UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTÓBAL DE HUAMANGA FACULTAD DE INGENIERÍA DE MINAS, GEOLOGÍA Y CIVIL ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE MINAS TESIS
/
“APLICACIÓN DEL MÉTODO DE SUBNIVELES EN LA MINA HUARON DE LA CIA MINERA PAN AMERICAN SILVER”
PRESENTADO POR:
JOBER PÉREZ HUICHO
PARA OPTAR EL TITULO DE INGENIERO DE MINAS
AYACUCHO - NOVIEMBRE 2012
1
RESUMEN La Mina Huarón viene explotando varias estructuras mineralizadas aplicando el método de corte y relleno ascendente, que es un método costoso y de bajo rendimiento por lo que la empresa luego de un estudio geomecánico ha decidido cambiar en algunas estructuras como la bolsonada 51 por el método de subniveles con taladros largos, que es un método de alto rendimiento y bajo costo. El presente trabajo de tesis con el objeto de poder aplicar el método de subniveles hace un estudio geológico tendiente a cubicar las reservas minerales que sustenten el proyecto propuesto, luego hace una evaluación geomecánica tendiente a caracterizar la roca encajonante y el mineral, lo que permitirá minar mediante taladros largos. Con la base del resultado geomecánico se diseña el tajeo y se propone todo el ciclo de explotación a practicarse en la Bolsonada 51, indicando los requerimientos de materiales, personal y equipos.
2
Al final hace todo un estudio económico financiero para determinar la viabilidad económica y financiero de la propuesta de aplicar subniveles con taladros largos, donde los indicadores económicos señalan que el proyecto es de alta rentabilidad.
3
INTRODUCCIÓN
Toda empresa minera busca un alto rendimiento de su capital invertido y a la vez poder recuperar en el tiempo más corto, por lo tanto tiene aplicar en el minado métodos de alto rendimiento , poder mecanizar el ciclo de minado y que el costo de explotación sea lo más bajo. Por otra parte la empresa tiene que aprovechar la alta cotización de los metales básicos, lo que permitirá bajar la ley de corte y poder minar minerales que anteriormente era marginales. El método de subniveles que en el presente trabajo se propone su aplicación en la Mina Huarón, puede aplicarse en vetas de mediana a gran potencia existiendo para cada caso equipos de perforación de taladros largos que actualmente se practica entre 10 a 15 m. usando brocas con diámetros entre 2” a 5” El método de subniveles con taladros largos, viene aplicándose en varias de la mediana minería y gran minería, lográndose un alto rendimiento de la producción.
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DEDICATORIA
A mis padres: Eugenio y Basilia Por su ejemplo y guía en mi Formación espiritual.
A mis hermanos: Brechman, Maricruz y Everson.
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AGRADECIMIENTO
Mis sinceros agradecimientos a la Compañía Minera Pan American Silver Unidad Huarón, por haberme dado la oportunidad de trabajar como profesional. A los Profesores de la Escuela de Formación de Ingeniería de Minas por sus sabias enseñanzas.
6
INDICE PÁG. DEDICATORIA AGRADECIMIENTO INTRODUCCIÓN RESUMEN CAPITULO I ASPECTOS GENERALES
1 1
1.1.
UBICACIÓN Y ACCESO.
1
1.2.
CLIMA Y VEGETACIÓN
2
1.3.
TOPOGRAFÍA.
2
1.4.
ANTECEDENTES.
3
1.5.
RECUROS.
3
1.5.1. RECURSOS DEL SUBSUELO.
3
1.5.2 RECURSOS DEL SUELO .
4
1.5.3. RECURSOS HIDRICOS.
4
1.5.4. RECURSOS HIDROBIOLÓGICOS.
5
1.5.5. RECURSOS HUMANOS.
5
1.5.6. RECURSOS TURISTICOS.
5
1.6.
METODO DE TRABAJO DE INVESTIGACIÓN:
5
1.7.
INFRAESTRUCTURA.
6
1.8.
OBJETIVOS.
6
1.8.1. OBJETIVO GENERAL.
6
1.8.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS.
6
1.9.
7
ORGANIZACIÓN.
CAPITULO II
8
GEOLOGÍA.
8
2.1.
8
GEOLOGÍA REGIONAL.
2.1.1. ESTRATIGRAFÍA.
9
2.1.1.1.
ROCAS SEDIMENTARIAS.
10
2.1.2. ROCAS IGNEAS O INTRUSIVAS.
13
2.2.
14
GEOLOGÍA ESTRUCTURAL.
2.2.1. GEOLOGÍA ESTRUCTURAL REGIONAL.
14
2.3.
14
GEOLOGÍA ESTRUCTURAL LOCAL. 7
2.4.
GEOLOGÍA LOCAL.
16
2.5.
GEOLOGÍA ECONÓMICA.
17
2.5.1. GÉNESIS.
17
2.5.2. PARAGÉNESIS Y ZONEAMIENTO.
17
2.5.2.1.
ZONA CENTRAL.
18
2.5.2.2.
ZONA INTERMEDIA.
18
2.5.2.3.
ZONA EXTERIOR.
18
2.5.3 MIERALLIZCIÓN.
19
2.5.3.1.
PRIMER CICLO.
20
2.5.3.2.
SEGUNDO CICLO.
20
2.5.3.3.
TERCER CICLO.
21
2.5.3.4.
CUARTO CICLO.
21
2.5.4. MINERALOGÍA.
21
2.5.4.1.
ENARGITA (AsS4Cu3).
21
2.5.4.2.
TETRAHEDRITA (Sb4S13) (Cu, Fe, Zn, Ag) 12.
22
2.5.4.3.
CALCOPIRITA (CuFeS2) .
22
2.5.4.4.
GALENA (SPb).
22
2.5.4.5.
ESFALERITA (SZn).
22
2.5.4.6.
PIRITA (FeS2).
23
2.5.4.7.
CUARZO (SiO2).
23
2.5.4.8.
CALCITA (CO3Ca).
2.5.4.9.
RODOCROSITA (MnCO3).
23 23
2.5.5. CONTROLES DE MINERALIZACIÓN.
24
2.5.6. ESTRUCTURAS MINERALIZADAS.
24
2.5.6.1.
VETAS.
24
2.5.6.2.
VETAS-MANTO.
24
2.5.6.3.
BOLSONADS.
25
2.5.7.
RESERVAS MINERALES .
25
CAPITULO II
27
MINERIA.
27
3.1.
SISTEMAS DE EXPLOTACIÓN.
27
3.2.
ZONAS DE EXPLOTACIÓN.
28
3.2.1. SATELITE (YANAMINA Y SANTA RITA).
28
3.2.2. NORTE 600 (SAPO Y SAPITO).
29
8
3.2.3. NORTE 500.
29
3.2.4. NORTE 180.
29
3.2.5. SUR.
29
3.3.
30
LABORES MINERAS.
3.3.1. LABORES DE EXPLOTACIÓN.
30
3.3.2. LABORES DE PREARACIÓN.
30
3.3.2.1.
SUBNIVELES.
30
3.3.2.2.
CRUCEROS.
31
3.3.2.3.
CHIMENEAS.
31
3.3.3. LABORES DE DESARROLLO.
31
3.3.3.1.
RAMPAS.
31
3.3.3.2.
GALERIAS.
32
3.3.3.3.
BY PASS.
32
3.3.3.4.
CÁMARAS DE CARGUÍO.
32
3.3.3.5.
CÁMARAS DE ALMACENAMIENTO DE DESMONTE/
MINERAL.
32
3.3.4. LABORES DE EXPLORACIÓN.
33
3.3.4.1.
CRUCEROS.
33
3.3.4.2.
ESTOCADAS.
33
3.3.4.3.
CAMARAS DE SONDAJE.
33
CAPITULO IV
34
APLICACIÓN DEL METODO DE SUBNIVELES CON TALADROS LARGOS EN LA EXPLOTACIÓN DE LA MINERA HUARON. 4.1.
EVALUACIÓN GEOMECÁNICA.
34
34
4.1.1. MAPEO GEOMECÁNICO SUBTERRANEO.
34
4.1.2. DETERMINACIÓN DE LAS PROPIEDADES FÍSICAS Y MECANICAS DEL MACIZO ROCOSO.
35
4.1.3. PROPIEDADES GEOMECÁNICAS DEL MACIZO ROCOSO37 4.2.
DETERMINACIÓN DE ESFUERZOS.
4.3.
EVALUACIÓN GEOMECANICA DEL MACIZO ROCOSO. 42
4.4.
SOSTENIMIENTO RECOMENDADO.
42
4.5.
ELECCIÓN DEL METODO DE EXPLOTACIÓN.
43
4.6.
LABORES PREPARATORIAS.
43
9
39
4.7.
MÉTODO DE SUBNIVELES (SUBLEVEL STOPING) CON
TALADROS LARGOS.
45
4.7.1. PREPARACIÓN DEL MÉTODO DE SUBNIVELES CON TALADROS LARGOS.
46
4.7.2. EXPLOTACIÓN DEL MÉTODO DE SUBNIVELES CON TALADROS LARGOS.
46
4.7.3. EQUIPO DE PERFORACIÓN PARA TALADROS LARGOS. 54 4.8.
PERSONAL.
55
4.9.
COSTO DE EXPLOTACIÓN.
55
CAPITULO V
57
ASPECTOS ECONÓMICO-FINANCIERO CONSIDERADOS EN LA APLICACIÓN DEL MÉTODOD DE SUBNIVELES CON TALADROS LARGOS
57
5.1.
VALOR DEL MINERAL.
57
5.2.
VALOR DE LA PRODUCCIÓN.
61
5.3.
VIDA DE LA MINA.
61
5.4.
DEPRECIACIÓN.
61
5.5.
COSTO DE PREDUCCIÓN.
61
5.6.
INVERSIONES.
62
5.7.
CRONOGRAMA DE INVERSIONES.
63
5.8.
FINANCIAMIENTO.
64
5.9.
ESTADOS FINANCIEROS.
64
5.10. VALOR ACTUAL (VAN).
64
5.11. TASA INTERNA DE RETORNO (TIR).
65
5.12. PERIODO DE RETORNO.
65
5.13. RESULTADOS DE LA EVALUACIÓN ECONOMICAFINANCIERA.
66
CONCLUSIONES.
67
RECOMENDACIONES.
70
BIBLIOGRAFÍA.
71
10
CAPITULO I ASPECTOS GENERALES
1.1. UBICACIÓN Y ACCESO. El yacimiento minero de Huarón se encuentra ubicado en el Distrito de Huayllay, Provincia de Pasco, Departamento de Pasco, en un área aproximada de 15 Km2, en el flanco oriental de la cordillera occidental de los Andes. Huarón se ubica geográficamente en las siguientes coordenadas (ver plano N° 1): 76º 25’30” de longitud Oeste 11º 00’45” de latitud Sur 4,200 a 4,800 m.s.n.m. Existen esencialmente dos vías de acceso carrozables y una vía férrea a saber:
Lima – La Oroya – Unish – Huarón Es la carretera más conservada y utilizada, por constituir en
gran parte la carretera central (Lima – Unish)
Lima – Canta – Huarón 11
12
Asfaltada solo en el tramo: Lima Santa Rosa de Quives en 75 Km. y afirmada146 Km., es poco utilizada por su poca conservación.
Vía férrea: Lima – La Oroya – Shelby De donde se empalma por carretera afirmada hasta Huarón.
1.2. CLIMA Y VEGETACIÓN. El clima es seco, frígido o tundra durante los meses de abril a noviembre, con lluvias torrenciales y nieve en los meses de diciembre a marzo, con una temperatura promedio de 5°C. a-5°C., falto de vegetación arbórea; suelo cubierto de pastos naturales, musgos y líquenes.
