Taladros largos en las unidad Uchucchacua y Mallay Compañía de Minas Buenaventura S.A.A.
JOSE LUIS MORAN MONTOYA
“Una locura locura es es hacer la misma cosa una
y otra vez esperando obtener resultados diferentes. Si buscas resultados distintos, no hagas siempre lo mismo ”
Albert Einstein
RESUMEN •
Debido a la caída de los precios de los metales se buscan otras alternativas de minado de bajo costo. Durante años, en las U.P. Uchucchacua y Mallay se han venido implementando modificaciones y cambios en la gestión de los procesos, buscando mejorar la productividad de sus trabajos, reducir el costo de sus operaciones y trabajar con estándares de seguridad. Se decidió decidió iniciar con métodos métodos de explotación masiva. El método de explotación masivo fue el tajeo por subniveles usando taladros largos .
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La aplicación del método de tajeo por subniveles usando taladros largos en el Cuerpo Magaly y Socorro en la Mina Socorro y Veta Veta 3 A en la mina Huantajalla.
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También en el año 2015 se implemento tanto en a Unidad de Uchucchacua como en Mallay el método de sublevel stoping con su variante el bench and Fill en cuerpos, vetas y vetas angostas menores a 0.50 m.
UCHUCCHACUA - MALLAY •
Uchucchacua es un yacimiento de plata en la sierra central conocido desde la época Virreinal. En 1,975 se instalo una planta industrial, la que en el año 2005 tuvo una capacidad de tratamiento de 2,300 T.C.S / Día y ahora + de 3600 TCS / dia. Actualmente es la Quinta productora de Plata a Nivel mundial.
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Mallay es un yacimiento de Ag, Pb y Zinc. Actualmente la producción es de 600 TCS/ dia. Esta mina esta explotando desde el año 2012.
UBICACIÓN CHACUA •
La mina Uchucchacua se encuentra entre los 4300 y 5000 msnm.
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Se sitúa en el distrito y provincia de Oyón del Departamento de Lima.
. La mina se encuentra entre los 4300 y 5000 msnm. . Lima-huacho-Sayan- Churin – Oyon Oyon Uchucchacua (322 Km.). . Lima-La Oroya-Cerro de PascoUchucchacua (390 Km.).
UBICACIÓN MALLAY •
La mina Mallay se encuentra entre los 4030 y 4470 metros sobre el nivel del mar.
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Se sitúa en el paraje de Mallay, distrito y provincia de Oyón del Departamento de Lima.
. Lima – Sayan – Churín – Mallay (231 Km.). •
Lima - La Oroya – Cerro de Pasco – Uchucchacua – Oyon – Mallay (448 Km)
GEOLOGIA ESTRUCTURAL •
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Se tienen las minas Socorro, Huantajalla, Carmen, Casualidad y Lucrecia. Emplazado en las calizas del Jumasha medio. Anticlinal y sinclinal Cachipampa. Las principales Fallas Socorro, cachipampa, uchucchacua, Marion, etc. Principales Vetas: Falla Socorro – Cuerpo Magali, Rosa, plomopampa, Luz, Marion, 3-A, 4-A, etc.
GEOLOGIA ESTRUCTURAL • • •
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Mina Mallay. Anticlinales y sinclinales. Emplazado areniscas del Farrat, limo arcillas y calizas del pariahuanca. Las principales Fallas Isguiz, Maribel. Principales Vetas: Cuerpo/ Veta Isguiz, Maria, Mary, Maribel, Maricruz, Maricielo, Dana, Deysi, Iris, Erika, Pierina, etc.
