Profundidad de depósitos subterráneos s ubterráneos y declinación de calidad de reservas
Profundidad de depósitos subterráneos s ubterráneos y declinación de calidad de reservas
Costos de minado y disminución de leyes de Cobre
Participación actual de métodos de minado
Tendencias a futuro de los métodos de minado después del 2013
Evolución de la capacidad de producción
Principales proyectos y operaciones de minado con hundimiento
Pebble Afton
Bingham Canyon UG Oyu Tolgoi
Henderson Questa
Tongkuangyu
Resolution
Padcal DOZ DMLZ
Kucing Liar Grasberg UG Golpu
Argyle ChuquicamataUG
Collahuasi UG
Salvador Andina Sur Sur UG El Teniente New Mine Level
Planned Operation Operating Mines
Finsch Palabora Palabora L2 Koffiefontein Cullinan Kimberley
CARRAPATEENA
Northparkes NorthparkesII Cadia East Ridgeway Deeps
Que es el block caving? El minado por block Caving se basa en el principio de que, una vez que un área suficientemente grande de un bloque ha sido excavada por perforación y voladura, el bloque de mineral supra-yacente comenzará a hundirse bajo la influencia de la gravedad. Superficie Mining Direction
Mining Direction
Air gap
Air gap
Mineral fragmentado Mineral fragmentado
Drawpoints Next Panel
Puntos de Undercut
carguío
Block Cave Mining • Block
representa todo el cuerpo
PanelCave Mining • Aplicado a cuerpos de mayores dimensiones
que uno de block caving
Que es el block caving? Mineral roto
Planta
Campanas de extracción
Sistema de transporte
Túneles de producción
Que es el block caving?
Características del Block Caving
Depositos: Hierro Cobre de baja ley molibdeno Diamante kimberlite pipes
• • • • •
Resistencia Mineral: débil a moderada, o incluso bastante resistente (excavable!), no pegajoso, Resistencia del estéril: débil a moderada, distinción clara entre mineral y roca estéril Forma de depósitos: tubular masiva o grueso Inclinación deposito: bastante empinada (> 60 °) con la vertical y plana para depósitos masivos Tamaño del depósito: grandes dimensiones y gran espesor (> 30 m)
Características del Block Caving
LHD, Transporte discontinuo
Porque hundimiento por bloques? •
El uso de la gravedad permite quebrantar la roca (sin usar explosivos) lo cual reduce el costo de minado en comparación con otros métodos subterráneos
• Se obtienen altos volúmenes de producción. Se logran economías de escala • Permite un alto grado de mecanización • Se incrementan niveles de seguridad
Sin embargo • Requiere costos iniciales de capital muy altos • Conceptualmente simple - dejar que la gravedad haga el trabajo - pero
técnicamente existen retos que enfrentar (Comportamiento de roca) • Requiere gran esfuerzo de diseño, construcción de alta calidad, y un manejo
de gestión riguroso
Minado por hundimiento – Cuando es aplicable • Se aplica en minado masivo de
cuerpos mineralizados con substancial orientación vertical o tipo “pipa”
• Resistencia a la compresión de
la roca no es una limitación pero se necesita que el cuerpo presente las dimensiones mínimas requeridas
• Método de minado usado
principalmente en depósitos de cobre sin embargo existen experiencias en Molibdeno y explotación de diamantes
Análisis comparativo del block Caving con otros métodos
Method
T/Manshift
Avg.T/Day
Resuing
0.2-0.5
50-100+
12-48
500–1,500
20to70
20-28
200-800
20to50
RoomandPillar
15-150
1,500–10,000
7to20
OpenStoping
20-115
1,500–25,000
7to25
Sub-levelCaving
65-180
1,500–50,000
7to17
BlockCaving
300-2000
10,000–100,000
1to2.5
CutandFill Shrinkage
RelativeOperating Costpertonne 70+
Concepto futuro, Mina-fabrica Required Fragmentator
In Situ
Fragment Size
Flujo confiable de mineral
Ley y fragmentación predecible
Crushing and Grinding
Energy (Distance Traveled)
Transporte de mineral y uniformización de granulometría
CODELCO
LA EXPERIENCIA CHILENA
Una apuesta por el futuro de CODELCO Minado Masivo Subterráneo • Requerimientos de CODELCO : Incremento de producción
subterránea en 100%. Menores costos operativos. Reducir riesgos y mejora de salud ocupacional. La solución conceptual es ir a un método subterráneo con mayor capacidad de producción, mejores expectativas económicas, mas sostenible y con mejor es estándares de seguridad para sus trabajadores.
