Universidad Nacional del Centro del Perú
Facultad de Ingeniería de Minas
Análisis de índices de productividad para mejorar la perforación de taladros largos en Compañía Minera
Kolpa S.A. - 2020
Perez Ninanya, Angel Ronald
Huancayo 2020
Esta obra está bajo licencia https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Repositorio Institucional - UNCP
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ
FACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS
TESIS:
PRESENTADO POR:
BACH. PEREZ NINANYA, ANGEL RONALD
PARA OPTAR EL TITULO PROFESIONAL DE:
INGENIERO DE MINAS
HUANCAYO – 2020
“ANÁLISIS DE ÍNDICES DE PRODUCTIVIDAD PARA MEJORAR LA PERFORACIÓN DE TALADROS LARGOS EN
COMPAÑÍA MINERA KOLPA S.A. - 2020”
2 ASESOR:
DR. VÍCTOR ALEJANDRO AMES LARA
3
DEDICATORIA
A mi madre, a quien siempre llevare presente, a mis hermanos, quienes siempre estuvieron incondicionalmente para mí.
4
AGRADECIMIENTOS
En primer lugar, a mi familia porque gracias a la formación recibida de ella tuve la oportunidad de continuar esta magnífica carrera de Ingeniería de Minas.
Un especial agradecimiento a Compañía Minera Kolpa por brindarme la oportunidad de poder expandir mis conocimientos sobre la minería.
Finalmente, y con el mismo grado de importancia, un agradecimiento cordial a todos los obreros, supervisores, ingenieros y en especial al área de productividad, donde se acrecentó mi espíritu de investigación y aprendí cosas importantes.
Muy agradecido por todo.
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RESUMEN
La búsqueda de la mejora continua en las operaciones mineras con el fin de optimizar los procesos y lograr la reducción de costos para garantizar la viabilidad y permanencia en el tiempo de la empresa, ya no es una opción, es una obligación.
Por lo tanto, bajo este criterio el aspecto más importante de la operación es el que se refiere a la Productividad, pues es este parámetro la que determina cuan competitiva es una organización.
El presente estudio se realizó en una mina polimetálica ubicada en la Región Huancavelica, la cual incrementó su producción de 1,000 a 1,200 ton/día, en esta mina se analizaron los índices de productividad del Área de Taladros Largos durante un periodo de 6 meses, enfocándonos en el análisis del rendimiento de la perforación, donde se tiene perdidas del proceso por demoras operativas que pueden ser evitables, las que de seguir así mantendrían la baja utilización de los equipos Raptors. El promedio de utilización de estos equipos, durante el primer semestre 2019 es de 44.4% con una disponibilidad mecánica de 83.1% y un promedio de 123.87 m perforados por guardia, teniendo una eficiencia de 61.94%.
La baja eficiencia de los equipos se refleja en el incumplimiento de producción de mineral (67% de cumplimiento).
Se logró optimizar el rendimiento de la perforación en Taladros Largos mediante el análisis de cada índice de productividad, se determinó las incidencias que estas puedan tener en la ineficiencia del Área y se halló las principales causas: Entrada del personal, falta de labor, falta de servicios y carguío de labor; los que representan 39.8% (6.95 hrs) de utilización perdida, de una guardia programada con 21 horas operativas (para los 2 equipos de perforación). Evitando estas demoras y optimizando otros indicadores de productividad, como el incremento de la eficiencia de aceros, del índice y de la velocidad de perforación, se incrementará de 123.87 m a 279.53 m los perforados por guardia, lo cual generará una reducción directa en los costos de perforación de 53.03%, generando un ahorro mensual de $ 115,893.14 (en 279.53 m perforados).
El mayor metraje de perforación traería consigo una mayor producción de mineral, el cual se incrementaría de 175.25 a 1094.35 toneladas por guardia, haciendo un incremento de ingresos de 109,248.44 dólares por guardia.
6
ABSTRACT
The search for continuous improvement in mining operations in order to optimize processes and reduce costs to verify the viability and permanence over time of the company, is no longer an option, it is an obligation. Therefore, under this criterion the most important aspect of the operation is that which refers to Productivity, since it is this parameter that determines competitive competition is an organization.
The present study was carried out in a polymetallic mine located in the Huancavelica Region, which increased its production from 1,000 to 1,200 tons / day, in this mine the productivity indexes of the Long Drilling Area were analyzed during a period of 6 months, focusing in the analysis of the performance of the drilling, where there are losses of the process due to operational delays that can be avoidable, which if continued would maintain the low use of Raptors equipment.
The average utilization of these equipment, during the first half of 2019 is 44.4%
with a mechanical availability of 83.1% and an average of 123.87 m drilled per guard, having an efficiency of 61.94%. The low efficiency of the equipment is reflected in the breach of ore production (67% compliance).
The drilling performance in Long Drills can be optimized through the analysis of each productivity index, the incidents that may have on the inefficiency of the Area are determined and the main causes were found: Personnel entry, lack of work, lack of services and workload; those representing 39.8% (6.95 hrs) of lost use, of a scheduled guard with 21 operating hours (for the 2 drilling rigs). Avoiding these delays and optimizing other productivity indicators, such as increasing the efficiency of steels, the rate and drilling speed, will increase from 123.87 m to 279.53 m for those drilled by guard, which will generate a direct reduction in drilling costs of 53.03%, generating a monthly savings of $ 115,893.14 (in 279.53 m drilled).
The greater drilling footage would bring more ore production, which would increase from 175.25 to 1094.35 tons per guard, making a revenue increase of $ 109,248.44 per guard.
7
INDICE GENERAL
Agradecimientos ... 4
Resumen ... 5
Abstract... 6
Indice General ... 7
Indice De Tablas ... 10
Indice De Figuras ... 11
Introduccion ... 13
CAPITULO I: ... 14
1.1. DEFINICIÓN DEL PROBLEMA ... 14
1.2. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA ... 15
1.2.1. Problema General ... 15
1.2.2. Problemas Específicos... 15
1.3. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACION ... 15
1.3.1. Objetivo general ... 15
1.3.2. Objetivos específicos ... 15
1.4. JUSTIFICACIÓN ... 15
1.5. DELIMITACIÓN ... 16
1.5.1. Teórica ... 16
1.5.2. Espacial ... 16
1.5.3. Temporal ... 16
CAPITULO II ... 17
2.1. ANTECEDENTES ... 17
2.2. BASES TEÓRICAS ... 24
2.1.1. Índice de la Calidad de la Roca ... 24
2.1.2. Fuerza de empuje y diámetro de perforación ... 25
2.1.3. Velocidad de Perforación ... 25
2.1.4. Insumos de Perforación ... 26
2.1.5. Índice de Perforación ... 27
2.1.6. Factor de Potencia ... 28
2.1.7. Disponibilidad Mecánica ... 28
2.1.8. Utilización ... 28
2.1.9. Tiempo Medio entre Fallas (MTBF): ... 29
2.1.10. Tiempo Medio Para Reparar (MTTR): ... 29
2.1.11. Confiabilidad... 30
8
2.1.12. Curva de Ciclo de vida ... 30
2.1.13. Metodología Asarco ... 31
2.1.14. Clasificación del mineral por sus valores ... 32
2.3. DEFINICIÓN DE TERMINOS... 34
2.4. DESCRIPCIÓN DE LA MINA KOLPA... 36
2.4.1. Ubicación y accesibilidad... 36
2.4.2. Relieve ... 37
2.4.3. Clima y vegetación ... 37
2.4.4. Hidrografía e hidrogeología ... 38
2.4.5. Reseña histórica ... 39
2.4.6. Geología local ... 40
2.4.7. Geología Regional ... 41
2.4.8. Geología Estructural ... 41
2.4.9. Geología económica... 42
2.4.10. Geotecnia de la Mina ... 45
2.4.11. Descripción de la Mina ... 48
2.4.12. Producción en CIA Minera Kolpa... 49
2.4.13. Método Corte y Relleno... 49
2.5. MÉTODO BENCH AND FILE ... 50
2.5.1. Diseño de Bloques ... 53
2.5.2. Equipos en operación... 54
2.5.3. Perforación y voladura ... 57
2.5.4. Limpieza y Relleno ... 58
2.5.5. Productividad y costos ... 59
2.6. FORMULACIÓN DE LA HIPÓTESIS ... 60
2.6.1. Hipótesis General ... 60
2.6.2. Hipótesis específicas ... 60
2.7. VARIABLES ... 60
Variable dependiente (Y) ... 60
Variables independientes (X) ... 60
2.8. OPERACIONALIZACIÓN DE LAS VARIABLES ... 60
CAPITULO III ... 61
3.1. METODOLOGIA ... 61
3.2. TIPO Y NIVEL DE INVESTIGACIÓN ... 61
3.2.1. Tipo. ... 61
3.2.2. Nivel. ... 61
3.3. DISEÑO DE INVESTIGACIÓN ... 61
9
3.4. POBLACIÓN Y MUESTRA ... 62
3.4.1. Población ... 62
3.4.2. Muestra ... 62
3.5. INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS ... 62
3.6. PROCEDIMIENTO DE RECOLECCIÓN DE DATOS ... 62
3.7. TÉCNICA DE ANÁLISIS DE DATOS ... 63
CAPITULO IV ... 64
PRESENTACION, ANALISIS, DISCUSION Y RESULTADOS ... 64
4.1. PRESENTACION DE DATOS ... 64
4.1.1. Productividad del Método B&F ... 64
4.1.2. Mapeo de datos en equipos de perforación de Taladros Largos ... 65
4.1.3. Mapeo de datos en equipos de limpieza B&F ... 71
4.2. ANALISIS DE DATOS ... 73
4.2.2. Hrs Trabajadas, DM% y Utilización ... 73
4.2.3. MTBF-MTTR-Confiabilidad... 74
4.2.4. Índice de Perforación ... 76
4.2.5. Velocidad de Perforación y Rendimiento de Aceros... 78
4.2.6. Análisis de Metros Perforados Por Guardia ... 80
4.2.7. Análisis de las Demoras Operativas ... 80
4.2.8. Análisis de la DM% de Equipos de las E.E. ... 84
4.2.9. Análisis de Productividad de los Scooptrams B&F... 85
4.3. ANALISIS DE RESULTADOS ... 86
4.3.1. Análisis de Rendimientos ... 86
4.3.2. Análisis del Costo de Perforación ... 89
4.3.3. Análisis Rendimiento-Beneficio... 89
4.4. DISCUSIONES DE RESULADOS... 90
4.5. APORTES DE LA INVESTIGACION ... 90
CONCLUSIONES ... 92
RECOMENDACIONES ... 93
REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA ... 94
ANEXOS... 95
10
INDICE DE TABLAS
Tabla 1: Parámetros Diseño B&F ... 21
Tabla 2: Clasificación del Mineral por sus Valores ... 33
Tabla 3: Rutas y vías de acceso a la Mina... 37
Tabla 4: Calidad de la masa rocosa – Veta Bienaventurada ... 45
Tabla 5: Método de minado subterráneo en orden de costos ... 50
Tabla 6: Ventajas vs Desventajas del B&F ... 51
Tabla 7: Variables dimensiones e indicadores de la hipótesis general ... 60
Tabla 8: Resumen de la Base de Datos– Equipos de Perforación JUNIO ... 66
Tabla 9: Elementos de la columna de perforación en Taladros Largos ... 70
Tabla 10: Consumo Mensual de Aceros en Taladros Largos ... 70
Tabla 11: Promedio de viajes por guarida por equipo LHD ... 72
Tabla 12: Promedio de tonelaje movido por guardia LHD ... 72
Tabla 13: Promedio de tiempos por ciclo de trabajo de los Scooptrams ... 72
Tabla 14: Inputs en Taladros Largos ... 73
Tabla 15: Indicadores de operación y mantenimiento de los Raptors (Prom. por guardia)... 74
Tabla 16: Vida Útil de Aceros de Perforación (Longyear, 2018)) ... 79
Tabla 17: Indicadores operativos de los Raptors (Pm. Por guardia). ... 80
Tabla 18: Cuadro de Frecuencias - Demoras Operativas, Raptor 1 y Raptor 2 .... 81
Tabla 19: Demoras Operativas Evitables e Inevitables. Prom Hrs/guardia ... 82
Tabla 20: Análisis de influencia de las DOE en la Utilización de los Raptors. ... 83
Tabla 21: Indicadores de operación y mantenimiento de los Scooptrams ... 85
Tabla 22: Mapa de mejoras y controles ... 87
Tabla 23: Costos Unitarios de Perforación ... 89
Tabla 24: Incremento de Ingresos por Guardia ... 89
11
INDICE DE FIGURAS
Figura 1: Esquema Método Sublevel Stoping ... 20
Figura 2: Radio hidráulico... 23
Figura 3: Gráfica de Mathews Estabilidad de Caserones ... 24
Figura 4: Velocidad de avance Vs Velocidad de rotación. ... 26
Figura 5: Velocidad de perforación según el desgaste de la broca ... 26
Figura 6: Aceros de perforación: Shank adapter, barra y brocas retráctiles ... 27
Figura 7: Representación esquemática del MTBF. ... 29
Figura 8: Curva de planificación de la vida de un equipo o curva de la bañera. ... 30
Figura 9: Distribución de tiempos según norma ASARCO ... 31
Figura 10: Relación general entre Resultados de Exploración, Recursos y Reservas Minerales. Código JORC ... 33
Figura 11: Plano de Ubicación y Accesos a la Mina ... 36
Figura 12: Resumen de Recursos Minerales de la U.E.A. Huachocolpa Uno ... 43
Figura 13: Estructura mineralizada de sulfuros de veta Bienaventurada ... 44
Figura 14: Probabilities Density Functions ... 46
Figura 15: Zonificación en planta del TJ 400. ... 46
Figura 16: Resumen del cálculo de la altura del tajeo considerando 12 metros de longitud. ... 47
Figura 17: Parámetros geomecánicos de la roca intacta y macizo rocoso ... 47
Figura 18: Factor de seguridad de corona en condiciones actuales 1.26. TJ 400 47 Figura 19: Factor de seguridad en la corona después del minado 0.95 TJ 400 ... 48
Figura 20: Dimensionamiento del método Bench and File ... 50
Figura 21: Secuencia de minado Bench and Fill (B&F) ... 52
Figura 22: Preparación de las labores para B&F ... 53
Figura 23: Perfil longitudinal TJ 400 ... 54
Figura 24: Características técnicas del Raptor 44-2R ... 55
Figura 25: Información adicional del Raptor 44-2R ... 56
Figura 26: Capacidad de Carga - Scooptrams R1300-G ... 56
Figura 27: Perforación de Taladros Largos en positivo. ... 57
Figura 28: Análisis de Fragmentación -TJ 400 ... 58
Figura 29: Introducción del relleno a los tajos B&F. ... 58
Figura 30: Productividad esperada en tajos ... 59
Figura 31: Diagrama para la optimización de los rendimientos de perforación. .... 62
Figura 32: Comparativo Producción programada y ejecutada según el Budget 2019 ... 65
Figura 33: Comparativo Producción programada y ejecutada - mensual 2019 .... 65
Figura 34: Control de datos mapeados en la perforación de Taladros Largos ... 66
Figura 35: Promedio de horas efectivas trabajadas por guardia de los Raptors .. 69
Figura 36: Promedio de metros perforados por guardia de los Raptors ... 70
Figura 37: Control de datos mapeados en la Limpieza B&F ... 71
Figura 38: Promedio de horas efectivas de trabajo por guardia de los Scooptrams ... 71
Figura 39: DM% y UT% del Raptor 1 ... 73
Figura 40: DM% y UT% del Raptor 2 ... 74
Figura 41: MTBF-MTTR-CONF del Raptor 1 ... 75
Figura 42: MTBF-MTTR-CONF del Raptor 2 ... 75
Figura 43: Índice de perforación de los equipos Raptors- Prom Mensual ... 76
Figura 44: Diagrama de Ishikawa para el Índice de Perforación ... 76
12
Figura 45: Velocidad de Perforación de los equipos Raptors ... 78
Figura 46: Rendimiento de los aceros de perforación ... 79
Figura 47: Análisis de la Velocidad de perforación B&F ... 79
Figura 48: Pareto de demoras operativas, promedio Hrs-guardia, Raptor 1 ... 80
Figura 49: Pareto de demoras operativas, promedio Hrs-guardia, Raptor 2 ... 81
Figura 50: Diagrama de Pareto de Demoras Operativas Evitables (DOE)- Prom/Guardia ... 82
Figura 51: Diagrama de Ishikawa de Demoras Operativas Evitables (DOE) ... 84
Figura 52: DM% -UT% Equipos Jumbos E.E... 84
Figura 53: DM% - UT% Equipos Scooptrams, E.E. ... 85
Figura 54: Proceso de análisis de productividad ... 86
Figura 55: Análisis de productividad y mejoras a implementar ... 86
13
INTRODUCCION
Para poder mejorar y controlar, previamente se debe medir y analizar; a partir de este enunciado es donde la productividad toma un papel muy importante en el éxito de la gestión de una empresa minera para poder lograr ventajas competitivas, explotando los activos tangibles e intangibles; es así como la motivación más grande es que a partir de un pequeño esfuerzo, administrando correctamente los indicadores de productividad, se pueda tener un gran impacto en la mejora productiva y económica de la Empresa Minera (ley del mínimo esfuerzo).
La presente investigación se desarrollara de la siguiente manera:
En el Capítulo I se menciona el planteamiento, definición y formulación de los problemas, tanto el general como los específicos, también se procede con el desarrollo de los objetivos de la investigación y, la justificación y delimitación de la misma.
En el Capítulo II se desarrolla el marco teórico, el cual nos ayudara en la comprensión y entendimiento de los índices de productividad que se analizaran a lo largo de la investigación, esto mediante las bases teóricas, definiciones y descripción del objeto de estudio: CIA Minera Kolpa, así como la formulación de la hipótesis y la operacionalización de las variables.
La metodología de la investigación se desarrollará en el Capítulo III donde describiremos el tipo, novel y diseño de la investigación, así como también se muestra y población. También se desarrollará las técnicas de recolección y procesamiento de datos.
En el Capítulo IV se muestra secuencialmente los procesos realizados:
presentación y procesamiento de datos, análisis de indicadores de productividad, discusión de resultados y aportes de la investigación en el que se incluirán figuras, tablas y diagramas para un mejor análisis de cada factor que afecta los índices de productividad.
Finalmente se presentan las conclusiones, recomendaciones, referencias bibliográficas utilizadas en el presente trabajo y los anexos correspondientes.
14 CAPITULO I
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.1. DEFINICIÓN DEL PROBLEMA
El presente estudio tiene como finalidad mostrar uno de los principales problemas del incumplimiento de la producción programada, explícitamente por parte del Área de Taladros Largos, que viene desarrollando el método de explotación Bench
& Fill; se ha determinado que tal incumplimiento se debe a factores que pueden ser controlados.
Del análisis realizado se ha establecido que el principal problema se encuentra en las deficiencias de los rendimientos de perforación en el Área de Taladros Largos, lo cual buscamos mejorar a través del análisis de los índices de productividad.
Por tal motivo se ha decidido ejecutar un trabajo de investigación para resolver el problema que se tiene con la producción de mineral mediante el método Bench and Fill, la cual solo logra ejecutar un 67% del tonelaje programado.
Para la investigación se usarán parámetros de índices de productividad, como son Disponibilidad Mecánica, Utilización, Índices de Perforación, Elos, MTBF, MTTR, confiabilidad, entre otros.
15 1.2. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA 1.2.1. Problema General
¿De qué manera el análisis de los índices de productividad influye en la mejora de la perforación en taladros largos en CIA Minera Kolpa S.A.?
1.2.2. Problemas Específicos
a) ¿Cómo el mejoramiento de la utilización de los equipos influye en la mejora de la perforación de taladros largos en CIA Minera Kolpa S.A.?
b) ¿De qué manera el mejoramiento del índice de perforación influye en la mejora de la perforación de taladros largos en la CIA Minera Kolpa S.A.?
1.3. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACION 1.3.1. Objetivo general
Determinar de qué manera el análisis de los índices de productividad influye en la mejora de la perforación de taladros largos en CIA Minera Kolpa S.A.
1.3.2. Objetivos específicos
a) Establecer como el mejoramiento de la utilización de los equipos influye en la mejora de la perforación de taladros largos en CIA Minera Kolpa S.A.
b) Determinar de qué manera el mejoramiento del índice de perforación influye en la mejora de la perforación de taladros largos en CIA Minera Kolpa S.A.
1.4. JUSTIFICACIÓN
En la mina estudiada se viene teniendo una transición en el método de explotación, se está pasando del Corte y Relleno Ascendente (C&RA) a una variante (hibrido) entre el Corte y Relleno y Sub Level Stoping, llamada Bench and Fill (B&F) o AVOCA.
16
En las operaciones de este nuevo método se tiene problemas con la eficiencia de metros perforados, donde nunca se logra el cumplimiento del metraje programado ni por guardia, ni por día.
La ineficiencia de la perforación redunda en una menor producción mediante el método B&F, la cual está a cargo del Área de Taladros Largos. Por lo tanto, se busca optimizar la perforación en este método, incrementando los rendimientos y reduciendo los costos.
1.5. DELIMITACIÓN 1.5.1. Teórica
Se analizara los índices de productividad en el área de taladros largos, a partir del estudio de data histórica y de campo.
1.5.2. Espacial
Los lugares de la investigación será los tajos que vienen siendo explotados mediante el método Bench and Fill: TJ-400, TJ-990, TJ-180 y TJ 853.
1.5.3. Temporal
El tiempo que se tomó para el estudio y la recolección de datos fue de 6 meses, desde enero de 2019 hasta julio de 2019.
17 CAPITULO II MARCO TEORICO
2.1. ANTECEDENTES
Según José Delgado Vega, (2010) en la tesis "Planificación en Minería Subterránea y Superficial" - Universidad de Antofagasta Chile.
La recopilación de información en una base de datos de los recursos utilizados nos ayuda a tener registro real de consumo de recursos para realizar la toma de decisiones […]. La administración de recursos se puede entender como un desarrollo racional, mediante el cual los recursos humanos, físicos y financieros son orientados hacia la materialización de un objetivo previamente definido. Dicho de otro modo, es investigar para generar opciones, elegir una de ellas y preparar tareas pertinentes para aquello que se busca realizar.
Este desarrollo se traduce en un proceso constituido por un conjunto de tareas tales como la planificación, organizar dirigir y controlar; encausadas a un óptimo rendimiento conforme a una filosofía ligada a la satisfacción de los diferentes actores involucrados integrando diferentes actores los cuales están ligados operativamente. Teniendo en cuenta todo el proceso operativo es importante desglosar las operaciones unitarias estableciendo costos unitarios para que se nos sea más fácil obtener datos de los recursos utilizados en el proceso y el retorno de inversión en el tiempo que dure la operación, sea cual sea el proceso o la actividad.
18
Según Carlos Reátegui Ordoñez, (2011) “Costos de perforación y voladura en minería superficial” - Cámara Minera Del Perú, Diplomado Gestión de Costos en Minería.
La elaboración de precios unitarios en minería es una herramienta la cual dinamiza nuestro trabajo dando un valor y clasificando los costos involucrados para poder analizarlos interpretarlos y optimizarlos, la hoja de cálculo es muy importante, nos permite tener una serie de datos de van asociados a la operación, la perforación y voladura dan inicio al proceso de minado o arranque de material al menor costo posible.
La variabilidad del lugar donde se perfora afecta directamente a los costos de operación no es lo mismo perforar en una roca competente que una roca incompetente o realizar limpieza de material bien granulado y bolones de roca, los cuales hacen que los equipos se esfuercen, consuman más combustible y desgasten piezas de maquinarias prematuramente.
