Ingeniería de Minas

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Reducción de fragmentación ( P80) en la zona Fase 4 con la aplicación de gravilla de 2 pulgadas en la Unidad Minera de Toquepala
(Universidad Católica de Santa María, 2023-11-30) Márquez Chávez, Luis Orlando
A nivel global, se han creado numerosas tecnologías relacionadas con la perforación y voladura para mejorar la fragmentación de la roca, satisfacer las demandas de las áreas de planta, reducir costos y elevar la seguridad. Estos métodos son vanguardistas y abarcan aspectos como tipos de explosivos, sistemas de carga, secuencias de retardos, entre otros. Todos tienen un objetivo común: maximizar el confinamiento y el uso de la energía del explosivo en el taladro, y por eso sugieren el uso de gravilla. El Anuario Minero del Ministerio de Energía y Minas del Perú indica que la minería continúa siendo un motor vital para la economía peruana. Dentro de las operaciones mineras, las acciones de perforación y voladura son esenciales. Así, los explosivos son probablemente la herramienta más usada para la fragmentación de las rocas. Una fragmentación inadecuada puede llevar a la necesidad de voladuras adicionales o al rompimiento de rocas por medios mecánicos, lo que incrementa los costos. Un factor determinante en el resultado de una voladura es la granulometría del material resultante, y la forma más precisa de medirlo es a través del índice de fragmentación medio X50. Este índice se calcula mediante diversas técnicas; comúnmente, se basa en las fracciones que entran a la planta de tratamiento y que son separadas mediante subprocesos y mallas en distintas categorías. La fragmentación de rocas es un tema central en numerosos estudios, dado que se le ve como el factor más crucial en la producción minera. Esto se debe a que influye directamente en los costos asociados con la perforación, voladura y también impacta la eficacia de otros subsistemas mineros, como la carga, el transporte, entre otras operaciones relacionadas. El primer paso en la extracción de minerales es el proceso de perforación y voladura, por lo que es esencial obtener materia prima de alta calidad a un costo competitivo. En este estudio, se diseñó una metodología para mejorar las voladuras a cielo abierto en la mina Toquepala, utilizando dos tipos de tacos como instrumentos para lograr una fragmentación más eficiente del material. Los datos recabados brindaron información tanto cualitativa como cuantitativa de los resultados. Se estructuró el trabajo en tres etapas: herramientas para el diseño de voladura, herramientas para la monitorización y herramientas para el análisis de resultados. Al integrar estas tres etapas y analizar los datos, se logró optimizar el proceso minero, mejorando significativamente la etapa de fragmentación durante la voladura. En el presente proyecto de investigación tuvo como objetivo reducir la fragmentación P80 en la zona fase 4 con la aplicación de gravilla de 2 pulgadas en la unidad minera Toquepala, vi se obtuvo un promedio de hasta 16.72 cm de material fragmentado, quedando demostrado que al emplear gravilla 2 pulgadas se reduce hasta 11.30 cm del material fragmentado.
Aprovechamiento de residuos vegetales de poda de áreas verdes para la elaboración de carbón activado con aplicación en adsorción y recuperación de oro en procesos hidrometalúrgicos
(Universidad Católica de Santa María, 2023-10-02) Astorga Beltrán, Helbert Ludgardo
Actualmente a nivel mundial se utilizan diferentes estrategias de reutilización de materias orgánicas para su transformación en carbón activado el cual es un adsorbente carbonáceo que tiene la facultad de eliminar macropartículas como polvo, tierra, químicos, toxinas y bacterias en múltiples industrias, entre ellas la minera, sin embargo, actualmente la adquisición del carbón activado tiene un alto coste y a medida que transcurre el tiempo este valor tiende a incrementarse. Múltiples estudios también han corroborado que el carbón activado es muy útil en los procesos de adsorción de oro en empresas mineras, pero para poder utilizarlo correctamente es necesario determinar sus valores de eficiencia. Debido a ello el objetivo de la siguiente investigación es elaborar carbón activado a base de los restos que quedan tras la poda de las áreas verdes para su aplicación como adsorbente en la recuperación de oro en minería; para ello se realizó la caracterización del carbón activado así como su porcentaje de adsorción, para ello se utilizó como método las normas ASTM D 3173-87 (determinación de humedad), ASTM D 3172-89 (determinación de ceniza), ASTM D 3175-89 (determinación de material volátil), ASTM D 3172-89 (determinación de carbono fijo) y la norma ASTM D 2854 (determinación de la densidad aparente). Los resultados mostraron que respecto a la caracterización el porcentaje de humedad para este estudio son de 7.17%; el porcentaje de ceniza tiene un valor de 30.83%; el material volátil alcanza un valor de 88.01%; el porcentaje de carbono fijo fue de 26.01% y finalmente la densidad aparente alcanzó valores de 0,24%. Finalmente, la cinética de adsorción para la recuperación de oro con un tiempo de adsorción de entre 30 a 210 minutos es de 95.55%; mientras que la capacidad de adsorción con un tiempo de adsorción de entre 30 a 210 minutos es de 0.96 mg/g.