1.3. TOPOGRAFÍA. Cuenta con una topografía marcadamente accidentada por su ubicación en el flanco oriental de la cordillera occidental de los Andes, donde nos muestra antiguos valles en forma de artesa en “U”, como consecuencia de la acción glaciar, dejando permanentes lagunas escalonadas intercomunicadas por un drenaje natural. En las partes bajas como Huayllay, San José y La Calera, los rasgos glaciares se manifiestan por la presencia de morrenas, los cuales están constituidos por detritus de diferente litología (areniscas, lodolitas, margas, cuarcitas, etc.) que muestran las estrías, características del arrastre morrénico; su altitud varía desde los 4,200 a 4,800 m.s.n.m., proporcionando una ventaja respecto a los accesos y ubicación de la estructura mineralizada; característica topográfica por su sistema orogénico andino y por los efectos de los plegamientos geológicos. 13
1.4. ANTECEDENTES. El departamento de Pasco era originalmente parte del departamento de Junín; fueron divididos después de 1919 en la configuración actual. El área de Huarón era conocida inicialmente como el distrito de Huancavelica del departamento de Junín (Molinero y Singewald, 1919). Esto condujo a la confusión en cuanto a localizaciones exactas del mineral. La mina fue referida como la mina de San José en los años 20, y ahora se considera estar en el distrito de San José de Huayllay. La mina Huarón inició sus operaciones en 1912 por una subsidiaria de la compañía francesa French Penarroya hasta 1987, año en que Mauricio Hochschild y Compañía la adquirió. La Unidad Huarón se dedica a la extracción y producción de 3 con alto contenido de plata. Esta concentrados de plomo, zinc y cobre Unidad fue paralizada debido al colapso de la Laguna Naticocha, originado en la mina Chungar, vecina de Huarón, ocurrido el 23 de abril de 1998, que inundó Huarón por la comunicación de las labores mineras. En Marzo del 2000, Pan American Silver Corp. adquirió los derechos mineros de la Unidad Huarón, hoy Pan American Silver S.A. – Unidad Económica Administrativa Huarón.
1.5. RECURSOS. 1.5.1. RECURSOS DEL SUBSUELO. El Departamento de Pasco, es la región minera más importante del país por los ingentes recursos mineros que posee, es así que en el área correspondiente a la U.E.A. Huarón podemos encontrar
14
minerales como la plata, zinc, plomo y cobre que constituyen la riqueza ofrecida por la naturaleza.
1.5.2.
RECURSOS DEL SUELO. Cuenta con la presencia de pastos naturales en las comunidades
vecinas, es importante destacar que la población se dedica a la actividad agrícola y pecuaria debido a las características climatológicas y topográficas que presenta el territorio y que hacen propicia la explotación 4 destacando el cultivo de la maca; de los terrenos aptos para la agricultura, la producción pecuaria es tradicional y extensiva (de pastoreo a campo abierto) principalmente en la producción vacuna, ovina, alpacas, llamas, vicuñas, etc.
1.5.3. RECURSOS HÍDRICOS. El recurso hídrico es utilizado con fines de consumo de la población agrícola, minera, piscícola e industrial; el que confronta los problemas de contaminación
por
descarga
indiscriminada
de
aguas
residuales,
industriales y minerales. El consumo de agua para la mina se obtiene de la Laguna Llacsacocha, que a través de un sistema de bombeo es derivado hacia el Nivel 800, donde se cuenta con dos tanques de almacenamiento de agua para ser bombeados hacia los niveles inferiores.
15
1.5.4. RECURSOS HIDROBIOLÓGICOS. Se destaca la presencia de importantes piscigranjas que hacen posible la crianza de truchas para el abastecimiento y consumo local y regional; además se promueve la crianza de ranas.
1.5.5. RECURSOS HUMANOS. La fuerza laboral es uno de los recursos más importantes de la actividad minera, en la U.E.A. Huarón se destaca la presencia del factor humano proveniente de Cerro de Pasco, Huánuco, el distrito de Huayllay y zonas aledañas preferentemente como un convenio y compromiso que tiene la Empresa con las comunidades vecinas.
1.5.6. RECURSOS TURÍSTICOS. Cuenta con un potencial de recursos turísticos destacando el Santuario Nacional de Huayllay “Bosque de Piedras”, los Baños Termales de Calera, Laguna Llacsacocha, etc., que van a constituir una fuente de ingresos y visitas turísticas.
1.6. METODO DE TRABAJO DE INVESTIGACION: El desarrollo del presente trabajo tendrá dos etapas: A.- Recopilación de información básica: Comprenderá la evaluación geomecánica del área donde se aplicará el método de subniveles, toma de muestras rocosas y otros datos relacionados al tema a desarrollarse. B.- Trabajos de gabinete: Ensayos de laboratorio de propiedades físicas y mecánicas de las muestras tomadas, procesamiento de los datos obtenidos, elaboración
16
de cuadros geotécnicos, diseño del tajeo, elaboración de planos y finalmente la redacción de la tesis. 1.7. INFRAESTRUCTURA. La Unidad Económica Administrativa Huarón cuenta con oficinas administrativas y operacionales dentro del complejo minero Francois, una planta de tratamiento de minerales con una capacidad de tratamiento de 2000 TMD, como se observa en la Foto Nº 1.3, talleres de mantenimiento mecánico y eléctrico de maquinarias y equipos, mantenimiento de máquinas y herramientas, estaciones y subestaciones eléctricas, casa compresoras, campamentos de personal obrero, y de empresas especializadas; además de un complejo en San José de Huayllay para el personal administrativo y operacional afiliados en Compañía.
1.8. OBJETIVOS. 1.8.1. OBJETIVOS GENERALES.
Poder explotar las reservas de mineral existentes en la Mina Huarón mediante el método de subniveles.
1.8.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS. a.- Diseñar los tajos para el método de subniveles y a su vez justifique técnica y económicamente su aplicación. b.-Servir al suscrito como tema de tesis, para optar el título de Ingeniero de Minas 1.9. ORGANIZACIÓN.
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La Unidad Económica Administrativa Huarón cuenta con un tipo de organización formal de sistema abierto el cual podemos observar en la Lámina Nº 1
18
LÁMINA Nº 1: ORGANIGRAMA DE LA COMPAÑÍA MINERA HUARÓN FUENTE: SUPERINTENDENCIA DE ADMINISTRACIÓN PAN AMERICAN SILVER UNIDAD HUARON
19
CAPITULO II
GEOLOGÍA
2.1.
GEOLOGÍA REGIONAL. Las unidades lito estratigráficas que afloran en la región minera de
Huarón están constituidas por sedimentitas de ambiente terrestre de tipo “molásico” conocidos como “capas rojas”, rocas volcánicas andesiticas y dacíticas con plutones hipabisales. En la región abunda las “capas rojas” pertenecientes al grupo casapalca que se encuentra ampliamente distribuida a lo largo de la cordillera occidental desde la divisoria continental hacia el este y está constituido por areniscas arcillitas y margas de coloración rojiza o verde en estratos delgados con algunos lechos de conglomerados y esporádicos horizontales lenticulares de calisas grises, se estima un grosor de 2,385 metros datan el cretacio superior terciario inferior (Eoceno). En forma discordante a las “capas rojas” y otras unidades litológicas del cretáceo se tiene una secuencia de rocas volcánicas con grosores variables constituida por una serie de derrmes lávicos piroclastos mayormente andesiticos, daciticos y rioliticos pertenecientes al 20
grupo calipuy que a menudo muestran una pseudoestratificacion subhorizontal en forma de bancos medianos a gruesos con colores variados de gris, verde y morados. Localmente tienen intercalaciones de areniscas, lutitas y calizas muy silificadas que podrían corresponder a una interdigitación con algunos horizontes del grupo casapalca. Datan al cretáceo superior-terciario inferior (Mioceno). Regionalmente ocurre una peneplanización y depósitos de rocas volcánicas acidas tipo “ignimbritas” tobas y aglomerados de composición riolitica que posteriormente han dado lugar a figuras “caprichosas” producto de una “meteorización diferencial” conocida como “bosque de rocas” datan al plioceno. Completan al Marco Geológico-geomorfológico una posterior erosión glaciar en el pleistoceno que fue muy importante en la región siendo el rasgo más característico de la actividad glaciar la formación numerosas lagunas. 2.1.1. ESTRATIGRAFÍA. En el distrito minero de Huarón se presentan diferentes unidades litológicas de naturaleza sedimentaria marina y continental, además de rocas intrusivas y efusivas, las cuales han sido datadas por correlaciones estratigráficas o fósiles que se hallan preservados. Ver lamina N ° 02 2.1.1.1.
ROCAS SEDIMENTARIAS.
Se tienen las siguientes formaciones:
21
COLUMNA ESTRATIGRÁAFICA UNIDAD HUARÓN LAMINA N°02
22
LAMINA N° 03
23
A. GRUPO PUCARÁ. (Triásico Superior – Jurásico Inferior). Éste grupo se le conoce también con el nombre de calizas Uliachín – Paria; está formado por calizas y dolomías grises claras y rosadas intercaladas con pequeños horizontes de carbón y presencia de fósiles (Gasterópodos) mal preservados. El afloramiento más típico de éste grupo se encuentra en el caserío de Canchacucho a 10 Km. al noreste de Huarón. En la parte sur de éste paquete sedimentario tenemos calizas de color gris brillante ciertas concreciones, lentes o bandas de cherts paralelas a la estratificación. En este afloramiento la base no está expuesta y sólo se conocen 100 m de potencia. Infrayace mediante una discordancia angular a la formación Casapalca y Volcánico Huayllay.
B. FORMACIÓN CASAPALCA (Capas Rojas) (Cretáceo Superior – Terciario Inferior). Es en esta formación donde se emplaza la mineralización del distrito minero de Huarón y está formado por la siguiente secuencia: Del piso hacia techo, por una secuencia de lutitas,
areniscas
y
margas
aproximadamente).
24
marrón
rojizas
(200
m
Conglomerados silíceos con clastos bien redondeados con cierta uniformidad en el tamaño (1cm a 15 cm) con matriz arenácea y ligeras estratificaciones; son conocidas como Bernabé (40m). Sucesión de areniscas y limonitas calcáreas de color marrón rojizo (0 – 300m). Sedimentos calcáreos silicificados y dolomitizados de color gris claro y violáceo, en el flanco este del anticlinal de Huarón; en el flanco oeste intercalados con cherts y conglomerados, son conocidos como cherts de Sevilla (25 m). Conglomerados abarcados por la silicificación de los cherts y 12 calcáreas de color marrón (100 areniscas, lutitas y limolitas m). Margas, lutitas y areniscas de color marrón y verdes grisáceas con delgadas capas de yeso (100 – 200 m). Suprayace al Grupo Pucará mediante una discordancia angular, e infrayace a la formación Abigarrada también mediante una discordancia angular.
C. FORMACIÓN ABIGARRADA. (Terciario Inferior Paleoceno). El nombre denominado por Harrison R. a una secuencia Vulcano – Sedimentario, compuesto principalmente por tufos y brechas de color rojizo, areniscas y conglomerados
25
característicos por su gran tamaño, pues algunos clastos llegan a alcanzar 1.5 m de diámetro en una matriz arenácea. Suprayacen a las capas rojas mediante una discordancia angular, la parte superior de ésta formación ha sido erosionado, pero en algunas zonas infrayace al Volcánico Huayllay mediante discordancia angular (200 m de potencia aproximadamente).
