Clase03_2017_I Muestreo y Dilucion

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Geológica Minera y Metalúrgica Escuela Profesional de Ingeniería de Minas MI 115 Métodos de Explotación Subterránea Ciclo 2017_I

MUESTREO Y DILUCIÓN

Por: Ing. Ing. Francisco Francisco Grimald Grimaldo o Z.

FGrimaldo FGrimaldo / Abril Abril 2017


MUESTRA ESTADISTICA Una muestra es una parte o una porción de un conjunto que permite conocer la calidad del mismo y es representativa de esta población. “La ley del yacimiento es 1.5% Cu, C u, fue resultado de una toma de muestras de acuerdo a una metodología y tiene un certeza del 95%” . La muestra estadística es el subconjunto de puntos de una población estadística. Estas muestras permiten inferir las propiedades del total del conjunto.



¿QUÉ ES EL MUESTREO DE MINERAL? Es una actividad conducente a obtener una cantidad de mineral que sea representativa del yacimiento en estudio o de la reserva mineral que se está explotando.

Determinación de Ley de Mineral Esta muestra será analizada en un laboratorio de alta confiabilidad y calidad para obtener el valor real del porcentaje po rcentaje de metal que contiene el yacimiento mineral en proceso de estudio o en etapa de explotación.



IMPORTANCIA DEL MUESTREO EN LA OPERACIÓN MINERA En la etapa de definición del yacimiento el muestreo es clave a fin de tener una muestra realmente representativa, realizar una buena determinación de leyes y definir recursos y reservas con certeza. Cuando la operación minera ya está en marcha: el muestreo determina si la operación minera está extrayendo el mineral que se había planificado. Por consiguiente: Se busca que el muestreo sea el mejor, para en lo posible eliminar el error humano; para lo cual el personal debe ser competente y experimentado





TECNICAS TECNICA S DE MUESTREO Existen 4 métodos de muestreo de rutina diaria: 1.- Muestreo Muestreo por canales canales 2.- Muestreo Muestreo por puntos 3.- Muestreo Muestreo en pilas o descar descargas gas de mineral mineral 4.- Muestreo Muestreo a granel granel





Muestreo por canales

Dependerá de la dureza de la roca. Se usa generalmente para muestrear aberturas subterráneas (galerías, túneles, cruceros) y trincheras excavadas en rocas. La mejor muestra es un tramo que tiene 1/2” de profundidad, 6” de ancho y longitud de todo el largo de la pared muestreada. La roca que se saca se recolecta en bolsas de muestreo muestreo y se toman a intervalos regulares si la roca es homogénea. Si hay cambios en el tipo de roca entonces los intervalos muestreados deberían corresponder a estos cambios. Si la roca roc a es muy dura de obtener es recomendable tomar un muestra mas angosta. Tomar Tomar muestras de canales es un trabajo tedioso pero las muestras son muy representativas, se debe tener especial cuidado que las muestras sean correctamente tomadas. Las herramientas requeridas para el muestreo por canales incluyen un cincel con punta dura y afilada, mas un martillo o comba. c omba. Las precauciones de seguridad seguridad para los trabajadores trabajadores (muestrero y ayudante) implican que deben contar con guantes dobles (cuero) y lentes de seguridad puestos.



Muestreo por canales La muestra se toma en un canal de 4” a 6” de ancho, ½” a ¾” de profundidad y

una longitud de 1.5 m. Se usa punta y comba. Influye la dureza de la roca. La superficie debe ser limpiada con agua/aire. Se debe corregir la longitud de la l a muestra en función a la superficie donde se hace el canal (esta se encuentra en arco).

