Optimización de la Extracción Minera: Cálculos, Métodos y Equipos

Cálculos de Costos, Ingresos y Utilidad en Minería

Costo Total

costo total = costo mineral + costo lastre

costo mineral = (MT + perf + trona + carguío) x ton + (transp x ton x dist) + (chancado x ton) + proceso x ton seca

costo lastre = (mt + perf + tron + carguío) x ton relación + (transporte x ton relación x dist)

Ingreso

ingreso = ton seco x ley x recuperación x precio venta / 100

* La recuperación se divide por 100.

Utilidad

utilidad = ingresos - costo total

Ley Crítica

Ley crítica implica que utilidad = 0, esto implica que ingreso = costo.

* Se debe reemplazar en ingreso la ley por X e igualar al costo total.

* En calculadora el punto es coma.

Ley Mínima a Stock

Aplico fórmula de ingresos y la dejo expresada, o sea I = algo x ley stock (uso una sola tonelada).

Después saco costo de (carguío + transporte + chancado + proceso) x 1 ton seca

transporte = precio x dist del stock a planta x 1 ton

Después igualo las dos C = I

Ley Marginal

Aplico fórmula de ingreso para una tonelada y lo divido por el costo marginal (es chancado + proceso x 1 tonelada seca)

Cálculo para Baja de Ley

Para cuando baja la ley uso la fórmula de ingreso y mi x es el tonelaje, como ley uso la que me dan, el resto mantengo todo. Me quedará I = cifra x toneladas

Después aplico fórmula de mineral y lastre y los dejo expresado en t, luego los sumo para que me dé el costo total. Y hago un sistema de ecuaciones.

Métodos de Extracción

V Los métodos de extracción vertical son más caros y complicados que los métodos de extracción horizontal.

V En la mina Chuquicamata se utilizarán camiones bajo perfil, correas transportadoras, como sistemas de transporte para finalmente extraer el mineral.

F Los LHD eléctricos son más usados en Chile que los de tipo diésel.

F Las jaulas son los elementos que se utilizan para extraer el mineral en el sistema de extracción vertical (solo para traslado de personas o equipos).

F ENAMI compra a los pequeños mineros, una cuota máxima de 1000 toneladas de minerales de cobre para sus plantas (respuestas son 2000 ton).

Elementos de un Sistema de Extracción Vertical

• Poleas
• Cable de extracción
• Armazón o torre
• Puntales
• Base de concreto
• Skip y jaula
• Contrapeso
• Guías de madera
• Balde cónico
• Tracción por tambor
• Jaulas para personas y materiales
• Skips: transporte de roca quebrada o carbón y estéril. Sistema de soporte.

Formas de Disolución en la Explotación de un Mineral

• En operaciones con hundimiento, la roca estéril que se desprende diluye el mineral.
• En operaciones con relleno, el mineral que se utiliza para el sostenimiento se mezcla con el mineral troceado (con los actuales rellenos cementados, la disolución por este motivo es mínima).
• En yacimientos filoneanos lenticulares, con potencias de 0.6 a 0.8m se mezclan el estéril con el mineral al ensanchar la labor hasta el ancho mínimo de trabajo.
• La disolución también es causada por los contactos irregulares entre el estéril y el mineral.
• La presencia de estéril intercalada dentro del macizo rocoso puede hacer imposible una explotación selectiva y por lo tanto haber también una dilución.
• El operador puede volcar lastre en mineral útil.
• El operador puede volcar lastre en stock y no en botadero para ganar tiempo.

Equipos Mineros

Marcas de Camiones y Palas en Chile

Principalmente camiones Cat y Komatsu, palas Bucyrus y P&H.

Ventajas y Desventajas de LHD Diésel vs. Eléctrico

Ventajas Diésel

• Flexibles y fáciles de mover o cambiar de nivel o usarlo en otras actividades, mientras que el eléctrico se limita a la zona de producción.
• Se puede usar para hacer limpiezas detrás de las máquinas.
• No hay preocupación por corte o desgastes de cables eléctricos ya que no usan.

Desventajas Diésel

• Requiere de aire fresco en la frente para poder trabajar de forma óptima.
• Tiene una mayor contaminación.
• Mayor consumo de combustible.

