto de Sistema de Ventilación Principal. 57 Figura 14. Proyecto de Sistema de Bombeo Principal. 57 Figura 15. Vista Longitudinal de Mantos en Explotación. 58
Figura 16. Simba S7, vista de lado. 59
Figura 17. Simba S7, área de cobertura. 59
Figura 18. Ciclo de Minado - Perforación (2.5 horas). 61 Figura 19. Diagrama del Principio de Pareto para la perforación. 62.
Figura 20. Utilización de tiempos en perforación. 62 Figura 21. Distribución de las horas efectivas y los tiempos muertos en perforación.63
Figura 22. Ciclo de Minado - Voladura (1 hora de carguío). 64 Figura 23. Ciclo de Minado - Limpieza (2 horas). 65 Figura 24. Diagrama del principio de Pareto para la limpieza. 66
Figura 25. Utilización de tiempos en limpieza. 67 Figura 26. Distribución de las horas efectivas y los tiempos muertos en limpieza. 67 Figura 27. Ciclo de Minado - Sostenimiento (1/2 hora). 68 Figura 28. Distribución de los materiales usados. 69 Figura 29. Diagrama del principio de Pareto para el sostenimiento. 69 Figura 30. Utilización de tiempos en sostenimiento. 70 Figura 31. Distribución de las horas efectivas y los tiempos muertos en sostenimiento. 70
Figura 32. Ciclo de Minado – Acarreo. 71
Figura 33. Ciclo de Minado – Transporte. 72
Figura 34. Diagrama del principio de Pareto para el sostenimiento. 72
Figura 35. Curva de productividad. 73
INTRODUCCIÓN
En toda actividad realizada por el ser humano, principalmente en aquellas que generan productos, es importante revisar los índices de productividad. La idea es que, si se obtiene una mayor productividad, pero usando los mismos recursos esto significará que la empresa será más rentable.
De las varias definiciones de productividad dadas por los estudiosos en la materia, para el presente trabajo de investigación, se toma en cuenta aquella que señala que la productividad se refiere a la relación existente entre los resultados de algo y el tiempo utilizado para obtenerlos; de modo que cuanto menor sea el tiempo que lleve a
obtenerlos de acuerdo al resultado esperado, más productivo es el sistema.
En la explotación de minas con el método subterráneo en el ciclo de minado se realizan diferentes operaciones unitarias. En la Unidad Operativa Untuca de la Empresa Cori Puno S.A.C. de acuerdo al análisis de las operaciones unitarias del ciclo de minado que son la perforación, voladura, sostenimiento, acarreo y transporte, haciendo uso de la herramienta Principio de Pareto, 80-20 o los pocos vitales se ha determinado que de aquellas operaciones solamente no requiere mejoramiento el acarreo.
Por lo tanto, en las operaciones de perforación, voladura, sostenimiento y transporte de acuerdo a los resultados del análisis se ha efectuado el mejoramiento, en cada caso, de las actividades más relevantes y en aquellos donde se ha determinado que los tiempos usados son excesivos, es decir que los tiempos operativos netos en cada operación unitaria eran altos; con la mejora planteada los tiempos muertos han sido minimizados lo más posible de modo que los tiempos efectivos de cada actividad han sido mejorados.
Como resultados relevantes se ha determinado que la mejor productividad se obtiene a los 150 metros de distancia con un tiempo por ciclo de limpieza de 5,47 min/ciclo obteniéndose una producción de 62 TM/hora a un costo de $594.
Además, teniendo en cuenta la energía de los explosivos emulnor 1000 y 3000 se ha decidido realizar una voladura controlada con el emulnor 1000 por ser de menor energía que el emulnor 3000, esto influye en la mejora de la productividad de la mina.
CAPÍTULO I
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.1 Identificación y determinación del Problema
Cualquiera sea el tipo de empresa industrial extractiva en los que se extraen materias primas es importante la producción. Dicha producción permite cubrir todos los gastos en las que se incurren justamente la extracción de las materias hasta poder luego comercializarlos e incluso tiene que haber un margen de utilidad.
En la industria minera para lograr el cometido de extraer el mineral desde las entrañas de la tierra se utilizan diversas operaciones unitarias, que son conforman en su conjunto el llamado ciclo de minado.
Entre dichas actividades u operaciones se tienen a la perforación, la voladura, la limpieza, el sostenimiento, el acarreo y el transporte. Y cada una ellas son importantes, porque el retraso y no cumplimiento de los programado en cada uno de las operaciones unitarias afectará la producción total de la mina y por ende la productividad.
La Empresa Minera Cori Puno S.A.C., de acuerdo al plan de producción ha considerado que esta debe constar de un promedio de 1,800 ton/día a tratar en la planta concentradora.
De un análisis realizado con el estudio de tiempos se ha determinado que la operación de la perforación de los taladros consume mucho tiempo provocando la demora en las demás operaciones unitarias.
También se ha podido observar en las demás operaciones que no se ha logra lo programado tal es el caso de la voladura donde se tiene problemas de sobrerotura y por lo tanto esto incurre en generar el uso de mayor sostenimiento.
Consecuentemente, la Empresa Minera Cori Puno S.A.C. ha decidido realizar un trabajo de investigación referido al estudio profundo de los problemas e inconvenientes que se tiene en el ciclo de minado en el Manto Gallo Cunca – U.O. Untuca, para luego realizar el mejoramiento de dichas actividades para alcanzar la producción programada y mejorar la productividad.
1.2 Formulación del Problema 1.2.1. Problema general
¿De qué manera el mejoramiento del ciclo de minado influye en el
incremento de la productividad en la Unidad Operativa Untuca - Empresa Cori Puno S.A.C. - 2020?
1.2.2. Problemas específicos
a) ¿Cómo el mejoramiento de la perforación y voladura influye en el incremento de la productividad en la Unidad Operativa Untuca - Empresa Cori Puno S.A.C.?
b) ¿De qué manera el mejoramiento del acarreo y el transporte influye en el incremento de la productividad en la Unidad Operativa Untuca - Empresa Cori Puno S.A.C.?
1.3 Objetivos
1.3.1. Objetivo general
Determinar de qué manera el mejoramiento del ciclo de minado influye en el incremento de la productividad en la Unidad Operativa Untuca -
Empresa Cori Puno S.A.C.
1.3.2. Objetivos específicos
a) Establecer cómo el mejoramiento de la perforación y voladura influye en el incremento de la productividad en la Unidad Operativa Untuca - Empresa Cori Puno S.A.C.
b) Establecer de qué manera el mejoramiento del acarreo y el transporte influye en el incremento de la productividad en la Unidad Operativa Untuca - Empresa Cori Puno S.A.C.
