64021_MATERIALDEESTUDIOPARTEIDiap1-56

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Consultor de Intercade

COSTOS DE PERFORACION Y VOLADURA EN MINERIA

SUPERFICIAL

MSc Carlos Retegui Ordoez

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MSc Carlos Retegui Ordoez - Consultor Intercade

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INDICE

1. Introduccin...................................................................2. Anlisis de los costos para la toma de decisiones.. .3. Costo de operacin de perforacin. .4. Clculo del costo de perforacin. .5. Clculo del costo horario de perforacin.6. Optimizacin del costo de perforacin.7. Costo total de perforacin..8. Costos de operacin de voladura.9. Optimizacin de los costos de voladura..10. Beneficio/costo.11. Bibliografa

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1. INTRODUCCION

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La optimizacin de cualquier proceso de produccindebe estar dirigida a buscar el aumento de suproductividad y la reduccin de los costos .

La perforacin y voladura son las actividades unitariasque dan inicio al proceso de minado o arranque delmaterial con valor econmico.


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El planeamiento adecuado de estas actividades y elcontrol de los costos son vitales en el proceso debeneficio del mineral e influirn en el costo final delproducto.

La optimizacin de los costos en esta etapa, impactarde manera definitiva en las siguientes etapas productivas(excavacin, transporte y chancado/molienda).

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2. ANALISIS DE LOS COSTOS PARA LA TOMA

DE DECISIONES


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Los costos son los valores de los recursos reales ofinancieros utilizados para la produccin en un periododado.

Si tomamos esta definicin, podemos asegurar que loscostos sern la mejor informacin para la toma dedecisiones en una actividad, esto porque el valor decada componente de la actividad puede sermonitoreado, analizado y optimizado.

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Todas las empresas utilizan la contabilidad de costoscomo modelo para la toma de decisiones, este modeloes medianamente efectivo dependiendo de la calidadde la informacin que tenga. Es decir que depende delnivel de detalle y calidad con la que se costea lasactividades unitarias en el proceso.


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Para el anlisis de costos totales, generalmente sedividen en :

Fijos: aquellos que por su naturaleza sonindependientes al volumen de produccin. Porejemplo: mano de obra, alquiler de equipo, etc.

Variables: aquellos que son directamenteproporcionales al volumen de produccin en elperiodo dado. Por ejemplo: aceros de perforacin,explosivos, etc.

TIPOS DE COSTOS

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Estos costos pueden ser representados grficamente,como costos fijos y costos variables, cuya suma da elcosto total.

Los costos fijos son una lnea paralela al eje de laproduccin (P).

Los costos variables son una funcin de laproduccin (P), es decir que aumentan en funcin alaumento de la produccin.

El costo total es la suma de los costos anteriores.


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Costo ($) Costo total Variable

Fijo

Produccin (TM)

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Los costos promedios o unitarios, son el resultado dedividir el costo total entre las unidades producidas.

El costo promedio fijo (CPF) resulta de la divisin delcosto fijo total (CFT) entre la produccin (P).

El costo promedio fijo se representa como una curvadecreciente con aproximacin asinttica al eje de laproduccin.

Interpretando esta curva podemos decir, que a mayorproduccin el costo promedio baja, sin embargo en unpunto estabiliza.


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Costo fijo promedio(curva naranja)

Costo ($)

Produccin (TM)

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El costo variable promedio (CVP) se calcula al dividir elcosto variable total (CVT) por la cantidad producida (P).

El costo variable promedio se representa grficamentecon una curva en forma de U, la cual refleja laeficiencia de produccin ascendente, luegodescendente segn los cambios de volumen.

Interpretando esta curva podemos decir que existe unacantidad producida donde el costo variable es el mseficiente, luego este costo volver a incrementarse.


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Costo variable promedio (curva azul)

Costo ($)

Produccin

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El costo total promedio (CTP) se calcula al dividir elcosto total (CT) por la cantidad producida (P) o desumar el CPF ms el CVF.

Interpretando la curva podemos decir que existe unacantidad de producto ptimo, donde el costo total es elms bajo, luego de este punto el costo volver aincrementarse.


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Costo total promedio(curva roja)

Costo ($)

Produccin (TM)

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La produccin ptima con el menor costo es el puntomnimo de las curvas CPT y CPV (punto de mayorproductividad).