Según Oscar Alberto Jáuregui Aquino, (2009) “Reducción de los Costos Operativos en Mina, mediante la optimización de los Estándares de las operaciones unitarias de Perforación y Voladura” – PUCP
La Reducción total en costos operativos por la optimización de las operaciones unitarias de minado y por los ahorros en la eliminación de la voladura secundaria y el incremento en la vida de los aceros. Los principales factores de éxito para concretar la optimización de los estándares de perforación y voladura y en general del ciclo de minado, son el seguimiento y control operativo y la capacitación y creación de conciencia.
El seguimiento y control operativo de la perforación y voladura debe abarcar el control del diseño de la malla de perforación según el tipo de roca y cumplimiento del mismo, control del modo de perforación y de la adecuada demarcación o delineado de la malla de perforación, control y verificación de un adecuado secuenciamiento de los retardos con respecto a la cara libre en la malla de voladura. Además, el control de la distribución de la carga explosiva eliminar el exceso de explosivos y accesorios despachados y asegurar toda devolución de remanente.
19
Según Hustrulid, W A, Kuchta, M and Martin, R K, 2013, “Rotary drilling, in Open pit mine planning and design” - Florida
Muchas operaciones mineras actualmente enfrentan desafíos cada vez mayores debido a depósitos más complejos, incremento de restricciones ambientales y precios fluctuantes de los productos básicos. Estos desafíos, que se intensificarán en el futuro, instan a los operadores de minería a aumentar la eficiencia de las operaciones para reducir costos, porque la perforación tiene un efecto significativo en las operaciones de la unidad, es decir, en la voladura, carga, transporte, trituración y procesamiento. Mejorar el rendimiento de perforación se considera un factor clave para aumentar la eficiencia operativa de la minería.
Según Rohin Simpson, Duncan Chambers and Farshad Rashidi, (2016).
“Development of a Prototype Key Performance Indicator in Large-Scale Drilling Operations” - Univerity of Wollongong Australia
A medida que surgen tecnologías de perforación autónomas en la industria minera, existe la necesidad de mejorar el funcionamiento tácticas de taladros para ofrecer una mayor productividad, calidad y precisión del taladro, mejorar la seguridad del operador, y obtener el máximo beneficio de la gran cantidad de datos producidos por los simulacros, a menudo referidos como "Big Data"
Knights y Liang (2011). Por lo tanto, es esencial utilizar estos grandes conjuntos de datos para obtener Máximo beneficio a través de la identificación mejorada de las causas raíz, la capacitación y el desarrollo del rendimiento y monitoreo para mejorar el rendimiento de perforación.
Según Miguel Jorquera Villaroel (2015).” Método de Explotación Bench
& Fill Y Su Aplicación en Minera Michilla” - Universidad de Chile
El método de Bench & Fill en estudio consiste en una variación del tradicional Cut & Fill, en donde la explotación de se hace por medio de banqueo y relleno.
La secuencia de explotación sigue dos direcciones: siempre se realiza en retroceso dentro de un mismo nivel, y se efectúa de manera descendente dentro de un mismo sector.
20
La elaboración de un diseño minero requiere la aplicación de una serie de métodos empíricos y criterios geotécnicos para clasificar al macizo rocoso.
Estos tienen como objetivo zonificar las distintas unidades presentes en el yacimiento, facilitando así el diseño de las excavaciones subterráneas futuras.
El SLS es un método usualmente considerado como una alternativa al Sublevel Caving, cuando se requiere de una menor dilución y la calidad de la roca es más competente. En general este método es bastante seguro, ya que los trabajos se realizan a retroceso a partir de las zonas sin soporte o previamente trabajadas. Además, es posible hacer uso de elementos de fortificación o de equipos remotos en las zonas inseguras.
Este sistema consiste en dividir el cuerpo mineralizado en sectores (caserones) aptos para el laboreo y extraer el mineral a partir de subniveles de explotación mediante disparos efectuados en planos verticales, con tiros paralelos y/o radiales. Posterior a la explotación el caserón queda vacío.
Figura 1: Esquema Método Sublevel Stoping
Para el diseño básico de los caserones se deben cuantificar una serie de parámetros en la forma de índices de diseño. A continuación, se detallan los principales parámetros utilizados:
21
Tabla 1: Parámetros Diseño B&F
ÍNDICE DESCRIPCIÓN UNIDADES Índice de preparación Razón entre tonelaje a extraer
del caserón y los metros de labores de preparación del caserón.
ton/m
Índice de perforación por disparo
Metros totales de perforación requeridos en un round de disparo de galería.
m./disparo
Metros de avance por disparo
Longitud de galería
desarrollada por cada disparo de avance.
m/disparo
Eficiencia de disparo Razón porcentual entre la longitud de la galería
desarrollada en un disparo de avance y la longitud de la perforación.
%
Toneladas de marina por metro de avance
Razón promedio entre el tonelaje de material generado en un disparo de avance y la longitud de galería resultante en el mismo.
ton/m
Factor de carga en tronadura de avance
Razón entre los gramos de explosivo cargados en tronadura de avance y las toneladas de material resultante.
gr/ton
Factor de carga en tronadura de chimeneas
Razón entre los gramos de explosivo cargados en tronadura de chimeneas y las toneladas de material
resultante.
gr/ton
Índice de perforación LBH Razón entre tonelaje a extraer de la zona LBH del caserón y los metros de perforación DTH según diámetro.
ton/mb
Índice de perforación UC Razón entre tonelaje a extraer de la zona de UC del caserón y los metros de perforación radial
ton/mb
Factor de carga en tronadura LBH
Razón entre los gramos de explosivo, cargados en una tronadura LBH y el tonelaje de material tronado
gr/ton
Factor de carga en tronadura UC
Razón entre los gramos de explosivo cargados en una tronadura UC y el tonelaje de material tronado
gr/ton
Fuente: (JORQUERA, 2015)
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Durante la etapa de diseño del caserón se debe tener en cuenta que este puede abarcar mineral y estéril en distintas proporciones y leyes. Es así como se debe encontrar la mejor opción tomando en cuenta una serie de factores, tales como dilución interna, dilución externa, ley de corte, estabilidad del caserón, etc. Posteriormente se escoge el modelo que maximice el beneficio.
Por lo general el diseño del caserón considera dos zonas:
Zona LBH: La cual corresponde a la parte superior del caserón, donde se realizan tiros en abanico de mayor longitud.
Zona UC: Parte inferior del caserón, en esta zona se construye la zanja recolectara del material.
Criterios básicos para el diseño geométrico son los siguientes:
La forma de los caserones debe ceñirse a una geometría regular y operacionalmente recuperable.
Los caserones deben ser geomecánicamente estables.
Los ángulos de diseño deben ser tales que permitan el escurrimiento normal del material.
Consideraciones básicas para el dimensionamiento de unidades de explotación
a. Condición de exposición del personal y/o equipos: la explotación considera o no el ingreso de personal o equipos (con y sin operadores) a los caserones.
b. Geometría: unidades de explotación con geometrías regulares.
c. Mínima dilución del mineral a extraer.
d. Las condiciones de estabilidad de la excavación: principalmente se definen las dimensiones del caserón a explotar por sus propiedades geomecánicas utilizando el Método Gráfico de Estabilidad de Mathews, que permite estimar la probabilidad de falla para un determinado diseño de caserón. El método consiste en la determinación del “stability number (N')”, el cual se obtiene de la ecuación:
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N´ = Q’ x A x B x C
Donde:
Q’: Rock Tunnelling Quality Index de Barton (1974) con (Jw/SRF) = 1
A: Factor de condición de esfuerzos.
B: Factor de orientación de estructuras.
C: Factor de componente gravitacional
El parámetro N´ representa la calidad de macizo y condición geotécnica del área a explotar. Una vez calculado, se ingresa a la gráfica de Mathews y se evalúa la condición de estabilidad para un determinado valor de radio hidráulico (Área/Perímetro) de las paredes o techos de un caserón.
Figura 2: Radio hidráulico
Un criterio de aceptabilidad para definir la condición de estabilidad, considera que una pared con una probabilidad de falla menor a 20% es estable (para cámaras abiertas, sin ingreso de personal y/o equipos). En el caso de paredes cercanas a accesos principales, la probabilidad de falla aceptable se reduce de un 5% a un 10%.