1.4 Justificación
El presente trabajo de investigación se desarrolló porque se ha determinado la ocurrencia de inconvenientes en las operaciones unitarias en la explotación del yacimiento de mineral. que se realiza mediante laboreo subterráneo, usando el método de cámaras y pilares. Estas actividades particularmente son la perforación y la voladura, primeramente, y posteriormente el acarreo y transporte del material fragmentado. Seguidamente el trabajo también sirvió para poder identificar, estudiar y analizar cada una de estos inconvenientes de manera detallada con el uso de técnicas adecuadas.
El trabajo es importante porque identificado los problemas en cada operación unitaria se resolvió dichos inconvenientes para poder alcanzar la producción establecida por la Empresa Minera Cori S.A.C. y por lo tanto tener una alta productividad.
1.5 Alcances y Limitaciones
El alcance del trabajo es de carácter local porque permitió incrementar la productividad de la mina en estudio.
El trabajo de investigación se realizó por un periodo de tiempo desde el mes de enero del 2020 hasta abril del mismo.
La investigación se desarrolló en la Unidad Operativa Untuca, ubicada en el distrito de Quiaca, provincia de Sandía, departamento de Puno.
El trabajo fue realizado por el tesista para lograr el título de ingeniero de minas, con la participación y apoyo de los ingenieros de minas, seguridad y medio ambiente de la U.O. Untuca de la Empresa Minera Cori Puno S.A.C.
CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO 2.1 Antecedentes de la investigación
En la Tesis “Plan de minado subterráneo aplicado en la Corporación Minera Ananea S.A.”, se resume que:
En el C v R con circado se lleva el filón aurífero en la caja techo, con una altura de 1,50 metros, dejando “la circa de mineral”. Con la mejora de las operaciones se incrementó el avance de los fretes en 57%. Para el proceso de recuperación, la planta concentradora tiene una capacidad de mineral 18 toneladas por día, para tratar el mineral. Según los reportes de la planta concentradora, se incrementó la capacidad de molienda de minerales en un 100%, este efecto es porque sube a un 30 %, cuando se incrementan los frentes de extracción para producir mayor volumen de mineral, mientras se observa un declive de las leyes de mineral que se extraían, entonces el objetivo principal del plan es la de mejorar las operaciones: “moler mayor volumen de mineral con leyes bajas, y hacer rentable la operación”. El costo de tratamiento de una tonelada de mineral en la planta concentradora, es de US$ 15.86 por tonelada tratada. Por lo que nuestra ley de corte operacional es de 13.4 gramos de oro por tonelada de mineral, para un precio del oro muy conservador de $650.00 dólares la onza entonces la ley de equilibrio
para la explotación del Oro es de 5.5 gramos Au / TM. El presente estudio demuestra claramente qué mejorando las operaciones mineras, acondicionando los métodos empírico-prácticos a técnicas de ingeniería de minas moderna, con un software informática, y un gerente proactivo, es posible trabajar minerales de baja ley de Oro. (Quispe, 2013, p.5).
En la investigación “Optimización del ciclo de minado para incrementar la productividad diaria en la Cooperativa Minera Limata Ltda.”, se concluye que:
Un incremento de producción de 512 m3 /día con una ley de explotación 0.09 g Au/m3, se obtiene de 224.3 g Au/día, teniendo una diferencia de 46.1 gramos más de la producción real, lo cual calculado en años se propone obtener una utilidad de 13.28 kilos de oro anuales. Para alcanzar los 2492 m3 /día a, se requiere una disponibilidad de equipos que consta de 2 excavadoras de 2.3 m3 capacidad de cuchara, 9 volquetes de 15 m3 de capacidad de tolva, 3 cargadores frontales de 3 m3 de capacidad de cuchara, 18 motobombas y un tractor a oruga modelo D6, de ellos algunos se encuentran malogrados por ende se propone reparar, cuyo costo asciende a 22 550 soles. Se optimiza el trabajo, de las 5.5 horas efectivas de trabajo a 6.9 horas efectivas disminuyendo los tiempos innecesarios los cuales incrementan una eficiencia de trabajo de 69% a 86.5%. Se implementó un plan de mantenimiento de equipos los cuales consta de las horas trabajadas y la cantidad de horas para el mantenimiento respectivo, cuyo equipo es evaluado para su operación a las 10000 horas trabajadas para tomar decisión de renovar, además se propone el plan de capacitación de operadores para la mejora de eficiencia de trabajo. (Gaimes, 2019, p.66)
2.2 Bases teóricas
2.2.1. Plan de minado anual
“Es el documento que contiene todas las actividades o acciones a realizar durante el período de un año y que comprende, entre otras: la identificación de los límites de las áreas de exploración, preparación, explotación, beneficio y otras actividades inherentes, metodología y parámetros de trabajo, equipos a ser utilizados, presupuestos y costos, personal, medidas de Seguridad y Salud Ocupacional, y posibles impactos en el entorno y medidas a tomar frente a posibles eventos adversos, cuantificando las metas a alcanzar” (D.S. 024-2016-EM, Artículo 3).
2.2.1.1. Plan de minado explotación a cielo abierto
En el Reglamento de Seguridad y Salud Ocupacional vigente, en el Anexo 1 taxativamente señala debe contener los siguientes:
a) “Plano general de ubicación de todas las instalaciones del proyecto, incluidas mina(s), botadero(s), cantera(s) de préstamo, planta de beneficio, relavera(s), talleres, vías de acceso, campamentos, enfermería y otros en coordenadas UTM WGS 84 y a escala adecuada;
b) Diseño del tajo, indicando los límites finales de explotación, secciones verticales y área de influencia no minable, entendidas éstas como la franja de cien (100) metros de ancho
como mínimo alrededor del tajo abierto, medida desde el límite final, así como los parámetros de diseño utilizados en rampas, bermas y banquetas de seguridad, y carreteras de alivio;
c) Estudio geomecánico detallado con el que sustente los ángulos de talud utilizados en el diseño del tajo y del botadero;
d) Diseño detallado de los botaderos, incorporando secuencia de llenado del mismo y medidas de control de estabilidad física, además de implementar recomendaciones del EIA y planes de cierre respectivos,
e) Diseño detallado del polvorín, almacenes de sustancias peligrosas y sub estaciones eléctricas (o casa de fuerza), incorporando medidas de seguridad y manejo de contingencias;
f) Gestión de Seguridad y Salud Ocupacional (Reglamento Interno de Seguridad y Salud Ocupacional, Organigrama, Manual de Organización y Funciones, Estándares, PETS, Trabajos de alto riesgo, Programa de Capacitación al Personal, IPERC de línea base y continuo, Programa de Monitoreo de Agentes Físico - Químicos);
g) A efectos de determinar el límite de explotación se tiene en cuenta lo siguiente:
g.1. Si el tajo está ubicado en zonas alejadas de poblaciones o centros poblados o de expansión urbana: dentro de la concesión hasta el límite económico del tajo;
g.2. Si el tajo está ubicado en zonas próximas o dentro de la zona urbana o de expansión urbana, el límite superior o cresta del tajo deberá considerar un área de influencia no menor de cien (100) metros medidos alrededor de la cresta final del tajo, respetando estrictamente las viviendas y/o carreteras de acceso más cercanas. Dichas áreas no podrán ser afectadas ni explotadas bajo ninguna circunstancia.
