Ingeniería de Minas

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Optimización en el Planeamiento a Largo Plazo, con la Programación Directa De Bloques Frente a la Metodología de Planeamiento Tradicional, Arequipa- Perú 2019
(Universidad Católica de Santa María, 2019-04-25) Quispe Zinanyuca, Christian
El presente trabajo tiene como principal objetivo estudiar el proceso de la planificación a largo plazo a través de una metodología que busca maximizar el valor actual neto de un proyecto, conllevando a un análisis desde la optimización hasta un resultado que asegure un valor económico cercano al optimo matemático , esta metodología está compuesta por la optimización a través de un modelo de bloques , diseño de mina orientado a capturar el mayor valor actual neto en los primeros periodos , desarrollo de un plan a nivel táctico; a su vez comparándolos con los resultados de la metodología tradicional para lo cual se implementan dos casos de estudio: Caso “Base” ( aplicando metodología tradicional , realizando soluciones con el algoritmo de Learch & Grossmann , obteniendo una serie de conos anidados con lo cual se realizara la elección y diseño de fases, utilizando el Software MineSight para dicha actividad , como segundo caso se presenta el Caso “UCSM”, direccionado con el Software Simsched, el cual usa la programación directa de bloques permitiendo que una secuencia completa sea ejecutada directamente a partir del modelo de bloques de recursos, sin la necesidad de definir un tajo final, tajos anidados, pushbacks o expansiones, optimización de ley de corte unificando todas las etapas citadas y optimizando todos los períodos simultáneamente; a su vez se usara las geometrías del resultado de dicho software como guías de diseño. Como resultado de esta etapa se poseerá dos sets de diseño, cada uno con una diferente estrategia los cuales se pondrán a prueba en el Software Mineplan, del cual obtendremos dos planes mineros. Como resultados de las dos diferentes estrategias obtenemos que el Caso “Base” direccionado con la metodología tradicional posee un valor actual neto del orden de 2 794 MUS$, así como el Caso “UCSM” direccionado con la metodología aplicada por Simsched posee un valor actual neto del orden de 2 884 MUS$ obteniendo 90 millones de dólares mayor al caso base, cada uno integrando un movimiento mina y total muy parecidos, en efecto los dos casos mantienen restricciones a lo largo del tiempo. En conclusión, el aplicar la nueva metodología puede dar un valor agregado al proyecto de manera significativa, así llegando a un resultado más próximo al óptimo matemático de forma sostenible, cumpliendo con los diferentes parámetros, en un menor tiempo. Palabras Clave: Planificación minera, Optimización, Diseño de mina, Plan de minado, Simulación, Software Planeamiento.
Optimización de Procesos en la Perforación Mediante un Estudio Comparativo de Brocas Tricónicas en la Unidad Minera Toquepala - Southern Perú Cooper Corporation 2018
(Universidad Católica de Santa María, 2019-08-05) Montoya Villalta, Franco Alexis
Esta tesis se titula “Optimización de procesos en la perforación mediante un estudio comparativo de brocas tricónicas en la unidad minera Toquepala – Southern Perú Cooper Corporation 2018” y tiene como objetivo exponer la factibilidad de la reducción de los costos del ciclo de minado, aplicando para ello estándares mejorados de trabajo y control de las principales operaciones unitarias de minado que son la Perforación y Voladura. El trabajo en si consta de 6 capítulos: El Primer Capítulo, Comprende: Justificación, planteamiento del problema, síntomas, causas, pronostico, alternativas, formulación del problema, objetivos y la hipótesis. El Segundo Capítulo, abarca el modelo teórico en el cual está basada la tesis, perforación rotativa, triconos y el Total Drilling cost (Costo Total de perforación), además de las variables y el grafico del modelo. El Tercer Capítulo, comprende el material de estudio, en este caso la empresa minera Southern Perú Cooper Corporation – Toquepala y las diferentes empresas que fabrican y proveen los aceros de perforación (triconos), siendo estas: Mincon, Ryder y Varel. El Cuarto Capítulo, contiene la metodología para poder desarrollas esta tesis: tipo de investigación, población/muestras, técnicas y fuentes para la recolección de la información, el procesamiento y procedimiento del mismo. El Quinto Capítulo, es la comparación de parámetros de perforación entre las tres marcas que se desarrollan a la lo largo de la tesis, de acuerdo al tipo de litología en el yacimiento Toquepala. Resultados: A través de la optimización del costo total de perforación de brocas, se logró una reducción del Costo Unitario de perforación en 1.01 US$/M para brocas de 11” y una reducción en 0.57 US$/M para brocas de 12 ¼”, es decir una reducción del 12.85% para brocas de 11” y una reducción del 7.13% para brocas de 12 ¼, en comparación con lo que se venía obteniendo. Representando esto en una reducción del Costos de perforación en brocas de 11” de: 1, 730,736.00 US$/año, y para brocas de 12 1/4“de: 976,752.00 US$/año. Este ahorro considerable, justifica ampliamente la implementación de un test de brocas tricónicas en la Mina Toquepala, el cual se sintetiza en un sistema de control y evaluación permanente de los aceros de perforación, en este caso de las brocas tricónicas que pueden ser brindadas por diferentes empresas, y al hacer una comparación minuciosa en sus parámetros poder seleccionar la mejor marca para la perforación que es la base de toda operación minera. Palabras claves: Perforación, pull down, rotación.
