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Profundidad de depósitos subterráneos y
declinación de calidad de reservas
Costos de minado y disminución
de leyes de Cobre
Participación actual de métodos de minado
Tendencias a futuro de los métodos de minado
después del 2013
Evolución de la capacidad de producción
Principales proyectos y operaciones de minado
con hundimiento
Pebble
Afton
Bingham Canyon UG
Oyu Tolgoi
Henderson
Resolution
Questa
Tongkuangyu
Padcal
DOZ
DMLZ
Chuquicamata UG
Collahuasi UG
Salvador
Andina Sur Sur UG
El Teniente
Planned Operation
Operating Mines
New Mine Level
Kucing Liar
Grasberg UG
Golpu
Argyle
Finsch Palabora
Palabora L2
Koffiefontein
Cullinan
Kimberley
CARRAPATEENA
Northparkes
Northparkes II
Cadia East
Ridgeway Deeps
Que es el block caving?
El minado por block Caving se basa en el principio de que, una vez que un área
suficientemente grande de un bloque ha sido excavada por perforación y
voladura, el bloque de mineral supra-yacente comenzará a hundirse bajo
Superficie
la influencia de la gravedad.
Mining
Direction
Mining
Direction
Air gap
Air gap
Mineral fragmentado
Mineral
fragmentado
Drawpoints
Next Panel
Puntos de
Undercut
carguío
Block Cave Mining
• Block representa
todo el cuerpo
PanelCave Mining
• Aplicado a cuerpos de mayores dimensiones
que uno de block caving
Que es el block caving?
Mineral roto
Planta
Campanas de extracción
Sistema de transporte
Túneles de producción
Que es el block caving?
Características del Block Caving
Depositos:
Hierro
Cobre de baja ley
molibdeno
Diamante
kimberlite pipes
•
•
•
•
•
Resistencia Mineral: débil a moderada, o incluso bastante resistente (excavable!), no pegajoso,
Resistencia del estéril: débil a moderada, distinción clara entre mineral y roca estéril
Forma de depósitos: tubular masiva o grueso
Inclinación deposito: bastante empinada (> 60 °) con la vertical y plana para depósitos masivos
Tamaño del depósito: grandes dimensiones y gran espesor (> 30 m)
Características del Block Caving
LHD,
Transporte
discontinuo
Porque hundimiento por bloques?
•
El uso de la gravedad permite quebrantar la roca (sin usar explosivos) lo cual
reduce el costo de minado en comparación con otros métodos subterráneos
• Se obtienen altos volúmenes de producción. Se logran economías de escala
• Permite un alto grado de mecanización
• Se incrementan niveles de seguridad
Sin embargo
• Requiere costos iniciales de capital muy altos
• Conceptualmente simple - dejar que la gravedad haga el trabajo - pero
técnicamente existen retos que enfrentar (Comportamiento de roca)
• Requiere gran esfuerzo de diseño, construcción de alta calidad, y un manejo
de gestión riguroso
Minado por hundimiento – Cuando es aplicable
• Se aplica en minado masivo de
cuerpos mineralizados con
substancial orientación vertical
o tipo “pipa”
• Resistencia a la compresión de
la roca no es una limitación
pero se necesita que el cuerpo
presente las dimensiones
mínimas requeridas
• Método de minado usado
principalmente en depósitos
de cobre sin embargo existen
experiencias en Molibdeno y
explotación de diamantes
Análisis comparativo del block Caving con otros
métodos
Method
T/Manshift
Avg.T/Day
Resuing
0.2-0.5
50-100+
12-48
500–1,500
20to70
20-28
200-800
20to50
RoomandPillar
15-150
1,500–10,000
7to20
OpenStoping
20-115
1,500–25,000
7to25
Sub-levelCaving
65-180
1,500–50,000
7to17
BlockCaving
300-2000
10,000–100,000
1to2.5
CutandFill
Shrinkage
RelativeOperating
Costpertonne
70+
Concepto futuro, Mina-fabrica
Required
Fragmentator
In Situ
Fragment
Size
Flujo confiable
de mineral
Ley y
fragmentación
predecible
Crushing
and Grinding
Energy
(Distance Traveled)
Transporte de mineral y
uniformización de
granulometría
CODELCO
LA EXPERIENCIA CHILENA
Una apuesta por el futuro de CODELCO
Minado Masivo Subterráneo
• Requerimientos de CODELCO :
 Incremento de producción


subterránea en 100%.