Asimismo, la profundidad de explotación de los tajos no podrá ser inferior al nivel superficial de la zona urbana (o de expansión urbana) en la que se encuentre;
g.3 Para las ampliaciones de áreas deben acreditarse las autorizaciones de titularidad y/o permiso de uso de los terrenos superficiales, CIRA e instrumento ambiental correspondiente;
h) Cronograma de ejecución de las actividades” (D.S. 024-2016- EM, Anexo 1).
2.2.1.2. Plan de minado explotación subterránea
De igual manera en el Anexo 1 del Reglamento de Seguridad y Salud Ocupacional, se indica que: “Este plan de minado es para la minería metálica como para la minería no metálica. El plan de minado aprobado por la Gerencia General del titular de actividad minera o quien haga sus veces debe contener lo siguiente:
a) Plano general de ubicación de todas las instalaciones superficiales del proyecto, incluidas bocamina(s), botadero(s), cantera(s) de préstamo, planta de beneficio, revalera(s), talleres, vías de acceso, campamentos, enfermería y otros en coordenadas UTM WGS 84 y a escala adecuada;
b) Estudio geomecánico detallado antes de iniciar el laboreo que permita caracterizar el macizo rocoso por áreas en interior mina, conducente a determinar el método de explotación más adecuado, así como los controles y métodos de sostenimiento;
c) Diseño de labores mineras por áreas, sustentando ciclos (perforación, voladura, carguío, transporte, ventilación, relleno, drenaje, entre otros), precisando el tiempo de sostenimiento máximo;
d) Diseño detallado de los botaderos, incorporando secuencia de llenado del mismo y medidas de control de estabilidad física, además de implementar recomendaciones del EIA y planes de cierre respectivos;
e) Diseño detallado del polvorín, almacenes de sustancias peligrosas y sub estaciones eléctricas (o casa de fuerza), incorporando medidas de seguridad y manejo de contingencias;
f) Diseño detallado del sistema de ventilación, garantizando la efectividad en la ventilación con una instalación mayor o igual a la capacidad instalada;
g) Gestión de Seguridad y Salud Ocupacional (Reglamento Interno de Seguridad y Salud Ocupacional, Organigrama, Manual de Organización y Funciones, Estándares, PETS, Trabajos de alto riesgo, Programas de Capacitación al Personal, IPERC de línea base y continuo, Programa de Monitoreo de Agentes Físico - Químicos);
h) Programa detallado de avances y labores mineras (tajeos, galerías, cruceros, subniveles, chimeneas, entre otras), adjuntando planos en planta por nivel;
i) Cronograma de ejecución de las actividades “(D.S. 024-2016- EM, Anexo 1).
2.2.2. Operaciones unitarias de producción
Las llamadas operaciones de perforación, voladura, etc. mineras son las operaciones importantes para la explotación y las operaciones
auxiliares se utilizan para apoyarlos.
El ciclo de producción empieza con la que consiste en perforar y volar, y la manipulación de materiales abarca la carga o excavación y el transporte y, a veces, el izado. Por lo que el ciclo de operaciones es:
Ciclo de producción = taladro + explosión + carga + transporte
Las operaciones de producción son separada y cíclica, la tendencia en la minería moderna y la tunelización es eliminar o combinar funciones
y aumentar la continuidad de la extracción. El ciclo de operaciones en la minería superficial y subterránea difiere principalmente por la escala del equipo. Las máquinas especializadas han evolucionado para satisfacer las necesidades únicas de los dos tipos de minado es decir superficial y subterráneo.
Además de las operaciones del ciclo de producción, en muchos casos se deben realizar determinadas operaciones auxiliares. Bajo tierra, estos generalmente incluyen soporte para techos, ventilación y aire
acondicionado, fuente de alimentación, bombeo, mantenimiento, iluminación, comunicaciones y suministro de aire comprimido, agua y suministros a las secciones de trabajo. En la minería de superficie, las operaciones auxiliares primarias incluyen aquellas que proporcionan estabilidad de pendiente, bombeo, suministro de energía, mantenimiento, eliminación de residuos y suministro de material a los centros de
producción.
https://sites.google.com/site/undergroundgm1307sfu/stages-in-the-life-of-a-mine/unit- operations-of-mining
2.2.3. Ciclo minado
Cuando se habla del ciclo de minado en la industria minera del tipo subterráneo de las operaciones unitarias mineras que permite la explotación del yacimiento mineral en las que se considera a las siguientes:
a) Perforación, b) Voladura, c) Sostenimiento, d) Limpieza, e) Carguío, y f) Transporte.
Figura 1. Ciclo de minado subterráneo.
Fuente: es.slideshare.net 2.2.2.1. Perforación
La perforación es un proceso de corte que utiliza una broca para cortar un taladro de sección transversal circular en materiales sólidos. La broca suele ser una herramienta de corte rotativo, a menudo multipunto. La broca se presiona contra la pieza de trabajo y se gira a velocidades de cientos a miles de revoluciones por minuto. Esto fuerza el filo de corte contra la pieza de trabajo, cortando los detritos del taladro a medida que se perfora.
En la perforación de rocas, el taladro generalmente no se hace a través de un movimiento de corte circular, aunque la broca
generalmente se gira. En su lugar, el taladro se hace generalmente martillando una broca en el taladro con movimientos cortos rápidamente repetidos. La acción de martillado se puede realizar desde fuera del taladro (perforador de martillo superior) o dentro del taladro (taladro de abajo del taladro, DTH). Los taladros utilizados para la perforación horizontal se denominan taladros de avance.