Optimización del Diseño de Malla Aplicando la Teoría de Daño por Vibraciones y el Método de Holmberg
(Universidad Católica de Santa María, 2019-08-05) Bustamante Cárdenas, Fabricio Alonso
El presente trabajo de investigación se realizó con el fin de optimizar las mallas de perforación y voladura en frentes para la Empresa Minera Bateas SAC, mina polimetálica ubicada en la Provincia de Caylloma, Región Arequipa; que opera como filial de Fortuna Silver Mines Inc. Para diseñar las mallas de perforación y voladura con sección de 4.0m x 4.0m, se hizo empleando el método Holmberg aplicado a los dominios de la mina, clasificados en Roca Buena RMR 75, Roca Buena RMR 65, Roca Regular RMR 55, Roca Regular RMR 45 y Roca Mala RMR 35, teniendo un diámetro de alivio de 102 mm y de producción de 45 mm. Por otro lado se consideró una densidad de 2,70 ton/m3 en roca andesita, el explosivo utilizado es Emulnor 3000 ¼ x 12 teniendo una VOD de 4400 mm/s y una densidad de 1.14 g/cm3. Mediante la Velocidad Pico Partícula máxima monitoreada se halló el factor de velocidad de la onda (K), que unido al factor de atenuación (Alfa) determinó la carga operante para destrucción y control. Después de obtener estos valores se simuló en el Software Jksimblast 2d Face para encontrar las líneas de isotiempos, la distribución de energía dentro del taladro y el modelamiento según Holmberg & Persson. El objetivo del proyecto en cuestión es realizar un diseño utilizando el algoritmo de Holmberg y la teoría de vibraciones para el modelamiento, logrando una optimización en cuanto a la cantidad de explosivo y reducción de sobrerotura mediante las vibraciones. Palabras Claves: Malla, Taladro, Explosivos, Vibración, Diseño
Modelamiento y Simulación del Minado y Remanipulación de Mineral en Una Mina a Tajo Abierto
(Universidad Católica de Santa María, 2019-09-03) Morales Pulcha, Melanie Andrea
Los costos de carguío y acarreo están sujetos a la utilización de los equipos, así como la producción que dependerá del proceso de carguío y la cantidad de camiones que tengan asignados las palas o cargadores. El siguiente trabajo de investigación está enfocado en el contexto de una faena minera a tajo abierto en donde los procesos de carguío y acarreo serán representados mediante un modelo de simulación construido en el software Arena. La representación del sistema en virtual, ayudará a examinar las condiciones técnicas y económicas más adecuadas, evaluando las rutas y prácticas que viene realizando la mina en el minado de mineral. El almacenamiento temporal de mineral representa un costo horario de los equipos adicional. El trabajo de investigación trata de demostrar mediante los indicadores de desempeño la productividad de los camiones en el minado de bancos de mineral, fue necesario realizar la experimentación de varios escenarios para determinar la asignación óptima de camiones. El modelo de simulación puede ser utilizado para otras operaciones mineras con la modificación de las variables propias de cada mina. Palabras Clave: Simulación, experimentación, análisis de escenarios, optimización de recursos
Propuesta de rediseño de taludes para la estabilidad física en la remediación y cierre de un depósito de desmontes en Cerro de Pasco
(Universidad Católica de Santa María, 2019-10-04) Villanueva Zavala, Fernán Dharei
El presente trabajo propone el rediseño de los taludes de un depósito de desmontes ubicado en la ciudad de Cerro de Pasco con el fin de lograr la estabilidad física del mismo preparándolo así para las actividades posteriores de cierre y remediación, evitando el alto potencial de deslizamientos y disminuyendo el riesgo en la generación de daños para el ecosistema y la población. Este depósito recibió inicialmente los desechos sólidos (material estéril) provenientes del principal tajo de Cerro de Pasco, el Tajo Raúl Rojas, en el cual era explotado mineral de cobre y posteriormente plomo y zinc; dando como resultado un alto contenido de sulfuros en el botadero, lo cual representa un grave peligro para el ecosistema y los pobladores de la zona por el drenaje ácido de roca y la alta probabilidad de deslizamientos. En el trabajo de investigación a continuación se presenta el análisis de estabilidad del depósito de desmontes para determinar las condiciones de estabilidad de los taludes presentes mediante el método simplificado de Bishop, con ayuda del software SLIDE v6.0 de Rocscience, tanto para condiciones estáticas como sísmicas. Se obtienen previamente por un análisis de la situación actual, factores de seguridad por debajo del mínimo recomendado (1.5 y 1.1) por lo cual dos de las ocho secciones de análisis dispuestas transversalmente al botadero, se consideran inestables físicamente, representando una probabilidad alta de falla o deslizamientos. Es por ello que se propone realizar un rediseño de los taludes del depósito de desmontes, disminuyendo el ángulo de estos y construyendo bancos a lo largo del talud. En conclusión los resultados del análisis de estabilidad de los taludes rediseñados propuestos indican que para las condiciones proyectadas (tomando en cuenta los parámetros geotécnicos) el factor de seguridad hallado es superior al mínimo recomendado, por lo cual resulta favorable y así garantiza una estructura segura. Palabras claves: Análisis de estabilidad de taludes, Depósito de desmontes, Parámetros geotécnicos, Método de Bishop, Software SLIDE.