SELECCIÓN DEL MÉTODO DE MINADO •
En la comparación de costos directos relativos según métodos de minado subterráneo se nota que el corte y relleno mecanizado es 246.15% mas costoso que usando tajeo por subniveles con taladros largos (4.5 contra 1.3) Comparación de costos directos relativos según métodos de minado subterráneo COSTO ME TODO DE MINA DO S UB TE R R A NE O
Hundimiento por bloques Cámaras y pilares Tajeo por subniveles Hundimiento por subniveles Tajeo por hundimiento vertical Corte y relleno mecanizado Tajeo por acumulación (Shrinkage) Corte y relleno convencional
RELATIVO
1 1.2 1.3 1.5 4.3 4.5 6.7 9.7
SELECCIÓN DEL MÉTODO DE MINADO - NICHOLAS y MARCK Selección del método de explotación según Nicholas y Marck
TIPO DE YACIMIENTO PENDIENTE Tabular estrecho Echada Tabular potente
Echada
RESISTENCIA MINERAL CAJAS Fuerte Fuertes Fuerte
Fuertes
Débil Fuerte ------------Fuerte Débil
Débiles Fuertes ---------Fuertes Débiles
Tabular muy potente Filones muy estrechos
Echada Vertical
Filón estrecho
Echada
-------------
----------
Potencia superior a la entibacion económica
Vertical
Fuerte
Fuertes
---------------
-------------
Débil es
---------------
Débil
Fuertes
---------------
-------------
Débil es
Echada Vertical
------------Fuerte
---------Fuertes
-----------------------------
-------------------------
---------Débil es
---------------
-------------
F uert es
---------------
Débil -------------------------
Débiles F uert es ----------
Filón ancho
Masas
---------------
METODO APLICABLE Cámaras con pilares ocasionales Cámaras y pilares Cámaras con pilares ocasionales Cámaras y pilares Rebanadas hundidas Cámaras abiertas Como en masas Cámaras de almacén Rebanada rellena Explotación entibada Como en tabulares estrechos Cámara vacía Cámaras Almacén Rebanada rellena Rebanada rel lena Mallas cúbicas Rebanada Hundida Mallas cúbicas Rebanada Hundi da Mallas cúbicas Como en tabulares potentes o masas Cámaras Vacías Cámaras Almacén Cámaras y Niveles Rebanada rel lena Ni vel es hundi dos Mallas cúbicas Cám aras A lm ac én Cámaras y Niveles Rebanadas rellenas Niveles hundidos B loques hundi dos Mal las c úbi cas
VENTAJAS Y DESVENTAJAS VENTAJAS • El método de tajeo por subniveles es muy manejable con la mecanización, alta eficiencia, llegando a 110 ton./h-gdia en grandes tajeos (Takata, Nanko y Izawa, 1981). • El método tiene un moderado - a muy alto ritmo de producción, > 25,000 toneladas / por mes. • El método es seguro y son fáciles para ventilar. • La recuperación de mineral puede ser alta, superior al 90 %, La dilución es generalmente baja y puede estar debajo del 20 %. • Los tajeos pueden ser perforados mucho mas antes que los taladros sean disparados y volados. DESVENTAJA • El método requiere una alta inversión de capital, requiriendo labores de desarrollo antes de que la producción pueda comenzar. • El método no es selectivo y requiere que la mayor parte del cuerpo o veta sea en mineral. • El método llega a ser muy ineficiente en bajas pendientes donde se puede esperar que la dilución aumente.
SUBLEVEL STOPING : PERFORACION DE TALADROS LARGOS
SUBLEVEL STOPING CON PILARES PARCIALES
Taladros paralelos (LBH) (Long blasting hole)
Taladros en abanico
SECCION LONGITUDINAL DEL TAJO 775 Nv 4060 FALLA SOCORRO -CUERPO MAGALY
TAJEO610
III
IV
II
III
I V-1
V-2
3 C h
RP 6 26 ( - )
2Ch
1Ch
m 7 1 = L
05/11/04
V-12
V-13
V-14
Modelamiento en GEMCOM / Vulcan/ Leapfrog Nv 4060 -Tajeo 775 Falla Socorro- Cuerpo Magaly •
Modelamiento en 3D con el GEMCOM.
Determinación del Burden según el modelo matemático de Langefors Diseño de la malla de perforación y voladura para taladros largos
•
Según el modelo matemático de langefors EL BURDEN máximo esta en función del diámetro del taladro en mm, dureza de la roca, longitud del taladro, densidad de carga, potencia relativa en peso del explosivo, constante de la roca, factor de fijación, etc.