Figura 2. Perforación en minería subterránea.
Fuente: Alamy.es 2.2.2.2. Voladura
Según William Andrew Hustrulid, la voladura, es un proceso de reducción de un cuerpo sólido, como roca, a fragmentos mediante el uso de un explosivo. Las operaciones de voladura
convencionales incluyen:
(1) Taladros de perforación,
(2) La colocación de una carga y un detonador en cada taladro, (3) Detonar la carga, y
(4) despejar el material roto.
Figura 3. Carguío de los accesorios y explosivos en labor subterránea.
Fuente: Revistaseguridadminera.com
Tras la detonación, la energía química del explosivo se libera, y el explosivo compacto se transforma en un gas brillante con una enorme presión. En un taladro densamente embalado esta presión puede superar las 100.000 atmósferas. La alta presión rompe el área adyacente al taladro y expone la roca más allá de tensiones y
tensiones muy altas que hacen que se formen grietas. Bajo la influencia de la presión del gas, las grietas se extienden, y la roca delante del taladro de perforación produce y se mueve hacia
adelante. Si la distancia del taladro a la superficie más cercana no es demasiado grande, la roca delante del taladro se liberará.
Los taladros están colocados de tal modo que requieren una cantidad mínima de explosivo por volumen de roca rota (llamado factor de carga). La mayoría de los patrones de taladros de explosión se basan en el hecho de que la fragmentación es más uniforme si la carga explosiva está dentro de una distancia particular de una cara
expuesta de la roca. Para romper un gran cuerpo de roca, las cargas se colocan en una serie de taladros perforados de modo que, a medida que se disparan los taladros más cercanos a la superficie expuesta, las explosiones crean nuevas caras expuestas a las
distancias adecuadas del siguiente conjunto de taladros, en los que el disparo de las cargas es ligeramente retardado. Los taladros se disparan en un orden predeterminado, a intervalos de sólo milésimas de segundo. La voladura se utiliza comúnmente para romper
materiales como carbón, mineral, piedra u otros materiales extraídos, para demoler edificios y para excavar cimientos para estructuras civiles.
Figura 4. Voladura subterránea.
Fuente: Construcciónminera.cl 2.2.2.3. Sostenimiento
“En toda explotación minera subterránea, el sostenimiento de las labores es un trabajo adicional de alto costo que reduce la velocidad de avance y/o producción, pero es un proceso esencial para proteger de accidentes al personal y equipos” (Anónino, s.f., p.2).
Para evitar la confusión existente entre los conceptos de soporte y refuerzo de roca se dice que: “Refuerzo (activo), empernado o cables que refuerzan la masa rocosa aumentando la resistencia friccional entre los bloques. Soporte (pasivo), cerchas de acero, shotcrete o cuadros de madera, estabilizan la masa rocosa reduciendo el colapso progresivo o deformación de la misma” (Hoek, 2004, s.p.)
Figura 5. Perno, sistema activo.
Fuente: es.slideshare.net
Figura 6. Cuadro de madera, sistema pasivo.
Fuente: es.slideshare.net
2.2.2.4. Limpieza y acarreo
Se refiere al retiro del material del lugar donde se hizo la voladura, sea del frente o del tajo, generalmente se refiere a la preparación de la carga para el acarreo correspondiente.
Una mina subterránea típica y profunda utiliza sistemas verticales y horizontales. El manejo de materiales se realiza generalmente en pasos; las operaciones más comunes de la unidad son la perforación, voladura, carga, acarreo e izado del material.
Una forma popular de transportar el material a distancias cortas desde el frente es utilizar cargadores subterráneos de llantas, como las máquinas Load-Haul-Dump (LHD). Estas máquinas se han utilizado para mover el material desde el frente a los lugares de descarga durante más de medio siglo. El primer cargador fue producido por Wagner (hoy Epiroc) en 1959, seguido por
Teletram en 1962 y Scooptram en 1963 (Chadwick, 1996). Ahora, más del 75% de todas las minas de metal subterráneas utilizan LHD (Taitya, 2013). En respuesta a la necesidad de mejorar la productividad de las 2 máquinas, los fabricantes de equipos han introducido diferentes tipos de LHD que varían en tipo, tamaño o perfil (bajo/alto). Su selección en un proceso de planificación de minas se basa en tres factores importantes: aclaramiento de túnel, vida útil de los neumáticos y la capacidad de producción (Taitya, 2013).
La mayoría de los LHD tienen actualmente motores diésel debido a su flexibilidad, durabilidad y alta eficiencia (Pronk et al.
2009). Sin embargo, las máquinas alimentadas por diésel emiten una cantidad significativa de CO2, contribuyen significativamente a los costos de ventilación y producen cantidades dañinas o excesivas de gases que contaminan el aire en la mina. Dados los estrictos requisitos de ventilación, como en el caso del
Reglamento de Seguridad y Salud Ocupacional, el alto impacto ambiental y los altos costos operativos, la sustitución de equipos diésel antiguos por máquinas más nuevas puede no ser suficiente.
Puede ser necesario seleccionar una fuente de alimentación alternativa.
Con regulaciones más estrictas sobre la calidad del aire de las minas y las emisiones de CO2, una alternativa es el uso de equipos eléctricos; además de cumplir con las regulaciones y ser una solución más sostenible, puede generar importantes ahorros de costos de ventilación (Paraszczak et al. 2013, Chadwick, 2008). La alimentación de las máquinas eléctricas puede provenir de un cable de arrastre que se puede desplegar o retraer (atado), cable aéreo (línea de tranvía) u otros equipos eléctricos, como baterías (Paraszczak et al. 2014; Varaschin y Souza, 2015). Las desventajas de los cables atados incluyen una versatilidad reducida, fallas de cable, problemas de reubicación de cables, alcance de transporte limitado, movimiento restringido y desgaste del cable (Chadwick, 1996; 2013; Paterson y Caballeros, 2012;
2014). Una línea eléctrica aérea no proporciona flexibilidad porque tiene una ruta fija (Paraszczak et al. 2013).
http://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:1290029/FULLTEXT01.pdf
Figura 7. Equipo de limpieza y acarreo.
Fuente. http://www.diva-
portal.org/smash/get/diva2:1290029/FULLTEXT01.pdf
2.2.2.5. Transporte
El mineral acumulado en las cámaras de acumulación es cargado a volquetes u otro equipo de transporte.
Se refiere a que el mineral es cargado en volquetes u otro equipo que puede trasladar al mineral y que son transportados hacia la planta de beneficio ubicada en superficie.