24
Figura 3: Gráfica de Mathews Estabilidad de Caserones
2.2. BASES TEÓRICAS
2.1.1. Índice de la Calidad de la Roca
El índice de calidad de roca (Q) divide a los macizos rocosos en base a 6 parámetros claves, mediante la siguiente formula:
- R.Q.D. Rock Quality Designation (RQD) - Número de familias de juntas (Jn) - Rugosidad de las juntas (Jr) - Meteorización de las juntas (Ja) - Presencia de agua (Jw)
- Stress Reduction Factor (SRF) - 𝑄 = (𝑅𝑄𝐷
𝐽𝑛 ) 𝑥 (𝐽𝑟
𝐽𝑎) 𝑥( 𝐽𝑤 𝑆𝑅𝐹)
Es así como el índice de calidad Q se puede reducir a 3 parámetros: tamaño de bloque (RQD/Jn), interacción entre bloques (Jr/Ja) y esfuerzos activos (Jw/SRF)
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2.1.2. Fuerza de empuje y diámetro de perforación
La fuerza de empuje es directamente proporcional con la dureza de la roca, esta fuerza debe alcanzar una magnitud suficiente para sobrepasar su resistencia a la compresión. Por otra parte, esta fuerza no puede exceder un determinado valor límite, para evitar daños prematuros en la cabeza de perforación. En formaciones rocosas duras o muy duras, una fuerza excesiva conduce a la incrustación de la cabeza y consecuente destrucción, lo que significa el término de la vida útil de la herramienta.
A su vez, a mayor diámetro de perforación, más grande es la cabeza de la barrena y por consiguiente mayor la superficie a perforar por lo que ofrecerá mayor resistencia. En suma, la fuerza de empuje esta en función de dos variables: la dureza de la roca y el diámetro de perforación.
Según la dureza de la roca, la fuerza de empuje mínima necesaria para vencer su resistencia a la compresión, está dada por la siguiente fórmula empírica:
F min = 28,5Sc x Phi (lbp) Donde:
Sc: Resistencia a la compresión de la roca (MPA)
Phi: Diámetro de perforación (pulg.).
2.1.3. Velocidad de Perforación
Conceptualmente la velocidad de perforación es inversamente proporcional a la resistencia a la compresión de la roca. Sin embargo, hay que tener en cuenta que la velocidad de rotación también varía en función a la marcha en la que se esté trabajando. Es por esto que la velocidad de perforación depende de variables como la presión de la bomba hidráulica, la marcha, y la velocidad de rotación.
Mientras el barrido es perfecto, la velocidad de avance (Va) es linealmente proporcional a la velocidad de rotación.
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Figura 4: Velocidad de avance Vs Velocidad de rotación.
En resumen, los metros perforados por hora dependerá mucho del tipo del terreno, la habilidad del operador y características del equipo. Sin embargo la velocidad de avance decrece exponencialmente con el desgaste de los aceros, especialmente con el desgaste de la broca.
Figura 5: Velocidad de perforación según el desgaste de la broca
2.1.4. Insumos de Perforación
Los aceros de perforación son los insumos más consumibles dentro del trabajo de perforación, la vida útil de estos, depende al igual que la velocidad de perforación, del tipo de roca donde se trabaja, del performance mecánico del equipo de perforación y de la destreza del operador.
27 a. Shank Adapter
Las espigas o adaptadores de culata son aquellos elementos que se fijan a las perforadoras para transmitir la energía de impacto, la rotación del varillaje y el empuje a la columna de perforación.
b. Barra retráctil
Las barras de extensión, de sección redonda tienen la misma dimensión en el centro de la barra que en las roscas. En las últimas se tiene una parte con rosca hembra, la cual es acoplada al Shank o a otra barra, la otra parte es la rosca macho para que se acoplen más barras o la broca de perforación.
c. Broca retráctil
Es un elemento con diseño de faldón estriado para minimizar la desviación del taladro, su funcionamiento se basa en la fragmentación de la roca por el impacto de un útil aguzado sobre la roca, combinado con la rotación de la misma. Existen brocas de diferentes tamaños, entre las usadas en la perforación de taladros largos tenemos la de 2.5” usadas para taladros de producción y la de 5” que es usadas como rimadoras, en la perforación de slots.
Figura 6: Aceros de perforación: Shank adapter, barra y brocas retráctiles
2.1.5. Índice de Perforación
El índice de perforación se refiere a la cantidad de tonelaje de mineral a extraer por metro lineal perforado con broca de 64 mm. Este cociente se calcula teniendo el resultado de metros efectivos de perforación (número de taladros multiplicado por el promedio de altura de banco) y el tonelaje roto calculado a partir de la cubicación del espacio dejado por la voladura.
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IP = VolxP. E 𝑚 − 𝑃𝑒𝑟𝑓 Donde:
IP: Índice de Perforación
Vol.: Volumen roto (secciones fuera del slot)
P.E.: Peso específico del mineral
m-Perf: Metros perforados con broca de 64 (secciones fuera del slot).
2.1.6. Factor de Potencia
El factor de Potencia es el cociente entre los kilogramos de explosivo usados por tonelada rota de mineral, este factor depende mucho de la malla de perforación establecida, donde se especificará la cantidad de taladros a realizar dentro de un block de mineral.
2.1.7. Disponibilidad Mecánica
La disponibilidad mecánica de un equipo se refiere a la cantidad de horas programadas por turno de trabajo menos la cantidad horas que permanece inoperativo por motivos de revisión y/o fallas mecánicas.
𝐷𝑀% =HRS PROGRAMADAS/TURNO − HRS MANTTO HRS PROGRAMADAS/TURNO ∗ 100 Donde:
Hrs Programadas/turno: Horas de trabajo programas por turno
Hrs Mantto: Horas de Mantenimiento durante el turno programado 2.1.8. Utilización
La utilización de un equipo es la diferencia de las horas de disponibilidad mecánica y las horas de demoras operativas, esta es calculada por los horómetros de los equipos.
𝑈% =HRS DISPONIBLES − HRS DEMORAS OPERATIVAS
HRS DISPONIBLES ∗ 100
Donde:
Hrs Disponibles: Horas de trabajo programadas por guardia.
Hrs Demoras Operativas: Horas de demoras operativas.
29 2.1.9. Tiempo Medio entre Fallas (MTBF):
El Tiempo Medio Entre Fallas (Mean Time Between Failures) es el promedio de tiempo transcurrido entre una falla y la siguiente. Usualmente se lo considera como el tiempo promedio que algo funciona bien desde su última reparación hasta que falla y necesita ser reparado una vez más.
Según (Olofsson, 2019) el MTBF actual o histórico se calcula utilizando observaciones en el mundo real (existe una disciplina aparte para que los diseñadores de equipo pronostiquen el MTBF, basándose en los componentes y la carga de trabajo prevista). El cálculo del MTBF actual requiere de un conjunto de observaciones, cada observación es:
MTBF = Sumatoria de tiempos entre fallas (Tiempo Total de funcionamiento) numero de fallas
Figura 7: Representación esquemática del MTBF.
Al analizar los cálculos se deberá resaltar de que se está suponiendo una tasa de fallos constante; esto no es así porque en general, los elementos, a medida que envejecen presentan más fallos. Por otra parte, cuanto mayor sea la población de elementos estudiados, más cierta será nuestra media por lo que debe realizarse un estudio para determinar el tamaño óptimo de la población (Calvo, 2019).
2.1.10. Tiempo Medio Para Reparar (MTTR):
El Tiempo Medio Para Reparar (Medium Time To Repair) es el tiempo promedio que toma reparar algo después de una falla, sin contar las esperas, demoras en traslado, avisos, etc.
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MTTR =Tiempo total de inactividad del equipo Numero de fallas
2.1.11. Confiabilidad
La confiabilidad puede ser definida como la “confianza” que se tiene de que un componente, equipo o sistema desempeñe su función básica, durante un período de tiempo preestablecido, bajo condiciones estándares de operación. Otra definición importante de confiabilidad es; probabilidad de que un ítem pueda desempeñar su función requerida durante un intervalo de tiempo establecido y bajo condiciones de uso definidas (LAFRAIA, 2001).