Proyectos Subterráneos de CODELCO
Tasa de área de Extracción
Evolución Tasa de Extracción
Codelco indicadores de seguridad
Minado Subterráneo Continuo – Un real quiebre tecnológico
CRUSHERS
PLANNING & LOGISTICS
LOW PROFILE
l
EQUIPMENT PRECONDITIONING Debilitamiento Dinámico con Explosivos
Pozos de Tronadura Confinada
STATIONARY LOW PROFILE
HIGH PERFORMANCE
CONTINUOS UNDERGROUND MINING
MINERÍA SUBTERRÁNEA CONTINUA Es una nueva concepción de un método de minado que permite un permanente y continuo flujo de mineral de la mina a la concentradora. Opera como una “fabrica de rocas mineralizadas”
Minado Subterráneo Continuo Conceptos Claves
a
•
•
•
•
Tasa de extracción: El mineral es extraído de manera rápida , simultanea y continua de diferentes puntos . Simplificación del proceso: Requiere menos área para la misma capacidad de producción. Automatización: Uso de equipos estacionarios automatizados Riesgos y Salud ocupacional: Mejores condiciones de trabajo .
Las pruebas realizadas por CODELCO fueron exitosas FASE II 2006-2009 FASE I 2005
• Validar
• Validar
el concepto de extracción continua en un punto de extracción a través de un equipo prototipo de extracción continua .
la operación de un integrado sistema de extracción, transporte y chancado continuo (Modulo de extracción de 4 puntos)
Zanja de producci ón
Extractor Continuo
Transportador Continuo
FACTOR DE ÉXITO
PROTOCOLO
REAL
Tiempo de colocación de extractor en pila
< 120 min
30 min
Tiempo retiro extractor
< 120 min
30 min
Generación de flujo de mineral
> 50 tph
200 tph
Control del flujo
Sí
Sí
INDICADORES RELEVANTES
un
PROTOCOLO RESULTADO
Tasa de extracción instantánea
t/m2-d
2,0
2,8
Rendimiento Dozer Feeder
tph
>100
264
Rendimiento combinado DF
tph
>150
261
Costo operación
cUS$/t
51
44
Prueba No 1 CODELCO SALVADOR •
2005
Validar el concepto de extracción continua en un punto de extracción a través de un equipo prototipo de extracción continua .
FACTOR DE ÉXITO
PROTOCOLO
REAL
Tiempo de colocación de extractor en pila
< 120 min
30 min
Tiempo retiro extractor
< 120 min
30 min
Generación de flujo de mineral
> 50 tph
200 tph
Control del flujo
Sí
Sí
INDICADORES RELEVANTES
un
PROTOCOLO
RESULTADO
Tasa de extracción instantánea
t/m2-d
2,0
2,8
Rendimiento Dozer Feeder
tph
>100
264
Rendimiento combinado DF
tph
>150
261
Costo operación
cUS$/t
51
44
Resultados de las pruebas
Las pruebas realizadas mostraron lo siguiente: •
• •
Alta capacidad de producción y rendimiento, también alta disponibilidad mecánica de los equipos. Bajo costo de operación. Capacidad de transporte de rocas grandes.
Debe implementarse una aplicación masiva del sistema que valida el alto potencial de la tecnología para permitir su aplicación en la minería subterránea.