D. VOLCÁNICO HUAYLLAY. (Terciario Superior Plioceno). Está compuesto por tufos grises, brechas y cenizas volcánicas de carácter ácido, identificándola como una riolita riodacita de grano grueso de color gris marrón claro, estructura fluidal y presencia de cuarzos bipiramidales de 1 mm a 5 mm, así como cristales de biotita en completo desorden. A veces se tiene presencia de sillimanita o fibrolita que hace pensar en una ignimbrita. En la zona de Huayllay de Calera, Canchacucho se encuentran cubriendo una gran extensión estas rocas con formas caprichosas – producto del intemperismo – erosión, conjugadas con sistemas de disyunciones columnares. Suprayace al Grupo Pucará, Formaciones Casapalca, Abigarrada mediante una discordancia angular (100 m a 200 m).
26
E. DEPÓSITOS RECIENTES. Generalmente son depósitos fluvioglaciares como morrenas, turbales y conos de escombros que cubren las partes bajas. (10m a 50m, las morrenas y 3m a 10m turbales).
2.1.2.
ROCAS ÍGNEAS O INTRUSIVAS. Son cuerpos irregulares de diferente tamaño que afloran en el
área en forma de diques. Debido al relajamiento de las fuerzas tectónicas en la parte convexa del anticlinal, se originaron zonas de debilitamiento a lo largo de las cuales se produjeron rupturas que sirvieron para la circulación y emplazamiento de fluidos de composición cuarzo monzonítico en forma de diques axiales longitudinal y transversal. Los diques axiales longitudinales se presentan en enjambre de 6 diques dentro de un cuerpo lenticular cuya parte más ancha tiene 1.4 Km. y de orientación N25°W. El afloramiento es duplicado debido a las fallas normales postintrusivo y pre-mineral alcanzando hasta 350 m. en potencia. Los diques axiales transversales intruyen la parte oriental del anticlinal con dirección E-W y N 85°W, distribuidos en una zona de 300 m de ancho adelgazándose hacia el Este. En la zona central del anticlinal los diques axiales longitudinales y transversales se unen adquiriendo mayor potencia. Estos diques han desplazado muy poco los horizontales litológicos y no han producido
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metamorfismo de contacto en las rocas encajonantes y se encuentran alterados (seritización, caolinización y fuerte piritización).
2.2. GEOLOGÍA ESTRUCTURAL. 2.2.1. GEOLOGÍA ESTRUCTURAL REGIONAL. Los Sedimentos pre-terciarios y terciarios por acción de la orogénesis incaica, han sido fuertemente plegados dando lugar a la formación de anticlinales que se orientan en forma regional N25°W, que forma parte de la cordillera de los Andes.
2.3. GEOLOGÍA ESTRUCTURAL LOCAL. Las principales estructuras de la U.E.A. Huarón son: A. PLEGAMIENTOS. Un anticlinal asimétrico, es la estructura principal con el flanco oriental de mayor buzamiento 50° - 60° E que el occidental (35° 42° W); el plano axial de orientación N20°-30°W se inclina al Oeste y en la parte central presenta una suave convexidad hacia el Este; parte del plano axial ha sido erosionado. Las dimensiones de la estructura son aproximadamente de 20 Km. a lo largo de la zona axial longitudinal y 6 Km. de la zona axial transversal. Evidentemente los esfuerzos compresionales provenientes del Oeste han sido de mayor intensidad que los del Este. Un sinclinal ubicado a 3.5 Km. al Oeste de Huarón denominado Quimacocha, cuyo plano axiales paralelo al anticlinal de Huarón. 28
B. FALLAS Y FRACTURAS. Los esfuerzos posteriores a la compresión e intrusión, debido al relajamiento de la charnela del anticlinal (esfuerzos de tracción) con la formación de fallas y fracturas de un horst. Un primer conjunto de orientación E-W, se caracteriza por presentar dos sistemas de fracturas que tienden a converger a profundidad: el primer sistema que buza 70º-80º N, se localiza en las partes sur y media del distrito, tales como Andalucía, Restauradora, Cometa, Elena, Yanamina, Travieso, Alianza y Yanacrestón; el segundo sistema que buza 80º-90º S, se localiza en la parte norte del distrito, pertenecen a este sistema las vetas Shiusha N, Shiusha S, grandes fallas de cizallas en forma de “X”, la más conocida falla pozo “D” Llacsacocha, con buzamiento sub vertical de Norte al Sur, Patrick y Veta 17. La estructura de mayor importancia es la falla pozo D en el flanco Nor-Oriental del anticlinal que desplaza a los cherts de Sevilla con un salto aproximado de 400 m. Un segundo conjunto de orientación N-S, que buzan al Oeste entre 40º-65º W y se localizan al Oeste del distrito, son concordantes a la estratificación, tales como Fastidiosa, San Narciso, Santa Rita, Surprise, Caprichosa y ramal Caprichosa. Todas las fracturas y fallas fueron pre-mineralizadas; más el fracturamiento post mineral de menor magnitud en forma concordante a la pre-mineralización, que en su totalidad forman el horst de Huarón. 29
2.4.- GEOLOGIA LOCAL. El yacimiento de Huarón, litológicamente está conformado por sedimentitas que reflejan un periodo de emersión y una intensa denudación. Las “Capas Rojas” del Grupo Casapalca presentan dos ciclos de sedimentación: El ciclo más antiguo es el más potente con 1,400 a 1,500 metros de grosor y el ciclo más joven tiene una potencia de 800 a 900 metros. Cada ciclo en su parte inferior se caracteriza por la abundancia de conglomerados y areniscas, en su parte superior contienen horizontes de chert, yeso y piroclásticos. La gradación de los clastos y su orientación indican que los materiales han venido del Este, probablemente de la zona actualmente ocupada por la Cordillera Oriental de los Andes. En el yacimiento se presentan principalmente margas y areniscas. En el Horizonte Base se tiene conglomerado Bernabé que es un “metalotécto” importante de la región con un grosor de 40 metros y está constituido por clastos de cuarcita de 10 cm. de diámetro y matriz arenosa. Horizonte Techo.- “Metalotécto” calcáreo chertico de Sevilla y Córdova de color violáceo y gris claro, masivo, lacustrino con un grosor de 25 metros. La mineralización ha ocurrido sobre estas rocas que han servido de receptáculo y donde las potencias son variables.
2.5. GEOLOGÍA ECONÓMICA. 2.5.1.- GENESIS. El yacimiento en cuanto a su origen tiene las siguientes características:
30
Es primario, por precipitarse a partir de soluciones mineralizantes que se originaron durante la diferenciación magnética. A las vetas de Enriquecimiento
secundario
se
les
considera
de
carácter
secundario.
Es
Hipógeno
porque
los
minerales
provienen
de
aguas
ascendentes de derivación magmática y las rocas encajonantes se formaron con anterioridad a la formación de las estructuras mineralizadas, la formación de las vetas tuvo lugar por el fracturamiento
de
la
roca
encajonante,
emplazándose
las
soluciones mineralizantes en algunas de estas fracturas.
Es
Mesotermal
a
Epitermal,
por
sus
características
de
temperatura intermedia baja que nos indica su formación en condiciones de presión, temperatura moderada y profundidad. 2.5.2.- PARAGÉNESIS Y ZONEAMIENTO. La paragénesis o secuencia deposicional en el tiempo se ha estructurado por medio de las texturas y estructuras. La actividad tectónica ha permitido que la mineralización ocurra repetidamente en las fisuras, con soluciones hidrotermales de composición cambiante con el tiempo, estas soluciones han dado lugar a la precipitación de la mineralogía variada como se indica en la lámina N° 3. El zoneamiento o secuencia deposicional en el espacio, en Huarón se observa que ha sido horizontal muy marcada, desde una zona central (Travieso) hasta la periferie de acuerdo al siguiente detalle: 31
2.5.2.1. ZONA CENTRAL. Mineralización
cuprosa,
que
serían
las
más
antiguas
removilizaciones como la enargita, pirita, cuarzo (Travieso).
2.5.2.2. ZONA INTERMEDIA. Con mineralizaciones cuprosas, plomo, zinc, enargita, tetraedrita, esfalerita, galena, pirita (Tapada, Alianza, San Narciso, Fastidiosa).
2.5.2.3. ZONA EXTERIOR. Minerales de plomo algunas veces tetraedrita, galena, esfalerita, pirita (Patrick, Shiusha, Bolsonada Bernabé, Sevilla, Veta Pozo D, Veta 17). Según los estudios de secuencia paragenética, se presentan los siguientes minerales:
Sulfosales Tetrahedrita: (Cu, Ag, Fe, Zn) 12 (SbAs) 4S12 Polibasita: (Cu, Ag) 16 Sb 2S11 Enargita: S4 As Cu3 Sulfuros Esfalerita: SZn
32
Galena: SPb Chalcopirita: CuFeS2 20 Pirita: S2Fe Estibina: S3Sb2 Óxidos Rodonita: (Mn, Ca) SiO3 Cuarzo: SiO2 Calcita: CaCO3 Casiterita: SnO2 Otros Wolframita: (Fe, Mn) WO4 Siderita: FeCO3 Rodocrosita: MnCO3 2.5.3. MINERALIZACIÓN. En el distrito de Huarón se han producido cuatro ciclos de mineralización:
2.5.3.1. PRIMER CICLO. Las soluciones hidrotermales primitivas que circularon por las fracturas que se encuentran en la parte central del distrito a temperaturas relativamente altas, precipitaron principalmente el cuarzo lechoso, pirita, enargita, y tetraedrita; las vetas que pertenece a este ciclo son: Travieso, Alianza, parte sur de Fastidiosa, Tapada, Veta Cuatro y parte norte de San Narciso. 33
El volumen de esta mineralización representa un 25 – 30% del volumen total de precipitados minerales. 2.5.3.2. SEGUNDO CICLO. Las pulsaciones tectónicas adicionales que aumentaron el movimiento hórstico, permitieron la reapertura y ampliación de las fracturas existentes y formación de otras en forma adyacente, se produjo una nueva actividad magmática con la consecuente inyección de un segundo ciclo de mineralización a temperatura media en el orden siguiente: cuarzo lechoso, pirita, esfalerita marrón, galena; el tiempo de precipitación fue más prolongado que el primer ciclo y de enfriamiento más lento. A este ciclo pertenecen las vetas Santa Rita, Cometa, Providencia, Elena, parte este de Tapada, extremo oeste de Alianza, Veta Cuatro, Yanacrestón, Patrick, Veta 17, Shiusha, Veta Pozo D y Bolsonadas; constituyendo el 50 – 60 % del volumen total.
2.5.3.3. TERCER CICLO. La reactivación tectónica en una época posterior, permitió que la parte central se elevara más, las fracturas pre-existentes se alargaran, profundizaran en forma adicional y se formaran nuevas fracturas; el brechamiento y permeabilidad de los minerales depositados permitió la circulación de nuevas soluciones hidrotermales de baja temperatura, con la precipitación de carbonatos que se inicia con la siderita y evoluciona a dolomita, rodocrosita y calcita; además de baritina, esfalerita rubia clara, esfalerita rubia rojiza, galena, tetrahedrita, polibasita y calcopirita.
34
Esta precipitación fue rápida en un tiempo relativamente corto. Pertenecen a este ciclo las bolsonadas Lourdes, la parte este de las vetas Elena, Providencia, Cometa, las vetas Restauradora, Andalucía, Precaución, parte norte de Fastidiosa y parte sur de San Narciso. Este ciclo contribuye con el 20 – 25 % del volumen total.
2.5.3.4. CUARTO CICLO. Se inició una débil lixiviación hipógena que produjo una disolución parcial de los cristales y en las paredes de las fracturas. 2.5.4.
MINERALOGÍA.
2.5.4.1. ENARGITA (AsS 4Cu3). De color negro oscuro, brillo metálico, de peso específico 4.4 se caracteriza por su exfoliación cuando cristaliza, también se encuentran en estado masivo, en algunos casos tiene un contenido mínimo de Zn y Fe. Se halla íntimamente asociada a la Tennantita, Tetraedrita, en ciertos casos con la Pirita, Cuarzo y otros Sulfoarseniuros y Sulfoantimoniuros.