Diseño de Malla de Perforación : MODELO MATEMATICO DE LANGEFORS 1/2 D/33 x ((dc x PRP)/(c x f x E/B))
Bmax Bmax D c
Burden máximo en m. Diámetro del taladro, en mm. Constante de roca
Dureza de la roca Intermedia Dura
Constante de la roca 0.3 + 0.75 0.4 + 0.75
f
Factor de fijación
Dureza de la roca Vertical Inclinado, 3:1 Inclinado, 2:1
Constante de la roca 1 0.9 0.85
E/B dc PRP L D
Relación entre el espaciamiento y el burden. 3 Densidad de carga, en g/cm . Potencia relativa en peso del explosivo. Longitud del taladro Diámetro del taladro
B práctico
Bmax - (2 x D) - (0.02 x L)
Bmax D c f E/B dc PRP L D
1.845 64 1.05 1 1 0.95 1 13 0.0635
Bp E B E E
m mm
gr./cm3 m m
1.46 m (1 a 1.40) x B Burden(m) Espaciamiento (m ) 2 m
VOLADURA Para el carguio de los taladros se utiliza una cargadora JET-ANOL que inyecta neumaticamente el ANFO a través de una manguera antiestática y rígida hasta el fondo del taladro con el objetivo de mejorar el confinamiento del ANFO y de esta forma aprovechar la máxima potencia y energía del explosivo. • Tambien en vetas angostas hemos usado Emulsiones (3000 y 5000). •
Equipo para perforación de taladros largos Mina Mallay Equipo Perforadora Longitud de Taladro Diámetro Tipo de Roca Veloc. de Penetración
COP 1838 HD (18KW) 5 - 10 metros 64mm (2 ½”) IIIB 0.77 m/min
Rendimiento por día Disponibilidad Mecánica Tipo de Malla
140 85% 2-1
m.p/día
1. Modelo geológico 3D en Vulcan . (perforación infill drilling). 2. Estudio geo mecánico de la veta. 3. Estudio de pre factibilidad del diseño de minado SLS – B&F . 4. Muestreo de canales y marcado de corona en los subniveles. (Geología). 5. Diseño de malla de perforación (Planeamiento). 6. Control de perforación . 7. Levantamiento topográfico de taladros. 8. Diseño y control de voladura . 9. Control de estabilidad cajas . 10.Control de limpieza y relleno . 11.Levantamiento con el escáner y conciliación de la zona minada.
SW
NE 4800
Nv. 4630
z u L e u q i P
Nv. 4450 Nv. 4400 Nv. 4360 Nv. 4300 Nv. 4240 Nv. 4180 Nv. 4120
4400
|
. B . R . y o r P
Nv. 4060 4000
Nv. 3990 Nv. 3920 Nv. 3850 Nv. 3780 Nv. 3710 Nv. 3640
3600
SECCIÓN LONGITUDINAL
LEYENDA Niveles
TAJEO PILOTO
Rampas de Operaciones Rampas de Profundización Tajeos y Subniveles Tajeos Piloto Proyectos Tajeos B&F Veta Gina Socorro
PROYEC TO TAJ EO B&F
MODELAMIENTO GEOLOGICO DE LA VETA GINA SOCORRO
MUESTREOS (CANALES UBICADOS EN 3D - ÁREA 2) N W
Línea de Sección Gl 101 657 NE
S E
Sn 742
10 m
Tj 6855-2
1. Los canales de muestreo son levantados por topografía y son ubicados en su posición real en el espacio. 2. Estos canales son usados para elaborar el respectivo modelo geológico. Esto nos da mayor certeza al modelo geológico
CONDICIÓN DE ESTABILIDAD DE LA VETA (GINA – SOCORRO)
4m
DISTANCIA = 25 m
25 m
S/N Superior
Abertura estable Sin Sostenimiento
|||
MINERAL
Altura Cajas = 18 m
H= 10 m
S/N Inferior 4m
Se realizaron los cálculos de los radios hidráulicos en el largo de los puentes mineralizados a recuperar, con la finalidad de evaluar la abertura estable con sostenimiento, que permita mantener la caja piso/techo estable. Cálculos establecidos en el estudio geo mecánico realizado por GEOMECANICA
SIMULACIÓN DEL METODO DE EXPLOTACIÓN
Distribución de los esfuerzos inducidos alrededor de las excavaciones realizadas simulando el método de minado de B&F, donde se muestra la importancia del uso del relleno detrítico, así como el mantener los pilares-puente de mineral o el uso del relleno rocoso cementado, los cuales generarán condiciones de estabilidad de manera local y global del yacimiento.
SOSTENIMIENTO
POSICIÓN
TOPOGRAFÍA
CALIBRACIÓN
ENTUBADO
PERFORACIÓN
CARGUÍO Y VOLADURA
ENTUBADO DE TALADROS NEGATIVOS
RELLENO Y COLOCADO DE TELA ARPILLERA LIMPIEZA Y ACARREO
MALLAY
Benchmarking
Trabajan vetas de 1.0 m hasta 4.0 m, ancho mínimo de rotura 1.0 m en vetas angostas. Malla de perforación de 1.5 m x 1.5 m en vetas anchas.