Prueba N°3 CMS ANDINA 2013-2014 Reservas del sector 5.0 M ton @ 0.75% Cu Altura de la columna mineralizada: Promedio: 335 m Mínimo / Máximo: 248/389 Mineral primario (altura: 160 m)
Diseño de minado: Cuatro calles de producción equipados con fajas Y con transportador "Panzer" 32 puntos de extracción equipados con empujadores alimentadores (Dozer Feeder ) cada uno
Duración de la aplicación: 24 meses para alcanzar el mineral primario 160 m, 38 meses para extraer toda la columna.
Cantidad de personal estimado: 60 personas, 25 por turno.
Requerimientos de personal – Sistema de minado continuo vs Convencional LHD Producción 10.000 tpd
Área Producción : 7.000 m2 Personal: 60 mineros
Área Producción : 20.000 m2 Personal: 105 mineros
Protocolo de validación - Variables a controlar Variables de entrada Granulometría en puntos de extracción • Ley y litología en puntos de extracción •
Variables de salida • • •
•
Tonelaje minado Interrupciones del flujo Estado de facilidades y de equipos Estadísticas de consumo
Indicadores claves de éxito •
Tasa extracción instantánea máxima > 3 tpd/m 2 • Tasa extracción en régimen > 1,5 tpd/m 2 • OPEX < 80% OPEX Método Convencional • Dotación < 70% Método Convencional • Ramp Up < 75% Método Convencional • Área activa < 64% Método Convencional
Conclusiones de las pruebas en Andina Esta nueva tecnología es un cambio necesario para enfrentar los retos de CODELCO en los próximos años. Este sistema – Pionero en el mundo – mejorara la rentabilidad de la Corporación en sus proyectos subterráneos. Esta tecnología reducirá el riesgo en el trabajo y mejorara el nivel de protección de la salud de los mineros
Es de vital importancia hacer un buen uso de esta ventana de oportunidad para la secuencia de hundimiento en Andina
Caso mina Chuquicamata
Tajo abierto Chuquicamata • Conversión a mina subterránea al profundizar a 1000m (aprox. 2015 – 2018) • Significativo incremento de producción imposible con LHD
m =
(n * s + r) / (n+1)
tm = tasa media de extracci ón ts = tasa expansiv a de extr acción tr = tasa de extr acció n de cosecha n = bloques en fase de difusión
Caso mina Chuquicamata
m =
(n *
s +
r )
/ (n+1)
Para sistema con LHDs convencionales imposible de lograr tasa de produccion economica, porque menos del 10% del area activa de explotacion es usada para producir τm Con
LHD solo está en el rango de 0.4 to 0.5 tpd/m2
CAT Rock Flow System Sistema
CAT Rock Flow System Hard Rock Haulage System
Productos
CAT Rock Flow Feeder
Dozer Feeder CAT Rock Flow Mover
Hard Rock Production Conveyor
CAT Rock Flow System – Alimentador y transportador
CAT Rock Flow Feeder
Service drift
Production drift
CAT Rock Flow Mover
Alimentador y transportador de mineral en un sistema continuo de transporte
Sistema CAT Rock Flow en comparación con un Block Caving convencional
Principales componentes del sistema CAT Rock Flow • Sistemas de minado con Block-Caving pueden incrementar su producción mediante un flujo de transporte continuo desde los puntos de descarga de mineral mediante el uso de CAT Rock Flow alimentador y CAT Rock Flow Mover Potencial de mayor apreciación
Significativa alta producción comparada con la tecnología convencional (LHD)
Relevante reducción de costos
Alto nivel de automatización del proceso de minado
Procesos sin presencia de personal
Alto nivel de seguridad en el trabajo
Amigable con el medio ambiente
Ausencia de humos y calor generados por motores Diésel/ Reducción de demanda de ventilación
CAT Rock Feeder
CAT Rock Mover
CAT Rock Flow Feeder Dispositi vo de empuje
Cilindro de empuje cantidad: 2 carrera: 1000 mm Presión total: 5147kN
Placa móvi l de empuje
CAT Rock Flow Feeder Cilindro placa empujadora Cantidad: 4 carrera: 1350mm Tiempo de ciclo: 112,5 sec. Presión total: 4021kN
m m 0 5 0 1
4300 mm
m m 0 0 0 2
Mantenimiento: El alimentador empujador puede ser removido de su posición en trabajo en el punto de descarga en cualquier momento para su servicio mediante un montacargas y puede ser repuesto luego de completarse su servicio
CAT Rock Flow Mover Transportador de cadenas Productividad: 900 t/h Velocidad: 0,15 m/s Potencia requerida: 2 x 90 KW Ancho: 1.800 mm Longitud c/sección: 3.000 mm Longitud transportador: 77 m Longitud cadena: 156,066m Barra de vuelo: 268 (distance=4) Elementos de desgaste pueden ser cambiados fácilmente
Flight bar:
CAT Rock Flow System: Chancado primario Impact Roll Crusher
Sizer
CAT Rock Feeder CAT Rock Flow Feeder
CAT Rock Mover
CAT Rock Flow System: Automatización Especificaciones
Control electrónico de cada alimentador empujador - Proporciona funcionamiento automatizado - Registra las características de funcionamiento (presiones, golpes, ...)