Optimización en el proceso de perforación aplicando la percusión asistida en el Sistema Rotativo (PARD) para aumentar la productividad en operaciones a tajo abierto
(Universidad Católica de Santa María, 2019-10-24) Salas Quinta, Kevin Jesús
Esta investigación se fundamenta en el Sistema PARD, el cual es un sistema de perforación rotativa asistida por impactos de alta frecuencia y bajo poder, la cual produce una energía adicional con la fuerza de empuje (pulldown) y velocidad de rotación para la fracturación de las rocas; además, combina dos métodos de perforación para incrementar la velocidad de penetración, logrando resultados evidentes en terrenos sumamente duros. Teniendo como objetivo principal la optimización en el proceso de perforación aplicando el sistema PARD para aumentar la productividad y reducir los costos en operaciones a tajo abierto en una mina del sur. De igual manera, cuenta con un enfoque cuantitativo que ayuda a la verificación de los resultados con valores numéricos y un tipo de investigación según el nivel exploratoria, descriptiva y explicativa con un diseño no experimental, de campo, dando a conocer que los datos fueron tomados en la zona de estudio mediante fichas de observación principalmente para luego ser analizados a través de tablas y graficas. Concluyendo que, la aplicación del sistema PARD en terrenos con presencia de roca dura es la mejor alternativa para cuidar tanto la rectitud de los taladros de producción, optimización uso de explosivo como también aumentar la productividad en cuanto a taladros de perforación por guardias y a la vez maximizar la generación de detritos, asimismo, se resalta que el sistema PARD es más eficiente comparándolo con el costo total de perforación en función al sistema convencional. Palabras Clave: Sistema PARD, Pulldown, Velocidad de rotación, Costos, Productividad, Proceso de perforación.
Aplicación de la fórmula de R. Praillet para evaluar la velocidad de penetración y su impacto en la perforación primaria en una mina a tajo abierto de Ica - Perú 2018
(Universidad Católica de Santa María, 2019-12-17) Castro Pezo, Renato Efraín
La investigación fue realizada en una mina a tajo abierto ubicada en el departamento de Ica en el área de perforación primaria. La investigación tiene como objetivo principal evaluar la velocidad de penetración de la perforación primaria mediante la aplicación de la fórmula de estimación de R. Praillet en la mina de estudio. La toma de datos de campo se realizó en las minas 3 y 4. Los equipos de perforación rotativos eléctricos y herramientas de corte que se utilizaron son perforadoras de modelo Sinosteel YZ 55B, Gardner Denver GD100, Bucyrus Erie 39HR y brocas tricónicas chinas de diámetro 12 1/4“ cuyos modelos son KX 74 (para terreno duro) y de diámetro 9 7/8” cuyos modelos son KX 83 y KX 85 (para terreno extremadamente duro), que son de materia de estudio de esta investigación realizada durante el año 2018 en los meses de julio a noviembre. Para realizar la toma de datos fue necesario estar en el equipo de perforación físicamente las 8 horas de trabajo rutinario en 3 guardias rotativas para conocer el funcionamiento de los equipos (variables operativas utilizadas) y las actividades de perforación realizadas por cada operador para hacer los taladros y saber sus velocidades de penetración instantáneas por material, lo cual es materia de estudio. La investigación analizó una muestra de 70 perforaciones en diferentes terrenos como desmonte, mineral primario y baja ley para evaluar y comparar la velocidad de penetración instantánea obtenida de las máquinas con la fórmula de estimación de la velocidad de penetración de R. Praillet, utilizando en ella fórmulas prácticas de las variables operativas de perforación rotativa, resistencias a la compresión de los materiales perforados y el diámetro de la broca tricónica, se dio un aumento del 11.57% en la velocidad de penetración y a partir de la comparación y evaluación de estas velocidades se calculó las velocidades medias de perforación para generar los costes de perforación reduciendo así en un 6.36% el TDC representando esto en un ahorro mensual de 27,720.00 US$ y un ahorro anual de 332,640.00 US$ con una reducción de 1.10 US$/metro en la perforación primaria de la mina demostrando que al aplicar la fórmula de R. Praillet y fórmulas teóricas de variables operativas de perforación rotativa es posible estimar la velocidad de penetración en cualquier tipo de terreno y generar un impacto en los costes de perforación primaria de la mina. Palabras clave: Velocidad de penetración. Fórmula de R. Praillet. Variables operativas de perforación rotativa. Costes de perforación.