Las instalaciones de transporte de algún tipo deben proporcionarse cuando se inician los trabajos subterráneos.
Estos pueden o no ser retenidos a medida que se expande el desarrollo de la mina y comienza la producción de mineral, pero es probable que resulten inadecuados después de que la mina entre en producción total o parcial. Por lo tanto, el arrastre de manos y el izado en cubos o en coches pequeños en jaulas pueden servir cuando las distancias de arrastre son cortas y la cantidad de mineral y roca que se debe manejar es
pequeña, mientras que los coches grandes, el transporte de locomotoras y el izado en saltos pueden ser necesarios para el transporte una vez que la mina alcanza su paso de producción.
El material de las distancias debe ser transportado y la cantidad a tratar es de primera importancia a la hora de decidir sobre el método de transporte y el tipo de equipo a utilizar. Las instalaciones para la manipulación de mineral y residuos entre los tajeos y los niveles de transporte variarán con el método de tajeo empleado, así como con la cantidad de mineral y residuos a manipular.
https://www.911metallurgist.com/mining-transportation-haulage-systems/
Figura 8. Transporte de mineral a la planta de tratamiento.
2.2.3. Productividad
“Es la cantidad de producción de una unidad de producto o servicio por insumo de cada factor utilizado por unidad de tiempo.
Mide la eficiencia de producción por factor utilizado, es decir por unidad de trabajo o capital utilizado” (https://conceptos-de-economia/que-es-la- productividad).
Figura 9. Esquema de la Productividad.
Fuente: https://www.elblogsalmon.com/conceptos-de-economia/que-es-la-productividad
El objetivo primordial es realizar la mezcla idónea de la
maquinaria, de los trabajadores y si es posible el uso de otros recursos para maximizar la producción.
La forma más notoria para aumentar la productividad es cuando el empresario invierte en una unidad de capital para hacer el trabajo más eficiente, porque una máquina produce más de un producto o servicio con el mismo o menos empleo.
La productividad es mucho más compleja que tener una máquina más en tu lugar de trabajo, y se determina y es impactado por muchos factores, incluyendo los siguientes:
• la calidad y disponibilidad de los recursos naturales, que impacta la producción de productos y servicios que necesita de estos recursos.
• la estructura de la industria y los cambios de los sectores, incluyendo si permite entradas de nuevos competidores o no, ampliando la competitividad e incentivando la mejora de la forma de trabajar.
• el nivel de capital total y su incremento, que impacta su nivel y su coste y que facilita o no el nivel de inversión futuro.
• el ritmo de progreso tecnológico, más y mejor tecnología mejora el nivel y la calidad de tecnología utilizada en la producción.
• la calidad de los recursos humanos (la educación), que impacta los resultados de la aportación humana.
• el entorno macroeconómico, que puede facilitar o entorpecer la participación en la economía de los distintos actores, que son los empresarios y los trabajadores.
• el entorno microeconómico, que puede facilitar o entorpecer la forma de trabajar diaria los distintos actores, por ejemplo, que el gobierno imponga muchas regulaciones al funcionamiento de la economía impacta la productividad negativamente.
Mejorar la productividad es clave para mejorar el nivel de vida de la sociedad, más potencial de incrementar los sueldos y más rentabilidad para el capital invertido.
La idea trascendental es que el incremento de la productividad impulsa el crecimiento de la economía.
La brecha de integración — la realidad de la cuestión de la productividad
Muchas iniciativas de "productividad" hasta la fecha se han centrado en la reducción de costos, que han dado lugar a algunos resultados modestos a corto plazo. Las empresas mineras deben ir más allá de las soluciones puntuales y adoptar una solución integral para transformar el negocio.
Creemos que es necesario garantizar que cada parte del negocio esté optimizada, no por sí sola, sino como parte de un sistema empresarial. La falta de esto se conoce "la brecha de integración". Abordar la integración es un desafío clave para mejorar la productividad adoptando una
perspectiva integral de todas las operaciones. Creemos que esto es posible cambiando la cultura para empoderar a la fuerza de trabajo y encontrar nuevas soluciones a los problemas existentes, y el uso de datos y tecnología para apoyar esto.
• El uso de tecnología y datos para mejorar la integración
La tecnología puede descomponer los silos y permitir que las nuevas prácticas de trabajo evolucionen. Solo con buenos datos las empresas pueden entender cómo se ve el buen rendimiento, y las empresas que utilizan con éxito los datos superan a sus pares en un 20%.3
• Mantener la transformación de extremo a extremo a través de la cultura
El papel crítico que las personas desempeñarán en la transformación se destacó en torno a tres temas clave:
1. Compromiso: empoderamiento, flexibilidad y autodirección.
2. Medición y recompensa: alineadas con las medidas de productividad y no con los resultados principales.
3. Gestión continua del talento: requiere que los pensadores de los sistemas gestionen la complejidad.
2.2.4. Unidad Minera Untuca 2.2.4.1. Generalidades
“Cori Puno tiene como finalidad la extracción de minerales auríferos de manera técnica y económicamente eficiente, segura y amigable con el medio ambiente, aplicando las mejores prácticas de negocio, para incrementar el valor de la empresa y de sus participantes” https://www.coripuno.com.pe/operaciones-mineras/.
Buscamos constantemente que nuestro trabajo se realice con los más altos niveles de seguridad, salud, eficiencia y eficacia.
El valor más preciado son las personas que conforman nuestro equipo de trabajo, por ello, nuestra prioridad es la
seguridad de nuestros colaboradores. La gran mayoría de nuestro personal pertenece al área de influencia de nuestras operaciones.
La Empresa Cori Puno S.A.C. del grupo Consorcio Minero Horizonte (CMH), colocó los primeros denuncios mineros en el distrito de Quiaca localidad de Untuca en el año 2006, inicia sus
operaciones en septiembre del año 2006 con una capacidad de planta instalada de 250 TMSD y con el tratamiento del desmonte antiguos almacenados por la minería artesanal. A inicios del año 2009, se logra llevar la capacidad de tratamiento de la planta a 350 TMSD con los mismos equipos instalados inicialmente. Esta operación fue ejecutada bajo la razón jurídica de Minera Cartagena S.A.C. para posteriormente hacerlo como Cori Puno S.A.C. perteneciente al grupo CMH.