Trabajan vetas angostas de hasta 0.6 m, ancho mínimo de rotura 0.8 m. Malla de perforación de 0.75 m x 0.75 m.
Trabajan vetas angostas de hasta 0.5 m. Ancho mínimo de rotura 1.20 m. Malla de perforación de 0.9 m x 0.9 m.
Tienen una desviación en la perforación de 2% en bancos de 10 m. El equipo de perforación es el RAPTOR.
Tienen una desviación en la perforación de 2% en bancos de 15 m. El equipo de perforación es el RAPTOR.
Tienen una desviación en la perforación de 2% - 2.5% en bancos de 14 m. El equipo de perforación es el SIMBA.
CICLO DE MINADO
Veta Mary
Evaluación Geomecanica Análisis de los Esfuerzos Principales
Estado Inicial de las Preparaciones, antes de la explotación
Estado de los esfuerzos antes dela explotación
Estado de los esfuerzos luego de la explotación
Estado de los esfuerzos luego de la explotación y relleno
Evaluación Geomecánica
Evaluación Geomecánica GL 646 – Sn 614-1 Buzamiento predominante entre 40° y 63° Sn 614-1 a Sn 614-2 Buzamiento predominante entre 45° y 55° Sn 614-2 a Sn 614-3 Buzamiento predominante es 53°
Zona
Gl 646 al Sn 6141 Sn 614-1 al Sn 614-2 Sn 614-2 al Sn 614-3
Buzamien to de la Veta
RMR de la Caja Techo
Long. del Long. del Tajeo SIN Tajeo CON Sostenimien Sostenimien to to
1. Se contrató a la VICOR S.A. 63° 34 m 60 m para la 57 Caracterización 40° 57 13 m 60 m Geomecánica 57 14 2. 55° Determinación delmSpam 60 m 3. 45° Elaboración de12secciones 57 m 60 m 4. 53° Modelamiento de 57 14 mla estructura 60 m
Como se puede observar, en el primer banco (Gl 646 al Sn 614-1), donde los buzamientos de la veta son de 63°, la longitud máxima del tajeo que puede estar abierto y sin sostenimiento es de 34 m; sin embargo si se colocará Mallay sostenimiento la longitud máxima que puede permanecer abierto es de 60 m
DISEÑO DE SOSTENIMIENTO DE TAJEOS
AMPLIAR LONG DEL TAJEO
DESCAJE COLGADO
DISEÑO DE SOSTENIMIENTO DE TAJEOS
Instalación de Pernos Helicoidales de 19 mm • Longitud de pernos de 2.1 m, 3.0 m y 4.0 m • Espaciamiento longitudinal (entre filas), de 1.5 m •
Sostenimiento de Caja Techo
Sostenimiento para Ampliar Longitud del Tajeo
Instalación de Pernos Helicoidales de 19 mm • Longitud de pernos cementados de 3.0 m • Espaciamiento longitudinal (entre filas), de 1.5 m •
Colocando el Sostenimiento, evitamos que las “cuñas” (zona
verde), puedan ceder y deslizarse.
TALADROS LARGOS EN LA UNIDAD DE MALLAY
Análisis comparativo de Método Bench & Fill vs Corte y Relleno C álculo para explotaci ón de la veta Mary Nv 4370 4,449 Toneladas
US $/t
US $
B ench and Fill Corte y relleno B ench and Fill Corte y relleno
Costo de preparación
48.58
26.87
216,138
119,562
Costo de explotación
17.37
32.60
77,285
152,666
Costo de sostenimiento (metálico)
0.00
2.20
0
10,303
Costo de sostenimiento (madera)
0
4.16
0
19,481
Costo de muestreo
0.77
2.09
3,410
9,774
Costo de energía
0.10
0.15
443
715
0
0.55
0
2,595
66.82
68.63
Costo de madera (caminos)
TOTAL
297,276
315,096
VALOR DE MINERAL
760,630
760,630
UTILIDAD (US$)
463,354
445,534
438,007
384,106
41%
32%
VAN (8%) TIR
Diferencia VAN (US$)
53,901
Análisis comparativo de Método Bench & Fill vs Corte y Relleno
La Explotación con el Metodo tradicional de Corte y Relleno, se realizará en 7 meses a un ritmo de producción de 600 tms por mes, mientras que con el método alternativo Bench and Fill la explotación se daría en solo 2 meses, con menos personal.
