UNIDAD 4

PLANEAMIENTO OPERACIONAL DE MINAS SUPERFICIALES

4.1 Principales equipos requeridos en minas superficiales

* Perforacin primaria.- 3 perforadoras rotativas BE 45R 9 7/8 mavon P.H., etc

*Perforacin secundaria.- 2 track drill I.R. 2 o DHD de 4 1/4

*Carguo principal (pala elctrica y a disel) 4 palas PH 1900 AL 11 yd3-56yd3 (cuajone)

*Carguo Auxiliar 1 CF L.700 11yd3 30yd3, 1 CF CAT 988 6yd3

*Acarreo principal.- 10 camiones L.H., komatsu 85, 5 camiones M-100- (cuajone 240 Tn)

*Acarreo auxiliar.- 2 volquetes volvo 12 Tn

*Limpieza, 3 tractores de rueda CAT-824 (torito); 4 tractores de oruga CAT-d8-09

*Mantenimiento de carretera.- 3 motoniveladoras CAT-140; 2 cisternas 10m3

*Voladura

1 camin mezclador (auger) de ANFO y emulsin de 12 Tn

1 furgoneta de explosivos

*Supervisin; 20 camionetas

*Transporte de personal; 2 microbuses

*Transporte por locomotoras; Toquepala y Cuajone

4.2 Seleccin de equipo para minera subterrnea

a) Criterios para seleccin del tamao ideal

a.1) Segn la capacidad de produccin requerida

*Produccin requerida por da = 1000 Tn

*Produccin bruta real x dia = 1200 Tn ( 20% de humedad)

*Nmero de turnos x dia = 2

*Produccin x turno = 600 Tn

*Numero de tajeos produccin x turno = 3 ( 3 tajeos en produccin 1 en relleno)

*Produccion efectiva x tajeo x turno = 200 Tn

*Distancia de transporte x equipos LHD segn diseo = 75 m; ida y vuelta = 150 m

*Velocidad promedio de transporte LHD 5kph (83 mph)

*Velocidad de los camiones = 6 kph (100 mph)

*Tiempo neto laborable x turno = 6h

*Tiempo promedio de carga y descarga LHD = 2.5 min

*Tiempo promedio de carga y descarga camion = 4 min

Seleccin del tamao de LHD

Numero de minutos por ciclo

= 1.8 min (tiempo variable)

Numero de minutos carga y descarga = 2.5 min

Ciclo total = 1.8 + 2.5 = 4.3 min

Numero de viajes en 6 h o 360 min

360 / 4.3 = 83.72 viajes (hipotticos)

Toneladas transportadas en cada viaje

200 / 83.72 = 2.38 t

Capacidad de carga y transporte de equipo LHD en el mercado (segn catalogo)

1 yd3 = 1300 kg

2 yd3 = 2400 kg

2.5 yd3 = 3500 kg

3.5 yd3 = 5400 kg

Podemos elegir dos tamaos

2 yd3 ------ 2400/2380 = 1.21 = 21 % de holgura

2.5 yd3------ 3500/2380 = 1.47 = 47% de holgura

Seleccin del camion de bajo perfil

*Distancia de transporte ida y vuelta = 1600 m

*Velocidad promedio vehiculo interior mina y superficie

Cargado = 5.6 kph (93 mpmin)

Vacio = 6.6 kph (110 mpmin)

Promedio = 100 mpmin

*duracin de ciclo promedio = 1600/100 = 16 min (variable)

*Tiempo de carga y descargue promedio = 4 min

*tiempo total = 4116 = 20 min

*horas efectivas de trabajo x turno = 6 h = 360 min

*Numero de viajes = 360/2 = 18 viajes

Considerando los tamaos de camiones en el mercado

12 Tn, 13 Tn, 24 Tn

Analisis de seleccin de tamao ideal del camion

Ideal es el camion que puede transportar la produccin rerquerida x turno en el menor numero de viajes desde este punto de vista tenemos

600/18x12 = 2.77 = 3 camiones de 12 Tn $ 585 000

600/18x13 = 2.56 = 3 camiones de 13 Tn $ 600 000

600/18x16 = 2.08 = 2 camiones de 16 Tn $ 410 000

600/18x24 = 1.38 = 2 camiones de 24 Tn $ 560 000

De lo cual concluimos que el adecuado seria el de 16 Tn y menor inversin ( con la condicin de eliminar el 08)

a.2) Criterios de seleccin segn altitud de operacin sobre el nivel del mar.