2.5.4.2. TETRAHEDRITA (Sb4S13) (Cu, Fe, Zn, Ag) 12. De color grisáceo a pardo, de peso específico 4.6, de brillo metálico a sub metálico, de raya negra, tiene cierto contenido de Hierro, Plata y Zinc que sustituyen al Cobre, se hallan asociado a la Enargita, Calcopirita
y
Pirita
principalmente
Sulfoantimoniuros. 2.5.4.3. CALCOPIRITA (CuFeS2).
35
y
otros
Sulfoarseniuros
y
De color amarillo latón, se encuentra cristalizada o masiva, asociada a los minerales anteriores, se caracteriza por su brillo metálico.
2.5.4.4. GALENA (SPb). De color gris plomizo de dureza 2.5 y de peso específico 7.4 a 7.6 de brillo metálico y raya gris. Generalmente se encuentra cristalizada, se caracteriza por su buena exfoliación y gran peso específico, se enriquece con valores de plata especialmente Galena tardía Argentífera que es de un color gris brillante.
2.5.4.5. ESFALERITA (SZn). Llamada también Blenda, de dureza 3.5, peso específico entre 3.9 a 4.1 el color varía de castaño claro a castaño oscuro, pasando por marrón rojizo de brillo resinoso a metálico, raya blanca o amarilla, se halla cristalizada, se encuentra asociada principalmente a la Galena. 2.5.4.6. PIRITA (FeS2). De color amarillo pálido, es el mineral de ganga más abundante, cristalizado o masivo o en diseminaciones asociada a todos los minerales antes descritos.
2.5.4.7. CUARZO (SiO2). De color blanco transparente a ahumado, a veces en cristales piramidales formando Drusas, brillo vítreo y gran dureza, es abundante y se encuentra asociado a todos los minerales antes indicados. 2.5.4.8. CALCITA (CO3Ca). 36
Se encuentra generalmente masiva, asociada a casi todos los minerales descritos, es de color blanquecino, brillo vítreo, ocasionalmente se enriquece con valores de Plata.
2.5.4.9. RODOCROSITA (MnCO3). De color rosado, de aspecto duro asociado al Cuarzo y Calcita preferentemente. Se encuentra íntimamente asociada a la Rodonita (MnSi2) a la Calcita y demás minerales anteriormente descritos, se enriquece mucho más que la Calcita con valores de Plata por ser muy favorable para la precipitación de Sulfosales de Plata (Proustita, Pirargirita, Estefanía, Polibasita y otras).
2.5.5. CONTROLES DE MINERALIZACIÓN. Estudios con microsonda electrónica sobre los minerales con plata demuestran que: - 62% de Ag está en Tetraedrita (Cu3SbS3) - 15% de Ag está en Galena Antimoniada - 06% de Ag está en Tenantita (Cu3AsS3) - 06% de Ag está en Blenda (SZn) - 11% de Ag está en pirita y otros minerales 2.5.6. ESTRUCTURAS MINERALIZADAS. El yacimiento polimetálico de la Unidad Huarón está formado principalmente por tres tipos de estructuras mineralizadas, que se 37
encuentran ubicados dentro de un anticlinal asimétrico con eje N – S, habiendo sufrido diferentes etapas de compresión, distensión e intrusiones
de
diques
ácidos,
estructuras
que
mencionamos
a
continuación:
2.5.6.1. VETAS. En fallas o fracturas mineralizadas posteriormente con minerales de mena y ganga predominando la longitud horizontal sobre la vertical, variando en potencia en unos centímetros, hasta algunos metros. Ejemplo; Alianza, Yanacrestón, Veta Cuatro, Travieso, Cometa, etc.
2.5.6.2. VETAS – MANTO. Vetas estratiformes, siguen el buzamiento de las capas sedimentarias de la Formación Casapalca inferior y superior ejemplo: Caprichosa, Fastidiosa, Surprise, Santa Rita, San Narciso, Ramal Caprichosa, vetas trampa del contacto conglomerado-marga San Pedro, Paola, etc.
2.5.6.3. BOLSONADAS. Son concentraciones de mineral hipógeno en cuerpos de forma irregular, emplazados principalmente en conglomerados y cherts por reemplazamiento, ejemplo: Sevilla, Córdova, Lourdes, Impacto 15, Bolsonada 51, etc.
38
2.5.7. RESERVAS MINERALES. En la Unidad Económica Administrativa Huarón, la reserva de las estructuras mineralizadas se encuentra en profundización, existiendo también estructuras de recuperación en las zonas que fueron explotadas en las gestiones anteriores y que dado el precio de los metales calificaron como mineral económicamente explotable y otras de reciente exploración en los niveles superiores dada la antigüedad de la mina. De acuerdo a la cubicación realizada hasta el 31 de julio del presente año se tiene las reservas que se muestran en el cuadro N° 2.5.7
Cuadro N° 2.5.7
RESUMEN RESERVAS MINERAL BOLSONADA 51
39
AL 31 DE JULIO DEL 2012 CATEGORIA PROBADO PROBABLE TOTAL: PROMEDIO
POTENCIA Mts. 4.10 3.90
TONELAJE TMS 280,500 160,000 440,500
Oz/TM Ag 10.19 10.00
4.00
10.12
CAPITULO III
MINERÍA
3.1. SISTEMAS DE EXPLOTACIÓN. 40
LEYES % Cu 0.25 0.20
% Pb 2.20 2.15
% Zn 3.15 3.10
0.23
2.18
3.13
La Compañía Minera Pan American Silver S.A., Mina Huarón, viene explotando sus labores bajo el sistema de Corte y Relleno Ascendente Convencional y Mecanizado. En el Sistema Convencional, la explotación se realiza accediendo a las vetas en el nivel principal mediante dos cruceros y ejecutando primeramente el subnivel, paralelamente a ello se ejecuta por uno de los cruceros en estéril una chimenea camino para acceder al tajeo en los siguientes cortes y ejecutando por el segundo crucero el anillado que servirá como ore pass mientras dure la explotación del block. El sistema mecanizado se realiza, ejecutando rampas de desarrollo en estéril con una gradiente de 14% y 15% y con una altura de paso de 20 m., para luego ejecutar cruceros de acceso a la veta; previamente en el nivel principal se accede al yacimiento mediante un crucero, para ejecutar el subnivel correspondiente y empezar a realizar el realce del tajeo. La perforación en labores de explotación es en upper y breasting, la voladura es con el agente de Voladura examón, anfo y accesorios fanel de periodo corto, la limpieza es con equipos LHD Scoop de diferentes capacidades en tajeos de potencia mayor a 2m y winches eléctricos y scrapper en tajeos de potencia menor a 2m, el sostenimiento en labores de explotación es con split set, split set y malla, cuadros de madera, puntales de seguridad y puntales en línea y tablas como guardacabeza, el transporte de mineral hacia la planta de tratamiento se lleva a cabo en volquetes de 25 a 35 TM y sobre rieles con locomotoras trolley y baterías.
3.2. ZONAS DE EXPLOTACIÓN.
41
La Unidad Económica Administrativa Huarón, cuenta con cinco zonas de explotación, cuyos aportes constituyen la producción total de la unidad, como son:
3.2.1. SATÉLITE (YANAMINA Y SANTA RITA). Zona constituida por las secciones: Yanamina, accesible a través de una rampa principal, desde el nivel 600 hasta el nivel 500 con proyecto de profundización, cuenta con labores subterráneas para la explotación de vetas (Tajeos R 108, R 105, R 34, R 18, etc.) y la Sección Santa Rita que cuenta con labores de explotación superficial en áreas colindantes con la mina vecina Chungar-Animón, y cuyo aporte es de volumen.
3.2.2. NORTE 600 (SAPO Y SAPITO). Zona que cuenta con 6 labores de explotación con estructuras mineralizadas de potencias variables que oscilan entre 0.60 m hasta los 15 m.(Tajeos R19, R 8V4, R 7, R 167, R 168 y R 850), actualmente es la zona de mayor aporte de mineral; cuenta con dos sistemas de transporte de minerales, el transporte en volquetes a través del acceso principal bocamina Nv.600 (Sapo) y por rieles del Nv.600 a través del echadero de mineral OP 80 hasta el Nv.500 donde es extraído por locomotoras Trolley y Baterías hasta la planta de tratamiento.
3.2.3. NORTE 500. Accesible a través de una rampa negativa desde el Nv.600, y bocamina de un crucero principal ubicado
42
a 100 m. de la planta de
tratamiento, cuenta con 2 labores de explotación (Tajeos R 14 y R 15), su extracción es netamente con locomotoras Trolley y a Baterías.
3.2.4. NORTE 180. Zona accesible a través de la rampa principal negativa Cosmos, realizan la explotación en los niveles inferiores (Nv.340,Nv. 250 y Nv.180), con
vetas angostas y trabajos de profundización, que constituyen la
reserva futura de la mina.
3.2.5. SUR. Accesible a través de la rampa principal negativa Cosmos, cuya explotación de vetas angostas de recuperación en los niveles inferiores (Nv.420, Nv.340 y Nv.250) hacen de la zona de menor aporte de mineral y que al igual de la zona Norte cuentan con un sistema de transporte de extracción de minerales con volquetes de 30 TM a través de la Rampa Cosmos, pero con alto contenido de mineral económico.
3.3. LABORES MINERAS. 3.3.1. LABORES DE EXPLOTACIÓN. Estas labores comprenden los tajeos propiamente dichos, y que de acuerdo a las características del yacimiento se van a determinar las dimensiones y otros estándares y parámetros para su explotación, en la U.E.A. Huarón la potencia de la estructura mineralizada varía de unos cuantos centímetros a 20 m, con buzamientos de 65° hasta 80°, es por ello que el mayor aporte de mineral provienen de los tajeos de explotación
43
del yacimiento todos bajo el método de corte y relleno ascendente mecanizado y convencional.
3.3.2. LABORES DE PREPARACIÓN. 3.3.2.1. SUBNIVELES. Labor de preparación de los tajeos y poder delimitar las dimensiones de los mismos, son ejecutados con dimensiones 8’ x 6’ y 6’ x 4’ a lo largo de la estructura mineral, dependiendo de las características del yacimiento y los equipos a utilizar 3.3.2.2. CRUCEROS. Labores horizontales generalmente de acceso a la estructura mineralizada y cuando se va a realizar la explotación con equipos LHD, inicialmente con una gradiente negativa de 15% y a medida que se va realizando los cortes superiores va cambiando hasta obtener una gradiente positiva de 15% donde será necesario realizar los siguientes cortes por el subnivel inmediato superior.
3.3.2.3. CHIMENEAS. Labores verticales de preparación que van a ser utilizados generalmente como accesos (caminos), echadero de mineral (Ore Pass), ventilación y servicios o una combinación de estos, usualmente la chimeneas son ejecutados en estructura mineral cuando la limpieza se realiza con winche y scrapper para echaderos de mineral y fuera de estructura cuando la limpieza se realiza con equipos LHD Scoop, cuando
44
las chimeneas se realizan para camino se arman con cuadros de madera y se acondiciona las escaleras con los descansos respectivos.
3.3.3.
LABORES DE DESARROLLO.
3.3.3.1. RAMPAS. Labores inclinadas con secciones típicas de 2.0 x 2.0m; 3.5m x 3.5m. y 4 m x 4 m y gradiente de 12 a 15%, dan acceso a las labores de explotación y se desarrollan fuera de estructura mineralizada para comunicar un nivel con otro, las rampas son ejecutadas con la finalidad de realizar el trabajo en forma mecanizada, para que a través de estas labores puedan acceder los equipos a las labores de explotación.