Implementación del método Colpa en la prevención de accidentes laborales para mejorar la productividad en el área de operaciones mina de la unidad minera de Santa Bárbara de Trujillo 2022
(Universidad Católica de Santa María, 2023-09-11) Saraza Ruelas, Vladimir Elvis
El método COLPA es una estrategia metodológica, cuyo principio fundamental es mejorar la calidad de vida de los trabajadores, contribuye a la seguridad laboral, crea nuevos hábitos en el personal en cuanto a realizar las actividades laborales en orden y limpieza, además, contribuye a mejorar las operaciones de una minera Se fundamenta en cinco fases interrelacionadas: Clasificación, orden, limpieza, prevención y autodisciplina. Esta investigación se planteó con el propósito de implementar la metodología COLPA, en la minera Santa Bárbara de Trujillo, para prevención de los accidentes y mejorar su productividad, desde la identificación de los accidentes que se presentan en el área operativa. Se ejecutó la implementación, se determinó el índice de accidentes laborales y se analizaron las estadísticas de seguridad de la unidad minera, se determinó el índice de productividad. La investigación fue aplicada y el diseño descriptivo – evaluativo; se evaluó previamente las fases del método COLPA en la minera, mediante una encuesta; se capacitó al personal sobre la metodología, se ejecutó el plan de acción desarrollado para la implementación, aplicando auditorías para evaluar cada fases del método. Lo que permitió comprobar los beneficios obtenidos al implementar el método, alcanzo 78% de aplicación en el área operativa de la minera, ubicándose en la calificación de “muy bueno”; de forma conjunta fue solicitado a la gerencia las estadísticas de siniestralidad y de productividad del año en curso. El cálculo del el índice de siniestralidad (IA), de enero a marzo del 2023, fue de 8,440, lo que demostró que con la implementación del método, disminuyó la tasa de siniestralidad en 4,284, con respecto al mismo lapso del año 2022. Los resultados obtenidos demostraron que la implementación del método COLPA en la unidad minera Santa Bárbara de Trujillo, incrementó la seguridad del personal y mejoró la productividad en un 0,81%.