Principales problemas

Una perceptible baja de velocidad desarrollada por los equipos

Menor capacidad de trabajo en pendientes pronunciadas

Mala combustin

Menor vida til del motor diesel y en general del equipo

Alto costo operativo

a.3) criterios de seleccin de equipo diesel o elctrico

a.4) criterios de seleccin segn diseo de los equipos

cada equipo es especial para subtrerrano o superficial

a.5) criterios de seleccin a considerar en la adquisicin del equipo trackleg para la realidad operacional

a.6) servicios y suministros de partes y piezas

4.3) seleccin de equipos de minera superficial

a) calculo de flota de camiones y palas

DATOS:

Camiones de 150 tn de capacidad

Pala de 15 yd3 de capacidad de cuchara

Das de trabajo al ao (350 dias, 3 guardias/dia, 8 hrs/guardia)

Tiempo promedio de viaje de camin calculado en base a tablas

Produccin requerida para alimentar la planta 8 000 000 tn de mineral al ao con una relacin de S.R. 1.5:1

Densidad en banco promedio de material 1.95 t/yd3 cobre de ley baja.

Calculo

Produccin requerida mineral : 8 000 000 con la relacin de 1.5 : 1,

total de material a mover

= (8 000 000 * 1.5) + 8 000 000

=20 000 000 Tn

Total produccin

=20 000 000 Tn/360 dias

=571473 dias

Produccin horaria requerida

Tph = produccin diaria/(nro de guardias x dia)

Tph=57143/24

Tph=2381 Tn/h

Tonelada por cada pase de camin por cada pase de pala

Tiempo del ciclo por pase

Considerando un factor de profundidad de excavacin 80% y un angulo de giro de 75

Numero de pasadas para cargar un camin

Tiempo de llenado de camin

Tiempo total de carguo por estacionamiento

Tiempo de retroceso y descarga (tabla) : 1.3 min

Tiempo de viaje en base a tabla : 13.27 min

Tiempo teorico x ciclo:

Te = 13.27 + 5.07 + 1.3 = 19.64 min

Produccin teorica por hora

Produccin efectiva por hora

Flota teorica de camin requerido

Camiones por pala

Numero de camiones cargados por hora en cada pala

Numero requerido de palas

B) calculo de tamao para CF estimado

Produccin requerida = 12500 T/mes (mineral)

Densidad = 2.53 tn/yd3

Desmonte a moverse = 7500 Tn/mes

Densidad de desmonte = 2.19 Tn/Yd3 (caliza)

Factor de expansin S=0.60

Factor de carguo F=0.70

Horas de trabajo = 384 hr/mes (6 * 24)

Factor de eficiencia E=0.68

Ciclo = 1 min

Produccin de mineral/h =

12500/384 = 32.5 Tn/hr =13 yd3/hr

Produccin de desmonte

75000/384 = 195.3 Tn/hr = 89 yd3/hr

La sumatoria de ambos sern 102 yd3/hr

Formula para estimar el tamao de C.F.

Medida en el banco:

Capacidad requerida =

3yd3 * 0.60 * 2.53 = 91081 lb

Mercado

Modelo

Cat 988

Cat 980

Cat 966/3

Cat 950

Capacidad de op

19500

14300

10500

8375

La capacidad de operacin del 966/3 es mayor que la capacidad requerida en consecuencia 2 cat de 3yd3 es el elegido

4.4 diseo y planeamiento de produccin en minas superficiales

a) diagrama de planificacin de una mina

b) preminado o desbroce(planeamiento)

preminado es la primera parte de operacin de una mina a cielo abierto.Consiste en remover la capa de material lixiviado o esteril (oxidos) que existe sobre el cuerpo enriquecido, hasta dejar expuesta la suficiente cantidad de mineral de una determinada ley como para iniciar la explotacin de una mina de acuerdo a la capacidad deseada durante 1 ao, sin necesidad de extraer mas sobrecarga.

Ejemplo:

En el planeamiento de preminado de toquepala se abrieron originalmente 26 bancos, de 20m de ancho y 15m de alto, con un movimiento de material lixiviado y oxidado cerca de 119 millones de toneladas. Este material se movio con camiones de volquetes de 25 tn cada una, pero una vez instalado la lnea ferrea el transporte se efectuo con comboyes de 10 carros de ferrocarril( capacidad de 70 tn cada una) jalamos por una locomotora diesel elctrico. Los estudios fueron iniciados en 1952 y terminados en 1954, el preminado se inicio en 1956 y termino en 1960 conjuntamente con la concentradora, campamentos, fundicin, lneas ferreas y otras facilidades.

c) criterios de diseo utilizados en planeamiento:

el planeamiento de una operacin en minas que se va a explotar a cielo abierto es bastante complejo, pues intervienen numerosos factores, los cuales para poderlos aplicarlos tenemos que llevarlo a su grado optimo y asi cumplir con el objetivo bsico de planeamiento de minado. Se tiene que elaborar varias alternativas que vayan mejorando los ndices econmicos gradualmente hasta determinar la mejor, se puede generalizar que los factores para optimizar el planeamiento son:

Minimizar el tonelaje del desbroce inicial

Maximizar la ley del mineral a extraerse. Extraer en los primeros aos de explotacin el mineral accesible de mas alta ley

Minimizar la relacin de desmonte a mineral (striping ratio)

Maximizar la inclinacin de los taludes finales

Minimizar las distancias a los echaderos de mineral o desmonte

Llevar la altura de banco de trabajo

En el planeamiento de minado no se puede optimizar cada uno de esos factores , sino todos en su conjunto. El objetivo fundamental es extraer el mximo de las reservas de mineral mayor costo y con mayor seguridad.

4.5 diseo de banco de trabajo y altura optima

Es indudable que la altura de banco mas segura es el de menor altura, pero es el mayor mas eficiente y econmico.la altura de banco esta indicado por el tipo y tamao de equipo a usar en la excavacin o carguo. Por ejemplo si a de usarse una pala de 15yd3, la altura segura y correcta ser de 15m como minimo, segn diseo del pt.

Consideracin que debe darse a la profundidad a que habr que realizarse la perforacin primaria para determinar el tamao y caractersticas del equipo de perforacin.

Ejemplo:

Dimensin de ancho de un banco trabajado con pala de 9yd3

Datos de campo y requerimiento

Si determina las caractersticas de la pala

Altura de banco 40pies(12m)

Capacidad de camin 85tc

Ancho de camin (4,9m) 16 pies

Altura de eje de 4 pies (1,20m)

Se requiere berma de seguridad

Procedimiento para calculo y dimensin

Ancho de la berma de seguridad asumiendo un angulo de reposo de material de 45 y una altura de berma equivalente a la altura del eje de camin

Tg45=4/7

7=4/tg45=4+4=8

Distancia desde la lnea media de la pala al frente 35,25pies

Distancia a la cresta (radio de corte por catalogo)54,5pies (16,6m)

Altura mxima de corte 43.6pies, se nota que 43,6m que 40pies, la diferencia de altura permite el desquinche

Ancho de corte de pala

Segn la fabricantes sugiere:

Mximo ancho de corte

0,90x2x6

G= distancia de la lnea media de la pala hasta el frente

h= 0,90x2x35,25

h =63,451

Este es el ancho para la pala del material neto, entonces para permitir el espaciamiento y proyeccin de voladura, el dise de ancho debe ser mayor del valor propuesto para el fabricante en un 5 a 8% a mas.