Menores costos operativos.
Reducir riesgos y mejora de
salud ocupacional.
La solución conceptual es ir a un método subterráneo con mayor capacidad
de producción, mejores expectativas económicas, mas sostenible y con
mejor es estándares de seguridad para sus trabajadores.
Proyectos Subterráneos de CODELCO
Tasa de área de Extracción
Evolución Tasa de Extracción
Codelco indicadores de seguridad
Minado Subterráneo Continuo – Un real
quiebre tecnológico
CRUSHERS
LOW PROFILE
PRECONDITIONING
Debilitamiento Dinámico
con Explosivos
Pozos de Tronadura
Confinada
EQUIPMENT
STATIONARY
LOW PROFILE
HIGH PERFORMANCE
PLANNING
&
LOGISTICS
l
CONTINUOS UNDERGROUND
MINING
MINERÍA SUBTERRÁNEA CONTINUA
Es una nueva concepción de un método de
minado que permite un permanente y continuo
flujo de mineral de la mina a la concentradora.
Opera como una “fabrica de rocas
mineralizadas”
a
Minado Subterráneo Continuo
Conceptos Claves
• Tasa de extracción: El mineral es extraído
de manera rápida , simultanea y continua
de diferentes puntos.
• Simplificación del proceso: Requiere
menos área para la misma capacidad de
producción.
• Automatización: Uso de equipos
estacionarios automatizados
• Riesgos y Salud ocupacional: Mejores
condiciones de trabajo.
Las pruebas realizadas por CODELCO
fueron exitosas
FASE II 2006-2009
FASE I 2005
• Validar el concepto de extracción
continua en un punto de extracción a
través de un equipo prototipo de
extracción continua.
• Validar la operación de un integrado
sistema de extracción, transporte y
chancado continuo (Modulo de extracción
de 4 puntos)
Zanja de
producci ó n
Extractor
Continuo
Transportador
Continuo
FACTOR DE ÉXITO
PROTOCOLO
REAL
Tiempo de colocación de
extractor en pila
< 120 min
30 min
Tiempo retiro extractor
< 120 min
30 min
Generación de flujo de
mineral
> 50 tph
200 tph
Control del flujo
Sí
Sí
INDICADORES RELEVANTES
un
PROTOCOLO RESULTADO
Tasa de extracción
instantánea
t/m2-d
2,0
2,8
Rendimiento Dozer Feeder
tph
>100
264
Rendimiento combinado DF
tph
>150
261
Costo operación
cUS$/t
51
44
Prueba No 1 CODELCO SALVADOR
•
2005
Validar el concepto de extracción continua en un punto de extracción a través de
un equipo prototipo de extracción continua.
FACTOR DE ÉXITO
PROTOCOLO
REAL
Tiempo de colocación de extractor en pila
< 120 min
30 min
Tiempo retiro extractor
< 120 min
30 min
Generación de flujo de mineral
> 50 tph
200 tph
Control del flujo
Sí
Sí
INDICADORES RELEVANTES
un
PROTOCOLO
RESULTADO
Tasa de extracción instantánea
t/m2-d
2,0
2,8
Rendimiento Dozer Feeder
tph
>100
264
Rendimiento combinado DF
tph
>150
261
Costo operación
cUS$/t
51
44
Resultados de las pruebas
Las pruebas realizadas mostraron lo siguiente:
• Alta capacidad de producción y rendimiento, también
alta disponibilidad mecánica de los equipos.
• Bajo costo de operación.
• Capacidad de transporte de rocas grandes.
Debe implementarse una aplicación masiva del sistema
que valida el alto potencial de la tecnología para
permitir su aplicación en la minería subterránea.
Prueba N°3 CMS ANDINA 2013-2014
Reservas del sector 5.0 M ton @ 0.75% Cu
Altura de la columna mineralizada:
Promedio:
335 m
Mínimo / Máximo:
248/389
Mineral primario
(altura: 160 m)
Diseño de minado:
Cuatro calles de producción equipados con fajas
Y con transportador "Panzer"
32 puntos de extracción equipados con empujadores
alimentadores (Dozer Feeder ) cada uno
Duración de la aplicación:
24 meses para alcanzar el mineral primario 160 m,
38 meses para extraer toda la columna.