Implementación de un sistema de mitigación de material particulado en el proceso de chancado de la unidad minera Petranova S.A.C. Arequipa, 2022
(Universidad Católica de Santa María, 2023-10-25) Dueñas Palo, Olger Giancarlo
La investigación tiene como objetivo principal la reducción de los impactos ambientales en la unidad minera “PETRANOVA S.A.C.” por medio de la implementación de un sistema de mitigación de material particulado. La metodología que se utilizó para el estudio fue realizar un análisis y un mapeo que permitió definir a la etapa de chancado como la actividad de mayor generación de material particulado en la unidad minera. Posteriormente se realizó un estudio de línea base ambiental, mediante un monitoreo ambiental de calidad de aire, y de parámetros meteorológicos, con el fin de cuantificar la presencia y/o generación de material particulado y la influencia del clima, como resultado se obtuvo que las concentraciones de material particulado, tanto de PM10, como de PM2.5 registradas por la estación de monitoreo CA-01-BARLOVENTO fueron 53.9 μg/m³ y de 9.1 μg/m³ respectivamente; y para la estación de monitoreo CA-02-SOTAVENTO fueron de 58.7 μg/m³ y 11.1 μg/m³. Así mismo se realizó la evaluación de diferentes sistemas de mitigación de material particulado presentes en el mercado y se definió al sistema de niebla seca como el idóneo para la unidad minera por factores económicos y logísticos. Posteriormente, se implementó el sistema de Niebla Seca en el proceso de chancado de la unidad minera y se realizó un segundo monitoreo ambiental que nos permitió evaluar la eficacia del sistema de mitigación de material particulado, donde se obtuvieron los siguientes resultados de concentración de material particulado, tanto de PM10 como de PM2.5, para la estación de monitoreo CA-01-BARLOVENTO, 21.5 μg/m³ y 4.2 μg/m³ respectivamente y en la estación de monitoreo CA- 02-SOTAVENTO, 25.3 μg/m³ y 4.7 μg/m³ respectivamente; representando así una reducción de generación de material particulado; la importancia del estudio radica que implementar una metodología para que diversas empresas puedan aplicar sistemas de mitigación para diferentes tipo de contaminantes y contribuir a la política ambiental del país.
Implementación de herramienta digital y taller de afilado para la optmización de brocas y sistema de perforación en la unidad minera Orcopampa 2022
(Universidad Católica de Santa María, 2023-08-23) Rivera Escobedo, Marianne Caroline
La presente investigación pretende cumplir con el objetivo: “Determinar la optimización del consumo de brocas y sistema de perforación, mediante la implementación de taller de afilado y herramienta digital en la Unidad Minera Orcopampa”. La optimización se midió a través de los indicadores costo y rendimiento. Los resultados demuestran que, la implementación del taller de afilado y herramienta digital disminuye el impacto sobre el costo del sistema de perforación total de la unidad minera Orcopampa, pasando de una pendiente de variación de 82 a 48 dólares por cada vez que se disminuya la cantidad de aceros y brocas utilizadas. Por otro lado, se observó un incremento de la pendiente del rendimiento de 55 metros perforados, cada vez que se disminuya la cantidad de aceros y brocas utilizadas. En cuanto a la hipótesis de la presente investigación, “Si se implementa la herramienta digital y taller de afilado, se podrá optimizar el consumo de brocas y sistema de perforación en la Unidad Minera Orcopampa”; se ha demostrado con la aplicación del modelo de regresión estadísticamente significativos que, dicha implementación, ha optimizado tanto el costo como el rendimiento del sistema de perforación total de la unidad minera Orcopampa.
Análisis y propuesta para la reducción de la desviación de los taladros de sondaje en el proceso de perforación diamantina en un yacimiento cuprífero al sur del Perú
(Universidad Católica de Santa María, 2023-07-06) Diaz Choque, Manuel Alejandro
La investigación plantea como objetivo general “Analizar y proponer la reducción de las desviaciones de los taladros de sondaje en el proceso de perforación diamantina en un yacimiento cuprífero al sur del Perú”, trabajando bajo un tipo de investigación aplicada propositiva, de nivel experimental, cuyo plan de estudio está conformado por 2 meses de evaluación donde se analizó y evaluó un total de 12 taladros perforados los cuales resultaron desviados sea extremada o ligeramente. El método de investigación estuvo basado en el enfoque cuantitativo cuya técnica de investigación es la observación y el análisis documental, además de informes y documentación relacionada, se demostró en los resultados que existen 12 principales causas de desviación, de las cuales se identificaron 3 geológicos y 9 elementos causales operacionales, a consecuencia de estas se tuvo; un total de 5147.30 metros perforados que fueron aceptados de 7035.6 metros perforados totales, dándose como resultado una eficiencia de 48.61% versus una de 96.92% después de aplicada la propuesta. Es por ello por lo que, en base a los análisis y evaluaciones realizadas en la presente investigación, se determinó proponer una alternativa para la reducción de las desviaciones de los taladros de sondaje mediante un sistema de medición y control tecnológico en tiempo real de cada metro perforado, demostrándose que, gracias a dicho sistema, es posible la reducción de desviación y de esta forma mejorar la eficiencia en el proceso de perforación diamantina en un yacimiento cuprífero al sur del Perú.