Para determinar este punto se deben llevar estadsticasde la produccin y los costos. Estas permiten graficarlas curvas correspondientes.

MAYOR PRODUCTIVIDAD

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PUNTO DE MAYOR PRODUCTIVIDAD

Costo ($)

Produccin (TM)

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3. COSTO EN LA OPERACION MINERA DE

PERFORACION

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La perforacin es realizar una cantidad de taladros(hoyos) diseados y localizados estratgicamente paracontener una carga explosiva de manera que se puedaarrancar la roca de forma eficiente y econmica.

La fase de la perforacin es la ms costosa y debe serla ms precisa, ya que una perforacin incorrecta puedeser la causa de aumentos del costo a largo plazo en lasotras actividades como excavacin, transporte,chancado, etc.

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Para el planeamiento de la perforacin y voladura serequiere de la informacin de otras reas de mina.

Se deben considerar los parmetros geomtricos deminado que son determinantes en la seleccin de lasperforadoras.

Se debe considerar la secuencia de minado del plan acorto plazo.

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AREAS QUE INTERVIENEN EN EL PLANEAMIENTO DE PERFORACION

Y VOLADURAPLANEAMIENTO MINA

CORTO PLAZO

GEOTECNIA

TOPOGRAFIA PLANEAMIENTOPERFORACION YVOLADURA

OPERACION MINA(CONTROL DE EQUIPOS)

OPERACION MINAPERFORACION Y

VOLADURA

PROCESO DEPERFORACION Y

VOLADURA

ORE CONTROL

GEOLOGIA MINA

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PARAMETROS DE MINADO

A. Ancho de minadoB. Proyeccin de disparoC. Distancia de seguridadD. Espacio entre vas de accesoE. Va de acceso

F. Zona de operacin - Angulo de resistencia interna - Angulo de talud de bancoHb Altura de banco

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SECUENCIA DE MINADO

VISTA EN PLANTA

Angulo de taludoperacional

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PROCESO MINADOSeccin transversal de un tajo

Angulotalud final

1 Material en proceso de extraccin

2 Material listo para la extraccin

3 Zona en proceso de perforacin

z

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En este video se aprecia la secuencia de minado en una operacin a tajo abierto.

http://youtu.be/cS3NA70P61k

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Para el diseo y planeamiento de las operaciones deperforacin se necesita informacin que esproporcionada por otras reas en mina.

Esta informacin debe ser fluida y muy ajustada a larealidad debido a que la perforacin es crtica en elproceso de minado.

ESTIMADO PRODUCCION

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Flujo de informacin para planeamiento de perforacin PLANEAMIENTO

Plan de produccin.Secuencia de minado.Modelo de bloques corto plazo.Limpieza zona a perforar.

TOPOGRAFIA ACTUALIZADAUbicacin del diseo de la malla en el terreno.Levantamiento de taladros perforados.Delimitacin del mineral disparado.Levantamiento topogrfico finalizada la extraccin.

GEOLOGIA MINAGeologa estructural.Densidad de las rocas.Mapeo litolgico de la zona a perforar.

GEOTECNIAFrialdad de las rocas.Factor de resistencia a la voladura.

ORE CONTROLMuestreo de Blast Hole.Delimitacin del mineral despus de la voladura.Asignacin de nombre al polgono.

PLANEAMIENTODE PERFORACION

Y VOLADURA

Establecer una secuencia de perforacinpor zonas con base al plan de Minado.Sectorizacin zona de perforacinpor polgonos.Diseo de malla de perforacin delos polgonos con base a estndaresestablecidos.Ubicacin de los taladros programados enel terreno, con los parmetros asignados.

OPERACIONESPERFORACION Y

VOLADURA

Ejecuta la perforacin de taladrosprogramados en el polgono.Realiza el carguo de taladros conexplosivo de acuerdo al proyecto.Programa y ejecuta el disparo.Evala el disparo.Establece los estndares deperforacin y voladura.

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La produccin requerida (cantidad de material requerido)es proporcionado por planeamiento, esta informacinsirve para determinar el dimetro de taladro, tipo deperforadora y la cantidad de equipos.

Existen otros factores de campo necesarios para eldiseo de la perforacin como: geologa, geotecnia,altura de los bancos, tamao de los equipos deexcavacin y de transporte.

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El primer paso en el proceso de perforacin, esseleccionar el dimetro de taladro ms apropiado.

