trabajo sub level stoping

DISEO DE METODOS DE EXPLOTACIN SUBTERRANEA

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PER

SUBLEVEL STOPING

TEMA:

ASIGNATURA:DISEO DE METODOS EXPLOTACINSUBTERRANEA

CATEDRATICO:Dr.Ing. MENDIOLA OCHANTE, Victor

ALUMNO:PALOMINO HUARCAYA, JimmyROBLES VERASTEGUI, JosueTAIPE CCANTO, DennisSEMESTRE: VIII

HUANCAYO PER2015

INTRODUCCIN

La tecnificacin y mecanizacin debidamente estudiada de la actividad es un paso de progreso que permite aumentar la productividad.En este caso se han tomado datos reales de la mina San Rafael con la cual podremos determinar nuestras variables de entrada y salida como tambin sus respectivos lmites para poder hallar una alternativa ptima para el diseo de la mina basndonos en el mtodo de explotacin de Sublevel Stoping con taladros menores a 20m.El campo de aplicacin de este mtodo vara para cuerpos macizos o vetas estrechas, las caractersticas de mecnica de roca deben ser buenas, poseer paredes y techos firmes y estables.

1. CARACTERISTICAS DEL BLOCK MINERAL:

1.1. UBICACIN Y ACCESO.- La mina San Rafael se encuentra ubicada en el distrito de Antauta, provincia de Melgar departamento de Puno; cuya accesibilidad es a travs de dos vas:

Va terrestre

Lima Arequipa= 1000kmArequipa Juliaca= 280kmJuliaca Antauta= 180kmTotal = 1460km

El campamento se encuentra a 4500 m.s.n.m. con las siguientes coordenadas geogrficas:

Longitud oeste 701910 Latitud sur 141345 El clima es el que corresponde al altiplano frgido y seco, con bajas temperaturas en los meses de mayo a junio. Productora nica de estao en el Per.

1.2. GEOLOGA GENERAL:

El yacimiento de San Rafael est conformado por una mineralizacin de origen hidrotermal en vetas tipo relleno de fracturas y de reemplazamiento en el intrusivo y en las fillitas las vetas tienen rumbo promedio de N 3060 W y buzamiento de 45 - 58.

En la zona de estao la veta de San Rafael presenta por tramos cuerpos de mineral conocidos como bolsonadas, que se forman por un cambio de rumbo y un fracturamiento lateral convergente, dando lugar a la formacin de cimoides compuestos, a estas bolsonadas los hemos designado con el nombre de cuerpos: Gra shoct, brechas, Contactos, etc.

Con longitudes variables de 30 a 200 metros. Y potencia de 5 metros; con una altura de 60m.

1.3. RESERVAS MINABLES:

La reserva probado probable de los cuerpos y vetas es de 12 103 325 TMS. Con una ley de 5.12% de Sn.

RESERVASTMS% Cu%Sn

MINERAL DE ESTAO12103,3250.215.12

MINERAL DE COBRE94,4503.340.56

MINERAL DE Cu Sn109,5052.801.49

TOTAL12287,1800.255.06

El incremento de las reservas es permanente como resultados de los trabajos de desarrollos y explotaciones que se estn ejecutando actualmente, hacindose evaluaciones definitivas cada fin de ao.

DISTRIBUCIN DE MINERAL DE ESTAO

RESERVAS:

ESTRUCTURABUZAMIENTOPOTENCIA(m)TMS%Cu%Sn%

Veta San RafaelN 3060 W0.5 5 m1558,3600.245.3312.9

Cuerpos San Rafael15 4010208,8550.195.1384.3

Otras vetas336,1100.173.742.8

TOTAL12103,3250.205.12100

2. FORMULACIN DE PROBLEMA

BAP

A: Block insituB: Block minado por subnivelesP: Encontrar la alternativa optima de minado del block por el mtodo de subniveles con taladros cortos.

3. ANLISIS DEL PROBLEMA

VARIABLE DE ENTRADA ESTADO ALIMITACIONES

I.- FACTORES DE PRODUCCIN

1.- HOMBRES

Perforista (wagon drill)Ninguna

Perforista (DTH)Poca experiencia

Perforista (Simba)Poca experiencia

Perforista (Jumbo Boomer)Ninguna

Ayudante (Jumbo Boomer)Ninguna

SupervisorNinguna

Personal de ventilacinNinguna

PersonalNinguna

Operador de scooptram Ninguna

2.- EQUIPOS O MAQUINARIAS

Wagon Drill Vida til (4)

DTH T - 60 Vida til (5)

Simba H - 157 Vida til (5)

Jumbo Boomer H-282-127 Vida til (3)

Scooptram 3.5 yds3 Vida til (8)

Camiones volvo NL-10 NL-12 Vida til (9)

Camiones Jarvis Clark IDT-415-426 Vida til (7)

3.- MATERIALES

3.1.- MATERIA PRIMA

Tipo de yacimientoHidrotermal (relleno de fractura)

Buzamiento75 NE

RumboN 30-60 w

Potencia12 m

RQD Mineral Roca 75%85%

Reservas de estao 12103,325 TM

Leyes Estao Cobre 5.06% 0.21%

Peso especfico 4.5 TM/m3

Densidad del mineral3 TC/m3

Resistencia a la compresin 435 kg/cm2

3.2 INSUMOS

Explosivo ANFONo resiste en taladros con agua

Aire comprimidoConsumo 145 CFM

Agua 60 PSI - presin de operacin (dinmica) de 90 PSI

Energa elctrica Ninguna

Accesorios de voladuraNinguna

Accesorios de perforacinNinguna

Instalaciones de agua y aire y energa elctricaBuenas condiciones

3.3 OTROS

Labores de accesoSub niveles, galeras, rampas

Mantenimiento de laboresPermanente

Filtracin de agua superficialNinguna

Filtracin de agua subterrneaRequiere de bombeo

Mantenimiento de equiposPreventivo

VARIABLE DE SALIDA ESTADO B

Seguridad de 95%

Produccin requerida32727 TM/mes

Dilucin 20%

Recuperacin 80%

Productividad de perforacin 20 TM/hombre

Desviacin de taladros 5%

Disponibilidad mecnica 80%

Fragmentacin 6 pulg.

Aprovechamiento de la cada del mineralNinguna

Por gravedadNinguna

VibracinVoladura controlada (retardos)

Voladura secundariaDisminuir

Proteccin de medio ambienteBuena

sostenimientoNinguna

RESTRICCIONES

3.1. Capital disponible por la empresa para el desarrollo del mtodo.3.2. Cumplir con los reglamentos de seguridad e higiene minera:

CAPTULO VIII DRENAJE

ARTCULO N 228.- Las aguas de filtracin, perforacin riego, relleno hidrulico, etc. Utilizadas en labores subterrneas deben tener fcil salida de manera que tanto el piso de las galeras de trnsito como el de los frentes de trabajo se conserven razonablemente secos.

ARTTCLO N 230. - Las instalaciones de bombeo de agua deben estar previstas de todos los medios adecuados para asegurar su normal funcionamiento evitando as posibles inundaciones.

ARTICULO N 231. - En las minas donde no exista drenaje por gravedad y que adems, la exagerada inundacin de agua en determinado sectores haya presumir el peligro de inundaciones graves, se tomaran las siguientes precauciones:

a).- La estacin de bombeo se disear e instalar con capacidad excedente a la requerida por el normal flujo de agua y en equipos dobles o triples, en forma tal que el funcionamiento de cualquiera de dichos equipos baste para evacuar la totalidad de las aguas inundadas.

b).- Sc construirn puertas de presin en las inmediaciones de La estacin de bombeo y en todas las vas de acceso peligroso y cerca de los lugares donde mane agua.

c).- Cada bomba debe ser prevista de motor independiente de los cuales se conectara con los frentes de energa por medio de dos circuitos independientes que pueden funcionar alternativamente, debindose en todo caso tener un equipo auxiliar de generacin elctrica para cualquier estado de emergencia.

CAPTULO XI (Agentes qumicos):

ARTCULO N 264.- En ninguna labor minera se mantendr concentraciones de polvo en el aire por encima de 200 millones de partculas por metro cbico de aire.

ARTICULO N 265.- Se impedir cualquier acumulacin de gases nocivos o la dilucin exagerada de oxgeno, manteniendo en todo caso las siguientes proporciones volumtricas:

Oxgeno, mnimo 19.3% Anhdrido carbnico, mximo 0.5% Metano, mximo 0.5% Monxido de carbono mximo 0.005% Hidrgeno sulfurado, mximo 0.002% Gases nitrosos, mximo 0.0005% Aldehdos, mximo 0.0005% Hidrgeno, mximo 0.5%

Cualquier otro contaminante no denominado deber mantenerse dentro de los lmites que no sean perjudiciales para la vida o salud de tos trabajadores.

CAPTULO XIII VENTILACIN

ARTCULO N 292.- La cantidad mnima de aire necesaria por hombre ser de 3 m3/min en los lugares de trabajo cuando, las minas se encuentren hasta 1500 m.s.n.m. En otras altitudes la cantidad de aire ser aumentada de acuerdo con la siguiente escala:

De 1500 - 3000 m se aumentara en 40%. De 3000 - 4000 m se aumentara en 70% Sobre los 4000 m se aumentara en 100%

ARTCULO N 293. - En el caso de emplearse equipo disel autorizado, la cantidad de aire circulante no ser menor de 3m3 /min por cada HP que desarrollen los equipos.

ARTICULO N 294. - En ningn caso la velocidad del aire ser menor a 15 m/min ni superior a 250m/min, en las galeras de trnsito y labores de desarrollo y preparacin.

3.3. No contar con la mano de obra debidamente calificada para la operacin de los equipos de perforacin (DTH, Simba y Long hole drill Wagon).

CRITERIOS

METODOSOBLIGATORIOSLBHPasa o no pasaSub niveles por abanicoPasa o no pasaVCRPasa o no pasa

1. Costo B/C 1RentablePasaRentablePasaRentablePasa

2. TiempoDentro del cronogramaPasaDentro del cronogramaPasaDentro del cronogramaPasa

3. SeguridadBuenaPasaBuenaPasaBuenaPasa

DESEADOS

PESO

1. Recuperacin mxima del mineral10

2. Desviacin de taladros10

3. Seguridad10

4. Costo mnimo por tonelada10

5. Costo voladura10

6. Costo de perforacin10

7. Productividad9

8. Fragmentacin8

9. Dilucin8

10. Vibracin8

11. Condiciones de ventilacin8

12. Proteccin del medio ambiente8

13. Utilizacin mxima de equipos7

14. Sencillez de operacin6

15. Menor cantidad de agua ocasional5

ALTERNATIVAS DE SOLUCIN

1. SUB NIVELES CON TALADROS PARALELOS (LBH)

El mtodo Sub Level Stoping con taladros largos bajo el sistema LBH, es considerado como una alternativa de solucin porque se adapta a las caractersticas geolgicas de nuestro deposito mineral, cuerpos y vetas con fuertes buzamiento; con mineral y cajas competentes.

2. SUB NIVELES POR ABANICO

Este mtodo puede perforar los taladros, segn el esquema de abanico dentro de la galera del sub nivel, la distancia entre sub niveles depende, entre otros factores, de la posibilidad de controlar la direccin de los taladros para asegurar un espaciamiento y burden correctos en los fondos de los extremos de los mismos.Duracin promedio del block 11- 1 ao.

BUSQUEDA DE SOLUCIONES

A. METODO LBH LARGE BLAST HOLE

Este mtodo es una aplicacin de los principios de voladura en bancos a cielo abierto a las explotaciones subterrneas. El mtodo afecta principalmente a las operaciones de arranque y en veta medida, a la perforacin de las cmaras, puesto que en general, solo se trabaja en 2 sub niveles uno de perforacin y otro de extraccin.Sin embargo, el principio de explotacin es el mismo que en el de cmaras por sub niveles convencional sub level stoping.En el mtodo LBH cada cmara se divide en tres sectores claramente diferenciados: Corte inferior (Under cut): Cumple la misin de ser la zona receptora del mineral fragmentado y de crear la cara libre en el fondo de los taladros. Sector de taladros largos: Donde se perforan los taladros de gran dimetro y representa entre el 85% y 90% del tonelaje de la cmara. Corte lateral: Que sirve como primera cara libre vertical para la voladura, tanto del corte inferior como de la zona de taladros largos. Corre lateral o principio de seccin: Se construyen a partir de una chimenea con dimensiones que oscila entre 1.8m y 3.5m dependiendo de los casos, y que pueden ser excavados con Raise Boring o por el mtodo VCR, o utilizando la propia perforadora de produccin. El mtodo es apropiado, puesto que se basa en la gravedad para que el mineral escurra hacia los niveles de extraccin.