Propuesta de mejora para el proceso logístico aplicando la metodología SCOR en la empresa SERMITOOL de máquinas perforadoras, Arequipa 2022
(Universidad Católica de Santa María, 2023-04-14) Pareja Alarcon Job Esteban
El proceso logístico actual que viene manejando la empresa comercializadora y distribuidora de equipos, piezas y herramientas para perforación minera Sermitool, requiere de un estudio detallado de sus procesos establecidos dentro de la cadena de suministro que presenta falencias en el manejo de compras, ventas y stock de productos, lo que ha generado compras urgentes debido a roturas de stock o pedidos excesivos y compras irregulares producto de compras excesivas en algún producto lo que genera una menor rentabilidad, esto englobado por la inexistencia de un sistema informático de gestión de la información ERP y herramientas de control y seguimiento que permitan gestionar y optimizar la cadena de suministro de la empresa. Se planteó una propuesta de mejora analizando los procesos de planificación, abastecimiento, manufactura, distribución y devolución aplicando la metodología SCOR, diagrama de Ishikawa, árbol de problemas y matriz semicuantitativa, identificando nueve problemas principales y proponiendo alternativas de solución a través de herramientas como la metodología de las 5´s, matriz RACI, metodología Poka-Yoke, Implementación de un sistema ERP, metodología Kanban, nuevos procedimientos y planes de capacitación, que mejore en los procesos de planificación de compras, asignación de funciones, reordenamiento del área de trabajo, procedimientos adecuados para abastecimiento y almacenaje de productos y la reducción de las compras urgentes e irregulares de un 31.2% del total de las compras a un 11%, con un gasto actual de S/. 16 586.00 al mes al propuesto de S/. 11 045.00 significando un ahorro de S/. 5 541, calculando un Índice beneficio-costo de 3.1 con respecto al costo total de S/. 19 764.72.
Optimización de la producción mediante el rediseño de mallas de perforación y voladura con taladros en abanico sub level caving tajo 6950 nivel 970, Lima-2018
(Universidad Católica de Santa María, 2023-01-16) Flores Martínez, Dante David
El método de minado por hundimiento permite la extracción a gran escala de yacimientos de baja ley y elevado volumen de manera rentable, en donde la mecánica fundamental del hundimiento implica la auto propagación del hundimiento de un macizo rocoso en respuesta a la extracción del mineral a través de un nivel ubicado a mayor profundidad. El tajo 6950, nivel 970 del cuerpo Esperanza tiene un plunge aproximado de 85° y una potencia promedio de 80 m, con un RMR de 22 la roca es de tipo V. Es por ello que para su explotación se requiere sostener las ventanas de extracción mediante cimbras espaciadas a 1 metro. Este cuerpo es explotado mediante Sublevel Caving (SLC) con corte transversal para explotar dos tipos de mineral: CuS, con una ley promedio de 1.72% y polimetálico con leyes promedio de Zn 2.14%, Pb 0.87% y Ag 1.93 Oz/t. El mineral se perfora en abanico y se explota a partir de una serie de cortes transversales, en donde el frente disparado retrocede desde la caja techo hacia la caja piso. A medida que el mineral es extraído por el equipo de carguío, la caja techo se hunde para rellenar el vacío dejado por la extracción; por lo tanto, el método depende de la susceptibilidad de la caja techo a la socavación; en donde los parámetros para una eficiente operación de extracción son una óptima fragmentación y un bajo daño de la masa rocosa alrededor de los bolsillos. Así mismo se requiere de un control estricto de carguío, ya que las pérdidas y dilución son inevitables; debiendo estas mantenerse dentro de los límites previstos y aceptados. Según Hamrin et al. (2001), la dilución debiera variar entre 15% y 40% y las pérdidas podrían ser de 15% a 25%. Los