1

OPTIMIZACIÓN DE LAS OPERACIONES CON LA CONSTRUCCIÓN DE UN PIQUE

Segundo Bejarano Rodríguez – Sub-Gerente de Operaciones

Víctor Hernández Díaz – Jefe de Planeamiento

Cía. De Minas Buenaventura S.A.

1. PROYECTO PIQUE 1.1 Objetivo El objetivo principal de la construcción del pique en la Mina Chipmo es la

extracción de mineral de los diferentes niveles de la vetas Nazareno y

Prometida, y del desmonte proveniente de las labores de exploración y

desarrollo que requiera la operación en estas mismas vetas. Se decide por la

construcción de un pique ya que es un medio más económico para la extracción

de mineral y desmonte en la mina además de ser un medio rápido para el

transporte de personal y materiales.

1.2 Ubicación Se proyecta ubicar el pique en Mina Chipmo en la zona de Nazareno Sur

donde se tendría fácil acceso a partir de las labores que tenemos, ya que

son cercanas y tenemos otras zonas donde actualmente estamos realizando

exploraciones como Pucará Sur, las que mediante sondajes diamantinos

presentan un ensamble que evidencia una posible mineralización económica en

profundidad. El pique estará ubicado en una zona estratégica ya que en el

Norte tenemos las vetas Nazareno y Prometida y, por el otro extremo, la veta

Pucara Sur.

1.3 Reservas Las reservas estimadas son las siguientes:

Mineral del Reservas (Mena + Marginal) : 534.410

Mineral fuera de Reservas (Mena + Marginal + S.Marginal + Baja Ley) : 658.415

TOTAL (TCS) : 1.192.825

2

1.4 Producción Para la producción se considera 33,000 tcs / mes

2. ALTERNATIVAS DEL PROYECTO

Se tomaron en cuenta dos alternativas:

2.1 Construcción de un pique Para esta alternativa se contempla la instalación de un winche nuevo, el que

nos dará la posibilidad de incrementar nuestra producción, esto teniendo en

cuenta que cubiquemos más reservas en los niveles inferiores. 2.2 Proyecto sistema rampas Este proyecto requiere de la adquisición de equipos como son camiones de

bajo perfil MT-2000 (para mineral y desmonte) y camiones para movimiento de

personal y materiales, equipo de ventilación además de labores como ventanas

y estaciones de carguío, chimeneas y otros, lo que significa una mayor

inversión y mayor tiempo en su ejecución.

3. COMPARACIÓN DEL PROYECTO PIQUE VS SISTEMA DE RAMPAS Para comparar estas opciones se toma como base principal la extracción del

mineral, para el cumplimiento de la meta programada: 33.000 tcs / mes,

además de transporte de personal, transporte de materiales de servicios y el

transporte de desmonte de las labores en profundización, preparación y

operación.

3.1 Proyecto sistema rampas El ciclo que realizaría un camión de bajo perfil (MT-2000) en transportar el

mineral y desmonte desde los niveles inferiores hasta superficie nivel 3.800

tomaría un tiempo promedio de 1:10 horas. Estos equipos tienen una capacidad

de 20 t, lo que implica que en un día (considerando 3 guardias) realizaría 16

viajes promedio haciendo un total de 320 tn / guardia. Esto significa que se

requiere incrementar, por lo menos, 4 camiones (MT-2000) a los que

actualmente tenemos para cubrir las 1.100 tcs / día. (33.000 tcs / mes) y

3

también el transporte de desmonte de las labores de desarrollo, preparación y

operación en mina más el traslado de relleno.

PIQUE VS. RAMPAS

PIQUE RAMPAS

INVERSIÓN US $ 4.520.864 5.638.000

TASA DE INTERÉS 12% 0,12 0,12

VALOR PRESENTE NETO 70.387.767 65.428.895

También se debe agregar el transporte de personal (110 hombres aprox.) y

materiales de servicios, debiendo incrementar 2 camiones Toyota a fin de cubrir

estas necesidades, tomándose un tiempo de traslado de superficie hasta el

nivel 3540 y 3490 de 35 minutos. aprox.

3.2 Proyecto pique

• Se propone esta alternativa por la facilidad de transporte de mineral,

desmonte, personal y materiales de servicios menores.

• El winche de 600 hp tendría una capacidad de transportar 1.603 tcs / día, lo

que incluye mineral y de desmonte.

• La eficiencia calculada es de 25 skips / h, con skips de 4,2 t.

• El tonelaje diario se produce en 16 horas netas y 8 horas de otros

servicios (transporte desmonte, personal y servicios).

• La capacidad de una jaula es de 12 personas.

4. JUSTIFICACIÓN GENERAL 4.1 Justificación de la ubicación Se ha decidido ubicarlo en la caja techo de la veta por las siguientes razones:

4.1.1 En el área de superficie

• Se ubica en una zona donde la mayor parte de roca es dacita, la que se

encuentra moderadamente argilizada y con poco fracturamiento.

• El fácil acceso hacia la ubicación de la plataforma de winche y poleas.

• Nos permite proyectar desde la carretera actual hasta el pique (bolsillos de

descarga) un crucero de 190 m para el ingreso de volquetes.

4

• La accesibilidad, facilidad y rapidez de instalar el winche y las poleas .

4.1.2 En caja techo de la veta nazareno

• En la caja techo tenemos andesitas y dacita, rocas que están en la categoría

de regulares tipo III. Esto implica que el gasto en sostenimiento no sería muy

alto.

• Toda la caja piso está compuesta por un dique hornbléndico y andesitas

muy argilizadas con mucho fracturamiento. Esto indica que es un terreno malo

e inestable para la construcción del pique y, por ende, muy costoso, ya que

necesitaría bastante sostenimiento.

• Todas nuestras labores de operación (rampa Raúl, by passes, chimeneas

de servicios y ventilación) se han desarrollado en la caja techo. Esto permite

por operación el acceso inmediato al pique para la construcción, echadero de

mineral o desmonte y otros múltiples servicios de Mina.

• En la caja piso no existe ninguna labor de operación (rampas, by passes y

chimeneas de servicios), lo cual no permitiría la facilidad de construcción del

pique.

4.2 Justificación de construcción de pique en 3 tramos 4.2.1 Primer tramo 178 m (superficie hasta el cx 850 s nv 3700)

• Para realizar este tramo se ha previsto realizar primeramente un hueco

Raise Borer de 1,50 m de diámetro y seguidamente profundizar el pique con la

sección completa usando como salida el propio hueco.

4.2.2 Segundo tramo 160 mts (cx. 850 s hasta rampa 6 nv. 3540)

• Para este segundo tramo también se ha proyectado estacionar la maquina

Raise Borer en el Nv. 3700 y de allí perforar hasta el Nv. 3540, luego, al igual

que en el primer tramo, profundizar.

• Este tramo permite dar holgura de tiempo para completar los niveles

inferiores (3640, 3540 y 3490) proyectados hacia futuro juntamente con el

segundo tramo del pique.

• Para el segundo tramo se ha previsto tener inconvenientes ya que existen

tramos de roca mala que hará necesario realizar sostenimiento con shotcrete.

5

• No existirá ninguna interferencia en profundizar y completar la instalación

del pique en su segundo tramo, ya que esto se realizará independientemente

sin paralizaciones considerables en la operación.

4.2.3 Tercer tramo (nv 3540 hasta nv 3510)

• En este último tramo hemos proyectado realizar convencionalmente, es

decir, teniendo el pie iniciar una chimenea de sección 5´ x 5´ hasta el Nv. 3540

como piloto y luego completar la sección de la misma manera que en los tramos

anteriores.

5. DISEÑ0 DEL PIQUE Para los efectos del diseño se está considerando lo siguiente:

• Sección rectangular de excavación 2.60 x 5.80 m, a separación vertical (set)

de 2,0 m, estructura de madera con tres compartimentos; 2 para los skips y 1

para el camino y servicios. Se escoge la sección rectangular debido a las

siguientes razones:

− Máximo aprovechamiento del área excavada.

− Tamaño de los compartimentos nos permite colocar skips acorde a

nuestras necesidades

− Proceso de excavación y armado de set rápidos.

− Fácil acceso para reparaciones y mantenimiento.

5.1 Parámetros de diseño Se ha tomado en cuenta lo siguiente:

1. Propósito del pique: El principal propósito es la extracción del mineral y

desmonte. También nos servirá para servicios (de personal, agua, aire, cables

eléctricos).

2. Localización: Para ello, en primer lugar, hemos establecido lo siguiente:

• Situación de la superficie de la mina.

• Ubicación, profundidad y extensión del mineral.

• Número de niveles de trabajo.

6

• Accesibilidad del mineral y desmonte.