CONF = MTBF 𝑀𝑇𝐵𝐹 + 𝑀𝑇𝑇𝑅
Se debe tener en consideración que la confiablidad siempre será mayor o igual que la Disponibilidad mecánica.
2.1.12. Curva de Ciclo de vida
Muy extendida como criterio explicativo del deterioro de los equipos, también denominada curva de la bañera es formalmente correcta pero queda modificada en la práctica por la aplicación de técnicas de mantenimiento que modifican la forma y los periodos. Explica bien la forma de comportarse durante el trabajo de un equipo en lo relacionado con sus necesidades de mantenimiento (Calvo, 2019).
Figura 8: Curva de planificación de la vida de un equipo o curva de la bañera.
31 2.1.13. Metodología Asarco
La Metodología Asarco nos sirve como un marco de referencia para definir el estado operacional en el cual se encuentra el equipo que estudiaremos, dando así paso a una serie de índices basados en los distintos tipos de tiempos existentes, esta distribución de tiempos se ve en la Figura siguiente:
Figura 9: Distribución de tiempos según norma ASARCO
Estos tiempos son detallados como sigue:
Nominal: Tiempo durante el cual el equipo se encuentra físicamente en faena. Es el tiempo total de un período.
Disponible: Tiempo en que el equipo está habilitado y en buenas condiciones para operar. Se le han descontado las mantenciones. El equipo está listo para ser operado.
No Disponible: Este período se encuentran los tiempos destinados tanto para mantenciones programadas y/o reparaciones electromecánicas de terreno.
Operativo: Corresponde al tiempo en que el equipo se encuentra operando en faena, es decir, está con operador.
Reserva: Es aquel tiempo en donde el equipo estando en condiciones
mecánicas de operación, no es utilizado en labores productivas, ya sea por falta de operador o superávit de equipo en ese momento.
Efectivo: Es el tiempo en que el equipo está siendo utilizado para lo que realmente se invirtió, es decir, está realizando labores puras de producción sin colas.
Demoras Programadas: Tiempos de detención programada.
Demoras No Programadas: Tiempo de detenciones no programadas, donde no se sabe cuánto durarán.
Pérdidas Operacionales: Es el tiempo donde el equipo se encuentra esperando.
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2.1.14. Clasificación del mineral por sus valores a. Mineral de Mena
Es el mineral que genera utilidades y cuyo valor por lo tanto excede a todos los gastos siguientes:
Gastos de producción
Gastos de venta
Gastos de administración
Gastos financieros
Depreciación
Este mineral con la infraestructura existente podrá dar productos exigidos en el mercado, bajo las condiciones vigentes. Este mineral constituye reservas. En los planos se le colorea de rojo.
b. Mineral Marginal
Es aquel mineral cuyo valor cubre los gastos a y b en su totalidad, y el 30 % de los gastos de c, d y e. Este mineral no genera utilidades, por lo tanto, por sí solo no constituye reservas, pero ayuda a generar efectivo y ofrece mayor divisor para el cálculo del costo total cuando se explota junto con el mineral de mena. El mineral marginal puede pasar a mena con mejoras en los parámetros económicos.
En todo caso el mineral marginal se calcula en cuadros aparte, de modo de cuando se trata de explotarse sepa con cuanto de este mineral se cuenta y puede efectuarse una adecuada mezcla con el mineral de mena. Las reservas de mineral será la suma de mineral de mena más el total o parte del mineral marginal; siempre que el promedio pesado de la ley de esta suma no sea inferior a la ley mínima del mineral de mena. En los planos a este mineral se coloreará de naranja.
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Figura 10: Relación general entre Resultados de Exploración, Recursos y Reservas Minerales. Código JORC
c. Mineral Submarginal
Es el mineral no económico, debido a que su valor sólo cubre los gastos a, por lo que no debe explotarse bajo las condiciones actuales.
Aún bajo mejores condiciones previsibles, su valor no alcanzaría a cubrir los otros gastos, se requeriría variaciones favorables más allá de lo actualmente previsible en los parámetros económicos para transformarse en mineral económicamente explotable, es decir en mena. Este mineral no se considera como reservas de mineral. En los planos se le coloreara de azul.
d. Mineral de Baja ley
Es el mineral no económico cuyo valor cubre solamente parte de los gastos de producción. Los antiguos bloques de mineral considerados como informativos y que tienen baja ley se considera en esta categoría.
En los planos a este mineral se coloreará de verde.
Tabla 2: Clasificación del Mineral por sus Valores FRANJA DE MENA
BAJA LEY 0.00 42.13
42.13 46.87
SUB-MARGINAL 46.87 72.85
MARGINAL 72.85 126.34
MENA 126.34 138.98
138.98 A MAS
Fuente: CIA Kolpa
34 2.3. DEFINICIÓN DE TERMINOS
Bancada: Se refiere a la altura del panel de perforación.
Bench and Fill (B&F): Es un método hibrido de explotación minera, está dentro de la variante de corte y relleno ascendente y sub level Stoping, en la mina estudiada está a cargo del Área de Taladros Largos.
Budget: Producción presupuestada comúnmente para un año operativo.
Caserones: Termino chileno para referirse a la unidad minera básica de explotación minera.
Confiabilidad: La confiabilidad es uno de los principales parámetros que se utiliza para administrar la actividad del mantenimiento de equipos.
DOE: Es el acrónimo de Demoras Operativas Evitables.
Disponibilidad Mecánica: Es la diferencia entre el tiempo programado por guardia y las demoras mecánicas del equipo.
Macizo Rocoso: Es el conjunto de la roca intacta y las discontinuidades que se presentan en ella. Mecánicamente son materiales afectados por discontinuidades, anisótropos y por ende heterogéneos. El comportamiento mecánico de las rocas está definido por su resistencia y su deformabilidad. La resistencia es el esfuerzo que soporta una roca para determinadas deformaciones.
MTBF: El Tiempo Medio Entre Fallas (Mean Time Between Failures) es el promedio de tiempo transcurrido entre una falla y la siguiente.
MTTR: El Tiempo Medio Para Reparar (Medium Time To Repair) es el tiempo promedio que toma reparar algo después de una falla, sin contar las esperas Luz Máxima: Es la abertura máxima que se puede tener entre el panel explotado y rellenado y el panel que aún falta explotar.
Utilización: Es el tiempo efectivo de trabajo del equipo dentro del tiempo que tiene disponible mecánicamente.
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Raptors: Equipos de perforación para taladros largos, de la marca RESEMIN, estos equipos pueden operar en secciones bastante reducidas.
Relleno: Es el material detrítico (para este caso) que proviene de labores de avance en desmonte o mineral sub marginal, que es utilizado para rellenar el caserón vacío que queda después de la explotación del
Sub Level Stoping (SLS): Método de minado subterráneo que usa Taladros Largos para la perforación, ya sea en paralelo o en abanicos.
SLOT: Es la cara libre que se genera para poder seguir la secuencia de minado mediante taladros largos, usada mayormente en perforación por paneles.
Panel: Es el bloque cubicado y planificado para su explotación mediante el Bench and file.
Perforación: La perforación de un taladro en el macizo rocoso es una actividad compleja, esta requiere de una maquina llamada perforadora, la cual tiene distintas características y especificaciones según la marca. Las perforadoras más utilizadas son las neumáticas. La finalidad de estos taladros son introducir explosivos y sus accesorios iniciadores.
Preparación: Es toda aquella labor que se viene realizando con el fin de reconocer y verificar, por todos los contornos, la mineralización seguida para convertirla en paneles de explotación.
Taladros Largos: Son agujeros hechos en el macizo rocoso, principalmente en estructuras mineralizadas para poder rellenarlos con carga explosiva y posteriormente volarlos, la longitud de estas perforaciones son bastante apreciables y en la mina estudiada llega hasta los 18 metros de longitud. Sin embargo a mayor longitud de estas, mayor será la desviación obtenida y esto resulta ser perjudicial si se trabaja en vetas angostas, ya que la dilución se incrementara sustancialmente.