anteriores factores afectan directamente la producción del piso 08 en el Nv. 970, la cual de acuerdo al planeamiento debiera ser de 175,922 t, producción que no se llega a alcanzar debido a los problemas de dilución y pérdidas. Diferentes estudios (Brunton et al. (2009), Tawadrous (2015), Zhang (2017) han demostrado que la producción de mineral tiene una estrecha relación con la voladura pudiéndose optimizar la recuperación y disminuir la dilución mediante mejoras en la voladura en el SLC. iv Por otra parte, Laredo & Chipana (2012) explican que la voladura en abanico es quizá una de las técnicas más complejas en la minería por taladros largos. Debido a la longitud de los taladros, diámetros pequeños y condiciones subterráneas de trabajo; la carga en la parte superior del taladro requiere de técnicas adecuadas para reducir la dilución y la pérdida de mineral. Se tiene estimado que durante los meses de marzo y abril del 2018, la dilución ascendió a 0.62% y las pérdidas a 76%. Ambos factores afectaron la producción y economía de la mina. Por ello que se ha hecho necesario optimizar el diseño de las tandas de voladura en los subniveles ahora que los tamaños de los anillos de voladura son más grandes. Una fragmentación adecuada es uno de los factores clave en las voladuras confinadas como en las de subniveles, esto influye en la movilización del abanico de voladura Johansson & Ouchterlony (2011). Así mismo Shekhar (2019) manifiesta que a fin de optimizar la producción del tajo es necesario un adecuado control del flujo de material, el cual se ve afectado por el diseño de los abanicos y el rendimiento de la voladura, entre otros. Es por ello que en la presente investigación se optimizó la producción del tajo mediante un diseño adecuado de la malla de perforación y voladura, para ello se han modificado los parámetros de burden y espaciamiento, empleando la teoría de Langefors & Kihlstrom (1963), reduciendo la dilución y las pérdidas de mineral.
Comparación de modelos empíricos tradicionales contra modelos predictivos de Machine Learning para la estimación de velocidad pico partícula en voladuras de cielo abierto
(Universidad Católica de Santa María, 2022-12-05) Valdivia Salazar, Roger Alonso
El presente estudio busca realizar una comparación objetiva y cuantitativa de modelos empíricos tradicionales contra modelos predictivos de Machine Learning para la estimación de Velocidad Pico Partícula en voladuras de operaciones mineras a cielo abierto. Para ello se seleccionó 5 formulaciones convencionales y 6 modelos predictivos desarrollados en base a algoritmos de Machine Learning; se desarrolló un script en lenguaje de programación Python para entrenar y optimizar cada uno de estos modelos con la finalidad de estimar que tan bien pueden predecir los valores esperados de Velocidad Pico Partícula; y finalmente compararlos en base a métricas de desempeño. Para el presente estudio se escogieron dos métricas de desempeño, siendo estas el Coeficiente de Determinación (R2) y la Raíz del Error Cuadrático Medio (RMSE). Tras la obtención y análisis de resultados, se concluyó que el modelo desarrollado en base a Redes Neuronales Artificiales fue el que mejores métricas obtuvo, con un valor de RMSE de 11,54 unidades y un valor de coeficiente de determinación (R2) igual a 0,88. Por otra parte, dentro de los modelos desarrollados mediante formulaciones empíricas, el que mejores métricas entregó fue el de Rai & Singh (2004); con un valor de RMSE de 20,65 unidades y un coeficiente de determinación (R2) de 0,61. En líneas generales, los modelos desarrollados en base a algoritmos de Machine Learning entregan mejores métricas de desempeño comparados respecto a los modelos desarrollados en base a formulaciones empíricas; representando así, una mejor opción en la tarea de predecir valores de Velocidad Pico Partícula.