Integración de los costos de remediación medio ambiental en el modelo matemático de valorización de bloques para una planificación integral en minería
(Universidad Católica de Santa María, 2020-01-02) Morales Luque, Paul Alfonso
El presente proyecto de investigación tiene la finalidad de integrar los costos de remediación medioambiental en el modelo matemático de valorización de bloques, a raíz de la necesidad de las empresas Mineras de mejorar la gestión en el impacto ambiental generado por las operaciones extractivas, así también, generar un estado de mayor confianza entre las partes involucradas, la población, el estado y el gobierno, adicionalmente se busca optimizar las labores del área de planificación minera integrando a sus variables de estudio el valor económico incurrido en las trabajos de remediación de los impactos mineros. Mediante el desarrollo de un algoritmo matemático se integrarán los costos de remediación medioambiental a la fórmula utilizada para valorar el modelo de bloques de un yacimiento minero. El algoritmo utilizado en la actualidad para valorar el yacimiento minero nos permite identificar la utilidad que puede generar cada porción del yacimiento y a partir de ahí se consideran ciertos costos relacionados a la extracción del mismo, sin embargo, existe una deficiencia que se ha hecho de mayor relevancia con el paso de los años, pues las legislaciones de cuidado medioambiental y la demanda social cada vez exige un mayor cuidado al medio ambiente y para la empresa minera esto se traduce en costos asociados a la remediación ambiental que se han incrementado al punto de generar un impacto económico bastante considerable. Para calcular el valor de un bloque se consideran variables como el precio del mineral de interés, la Ley o porcentaje de mineral, el tonelaje y el porcentaje de recuperación, mediante estas variables se logra obtener la utilidad neta de un bloque, sin embargo para determinar el costo de su extracción solo se descuenta a esta utilidad los costos de Minado, relacionados a labores de Perforación, voladura, carguío, acarreo, entre otros y los costos de planta, relacionados a los procesos en planta como su nombre bien lo indica, si bien los costos de minado y planta son representativos y necesarios para la extracción del bloque, así también, son los costos asociados a la remediación de los impactos ambientales generados por los procesos mineros, al ser de carácter obligatorio por legislación y supervisada por autoridades medioambientales como también ser una exigencia social. Al poner a prueba el modelo matemático propuesto frente al modelo utilizado de manera convencional para valorar un yacimiento, se ha realizado una base de datos sobre los principales procesos mineros, los impactos ambientales que generan cada uno de estos, las medidas de remediación pertinentes y los costos asociados a estas medidas, que serán el recurso el cual se busca integrar en el modelo de valorización actual. Finalmente se ha desarrollado un método de valorización de bloques que brinda un valor del yacimiento más cercano al real, reduciendo de esa manera los riesgos y errores que pueden generarse frente al análisis de diversos escenarios en el proceso de planificación, “Si se esperaba que determinado bloque brinde cierta rentabilidad, puede que en realidad brinde otra diferente a la esperada en un inicio”. Palabras clave: Minería, Planificación, Modelo de Bloques, Valorización.
Evaluación y selección de tecnologías de los sistemas inteligentes de transporte (ITS) de Perú para mejorar la seguridad del transporte de concentrado de cobre, eliminando o mitigando causas de accidentes, en la carretera Arequipa-Matarani periodo 2018-2019
(Universidad Católica de Santa María, 2020-10-08) Torres Escalante, Mauricio Sebastian
Los grandes proyectos cupríferos ubicados en las regiones de Arequipa, Abancay y Cusco contratan los servicios de empresas transportistas para llevar el concentrado de cobre hacia el puerto de Matarani. Los vehículos de carga utilizados sufren periódicamente accidentes de tránsito con consecuencias como pérdidas humanas, pérdidas económicas e interrupción en el servicio de transporte. El objetivo principal de la presente investigación es la evaluación y selección de tecnologías de los sistemas inteligentes de transporte (ITS) de Perú para mejorar la seguridad del transporte de concentrado de cobre, eliminando o mitigando causas de accidentes, en la carretera Arequipa-Matarani. Con este fin la pregunta de investigación es: ¿Cómo la aplicación de las tecnologías existentes de los sistemas ITS de Perú puede eliminar o mitigar las causas de accidentes en el transporte de concentrado de cobre? La pregunta de investigación se responde a través de la metodología propuesta en el capítulo 3. En la cual se utilizan las tecnologías ITS para mitigar las causas principales de los accidentes que les puedan ocurrir a los vehículos utilizados por las empresas de transporte. Los resultados obtenidos al aplicar la metodología en la empresa caso de estudio, muestran que las tecnologías sistema CCTV y sensores a bordo mitigan las causas de mayor recurrencia, las cuales son: imprudencia del conductor y falla mecánica. Esto fue comprobado estadísticamente mediante el método chi-cuadrado. Teniendo esto en cuenta, se recomienda que las empresas dedicadas al transporte de concentrado de cobre implementen las tecnologías de los sistemas ITS que eliminen las causas principales de los accidentes para mejorar el servicio ofrecido y la seguridad de sus colaboradores.
Optimización del rendimiento de brocas down the hole ( DTH) a partir del afilado de insertos en el equipo BQ3-DTH
(Universidad Católica de Santa María, 2020-11-04) Torres Cuadros, Rodrígo Mauricio
La presente investigación se realizó con el propósito de incrementar el tiempo de vida de las brocas DTH y velocidad de martillos DTH, a partir de la implementación de una metodología de afilado de insertos de brocas DTH en la Afiladora semiautomática BQ3-DTH. El presente trabajo de investigación tiene un enfoque cuantitativo, el cual ayuda a la verificación de los resultados con valores numéricos donde se trabaja con una muestra de 68 brocas DTH para ambas minas (yacimiento de oro diseminado y mina pórfido de cobre) donde se realizaron los estudios. La investigación es de tipo descriptiva y explicativa con un diseño longitudinal de campo, dando a conocer que los datos fueron tomados en la zona de estudio mediante el llenado de dos formatos, uno de registro de brocas afiladas y otro del performance de los aceros de perforación, para luego ser analizados a través de tablas y gráficas. En consecuencia, mediante la implementación de una metodología de aguzado de insertos DTH para la afiladora BQ3-DTH, permitió que el rendimiento de brocas se incremente hasta en un 44.5% en la mina de pórfido de cobre y un 32.6% en la mina de oro diseminado. Por otro lado, también contribuyó con el aumento de la velocidad de los martillos hasta en un 6.1% en la mina de oro diseminado y en 1% en la mina de pórfido de cobre. Con lo cual, la cantidad de brocas DTH a consumir anualmente disminuye generando ahorros anuales en el costo total de metros perforados por 257,000.00 dólares.