Cantidad de personal estimado:
60 personas, 25 por turno.
Requerimientos de personal – Sistema de minado
continuo vs Convencional LHD
Producción
10.000 tpd
Área Producción : 7.000 m2
Personal:
60 mineros
Área Producción : 20.000 m2
Personal:
105 mineros
Protocolo de validación - Variables a controlar
Variables de entrada
• Granulometría en puntos
de extracción
• Ley y litología en puntos
de extracción
Variables de salida
• Tonelaje minado
• Interrupciones del flujo
• Estado de facilidades y de
equipos
• Estadísticas de consumo
Indicadores claves de éxito
• Tasa extracción instantánea máxima > 3 tpd/m2
• Tasa extracción en régimen > 1,5 tpd/m2
• OPEX < 80% OPEX Método Convencional
• Dotación < 70% Método Convencional
• Ramp Up < 75% Método Convencional
• Área activa < 64% Método Convencional
Conclusiones de las pruebas en Andina
Esta nueva tecnología es un cambio necesario para enfrentar los
retos de CODELCO en los próximos años.
Este sistema – Pionero en el mundo – mejorara la rentabilidad de
la Corporación en sus proyectos subterráneos.
Esta tecnología reducirá el riesgo en el trabajo y mejorara el nivel
de protección de la salud de los mineros
Es de vital importancia hacer un buen uso de esta ventana de
oportunidad para la secuencia de hundimiento en Andina
Caso mina Chuquicamata
Tajo abierto
Chuquicamata
• Conversión a mina subterránea al profundizar a 1000m (aprox. 2015 – 2018)
• Significativo incremento de producción  imposible con LHD
τm = (n * τs + τr) / (n+1)
tm = tasa media de extracción
ts = tasa expansiva de extracción
tr = tasa de extracción de cosecha
n = bloques en fase de difusión
Caso mina Chuquicamata
τm = (n * τs + τr) / (n+1)
Para sistema con LHDs convencionales imposible de lograr tasa de
produccion economica, porque menos del 10% del area activa de explotacion es
usada para producir
 τm Con LHD solo está en el rango de 0.4 to 0.5 tpd/m2
CAT Rock Flow System
Sistema
CAT Rock Flow System
Productos
CAT Rock Flow Feeder
Hard Rock
Haulage System
Dozer Feeder
CAT Rock Flow Mover
Hard Rock
Production Conveyor
CAT Rock Flow System – Alimentador y
transportador
CAT Rock Flow Feeder
Service drift
Production drift
CAT Rock Flow Mover
Alimentador y transportador de mineral en un
sistema continuo de transporte
Sistema CAT Rock Flow en comparación con un
Block Caving convencional
Principales componentes del sistema
CAT Rock Flow
• Sistemas de minado con Block-Caving pueden incrementar su producción
mediante un flujo de transporte continuo desde los puntos de descarga de
mineral mediante el uso de CAT Rock Flow alimentador y CAT Rock Flow Mover
Potencial de mayor apreciación
 Significativa alta producción comparada
con la tecnología convencional (LHD)
 Relevante reducción de costos
 Alto nivel de automatización del proceso
de minado
CAT Rock Feeder
 Procesos sin presencia de personal
 Alto nivel de seguridad en el trabajo
 Amigable con el medio ambiente
 Ausencia de humos y calor generados por
motores Diésel/ Reducción de demanda
de ventilación
CAT Rock Mover
CAT Rock Flow Feeder
Dispositivo de
empuje
Cilindro de empuje
cantidad:
2
carrera:
1000 mm
Presión total: 5147kN
Placa móvil de
empuje
CAT Rock Flow Feeder
4300 mm
2000 mm
Cantidad:
4
carrera:
1350mm
Tiempo de ciclo: 112,5 sec.