A inicios del mismo año se iniciaron las operaciones de explotación en el Tajo abierto (Open Pit) Cerro La Torre y Pullucunoyoc, y en vía de regularización se logra la última autorización para la Unidad de Producción Untuca para la explotación subterránea Pomarani con una producción total de 350 TMSD y dentro de este contexto y con el objetivo de incrementar la producción el tonelaje a explotar y tratar. Cori Puno S.A.C. ha tomado la decisión de presentar un instrumento ambiental ITS (Instrumento Técnico Sustentantorio) para una producción de 1900 TMSD tanto en tajo abierto (1200 TMS) subterráneo (700 TMSD) y actualmente se desarrolla casi el 50%
de la producción del minado subterráneo.
2.2.4.2. Ubicación
La Empresa Cori Puno S.A.C, se ubica en el distrito de Quiaca, provincia de Sandía, departamento de Puno.
Fisiográficamente se encuentra ubicado a lo largo de las
estribaciones orientales de la Cordillera Oriental del Sur del Perú, con altitudes que van de 4,000 a 5,000 m.s.n.m.
Coordenadas UTM. Centrales de la Mina:
Este: 457,164.102 Norte: 8’387,470.1025
Su acceso desde la ciudad de Lima, se efectúa utilizando la siguiente ruta:
Vía aérea : Lima – Juliaca 1286 km.
Vía afirmada : Juliaca – Untuca 208,50 km.
Figura 10. Plano de Ubicación de Yacimiento Sandia.
Fuente: Departamento de geología.
2.2.4.3. Descripción de la mina.
Actualmente el acceso principal para acceder a los mantos de la zona de producción Cruz de oro es la rampa 500(-) en el Nv.
4500 y de sección 4.00m x 4.00m de la cual se ramifica rampas independientes en cada manto con una sección 4.00 x 4.00 metros y gradiente de -14%. También se cuenta con chimeneas conectadas hacia superficie para ventilación. Se tiene dos niveles de producción y el tajo Cruz de Oro.
2.2.4.4. Método de explotación
El método de explotación es cámaras y pilares mecanizado y cámaras y pilares corridos con taladros largos.
Figura 11. Método de Explotación Cámaras y Pilares corridos con taladros largos.
Fuente: slideplayer.es
Figura 12. Método de explotación cámaras y pilares.
Fuente: slideplayer.es
La limpieza de mineral en los tajos se efectúa con scoop
de 6 yd3.
Para el acarreo se utilizan scoop de 4 y 6yd3. Para la extracción se usan volquetes de 15 m3 y 18 m3.
Como labores principales se realizan rampas de desarrollo, Cruceros, Inclinados, galerías de preparación y chimeneas de ventilación; luego se traslada el mineral por las Galerías de Preparación que se encuentran en el crucero principal; para luego cargar a los volquetes en las cámaras de carguío.
En lo que respecta a la perforación se realiza en forma horizontal llamado perforación en breasting, solamente en chimeneas y tajos se perfora verticalmente mediante taladros largos.
Para la perforación se usa jumbos electrohidráulicos en labores de avance y preparación siendo los taladros de 12 pies y
para la perforación en tajos de explotación se usa Simbas con barrenos acoplados que alcancen los 40 pies de profundidad.
Para la voladura se utiliza la Emulnores, después de los disparos se ventila los frentes, se desata y para luego proceder a la limpieza de mineral roto, luego según la calidad de roca se sostiene con pernos Split set, hidrabolt, expandabolt, pernos helicoidales de 7 pies, mallas electrosoldadas y Cimbras metálicas en zonas críticas.
Una vez completada la extracción del banqueo de minado aproximadamente 150 metros por cada galería se rellena con relleno detrítico hasta dejar una sección de 9 x 4 metros; si es posible topeado. Para el siguiente Banqueo. El relleno de los tajos se realiza con relleno detrítico con desmonte clasificado de tajo abierto. Relleno detrítico proviene del desmonte producido por las labores de preparación y desarrollo.
2.2.4.5. Ventilación
Después del disparo, la evacuación de gases es por las chimeneas que conectan de nivel a nivel hasta superficie manteniendo con aire fresco los frentes y caminos de transito de personal con ventiladores de 10,000 y 30,000 CFM. La extracción de aire viciado se efectúa por chimeneas y comunicaciones a superficie en los extremos de la infraestructura de cada manto y mediante ventiladores extractores de 60,000 CFM. Asimismo, se
tiene chimeneas de sección de 2.00 x 2.00 metros hasta superficie exclusivamente para ventilación de la mina.
Después de la ventilación ingresa el personal, hace el desatado de roca cumpliendo el procedimiento de seguridad y en tajos se realiza la limpieza de mineral con scoop diésel de 4 y 6 yd3, el mineral roto de los tajos es evacuado por los scoop hacía las cámaras de carguío donde los volquetes son cargados.
Haciendo uso del software minero VENTSIM se efectuaron análisis de sensibilidad de los circuitos de ventilación de mina, teniendo en cuenta lo siguiente:
• Requerimiento de aire para producir 1200 t/día.
• Operación de equipos diesel, disponibilidad mecánica, factor de utilización
La ventilación en interior mina es forzada por ventiladores eléctricos principales de 30 000 y 60 000 cfm de capacidad instalados en accesos principales (Rampas) de sección 4 x 4 m para la ventilación los cuales están ubicados en los extremos y parte central de las Mantos, estos ventiladores en los extremos trabajan como extractores de aire contaminado. El aire limpio requerido para la operación ingresa a través de la bocamina por la RP 500 (-), Bocamina Cruz de oro NV. 4500 y por las chimeneas ubicadas en la parte central de las Mantos que conectan hasta superficie.
Para la ventilación auxiliar se usan ventiladores de 30 000 cfm y 10 000 cfm como inyectores de aire limpio a labores ciegas.
2.2.4.6. Servicios auxiliares
2.2.4.6.1. Aire comprimido
El aire comprimido es generado por una compresora de 100 a 150 psi la cual es generada uso único exclusivo del equipo simba en el proceso de perforación de taladros largos.
2.2.4.6.2. Agua
El agua para la operación de mina es captada de la quebrada ribereña de Ananea donde se ubican las instalaciones del proyecto y las microcuencas de las quebradas contiguas como son las quebradas Umalanta y Azoguine, debajo del nivel 4500 una toma 36 m3 y de la cual se usa para la distribución mediante camiones cisterna para luego ser almacenados en tanques de 15, 20 y 25 m3 la cual es distribuida por tuberías HDPE de polietileno de 4 y 2 pulgadas de diámetro respectivamente por su maniobrabilidad y bajo costo.