Cuidado de infraestructuras en operaciones a tajo abierto modificando tiempos entre taladros y diseño de configuración de carga
(Universidad Católica de Santa María, 2020-11-04) Tong Ladrón De Guevara, José Carlos
El cuidado de infraestructuras en operaciones a tajo abierto modificando tiempos entre taladros y diseño de configuración de carga nos permite explotar zonas de baja ley cercanas a infraestructura que anteriormente no eran rentable minarlas debido al menor precio del metal y a la baja recuperación en el procesamiento de minerales, sin embargo, el desmontar la infraestructura puede ser muy costoso y complicado. El presente trabajo evalúa y diseña; la malla, carga y secuencia de salida, para no dañar un tanque de 94.7 mil galones de combustible ubicado a 250 m de distancia de las voladuras programadas, este trabajo también se puede aplicar a tanques o contenedores con diversos tipos de contenido en su interior. Según la norma DIN 4150, la velocidad pico partícula (PPV) máxima debe estar en el rango de 40mm/s a 50 mm/s para una frecuencia de 50 Hz. Para lograr esto se evaluó 2 diseños de malla en el nivel 3475 y se midió las vibraciones a 50 m, 150 m y 250 m. La malla 704 fue diseñada de acuerdo a lo acostumbrado para este sector, sin embargo, las vibraciones superaron el rango permitido. Se rediseño los parámetros en el proyecto 705, determinando las constantes Kv que es la constante del macizo rocoso influenciada por el explosivo y Br que es la constante de atenuación de vibración influenciado por la roca en el modelo de Devine, con el fin de calcular la carga operante por taladro (Q), con el modelo de Kuz Ram se determinó los parámetros de perforación de taladros de producción y buffer, con la teoría de Cunnigham se calcularon los tiempos de los tiempos de la secuencia de salida. Los parámetros principales para taladros de 16 metros de profundidad fueron: B = 6m, E=7m, cargas con taco intermedio de 422 kg y 420 kg para los taladros de producción y 250 kg con taco de aire en las tres líneas buffer, los tiempos usados fueron de 29 ms entre taladros y 100 ms entre filas. Con este diseño se obtuvo una velocidad pico partícula (PPV) de 44 mm/s a 205 metros del disparo, logrando el objetivo de vibración no dañina en la estructura a cuidar. Podemos concluir que para el diseño de las voladuras de control debe elaborar el modelo vibracional de campo lejano ( 𝑃𝑃𝑉 = 𝐾𝑣 ( 𝑅 √𝑄 ) −𝐵𝑟 ) del macizo rocoso involucrado, esto asegura que los parámetros diseñados, Burden, espaciamiento y carga operante por taladro (B,E,Q) sean muy precisos logrando las PVV requerido.
Tratamiento del drenaje ácido de mina para propuesta de cierre de bocamina en los niveles 4500-4800, zona Carabaya-Puno
(Universidad Católica de Santa María, 2021-01-20) Luque Amado, Sergio René
El presente trabajo de investigación propone el tratamiento de drenaje ácido para cierre de bocaminas en el yacimiento minero que está ubicado en el distrito de Macusani, zona de Carabaya, departamento de Puno; con el objetivo de lograr la estabilidad física y estabilidad química, para evitar la contaminación de los ecosistemas y daños en la población. Las bocaminas se someterán a un cierre progresivo debido a que en otras zonas de la compañía se seguirá desarrollando la actividad minera. Se realizó el diseño de cierre tipo II para bocaminas que consiste en colocar un tapón de concreto con una tubería de drenaje, con relleno de desmonte y cobertura, teniendo los tapones una altura superior a 2.5 metros; también se realizó el diseño de cierre tipo III para bocaminas que no necesitan drenaje teniendo como componente un muro de seguridad de concreto, con relleno de desmonte y cobertura. Se recolectó muestras de material de desmonte de mina las cuales se sometieron a pruebas de laboratorio para determinar la presencia de sulfuros y sulfatos; además se le realizó el test ABA para determinar la presencia de drenaje ácido. El material de desmonte de mina se encuentra con un valor de pH de 6.4, por lo que se encuentra en incertidumbre pudiendo generar o no drenaje ácido, por lo que ya no se necesitará un diseño de tratamiento con humedales y caliza. Respecto a la revegetación, la cobertura propuesta para las bocaminas al tener dimensiones similares y al no existir presencia de drenaje ácido; presenta tres capas en su composición; material de sustrato que viene a ser material glaciar no estratificado, arcilla fina y material orgánico (ichu) que es flora característica de dicha zona. Se realizó una matriz de impactos respecto al drenaje ácido en el caso estuviese presente en la zona. En conclusión, para que la estabilidad física y química estén relacionadas se propone el método de bloqueo de aire seleccionado mediante una matriz de alternativas, el cual permitirá mediante una trampa o codo que solo pueda circular el agua proveniente del interior de la bocamina, pero vii no ingresará el aire, lo cual será factor clave para que no se produzca la oxidación de sulfuros, contribuyendo a que el potencial de Hidrógeno de 6.4 en incertidumbre llegue a la neutralización con un valor de 7.