E D C A


F B


Muestreo por puntos Es una variante del muestreo por canales. Se emplea cuando se tiene cuerpos mineralizados de dimensiones considerables. Al inicio de una exploración, los exploradores exploradores usan sus picos para obtener rocas que están a la vista. Pero esto no es bueno, debido a que las superficies están alteradas. Por lo que la primera cosa a hacer es romper la roca y ver los signos de alteración o mineralización. m ineralización. Si las rocas son interesantes el geólogo determinara donde se encuentra usando un GPS y describirá lo observado. Por lo tanto tomar muestras, no es mas que encontrar rocas de interés mineralizadas de una superficie limpia y recolectar lo que esta debajo. Nuevamente es importante notar que la ubicación de la muestra y la descripción de su característica es primordial en esta etapa. Las muestras de rocas por puntos difieren del muestreo por canales en la medida que estas son discretas y no son continuas.



Muestreo por puntos Es una variante del muestreo por canales. Se emplea cuando se tiene cuerpos mineralizados de dimensiones considerables. PROCEDIMIENTO 1.- Delimitar “paneles” de 3 x 2 m (l x h) en las paredes laterales de las labores, a partir de un punto topográfico conocido. 2.- Lavar Lavar las paredes paredes por muestrear muestrear 3.- Marcar dentro de cada “panel” “panel” la malla malla de muestreo muestreo cada 0,50 m entre punto y punto; totalizando 24 puntos.

4.- El marcado de de puntos se inicia inicia de abajo hacia arriba. 5.- Limpiar con la punta y el combo un área de 15 cm de de diámetro y 2 cm de profundidad, sobre los puntos marcados. 6.- Tomar de 150 a 200 g de muestra de de cada área limpiada, totalizando aproximadamente 3.6 a 4.8 Kg. de muestra m uestra para los 24 puntos. 7.- Reducir Reducir la muestra mediante mediante cuarteos cuarteos sucesivos sucesivos hasta hasta un peso de 1.0 a 1.5 Kg. por muestra de panel. FGrimaldo FGrimaldo / Abril Abril 2017


Muestreo en pilas o descargas de mineral Sirve para hacer un segundo chequeo.

Se toma muestras de cantidades iguales a las descargas en la mina, en pilas o carros mineros. No es muy confiable. Labor 1 Labor 2

Ley 1 %Cu

Ley 2 %Cu

Labor 3

Ley 3 %Cu

Labor 4

Ley 4 %Cu

Mineral a la planta concentradora

Ley compósito

Ley n %Cu

Labor n


Muestreo en la descarga


Muestreo a granel Se emplea para zonas de irregular distribución de mineral. La cantidad depende del área a muestrear. La muestra puede tener de 10kg hasta toneladas.

Muestreo en calicatas Excavaciones del del suelo de un diametro aprox. 1.50 y profundidad variable (depende del tipo de suelo o roca).



PROCEDIMIENTO DE CUARTEO

A) Los fragmen fragmentos tos de mineral mineral deben deben tener menos de 1 pulgad pulgada a de tamaño. tamaño.

B) Mezclar Mezclar la muestr muestraa sobre sobre la lona ó manta, manta, transp transporta ortando ndo el total total de la la muestra muestra de un extremo a otro de de la lona ó manta, por 3 ó 4 veces. veces. C) Colocar Colocar la la muestra muestra en el el centro centro de de la lona, aplanarla aplanarla hasta formar un disco plano. D) Cortar Cortar el disco disco en cruz, obteniendo obteniendo 4 porciones porciones similares en volumen. volumen. E) Seleccionar Seleccionar 2 de las porcione porcioness opues opuestas tas y desechar desechar las otras otras 2. 2. F) Repetir Repetir el proceso proceso cuanta cuantass veces veces sea necesar necesario io hasta hasta obtener obtener una una muestra de 1.0 a 1.5 kg.





IDENTIFICACION DE LA MUESTRA

Es importante que se identifique con mucha precisión la muestra tomada.

Existen formatos establecidos en cada empresa, que contienen: El número de muestra La fecha La ubicación El ancho El ensaye La descripción Su ubicación en el plano Estos registros se hacen en forma diaria, y además de servir de control más adelante se emplean para el cálculo de las reservas.