Propuesta de diseño de un sistema de extracción mediante piques inclinados sucesivos para acceder a la veta troncal en los NV. 1590 y NV. 1690 de la U.M. Yanaquihua - 2022
(Universidad Católica de Santa María, 2022-12-29) Vera Huisacayna, Jerson Ronny
En el siguiente trabajo titulado “Propuesta de diseño de un sistema de extracción mediante piques inclinados sucesivos para acceder a la veta Troncal en los Nv.1590 y Nv.1690 de la U.M. Yanaquihua – 2022”, tiene como objetivo dar una alternativa de solución a los problemas de profundización que tienen las minas convencionales que cuentan con poco capital de inversión y están limitadas por cuestiones técnicas y de diseño como dimensión de labores y método de explotación que por lo general es el corte y relleno ascendente o descendente. El proyecto de piques inclinados consta en la profundización de dos niveles inferiores al nivel principal de extracción, esta labor tendrá una sección de 2.4m x 2.1m se realizará a 30º respecto a la horizontal lo cual permitirá el uso de carros mineros tipo U-35 como medio de izaje. En el desarrollo del trabajo se presentarán los calculo que se realizaron para determinar la capacidad de extracción que tendrá el sistema, así como las características del cable de izaje y el dimensionamiento de los winches eléctricos que se van a emplear. El nuevo pique inclinado proporciona una mayor capacidad de extracción que los piques convencionales verticales lo cual permite una mayor velocidad de avances y ejecución de las exploraciones, desarrollos y preparaciones en los niveles inferiores, además que el costo de extracción por tonelada es aproximadamente 4 veces más económico que el de los piques tradicionales.
Elaboración de un modelo de redes neuronales recurrentes para la predicción de la alimentación a una chancadora primaria
(Universidad Católica de Santa María, 2022-12-06) Gallegos Cornejo, Yanirasut Del Carmen
La presente tesis tiene como objetivo obtener un modelo de redes neuronales recurrentes para la predicción de la alimentación de una chancadora primaria, utilizando redes del tipo LSTM desarrolladas con Tensorflow. Para esto se utilizaron datos históricos recolectados sobre la alimentación de una chancadora primaria durante el 2018 a finales del 2019, en dicha base de datos también se encuentran otras variables tales como: Leyes de cabeza de mineral, tipo de mineral, disponibilidad y utilización de la chancadora, de las palas y camiones, entre otras más. Los datos históricos fueron evaluados y analizados, para posteriormente con estos datos entrenar diferentes modelos para obtener un modelo más eficiente. Dentro de todos los modelos se utilizaron como métrica el Error cuadrático medio (RMSE), ya que, con esta métrica se conserva la naturaleza de la variable (toneladas). Como resultado se obtuvo un modelo que tuvo como RMSE 26844.85 TN, dicho modelo consta de una arquitectura de una capa densa de entrada de 32 neuronas, una capa de filtro Dropout del 25%, una capa LSTM de 64 neuronas, obteniéndose una mejora del 13% en comparación del modelo preliminar. Este modelo fue entrenado correctamente mediante la separación de datos de entrenamiento y validación, 80 y 20% respectivamente, esta separación permitió poder hacer la comparación de los datos predichos con datos reales, demostrándose que la aplicación de estas nuevas tecnologías tiene un potencial uso dentro del campo de la minería, ya que se pudo llegar a reducir el error de predicción del plan de producción en el planeamiento minado en un 56.0% para el 2018 y 55.7% para el 2019, y por ende la cantidad de remanejo de mineral.