Modelamiento de vibraciones por campo cercano para mitigar los impactos en el talud mediante el método de Cross Hole
(Universidad Católica de Santa María, 2021-12-07) Luque Muñoz, Jesús Edwin
El presente proyecto de investigación tiene como finalidad consolidar el principal objetivo de las voladuras en una mina de pórfido de cobre, la cual es producir la menor vibración respecto a zonas de cuidado, generando estándares presentes a partir de la aplicación de técnicas desarrolladas con el objetivo de minimizar el posible daño post voladura hacia las paredes de los taludes. Para el desarrollo de los estudios en campo cercano en una mina de pórfido de cobre, se definió las Andesita intrusiva sílica, como sector de medición en una malla en la fase 6B2 (nos referimos a una fase que se encuentra en el fondo de la mina), a través de una medición de Cross Hole para determinar la Velocidad de Onda P (VP) y definir el criterio de daño mediante la velocidad de partícula peak (PPV) por un modelo de campo cercano (4 taladros de producción isolados) a través del modelo predictivo de Holmberg and Persson (H&P) y así podemos determinar un tiempo entre filas y cambiar el diseño de carga. Finalmente obtuvimos los tiempos recomendados entre taladros y filas, a partir de secuencias de salida en confinado iniciando en la zona del talud y desarrollándose el tren de ondas hacia la cara libre.
Aislamiento y caracterización molecular de consorcios bacterianos nativos obtenidos del distrito Mariano Nicolás Valcárcel anexo de Secocha como alternativa para la biorremediación de agua contaminada por metales pesados
(Universidad Católica de Santa María, 2021-12-17) Gongora Flores, Juan Jesus
El presente proyecto de investigación consistirá en aislar e identificar molecularmente consorcios bacterianos nativos obtenidos de aguas contaminadas por el desarrollo de actividades mineras. Para tal efecto se realizará un muestreo de las aguas contaminadas en la mina artesanal ubicada en el anexo de Secocha. Las muestras serán llevadas al laboratorio y se realizarán los cultivos y las réplicas necesarias hasta aislar colonias con cepas bacterianas puras. Luego se realizará la extracción de ADN de las cepas bacterianas identificadas para proceder con el desarrollo de su secuenciación de nucleótidos e identificación de árboles filogenéticos. Finalmente se desarrollarán ensayos de laboratorio en donde se mostrará la capacidad de remoción de mercurio y mediante modelos matemáticos se identificará el comportamiento de la cepa bacteriana con respecto al tiempo. Asimismo, se realizará el análisis bioinformático correspondiente para encontrar la mayor homología de los microorganismos aislados y así se podrá identificar la existencia de nuevas cepas bacterianas, las cuáles serán utilizadas para realizar los ensayos de biorremediación en agua contaminada con mercurio. Efluente presente en aguas residuales donde se recupera oro
Determinación de la cantidad de energía transferida durante la detonación de un explosivo para cumplir los parámetros de diseño en los taludes finales del Tajo
(Universidad Católica de Santa María, 2022-04-25) Tong Ladrón De Guevara, Karla Marieli
En los métodos de explotación superficial el diseño de los taludes tiene dos objetivos: El primero es lograr una estabilidad a largo plazo, entendiendo este plazo al total del tiempo requerido para la explotación del yacimiento, esto brinda seguridad a las operaciones unitarias diarias, el segundo objetivo es extraer el máximo de las reservas de la envolvente económica establecida en el planeamiento a largo plazo manteniendo el ángulo de Pit establecido. Según Hustrulid W. & Kuchta “la construcción de las paredes finales del tajo tiene parámetros de diseño geométrico como: la línea media programada, ángulo del banco, ángulo del talud y ángulo inter-rampa” lograr estos parámetros se hacen volando las paredes finales del tajo, la voladura es con explosivos que transfieren energía en forma de vibraciones (medida en velocidad pico partícula PPV) y esta no debe dañar la geometría del banco. La forma correcta de establecer esta interdependencia energía-geometría es determinando la cantidad de velocidad pico partícula que mantengan la línea media, el ángulo de banco y el ángulo inter-rampa, las velocidades pico partículas pueden ser calculadas y simulados con software, sin embargo, por lo complejo de los dominios geo mecánicos no siempre se obtiene los parámetros definidos. En el presente estudio se evalúa la energía que debe ser transferida a dos sectores, Fase 5 y Fase 6B, y se analiza con láser los resultados reales de los bancos después de la voladura para establecer una conciliación geotécnica entre los parámetros de diseño y los obtenidos. La evaluación de los resultados se trabaja estadísticamente y nos muestra que la variación está dentro de los límites de tolerancia en los parámetros: Línea media de contorno (LMC), ángulo de talud de contorno (ATC°) y ángulo inter-rampa en contorno (IRAC°)
Análisis y propuesta de mejora de rendimiento de neumáticos de dimensión 59/80R63 en volquetes caterpillar 797F y Komatsu 980E - 4 en una mina del sur del Perú
(Universidad Católica de Santa María, 2022-05-06) Postigo Bellido, Nicolas
En el presente trabajo de investigación se analizó el rendimiento de los neumáticos de dimensión 59/80R63 utilizados por las flotas de volquetes Caterpillar 797F y Komatsu 980E- 4 en una mina al Sur del Perú, debido a que se detectó que muy pocos neumáticos llegaban al final de su vida útil y la mayoría eran desechados por daños operacionales. Por ello, se determinó analizar la situación y proponer medidas para incrementar el rendimiento de dichos neumáticos, para de esa manera reducir el costo operacional de los volquetes. Para la realización del presente trabajó se realizó una investigación de tipo aplicada, esperando mejorar la situación encontrada con las propuestas planteadas; utilizando como población todos los neumáticos de dimensión 59/80R63 desechados por la empresa minera desde enero de 2018 hasta noviembre de 2019. Se utilizó la técnica documental con una base de datos como instrumento principal, además de informes y documentos relacionados; también se utilizó la técnica de observación durante el periodo que el investigador laboró en la unidad minera. Durante el análisis de la situación de la unidad minera, se encontraron diferentes factores los cuales perjudicaban la vida útil de los neumáticos tales como: la presión, temperatura, operación del equipo, rotación de neumáticos, entre otros. De esta manera, se aplicaron diversas medidas correctivas tomando en consideración todos los factores identificados anteriormente. Gracias a las medidas adoptadas, se logró incrementar el rendimiento en horas de los neumáticos 59/80R63, además de reducir el costo remanente de los neumáticos desechados y lograr una reducción en el costo por hora de cada neumático.