VPT: Es el acrónimo del valor por tonelada de mineral.
36 2.4. DESCRIPCIÓN DE LA MINA KOLPA 2.4.1. Ubicación y accesibilidad
La Unidad Económica Administrativa HUACHOCOLPA UNO de Compañía Minera Kolpa S.A. se encuentra ubicado en el paraje de Caudalosa, distrito de Huachocolpa, provincia y departamento de Huancavelica.
Geográficamente se ubica en la cordillera central de los Andes del Centro del Perú.
La UEA se encuentra ubicada en el flanco Este de la Cordillera Occidental, a una altitud promedio de 4,480 msnm, cerca de la divisoria de Huayraccasa, en la terraza superior sobre el margen izquierdo del cauce de la quebrada o Río Escalera y tiene como coordenadas geográficas y UTM:
UTM GEOGRÁFICA (ZONA 18) Longitud 502 230.550 E 74° 53’43” ( Oeste) Latitud 8`555 752.860 N 13° 03’52” (Sur)
Figura 11: Plano de Ubicación y Accesos a la Mina
37
El acceso a la Unidad Minera Huachocolpa Uno, desde Lima, es a travez de tres vías (ver Tabla
Tabla 3: Rutas y vías de acceso a la Mina
Fuente: Elaboración propia
También se cuenta con una vía alterna, la cual es transporte mixto, es decir vía aérea y vía terrestre, usado principalmente por los ejecutivos de la empresa; haciendo uso de aviones desde la ciudad de Lima hacia la ciudad de Ayacucho, con tiempo de vuelo aprox. de 45 minutos, para luego usar la vía terrestre, con una tiempo de recorrido de 4 horas.
2.4.2. Relieve
El Distrito Minero de Caudalosa – Huachocolpa I, se encuentra en la parte este de la Cordillera Occidental, a unos 3 y 5 km. al este de la divisoria continental, sobre una geomorfología variada como el Relieve Cordillerano, la cual presenta una morfología bastante agreste, como lo que se observa al Suroeste de la veta Bienaventurada y alrededores de la veta Rublo, cortadas por numerosas quebradas de recorrido corto con red de drenaje dendrítico.
Esta unidad está modelada sobre secuencias volcánicas que han sufrido un proceso de alteración hidrotermal y que se emplazan en forma de mesetas
2.4.3. Clima y vegetación
El clima es variado, gran parte es de tundra seco de alta montaña; entre los meses de abril a noviembre, por la altitud de la zona, son meses fríos. La temperatura media anual tiene como máximo 10 ºC a 15 ºC en los valles y temperatura mínima es de – 5 ºC en las zonas altas.
RU
TA TRAMO VIA TIEMPO
(Hrs)
DISTANCIA (Km) 1 Lima-Huancayo-Huancavelica
Paso de Chonta-Mina
Carretera Asfaltada
Carretera Afirmada 12 565
2 Lima-Pisco-Castrovirreyna Paso de Chonta-Mina
Carretera Asfaltada
Carretera Afirmada 10 462
3 Lima-Pisco-Huaytara Paso de Chonta-Mina
Carretera Asfaltada
Carretera Afirmada 9 445
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Las precipitaciones pluviales, son estacionales; de diciembre a abril son abundantes y están acompañados de fuertes tempestades eléctricas.
Durante los meses de mayo a setiembre, el clima se caracteriza por sequías, fuertes vientos y frecuentes heladas, producido por descenso de temperaturas durante la noche.
La vegetación, controlada por el frío y los ciclos de precipitación, está caracterizada por pastos típicamente de puna resistentes a las sequías, estas consisten en ichu (stipa obtusa), musgos, líquenes, yaretas y cazorrilla, los cuales favorecen a la crianza de ganado auquénido y ovino.
Los agentes atmosféricos, tales como: el viento, lluvia, nieve, granizo e insolaciones son los que alteran y erosionan las rocas que luego son transportadas y depositadas para formar depósitos aluviales y otras geoformas.
2.4.4. Hidrografía e hidrogeología
Desde cercanas a la mina emergen ríos cuyas aguas discurren hasta llegar al Océano Atlántico. Estas aguas provienen de los deshielos y lluvias, y van a formar riachuelos, corrientes y luego ríos, siendo su drenaje principal el río Escalera, que aguas abajo toma el nombre de río Opamayo, el cual desemboca en el río Lircay, afluente del río Mantaro. Por lo general, el tipo de drenaje es dendrítico, el cual está controlado por fallas y fracturas que conforman planos de debilitamiento.
El área superficial de la Unidad Minera Huachocolpa Uno se divide hidrogeológicamente en 02 áreas independientes una de otra, tales como el área de la zona de Rublo en donde se ubican antiguos botaderos de material inadecuado y el área de la subcuenca del río Escalera que drenan sus aguas a dicho río, el cual al unirse aguas abajo con la quebrada Accurupampa/Ajrurupampa toma el nombre de quebrada Huachocolpa, éste a su vez entrega sus aguas al río Huachocolpa por su margen izquierda, el río Huachocolpa es afluente del río Mantaro, en consecuencia las aguas que drenan por el río Escalera forman parte de la vertiente del Atlántico.
39
La recarga en la microcuenca del río Escalera es aproximadamente 5 a 10% de la precipitación total generada en el área de estudio o microcuenca y la escorrentía representa el 58%. Lo cual indica que la microcuenca tiene poca retención, la mayor parte se escurre en la temporada de lluvias.
2.4.5. Reseña histórica
Compañía Minera Kolpa S.A. es la titular de la Unidad Minera Huachocolpa Uno desde el 1 de mayo del 2015 a partir de una reorganización societaria;
sin embargo, los orígenes de la unidad datan de mucho antes.
Todo comienza cuando en 1586 el cronista Marcos Jiménez de la Espada indica que la Mina de Huachocolpa tiene minerales de plata. En 1920 Don Agustín Arias de Carrasado (español), viaja por la zona y descubre varios afloramientos e inicia su laboreo en pequeña escala, años más tarde (1940) el Sr. Antonio Obradovic denuncia las Minas de Rublo e inicia su explotación, al fallecer lo sustituye su hermano Mateo y forma la Cía.
Minera Huanca S.A. quien construye su planta Concentradora y una central hidroeléctrica. Para el año 1942, los señores E. Risco, V. Freundt, Escobar, Carlos López Andrianzen y Richard Revett forman Cía. Minera Caudalosa S.A.
En 1999 la L.P. Holding S.A. del Grupo Raffo pasa a ser accionista principal, representando el 99.25 % del Capital social de Cía. Minera Caudalosa S.A.
En octubre del año 2000 se paralizan las operaciones en la Sub-Unidad Caudalosa Chica por la irregularidad de la mayoría de sus vetas y a la falta de un plan de exploraciones. Se reinicia en febrero del 2003 y se opera hasta el 25 de junio del 2010.
En junio del 2010 ocurre un desborde de la Relavera “A” por lo que las operaciones de mina paralizan hasta febrero del 2011, fecha en que se inicia el cambio de minería convencional a mecanizada.
En el año 2016, se incorporó al accionariado la empresa Kolparc Canadá LP con un 49% de participación, entidad que viabiliza la inversión de fondos especializados en empresas mineras.
40
De esta forma, a la fecha, Cía. Minera Kolpa S.A. no sólo forma parte del Grupo Raffo, a través de GR Holding S.A. grupo empresarial que tiene más de 100 años de presencia en la economía nacional, sino que también cuenta con un accionista internacional especializado en el negocio minero, situación que consolida la gestión estratégica de la empresa (KOLPA, 2019).
2.4.6. Geología local
En el Sector de Bienaventurada son predominantes las andesitas de color gris-marrón amarillentas con alteración argílica supérgena débil a moderada. Se puede distinguir dos posibles unidades litológicas, una al noroeste de la veta Bienaventurada, donde los volcánicos andesíticos se presentan con bandeamientos de flujo, de rumbo promedio N 65º W y buzamiento 66º- 70º NE y hacia el área de la Veta Sur con rumbo N 50º- 60º E y 50ºNW de buzamiento. Las andesitas presentan alteración supérgena con una coloración pardo-amarillenta.