La presión del agua a la que trabaja es de 2 a 6 bares empleando rompe presiones en zeta para bajar la presión en algunas zonas.
El requerimiento de agua está basado en el volumen de agua a utilizar en la fase de explotación por los siguientes consumos:
- Consumo de agua de perforación.
- Consumo de agua para sostenimiento.
- Consumo de agua para servicios.
2.3 Definición de términos Mejoramiento
“Acción y efecto de mejorar. Mejorar: Adelantar, acrecentar algo, haciéndole pasar a un estado mejor” (Diccionario RAE).
Ciclo
“Se denomina ciclo al período de tiempo en el cual se desarrollan o suceden un conjunto de acontecimientos, etapas o fenómenos que, una vez finalizados se vuelven a repetir en el mismo orden de principio a fin”
(https://www.significados.com/ciclo/).
Minado
Operaciones unitarias que permiten la extracción del mineral económico que se encuentra en el interior de la mina.
Incrementar
“Incrementar hace referencia a dar mayor extensión, número o materia a algo.
Este término se utiliza para todo lo que pueda hacerse más grande en cantidad o magnitud” (https://diccionarioactual.com/incrementar/).
Producción
“La producción es el conjunto de métodos o procesos utilizados para transformar entradas concretas (materias primas, bienes semi-acabados, etc) y entradas intangibles (ideas, información, conocimiento) en bienes o servicios”
(https://comofuncionaque.com/que-es-la-produccion/).
Productividad
Se define como: “la cantidad de producción de una unidad de producto o servicio por insumo de cada factor utilizado por unidad de tiempo”.
(https://www.elblogsalmon.com/conceptos-de-economia/que-es-la- productividad).
2.4 Hipótesis
2.4.1. Hipótesis general
El mejoramiento del ciclo de minado influye positivamente en el
incremento de la productividad en la Unidad Operativa Untuca - Empresa Cori Puno S.A.C.
2.4.2. Hipótesis específicas
a) El mejoramiento de la perforación y voladura influye positivamente en el incremento de la productividad de la Unidad Operativa Untuca - Empresa Cori Puno S.A.C.
b) El mejoramiento del acarreo y el transporte influye positivamente en el incremento de la productividad en la Unidad Operativa Untuca - Empresa Cori Puno S.A.C.
2.5 Variables e indicadores Variable X: Ciclo de minado Variable: Productividad.
2.6 Operacionalización de las variables
Tabla 1. Operacionalización de las variables.
VARIABLES DIMENSIONES INDICADORES
Variable X:
Ciclo de minado - Perforación.
- Voladura.
- Sostenimiento.
- Limpieza.
- Acarreo.
- Transporte.
- N° de taladros.
- Kg/TM.
- m sostenido.
- TM.
- TM - TM
Variable Y:
Productividad - Rendimiento de equipos.
- Rendimiento de trabajador.
- TM/hora.
-TM/h-gdia.
CAPÍTULO III
METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN 3.1 Tipo de Investigación
El tipo de investigación usado en el presente trabajo de investigación será el del tipo aplicada.
3.2 Nivel de Investigación
El nivel de la investigación será el descriptivo.
3.3 Métodos de Investigación
El método a ser utilizado en el presente trabajo de investigación será el método científico.
3.4 Diseño de Investigación
El diseño de la investigación será la investigación descriptiva simple cuyo diagrama es el siguiente:
M O Donde:
M = Muestra.
O = Observación.
3.5 Población y Muestra
En este caso la población y la muestra será la Unidad Operativa Untuca.
3.6 Procedimiento de recolección de datos
La toma de los datos será mediante la observación directa en el estudio y seguimiento de las operaciones del ciclo de minado.
3.7 Técnicas de Procesamiento de datos
Se usaron las técnicas de la estadística descriptiva.
CAPÍTULO IV
RESULTADOS Y DISCUSIÓN 4.1 Presentación de datos generales
Para la realización del trabajo de investigación es importante conocer el planeamiento de minado correspondiente al año 2019, porque nos dará como punto de partida los objetivos, metas, estrategias, etc. que se tendrá en cuenta para el cumplimiento de los planeado.
Planeamiento de minado 2019
El planeamiento de minado a corto plazo para el 2019 se define de la siguiente manera:
a) Objetivos
- Garantizar que las operaciones se desarrollan de una manera segura.
- Cumplir con los compromisos de la empresa, financieros, tributarios, ambientales y sociales.
- Proteger la vida y la salud de nuestros colaboradores, la propiedad y medio ambiente.
- Asegurar el tonelaje y la calidad del mineral a ser tratado.
- Permitir la recuperación de las inversiones.
- Asegurar la rentabilidad mínima.
- Alargar el tiempo de vida de la mina con exploraciones.
b) Estrategias
- El plan de minado a corto plazo está programado en forma mensual de acuerdo a las reservas probadas y probables, así como los recursos.
- De acuerdo al plan de producción se ha considerado un promedio de 1,800 ton/día a tratar.
- Preparación de la mina en forma sostenida, de modo que nos permita cumplir con lo programado.
- El diseño de la mina se realiza con el software minero MINESIGTH y VENTSIM para simular la ventilación.
c) Proyectos
- Ejecución de Proyecto de Gallo Cunca.
- Ejecución de Proyecto de Sistema de Ventilación Principal en Cruz de oro.
- Instalación del proyecto Ore Shorting – tratamiento de mineral sub marginal.
Figura 13. Proyecto de Sistema de Ventilación Principal.
Figura 14. Proyecto de Sistema de Bombeo Principal.
d) Explotación.
- Cruz de oro - Subterráneo.
- Cruz de oro – Tajo abierto.
Figura 15. Vista Longitudinal de Mantos en Explotación.
4.2 Análisis e interpretación de datos
De acuerdo al planeamiento de minado para el año 2019, tiene como objetivos principalmente asegurar el tonelaje y la calidad del mineral a ser tratado;
permitir la recuperación de las inversiones y asegurar la rentabilidad mínima.
De igual manera en el mismo documento como estrategias para el logro de los objetivos tenemos que: El plan de minado a corto plazo está programado en forma mensual de acuerdo a las reservas probadas y probables; de acuerdo al plan de producción se ha considerado un promedio de 1,800 ton/día a tratar y la preparación de la mina en forma sostenida, de modo que nos permita cumplir con lo programado.