• Estabilidad del terreno.

• El futuro plan de expansión del pique.

3. Tamaño de los compartimientos: Para determinar el tamaño más

adecuado se han listado los materiales que van a ser transportados, en nuestro

caso, mineral, desmonte y el personal. Otro factor tomado en cuenta lo

constituyen las áreas para servicios como son líneas de agua, aire, cables

eléctricos y de comunicación, otro es el área para camino. El material usado es

viga de madera pino oregón de 8” x 8”.

4. Forma exterior: Una forma rectangular, set espaciados a cada 2,0 m,

siempre y cuando el terreno sea competente y en este caso es posible realizar

un revestimiento con shotcrete, de los datos obtenidos al loguear los testigos y

por las recomendaciones del estudio geomecánico.

5. Forma interior: El arreglo interior del pique se ha diseñado teniendo en

cuenta el número y tamaño de los compartimentos requeridos la orientación y la

forma exterior del pique.

6. Sostenimiento usado: Teniendo en consideración los resultados del

logueo y la clasificación geomecánica de la roca basándose en el taladro

perforado HDD-NAZA 01 2000, se ha determinado y definido lo siguiente:

7

SOSTENIMIENTO USADO EN EL PIQUE NAZARENO

8

DETALLES DE LOGUEO GEOMECÁNICO

PIQUE - MINA CHIPMO - VETA NAZARENO

METROS TIPO DE ROCA TIPO DE ROCA METROS PORCENTAJE 0 - 17,40 IV - A I 18,65 2,60%

17,4 - 33,10 III - A II 262,96 36,80% 33,10 - 45,05 IV - A III - A 245,35 34,33% 45,05 - 55,22 III - A III - B 4,35 0,60% 55,22 - 59,57 III - B IV - A 183,35 25,67% 59,57 - 62,37 IV - A TOTAL 100%

62,37 - 104,62 II 104,62 - 109,42 I 109,42 - 126,37 II 126,37 - 129,87 III - A 129,87 - 132,07 II 132,07 - 137,32 III - A 137,32 - 175,77 II 175,77 - 181,07 IV - A 181,07 - 194,92 I 194,92 - 229,96 III - A 229,96 - 240,72 IV - A 240,72 - 253,52 II 253,52 - 259,32 III - A 259,32 - 264,19 IV - A 264,19 - 273,61 III - A 273,19 - 283,56 IV - A 283,56 - 317,94 III - A 317,94 - 338,44 IV - A 338,44 - 371,79 III - A 371,79 - 376,34 IV - A 376,34 - 381,24 III - A 381,24 - 387,14 IV - A 387,14 - 390,34 III - A 390,34 - 392,34 IV - A 392,34 - 404,14 II 404,14 - 405,63 III - A 405,63 - 410,88 II 410,88 - 413,13 III - A 413,13 - 419,73 II 419,73 - 423,63 III - A 423,63 - 444,18 II 444,18 - 454,88 III - A 454,88 - 456,38 IV - A 456,38 - 459,78 III - A 459,78 - 518,53 II 518,53 - 523,73 IV - A 523,73 - 646,89 II 646,89 - 714,66 III - A

9

SECCION PIQUE GEOMECÁNICO

10

6. TRABAJOS DE PROFUNDIZACIÓN DEL PIQUE 6.1 Trabajo en superficie 1. Carretera de acceso, preparación de plataforma para la casa de Winche y

para base de soporte de las poleas.

2. Bases de concreto para el piso de la cabina de winche.

3. Edificación de la casa de winche.

4. Excavación de la zona de descarga y acumulación a partir del crucero en el

nv. 3,810, mediante una chimenea de 2,5 x 2,5 m y longitud de 35,0 m, además

de tolvas de acumulación para el carguío, diseñadas para volquetes Volvo de

24 t. Toda esta excavación tiene una capacidad aproximada de 360 toneladas.

5. Preparación de la zona de volteo en el nivel 3820

6. Instalación del winche de 600 hp.

6.2 Trabajos en interior de mina 6.2.1 Fase 1 1. En el Nv. 3.700 a partir de la rampa Raúl Nº 3 se hizo un crucero de 140 m

sección de 3,5 x 4,0 m en el cual se estableció la segunda estación.

2. Instalación de la maquina Raise Borer en superficie para dar inicio a la

perforación del primer tramo de 170 m de profundidad y 1,50 m de diámetro.