Existe un axioma mientras ms grande es el dimetrodel taladro, menor es el costo de perforacin por unidadde produccin.

CRITERIO Y SELECCION DE EQUIPOS

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En la prctica el aumento del dimetro de perforacinreduce el costo total de perforacin; sin embargo, sepierde algn grado del control de la fragmentacin queincrementa el costo de excavacin, transporte ychancado; adems se puede generar bloques sobredimensionados que requieren de voladura secundaria.


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La forma ms sencilla de determinar el dimetro deltaladro es relacionarla a la altura del banco.

Como una gua emprica el dimetro de taladro deberestar entre 0.5% y 1% del largo requerido deperforacin.


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Una frmula sugerida por C. McKenzie es:

d = H/0.150d = dimetro (mm)H = altura del taladro (m)

Si relacionamos el burden (B) y el espaciamiento (E)al dimetro de taladro.

B = (20 a 40) dE = 1.15 B (para malla alterna o triangular)

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El tamao de las perforadoras est relacionado al rangodel dimetro de taladro que pueden perforar, al uso enla industria y el sistema de perforacin usado.


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Construccin

Agregado

Minerales industriales

Oro

Carbn

Hierro

Cobre

Dimetro de barreno

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

406mm381mm356mm330mm305mm279mm254mm229mm203mm178mm

75,000 LB

50,000 LB

60,000 LB

45,000 LB

30,000 LB

30,000 LB

25,000 LB

75,000 LB

125,000 LB Load

110,000 LB

90,000 LB

PV-351

Clave

Rotativa

Rotativa o DTH

Martillo en cabeza/COPROD

DTH

DM-H2

DM-H3

PV-271/PV-275

DMLSP

DML

DM

DM

DM

T4BH

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ROC L8

ROC L6

ROC L7/L7CR

ECM720

ROC F9

ROC F6

ECM660III

ROC F7

ROC D3/D5/D7

ECM585MC

ECM470

CM780D

CM760D

25SP

DM-M2

152mm127mm102mm76mm51mm

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Produccin requerida.

Parmetros geomtricos del diseo del tajo.

Informacin geolgica y geotcnica.

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Costo de equipo (incluido costo financiero y deseguros).

Costo de mantenimiento (repuestos, grasas).

Costo de los aceros de perforacin (brocas, barras,acoples, etc.).

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En el tipo de energa que usa el martillo de laperforadora (neumticas o hidrulica).

Tecnologa (adecuacin a los sistemas de control enmina).

Diseo, ergonoma y versatilidad.

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Criterios mecnicos: potencia de motor, capacidad decompresor, tren portante (orugas, ruedas).

Caractersticas del martillo y ubicacin: rotacin,percusin o ambos, encima del barreno (drifters) en elfondo (down the hole).

Caractersticas de las barras y brocas (aceros deperforacin).

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rotacin

percusin

airecomprimido

broca depercusin

broca triconica

martillo defondo

cabezarotatoria

martillosuperior

cabeza rotatoria

martillo defondo

cabezarotatoria

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Hidrulicas Neumticas

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Perforadora rotativa

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Dentro del plan de operaciones se tiene pensadoingresar a una nueva zona mineralizada. Calcularemosel nmero de perforadoras necesarias para iniciar lostrabajos en dicho sector.

CASO PRACTICO 1

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Total Produccion TM 8,532,821.00densidad material in situ TM/m3 2.50Altura de Banco m 12.00Sub Perforacion m 2.40Berma Operativa m 6.00rampa m 10.00angulo Talud grados 65.00gradiente max % 10.00Hrs. Eff./dia 16.00dias de trabajo 360.00rendimiento /perforadora Tal /hra 2.30disponibilidad operativa % 85.00

Datos de Planeamiento

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Zona mineralizada

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Planeamiento, Productividad y Costos

Und. Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic

Tajos AbiertosOxidos TMS 300,000 300,000 300,000 300,000 300,000 300,000 350,000 350,000 350,000 400,000 400,000 400,000 4,050,000

Total Oxidos TMS 300,000 300,000 300,000 300,000 300,000 300,000 350,000 350,000 350,000 400,000 400,000 400,000 4,050,000

