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Universidad de Santiago de Chile Facultad de Ingeniería Departamento de Ingeniería en Minas Diseño y Planificación Mina Cielo Abierto

Integrantes: Pablo Fuentes Belén Salgado Profesor: Eduardo Contreras Fecha de entrega: 13 de mayo del 2018

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Resumen Ejecutivo En el siguiente informe se detalla como el control de calidad correctamente realizado puede generar mejoras en el negocio minero, a partir de aspectos operacionales e influyendo financieramente financieramente en el proyecto. Se sustenta en buscar mejoras de desempeño aplicable en todos los procesos, y no sólo puede ser aplicable a los parámetros de operación técnica si no que es un factor que también es utilizado en el personal mejorando así la seguridad del trabajador. El contexto a evaluar se centra en la explotación de una mina a cielo abierto, por lo que las áreas abordadas comprenden principalmente el control operacional de la mina enfatizando los procesos de perforación y tronadura, como también el carguío y transporte. Además, se abordan temas relacionados a la forma en que se apila las materias tronado y como este influye directamente en el equipo de carguío a utilizar, por lo que queda planteado que la eficiencia global de las operaciones mineras depende de la eficiencia de los subprocesos, donde una mejora en uno de estos puede mejorar la operación y retribuirlo en un mayor beneficio económico. Dentro de los controles realizados también se encuentra el perteneciente a la calidad de los bancos formados, las bermas, taludes nivel del pit y banco, importancia de el sobre quiebre, seguimiento de las toneladas removidas y transportadas, estado de los caminos y su importancia, entre otros ámbitos. Como también se señalan ejemplos reales de control de calidad como es el caso de la mina Jwaneng localizada en el sur de Bostwana, la mina más grande del mundo de diamantes, donde gracias a su control de uso de camiones mediante DISPATCH logro mejoras cuantificables de productividad, que comprenden un incremento de capacidad del 9.2% en el tonelaje por cada horacamión; como también les permitió una reducción en el tiempo de ciclo de trabajo de cada equipo de 7.4%. Se recalca la importancia de estos métodos de control y se recomienda poseer el equipo apropiado para realizarlo tanto en terreno y mediante programa computacional en los casos que sea posible, ya que si bien la utilización de técnicas modernas implican un gasto, estos se ven retribuidos en el beneficio final al obtener mayor provecho de los recursos o bien en la prevención de posibles daños que se podrían producir si no se cuenta con el control adecuado, como desprendimiento de material y pérdida de este o afectar en la integridad del personal lo que da como resultado mayores gastos que la implementación mis de controles adecuados.

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Índice Contenido Resumen Ejecutivo .............................................................................................................................. 1 Índice de contenido ............................................................................................................................. 3 Introducción ........................................................................................................................................ 4 Control Operacional de la Mina .......................................................................................................... 5 Control de líneas de programa ............................................................................................................ 9 Backbreack ........................................................................................................................................ 10 Estado de los caminos ....................................................................................................................... 14 Taludes .............................................................................................................................................. 16 Control de bancos ............................................................................................................................. 18 Control de berma .............................................................................................................................. 19 Control de tronadura ........................................................................................................................ 20 Control de tonelajes removidos ........................................................................................................ 22 Ejemplos prácticos ............................................................................................................................ 24 Conclusión ......................................................................................................................................... 26

Índice de ilustraciones Ilustración 1: Líneas de programas. .................................................................................................... 9 Ilustración 2: Esquema de perforación principal y precorte. ............................................................ 11 Ilustración 3 Sobre quiebre excesivo ................................................................................................ 12 Ilustración 4 Sobre quiebre mediano ................................................................................................ 12 Ilustración 5 Poco sobre quiebre ...................................................................................................... 13 Ilustración 6: Equipo utilizado en riego. ............................................................................................ 15 Ilustración 7; Equipo de Radar de monitoreo. .................................................................................. 16 Ilustración 8: Niveletas usadas. ......................................................................................................... 18 Ilustración 9: Tipos de bermas. ......................................................................................................... 19 Ilustración 10: Partes de una berma. ................................................................................................ 20 Ilustración 11: Control de Perdida y Dilución de Mineral con sistema BMM de Blast Movement Technologies. .................................................................................................................................... 21 Ilustración 12: Bancos dañados. Mina Cerro Colorado, Chile. .......................................................... 21 Ilustración 13: Fragmentación regular. Mina Cerro Verde, Perú. ..................................................... 22