ENSAYOS PARA DETERMINACION DEL CONTENIDO METALICO Si Ud. desea resultados confiables, el siguiente paso es enviar las muestras a un laboratorio acreditado. acreditado. El laboratorio requerirá que llene un formato acerca de que es lo que quiere analizar. Si no se le da una respuesta adecuada al requerimiento técnico, esto le da oportunidad a la gente de laboratorio de hacer comentarios que Ud. siente que no son adecuados. Que sucede si las pruebas están equivocadas, estas pueden siempre ser re-ensayadas después si se requiere.



ENSAYOS PARA DETERMINACION DEL CONTENIDO METALICO Al recibir los del análisis de laboratorio se plotean en un mapa, para ver si hay puntos anormales. Ahora se emplean softwares y puede Ud. tener los resultados mas rápidos y seguros. Los mapas de muestreo, preparados apropiadamente, son muy importantes para definir los cuerpos mineralizados pero Ud. debe preguntar siempre las cuestiones principales acerca de como las muestras fueron colectadas, preparadas, ensayadas y desplegadas. Las bolsas (Mercados Económicos) tienen reglas exigentes para asegurarse que los resultados de los ensayos de la muestra reflejen con seguridad y certeza la realidad. Por lo que se debe asegurar para tener un procedimiento apropiado de Control de Calidad en el lugar a fin que sus resultados sean seguros.



CONTROL DE CALIDAD DEL MUESTREO Y LOS ENSAYES La alteración es el hecho mas importante en el control de calidad y el aseguramiento del muestreo. No olvidarse que el resultado de los ensayos se transformaran finalmente en valores económicos, por lo que deben seguirse estrictos requerimientos, siendo uno de ellos el procedimiento de la “cadena de custodia”, este

simplemente significa que la muestra de roca esta en la custodia de representantes de la compañía hasta que las muestras sean recibidas por el laboratorio. Las muestras deben estar selladas de tal forma que un sello roto sin la firma correspondiente de la cadena de custodia, se reconozca inmediatamente. En ningún momento las muestras pueden estar disponibles para ser intervenidas por terceras partes.



DILUCION EN MINERIA SUBTERRANEA



DILUCION

Los métodos modernos de minado a alto volumen reducen directamente los costos de operación y facilitan la gestión de las operaciones mineras, pero un inconveniente común es que a menudo la dilución se incrementa. ¿Qué es la dilución? Es el tonelaje de material extraído por debajo de la ley de corte. Este tonelaje puede ser desmonte netamente o mineral de muy baja ley que no alcanza la ley de corte Dilu lucció ión n puede ser defini nid do como la contamin inaación del mineral por desmonte durante el proceso de minado. Las consecuencias de esta contamin inaación son: La cantid idaad actual de material extraído será mayor a lo que es necesario para obtener el mismo contenido de metal equivalente y la ley de mineral será menor que el estim imaado in situ. FGrimaldo FGrimaldo / Abril Abril 2017


Definición de dilución

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Dilución puede ser definida como la contaminación del mineral por desmonte durante el proceso de minado. Las consecuencias de esta cont contam amin inac ació ión n son son las las sigui siguien ente tes: s: La

cantidad actual de material extraído será mayor a lo que es necesario para para obte obtene nerr el mism mismo o con conten tenido ido de meta metall equ equival ivalen ente te.. La

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ley de mineral será menor que el estimado in situ.

Se han hecho muchos intentos en cuantificar la pérdida de mineral y la dilución, aunque difieren uno de otro es importante entender que tanto la perdida de mineral como la dilución influyen significativa y cons consid ider erab able leme ment nte e en los los resu result ltad ados os econ económ ómic icos os de una una oper operac ació ión n mine minera ra,, por ejemplo: la vida de la mina, valor presente neto, costo de producción de metal y la perdida de metal que son afectados.



