Ingeniería de Minas
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Item Reducción de dilución mediante la aplicación de voladura diferenciada en labores de Breasting dentro de la mina Pallancata(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-04-11) Hinostroza Araujo, Franco; Yabar Encarnacion, Gian Pierre; Cabello Robles, Oscar LuisLa zona de Pablo que se encuentra dentro de la unidad minera Pallancata no cuenta con anchos de veta constantes (entre 0.8 metros a 10 metros de ancho), por lo que resulta necesario buscar nuevos métodos para poder explotar el yacimiento de forma eficiente. La presente investigación tiene como objetivo disminuir la dilución actual que se tiene en los tajeos de breasting, mediante el uso de voladura diferenciada, la dilución actual es de 250%, para secciones de 3.5m x3.5m con potencias de veta menores a 2 metros. Se realizó el estudio con los recursos y materiales que ya se contaban dentro de la empresa para evitar incurrir en gastos adicionales, más específicamente, se realizó dentro de dos tajeos pilotos (GL 2087 y BA 1905) dentro de la veta Pablo, los cuales estuvieron acondicionados para la correcta medición de datos. La veta Pablo presenta una zona baja con potencias entre 2 a 5 metros con buzamientos entre 70 a 90 grados donde se realiza Bench and fill y una zona alta donde presenta potencias entre 80 centímetros a 2 metros con buzamientos entre 50 a 70 grados donde se realiza corte y relleno mecanizado, siendo esta ultima el foco de la tesis y en la cual se logró reducir la dilución cerca de un 80%. La maquinaria necesaria para los procesos unitarios de perforación, voladura y acarreo fue brindada por la compañía minera en coordinación con distintas empresas tercerizadas. Las mallas y resultados obtenidos solo podrán ser aplicables a operaciones que cuenten con las mismas características geológicas y geomecánicas. Se plantearon nuevas mallas que se adecúen de mejor forma a los datos obtenidos anteriormente, generando nuevos estándares.Item Implementación de voladura centralizada en unidad minera subterránea para la mejora del sistema de gestión de seguridad en el procedimiento de voladura(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-11-09) Roa Pérez, Paulo Cesar; Girón Merino, Ronald Cruz; Mendieta Britto, Luis AlbertoLa presente tesis tiene como objetivo evaluar la implementación de un sistema de iniciación electrónica remota o “Voladura Centralizada” en las operaciones de una mina subterránea, la cual consiste en el uso de detonadores electrónicos para iniciar la malla pirotécnica de voladura desde una ubicación segura en superficie. Para la implementación de la “Voladura Centralizada” se aprovecha la red de comunicación utilizada en interior mina (Red Leaky Feeder), estableciendo una comunicación bidireccional entre un equipo maestro ubicado en superficie, encargado de realizar el disparo, y los equipos remotos ubicados en las zonas de voladura, a los cuales se les extiende un cable de disparo en el cual se conectan los detonadores electrónicos, y reciben el comando de detonación desde superficie, activando el detonador electrónico, el cual se encargará de realizar el chispeo de la malla pirotécnica de voladura. A partir de la metodología aplicada se realizaron alrededor de 9 ejercicios del procedimiento de voladura remota, con un consumo mayor de 200 detonadores electrónicos distribuidos en dos zonas de profundización en interior mina. Gracias a estos disparos se obtuvieron ciertos KPI’s, los cuales midieron el rendimiento de los equipos y la mejora de los estándares de seguridad de la operación. Finalmente se obtuvo como resultado, el correcto funcionamiento de los equipos de iniciación electrónica mediante el uso de la red de comunicación en interior mina. Se concluye que la implementación del sistema de iniciación electrónica remota mejora el sistema de gestión de seguridad y la operatividad de la operación minera, debido a que no se requiere vigías ni personal encargado del chispeo de las labores para el procedimiento de voladura.Item Factibilidad del uso de emulsión a granel en minería subterránea: resultados de pruebas Emultex PDBG(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-05-17) Valdivia Zanabria, Tom Kevin; Vidal Sánchez, Elmer AlbertoEl presente estudio busca demostrar la factibilidad del uso de emulsión a granel en minería subterránea a través de los beneficios obtenidos mediante el desarrollo de pruebas en la Unidad Minera Dacar, minera polimetálica en etapa de preparación ubicada en el distrito de Huachocolpa en la ciudad de Huancavelica a 4680 m.s.n.m., con el producto Emultex PDBG, emulsión especialmente recomendada para perforaciones horizontales y perforaciones descendentes de hasta 15 metros de profundidad. