FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE MINAS
PROYECTO DE INVESTIGACIÓN OPTIMIZACIÓN EN EL PROCESO DE PERFORACIÓN Y VOLADURA EN LA MINA DON MARIO
PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE
INGENIERO DE MINAS
PRESENTADO POR
MARTEL ROSALES HAROLD KEVIN
Huancayo – Perú 2018
ÍNDICE DEL PROYECTO ÍNDICE DEL PROYECTO .............................................................................................................. i CAPÍTULO I: PLANTEAMIENTO DEL ESTUDIO ............................................................................. 2 1.1.
Planteamiento y formulación del problema ...................................................................... 2
1.1.1.
Problema General ...................................................................................................... 3
1.1.2.
Problemas Específicos ................................................................................................ 3
1.2.
Objetivos ............................................................................................................................ 3
1.2.1.
Objetivo General ........................................................................................................ 3
1.2.2.
Objetivos Específicos .................................................................................................. 3
1.3.
Justificación ........................................................................................................................ 4
1.3.1.
Justificación Teórica ................................................................................................... 4
1.3.2.
Justificación Práctica .................................................................................................. 4
CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO ................................................................................................. 5 2.1.
Antecedentes del problema ............................................................................................... 5
2.1.1.
Artículos Científicos .................................................................................................... 5
2.1.2.
Tesis ............................................................................................................................ 7
CAPÍTULO III: RESULTADOS ESPERADOS Y METODOLOGÍA ...................................................... 10 3.1.
Resultados esperados ...................................................................................................... 10
3.1.1.
Resultado General .................................................................................................... 10
3.1.2.
Resultados Específicos.............................................................................................. 10
REFERENCIAS......................................................................................................................... 11 ANEXOS................................................................................................................................. 12
i
CAPÍTULO I: PLANTEAMIENTO DEL ESTUDIO 1.1. Planteamiento y formulación del problema El denuncio de la Mina Don Mario se ubica en el distrito de Chongos Altos, provincia de Huancayo y departamento de Junín, cuenta con una sola concesión minera. La mina posee tres vetas principales: Don Mario, Juanita y las Brechas Don Mario, de las cuales las dos primeras son las que han estado en proceso de preparación, desarrollo y explotación. La voladura de rocas es uno de los procesos más importantes en el ciclo de minado de la mina Don Mario, el objetivo principal es romper el macizo rocoso de manera eficiente originando una fragmentación óptima, un desplazamiento adecuado de la pila de escombro y un control del contorno del frente a volar con el empleo de la voladura controlada. En el proceso de perforación trabajan 3 personas: El ingeniero de turno, el perforista y el ayudante de perforista. La perforación se realiza de manera convencional con máquina perforadora JackLeg, el cual utiliza barras de 8 pies con brocas de 38 mm para taladros de avance el ingeniero de turno diseña la malla de perforación y lo plasma en el frente minero con un spray el problema en este proceso es que no se hace de forma correcta ya que los taladros no están de acuerdo a la malla de perforación es decir el burden y el espaciamiento no son los correctos, los operadores hacen el trabajo deficientemente ya que los taladros perforados no están con un adecuado paralelismo y tampoco la distancia de perforación correcta por lo que esto trae consecuencias en el disparo como los metros de avance establecida no llega a ser la correcta ya que se reduce en un 4% a 20% al no concretarse lo establecido se elevan los costos. Por otro lado en el proceso de voladura trabajan 3 personas el ingeniero de turno, maestro de carguío y el ayudante del maestro al momento de cargar los taladros la cantidad de
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ANFO no es el adecuado debido a que en algunos taladros la cantidad es más de lo establecido y en otros es menos, por lo que al hacer el disparo la granulometría no es la adecuada y se tiene que hacer voladura secundaria. Al realizar la voladura en el proceso de diseño se establece que se producirá 46.5 Tn y después de la voladura la cantidad producida es menos debido a los problemas ya mencionados comparando los disparos de 15 días de producción se observa que un 70% de todos los disparos cumplen con todo lo establecido.
1.1.1. Problema General Deficiente control de los procesos de perforación y voladura para el correcto uso de maquinarias y agentes de voladura.
1.1.2. Problemas Específicos a) Deficiente experiencia de los operadores al momento de establecer la malla de perforación. b) Inadecuada disposición de agentes, accesorios de voladura. c) Insuficiente supervisión al trabajo realizado por los operadores de las maquinas.
1.2. Objetivos 1.2.1. Objetivo General Optimizar el proceso de perforación y voladura para reducir costos en la mina Don Mario.
1.2.2. Objetivos Específicos a)
Mejorar el trabajo de los operadores para mejorar en los metros perforados, la desviación de los taladros, el paralelismo de los taladros y la carga que se emplea en cada taladro.
b)
Mejorar la disposición de agentes de voladura para una mejor distribución de la carga y para poder obtener una mejor fragmentación de la roca.
c)
Mantener una constante supervisión a los trabajos de perforación y voladura para poder obtener mejores resultados originando una fragmentación óptima, un desplazamiento adecuado de la pila de escombro y un control del contorno.
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1.3. Justificación 1.3.1. Justificación Teórica El trabajo de investigación de la mina Don Mario servirá de sustento para esta y otras investigaciones similares y también para poder ampliar conocimientos de perforación, voladura, controlar los contornos de la labor y la fragmentación a los trabajadores de la empresa quien a su vez podrán obtener mayor experiencia para poder desenvolverse en los problemas que sucedan más adelante y también poder optimizar los recursos que tienen a disposición.
1.3.2. Justificación Práctica El trabajo de investigación de la mina Don Mario se realizara debido al problema que ocurre en los frentes de explotación a su vez beneficiara a los trabajadores de la empresa minera brindándoles mayor conocimiento sobre perforación y voladura a su vez la empresa se beneficiara obteniendo resultados óptimos en dichos procesos ya que al disminuir agentes de voladura y optimizar las labores de perforación la empresa reducirá sus costos de inversión en dicha labor obteniendo así mayores ingresos para otros proceso.
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CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO 2.1. Antecedentes del problema 2.1.1. Artículos Científicos A. Según el artículo científico (Mejoramiento del arranque mediante el control de las desviaciones de perforación, caso mina “El Roble”, 2017) . Se aborda
el problema referido desviaciones de taladros en las labores, el posicionamiento incorrecto del brazo del jumbo, poco paralelismo entre perforaciones, longitudes irregulares de los barrenos y la deficiente simetría del frente, hacen que la voladura sea ineficiente, el autor propone el uso del inclinómetro magnético en el brazo del jumbo o jackleg, con el fin de medir las desviaciones en grados (°) de la labor. Empleando además el uso de tubos PVC para corroborar las desviaciones y también mejorar el paralelismo, el uso del flexómetro de 5 m para medir las longitudes de los barrenos y evidenciar las irregularidades en las longitudes de perforación. El objetivo consiste en comparar que tan desviado estaba la perforación y compararlo con la medida dada por el inclinómetro. Se plantea una mejora asociada en el uso de herramientas como el inclinómetro magnético, el uso de tubos guia de PVC, el flexómetro y el trazado riguroso de la malla de perforación en el frente, para así asegurar la pendiente de la labor y reducir las desviaciones. De esta manera se mejoran los avances de las labores en cifras superiores al 90%, en recuperar las toneladas perdidas en un 90.2% y en reducir los costos por metro de avance en un 13%. Este artículo servirá para conocer los métodos
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de control que usa el autor para poder controlar las desviaciones de los taladros.
B. Según el artículo científico titulado (Propuesta de medicion de la productividad en mineria de oro vetiforme y reconocimiento de estandares productivos sostenibles., 2006). En este trabajo de investigación se aborda el problema referido al deficiente control de la productividad en la minería de oro vetiforme. El autor establece una propuesta para la medición de la productividad en minería extractiva aplicada a depósitos de oro vetiforme principalmente, mediante una relación de costos, éstos son el costo real y costo referente. La determinación de éstos costos se lleva a cabo usando un archivo en Excel donde el proceso minero es dividido en etapas mineras, Preparación, Desarrollo y Extracción, éstas a su vez se dividen en las operaciones mineras más representativas, las cuales son Perforación, Voladura, Entibación, Cargue y Transporte, con el propósito de establecer la etapa y/u operación minera donde se presentan los mayores costos. Luego de aplicar el método en la etapa y/u operación minera de mayor sobrecosto se plantean posibles soluciones para la reducción del costo por tonelada extraída de mineral, lo que significa una mejora en la productividad. Esta propuesta de medición de productividad dio como resultado que el índice de productividad total fue de 0,9. T ambién se pudo inferir un índice de productividad total para las minas Cogote y El Castillo, las cuales obtuvieron unos índices de 0,77 y 0,63, en consecuencia se puede decir que la aplicación de las tablas en Excel ayudaron en el control de la productividad. Este artículo servirá para conocer la técnica que usa el autor para poder medir costo real y costo referente mediante tablas en Excel donde está dividido en etapas mineras.
6
2.1.2. Tesis
A. En este trabajo de investigación (ACUÑA, 2013). Se aborda el problema que es el alto costo en las operaciones de: carguío, transporte, chancado y molienda. El autor se propuso revisar y analizar el proceso de r educción de tamaño mina-planta y proponer posibles ajustes de los diseños en la perforación
y
voladura,
conducentes
a
mejorar
los
resultados
granulométricos. Mediante el estudio de los resultados de la tronadura en conjunto con un análisis estadístico, se identificaron las variables relevantes del proceso, que son: la litología, la zona, el taco, pero la más importante es el factor de carga, se realizó un análisis económico comparando el actual escenario de operación con el escenario propuesto. Luego de aplicar el método se concluye que los mejores resultados granulométricos post-tronadura en la zona de caving se logran con mallas de 5x5 [mxm] usando Blendex-930. Esta tesis servirá de apoyo para conocer el proceso de reducción granulométrica.
B. En este trabajo de investigación (TORRES, 2015). Se tiene como problema la falta de incorporación de nuevas tecnologías que mejoren los rendimientos y la productividad. El autor de este estudio propone el ajuste de las mallas de tronadura por sectores y litologías del rajo. Para ello se compararon los resultados de los diseños propuestos con los del diseño actual, en cuanto a curvas de distribución de tamaño, niveles de vibración y costos. La herramienta utilizada para el análisis granulométrico fue el software ImageJ, mientras que el análisis vibracional se abordó de manera teórica en base al formulismo desarrollado por la Oficina de Minería de Superficie, Los resultados de los estudios indicaron que el factor de carga que se debe utilizar, para un diámetro de perforación de 4”, no debe superar los 286 (g/t) en mineral, para el amarre en superficie, se recomendó la utilización de retardos bidireccionales de 17 mm entre filas. Se conluye que la aplicación de estos cambios significó una disminución del sobretamaño resultante para las diferentes mallas, se logró también disminuir el factor de carga. Esta tesis servirá para conocer los diseños de malla de perforación que usó el autor y sus resultados.
7
C. En este trabajo de investigación (GARCÍA, 2016). Se aborda el problema referido a que los costos operacionales son muy altos, el autor propone encontrar la rentabilidad técnico-económica de aplicar explosivos de alta energía en la tronadura mediante análisis de fragmentación, análisis de pérdidas por cargas redireccionadas por fragmentación gruesa, costos y rendimiento de chancador, con el objetivo de optimizar la operación mediante la reducción de costos y granulometría con el propósito de estandarizar la tronadura en un sector particular de la minera. Al aplicar un análisis granulométrico tanto de propuestas simuladas como de pruebas en terreno mediante el software Split Desktop, Se obtuvo como resultado que utilizando un explosivo de alta energía se logra un proceso exitoso en términos de optimización, concluyéndose que se logra reducir la granulometría, sin embargo, los costos del proceso de perforación y tronadura aumentan. Esta tesis servirá para conocer el uso de explosivos de alta energía para reducir la granulometría.
D. En este tranajo de investigación (LLOSA, 2015). El problema que representa la mina Animon es la fluctuación de sus precios en el mercado, el autor propone que mediante la mejora de los estándares de las operaciones unitarias de perforación y voladura se podrán reducir los costos en el ciclo de minado y así contrarrestar el efecto negativo generado por la baja de los precios de estos metales. Luego de aplicar la propuesta del autor, se logró una reducción del Costo Unitario Total de Mina en 4.19 US$/TM, es decir una reducción del 18.50% en comparación con lo que se venía obteniendo. Con respecto a la metodología fue la revisión de los estándares y costos del presupuesto, procedido por el monitoreo en campo de las principales operaciones unitarias de minado que son la perforación y voladura, en conclusión, Los principales factores de éxito para concretar la optimización de los estándares de perforación y voladura y en general del ciclo de minado, son el Seguimiento y control operativo y la Capacitación y creación de conciencia. Esta tesis servirá para conocer el control y seguimiento que se debe de dar a las operaciones de perforación y voladura para la reducción de costos.
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E. En este trabajo de investigación (CANCHIHUAMÁN, 2012). El problema es el alto costo operativo en perforación y voladura por lo que el autor propone mejorar las prácticas de perforación y voladura para reducir los altos costos operativos y también obtener una optimización de la perforación y voladura que minimiza los Costos Operativos en la Unidad El Porvenir controlando el paralelismo en la perforación, incorporando el sistema de paralelismo automático de los jumbos y el uso de guiadores para comparar el paralelismo entre taladros y controlando el carguío de los taladros. Se llega a la conclusión que a través de la optimización de los estándares de las operaciones unitaria de Perforación y voladura, se logró la reducción del Costo unitario total de Mina en 1.5 US$/t es decir una reducción del 7% en comparación con lo que se venía obteniendo. Esta tesis servirá para conocer el método de reducción de costos mediante el sistema de paralelismo automático en las perforadoras para controlar el paralelismo y también controlar el carguío de los taladros
F. En este trabajo de investigación (Kevin, y otros, 2017). El problema fue el diseño de malla de perforación ya que buscan conseguir un diseño que reduzca los costos, el autor propone determinar el diseño de malla de perforación y voladura adecuado para la reducción de costos, se emplearon instrumentos como datos de campo insitu, comparaciones estadísticas de rendimiento entre diseños de mallas anterior y propuesto con la investigación se diseñó una malla de perforación propuesta con 26 taladros y un taladro de alivio de 55 mm (mayor diámetro), respecto al anterior; esta aplicación nos dio como resultado, reducir 7 taladros por voladura, que representa disminuir costos de 23.14 US$ / metro de avance lineal y también se obtuvo una voladura controlada. Este trabajo servirá como apoyo a mi trabajo para conocer que parámetros usa el autor para poder diseñar la malla de perforación más óptima y así poder reducir los costos.
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CAPÍTULO III: RESULTADOS ESPERADOS Y METODOLOGÍA 3.1. Resultados esperados 3.1.1. Resultado General Optimización del proceso de perforación y voladura mediante la monitorización de sus parámetros para obtener mejores resultados y así poder reducir costos de operación.
3.1.2. Resultados Específicos a) Desarrollo de charlas y asesorías de perforación a los operadores de las maquinas con el fin de mejorar en los metros perforados, la desviación de los taladros, el paralelismo de los taladros b) Implementación de pruebas en el macizo rocoso con nuevas mesclas de agentes de voladura para que la distribución de la carga sea la adecuada y la fragmentación sea óptima c) Organización del horario de supervisión del ingeniero a cargo de la labor para controlar las operaciones de perforación y voladura como el paralelismo de los taladros, los metros perforados, las desviaciones de los taladros, el control de la granulometría después de la voladura y el control de metros de avance de la labor para poder obtener mejores resultados.
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REFERENCIAS ACUÑA, Marco Aurelio QUIROGA. 2013. Análisis de la perforación y tronadura en el Soldado. Santiago de Chile : Universidad de Chile, 2013.
CANCHIHUAMÁN, Rolando Jorge GÓMEZ. 2012. Optimización de la perforación y voladura para la minimización de los costos operativos en la unidad El Porvenir de la Compañía Minera Milpo S.A. Huancayo : Universidad Nacional Del Centro Del Perú, 2012.
GARCÍA, Andrés Alejandro AGUIRRE. 2016. Optimización de parámetros de tronadura en función de explosivos de alta energía en sociedad contractual minera El Abra.Santiago de Chile : Universidad de Chile, 2016.
Kevin, ROJAS APARCO y Paola, FLORES SOLANO Yackeline. 2017. En este trabajo de investigación el problema fue el diseño de malla de perforación ya que buscan conseguir un diseño que reduzca los costos, el autor propone determinar el diseño de malla de perforación y voladura adecuado para la reducción de costos, se .Huancavelica : Universidad Nacional De Huancavelica, 2017.
LLOSA, Juan José GARRIDO. 2015. Mejora y control de estándares en perforación y voladura para la reducción del costo en mina Animon.Lima : Universidad Nacional de Ingeniería, 2015. Mejoramiento del arranque mediante el control de las desviaciones de perforación, caso mina “El Roble”.
Durán, Juan David Rincón y Escobar, Jorge Martin Molina. 2017. Número 42,
Medellín : Universidad Nacional de Colombia, 2017. ISSN. Propuesta de medicion de la productividad en mineria de oro vetiforme y reconocimiento de estandares productivos sostenibles. P., Indhira M. Jiménez y E., Jorge M. Molina. 2006. 19, Medellín : Universidad Nacional de Colombia, 2006. ISSN.
TORRES, Pablo Dimas ZÚÑIGA. 2015. Diseño de tronaduras y su impacto en el costo mina de compañia minera Cerro Negro. Santiago de Chile : Universidad de Chile, 2015.
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ANEXOS
Figura 1. Mal pintado de la Malla de Perforación
Tabla 1. Datos de 15 días de perforación y voladura FECHA
TIPO DE DISPARO
LABOR
NIVEL
ANFO (KG)
EMULEX 100 EMULEX 80 EMULEX 65 Cordón Material 1 1/4 1 1/8 1 1/4 Detonante
Ancho
Alto
Longitud Numero de Kg Factor de Factor de Volumen Tonelaje Avance taladros Explosivo carga potencia
15/11/2017 Breasting
veta DM
4250
95
35
0
25
30
Desmonte
2.5
2.5
2.2
34
111.3
13.8
42.6
8.09
Breasting
veta DM
4250
115
35
0
30
30
Mineral
2.5
2.4
2.4
34
132.6
14.4
44.6
9.21
2.61 2.97
16/11/2017 Breasting
veta DM
4250
95
35
0
0
28
Desmonte
2.5
2.5
2.4
34
104.7
15.0
46.5
6.98
2.25 2.83
17/11/2017 Breasting
veta DM
4250
110
35
0
25
35
Desmonte
2.4
2.5
2.4
34
126.3
14.4
44.6
8.77
Breasting
veta DM
4250
90
35
0
25
30
Mineral
2.5
2.4
2
34
106.3
12.0
37.2
8.86
2.86
Breasting
veta DM
4250
110
35
0
25
30
Mineral
2.3
2.5
2.4
34
126.3
13.8
42.8
9.15
2.95
18/11/2017 Breasting
veta DM
4250
110
35
0
0
30
Desmonte
2.5
2.5
2.4
34
119.7
15.0
46.5
7.98
2.57
Breasting
veta DM
4250
115
35
0
25
25
Mineral
2.4
2.5
2.4
34
131.3
14.4
44.6
9.12
2.94
19/11/2017 Breasting
veta DM
4250
110
35
0
50
30
Mineral
2.5
2.5
2.1
34
132.9
13.1
40.7
10.13
3.27
Breasting
veta DM
4250
110
35
0
25
28
Mineral
2.5
2.4
2.4
34
126.3
14.4
44.6
8.77
2.83
20/11/2017 Breasting
veta DM
4250
95
35
0
0
30
Desmonte
2.5
2.5
2.2
34
104.7
13.8
42.6
7.61
2.46
Breasting
veta DM
4 250
90
35
0
25
30
Mineral
2.5
2.5
2.4
34
106.3
15.0
46.5
7.09
2.29
No hubo disparos
21/11/2017 22/11/2017 Breasting
veta DM
4250
95
35
0
0
25
Desmonte
2.5
2.5
2.4
34
104.7
15.0
46.5
6.98
2.25
Breasting
veta DM
4250
100
35
0
25
29
Desmonte
2.5
2.4
2.4
34
116.3
14.4
44.6
8.08
2.61
23/11/2017 Breasting
veta DM
4250
125
35
0
0
30
Mineral
2.4
2.5
2.5
34
134.695
15.0
46.5
8.98
2.90
Breasting
veta DM
4250
100
35
0
25
30
Mineral
2.5
2.4
2.4
34
116.295
14.4
44.6
8.08
2.61
24/11/2017 Breasting
veta DM
4250
95
35
0
0
25
Mineral
2.5
2.5
2.4
34
104.695
15.0
46.5
6.98
2.25
Breasting
veta DM
4250
95
35
0
25
26
Mineral
2.5
2.4
2.3
34
111.295
13.8
42.8
8.06
2.60
Breasting
veta DM
4250
100
35
0
25
30
Desmonte
2.5
2.5
2.4
34
116.295
15.0
46.5
7.75
2.50
2.4
38
111.295
15.0
46.5
7.42
2.39
No hubo disparos por no termino de perforacion
25/11/2017
No realice disparos
26/11/2017
No hubo disparos por problema de agua
27/11/2017 28/11/2017 Breasting
veta DM
4250
95
35
0
25
30
Desmonte
2.5
2.5
Fuente: Mina Don Mario
12