Produccin Oxidos dia TMS/dia 9,677 10,714 9,677 10,000 9,677 10,000 11,290 11,290 11,667 12,903 13,333 12,903 11,094 CuT % 0.69 0.69 0.69 0.69 0.69 0.69 0.69 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 CuS %Desmonte TMS 222,989 220,636 222,465 223,137 223,476 223,162 223,498 361,458 630,000 651,000 630,000 651,000 4,482,821

N de Dias 31 28 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31Produccin Desmonte dia TMS/dia 7,193 7,880 7,176 7,438 7,209 7,439 7,210 11,660 21,000 21,000 21,000 21,000 12,267

D/M 0.74 0.74 0.74 0.74 0.74 0.74 0.64 1.03 1.80 1.63 1.58 1.63 1.11

Produccin Total Oxidos TMS 300,000 300,000 300,000 300,000 300,000 300,000 350,000 350,000 350,000 400,000 400,000 400,000 4,050,000

Aporte Cu Fino Oxidos TM 2082 2082 2082 2082 2082 2082 2429 2450 2450 2800 2800 2800 28222

Aporte Cu Fino TM 2082 2082 2082 2082 2082 2082 2429 2450 2450 2800 2800 2800 28222

Cuadro N 3

RESUMEN DEL PROGRAMA DE PRODUCCION MINA2008

Total 2008

mineral

desmonte

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Diseo de PitAltura de banco: 12 m Ancho rampa: 10 m Angulo de talud: 65 Gradiente rampa: 10%Berma: variable 6 m 8m

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diametro taladro mm 96.00pulg 4

malla B (m) 2.88E (m) 3.31

area m2 9.54volumen m3 114.46

volumen TM 286.16

calculos

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cantidad taladros und.taladros /diataladros/hora

# Perforadoras Und.

Calculo de Nro. de Perforadoras

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Construccin

Agregado

Minerales industriales

Oro

Carbn

Hierro

Cobre

Dimetro de barreno

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

406mm381mm356mm330mm305mm279mm254mm229mm203mm178mm

75,000 LB

50,000 LB

60,000 LB

45,000 LB

30,000 LB

30,000 LB

25,000 LB

75,000 LB

125,000 LB Load

110,000 LB

90,000 LB

PV-351

Clave

Rotativa

Rotativa o DTH

Martillo en cabeza/COPROD

DTH

DM-H2

DM-H3

PV-271/PV-275

DMLSP

DML

DM

DM

DM

T4BH

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ROC L8

ROC L6

ROC L7/L7CR

ECM720

ROC F9

ROC F6

ECM660III

ROC F7

ROC D3/D5/D7

ECM585MC

ECM470

CM780D

CM760D

25SP

DM-M2

152mm127mm102mm76mm51mm

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Tipo : Rock drill Motor: 350 HP diesel Compresor: 700 cfm Martillo hidrulico Ubicacin del martillo: drifter Sistema de perforacin rotacin/percusin Carrusel para 5 barras. Colector de detritus y polvo Cabina ROC GPS, software

CARACTERISTICAS DEL EQUIPO SELECCIONADO

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CALCULO DEL COSTO DE PERFORACION

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Para determinar el costo de perforacin se debe evaluaruna serie de actividades que involucran la operacin deperforacin y voladura.

Estas actividades involucran varias reas operativas dela mina, la calidad y oportunidad de la informacinsuministrada determina la precisin del clculo.

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ACTIVIDADES DEL PROCESO DE PERFORACION Y VOLADURA

Proveedor

Cliente

Proceso

Planeamientoperforacin y

Voladura

1. Elaboracin de secuenciade perforacin.

2. Sectorizacin de zonapor polgonos.

3. Diseo de malla de perforacin.

Topografa Geotecnia Geologa Mina

4. Ubicacin de lostaladros en campo.

Operacin Perforaciny Voladura

Operacin perforaciny Voladura

5. Perforacin del polgono.

6. Toma de muestrasde perforacin.

Ore Control

7. Medicin de longitudde perforacin.

8. Carguo de taladroscon explosivos .

9. Disparo.

10. Inspeccin deldisparo.

11. Evaluacin deldisparo.

Operaciones Mina(Control de equipos)

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La secuencia de perforacin se elabora en base a lacantidad requerida de material.

Plan de minado.

Relacin mineral/desmonte.

Necesidades operacionales y de construccin.

SECUENCIA DE PERFORACION

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Planeamiento debe proporcionar:

El detalle del plan minado.

Modelo isomtrico.

Secciones.

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