Presión total:
4021kN
1050 mm
Cilindro placa empujadora
Mantenimiento:
El alimentador empujador puede ser removido de su posición en trabajo en el
punto de descarga en cualquier momento para su servicio mediante un
montacargas y puede ser repuesto luego de completarse su servicio
CAT Rock Flow Mover
Transportador de cadenas
Productividad:
900 t/h
Velocidad:
0,15 m/s
Potencia requerida: 2 x 90 KW
Ancho:
1.800 mm
Longitud c/sección: 3.000 mm
Longitud transportador:
77 m
Longitud cadena:
156,066m
Barra de vuelo:
268 (distance=4)
Elementos de desgaste pueden ser
cambiados fácilmente
Flight bar:
CAT Rock Flow System: Chancado primario
Impact Roll Crusher
Sizer
CAT Rock Feeder
CAT Rock Flow Feeder
CAT Rock Mover
CAT Rock Flow System: Automatización
Especificaciones
 Control electrónico de cada alimentador
empujador - Proporciona funcionamiento
automatizado - Registra las características de
funcionamiento (presiones, golpes, ...)
 Servidor que vincula todos los alimentadores
empujadores en una sala de control central
 Sala de control PC – Permite mando a distancia y
cambios remotos de secuencias de los
alimentadores empujadores
 Visualización de los datos operacionales de cada
alimentador empujador –
 Control y registro de la cantidad de mineral
extraído de cada punto de extracción
CAT Rock Flow - fotos
CAT Rock Flow - fotos
CAT Rock Flow System – Prueba No. 2
Componentes del sistema
• 1 Transportador de cadenas (75m)
Lugar
• 4 Rock Flow Feeder (por una cara)
Codelco mina “El Salvador”
• Quebrantador de rodillos impacto
• Estación hidráulica Central
Geología
• Deposito de Cobre porfiritico
Especificaciones del
transportador de cadenas
• Contenido de cobre: Ø 0,6%
• Roca: Andesita & Cuarzo-Andesita
• Otras rocas presentes: Feldespato, Bornita,
Calcopirita Molibdeno, Gypsum & Cuarzo
σC = 35 – 270 MPa (Ø 140 Mpa), ρOre = 2,7 t/m³
*CC capacity theo.: 900 t/h
CC capacidad media: 700 t/h
CC capacidad max.: >1000 t/h
*Potencia motor: 2 x 90 kW
Velocidad del CC: 0,15m/s
d
Resultados de las pruebas
• volumen extraído total : 122,120 t
• Tasa de extracción media : 260,4 t/h c/u
• Tasa de extracción max. : 880,0 t/h c/u
*CC= chain conveyor ** Pefectiva = 75kW
CAT Rock Flow System – Aplicación Industrial
Características
Detalles del sistema
• 4 transportadores de cadena à 75m
• 8 alimentadores Rock Flow para cada
galería de producción (32 en total)
• 16 Estaciones hidráulicas
Data técnica:
Capacidad: 900t/h
Motores eléctricos: 2 x 90 kW
Velocidad del transportador: 0,15m/s
Objetivo
•Volumen producción: 5.000 tpd
CAT Rock Flow System – Aplicación Industrial
Conveyor
footprint
Dozer Feeder
Sizer
CAT Rock Flow System
Tecnologías asociadas a minado
continuo con Block Caving
Nuevas tecnologías para estimar
comportamiento de los macizos rocosos
MWD > Measurement While Drilling
Midiendo mientras se perfora
A través de sensores se mapea digitalmente
características diversas de las rocas
perforadas
CAT Rock Flow System
Nuevas tecnologías para estimar
comportamiento de los macizos rocosos
Nuevas tecnologías para mantenimiento de fajas
transportadoras
Robot para cambiar polines. Reduce el tiempo
de reemplazo y no requiere paralizar la faja
POTENCIAL EN EL PAÍS
Profundización de operaciones existentes
a tajo abierto
• Southern Perú
• Toquepala
• Cuajone
• Free Port
• Cerro Verde
• Antamina
Block Caving subterráneo
Proyecto Don Javier (Cía. Minera Junefield)
Proyecto Don Javier (Cía. Minera Junefield)
Ancho 310
metros
Ancho 530
metros
Eje 1040
metros
• Don Javier, es un pórfido de Cu Mo de
gran volumen ubicado sobre la franja de
pórfidos del Perú.
• Proyecto de Exploración que, se ubica
en el límite distrital de Yarabamba y
Polobaya, provincia de Arequipa,
departamento de Arequipa.
• Geográficamente, el proyecto se
encuentra en el flanco oriental de la
vertiente del pacífico a una altura que
varía entre los 2,400 y 2900 msnm.
• Actualmente se encuentra en la
definición de las reservas minables con
rentabilidad económica