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Introducción En un proyecto minero, son una serie de parámetros que influyen en la extracción del mineral de interés, desde la etapa de exploración, siguiendo con el desarrollo y explotación para finalmente realizarla etapa de recuperación. Cada una de estas etapas resulta fundamental y el cumplimiento en conjunto de ellas asegura el buen funcionamiento de proceso y el logro del objetivo final. Para alcanzar los objetivos de los planes productivos, es necesario llevar a cabo un seguimiento de las operaciones y una evaluación de estas, el control de calidad juega un papel fundamental para el cumplimiento de estos objetivos. El Control se sustenta en la necesidad de que el proceso se desarrolle según lo planificado en etapas previasy en la búqueda de la optimización del proceso. En una empresa el control de calidad se desarrolla a través de un monitoreo de la etapa de interés, en cualquier momento productivo y los factores que influyen en dicha etapa (maquinaria, ambiente de trabajo, infraestructura, personal, productos, entre otros más). Llevar a cabo este proceso asegura que principalmente que el producto final sea de buena calidad, y que se maximiza el beneficio debido al eficiente uso de los recursos disponibles, por lo que todos los meses será necesario emitir un informe que detalle el cumplimiento del programa. En la industria minera las técnicas aplicadas para el control son variadas, sin embargo, todas tienen el objetivo común de lograr la conciliación entre lo diseñado en la planificación con lo que realmente está ocurriendo en terreno. Las metas propuestas para el plan de negocios guardan estrecha relación con el cumplimiento de los parámetros de diseño propuestos. Dentro de la minería a cielo abierto existen puntos claves a monitorear que serán abordados en el presente informe, que son los siguientes: Control operacional de la mina; control de líneas de programas; taludes, pit y bancos; pisos de bancos; bermas de bancos; backbreak; tonelajes removidos; taludes de tronaduras; estado de caminos. En términos prácticos un buen control puede asegurar a la Mina a cielo abierto, entre otras cosas, el aseguramiento de la estabilidad de las paredes del rajo, y tanto en las etapas de perforación y tronadura como en carguío y transporte, influye fuertemente en la calidad constructiva que se alcanza con la Línea de programa. Además de como ya se mencionó aumentar el beneficio del negocio a través de una mejor productividad, logrando disminuir tiempos de ciclo o las capacidades de extracción de equipos.

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Control Operacional de la Mina Dentro de las distintas etapas que existen en un proyecto minero, en la etapa de desarrollo se realiza el proceso de planificación, del que nace el llamado plan de producción en el que se plasma la estrategia utilizada para lograr los objetivos esperados en términos de productividad. Para verificar si el plan de producción se desarrolla de forma correcta, se realiza un seguimiento y evaluación de este, a través del denominado control operacional. Este abarca los procesos de perforación, tronadura y su resultado, monitoreo de leyes, seguridad del personal y finalmente el despacho; y además influye en la optimización del proceso al disminuir el tiempo e ciclo cuando esto sea posible. En términos de organización de operaciones, se tienen los reguladores, que son los tajos de los que depende la producción total del ciclo. A estos reguladores se le otorgará mayores recursos debido a la importancia que en ellos recae al aportar mayor tonelaje y ley de producción total en la operación. Estos tajos recibirán un tratamiento especial mediante la identificación, clasificación normalización y control de estos, con el fin de que la operatividad de estos resulte eficiente, dándose con mayor facilidad. Todo esto permite que los recursos destinados a los tajos sean atribuidos a de una manera que optimiza el proceso. Es de suma importancia que la información que se maneja de las operaciones mina, para el control del programa de operaciones, sea de alta confianza sobre todo en las operaciones de tiempo de ciclo, producción, metros de avance, operaciones de bombeo, perforación y tronadura, ventilación, carguío y transporte, relleno y sostenimiento. Ya definido en que consiste el proceso de control, es importante señalar que quienes están detrás de su funcionamiento son equipos de ingenieros, técnicos y finalmente operadores, los que se basan en el programa o plan de producción y se preocupan que este sea cumplido. Un correcto cumplimiento del plan de producción otorga un mejor manejo del proceso a la vez que se obtiene un desglose de la producción conforme se va desarrollando en el transcurso de los días, y así el equipo de operaciones logra mantenerse informado y actualizado durante el proceso. Los equipos a cargo del control en la programación de la producción deben tener las siguientes facilidades:     

Acceso y disponibilidad de los programas de producción de detalle. Reporte de seguridad y geomecánica. Estándares de operación. Manual de procedimiento de las actividades. Formatos de seguridad y reporte.

Es tarea del equipo de control realizar un registro de los tiempos de ciclo alcanzados, además de las cantidades de producto, como también informar los consumos principales del ciclo. Esto se realiza mediante un reporte efectuado diariamente.

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Dentro de las medidas llevadas a cabo para el correcto control operacional, para el ciclo de avance, se tienen las siguientes: Tabla 1: Medidas de control operacional.