3.3.3.2. GALERÍAS. Labor horizontal que se ejecuta longitudinalmente en estructura mineral y que va a delimitar la extensión de la mineralización del yacimiento, con una gradiente de 6/1000 y sección típica de 8’x 8’ y 9’ x 9’. En la Unidad Huarón las galerías ejecutadas anteriores a la nueva gestión constan de dimensiones mayores.
3.3.3.3. BY PASS. Labores horizontales que se ejecutan en estéril para seguir una dirección diferente al diseño de una galería o crucero y que normalmente mantiene la misma sección y gradiente, estas labores se realizan cuando la estructura mineral sufre un desplazamiento o para acceder a una nueva estructura mineralizada.
45
3.3.3.4. CÁMARAS DE CARGUÍO. Son labores que se desarrollan para realizar el carguío de mineral con equipos LHD Scoop a los volquetes de transporte de mineral, estas cámaras se ejecutan para alcanzar la diferencia de nivel que debe existir para que el equipo LHD Scoop pueda cargar al volquete. 3.3.3.5. CÁMARAS
DE
ALMACENAMIENTO
DE
DESMONTE/MINERAL. Son
labores
ejecutadas
con
la
finalidad
de
realizar
un
almacenamiento provisional de desmonte/mineral, cuando es necesario realizar una limpieza inmediata de los tajeos, cuando se requiere acumular desmonte para relleno detrítico o por falta de equipos de transporte de mineral. LABORES DE EXPLORACIÓN. 3.3.3.6.
CRUCEROS.
Labores exploratorias y que de acuerdo a una pre-evaluación y estudio geológico se tiene indicios de la continuidad y/o existencia de una estructura mineralizada.
3.3.3.7.
ESTOCADAS.
Son labores de sección reducida 6’ x 4’ o menor, que se realiza sobre estructura, con la finalidad de determinar el comportamiento y mineralización de pequeños ramales mineralizados que se encontraron al ejecutar un crucero, bypass, galería, etc.
46
3.3.3.8.
CÁMARAS DE SONDAJE.
Labores exploratorias que se ejecutan con la finalidad de que un equipo de perforación diamantina realice su trabajo para la ubicación de estructuras mineralizadas, las secciones que comúnmente tienen estas labores son de 4m x 4m x 4m, siendo necesario realizarlos con una o dos pozas de sedimentación de finos de sección de 1m x 1m x 1m.
CAPITULO IV
APLICACIÓN DEL MÉTODO DE SUBNIVELES CON TALADROS LARGOS EN LA EXPLOTACIÓN DE LA MINA HUARÓN 47
4.1.- EVALUACIÓN GEOMECÁNICA. 4.1.1. MAPEO GEOMECÁNICO SUBTERRÁNEO. La mina cuenta con el Departamento de Geotecnia, que es el encargado de realizar el mapeo geológico de las diferentes labores subterráneas, el mismo que contiene la delimitación de los dominios estructurales, basado en la calidad de la roca del macizo. Además se ha hecho el logueo geomecánico y geológico de los taladros diamantinos que han cortado la secuencia donde se ubica la estructura mineralizada. El mapeo geomecánico nos permite caracterizar la calidad de la masa rocosa del área en estudio y se efectúo teniendo como base las tablas geomecánicas propuestas por Bartón y Bieniawski, para cuyo trabajo de campo se ha dividido el macizo a lo largo de la galería en “Dominios estructurales”, los cuales presentan discontinuidades con condiciones similares y orientaciones distintas. El mapeo se realizó por línea de detalles, técnica bastante aplicada que consiste en colocar una wincha en la cara de la excavación y cada metro ir registrando las discontinuidades existentes, anotando sus características, pues el comportamiento mecánico del macizo rocoso se determina por el número de familias que se intercepta en un punto. El
análisis
detallado
de
las
estructuras
geológicas,
debe
comprender el uso de proyecciones estereográficas, diagramas de puntos y frecuencias, que permita representar la posición y la dirección preferencial del fracturamiento que presenta el macizo rocoso. Con los datos geomecánicos obtenidos se realiza la clasificación geomecánica de
48
las labores subterráneas y de acuerdo a esto diseñar la labor y el tipo de sostenimiento que el tramo requiere. 4.1.2.-DETERMINACIÓN
DE
LAS
PROPIEDADES
FÍSICAS
Y
MECÁNICAS DEL MACIZO ROCOSO. a.- DENSIDAD: Se define como la relación entre la masa del material y su volumen, siendo un factor ampliamente usado como indicador general de la mayor o menor dificultad que pueda encontrarse para romper a una roca. En Huarón, se tiene diferentes rocas como: granodiorita, diorita y tonalita en la zona de mineralización encontramos el cuarzo y el mineral.
Desmonte Conglomerado Arenisca Margas Chert Promedio Estructura mineralizada Ganga Mineral Promedio
Densidad 2.52 – 2.56 2.50 – 2.53 2.20 – 2.30 2.40 – 2.51 2.44 Densidad (gr/cc) 2.40 3.40 – 4.20 3.10
b.-POROSIDAD: Es la relación del volumen total de los huecos existentes en una roca a su volumen aparente, la porosidad se expresa siempre en porcentajes de volumen aparente del sólido tomado como unidad, porque, considera a todos los huecos que existe en la roca. c.-ABSORCIÓN: Es la capacidad de las rocas para saturarse de agua, los mismos que se determina mediante un recipiente de saturación en el que se coloca una muestra seca a la que se agrega agua a determinados 49
intervalos de tiempo(hasta 1/3 de su altura al inicio, luego hasta 2/3 a las 2h y cubriéndolas totalmente a las 20h para después efectuar una serie de pesadas hasta llegar a encontrar entre ellas diferencias menores da 0.1 gr. punto en la que se considera que el material está embebido a peso constante. En el siguiente cuadro se indica los valores de absorción y porosidad de las rocas existentes en la mina Huarón.
Roca Absorción % Porosidad % Conglomerado 2.56 2.70 Arenisca 2.68 3.15 Marga 3.20 4.30 Chert 2.81 3.42 4.1.3.- PROPIEDADES GEOMECÁNICAS DEL MACIZO ROCOSO a.- RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN UNIAXIAL. Gc Kg/cm²
Gc MPa
Conglomerado
760
74.51
Arenisca
540
52.94
Marga Chert
323 446
31.67 43.73
Roca
Define la fuerza o carga por unidad de superficie bajo la cual una roca fallará por corte o cizalla. Caso de la mina Huarón se pudo clasificar de la siguiente manera: b.- CONSTANTES ELASTICAS : MÓDULO DE YOUNG O DE ELASTICIDAD (E) Es una medida de la resistencia elástica o de la habilidad de una roca para resistir la deformación. Cuanto mayor el módulo de Young
50
mayor dificultad para romperse. Los datos del módulo de elasticidad en Huarón se obtienen de los ensayos sometidos en el laboratorio de mecánica de rocas. COEFICIENTE DE POISSON (v) Es el radio de contracción transversal a expansión longitudinal de un material sometido a esfuerzos de tensión, o sea, es una medida de su fragilidad. Cuanto menor el radio de Poisson, mayor la propensión a rotura. Los valores que se tienen de las constantes elásticas de las rocas existentes en la Mina Huarón son:
ROCA Conglomerado Arenisca Marga Chert
E Kg/cm² 2.22 x 105 2.00 x 105 1.30 x 105 1.74 x 105
V 0.21 0.19 0.17 0.18
C.- ENSAYO DE CORTE DIRECTO. Ensayo tendiente a determinar el ángulo de fricción y cohesión de las discontinuidades. Su aplicación es para determinar la capacidad portante de la roca y diseño de taludes. Los valores obtenidos de ensayos de laboratorio de mecánica de rocas dan el siguiente resultado. Roca
Cohesión Kg/cm²
Angulo de Fricción (°)
Conglomerado Arenisca
1.60 1.50
28 27
Marga
1.10
25
51
Chert
1.30
26
d.- VELOCIDAD SÓNICA DEL MACIZO ROCOSO. Es la velocidad a la cual una roca transmitirá las ondas de compresión. Corno a este tipo corresponden las ondas sonoras también se le refiere como velocidad de onda longitudinal. Las velocidades de onda medidas en laboratorio de las rocas en estudio resultaron. Roca
Velocidad de Onda m/seg
Conglomerado Arenisca
3,400 3,160
Marga
2,830
Chert
2,950
.
4.2.-DETERMINACIÓN DE ESFUERZOS. El macizo rocoso donde se encuentra emplazado el yacimiento está Huarón está conformado por rocas como: la granodiorita, tonalita, andesita y calizas. Esta litología existente dentro del macizo, tienen características diferentes y es un factor importante en la estabilidad de las aberturas subterráneas a construirse, además el macizo a los esfuerzos a que fue sometido en épocas pasadas se encuentra perturbada y prueba de ello es la presencia de diaclasas, fracturas y fallas. En la Mina Huarón, las labores mineras se hallan actualmente a profundidad de 450 m., encontrándose el nivel más bajo a la cota de (4,050ms.n.m), por lo que la carga litostática ejercerá un esfuerzo vertical sobre las labores mineras, cuya magnitud sobre las paredes se debe
52
determinar y de acuerdo a esto tomar las previsiones del caso sobre la estabilidad. Los esfuerzos que se producen a cierta profundidad es el esfuerzo vertical y horizontal, los mismos que guardan relación entre
sí (K =
v/h). Los valores de K están comprendidos entre valores definidos conforme a la siguiente fórmula:
100 + 0.3 ≤ K ≤ 1,500 + 0.5 Z
Z
Donde Z es la altura de la sobrecarga. Para nuestro caso: El túnel tiene una sección de 3.50 x 3.50 m. se encuentra a 450 metros de profundidad. La máxima concentración de esfuerzos que ocurrirá alrededor del túnel será: Z = 450 m 100 + 0.3 ≤ K ≤ 1,500 + 0.5 450
450 0.22 + 0.3 ≤ K ≤ 3.33 + 0.5 0.52 ≤ K ≤ 3.83
Los caso a presentarse será K = 0.52
K=1
K = 3.83
Para el caso de una abertura de 3.50 x 3.50, la máxima concentración de esfuerzos será: Esfuerzo vertical (v): v = &.Z
=>v = 2,440 Kg/m³ x 450 = 109.80 Kg/cm² 53
Esfuerzo horizontal (h) h = Kv Para K=0.52: h = 0.52 x 109.80 = 57.10 Kg/cm² σv = 109.80 Kg/cm² Esfuerzo máximo m = 3h - v = 3 x 57.1 – 109.80 = 16.78 Kg/cm² m = 3v - h = 3 x 109.80 –16.78 = 312.62 Kg/cm² Resultado: Esfuerzo de compresión bóveda = 312.620 Kg/cm² Esfuerzo de compresión paredes = 16.78 Kg/cm² Para K=1.00: h = 1 x 109.80 = 109.80 Kg/cm² σv = 109.80 Kg/cm²
=>σv = σh
Esfuerzo máximo m = 3h - v = 3 x 109.80 –109.80 =219.60 Kg/cm² m = 3h - v = 3 x 109.80 – 109.80 = 219.60 Kg/cm² Resultado: Esfuerzo de compresión bóveda = 219.60 Kg/cm² Esfuerzo de compresión paredes = 219.60 Kg/cm² Para k = 3.83 h = 3.83 x 109.80 = 420.05 Kg/cm²
54
σv = 109.80 Kg/cm² Esfuerzo máximo m = 3h - v = 3 x 420.05 –109.80 = 1,150.35 Kg/cm² m = 3v - h = 3 x 109.80 – 420.05 = - 90.65 Kg/cm² Resultado: Esfuerzo de compresión bóveda = 1,150.25 Kg/cm² Esfuerzo de tracción paredes = -90.65 Kg/cm² Como la resistencia de las cajas para el caso de la roca caliza es 1,150 Kg/cm² > que el esfuerzo máximo compresivo, la abertura es estable. Por otro lado la resistencia a la tracción de la roca caliza es de 90.65 Kg/cm² esta resulta menor que el esfuerzo de tracción en la paredes, por lo tanto las paredes en este caso se deberán reforzar con pernos de anclaje. 4.3.- EVALUACIÓN GEOMECÁNICA DEL MACIZO ROCOSO. En la evaluación del macizo rocoso se ha aplicado los sistemas de clasificación de Bieniawski (RMR) y Barton (Q), obteniéndose el resultado siguiente:
Cuadro 3.3: Clasificación del Macizo Rocoso TIPO ROCA A B C
RQD % 80 65
Gc MPa 74.50
52.90
45
31.97
RMR 65
50 40
55
Q 15 8 3
NDICE CALIFICACION Bueno Regular Malo
4.4.- SOSTENIMIENTO RECOMENDADO. De acuerdo a los resultados de la evaluación geomecánica, se recomienda los siguientes tipos de sostenimiento a aplicarse en las labores de la Mina Huarón.