¿Dónde ocurre la dilución? Ocurre cuando se emplea un determinado método de minado o cuando se hace una sobrerotura. Por ejemplo, ocurre la dilución cuando se emplea el block caving, aquí estará en función al tipo de roca minado, el tipo de mineral y el método de sostenimiento empleado. La dilución puede alcanzar hasta un 25% en algunos casos. En cambio en los métodos que se autosostienen, al ser más selectivos, esta dilución estará entre el 5 y 15%.



¿Dónde ocurre la dilución?

MINERAL

DESMONTE



Medición de la Dilución

•

La Dilución Planificada es el material que se encuentra fuera de la definición económica de mineral y se incorpora como parte del diseño minero

•

La dilución actual u operativa es aquella que se extrae por sobre las reservas mineras.

•

La dilución operativa puede ser económica o no dependiendo de su contenido de producto


Para comprender el significado de Dilución Ley Programada: Considera el efecto de dilución ocasionado por la voladura y la respuesta de las cajas a ésta.

Dilución permisible o permitida: Es aquella que permite Ley Programada

cumplir con la ley programada (el sombreado blanco).

Ley Geológica

Sobre dilución: es la dilución más allá de la permisible (sombreado verde), el cual afecta afec ta negativamente la ley programada. Sin embargo para el Minado, no existe sobre dilución, simplemente es dilución y es lo que se trata trat a de evitar (sombreado blanco más sombreado verde).

“Si la dilución obtenida en un tajo es menor que la dilución

permisible, es de esperarse que la ley l ey de dicho tajo sea FGrimaldo FGrimaldo / Abril Abril 2017

mayor a la programada”


Para comprender el significado de Dilución

D: desmonte LD / 2

LD / 2

Cuando se mina un tajo y se busca recuperar el 100% del mineral, el riesgo es el de dañar las cajas. En Minado se busca que este efecto sea mínimo, por ello en los programas de producción se aprecia la dil ución permisible que es de 50 cm para cada caja o contacto con el desmonte. “Debe quedar claro que es posible diluir el mineral con la voladura y que debemos tratar de controlar no sobrepase los 50 cm mencionados”

Por definición: Dilución =

Desmonte

x 100

Desmonte + Mineral LD

x 100

Entonces Dilución Permisible =

Miner al LM

LD +

LM

“Solo si están de acuerdo con esto podrán entender el siguiente ejemplo: Un tajo de 2.50 m de ancho geológico con material estéril a ambos lados del contorneo. Tendrá una dilución permisible de 50 cm a ambos lados. Entonces la dilución permisible que no debemos pasar para extraer el mineral con la ley programada o mayor será: D= (0.50+0.50)/(0.50+0.50 + 2.50) = 28.57 %

!! Es descabellado descabellado o razonable esta dilución dilución ?? !!! Si el ancho geológico fuero de 10m entonces: Dilución permisible = (0.50+0.50)/(0.50+0.50 + 10) = 9.09 %



•

Dilución Permisible.- Nos indica el máximo porcentaje de contaminación para una rotura, de modo que este límite máximo máxim o me permite cumplir con el objetivo en ley para esa rotura. Este porcentaje no varia si minamos la mitad mi tad del tajo u otra fracción del mismo.

•

Sobre dilución.- Nos indica que hemos contaminado el mineral roto en mayor proporción que el permitido por la dilución permisible y se mide como la diferencia entre el material contaminante total y el material contaminante permitido (en proporción, volumen).

•

Dilución Real.- Nos indica el porcentaje de contaminante presente en la rotura y puede ser mayor o menor al porcentaje de contaminante permitido para la rotura (Dilución Permisible).

•

En el ejemplo siguiente se trabaja con áreas pues si consideramos el burden, este factor se elimina al final por ser común para cualquier área (mineral, desmonte, sobre rotura).

•

En Rojo se representa el mineral "puro" a minar.

•

En Azul se representa el material estéril (desmonte) permitido romper, es decir la dilución permisible.

•

En Marrón se muestra la sobre s obre rotura.