Tipo de control Perforación

Tronadura

Resultado de la tronadura

Monitoreo de leyes

Seguridad del personal

Medidas a adoptar En esta operación es de suma importancia debido a que es un punto de inicio para el resto de las operaciones, por lo que debe ser llevada a cabo de forma correcta para iniciar el ciclo. La atención se centra en que los barrenos no presenten desviación para no tener inconvenientes en la etapa de voladura. Además, se busca que el desgaste sufrido por las barras de perforación sea tal que no afecte el tiempo de ciclo, siendo cambiadas cuando el avance no alcanza la velocidad programada. Otros factores a considerar son la malla de disparo utilizada, velocidades de perforación, metros de avance, registro de la información para detectar retrasos y problemas en general de la etapa. Los parámetros que controlar en esta operación son la cantidad de explosivo y su tipo, retardos a utilizar, en que horario se efectúa la tronadura y definir un jefe de tronadura. Estos aspectos deberás ser satisfechos previos a la realización de la operación y son evaluados en su término para corregir los puntos en los que se presenten irregularidades. Compuesto por los siguientes análisis: Revisión de la granulometría de la roca post tronadura, gracias a esto se identifican fragmentos finos y gruesos, controlando de que estos no afecten el carguío y transporte. Se realiza visualización en terreno del daño sufrido por los taludes por la tronadura y las correcciones pertinentes cuando sea debido. Además, es necesario constatar la forma de la pila para asegurar que los equipos de carguío realicen su labor de forma eficiente y segura. Por último, debe ser evaluada la dilución existente, para lograrlo es necesario considerar la capacidad de selección del equipo de carguío, tipo de mena y disposición en el disparo pre y post tronadura. Las leyes a monitorear son: - Ley de reserva, correspondiente a la ley del yacimiento otorgada por los geólogos. - Ley de cabeza, la cual es la ley que sale de la mina como producto de perforación y tronadura. Ley metalúrgica que es la ley en planta antes y después de la recuperación. Estas tres leyes serán conciliadas y deben tener una relación entre ella coherente. El aspecto de la seguridad debe ser monitoreado a lo largo de toda la operación debiendo existir un sistema de alertas en caso de que se presente algún evento 6


Despacho

en el que se vea involucrada la salud del personal, el sistema funciona mediante alarmas y se acude a corregir la fuente de peligro. Definir encargado en el despacho de equipos que sea capaz de controlarlos y mantener el tiempo operativo de estos según lo establecido en el programa

Por último, cabe mencionar que se deberán controlar también los servicios mineros para el buen funcionamiento del ciclo, por lo que se debe contar con la infraestructura correcta, equipos y disponibilidad de estos, suministros de energía, correcta ventilación, caminos y accesos, entre los más importantes para que el programa de operación de lleve a cabo de forma óptima. Control de perforación y tronadura

En el control de la perforación en minas a cielo abierto, la labor se realiza a través de un topógrafo que se encarga de marcar los puntos en terreno. El encargado se puede encontrar con ciertos problemas que deberá dar solución, siendo principalmente los siguientes: Desviación de la perforación

La desviación es producto de que la perforadora requiere de una buena preparación del banco para operar, que se encuentre sin material que dificulte el trabajo además de no poseer inclinaciones, de lo contrario se corre el riesgo de que la perforación no logre el resultado esperado. Los controles realizados a la perforación son: 

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Desgaste de barras: Este deberá ser uniforme para todas las barras de perforación, por lo que se alterna la posición de estas en las distintas posiciones, es decir, si una barra fue utilizada de las primeras en una perforación, en la siguiente deberá ser la última. Barras extra: se debe contar con una cantidad mayor de barras que la profundidad de los tiros, esto permite que la vida útil de las barras sea mayor. Metraje y rendimiento: Se debe llevar un registro del rendimiento de los equipos y los metros de estos para constatar el desempeño de equipos y componentes e identificar posibles inconvenientes en el sistema de perforación

Malla de perforación

El topógrafo deberá marcar la malla de perforación en terreno basándose en la planificación propuesta en términos de dimensiones de diseño, número de filas y columnas. El procedimiento corresponde a primero identificar la malla, conociendo del plano del mes las coordenadas de los puntos, luego en terreno se replantean los puntos y se define la línea del plan de producción para finalmente realizar el marcado de malla. Tronadura

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Para la tronadura es importante considerar ciertos aspectos relevantes para una operación correcta y lograr cumplir con los programas de extracción eficientemente. Estos aspectos son: 1. Planos de diseño: se identifica Sector por tronar, identificando el número de la tronadura, el banco, el tipo de material (si se trata de mineral o estéril) y el tipo de roca, indicando sus propiedades básicas (densidad, presencia de agua, etc.). 2. Tipos de explosivos que se deben utilizar y tiempos de retardo por pozo. 3. Secuencia de encendido (tiempos de retardo y dirección de amarre). 4. Identificación de todos los pozos por cargar, de acuerdo con códigos establecidos o numeración correlativa. 5. Día y hora de la tronadura. 6. Diámetro de perforación. 7. Nombre del jefe de tronadura.