Camiones

Ancho de la rampa de transito de camiones

q= quebradura=banco simple=3m

c = ancho de camin =3m

h=holgura de neumtico =0

Bs=berma de seguridad=1m

D=berma interior derrame=0,5m

ESPACIO OPERACIONAL

La= Largo de zona de cargio

Aa= Ancho de zona de cargio

Lf= Largo C.f.= 10.7 m

F= Ancho C.f.= 3.55 m

Lc= Largo Camion = 10.4 m

C= Ancho del Camion= 3 m

Rs= Radio de Giro C.F.=8.5 m

Rc= Radio del Camion C.F.= 8.0 m

Cc= Circulo de Giro de Camion = m

D =Derrame de pie de banco = 1m

Bs= Berma de seguridad = 1m

G= Margen de seguridad giro camin = 4m

Largo de zona de carguo de camin

La=Lf+G+Rc= 22.7 m

Ancho zona de Carguio

Aa= D+Cc+Bs=18 m

Am= Ancho minimo de cargio

F= Ancho C.F. = 3.65 m

C= Ancho de camin = 3 m

D= Derrame = 1m

Bs= Berma = 1 m

h = altura de banco = 5 m

Lf = Largo CF= 10.7 m

F = Ancho CF= 3.65 m

Ancho de carguo avance longitudinalmente

Am=D+O+Lf+C+Bs= 18m

T= tonelaje de voladura = 20000 t

H= altura de banco = 5m

E= ancho de expansin = 9m

S= p.e. del material = 2.2

W= Rendimiento del CF 4000

Ds= N das de duracin= 5 dias

Modulo de voladura =

Distancia entre frentes de carguo :

PLANEAMIENTO OPERACIONAL DE UNA MINA A TAJO ABIERTO

a) Planeamiento a largo plazo: Constituye el complemento al diseo del pit para fines del pronostico financiero de la empresa para establecer reservas de flotas y requerimientos y para definir la estrategia de funcin

Si bien primer planeamiento a largo plazo se debe efectuar antes del inicio de la elaboracin, su recusin periodica permite modificar los planes pero tomo en cuenta de las condiciones econmicas, actualizacin de avances reales, etc. Debe preparase para cubrir varios periodos de tiempo, digamos aos o inclusive hasta fin de la explotacin. Debe especificar para cada periodo de tiempo los volmenes, leyes y origen de la produccin asi como stipping ratio del periodo.

El planeamiento a largo plazo se elabora estableciendo una serie de fases intermedio (push Back)

Estas bases pueden definirse siguiendo objetivos financieros u operacionales el n de fases necesarias depender del tamao del pit final.

Si se persigue objetivos financieros lo que equivale a decir optimizar la produccin ser preciso disear varios intermedios con un conjunto de cutt off recuperar lo establecido. Cada pit intermedio constituir una fase. Las fases deben estar lo suficientemente alejadas entre si que aseguren el espacio minimo de minado y deben culminarse uno a uno antes de pasar a la siguiente . la relacin adecuada de las partes intermedias despus de un estudio, sensibilidad econmica optimizara la rentabilidad del proyecto. Sin embargo por la gran cantidad de procesos necesarios para llevar a cabo, solamente es factible si se cuenta con un programa de computacin adecuada. Si no es posible realizar la optimizacin del planeamiento siempre es factible simularse para fines operacionales generando fases intermedias al diseo final, en este caso llamaremos push back.