Optimización del Tiempo de Vida de una Geomembrana de Alta y Baja Densidad Usando una Sustancia Impermeabilizadora en el Proceso de Lixiviación de Cobre
(Universidad Católica de Santa María, 2022-07-15) Palomino Linares, Johanes Jimmy
Las geomembranas sufren roturas durante el proceso de recuperación de cobre en las pilas de lixiviación, en la presente investigación se buscó mejorar las propiedades de resistencia mecánica de la geomembrana, para tal fin se realizaron diferentes pruebas de resistencia a la tracción en un equipo Demtech profesional; a la perforación en equipo fabricado para la presente investigación, según la especificación de la Sociedad Americana Para Pruebas y Materiales ASTM D6241, y prueba de temperatura según investigaciones previas, todo esto tanto para geomembranas de polietileno de alta densidad HDPE, como para geomembranas de polietileno de baja densidad LLDPE, la segunda mayormente usada en las pilas de lixiviación de cobre. La experimentación consistió en recubrir geomembranas con un elemento impermeabilizante de alta resistencia mecánica y aparte tener un grupo de control, confeccionando 10 muestras con medidas específicas según la norma de ASTM 6392 por cada grupo, para posteriormente realizar una prueba de tracción tal como se muestra en la figura 28 y otras, para la evaluación de las medidas no solo se tomó en cuenta el promedio sino se evaluó mediante pruebas estadísticas de medición de varianzas tanto TStudent como ANOVA, esto se realizó del mismo modo para los dos tipos de geomembranas. La prueba de temperatura se desarrolló con el fin de verificar si las geomembranas recubiertas resistían menos tras someterlas a la solución de lixiviación tal como se muestra en la figura 26, pero a una temperatura de 50 ºC, la temperatura elevada se debe a que esta es una forma de multiplicar el tiempo de evaluación que tendría que realizarse en años. Realizada las pruebas de tracción a este grupo de geomembranas no se notó diferencia significativa con las geomembranas que no pasaron por prueba de temperatura. vi Finalmente se realizó una prueba de perforación a ambos grupos de geomembranas tal como se ve en la figura 32. Que consistió en tener un grupo de control y un grupo recubierto, luego de evaluar ambos grupos se encontraron diferencias estadísticamente significativas teniendo un mayor soporte mecánico antes de la rotura las muestras recubiertas. Se verifico que las multas por parte del estado para las empresas que permitan filtraciones pueden llegar a ser muy altas y que el recubrimiento por metro cuadrado tiene casi el mismo costo que la geomembrana, por lo que podría ser usado estratégicamente en determinados puntos.
Análisis del impacto ocasionado por el material particulado en el desempeño energético de paneles fotovoltaicos en zonas cercanas a operaciones mineras
(Universidad Católica de Santa María, 2022-09-02) Acosta Quelopana, Alejandro Marcelo; Rodríguez Delgado, José Julián
La región de Arequipa, ubicada al sur de Perú, se encuentra en los mejores lugares del mundo para la obtención de energía fotovoltaica, ya que los valores de irradiancia solar son de los más altos del planeta, a pesar de ello, no se le da la importancia necesaria a esta tecnología que permite producir energía de una fuente renovable, evitando también la emisión de gases con efecto invernadero, tan solo el 1.44% de la energía en Perú es producida con paneles fotovoltaicos. Se pretende fomentar la utilización de energía solar no solo en el ámbito urbano, sino también en la industria minera la cual es una de las principales actividades económica y consumidoras de electricidad en el país. Estudios previos han demostrado que uno de los principales problemas que enfrentan las plantas fotovoltaicas es la deposición de material particulado, por lo que el objetivo del presente proyecto es hallar la cantidad de gramos por metro cuadrado de polvo depositado sobre un módulo fotovoltaico que provoque un déficit en el rendimiento energético del mismo, los resultados se utilizarán el proyecto de investigación mencionado en la presentación. Para lograrlo, se ubicó un panel fotovoltaico en el distrito de José Luis Bustamante y Rivero en la provincia y departamento de Arequipa, donde el material particulado fue pesado con una balanza de precisión, dando así la obtención de la tasa de deposición de polvo (g/m2), este valor se relacionó con el porcentaje de eficiencia emitida por el prototipo en mención. Los resultados mostraron que existe una reducción de eficiencia total promedio de 60.6% debido a una tasa de deposición de 35 g/m2 en la superficie del panel fotovoltaico analizado experimentalmente. Por lo tanto, los resultados muestran que la presencia de material particulado en el departamento de Arequipa impactará en el desempeño energético del panel fotovoltaico, por ende no podría existir una óptima utilización y futura implementación en la industria minera ya que este sector es uno de los mayores generadores de material particulado en el mundo.