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Control de líneas de programa A la hora de controlar la calidad de resultados en las operaciones mineras, se recurre a las líneas de programa, las que permite constatar si los resultados esperados por la planificación se están alcanzando realmente. Su aplicación se da tanto en diseño de taludes, remoción de material, desplazamiento de material, como también en diseño de perforación y tronadura. Entonces, resulta fundamental este tipo de control para cumplir con la planificación y corregir los puntos que sean necesarios en los casos donde los resultados obtenidos no la cumplan.

Ilustración 1: Líneas de programas.

Esta línea es la que comprende desde la intersección de la línea de ángulo cara de banco con la línea horizontal del piso del banco, hasta la línea de diseño. Una forma de monitorear las líneas de programa es mediante el sistema PROVISION, en el que a través de fotogrametría captura fotos de un mismo punto, y mediante diferencia de ángulos y puntos focales crea un modelo 3D de la superficie de interés. Para lograr captar de mejor forma la pata y cresta del banco y así crear un modelo deseable, se eligen bancos limpios. El sistema PROVISION permite capturar fotografías a alrededor de 100m de la cara del banco y cubriendo una extensión del mismo de 480 m con 3 fotografías. A través del sistema PROVISION y utilización de sistema GPS de alta precisión en conjunto con la información del diseño de malla de disparo, es posible mostrar de forma exacta a los operadores de perforadoras en tiempo real el lugar de los pozos a perforar

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Backbreack El back break o sobre rotura hacia atrás en español tiene influencia en la estabilidad de la nueva cara libre en la tronadura, y además influye en los últimos tiros realizados a continuación de la última fila disparada. Dentro de sus causantes es común atribuirlo a la cantidad de carga explosiva utilizada en la última fila de tiros y para dar solución a este problema es necesario analizar aspectos físicomecánico, la cantidad y tipo de explosivo y características geométricas del diseño de voladura. El control de la etapa de tronadura para evitar sobre quiebre en exceso consiste en la utilización de perforación previa en los bancos que serán explotados y de esta manera no incurrir en daños a bancos adyacentes o faltas al diseño ya establecido. El control se basa en un levantamiento taquimétrico luego de realizada la tronadura y previo a la etapa de carguío y transporte, y se mide en un plano en el que previamente se ubica la última corrida de disparo, la separación entre la línea planificada y la obtenida realmente.

Precorte

Una manera de controlar los inconvenientes que se presentan al realizar la tronadura de un banco es mediante el uso de precorte, el cual consiste en que previamente a la tronadura principal se realiza una tronadura con una malla de sólo una fila de tiros los que serán del mismo diámetro y no poseen pasadura, con el fin de lograr una sección disconia similar así se tratara de un plano de fractura. Esto permite que el banco tenga una pared más estable, define límites de penetración de la pala, permite obtener bermas programadas y otorga mayor seguridad. Es importante que se posea un bajo espaciamiento entre tiros, así como también una baja carga lineal de explosivo para no producir un daño excesivo. La iniciación para los tiros será simultánea. El plano de corte que genera el precorte sirve de amortiguación para las vibraciones producidas por la tronadura del banco, y está en función de la calidad de las fracturas que se forman ya que a medida que estas sean más abiertas mayor será el efecto de amortiguación. Por otra parte, actúa como un medio de evacuación de los gases producidos por la tronadura aminorando el daño en la pared final.

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Ilustración 2: Esquema de perforación principal y precorte.

Tipos de sobrequiebre

En la tronadura de un banco pueden resultar distintas formas de quiebre y deposición del material, donde un parámetro que lo controla es el intervalo de tiempo entre las filas de tiros y un control de este otorga un mejor manejo operacional a la hora de remover el material.

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Sobre quiebre excesivo: Producido por un intervalo de tiempo bajo entre filas, siendo menor a 6 de burden. El material se posiciona sobre el banco inicial y de forma muy compacta  

lo que dificulta la excavación además de presentar una mala fragmentación.

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Ilustración 3 Sobre quiebre excesivo

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Sobre quiebre mediano: Este se produce por un intervalo corto de tiempo del orden de 6 a 12 de burden. El material sigue posicionándose sobe el banco inicial pero el sobre  

quiebre posee mayor control y es posible la operatividad de palas para el carguío.

Ilustración 4 Sobre quiebre mediano

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Poco sobrequiebre: Si se opta por un intervalo de tiempo entre 12 y 30

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de burden es

posible que el sobre quiebre sea bajo. Bajo estas condiciones el material se apila de forma mas tendida en el suelo con una altura menor a la del banco inicial y con menos compactación. Ideal para excavación mediante cargadores frontales.