Cadenas en Neumáticos

Lugares de Uso

• MRA
• Construcción de túneles para minería subterránea
• Canteras
• Manejo de escoria y chatarra

Ventajas

• Reducción de gastos de producción
• Aumentan la producción
• Reduce tiempos de inactividad
• Multiplica la vida del neumático
• Mayor tracción en nieve o hielo
• Protegen la superficie de rodadura del neumático

Ventajas y Desventajas de Correas Transportadoras

Ventajas

• Menor costo de producción
• Menos contaminación
• Menos personal
• Menor espacio

Desventajas

• Necesita un chancador previo
• Tiene mayor inversión inicial que los camiones
• Tiene poca versatilidad para aumentar o modificar la producción (se debe hacer una lenta planificación)

Contaminantes en ENAMI

• Arsénico (forma lamas, envenena el catalizador de la planta de óxido, veneno para las personas por gases o polvo)
• Mercurio (se forma Hg metálico) daña las personas a gases
• Plomo se oxida y pasa a polvo, afecta los ánodos provoca defectos a los cátodos
• Cadmio pasa a la escoria y a los polvos y gases. Daña personas
• Flúor sale en gases y polvo. Afecta la planta de ácido
• Cloro forma gases ataca los ductos de gas
• Zinc gasifica que da en los polvos de horno eléctrico y forma acreciones en ductos de gases
• Selenio, telurio y bismuto afectan los ánodos

Dilución

Es cuando el material es contaminado o mezclado por otro material con otras características como una menor ley.

Si esto ocurre hay una baja en la ley, por lo tanto un mayor costo de proceso.

Diseño de Minas a Cielo Abierto

La rampa más usada es la continua ya que se saca menos lastre. Se usa el ripio de lixiviación para arreglar las huellas en los ripios.

Ángulos de Berma

• Ancho berma
• Ancho rampa
• Ángulo banco
• Ángulo interrampa
• Ángulo global
• Altura banco
• Altura global

Partes del Banco

• Pata
• Cresta
• Quebradura
• Ancho berma
• Ángulo banco
• Altura banco

Partes Rampa

• Pie
• Cabeza
• Descanso
• Pendiente
• Ancho
• Camellón de seguridad

Ancho Berma de Transporte

Considera:

• 2 camiones
• Distancia entre camiones
• Berma de seguridad
• Zanja de drenaje

AMFP (Área Mínima de Fondo de Pala)

Considera:

• 2 bermas de protección
• Radio de contrapeso (donde está la pala)
• Radio de carguío (desde la pala al camión)
• Ancho de camión

Camiones de Extracción (CAEX)

En el CAEX el eje trasero soporta el 68% del peso cargado y van desde 35 a 365 ton.

Ventajas del Camión

• Se utilizan para distancias entre 100 y 10000 mts.
• Llevan de todo.
• Menor inversión inicial.
• Muchos modelos y se adaptan a cada operación.
• Facilidad de aumentar el ritmo de producción (más camiones).

Factor de Carga Según Material

• Tierra húmeda: 95 a 100%
• Arena y grava: 50 a 90%
• Roca con buena fragmentación: 70 a 85%
• Roca mala fragmentación: 40 a 65%

Cuidados del Camión

• Comunicar si hay rocas que dañen las ruedas.
• Tránsito por la izquierda.
• Uso de pertiga.

Consideraciones Rendimiento CAEX

• Tipo de flota CAEX
• Número de CAEX y de equipos de carguío
• Capacidad de flota
• Vida útil
• Estado de vías de acarreo
• Número de frentes de carguío
• Pendiente
• Granulometría y densidad del material

Procedimiento de Trabajo de un CAEX

• Tiempo de espera de carga
• Tiempo de aculatamiento
• Tiempo de carga
• Tiempo de viaje a punto de descarga
• Tiempo de descarga
• Tiempo de vuelta a punto de carguío

Cálculo de Tablas

1. Mezcla: veo la ley.
2. Mezcla: veo recuperación.
3. Mezcla: veo menor fino.
4. Mezcla: veo mayor consumo de ácido y menor tonelaje.

* Para pasar ácido a m3 divido el total de ácido de la mezcla en 1,84.

* Para sacar el consumo de ácido en kg H+/ton divido el consumo de ácido total / toneladas.

Ritmo de Producción

El ritmo de producción depende de la reserva, la ley y el precio. En la minería chica es más selectiva.

Características de Palas

Pala Hidráulica

• Alta productividad
• Gran movilidad
• Remonta pendientes
• Gran fuerza de penetración
• Selectiva
• Poco espacio ocupa
• Ocupa poca máquina auxiliar
• Larga vida útil

Pala Cable

• Excaba en altura
• Descarga a alturas
• Trabaja sobre cualquier material
• Buen rendimiento
• Buena visibilidad
• Larga vida

Lo malo: no es selectiva, menos capa de excavación que las orugas, necesita auxiliares, alto precio, operador altamente certificado.