Optimización de levantamientos topográficos aplicado a stocks de mineral mediante uso de fotogrametría con dron Phantom 4 en una mina superficial de hierro en la costa sur del Perú
(Universidad Católica de Santa María, 2022-09-05) Bustamante Vilca, Didier Alonso
El siguiente proyecto de investigación tuvo por objetivo la optimización de levantamientos topográficos de stocks de mineral mediante fotogrametría en una mina superficial de la costa sur del Perú. La propuesta del uso de drones para levantamiento topográfico representa una idea con grandes beneficios tanto para la empresa como para los propios trabajadores. El objetivo general de este proyecto fue proponer el uso del dron modelo Phantom 4 en reemplazo de los equipos existentes para el levantamiento topográfico de stocks de mineral, para poder desarrollar el trabajo de topografía de manera más rápida y segura. Adicional a ello, obtener un mayor nivel de detalle de las superficies de los stocks a medir. Además, presenta objetivos específicos tales como registrar diferencias de tiempo en el levantamiento, diferencias entre metodologías, eficiencia y precio. Para la obtención de datos cualitativos se hizo uso de entrevistas a profundidad. La cual estuvo dirigida a la obtención de datos técnicos acerca del uso del dron en actividades relacionadas a la topografía minera, asimismo tener conocimiento de las experiencias que otras personas tuvieron al usar este tipo de instrumentos. Además, se realizó la aplicación de un cuestionario que estuvo dirigido a los trabajadores del área de topografía, con el fin de obtener opiniones acerca del método que usan actualmente, y también su opinión acerca del nuevo método propuesto. Gracias a los resultados del cuestionario se obtuvieron ciertos porcentajes que brindaron información relevante para el proyecto de investigación. Adicional a ello, se llevó a cabo la comparación entre 2 métodos de levantamiento topográfico, uno realizado con estación total y el otro realizado con dron. Con esta comparación se buscaba establecer las diferencias de tiempo, precisión, personal y seguridad. 12 Los resultados obtenidos fueron positivos en relación al método propuesto, ya que se comprobó que el uso del dron representa un ahorro monetario, una menor duración de trabajo y, además, reduce considerablemente la exposición a riesgos por parte de los trabajadores, en consecuencia, reduce la ocurrencia de incidentes o accidentes que podrían sufrir los trabajadores. En conclusión, se determinó que el método propuesto si lograría una optimización de los levantamientos topográficos, ya que realizó el trabajo de campo en un 30% del tiempo que le tomó a la estación total. El trabajo de gabinete del dron se realizó casi en un 35% del tiempo que tomó el trabajo de gabinete de la estación, con una diferencia de 80 minutos. El precio del dron representa la quinta parte del precio del equipo usado actualmente, además de requerir de menos accesorios y personal. Además, elimina los principales riesgos presentes tales como caídas de altura (dependiendo de la altura del stock) e inhalación de polvo de hierro. Adicional a todo ello, según los resultados del cuestionario, este tiene la aprobación de los trabajadores del área.
Análisis comparativo en la aplicación del sistema In – Pit Crushing and Conveying frente al sistema convencional por camiones mineros para transporte de material estéril en una mina a cielo abierto del sur del Perú
(Universidad Católica de Santa María, 2022-09-08) Villanueva Valdivia, Luis Augusto
El presente trabajo de investigación consistirá en analizar la comparación de la implementación de un sistema In – Pit Crushing and Conveying (IPCC) para un plan de vida de mina, esto en frente de un sistema convencional de transporte por camiones mineros ambos casos para el transporte de material estéril de una mina superficial ubicada al sur del Perú. Para tal caso, primero se tiene como base un plan de minado de vida de mina, fases de minado y una topografía inicial de un periodo determinado. Con esta información base se diseñarán los depósitos de desmonte necesarios para cubrir el tonelaje de material estéril del plan de vida de mina, a la vez estos diseños obedecen a la geografía del terreno (ríos, lagos, lagunas y estructuras). En segunda instancia se obtendrán las topografías por periodo de la vida de mina, esto con ayuda de la información inicial. En tercera instancia se diseñarán las rutas de acarreo por periodo, se tomará el nivel de minado más profundo como punto inicial y a la vez dicho punto se ubicará en el centroide del nivel, como punto de destino se podrán tener mínimo uno o varios depósitos de desmonte para poder así calcular el número de camiones mineros necesarios para cubrir el traslado de material estéril in pit hacia los depósitos de desmonte. Para desarrollar el caso mediante el uso de un sistema In – Pit Crushing and Conveying se partirá desde las rutas de acarreo previamente diseñadas del caso base, pero ya no se tendrá como destino los depósitos de desmonte sino se tendrá a la chancadora semimóvil o fija, al ser semimóvil o fija se tendrá un solo destino para toda la vida de mina, con este destino se calcularán los camiones mineros necesarios para el traslado del material estéril in pit, seguidamente se analizará si las descargas de material estéril del plan de minado por faja son factibles o no para usar este método. En segunda instancia se calcularán los costos de inversión y ejecución del sistema IPCC. Finalmente se debe de tener en cuenta que para el cálculo de costos intervendrán CAPEX y OPEX para ambos casos, así se podrán analizar y determinar cuál de dichos casos representa un menor costo, el cual sería el uso de camiones mineros puesto que usar un sistema IPCC para transportar grandes cantidades de material estéril no es factible ni rentable.

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