Ilustración 5 Poco sobre quiebre

El control del sobrequiebre debe ser abordado debido a su influencia en la operación en cuestión de elevación del ángulo de talud; relación esteríl/mineral; desprendimiento de material y seguridad; daño a paredes y bancos adyacentes producto de la tronadura.

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Estado de los caminos En minería uno de los temas más relevantes es la seguridad de los trabajadores. En cuanto a esto uno de los aspectos críticos estudiados corresponden a las condiciones de los caminos y control transito tanto dentro como fuera de la mina propiamente tal, esto puesto que es en este aquí donde se producen gran número de accidentes graves y con resultado de muerte. Si bien la ley de t ránsito integra parte de este ámbito y por ende todas las minas tienen lineamientos generales sobre el tema en la práctica cada compañía minera cuenta con un sistema de control específico para cada una de sus faenas. Entre algunos de los aspectos controlados en rasgos generales son la estipulación de reglamentos en los que se involucre a los conductores y operadores de equipos entendiendo que ellos son responsables en gran medida del resultado de sus acciones tanto dentro de las faenas como fuera de estas. Otro aspecto corresponde a la implementación de normas o planes especiales en invierno por las condiciones climatológicas propias de esta época. En cuanto al diseño de caminos, rampas, zonas de servicio, patios de estacionamientos, etc., es necesario y vital considerar los siguientes aspectos: -

Tamaño de los equipos. Pendientes máximas de acuerdo con los equipos (considerando condición menos favorable). Posibles salidas de emergencias o desahogos. Bermas.

La mayor parte de los accidentes se deben a los quipos propiamente tal, sino que a las condiciones del camino (irregularidades, curvas con imperfecciones, etc.) es por esto por lo que los factores anteriormente nombrados forman parte fundamental en el control de caminos. Ahora si se habla se considera que los factores anteriores son de buena calidad y no son los puntos críticos en la ocurrencia de accidentes los factores a controlar son la velocidad y los neumáticos. En cuanto a lo anterior señalado las medidas son: -

-

Camionetas usadas deben ser 4x4 usadas hasta cumplir 100 mil kilómetros o en su defecto hasta cumplir 5 años de uso. Deben contar con pértigas, kit de seguridad. Se tiene que poseer acreditaciones de los equipos, colores definidos (rojo o blanco). Los conductores deben tener la licencia apropiada de acuerdo con el tipo de equipo que manejan, además de un seguimiento médico para chequear su estado de salud en caso de que la faena se encuentre a más de 3.000 metros de altura. En caso de transporte de sustancias peligrosas, como explosivos, cianuro o ácido sulfúrico, se utilizan escoltas delanteras y traseras que anuncian, a quienes se movilizan por la ruta, que viene transporte peligroso.

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Una acción que ayuda a mantener el estado de los neumáticos, proteger la vida y salud de las personas y un incrementar la calidad y seguridad de las operaciones es el riego de los caminos, el cual ayuda a mantener una menor cantidad de material particulado en el aire. Para este estudio se detallan a continuación 3 formas de control de polución: -

Bischofita Emulsiones bituminosas Polímeros naturales

La bischofita corresponde a una sal compuesta principalmente por cloruro de magnesio hexahidratado. Este se obtiene naturalmente por evaporación en el Desierto de Atacama, posee la propiedad de ser un ligante por lo que se une a las partículas de polvo, tiene la capacidad de absorber la humedad del ambiente cuando esta es mayor a 32% (higroscópica), se disuelve en la humedad que absorbe (delicuescente) y algo muy importante es que reduce la tasa de evaporación del agua 3.1 veces, además de la de temperatura de congelación. El uso de emulsiones bituminosas extraídas de la base no extraída del crudo es mediante una mezcla de este con agua, el cual se aplica a los caminos con un camión aljibe, esta mezcla logra la encapsulación de la superficie y puede soportar hasta 600 toneladas. Debe ser limpiada y barrida de los equipos constantemente. Los polímeros naturales por su parte son derivados de elementos naturales como corteza de árbol y algunos tienen microorganismos que mantienen por un tiempo más prolongado la humedad. Se aplica y penetra unos 10 cm, se introduce en la superficie y percola. Su cualidad es aglomerar las partículas y absorber el polvo, gracias a que transmite la humedad.

Ilustración 6: Equipo utilizado en riego.

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Taludes Las inestabilidades asociadas a taludes representan una parte importante en la seguridad tanto de trabajadores como de los recursos económicos de la compañía (atrasos en la producción), esto puesto que un derrame o caída de talud podría significar pérdidas humanas y de equipos de trabajo como son las palas, camiones, entre otros. A causa de esto es que muchas de las compañías mineras han optado por el uso de más de 80 Radares para Monitoreo de Taludes (SSR -siglas en inglés-.), lo que por su tecnología han sido considerados como la mejor practica para el manejo de taludes inestables tanto a nivel nacional como internacional. El SSR utiliza los radares para scanear a distancia y de manera segura la pared del talud monitoreando constantemente de esta forma todos los movimientos que sufre el talud. Una vez detectado el movimiento se alerta a los usuarios sobre los movimientos con precisión submilimétrica y en tiempo real las 24 horas del día. Es importante conocer que los movimientos de suelo son comunes en las minas a cielo abierto por las dimensiones de los equipos, las excavaciones, etc., es entonces necesario categorizar estos movimientos como aceptable o no. Para que un movimiento se considere aceptable debe ser esperado. Existen evidencias de que los pequeños movimientos en el talud se producen durante un largo periodo de tiempo antes de que este colapse (Hoek and Bray 1981) y son estos pequeños movimientos los que deben ser monitoreados y calificados para entregar una alarma a los encargados de esta área.

Ilustración 7; Equipo de Radar de monitoreo.

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A medida que se aumenta en altura el talud aparecen más problemas asociados con la inestabilidad, y por esto se debe tener un control constante y continuo de esto. Estos son: -

Aumento de la presencia de discontinuidades estructurales y geológicas, ya sean fallas, diaclasas, cambios litológicos, etc. Mayor influencia de los factores hidrogeológicos. Aumento en la susceptibilidad frente a los fenómenos dinámicos. Cambio en el estado tensional del sistema.

Si bien el sistema de SSR proporciona datos confiables, actuales y útiles para el control del movimiento de los taludes existen tareas en la que no presenta una solución o ayuda este es el caso del monitoreo geológico el cual debe ser caracterizado en terreno mediante la toma de datos de geólogos, de los cuales se obtendrá la caracterización del macizo rocoso (RQD, GSI, etc.) lo que permite el análisis de estabilidad de Hoek and Brown o Mohr Coulomb. Además, es necesario contar con un sistema de sensores de sismicidad que complemente o bien aporte nueva información acerca de los movimientos del talud. En cuanto al estudio del cambio en el estado tensional a medida que se aumenta en profundidad existen sistemas que miden a distintas direcciones los esfuerzos presentes in situ, un no control de esta arista podría llevar a derrames o colapsos de los taludes.

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Control de bancos El estado y control de los pisos de los bancos depende entre otros factores directamente de la eficiencia de los equipos utilizaos en las distintas operaciones unitarias como lo son el carguío, transporte y perforación. A causa de los problemas que podrían generar estas operaciones es que se utilizan distintas técnicas para el control de los pisos de los bancos las cuales van desde la comprobación en terreno (visual) por medio del uso de niveletas a la el estudio remoto mediante el uso de equipos electrónicos. Ambas con una función en común: evidenciar la presencia de desniveles y evitar que estos puedan formar ‘callos’ y hoyos en el banco.

Las técnicas más tradicionales consisten en la nivelación topográfica, que va ubicando niveletas a la cota de piso en puntos claves, fácilmente observables por el operador para que sirva como referencia, de muy bajo costo y de un razonable grado de precisión. Actualmente las últimas innovaciones presentan un nivel automático, muy práctico, que combina precisión y fiabilidad con las más modernas técnicas electrónicas, basadas en el giro continuo de un rayo láser en un plano horizontal, que sirve de referencia al equipo de carguío provisto de un dispositivo que va detectando la posición relativa del piso respecto de la cota deseada. Presenta la ventaja de lograr un alcance de hasta 450 (m) y precisión a 8 (mm) aproximadamente. El control en terreno utilizando niveletas consiste en la detección de desniveles del piso en la frente de carguío, chequeando visualmente si efectivamente el desnivel corresponde a un callo, donde además se hará una comprobación topográfica con las niveletas. Si se detectan imperfecciones, se toman las medidas necesarias para, en primer lugar, evitar que sigan apareciendo este tipo de irregularidades, avisando a los operarios responsables, como además llenándolos para evitar accidentes y cuidar de los equipos utilizados.

Ilustración 8: Niveletas usadas.

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Control de berma Es la franja de la cara horizontal de un banco, como un borde, que se deja especialmente para detener los derrames de material que se puedan producir al interior del rajo, para mejorar la estabilidad y también como una vía de acceso a la mina. Son tres los tipos de bermas que componen un banco, las cuales están diseñadas para permitir el paso simultaneo (cruce) de dos equipos: 



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Bermas de carguío: son aquellas que consideran en su longitud tanto al equipo de carguío como a equipos de transporte (permitiendo el paso de dos camiones que puedan cruzarse), con un ancho de aproximadamente 52 metros, dependiendo principalmente de la dimensión de los equipos. Bermas de transporte: son de menor tamaño que el caso anterior pues no consideran la presencia de equipo de carguío. Tienen un ancho aproximado de 25 metros, dependiendo principalmente de la dimensión de los equipos. Berma de seguridad: aquellas que son una barrera para contener derrames, con un ancho aproximado de 3,5 metros y una altura de 1,5 metros.