A.1.- VENTAJAS

El trabajo es continuo El costo por tonelada es bajo y exige poco personal La relacin de la produccin o la preparacin alto Hay gran seguridad para el personal

A.2.- DESVENTAJAS

No es posible la exaltacin selectiva. La ley media necesaria hay que mantenerla cambiando el arranque de varios tajeos. Trabajos preparatorios muy voluminosos Es necesario un servicio de mantenimiento de equipos rigurosos y por ello es un tanto caro

B. MTODOS DE SUB NIVELES CON TALADROS EN ABANICO

En este sistema se puede perforar los taladros, segn el esquema de abanico, con la seguridad que da el perforarlo dentro de la galera del sub nivel. As puede llevarse la perforacin tan adelantada como se quiere, limitada solo por el riesgo de perder taladros por los desplomes de roca al avanzar la labor.La distancia entre sub niveles depende, entre otros factores, de la posibilidad de controlar la direccin de los taladros para asegurar un espaciamiento y burden correctos en los fondos externos de los mismos.Esta tecnologa progresa constantemente, normalmente se comienza la voladura por los sub niveles ms bajos, pero preparado la perforacin y carga de todos Los taladros antes de iniciar la voladura. Se suelen perforar hasta 6 abanicos en cada sub nivel, volndose solo los tres primeros de una vez; algunas veces se vuelan de uno en uno, para examinar su efecto.El diseo del abanico es de gran importancia para conseguir buena fragmentacin y un mximo de recuperacin.

Los parmetros que hay que tener en cuenta son: Longitud de perforacin ptima: de 16 - 20m los cuales se hace ms difcil al control de la desviacin. Fragmentacin: Puede lograrse reduciendo el burden o espaciamiento en el fondo de los taladros. La distancia entre sub niveles, ancho del tajeo y el nmero de taladros influyen en la disposicin del abanico. Aunque tambin la influencia puede ser inversa, pues la magnitud de los taladros puede determinar la distancia entre sub niveles y el nmero de los mismos.

B.1.- VENTAJAS Mayor seguridad que da al perforado dentro de la galera del sub nivel. El trabajo es continuo sin interrupcin para rellenar. El costo por tonelada es bajo y exige poca mano de obra La ventilacin es buena La conservacin es mnima

B.2.- DESVENTAJAS Difcil control en la perforacin y voladura Presencia de bancos Requerimiento de voladura secundaria.

C. MTODO DE SUB NIVELES POR EL MTODO RELLENO CON VCR

Se utiliza en cuerpos mineralizados de baja a mediana potencia y en rocas de mediana competencia (3B) Se utiliza la tcnica de cargas controladas en que el largo de la carga explosiva es menor a 6 veces el dimetro de perforacin. Carga esfrica Este sistema de explotacin requiere la construccin de estocadas y puntos de extraccin La secuencia de construccin es la siguiente Nivel de transporte Arreglo de galeras de produccin Corte basal Nivel de perforacin Perforacin de tiros largos menor a 40 m en caso VCR Los disparos generan cortes de hasta 3m Costo 15-45 $/t dependiendo si se rellena o no Dilucin 10% Recuperacin menor a 80%

4. FASE DE DECISIN

4.1.- RECUPERACIN DE RESERVASReservas geolgicas 30*62*15*4.5 = 125550TMRECUPERACINPESOLBHSUB NIVELES POR ABANICO

PUNTAJEPONDERADOPUNTAJEPONDERADO

1010100990

4.2.- COSTOS MNIMOS POR TONELADAS4.2.1.- COSTOS POR MTODO DE EXPLOTACIN

Radial y paraleloRadial y paraleloParalelo

Wagon drillSimba H 157DTH

Dimetro de516496

Perforacin (mm)