3. Ampliación del pique a la sección definitiva 2,60 x 5,80 m hasta el nivel 3700.

Esta operación se realizó de arriba hacia abajo para ello se empleó una

plataforma.

6.2.2 Fase 2 1. Profundización de la rampa 6 hasta el nivel 3540 para dar pie al segundo

tramo.

2. Instalación de la maquina Raise Borer en el nivel 3700 para dar inicio de la

perforación del segundo tramo 160 m., de profundidad y 1,50 m. diámetro.

3. Ampliación del pique a la sección definitiva 2,60 x 5,80 m, al igual que en la

primera fase.

4. En las zonas de roca mala se procedió a la construcción de vigas de concreto

armado y con vaciados en las paredes.

11

5. A continuación se realizó la construcción de la estructura interior del pique

con estructuras metálicas los primeros 40 m y a continuación madera de pino,

ambas estructuras formando tres compartimentos y cada set de 2,0 m (distancia

vertical) hasta el nivel 3540.

6.2.3 Fase 3 1. Se continuó con la rampa 6 (Nazareno) hasta alcanzar el Nv. 3.540 para dar

pie al segundo tramo.

2. Ventana a partir de la rampa 7 para dar pie al tramo final.

3. Excavación de chimenea convencional.

4. Instalación de la estructura interior con madera al igual que el primer tramo.

5. Excavación e instalación de los bolsillos de carguío en el Nv. 3.510, con su

respectivo feeder y dosificador.

6. Excavación de los bolsillos de carguío en el Nv. 3.540.

7. Preparación de tolvas y zona de carguío para los skips en el Nv. 3.510.

8. Construcción de los bolsillos en el nivel 3.540 que es el nivel principal de

extracción.

6.3 Nivel principal de extracción Un nivel principal de extracción estará ubicado en el Nv. 3.540 al que llegarán,

mediante ore passes, el mineral y desmonte proveniente de los niveles

superiores. Una vez en este nivel, acumulados en sus respectivas tolvas, serán

trasladados mediante locomotora eléctrica a Trolley hacia los bolsillos para

luego ser sacados por el pique a superficie.

También se han construido dos ventanas, las cuales se comunican a los dos

bolsillos del pique mediante dos dedos, e independientemente de este modo se

puede transportar mineral y desmonte mediante los camiones de bajo perfil.

12

SECCIÓN PIQUE NAZARENO

13

7. CONCLUSIONES

• Como podemos observar de los cálculos realizados, esta instalación

funciona de acuerdo con nuestras necesidades que son: izaje de 1603 tcs/día.

Además, tenemos que tomar en cuenta que es muy probable la existencia de

reservas por debajo del nivel al que está llegando el pique y, por lo tanto, sería

necesaria la ampliación de este en un tercer tramo.

• Otro detalle que es importante es que la capacidad máxima de izaje de este

winche es de 24.000 lb; es decir, nos permitirá cumplir con la producción sin

tener que aumentar la potencia del motor.

• Como se puede observar en el análisis comparativo, la mejor opción es la de

la construcción de un pique ya que nos arroja un valor presente neto mayor que

el de las rampas.

• Al tener un pique, además de la extracción de mineral y desmonte,

transporte de personal y materiales, lo podemos usar como un medio de

ventilación ya que el aire fresco ingresará a la mina.

• Se escogió una sección rectangular. De este modo empleamos nuestros

propios equipos, como son la máquina Raise Borer, winche auxiliar de 82 hp

para la profundización, perforadoras, equipos para shotcrete.

• El objeto de la construcción del pique es contar con un sistema eficiente de

extracción de mineral y desmonte, transporte de personal y movimiento de

materiales o maquinarias mediante izaje por skips y jaula, con el propósito de

cumplir las expectativas de producción actual y a futuro.

• El costo de ejecución netamente de pique es menor comparado con el

sistema de rampas, además de que el tiempo de ejecución es menor.

• Comparando costos, vemos que teniendo un pique nuestros costos US$/tcs

son mucho menores, aproximadamente en 37 %.

14

8. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS SME Mining Engineering Handbook. Hartman Senior Editor Volumen 2 -1992

“Planeamientos Operacionales”. U.E.A. Orcopampa 2001-2002 Wood, David F. Rock Engineering. Mine Plant. American Institute of Mining and Metallurgical Engineers.

Design Engineer. John T. Hepburn, Limited

Siemag, Norberg. Hoisting Technology.

Peele, Robert. Mining Engineers Handbook.