Metodología para determinar mecanismos de fracturamiento y la estabilidad de un talud mediante un modelamiento geotécnico - Caso de estudio: cantera "El Porvenir" en el distrito de Yura de la ciudad de Arequipa -2022
(Universidad Católica de Santa María, 2022-11-23) Zapata Salas, Estuardo Jhonathan
La metodología que se propone a continuación se origina tomando como caso de estudio la cantera “El Porvenir” del distrito Yura en Arequipa, con el propósito de resolver la problemática acerca de la estabilidad de los taludes, se formula de la siguiente manera: ¿Cómo se realiza una correcta evaluación geotécnica para el análisis de la estabilidad del talud? Para efectuar la investigación en la cantera y dar solución al problema planteado sobre la estabilidad del talud, se han seguido métodos tradicionalmente establecidos, los cuales se desarrollan y realizan en minería a tajo abierto, en minerales metálicos y en obras civiles. Es así que, el presente estudio se fundamenta en la aplicación práctica de conceptos técnicos para la estabilidad de taludes, los cuales son: revisión de informes preliminares, caracterización geológica (litología), caracterización geotécnica del macizo rocoso, y por último se hace el análisis para la estabilidad del talud por medio del método cinemático y equilibrio límite para así para determinar los mecanismos de fracturamiento y la estabilidad en el talud mediante el sustento técnico. Desde un punto de vista económico, con esta propuesta metodológica se espera realizar primero una correcta caracterización del macizo rocoso a un bajo costo, para así iniciar con el análisis de datos por el método cinemático. Al iniciarse con el análisis de datos se podrá apreciar cómo se puede activar una falla o rotura dentro del macizo rocoso debido a las concentraciones de esfuerzos. En simultáneo se realizará el análisis de datos por el método de equilibrio límite con el cual se obtendrá el factor de seguridad (F.S.) del macizo rocoso y se verificará que cumpla la normativa peruana de estabilidad de taludes, caso contrario, se realizará un nuevo modelamiento hasta cumplir la normativa peruana. Con esta propuesta se buscará no solo cumplir con la normativa peruana para el Factor de Seguridad “F.S.”, sino que también se complementarán ambos métodos para certificar la seguridad del talud, usando los nuevos datos obtenidos por el método de equilibrio límite para reemplazarlos en el método cinemático. Y finalmente comprobar que se pueda controlar o mitigar la activación o presencia de fallas en el talud a investigar.
Aplicación de parámetros geotécnicos para determinar la capacidad de soporte de la subrasante en el diseño de vía de la carretera rural ruta em.pe-15(GLORIA) distrito de la Joya, provincia de Arequipa
(Universidad Católica de Santa María, 2022-11-17) Zevallos Castillo, Antony
Este presente proyecto de investigación tiene como finalidad determinar la capacidad de soporte de la subrasante, considerando las propiedades del material extraído de las canteras conyugues al proyecto, mediante la aplicación de los parámetros geotécnicos en la vía Carretera rural ruta EMP. PE-15 (Gloria) distrito de La Joya.Para la puesta en marcha del estudio en canteras y carretera se consideró estudios en campo y laboratorio, haciendo excavaciones tipo trinchera (calicatas) para la obtención de las muestras, para efectuar el estudio geotécnico y analizar sus propiedades físicas. La metodología de la investigación fue aplicada, descriptiva – explicativa, la muestra estuvo constituida por 10 calicatas. Concluyendo que fue posible determinar, que la capacidad de soporte de la vía, en base a la aplicación de los parámetros que tienen una buena estabilidad estructural; el estudio de CBR obtuvo un valor de 21.8% en la vía, se logró garantizar el desempeño y la eficacia de la subrasante y garantizando un afirmado adecuado de manera eficiente, finalmente se puede evidenciar mediante los estudios de post evidencia, que la vía presentó una mejora y da cumplimiento a los estándares establecidos por la norma. En cuanto al espesor del afirmado, garantizará un mejor soporte de la capacidad subrasante, además, complementamos con información de factores que influyen el comportamiento de la subrasante
Mejora en los procesos operativos de perforación, voladura y sostenimiento mediante la aplicación de modelos matemáticos - Unidad Minera Alpacay
(Universidad Católica de Santa María, 2022-09-16) Colque Castelo, Jackeline Andrea
En el presente trabajo de investigación titulado “Propuesta Para El Mejoramiento De Perforación, Voladura Y Sostenimiento Utilizando Modelos Matemáticos: Caso contrata de unidad Minera Alpacay”. Tiene como objetivo proponer la mejora de las actividades unitarias críticas tales como perforación, voladura y sostenimiento en las contratas que desarrollan la extracción de mineral y establecer los avances de cada mes, el cual es liquidado en función a la productividad alcanzada. Mediante hojas de cálculo propondremos mejoras las cuales se encuentran basadas en la evaluación de las operaciones unitarias, tomando datos in situ por el periodo de 1 mes, para lo cual se realizó el diseño de una malla de perforación y un cambio en la selección de explosivos, así como también el diseño de carga y la evaluación del macizo rocoso para determinar un sostenimiento óptimo y a menor costo, logrando así la reducción de costos en las actividades unitarias. El desarrollo de esta investigación inicialmente nos muestra las condiciones actuales en las cuales realizan el avance de la labor, viendo así las actividades de perforación, voladura y sostenimiento que actualmente es una problemática para la contrata ya que tiene gran número de taladros y una deficiente distribución de carga, generando mayor costo y tiempo de avance. Al dar a conocer la propuesta de esta investigación, buscamos generar mayor avance a menor costo y así como también optimizar el sostenimiento brindando mayor seguridad a menor costo.