Por lo tant tanto o no exist xiste e sobr sobre e dilu diluci ción ón,, se esta esta cont contam amin inan ando do (dil (diluy uyen endo do)) meno menoss de la prop propor orci ción ón o porc porcen enta taje je permi permisi sibl ble, e, que es la prop propor orci ción ón o porc porcen enta taje je lími límite te máxi máximo mo perm permit itido ido a dilui diluirr o cont contam amin inar ar al mine minera rall roto roto (dil (diluc ució ión n perm permis isib ible le). ).


La otra apreciación / perspectiva :

Revisando lo mostrado en el punto "2", este resultado de Sobre dilución lo que refleja es "Qué tanto por ciento de Dilución representa la sobre rotura (la rotur a mas allá del límite permisible)" . Lo cual está incluido dentro de la dilución total y como se vió, es menor a la dilución permisible.





Dilución con sobrerotura Ocurre cuando se tiene una roca altamente fracturada, afectando la ley de mineral directamente; además de incrementar los costos de minado, al tener que hacer un mayor sostenimiento. SOBREROTURA

h real = 2.70 m

h planeada = 2.40 m

h real – h planeada

% Dilución Dilución = ----------------------------------------- x 100 h planeada FGrimaldo FGrimaldo / Abril Abril 2017


DILUCION EN EL METODO DE EXPLOTACION TALADROS LARGOS CON RELLENO CEMENTADO


UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Geológica Minera y Metalúrgica DILUCION EN EL METODO DE EXPLOTACION SUB Escuela Profesional de Ingeniería de Minas LEVEL CAVING MI 115 Métodos de Explotación Subterránea Ciclo 2017_I



NOTAS NOT AS ADICIONALES RESPECTO RESPEC TO A LA DILUCION La dilución es un gran problema para los proyecto mineros y las operaciones mineras debido a que el costo de la dilución no es obviamente el costo directo (las toneladas que diluyen son las que desplazan d esplazan a las toneladas de mineral en el manipuleo de mineral y en los circuitos de procesamiento), sino que también t ambién incluyen significantes costos indirectos. Por ejemplo, cada tonelada de roca estéril o de relleno que circula a través de los molinos se lleva valores de mineral a los relaves. La minimización de la dilución tendría un peso dado en la selección y la subsecuente aplicación de un método de minado. Las causas de un exceso de dilución incluyen el uso de un incorrecto método de minado y los factores relacionados. Estas causan pueden ser ilustradas en el siguiente diagrama de “espina de pescado”.



METODOS

PERFORMANCE Pobre malla de perforación

Definición inadecuada de la perforación

Demoras en el relleno Errores topográficos

Sostenimiento inadecuado

Taladros desviados

Método de minado equivocado Desmonte echado al ore pass

Alto factor de potencia

Lento ciclo de limpieza Perforación desalineada

DILUCION Diaclasas y fallas

Cajas de techo débiles Cuerpo irregular en sus límites Ancho estrecho de vetas

DEFICIENTE CAPACITACION DEL PERSONAL

CONDICIONES DEL SUELO

Deficiente control de calidad Rocas de paredes débiles

Relleno inadecuado

Bajo contenido de cemento

CONFIABILIDAD DEL RELLENO

Diagrama Espina de Pescado: DILUCION FGrimaldo FGrimaldo / Abril Abril 2017


FACTORES QUE INTERVIENEN EN LA DILUCION 1.0 METODOS 1.1 Sostenimiento inadecuado: inadecuado: fallará este sostenimiento y generará un incremento de dilución. 1.2 Definición inadecuada de la perforación: generará un malla deficiente y problemas para la voladura. 1.3 Alto factor de potencia: Mal diseño de la voladura, ocasionará un mayor uso de explosivo o agente de voladura y se tendrá una sobrerotura.