Cuadro N° 3.4 Tipos de Sostenimiento TIPO DE ROCA II II III
RQD
80 65 45
RMR 65 50 40
SOSTENIMIENTO RECOMENDADO
Q 15 8 3
Pernos ocasionales Pernos 1.5 x 1.5 m. Pernos 1.0 x 1.0 m.+ Shotcrete
+ malla metálica.
4.5.- ELECCIÓN DEL MÉTODO DE EXPLOTACIÓN. En la elección del método de subniveles con taladros largos se ha elegido teniendo en cuenta los parámetros generales que se indican en los cuadros 3.5ª y 3.5B.
4.6.- LABORES PREPARATORIAS. a).- CRUCERO DE EXPLORACIÓN (PIVOT). Es una labor que se desarrolla a partir de la rampa principal y/o acceso para delimitar el cuerpo, tiene una sección de 3.5 m. x 3.5 m. con una gradiente máxima de ±10% y sirve para delimitar el cuerpo mineralizado. 56
b).- BY PASS. Es una labor que se desarrolla en material estéril, roca competente que sirve para la extracción del mineral volado, tiene una sección de 3.5 x3.5 m. con una gradiente máxima + 3% y se halla ubicado en la base del block de explotación.
C.-VENTANAS. Es una labor de preparación ejecutado en la base del tajeo para la extracción del mineral. De sección de 3.5 x 3.5 m. construido desde el bypass hasta delimitar el cuerpo mineralizado. La distancia entre ventana a ventana es de 10 m. con una gradiente de + 1.0%
d.- GALERIA. Se construye en mineral, de sección 3.5 x 3.5 m. con una gradiente de + 3 % en la parte superior e inferior del tajo y su función es delimitar el block de explotación.
e).- SUBNIVELES. Es la labor principal en el método de subniveles, se corre sobre el block de mineral a explotarse (tajeo) cada 15 m. y para dar facilidad de perforación al jumbo que ejecutará los taladros largos tiene una sección de 3.0 x 3.5 m.
57
f).- Slot (cara libre). Es una chimenea que se construye en el centro del block de explotación, se ejecuta como una chimenea de 1.50 x 1.50 m. y tiene una longitud de 20 m.
4.7.-
MÉTODO
DE
SUBNIVELES
(SUBLEVEL
STOPING)
CON
TALADROS LARGOS. Método de minado conocido también como hundimiento por subniveles, se aplica cuando el mineral y la roca encajonantes son competentes, el ángulo de buzamiento mayor a 60º, generalmente se aplica en yacimientos verticales con formas y dimensiones regulares. Donde el mineral es arrancado a partir de subniveles de explotación mediante disparos efectuados en planos verticales, tiros radiales (SLS) o paralelos (SLS-LBH), el mineral se extrae a través de estocadas de carguío (puntos de extracción) perpendiculares a una zanja en la base del caserón. VENTAJAS . Método muy económico . Alta productividad . Ningún consumo de madera . Gran seguridad durante las preparaciones . Buena ventilación. Gran seguridad durante el trabajo.
58
DESVENTAJAS . Mayor preparación en función a los sub niveles . No es selectivo . Voladura secundaria frecuente (10% a 15% de bancos) . Scoop a control remoto vulnerables a accidentes. . Grandes cavidades vacías hasta concluir el relleno. Ver lamina 04 - 05 4.7.1.-
PREPARACIÓN
DEL
MÉTODO
DE
SUBNIVELES
CON
TALADROS LARGOS. La preparación para este método, consiste en disponer de un acceso principal denominado rampa principal de acceso, diseñar y ejecutar una rampa auxiliar en forma ascendente con una pendiente de +15.0% con la finalidad de acceder a la veta y construir el subnivel cada 15 m. de altura con una sección de 3.50 m. x 3.0 m a lo largo del tajeo y además construir los bypass hacia ambos extremos del tajeo cuya finalidad es de acceso para rellenar y extracción de mineral y finalmente se procede a delimitar el área de mineralización ensanchando la galería ejecutada a toda sección mineralizada.
4.7.2.-
EXPLOTACIÓN
DEL
MÉTODO
DE
SUBNIVELES
CON
TALADROS LARGOS.
A).- PERFORACIÓN DE TALADROS LARGOS. Consiste en el arranque y extracción del mineral de la labor denominada tajeo cuyo procedimiento es como sigue:
59
Traslado del equipo de perforación al nivel superior, ejecución del
DISEÑO, METODO DE MINADO DE VETA slot (formación de cara libre), marcado FARALLON
de malla de perforación,
ubicación de la perforadora, ejecución de taladros con longitud de 13.0 m. El diseño inicia con la selección del nivel de perforación, la altura de la sección es función de la altura del equipo de perforación, el ancho de la sección de perforación es función de la potencia del cuerpo o veta, siendo
60
LAMINA N° 04
61
DISEÑO DE TALADROS LARGOS
DISEÑO, METODO DE MINADO VETA FARALLON
62
el acho mínimo de perforación 4 m, si la veta es mayor al ancho mínimo de la labor, la perforación será radial, si la veta es igual al ancho de sección la perforación será en paralelo. Por razones geomecánicas de estabilidad no se cumple el segundo postulado, la perforación por lo general es radial. Para nuestro caso la perforación es paralela. Para determinar el burden y espaciamiento en el diseño de la malla de perforación existen diferentes modelos matemáticos que proporcionan valores aproximados para su aplicación, el que se va adecuando a la operación. Para el diseño es importante conocer algunas variables como características geomecánicas del macizo rocoso, geología regional, local y estructural, hidrología, etc., conociendo las condiciones del terreno podremos determinar la geometría del disparo, en función a las características físico-químicas explosivos, orden de encendido “retardos” para obtener una fragmentación requerida y control de la dilución. El cálculo de los esquemas de perforación de taladros largos se realiza
normalmente
aplicando
el
modelo
matemático
de
LANGEFORS. Cálculo del Burden (B): B = D √(&. PRP) 33 √( c’ x f x E/B) Dónde: B = burden (metros). D = diámetro del barreno (mm.) C’ = constante de roca calculada a partir de C. Cantidad de explosivo necesario para fragmentar 1 m³ de roca.
63
Roca
Constante de la roca
Intermedia
0.3 +0.75
Dura
0.4 + 0.75
f = factor de fijación: Barrenos verticales f=1.0 Barrenos inclinados : 3:1 => f = 0.9 2:1 => f = 0.85 E/B = relación espaciamiento/burden &c = densidad de carga (Kg/dm³) PRP = potencia relativa en peso del explosivo ( 1 – 1.4) Datos: D = 64 mm. C’ = C + 0.75 C’ = 0.4 + 0.75 = 1.15 &c = 0.90 f = 1.0 PRP = 1.1 E/B = 1 B= 64 ( 0.90 x 1.1) 0.5 33 ( 1.15 x 1 x 1)
= 1.94 x ( 0.99 )0.5 = 1.80 (1.15)
B = 1.80 m. Burden práctico = Bmax – (2 x D) x (0.02 x L) D = 0.064 m.
L = 15 m.
B practico = 1.80 – (2 x 0.064) – (0.02 x 15) = 1.80 – 0.128 - 0.3 = 1.80 – 0.428 64
= 1.37 m. => 1.40 m. B práctico = 1.40 m. Espaciamiento E = 1.40 m. Taco : T = 0.7 B T = 0.70 x 1.40 = 0.98 m. Carga específica (Kg/m) = Densidad explosivo x D.e² x 0.507 Densidad Anfo = 0.8 De = 64 mm. = 2.52 pulgadas Carga específica (Kg/m) = 0.8 x 2.52² x 0.507 = 2.57 Longitud de carga = 15 m. – 0.98 m = 14.02 m. Cantidad de explosivo = 14.02m.x 2.57 kg/m = 36.03 Kg /taladro Volumen roto por taladro: Vol. = 1.40 m. x 1.40 m. x 15 m. =29.40 m³ Tonelaje = 29.40 m³ x 3.10 = 91.14 TM Factor de carga = 36.03 Kg = 1.22 Kg/m³ 29.40 m³ Factor de potencia = 36.24 Kg = 0.39 Kg/TM 91.14TM La cantidad de taladros que se perfora para realizar una voladura es de 120, que producirá 10,936.8 TM de mineral. Previa a la voladura se efectuara el levantamiento topográfico de los taladros perforados de los niveles superior e inferior (donde comienza y termina) esto permite comparar entre los taladros programados y ejecutados determinando la desviación de los taladros.
65
Para la perforación de taladros Largos se cuenta con dos equipos Electrohidráulicos. La perforación se realiza empezando en el subnivel inferior tanto hacia abajo como hacia arriba, con longitud de taladro de 15 m hacia ambos lados.
66
PERFORACIÓN DEL SLOT. El diseño de la chimenea es cuadrada 1.5 m x 1.5 m, cuenta con 11 taladros y es conocido como chimenea piloto. Perforados (09 taladros con carga y 02 taladros de alivio), La altura de la chimenea es de 25 m esto es en función del diseño de banco. Para la voladura el carguío se deja tacos de 1.1 m y se dispara cada 3.0 m. El costo total aplicando la técnica VCR es 20% menor que la ejecución de una chimenea convencional y 10% menor realizando un raise boring. Construido para crear cara libre a fin de poder realizar la voladura en un tajeo.
67
ASPECTOS TÉCNICOS PERFORACIÓN TAJEO: Equipo
: Jumbo Electrohidraulico
Broca T-38 de 2 ½” de diámetro :
64 mm.
Longitud de la barra de acople :
1.20 m.
Longitud de perforación
:
15 m.
Dureza del material
:
Dura
Densidad del mineral
:
3.10 TM/m³
Burden
:
1.80 m.
Espaciamiento
:
1.40 m.
Volumen por taladro
:
29.40 m³
Tonelaje por taladro
:
91.14 TM
:
1.22 Kg/m³
:
0.39 Kg/TM
:
3.0 X 3.50 m.
Factor de carga Factor de potencia Sección subnivel para el Equipo de perforación B.- VOLADURA.
El explosivo usado como iniciador o cebo está conformado por la emulsión 300 rojo de 60% de potencia y el fanel de periodo largo. Para el resto de la columna de carga se usa el anfo y para el encendido pentacord 3P más el fulminante N° 6 y guía de seguridad. La voladura se realiza de todos los taladros perforados a lo largo del subnivel inferior.