En interior mina las andesitas son porfiríticas de color gris y gris blanquecinas cuando están fuertemente alteradas. Una segunda unidad litológica corresponde a derrames sub - horizontales de andesitas marrón amarillentas, las mismas que se emplazan al este y noreste de la veta Bienaventurada; al este, las lavas andesíticas están argilizadas supergénicamente y tienen 1,00 m. a 15,00 m. de potencia, con rumbos de N 60º E y buzamientos 15º - 25º SE. Las andesitas en algunos casos son porfiríticas con horizontes de aglomerados volcánicos de la misma composición, también hay horizontes de derrames lávicos intercalados con aglomerados en las partes altas.
Algunas capas presentan débil diseminación de pirita fina y otras en su matriz tienen fenos de cuarzo. Hacia el NE en la posible continuidad de la veta Bienaventurada, existen intercalaciones de bancos potentes de lavas andesíticas con aglomerados volcánicos grises y en las partes altas al NE, derrames lávicos andesíticos grises de rumbo N 70º E y 10º SE de buzamiento, los que forman farallones de hasta 70 m de altura.
41 2.4.7. Geología Regional
La unidad minera se ubica en el cuadrángulo de Huachocolpa, que abarca parte de los departamentos de Huancavelica y Ayacucho, se emplaza en la parte oriental de la Cordillera Occidental, en altitudes que varían de los 4000 a los 5200 msnm. En los alrededores de la unidad minera se constituye una secuencia de rocas sedimentarias y volcánicas que abarcan edades desde el Paleozoico hasta el Cuaternario.La unidad minera se emplaza en rocas volcánicas del Neógeno, correspondientes a la
“Formación Domos de Lava”, son primordialmente andesitas de color gris- marrón-amarillento, debido principalmente a la débil alteración argílica supérgena.
El rumbo promedio de las estructuras mineralizadas es N 52° - 65° E y buzamiento 55°- 75° SE; con anchos variables entre 1m a 4 m. El yacimiento es del tipo de relleno de fracturas, de origen hidrotermal, con rango epitermal a mesotermal; siendo estructuras filonianas, de reemplazamiento y relleno de fracturas cuya mineralización es de zinc, plomo, plata, cobre; así mismo hay vetas argentíferas. Entre calizas y rocas volcánicas, existen aureolas de metamorfismo de contacto, las que por ser superficiales son estériles.
Como principales minerales constituyentes se tienen: esfalerita, galena, cuarzo y pirita; en menor proporción tetraedrita, calcopirita, estibina, baritina, yeso y rejalgar. Estos minerales se presentan con una textura brechoide a orbicular, siendo el cuarzo el relleno principal a manera de matriz, englobando fragmentos de galena-esfalerita
2.4.8. Geología Estructural
Las secuencias volcánicas que se emplazan en la Unidad de Producción Huachocolpa-Uno, corresponden a una parte de una estructura dómica dentro de la formación Caudalosa. Estas capas en el área de la mina se encuentran suavemente plegadas con rumbo N 30º - 40º W y 10º SW - 15º NE de buzamiento, cortadas por fallas transversales en su mayoría mineralizados.
42
Como consecuencia de los esfuerzos de comprensión a nivel regional se han originado una serie de fracturas de cizalla y tensión de rumbo N 60º E a N 60º W que es característica tectónica general del distrito y sirvieron para el emplazamiento de los fluidos mineralizantes. Las estructuras principales del yacimiento, que trabaja la Unidad de Producción Huachocolpa Uno están formadas por dos sistemas principales.
a) Fracturas de tensión y cizalla de rumbo N 45º - 85º E; que son los que tienen mayor longitud, con buzamientos entre 42º-85º SE, con inflexiones, cimoides, ramales en diferentes tramos en toda su extensión. A este sistema pertenece las vetas Caudalosa1, Caudalosa2, Viviana, Silvia Ramal 1, Lucia, Gladis, Bienaventurada, Bienaventurada Sur-1, Bienaventurada Sur 2, Jessica, Elizabeth, Rublo, Peseta, Galena, Katherine, Fortuna.
Es de resaltar que las vetas Caudalosa 2, Rublo, Bienaventurada, Jessica, Elizabeth a diferencia de las demás vetas están asociadas a fallas y presenta clastos subredondeados de volcánicos, lo que nos indica que se produjo fallas de reactivación de movimientos dextrales, con numerosas vetas de cizalla.
b) Fracturas del sistema Este-Oeste; algunas de gran longitud interceptada en muchos casos por fracturamiento del sistema anterior, el mayor ejemplo de este sistema lo constituye la veta falla Silvia con rumbo E- W y buzamiento promedio 75º S. Estructuras secundarias de poca longitud de rumbo N 20º a 30º E, posiblemente correspondan a una última etapa de fracturamiento pre-mineral.El área comprendida entre la falla Silvia y la falla Caudalosa parece corresponder a un graven de poca profundidad.
2.4.9. Geología económica
La Unidad de Producción Huachocolpa Uno; trabaja un depósito de tipo filoniano, o relleno de fracturas por soluciones hidrotermales; las fracturas han servido de canal y receptáculo para el emplazamiento de mineral mena y ganga.
43
Las vetas sub paralelas se presentan en forma casi continua por longitudes mayores a 1,000 m.
La mineralización económica en la mayoría de las vetas se ubica en clavos irregulares en longitud, profundidad y potencia, separados entre sí por zonas de adelgazamiento y/o empobrecimiento.
La veta Bienaventurada, al lado Este en profundidad, tiene clavos mineralizados que pasa los 1,500 metros, con tendencia de ampliarse en los niveles inferiores, con pequeños anticlavos en la parte central y sur oeste; este mismo comportamiento no ocurre con la Veta Jessica y Elizabeth que son estructuras más falladas, irregulares e inestables que en la actualidad se encuentran dentro del programa de exploraciones, desarrollos y posterior explotación.
Figura 12: Resumen de Recursos Minerales de la U.E.A. Huachocolpa Uno
La mayoría de las vetas se presentan en forma de típico “Yacimiento en Rosario” que es característico de la mayoría de los depósitos filonianos en volcánicos Terciarios del Perú. Por su temperatura de formación, el yacimiento es clasificado como mesotermal a epitermal de plomo-zinc con contenido de plata y cobre.
Los minerales de mena que se aprecian macroscópicamente son: esfalerita (esf), galena (gn), galena argentífera (gn.arg), calcopirita (cpy). La variedad de la esfalerita que se observa es la blenda rubia y marmatita y el principal control de la mineralización es el estructural, las estructuras de rumbo NE con sus ramales y cimoides, son las estructuras mejor mineralizadas (KOLPA, 2019).
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Figura 13: Estructura mineralizada de sulfuros de veta Bienaventurada
La Veta Bienaventurada tiene dos clavos bien definidos uno al extremo noreste que se va haciendo más amplio desde el nivel 4430 y que es principalmente mineralización de Pb/Zn. Al extremo suroeste la tendencia en profundidad es mejorar los valores en plata. Las estructuras tensionales que interceptan Bienaventurada poseen principalmente mineralización de Pb y Zn. Bienaventurada posee cimoides a lo largo de toda su longitud, una de ellos es el ramal Sur 2 Piso el cual posee un buzamiento contrario a la veta Bienaventurada y ha sido reconocida por 4 niveles.
Los minerales de mena que se aprecian macroscópicamente son: esfalerita (esf), galena (gn), galena argentífera (gn.arg), calcopirita (cpy). La variedad de la esfalerita que se observa es la blenda rubia y marmatita y el principal control de la mineralización es el estructural, las estructuras de rumbo NE con sus ramales y cimoides, son las estructuras mejor mineralizadas.
La Veta Bienaventurada tiene dos clavos bien definidos uno al extremo noreste que se va haciendo más amplio desde el nivel 4430 y que es principalmente mineralización de Pb/Zn. Al extremo suroeste la tendencia en profundidad es mejorar los valores en plata.