Servidor que vincula todos los alimentadores empujadores en una sala de control central
Sala de control PC – Permite mando a distancia y cambios remotos de secuencias de los alimentadores empujadores
Visualización de los datos operacionales de cada alimentador empujador –
Control y registro de la cantidad de mineral extraído de cada punto de extracción
CAT Rock Flow - fotos
CAT Rock Flow - fotos
CAT Rock Flow System – Prueba No. 2 Componentes del sistema • 1 Transportador de cadenas (75m)
Lugar
• 4 Rock Flow Feeder (por una cara)
Codelco mina “El Salvador”
• Quebrantador de rodillos impacto
Geología
• Estación hidráulica Central
• Deposito de Cobre porfiritico
Especificaciones del transportador de cadenas
• Contenido de cobre: Ø 0,6% • Roca: Andesita & Cuarzo-Andesita • Otras rocas presentes: Feldespato, Bornita, Calcopirita Molibdeno, Gypsum & Cuarzo σC =
35 – 270 MPa (Ø 140 Mpa),
ρOre =
2,7 t/m³
*CC capacity theo.: 900 t/h CC capacidad media: 700 t/h CC capacidad max.: >1000 t/h *Potencia motor: 2 x 90 kW Velocidad del CC: 0,15m/s d
Resultados de las pruebas • volumen extraído total : 122,120 t • Tasa de extracción media : 260,4 t/h c/u • Tasa de extracción max. : 880,0 t/h c/u
*CC= chain conveyor ** Pefectiva = 75kW
CAT Rock Flow System – Aplicación Industrial Características Detalles del sistema • 4 transportadores de cadena à 75m • 8 alimentadores Rock Flow para cada galería de producción (32 en total) • 16 Estaciones hidráulicas
Data técnica: Capacidad: 900t/h Motores eléctricos: 2 x 90 kW Velocidad del transportador: 0,15m/s
Objetivo • Volumen producción: 5.000 tpd
CAT Rock Flow System – Aplicación Industrial Conveyor
footprint
Dozer Feeder
Sizer
CAT Rock Flow System
Tecnologías asociadas a minado continuo con Block Caving
Nuevas tecnologías para estimar comportamiento de los macizos rocosos MWD > Measurement While Drilling Midiendo mientras se perfora A través de sensores se mapea digitalmente características diversas de las rocas perforadas
CAT Rock Flow System
Nuevas tecnologías para estimar comportamiento de los macizos rocosos
Nuevas tecnologías para mantenimiento de fajas transportadoras
Robot para cambiar polines. Reduce el tiempo de reemplazo y no requiere paralizar la faja
POTENCIAL EN EL PAÍS
Profundización de operaciones existentes a tajo abierto • Southern Perú • Toquepala • Cuajone • Free Port • Cerro Verde • Antamina
Block Caving subterráneo Proyecto Don Javier (Cía. Minera Junefield)