Propuesta de diseño de mallas de perforación y voladura empleando modificación al modelo matemático de Pearse con la finalidad de optimizar la fragmentación de rocas en la mina Tacaza de Consorcio de Ingenieros Ejecutores Mineros S.A. (CIEMSA)

Abstract

En los últimos años, la minería se ha enfrentado a una disminución paulatina del precio de los metales, generando una reducción de la rentabilidad del negocio producto de menores reservas minerales. Esto ha ocasionado que se adopten esquemas operativos enfocados en la mejora continua de cada uno de los procesos dentro del ciclo de minado, a fin de reducir los costos. Por tal motivo, es necesario visualizar cada una de las actividades involucradas, como la perforación y voladura, las cuales tienen un impacto productivo y económico en el proceso global. En consecuencia, la presente investigación se enfoca en optimizar la fragmentación de rocas, a través de un diseño de malla de perforación y voladura, mediante la integración de los conceptos de ingeniería de la voladura y caracterización del macizo rocoso. Para esto, se aplicará el modelo matemático de Pearse, a fin de calcular los parámetros controlables del diseño y obtener los resultados esperados. Asimismo, el alcance del trabajo abarca el análisis de la productividad del ciclo de minado, así como, la cuantificación del impacto de la propuesta en materia de costos. Se comienza con el análisis de línea base, que consta de la medición de resultados producto de los diseños actuales de malla de P&V, con la finalidad de determinar las variables que están generando fragmentación gruesa de rocas. Posteriormente, se plantea la propuesta de diseño de malla considerando la mayor cantidad de datos e información del tajo Tacaza. Luego se ejecutan los trabajos en campo, que consta del seguimiento y control de actividades, a fin de cumplir con los parámetros diseñados. Finalmente, se miden los resultados de fragmentación en el software Wipfrag, y se analiza la productividad y costos en el ciclo de minado. De los resultados se obtiene una mejora en la fragmentación, ya que se logra reducir el diámetro de rocas de 13.0 a 5.0 pulgadas en promedio. Esto conlleva a un incremento en el rendimiento efectivo de los equipos y una reducción de costos de US$ 9,600 mensuales aproximadamente. Estas nuevas medidas generan valor agregado a la compañía, a través de una operación minera sostenible, que busca hacer rentable el negocio desde una visión holística del proceso.

In recent years, mining has faced a gradual decrease in the metal´s prices, generating a reduction in the profitability of the business as a result of lower mineral reserves. This has led to the adoption of operational schemes focused on the continuous improvement of each of the processes within the mining cycle, in order to reduce costs. For this reason, it is necessary to visualize each of the activities involved, such as drilling and blasting, which have a productive and economic impact on the global process. Consequently, this research focuses on optimizing rock fragmentation, through a drill and blast mesh design, by integrating the engineering concepts of blasting and characterization of the rock mass. For this, the Pearse mathematical model will be applied, in order to calculate the controllable parameters of the design and obtain the expected results. Likewise, the scope of the work includes the analysis of the productivity of the mining cycle, as well as the quantification of the impact of the proposal in terms of costs. It begins with the baseline analysis, which consists of measuring the results of current P&V mesh designs, in order to determine the variables that are generating coarse rock fragmentation. Subsequently, the mesh design proposal is proposed considering the greater amount of data and information from the Tacaza pit. Then the field work is carried out, consisting of the monitoring and control of activities, in order to comply with the designed parameters. Finally, the fragmentation results are measured in the Wipfrag software, and the productivity and costs in the mining cycle are analyzed. From the results, an improvement in fragmentation is obtained, since it is possible to reduce the diameter of rocks from 13.0 to 5.0 inches on average. This leads to an increase in the effective performance of the equipment and a cost reduction of approximately US $ 9,600 per month. These new measures generate added value for the company, through a sustainable mining operation, which seeks to make the business profitable from a holistic view of the process.