Modelo predictivo de rendimiento de triconos aplicado a la perforación rotativa en un yacimiento tipo pórfido cobre y molibdeno
(Universidad Católica de Santa María, 2022-10-14) Villalta Villena Jorge Luis
La perforación en minas de bancos altos se hace con brocas triconicas, estás representan el 8.33% de costo total de perforación además de que ser la herramienta de mayor desgaste durante la penetración. El desgaste se debe a las condiciones geomecánicas de los macizos de roca, si no se aplican las variables de operación calculadas correctamente; como empuje promedio y velocidad de giro aplicada en la sarta de perforación, se puede ver afectada la velocidad de penetración y la penetración de los insertos en la roca conocida como “indentación”. Estos dos factores afectaran directamente en el rendimiento de la broca y en su costo de penetración por metro. En la presente investigación se establece la relación de las variables de operación mencionadas con las unidades básicas geotécnicas del macizo rocoso para los sectores de mineral y desmonte en el tajo, para establecer la relación de desgaste o falla de los triconos. Se determino que los factores de mayor influencia en el rendimiento de una broca son las características geomecánicas del macizo rocoso y la presión ejercida por la perforadora sobre el tricono, denominada también Pulldown, y establecer un modelo de predicción relacionando metros perforados por una broca triconica con los factores operacionales calculados para cada unidad básica geotécnica. El costo de penetración está asociado a la cantidad de metros alcanzados por cada broca, disminuye cuando aumenta el rendimiento de metros de la broca, este es un indicador importante en el análisis de los costos operativos de perforación. Finalmente se establece que, para lograr una supervisión efectiva del rendimiento de los triconos, se debe controlar el Pulldown. aplicado en cada unidad básica geotécnica.
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.
Optimización de perforación y voladura en rocas volcanoclásticas para reducción de costos en carguío, acarreo y aumento de eficiencia en chancado
(Universidad Católica de Santa María, 2022-09-09) Urday Diaz, Paolo Enrique
La siguiente investigación tuvo como objetivo el optimizar la fragmentación de las rocas volcanoclásticas para reducir costos en las actividades de carguío y acarreo a fin de aumentar la eficiencia de chancado en la unidad minera Tacaza. En la primera etapa se aplicó los modelos matemáticos de López Jimeno, Langefors, Ash y Konya; para determinar los parámetros de perforación y voladura, se empleó el modelo matemático predictivo de fragmentación KuzRam, con la finalidad de elegir un diseño adecuado que cumpla con los objetivos propuestos y, así, obtener un modelo óptimo de fragmentación de la roca volcanoclástica. En la segunda etapa, se utilizó el programa de fotoanálisis WIPFRAG, que es un software que analiza, a través de imágenes, la fragmentación de la roca y, de esta forma, certifica el modelo encontrado. Los costos son analizados teniendo en cuenta un control y reportes de los equipos tanto en el carguío como en el acarreo, ya que estas actividades se realizarán en menos tiempo con una mayor producción. Los resultados mostraron una fragmentación óptima, donde se tuvo un ahorro en costos por alquiler de maquinarias y equipos de aproximadamente S/. 20,000.00; además, los tiempos y números de ciclos disminuyeron en un 25%. Por último, en el chancado se apreció un aumento de eficiencia de 15 % diario que, en términos contables, genera una ganancia de $ 8,885.31 por día, lo que por hora equivale a $ 370.22.
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.
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.

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