Ilustración 9: Tipos de bermas.

Esta última se diseña en función de la probabilidad de que ocurra algún siniestro geomecánico, como el desplazamiento de una cuña o volcamiento de roca (según sea el caso o la situación geomecánica), por lo que será de mucha importancia realizar un buen estudio de dicha probabilidad, ya que el ángulo de talud final de la zona estudiada depende de la longitud de berma recomendada. En este sentido, el ancho de bermas no necesariamente será uno en todo el rajo, sino que dependerá de las condiciones y características geomecánicas de cada sector. Como se ha expresado y como la ilustración muestra las bermas forman parte del camino por lo que su control está relacionado estrechamente con el monitoreo de este, así como también de los 19


bancos por lo que lo comúnmente utilizado en el control de estas corresponde la inspección visual y los estudios de nivelación. Para el diseño de una berma se debe considerar ciertos elementos que entregan seguridad a esta como los son la zanja, camellón de seguridad, etc., los cuales se quedan reflejados en la siguiente ilustración:

Ilustración 10: Partes de una berma.

Control de tronadura Es de conocimiento general que para realizar la tronadura esta necesita de explosivos que realizan el des confinamiento primera reducción del macizo rocoso, es por esto que la fragmentación es el objetivo principal de la esta faena. Los explosivos generan ondas de gran impacto que se trasmiten y reflejan a lo largo del macizo pudiendo causar con esto daños en las paredes de los bancos y en los taludes, los cuales podrían llevar a afectar la seguridad de personas y equipos además de afectar la condición geomecánica de la roca. Algunos de los aspectos generales que se evalúan en toda tronadura son:   

La dilución del mineral. El daño que se pueda haber producido. La fragmentación del mineral.

En cuanto a la dilución (mineral mezclado con estéril) causa serios problemas en los procesos de chancado y molienda en los cuales existe un alto costo energético que se podría ver afectado por la incorporación de material distinto al esperado y con propiedades distintas como lo son el Work Index, problemas además en procesos posteriores como obtención y recuperación metalúrgica. 20


Estos aspectos y entre otros están directamente relacionados con la producción de la mina por lo que los programas y la planificación los cuales a su vez está íntimamente ligado a los costos.

Ilustración 11: Control de Perdida y Dilución de Mineral con sistema BMM de Blast Movement Technologies.

En cuanto al daño generado tanto en equipos como en taludes, bermas, rampas, caminos, medio ambiente se debiera evaluar tal daño mediante inspecciones visuales a todos aquellos elementos que no se desean alterar y/o cuantificar el daño por medio de criterios visuales y/o numéricos. Una buena opción de control de daño de los taludes es el uso de precorte, uso de nuevas y mejores tecnologías que permitan el correcto tiempo de retraso entre pozos.

Ilustración 12: Bancos dañados. Mina Cerro Colorado, Chile.

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La fragmentación por su parte se basa en el control de la distribución promedio de la roca (porcentaje de finos y gruesos) una vez tronada. Esto básicamente porque de esta granulometría dependerá el desempeño del carguío (pala) y transporte (camiones), en el caso de obtenerse granulometrías demasiado grandes será necesario realizar un segundo proceso el cual puede ser una tronadura secundaria o reducción, llegando incluso si esto no funciona a un rediseño de las cargas de pozos.

Ilustración 13: Fragmentación regular. Mina Cerro Verde, Perú.

Control de tonelajes removidos En este tipo de control la importancia recae en el cumplimiento de los planes productivos en términos de tonelaje a explotar y procesar, minimizando las pérdidas por remoción y tr aslado hasta la planta, realizando la conciliación de toneladas existentes al momento de cargar y al entregar el material a planta. Para controlar que las pérdidas de material sean mínimas es común utilizar un sistema de correas trasportadoras debido a su eficiencia en el proceso de traslado y por la facilidad que otorga el sistema de balanzas que esta posee, donde se mide las toneladas al cargar el material desde la mina y se miden el material al llegar a planta, corroborando que la diferencia entre ambas mediciones sea controlada. Otro sistema utilizado sobre todo en la gran minería es el reconocido Sistema Dispatch, el que busca principalmente definir cuál de las rutas es la más eficiente para los camiones y de esta manera reducir al máximo posible los tiempos de espera de estos, optimizando las asignaciones de equipo y a la vez la productividad se ve incrementada. También existen métodos de control mediante la cubicación de material normalmente a principio de mes y al final del mismo para apreciar la diferencia entre ellos, ya conocido la resta entre ambos 22


se recurre a la densidad de la zona para finalmente obtener el tonelaje tronado en ese período. Los métodos basados en la programación y cálculos sirven para poseer mayor seguridad a las mediciones de tonelaje realizadas en el terreno por la maquinaría correspondiente, como lo permite por ejemplo los sistemas de medición ya mencionado de las correas transportadoras, o bien por el cálculo mediante la densidad de material esponjado y la capacidad de volumen con la que se cargan los equipos de transporte, por ejemplo, de las baldadas en una pala.