C.- LIMPIEZA. El mineral fragmentado producto de la voladura cae y es acumulado en la galería base extracción), de donde a través de las ventanas el mineral es extraído por los scoops de 4 yd³ y llevados hasta la cámara de carguío,
68
para su posterior traslado por medio de los volquetes hasta la planta concentradora. Luego de la limpieza el tajeo queda completamente vacío con una luz de 17 metros.
D.- RELLENO. Las grandes aberturas creadas luego de la voladura, requieren de un sostenimiento, minimiza la inestabilidad de las cajas y reduce al mínimo la ocurrencia de hundimiento o subsidencia, permite la redistribución de esfuerzos creado por el ciclo de minado y también reduce la ocurrencia del estallido de roca, además el relleno permite la futura recuperación de pilares intermedios entre los tajeos. El relleno es el detritíco proveniente de los frentes en exploración y desarrollo en estéril, lo cual es transportado por los DUMPER hasta el tajeo y Este material de relleno es distribuido y explanado por el scoop tram diesel en avanzada a lo largo de todo el tajeo hasta dejar un luz de cresta de relleno a la cara libre de mineral de 16 a30 m. dependiendo de la potencia de la veta y calidad de la roca.
2) Perforación Vertical con Taladros Largos (Chimenea + Slot)
69
2) Perforación vertical (taladros largos)
2) Malla para la voladura
4) Relleno
3) Limpieza de mineral
Ciclo de minado Mina Huarón (Taladros Largos)
4.7.3.- EQUIPO DE PERFORACIÓN PARA TALADROS LARGOS. Para la selección de equipos se debe considerar, volumen de producción, velocidad media de perforación, perforación específica (diámetro de taladros), capacidad de perforación mensual, apoyo técnico y logístico del proveedor, performance y versatilidad de operación, desviaciones esperadas en la perforación.
EQUIPO DE PRODUCCIÓN DE AIRE COMPRIMIDO: Se cuenta con una compresora eléctrica de SULLAIR DE 900 CFM.
EQUIPO DE TRANSPORTE DE MINERAL: 70
El transporte se realiza con volquetes y trabajara con una flota de 4 a 5 volquetes de 30 Ton. de los contratistas encargados del transporte de mineral de interior mina hacia planta son dos: Transportes Afcon S.A. Transportes Opemip S.A.
4.8.- PERSONAL. El personal requerido para los trabajos de explotación en el tajeo, está conformado de la siguiente manera: OCUPACION
CANTIDAD
Perforista
01
Ayudante perforista
01
Operarios
03
Capatáz
01 06
4.9.- COSTOS DE EXPLOTACIÓN. El tajeo por subniveles es netamente un método de alta producción y de bajo costo y como alternativa frecuentemente es seleccionado como un método subterráneo primario cuando la explotación superficial no es económico. En el cuadro N° 3.10 se detalla el costo de explotación que resulta con la aplicación del método de subniveles, la misma que resulta bajo.
CUADRO N° 3.10 COSTO DE EXPLOTACION METODO DE SUBNIVELES - TALADROS LARGOS
71
DESCRIPCION 1
2
3
4 5 6 7 8 9
MANO DE OBRA: Operador Jumbo Ayudante Operador Cargador explosivo Operador scoop Capataz Leyes sociales (62%) EXPLOSIVOS Y MECHAS: Emulsión Anfo Fanel (periodo largo). Pentacord Carmex de 8'
UND.
H.H H.H H.H H.H H.H
CANTIDA PRECIO D US $ 64.00 64.00 16.00 60.00 30.00
6.90 5.36 5.36 6.44 7.79
PARCIAL
TOTAL
US$
US$
441.60 343.04 85.76 386.40 233.70 924.11
2,414.61
4,316.61
Kg Kg U m. U
10.80 4,323.60 120.00 130.00 1.00
61.20 0.80 1.44 0.18 0.57
660.96 3,458.88 172.80 23.40 0.57
H.M m
64.00 1,800.00
39.38 0.08
2,520.32 144.00
m m
1,800.00 1,800.00
0.23 0.05
414.00 90.00
3,168.32
EQUIPO DE LIMPIEZA -RELLENO: Scoop Diesel de 4.1 yd³ H.M
100.00
70.34
7,034.00
7,034.00
EQUIPO DE SEGURIDAD: Implementos de seguridad
40.00
2.76
110.40
110.40
120.73
120.73
339.25
339.25
EQUIPOS DE PERFORACION: Jumbo Hidraúulico (Barreno 12') Barras de perforación T-38 (5 pies) Brocas de 64 mm. Shankadapter
Tarea
HERRAMIENTAS Herramientas diversas(5% MO) PERNOS DE ROCA: Perno Split set
U
25.00
RELLENO: Relleno Detritico
m³
3,500.00
Energía eléctrica
Kw-h
3,353.00
COSTO TOTAL: TM/DISPARO COSTO POR TONELADA ($/TM)
13.57
13.50 47,250.00 47,250.00 0.55
1,844.15
1,844.15 66,598.07 12,960.00 5.14
72
CAPITULO V
ASPECTOS ECONÓMICOS-FINANCIEROS CONSIDERADOS EN LA APLICACIÓN DEL METODO DE SUBNIVELES CON TALADROS LARGOS 5.1.- VALOR DEL MINERAL. A).-VALORIZACION DE LOS CONCENTRADOS DE AG-AG-CU- Zn COTIZACIONES: Plata (US$/OZ.)
:
34.46
Plomo (US$/Lb)
:
1.03
Cobre (US$/Lb.)
:
3.71
Zinc (US$/LB) :
0.93
73
LEYES DE CONCENTRADO: Plata
Oz/TM:
198.70
Plomo %:
45.80
Cobre %:
4.01
Zinc %:
55.74
PAGOS: Pb = 45.80 % x 0.95% = 43.51% x 2,204.60 Lb = 959.22Lbs x 1.03 $/Lb
= $ 987.99
Ag = 198.70 Oz – 1.0 Oz x 95% = 187.82 Oz x 34.46 $/Oz = $6,472.28 Cu = 4.01% x 90% = 3.61 % x 2,204.6 = 79.59 Lb x $3.71 =$295.28 Valor Bruto 1 TMNS =$ 7,755.55 DEDUCIONES Y PENALIDADES Maquila (6.0%)
465.33
Merma (3.70%)
286.95
Flete marítimo y seguros (3.31 %) 240.42 Total deducciones
992.70
Valor neto concentrado (US$/TM) Ratio de concentración
6,762.85
22.22
Valor mineral de cabeza (US$/TM):
74
304.63
DISTRIBUCIÓN DE LAS DEDUCCIONES: Pb = 987.99 x 992.70 = 126.46 ; 987.99 – 126.46 = 861.53 7,755.55 Ag =6,472.28 x 992.70 = 828.44 ; 6,472.28 – 828.44 = 5,643.84 7,755.55 Cu = 295.28x 992.70 = 37.79
; 295.28 – 37.79 = 257.49
7755.55 VALOR:
Pb = 861,53 = $ 38.77 22.22
Ag =5,643.84 = $ 253.99 22.22 Cu = 257.49 = $ 11.58 22.22 Valor total de mineral de 1 TM de mineral de cabeza por contenido de PB-Ag-Cu = $ 304.34 B).-VALORIZACIÓN DE LOS CONCENTRADOS DE ZINC. COTIZACIONES Zinc
(US$/Lb.)
0.93
LEYES DE CONCENTRADO Zinc
(%)
:
55.74
PAGOS Zn = 55.74 % x 0.85% = 47.38% x 2,204.60 Lb
75
= 1,044.52Lbs x 0.93 $/Lb
= $971.40
Valor Bruto 1 TMNS =$ 971.40 DEDUCIONES Y PENALIDADES Maquila (4.00%)
38.86
Merma (2.6%)
19.42
Flete marítimo y seguros (3.3 %)
32.06
Total deducciones
90.34
Valor neto concentrado (US$/TM) Ratio de concentración
881.06
20.83
Valor mineral de cabeza (US$/TM = 881.06/20.83=42.29 Valor total mineral de cabeza = 304.34 + 42.29 = 346.63 $/TM VALOR POR DÓLAR: 10.12Oz Ag = $ 253.99
: $1.00 Ag = 0.040 Oz
0.23 % Cu
: $1.00 de Cu = 0.009 %
= $ 24.94
2.18 % Pb = $ 51.04
: $1.00 de Pb = 0.043 %
3.13 % Zn = $ 42.29
: $ 1.00 de Zn = 0.074 %
EQUIVALENTES: 0.042 Oz Ag = 0.009 % Cu = 0.043 % Pb = 0.074% Zn 1 Oz Ag = 0.21 % Cu = 1.02 % Pb = 1.76 % Zn 1 % Pb = 0.98 Oz Ag = 0.21 % Cu = 1.72 % Zn 1 % Cu = 4.67 Oz Ag = 4.78 % Pb = 8.22 % Zn 1 % Zn = 0.54 Oz Ag = 0.12 % Cu = 0.58 % Pb Ver Cuadro N° 5.1 76
CUADRO N° 5.1 BALANCE METALURGICO PLANTA CONCENTRADORA HUARON
PRODUCT O Cabeza Conc. PbAg-Cu Conc. Zn Relave R:C Pb-AgCu: R.C Zn
PESO TMS
Ag Oz/TM
100.0 0 10.12 198.7 4.50 0 4.80 3.40 90.70 100.0 0
1.12
LEYES Cu Pb % %
Zn %
0.23
3.13
2.18
4.01 45.80 0.95 0.12 0.14 55.74 0.05
0.12
0.45
OZ Cu 1012. 00 894.1 5 16.32 101.5 8 1012. 05
CONTENIDOS TM TM Cu Pb
22.22 20.83
77
DISTRIBUCION % TM Zn
Ag
Cu
Pb
Zn
0.23
2.18
3.13
100.00
100.00
100.00
100.00
0.18 0.01
2.06 0.01
0.04 2.68
88.35 1.61
78.46 2.50
94.54 0.31
1.37 85.48
0.05
0.11
0.41
10.04
19.72
4.99
13.04
0.23
2.18
3.13
100.01
100.68
99.84
99.89
78
5.2.- VALOR DE LA PRODUCCIÓN. La producción programada correspondiente a la Bolsonada 51 será de 250 TMD, por lo que el valor de la producción resulta: Producción diaria = 250 TM Producción mensual = 250 TM x 30 días = 7,500 TM Producción anual = 7,500 TM x 12 = 90,000 TM Considerando solamente las reservas de la Bolsonada 51 y haciendo la valorización correspondiente resulta un valor de 346.63 $/TM de mineral de cabeza. Producción anual = 180,000 TM x 346.63 $/TM = $ 63’640,800 5.3.- VIDA DE LA MINA. Las reservas de mineral de la Bolsonada 51, cubicadas al 31 de diciembre del 2011 entre probado y probable, ascienden a 440,500 TM. El ritmo actual de producción de 180,000 TM/año, la vida de la mina resulta: Vida Mina =440,500TM = 4.86 =>5 años 180,000
5.4.- DEPRECIACIÓN. La UE Huarón en base a los activos actuales que posee ha fijado una depreciación de 5.15 $/TM. En consecuencia la depreciación anual resulta: D = 5.15 $/TM x 180,000 TM = $ 927,000
5.5.- COSTO DE PRODUCCIÓN. El costo de producción para una producción de 15,000 TM por mes se estima en el siguiente monto: 79
US $ / TM - Exploración
5.45
-Desarrollo
4.65
- Preparación mina
………...3.71
- Costo de explotación
5.14
- Tratamiento de mineral
………...17.50
- Gastos Generales Mina - Planta - Gastos administración
…28.60 …………12.40
- Gastos de venta
12.55
Costo de producción unitario $/TM =
90.00
5.6.- INVERSIONES. El monto de inversiones a realizarse tanto en la construcción de labores subterráneas y equipamiento resulta en US $ 8’000,000 cuyo detalle se ve en el cuadro N°5.6 CUADRO N° 5.6A
INVERSIONES EN LABORES MINERAS YEQUIPOS UNIDAD
CANT.