En ese sentido se tiene que planificar las operaciones unitarias del ciclo de minado para el cumplimiento del planeamiento por lo que se tomará en cuenta a los siguientes:
a) Métodos de explotación
Cámaras y pilares con relleno detrítico, pilares corridos con taladros largos con relleno detrítico y en ciertas zonas de explotación corte y relleno ascendente.
b) Perforación
Perforación en breasting con jumbo electrohidráulico y en taladros largos con Simba S7.
Figura 16. Simba S7, vista de lado.
Figura 17. Simba S7, área de cobertura.
c) Voladura
Se utiliza Emulsión de 1 1/2” con poder rompedor de 1000, 3000 y 5000, booster, faneles, cordón detonante (Pentacord), como accesorios de voladura se utiliza el carmex y mecha rápida.
Tabla 2. Características de las emulsiones.
Fuente: http://www.famesa.com.pe/productos/altos-explosivos/emulnor/
d) Sostenimiento
Con pernos helicoidales, Split set, hydrabolt, expanda bolt, relleno detrítico.
e) Limpieza
Con scoop diésel de 2.2, 4 y 6yd3, y para el acarreo scoop de; 4 yd3 y 6 yd3.
f) Transporte
El transporte de mineral y desmonte se efectúan con volquetes de 15 y 18 m3.
g) Producción
1,800 t/día, ley de Au de 2.8 g/ton.
h) Relleno Detrítico
Para el relleno detrítico se tiene mineral sub marginal y en diferentes puntos de la mina, y también se ingresa desmonte del tajo Cruz de oro.
i) Sistema de trabajo
20 x 10 (20 días de trabajo por 10 días de descanso con tres grupos de trabajo).
4.3 Prueba de hipótesis 4.3.1. Hipótesis general
Para la demostración de la hipótesis general, se ha realizado las diferentes acciones para cada operación unitaria del ciclo de minado para que cumpla el planeamiento de minado.
4.3.1.1. Perforación
La perforación en los tajos es en breasting y se realiza con jumbos electrohidráulicos donde se usan barras de 12 pies de longitud, el diámetro de perforación varía entre 45 mm con un burden y espaciamiento entre 1.20 – 1.80 m para tajos y para labores de avance entre 1.00 – 1.20 m.
Figura 18. Ciclo de Minado - Perforación (2.5 horas)
Para la determinación de la disponibilidad mecánica y el factor de utilización en los diferentes equipos del ciclo de minado se usaron las siguientes fórmulas matemáticas:
Tabla 3. Ciclo de trabajo equipo Jumbo.
TMP Minutos TP (Hrs) TEO
(Hrs) TPO
(Hrs) Tiempo sin
Operador (Hrs) TMP (Hrs) 1 Capacitación y reparto de
guardia 60 1.00
2 Traslado a labor de interior mina 20 0.33 3 Realizar Check list, IPERC,
Inspección de la labor 15 0.25 0.25
4 Limpieza de frente 150 2.50 2.42 0.08 0.04
5 Traslado a otra labor en
promedio 20 0.33
6 Salida para el almuerzo 30 0.50
7 Almuerzo 60 1.00
8 Traslado a labor de interior mina 20 0.33 9 Realizar Check list, IPERC,
Inspección de la labor 15 0.25
10 Perforación del frente 150 2.50 2.42 0.08 0.04
11 Traslado a otra labor en
promedio 20 0.33
12 Reporte de fin de guardia 20 0.33
13 Salida de fin de guardia 20 0.33
Total de tiempo 600 10.00 4.83 0.17 0.08 0.25
Disponibilidad Mecánica (%) 95%
Factor de Utilización (%) 51%
JUMBO FRONTONERO JU-01 CICLO DE TRABAJO EQUIPO JUMBO 281
ITEM ACTIVIDAD A REALIZAR
Tiempo de Operación TR
Fuente: Superintendencia mina.
Con la finalidad de mejorar la productividad en la mina y siendo la perforación una operación unitaria parte del ciclo de minado se ha determinado mediante el principio de Pareto,
llamado también regla del 80%-20% o ley de los pocos vitales, las
actividades vitales que podrán ser mejorados para incrementar las eficiencias en la perforación.
Figura 19. Diagrama del Principio de Pareto para la perforación.
Figura 20. Utilización de tiempos en perforación.
Figura 21. Distribución de las horas efectivas y los tiempos muertos en perforación.
De las figuras 19 y 20 se puede observar que las actividades vitales son:
• mantenimiento de los equipos,
• las instalaciones de los servicios,
• el tiempo usado para el almuerzo,
• el traslado de los equipos de perforación al frente o tajeo
• tiempo consumido en el reparto de guardia.
Con respecto a la Figura 21 las horas efectivas son el 41,83% y las horas muertas 58,12% lo cual significa que se debe reducir principalmente los tiempos muertos variables que son:
• Caminata.
• Pintado de malla.
• Charla de seguridad.
• Revisión y rellenado de HG.
Por lo que se redujo la caminata 2%, el pintado de malla al 1,5%, la charla de seguridad 2% y la revisión y rellenado del HG 2%, es decir en total 7,5% de modo que las horas efectivas de trabajo se incrementaron al 45,25%.
4.3.1.2. Voladura
Culminado el proceso de perforación se realiza el carguío, para esto se utiliza como explosivo la emulsión y como accesorios de voladura como el carmex con mecha rápida, los taladros de producción se cargan con emulnor 3000 de 1 ½” y los taladros de
contorno con emulnor 1000e de 1 ½”. Con el objetivo realizar una voladura controlada y no provocar sobrerotura.
Figura 22. Ciclo de Minado - Voladura (1 hora de carguío).
Tabla 4. Distribución de la carga explosiva.
Volumen 48.0 m3
Sección 4 4 m x m
134.4 t Tonelaje Mineral
Fuente: Superintendencia mina.
De acuerdo a la Tabla 4, se puede decir que esta
distribución de la carga explosiva es la mejor que se ha obtenido porque se puede observar que el explosivo principal es el emulnor 3000, mientras que en los taladros del techo y los hastiales se usan el emulnor 1000 (785 kcal/kg) que tiene menor energía que el emulnor 3000 (920 kcal/kg) y permite realizar una voladura controlada con menor carga por metro lineal.
4.3.1.3. Limpieza
La operación de limpieza en los tajos mecanizados se realiza con scoop diésel de 6 yd3 los cuales evacuan el mineral directamente a los volquetes en las cámaras de carguío.
De igual manera, se acumula carga de mineral en las cámaras de acumulación, dicha carga posteriormente, son cargados a los volquetes con el scoop diésel de 6 yd3.
Figura 23. Ciclo de Minado - Limpieza (2 horas).