Longitud de taladro (m)152538 40

Rendimiento (m/gd)487048

Capacidad (m)350055002200

ndice de perforacin (TM/m)4711

Personal de operacin111

Costo de perforacin ($/m)5.187.3710.88

Costo de perforacin ($/TM)1.2951.050.99

Costo fijo + costo mano de obra + costo de acero + costo energa y combustible + costo de lubricantes y filtros

COSTO PERFORTACINPESOLBHSUB NIVELES POR ABANICO


10-10100880

4.2.2.- COSTO POR VOLADURA

A.- TALADROS CARGADOS CON EXAMON

Accesorios de explosivosCantidad por taladroCosto unitarioCosto total ($/taladro)

Examen P80kg0.59 $/kg47.20

Fanel periodo corto (20m)03 Pz3 $/Pz9.00

Booster de 1/3 lb (BM-150)03 Pz1.30 $/Pz3.90

Cordn detonante 3-P20 m0.18 $/m3.60

Fulminante comn N 62 Pz0.11 $/Pz0.22

Mecha de seguridad anaranjado8 m0.10 $/m0.80

Mano de obra2 tareas15 $/tarea30.00

Costo total ($/taladro)94.72

Costo total ($/TM)0.317

B.- TALADROS CARGADOS CON SLURREX AP-80


Slurrex AP-80156.25 kg0.77 $/kg120.31


Booster de 1/3 lb03 Pz1.30 $/Pz3.90



Mecha de seguridad8 m0.10 $/m0.80




C.- TALADROS CARGADOS CON EXAGEL E-65


Exagel E-6587.5 kg2.87 $/kg251.125


Booster de 1/3 lb (BM-150)03 Pz1.30 $/Pz3.90



Mecha de seguridad anaranjado8 m0.10 $/m0.80




COSTO VOLADURAPESOLBHSUB NIVELES POR ABANICO


10880330

COSTO MNIMO POR TONELADAPESOLBHSUB NIVELES POR ABANICO


1010100660

4.3.- SEGURIDAD

Ambos mtodos son seguros ya que las personas utilizaran criterios de seguridad, las labores necesitan de fortificacin de las cajas; pero en este caso se colocaran pernos de acero de 9 m*1pulg. A fin de que se pueda descartar cualquier problema de desprendimiento de las cajas mientras dure el tiempo de explotacin.

Se utilizaran ventiladores para diluir los gases txicos por la voladura. Los desarrollos como: chimenea, rampa, ventana, estocadas; ayudaran a circular aire fresco. En la zona de carguo se utilizaran scoops a control remoto para evitar exponer al trabajador con la cmara abierta.

SEGURIDADPESOLBHSUB NIVELES POR ABANICO


101010010100

4.4.- DESVIACIN DE TALADROS

El mtodo de explotacin por sub niveles definitivamente tiene ventajas en cuanto a productividad, por la desventaja de perforar taladros largos implica una desviacin de los mismos. Esto afecta directamente a los costos y a que la perforacin es el primer paso para las dems operaciones unitarias; el buen resultado de la fragmentacin y una menor dilucin dependern en un 75% de una buena perforacin.

Los factores que influyen en forma determinante en la desviacin de taladros son:

1. Longitud de taladro2. Dimetros de perforacin, varillaje, brocas3. Errores de posicionamiento:

Tener rea liza y nivelada para el posicionamiento del equipo Alineamiento con la seccin a perforar y el eje central de la perforadora Angulo correcto de inclinacin del taladro

4. La estructura geolgica de la roca

El factor o variable que no se puede controlar es el macizo rocoso, la existencia de discontinuidades geolgicas as como: Fracturas, geodas, contactos.Estas determinan favorablemente en la desviacin de taladros y tambin otro peligro de la perforacin son los atrasamientos de las barras o brocas del taladro.La existencia de las discontinuidades geolgicas no solo ayuda a la desviacin, atascamientos si no tambin incluira negativamente en el carguo con explosivos.Estudios realizados sobre la desviacin de taladros es atribuible al factor humano en un 50 %

Desviacin %Wagon DrillSimbaDTH

>33

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