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Ejemplos prácticos Jwaneng Mine Botswana

Corresponde a un caso real ocurrido en la mina Debswana Jwaneng localizada en el sur de Bostwana, la cual es la mina más grande del mundo de diamantes. A inicios de Julio del año 2006 se realiza un proyecto de mejoramiento del negocio, mediante el incremento del uso de camiones y la reducción de los costos de operación, todo esto maximizando el uso del sistema de Dispatch. Jwaneng logró la mejora de distintos Indicadores Claves del Desempeño (KPI). Objetivo Incrementar el uso de camiones y reducir los costos operativos maximizando el uso del sistema Modular DISPATCH.

Metodología El equipo a cargo del proyecto comienza evaluando las operaciones de la mina, centrando su atención en el análisis de las actividades como prácticas de carga, tipos y duración de retrasos en la producción y la disponibilidad de GPS y hardware de campo. Además, se realiza un análisis enfocado en la interacción entre despachadores, operadores y algún otro que guarde relación con el sistema DISPATCH. El equipo de trabajo utilizó servicios efectivos y ya comprobados para el análisis de las áreas mencionadas y del desempeño de las operaciones. Los resultados del análisis dieron a conocer que los retrasos en el proceso alcanzaban cerca de 400 horas en los meses de julio y agosto, por lo que se presenta la opción de disminuir esos tiempos de retraso. Por otra parte, se determinó que los camiones con sistema GPS eran un bajo porcentaje en la etapa de excavación; además de dar a conocer una serie de malas prácticas en el inicio y fin de los turnos. Ya con la información disponible se procede a dar solución a los problemas apreciados mediante:   

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Capacitación necesaria para despachadores y operadores Incremento de la disponibilidad de los hardware de campo Actualización del sistema DISPATCH, configurando las rutas de acarreo, tiempos predeterminados de retraso y los códigos correspondientes. Se crean informes y KPI para despachadores Incremento del uso de camiones, reduciendo los retrasos Cambios en el tamaño de flota

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Resultado 1. Un 9.2% de incremento en el tonelaje por cada hora-camión

Gráfico 1: iclo de trabajo en cada camión.

2. Un 7.4% de reducción en el ciclo de trabajo de cada camión

Gráfico 2: Toneladas por cada camión.

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Conclusión En base al informe presentado se declara la importancia que conlleva un correcto control de calidad en las operaciones mineras, desde las etapas más básicas y escalables a las áreas de mayor importancia, donde se recalca el aumento del beneficio financiero contable a través de una mejora en la productividad. Las mejoras alcanzables mediante un seguimiento del proceso garantizan el uso eficiente de los recursos, optimizando la producción y además resguardando la integridad de las personas dedicadas a las distintas áreas productivas. En materia operacional en control de calidad permite una reducción de los tiempos de ciclo, y un aumento de las capacidades de los equipos, como a su vez permite que el plan de producción establecido a la hora del diseño sea cumplido. De los parámetros abordados se tiene que el área de control operacional es fundamental en el proceso ya que es aquí donde se alcanzan resultados óptimos relacionados a la estabilidad de los taludes nivel pit y bancos, los daños que son producidos post tronadura, los equipos a adoptar en etapas de carguío, así como también el control de la dilución. Cabe mencionar que los sistemas de control requieres de un funcionamiento programado mediante la implementación de distintos softwares que permiten identificar fallas en el sistema, como también de la implementación del control en terreno. Ambos métodos deben tener resultados prácticamente idénticos para otorgar mayor confianza y validez a los resultados obtenidos, y permite identificar de mejor manera los puntos de falla existentes. Finalmente se recomienda en las empresas mineras la utilización de sistema de control apropiados para la envergadura del proyecto, aprovechando las mejoras t ecnológicas que otorga el mercado, a través de softwares y sistemas modernos de medición en terreno. Para compañías de menor recurso donde no sea posible la aplicación de sistemas modernos, aplicar un sistema de control tradicional en terreno con personas capacitadas, pero de ninguna manera pasar por alto los controles operativos por la ya mencionada importancia en la planificación, estabilidad del pit y los beneficios económicos aportados.

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