COSTO UNIT. US$
Rampa de acceso de 3.0 x 3.5 m.
m.
2,500
450
1,125,000
Subniveles de 3.0 x 3.5 m. Bypass de 3.0 x 3.50 m.
m. m.
3,000 2,000
450 450
1,350,000 900,000
Ventanas de 3.0 x 3.5 m. Galerias de 3.0 x 3.50 m.
m. m.
2,000 2,000
450 450
900,000 900,000
EQUIPOS: Jumbo electrohidraúlico
U
4
200,000
800,000
U
4
250,000
1,000,000
DESCRIPCION
PARCIAL US$
TOTAL US$
LABORES MINERAS:
Scoop Diesel de 3.5 yd³ Subtotal Imprevistos (10%) Escalamiento (4.69%)
5,175,000
1,800,000 6,975,000 697,500 327,500
Total:
8,000,000
80
Dentro de las inversiones, también se considera el capital de trabajo, que en este caso se comprende los siguientes rubros y que son esenciales, a fin de que la operación no se paralice.
CUADRO N° 5.6B
CAPITAL DE TRABAJO DESCRIPCIÓN MONTO US $ Sueldos y jornales 120,000 Explosivos y accesorios 95,000 Aceros perforación 80,000 Repuestos equipos 65,000 Combustibles 30,000 Reactivos planta 90,000 Energía 110,000 Aceros molienda planta 70,000 Servicios terceros 240,000 TOTAL: 900,000
El total de inversiones necesarias para la explotación del mineral existente en la Bolsonada 51 de la Mina Huarón resulta: Inversión en labores y equipos mina = US$ 8’000,000 Capital de trabajo
= US$ 900,000
Total:
= US$ 8’900,000
5.7.- CRONOGRAMA DE INVERSIONES. Para la ejecución del proyecto de explotación mediante el método de corte y relleno con taladros largos, se considera un tiempo total de 12 meses. Ver cuadro N° 5.7
81
CUADRO N° 5.7 CRONOGRAMA DE INVERSION
82
5.8.- FINANCIAMIENTO. El capital requerido para el proyecto de explotación, será financiado por el Banco, con garantía de activos que posee la empresa a un interés del 15% anual y pagaderos en cuotas fijas y durante 3 años cuya amortización se muestra en el cuadro siguiente: CUADRO N° 5.8
CUADRO DE AMORTIZACIÓN PRESTAMO AÑO 1 2 3 TOTAL
CAPITAL US$ 8,900,000 5,933,334 2,966,667
INTERES US$ 1,335,000 890,000 445,000 2,670,000
AMORTIZACION US$ 2,966,666 2,966,667 2,966,667 8,900,000
TOTAL US$ 4,301,666 3,856,667 3,411,667 11,570,000
5.9.- ESTADOS FINANCIEROS. A fin de poder realizar la evaluación económica del proyecto de explotación con el método de subniveles con aplicación de taladros largos, se ha elaborado los estados de ganancias y pérdidas como también el flujo de fondos, los cuales se detallan en el cuadro. Ver Cuadro N° 5.9
5.10.- VALOR ACTUAL (VAN). Para hallar el valor actual del proyecto, se ha tomado los flujos netos del cuadro N° 4.9, y considerando una tasa de actualización del 30 %, el cálculo del VAN es como sigue: Como el VAN > 1 se ejecuta el proyecto.
Año Volumen producción mineral (TMS) Valor del mineral US $/TMS Costo de producción US $/TM
0
1
90,000 346.63 90 31,196,7 Valor de la producción US $ 00 8,100,00 Costo total de producción US $ 0 23,096,7 UTILIDAD BRUTA 00 Depreciación de activos 463,500 2,309,67 Reinversión (10%) 0 20,323,5 Utilidad antes del impuesto 30 Impuesto a la renta (30 % de 6,097,05 UAI) 9 14,226,4 UTILIDAD NETA 71 FLUJO DE FONDOS
2
3
4
5
TOTAL $
90,000 346.63 90 31,196,7 00 8,100,00 0 23,096,7 00 166,667 2,309,67 0 20,620,3 63 6,186,10 9 14,434,2 54
90,000 346.63 90 31,196,7 00 8,100,00 0 23,096,7 00 166,667 2,309,67 0 20,620,3 63 6,186,10 9 14,434,2 54
90,000 346.63 90 31,196,7 00 8,100,00 0 23,096,7 00 166,667 2,309,67 0 20,620,3 63 6,186,10 9 14,434,2 54
80,500 440,500 346.63 90 27,903,71 152,690,5 5 15 39,645,00 7,245,000 0 20,658,71 113,045,5 5 15 166,667 1,130,168 11,304,55 2,065,872 2 18,426,17 100,610,7 7 96 30,183,23 5,527,853 9 12,898,32 70,427,55 4 7
14,226,4 71 463,500 2,309,67 0 16,999,6 41
14,434,2 54 166,667 2,309,67 0 16,910,5 91
14,434,2 54 166,667 2,309,67 0 16,910,5 91
14,434,2 12,898,32 70,427,55 54 4 7 166,667 166,667 1,130,168 2,309,67 11,304,55 0 2,065,872 2 16,910,5 15,130,86 82,862,27 91 2 6
2,966,66 6
2,966,66 7
2,966,66 7
1,335,00 0
890,000
445,000
2,670,000
4,301,66 6
3,856,66 7
3,411,66 7
10,670,00 -900,000 0
FUENTES: Utilidad Neta Depreciación Reinversión Total fuentes USOS: Pago deuda Capital de trabajo Intereses Inversión Total usos
8,900,000 900,000 900,000
8,900,00 0
CUADRO N° 5.9 ESTADO DE GANACIAS Y PÉRDIDAS
CUADRO 5.10 VALOR ACTUAL NETO (VAN) FLUJO NETO US$
FACTOR ACTUALIZACIÓN 1/(1+i) -8,900,000 1.00000 12,697,975 0.76923 13,053,924 0.59172 13,498,924 0.45517 16,910,591 0.35013 16,030,862 0.26933
AÑO 0 1 2 3 4 5
FLUJO ACTUALIZADO US $ -8,900,000 9,767,663 7,724,268 6,144,251 5,920,905 4,317,592 24,974,680
5.11.- TASA INTERNA DE RETORNO (TIR). Para el cálculo de la Tasa Interna de Retorno (TIR) se emplea la fórmula de series, cuyo desarrollo es el siguiente: TIR = -8’900,000 + 12’697,975 + 13’053,924 + 13’498,924+16’910,595 (1+R)1
(1+R)°
(1+R)²
(1+R)³
(1 +R)4
+ 16’030,862 (1+R)5 Dando valores a R y hasta que la expresión sea igual a cero, se obtiene una tasa interna de retorno de TIR = 145.43 %., por lo que el proyecto es de alta rentabilidad. 5.12.- PERIODO DE RETORNO. Año Actualización 1
Flujo Factor de Flujo Acumulado 12’697,9750.76923
9’767,633
Flujo mensual año 1 = 9’767,633= 813,972 12
Meses necesarios: 8’900,000= 10.93 =>11 813,972
El tiempo necesario para recuperar el capital es solo 11 meses. 5.13.- RESULTADOS DE LA EVALUACIÓN ECONÓMICA-FINANCIERA.
El monto a invertirse en el Proyecto de Aplicación del Método de Subniveles con taladros largos en la Bolsonada 51, es bastante menor a las utilidades a generarse como producto de la venta de concentrados que la explotación de mineral generará. La rentabilidad de la inversión es del 145.43% y el tiempo de recuperación del capital es solamente de 9 meses, indicadores económicos que justifican la explotación mediante el método de taladros permitirá explotar las reservas de mineral cubicadas en esta veta.
CONCLUSIONES
1.- El yacimiento de Huarón se emplaza dentro de las capas rojas, constituidas por conglomerados, areniscas, chert, yeso, margas y piro clásticos. 2.- El yacimiento es de origen hipógeno, donde las soluciones hidrotermales han rellenado fracturas persistentes formando las vetas y entre cruces de vetas los cuerpos mineralizados. La temperatura está comprendida entre mezotermal a epitermal. 3.- Los minerales se han depositado en cuatro ciclos y los minerales de mena son: esfalerita, galena, calcopirita y tetraedrita y la ganga está conformada por calcita, cuarzo, rodocrosita, baritina y pirita. 4.- Las reservas minerales cubicadas al 31 de diciembre del 2012 de la Bolsonada 51, asciende a 440,500 TMS, con potencia promedio de 4.0 m. con leyes de de Zn.
10.12 Oz/TM Ag, 0.23 % Cu, 2.18 % de Pb, 3.13%
5.- El sistema de minado empleado es el mecanizado y el método de explotación que se tiene proyectado aplicar es el de Subniveles con aplicación de taladros largos. 6.- El block de explotación es de 50 m. de largo, por 50 m. de alto con ancho de 3.40 m. y los accesos al block es mediante rampas de 3.5 x 3.5 m. 7.- De acuerdo a la evaluación geomecánica la Bolsonada 51 presenta roca Buena, regular y mala, pudiéndose aplica el método de subniveles con taladros largos en la roca buena y regular el método de subniveles. 8.- Los subniveles tienen sección de 3.5 x 3.5 m. y se separan cada 13 m. teniéndose por tajeo 3 subniveles. 9.- La explotación mediante subniveles con taladros largos comprende los ciclos de Perforación, voladura, limpieza y relleno. 10.- En los tajeos donde se aplica los taladros largos, la producción lograda por taladro es de 91.14 TM y con un factor de potencia de 0.39 Kg/TM. 11.- En el sostenimiento del techo y paredes del subnivel, se empleará el, malla metálica y pernos split set. 12.- El equipo empleado en la explotación propuesta es el Jumbo Electrohidraúlico para la perforación de taladros largos. En la limpieza del mineral se utiliza el sccop 2.2 yd³. 4.2 yd³. 13.- El costo de explotación aplicando el método de subniveles, aplicando taladros largos resulta de 5.14 $/TM.
14.- Para la ejecución del proyecto de explotación se requiere hacer una inversión en labores mineras, adquisición de equipos y capìtal de trabajo, por un monto de US $ 8’900,000. 15.- Conforme a la evaluación económica – financiera, el proyecto es de alta rentabilidad, resultando un TIR de 145.43 % y el capital será recuperable en un tiempo de 11 meses.
RECOMENDACIONES: 1.- En razón del tipo de roca que se tiene en la mina, la abertura, solo permite un tiempo de autosoporte hasta 5 días en roca tipo regular, por lo que, se procederá de inmediato a colocar pernos, malla y aplicar shotcrete. En la roca buena el tiempo de autosoporte es hasta un máximo 55 días, se deberá dar la velocidad en el ciclo de minado, para evitar colapsos imprevistos de la caja. 2.- A fin de evitar la dilución del mineral, al momento de la perforación de los taladros largos, tener cuidado con las cajas y respetar la malla de perforación diseñada. 3.- El método de subniveles con taladros largos se debe aplicar en las otras vetas que tienen potencias superiores a 3.0 m. en razón de su alta eficiencia y bajo costo de minado.
4.- Para la puesta en ejecución del proyecto de explotación mediante el método de subniveles con aplicación de taladros largos, se debe cumplir con el cronograma de actividades. 5.-En razón d que el proyecto es de alta rentabilidad a razón de la alta cotización actual
de los metales, la empresa puede aumentar su
endeudamiento, adquiriendo más equipos otros modelos destinados a la perforación de taladros largos.