El planeamiento a largo plazo debe estar sustentado con los reportes de reserva para cada fase o push back y ser acompaado de los planes de avance para cada tiempo considerado.

b) El planeamiento a corto y mediano plazo: se prepara de acuerdo a las necesidades de cada mina, pueden ser tan simples o complicadas como la situacin lo requiera y se usa principalmente para guiar las operaciones durante un determinado periodo de tiempo y asegurar un desarrollo ordenado el planeamiento a largo plazo, abastecimiento continuo del mineral y uno de ley de cabeza uniforme a la planta.

Para cumplir estos fines el planeamiento a mediano plazo debe abarcar un determinado periodo del planeamiento a largo plazo, que bien puede ser un ao especificando periodos pequeos como ser meses, trimestres, etc. Debe encuadrarse dentro de lo establecido por el planeamiento a largo plazo presentuar como un reporte de origen al volumen o tonelaje de leyes para cada periodo definido, adems debe acompaarse de los planes necesarios. El planeamiento a mediano plazo es til para calcular los presupuestos anuales.

El planeamiento a a corto plazo constituye una correccin a lo establecido al planeamiento a mediano plazo, empleando para ello avances de minado.

Aqu es necesario especificar el origen, el tonelaje y leyes para el minimo periodo de tiempo empleando en el mediano plazo que puede ser 1 mes, sin embargo en algunas operaciones se detallan por semanas y das.

Tanto el planeamiento a mediano como el de corto plazo se realizan en base a los planes de reserva por niveles o bancos, partiendo de los avances reales de minado y abarcando la cantidad necesaria de bloques de mineral y desmonte que requiera, es conveniente considerar el m# de niveles suficientes que permitan una operacin comoda y brinden la posibilidad de elegir entre diferentes frentes de trabajo

UNIDAD 5: PLENEAMIENTO OPERACIONAL EN MINERIA SUBTERRANEA

5.1: FACTORES PRINCIPALES A CONSIDERAR PARA LA EJECUCION DE UN PLANEAMIENTO

1 CARACTERISTICAS DEL YACIMIENTO:

Las caractersticas o condiciones de un yacimiento tiene influencia determinante:

Seleccin del mtodo de explotacin mas adecuando

Diseo de la estructura de las labores mineras, acceso, desarrollo y preparacin

Seleccin del equipo mas adecuado a las condiciones dadas

Modalidad de sostenimiento

Capacidad de la produccin en funcin de la reserva

2: GEOLOGIA DEL YACIMIENTO:

- La geologa del yacimiento tiene influencia determinante sobre el mtodo de explotacin la dilucin del mineral la productividad y la operacin unitaria segn los tipos de yacimiento la mas comunes en cuanto a su presentacin son en forma de vetas, cuerpos, mantos

-las rocas encajonantes generalmente son rocas eruptivas (volcnicas, intrusivas y sedimentarias) frecuentemente meteriorizadas.

3: LABORES DE EXPLORACION GEOLOGICA Y UBICACIN DEL YACIMIENTO:

-Las labores de exploracin geolgica constituye la fuente mas importante de inforamcion sobre: forma, dimensiones, continuidad, mineralizacin rocas portador de mineral y rocas encajonantes del yacimiento.

-el grado de conocimiento de un yacimiento depende de la tecnologa de la exploracin (mucho mas mejor son las labores de exploracin o desarrollo que la diamantina). Otro factor natural es la ubicacin del yacimiento pero que se encuentra en zonas aisladas la deformacin de la superficie no tiene mucha importancia en la exploracin subterrnea.

4: RESERVAS:

Conocimiento de la reserva de mineral y su contenido de elementos tiles permite determinar el valor de un yacimiento y es uno de los factores mas importantes en el anlisis tecnolgicos de una mina en funcin de la reserva probada y probable se determina la capacidad optima de una empresa minera la definicin del mtodo de explotacin permitir la evaluacin de parmetros como:

Recuperacin de reserva y la dilucin para la explotacin racional de un yacimiento se debe seguir la siguiente relacin:

DONDE:

C=capacidad anual de produccin de mineral

Res=reserva de mineral probado y probable

Kr=coeficiente de la recuperacin reserva por la explotacin (