1.4 Método de explotación inadecuado para el tipo de roca: generará un minado deficiente, con mayores costos, mayor dilución y problemas de seguridad. Ejemplo: Si se caracteriza geomecánicamente geomecánicamente a una roca como buena a regular, regular, y se selecciona el método como Corte y Relleno Ascendente, Ascendente, pero la realidad muestra que es una roca mala, la explotación tendrá serios problemas de dilución, recuperación y de seguridad.



FACTORES QUE INTERVIENEN EN LA DILUCION (continua) 2.0 PERFORMANCE PERFORMANCE 2.1 Errores topográficos: el deficiente control topográfico (por cualquier motivo) hace que se hagan malas comunicaciones, direcciones (centros de línea desviados) y hace que se rompa un exceso de desmonte desmonte o mineral mineral debajo del cut off. 2.2 Desmonte echado en el ore pass: Mal diseño de la operación, no se tienen los echaderos de desmonte. Se mezcla mineral con desmonte. 2.3 Demoras en el relleno: relleno: al no tener a tiempo el el relleno, se comienzan a inestablizar las áreas y de comienzan a caer, trayendo más dilución. 2.4 Taladros Taladros desviados: un descontrol en la perforación de los taladros hace que estos est os ocasionan ocasionan roturas roturas más alla del diseño. diseño. 2.5 Lento ciclo de limpieza: limpieza: al no hacerse a tiempo, se comienzan a inestabilizar inestabilizar los terrenos y pueden en el extremo derrumbarse si la calidad del terreno es mala. 2.6 Perforación desalineada : se sale de la dirección (a pesar que esta puede estar colocada correctamente).



FACTORES QUE INTERVIENEN EN LA DILUCION (continua) 3.0 CONDICIONES DEL SUELO 3.1 Rocas encajonantes de mala calidad: es obvio obvio que esta debe ser controlada con un adecuado sostenimiento. Se debe monitorear permanentemente. 3.2 Límites irregulares de los cuerpos mineralizados: hacen que el minado en los límites no sea fácil. Se puede dejar un “escudo” hacia estos límites, pero la recuperación de la reserva disminuye. Si se mina, se corre el riesgo r iesgo de ocasionar una mayor dilución. 3.3 Vetas de anchos muy estrechos: el minado en estas vetas estr echas, hace que se tenga circado”. que hacer un minado muy selectivo para evitar altas diluciones “ circado”. 3.4 Diaclasas y fallas: un deficiente control de las diaclasas y fallas ocasionará que el terreno tienda a desestabilizarse antes de lo previsto, con un mayor dilución de por medio.



FACTORES QUE INTERVIENEN EN LA DILUCION (continua) 4.0 CONFIABILIDAD DEL RELLENO 4.1 Relleno inadecuado: si no se rellena topeando los tajeos, los vacios tenderán a desestabilizarse y provocará caídas de roca encajonante o de mineral de baja ley. ley. 4.2 Bajo contenido de cemento: un deficiente diseño de mezcla, hará que los rellenos cementados sean de baja calidad, y cuando se mine tanto al costado de estos rellenos o por debajo, estos tenderán a mezclarse con el mineral, diluyéndolo inevitablemente. 4.3 Deficiente control de calidad: no se hace un buen control de la calidad del relleno, desde el momento que sale de la planta de relleno. Esto ocasionará que el relleno en general sea de mala calidad, con pérdidas de costos y altas diluciones.



FACTORES QUE INTERVIENEN EN LA DILUCION (continua) 5.0 DEFICIENTE CAPACITACION DEL PERSONAL Factor sumamente importante y que es dejado de lado muchas veces. No se capacita adecuadamente al personal, por ejemplo los operadores de equipos de mina y se espera que den resultados excelentes. “Si quieres obtener resultados distintos, haz las cosas diferentes”. Se tiene que programar capacitaciones a los trabajadores que están involucrados en cada uno de los temas vistos en esta presentación: muestreo, perforación y voladura, relleno de mina, sostenimiento (geomecánica – (geomecánica – estándares), limpieza, etc.:


Clase03_2017_I Muestreo y Dilucion

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