TALADROS LARGOS EN LA UNIDAD DE MALLAY VETA MARIA
CICLO DE MINADO EN TALADROS LARGOS DE VETAS ANGOSTAS
Mallay
DISEÑO DE PERFORACION EN LA SECCION GEOLOGICA
Proy. Baricentro Baricentro
1
Proy.Baricentro Baricentro
1
Determinación del Burden según el modelo matemático de Pearse
Burden: 0.60 – 0.50 m. Espaciamiento: 0.40 -0.30 m.
PERFORACION DE CHIMENEAS CON TALADROS LARGOS
Chimeneas SLOT: Se vienen haciendo Chimeneas SLOT con el método VCR (Vertical Crater Retreat), obteniéndose muy buenos resultados.
PERFORACION Y VOLADURA DE TALADROS LARGOS
CONTROL DE LA DESVIACIONES Desviacion %
Factores Antes de la Perforación. Posicionamiento. Alineación. Emboquillado.
•
•
•
Parámetros de Perforación. Percusión Avance. Rotación. Barrido.
140 120 100 80 60
•
40
•
20
•
0
•
0-2%
2%
3%
4%
5% a más
DESVIACIÓN DE TALADROS PERFORADOS Desviación < 2% Desviación máx. Desviación promedio
82.7 % de los datos tomados en campo
8% 1.7%
TALADROS LARGOS EN LA UNIDAD DE MALLAY 0.66 m 0.88 m
TALADROS LARGOS EN LA UNIDAD DE MALLAY CARGUIO DE TALADROS
CRITERIOS PARA DISEÑAR Y OPERAR TAJOS CON BENCH AND FILL Excavación de los Subniveles
Modelo Geológico
Posicionamiento del Equipo
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Los subniveles deben de direccionarse sobre la estructura, considerando las dimensiones del equipo.
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El trabajo geológico deberá de ser muy fino, se deberán de tener canales, sondajes y chimeneas para su buen reconocimiento. (Infill drilling)
El equipo de perforación deberá de ser versátil para perforaciones en labores angostas. • Los operadores deberán de tener pericia para iniciar la perforación y evitar desviaciones. •
•
Para tener éxito en el desarrollo del método B&F, se deberá de tener mucha precisión y buen trabajo topográfico, para evitar errores en las comunicaciones, inclinación de taladros, etc. Se deberá de tener topógrafos exclusivos para la tarea.
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Para el rellenado de los espacios vacíos, se realizan en avanzada ya que la abertura es mínima y el scoop puede transitar sin inconvenientes.
Topografía
Relleno del tajo
CONCLUSIONES •
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Se concluye que el Método de Sublevel Stoping se puede aplicar a cuerpos, veta potentes y vetas angostas. El Bench & Fill aplicado en vetas angostas requiere de mayor precisión en la perforación. Se concluye que si es posible obtener disparos de taladros largos con un ancho de rotura menor a 0.8 m dependiendo que las cajas sean competentes (RMR 50 -60). Se debe ir probando nuevas mallas para poder obtener menores diluciones. Se debe controlar el baricentro del equipo. Las desviaciones no deben ser mayores a 2%. Con el objetivo de bajar costos en tiempos de precios fluctuantes es importante tener métodos masivos para reducir los costos de operación y producción. Es mas seguro hacer chimeneas con taladros largos aplicando VCR (Vertical cráter Retreat) Es mas seguro aplicar el bench & Fill tanto en cuerpos, como en vetas potentes y vetas de baja potencia porque se usa equipos a control remoto.
RECOMENDACIONES •
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Se recomienda seguir innovando aplicando métodos masivos de sublevel stoping (Tajeos por subniveles) tanto en cuerpo, vetas potentes y vetas angostas. Se debe continuar aplicando este método previa control en cada etapa de trabajo y teniendo la aprobación de cada responsable y la firma par asegurar la calidad de los trabajos a realizar. Se debe continuar innovando, aumentando eficiencia, productividad y seguridad en nuestras operaciones.
“El mundo es tuyo Pero tienes que ganartelo”
Kim Woo Choong Daewoo
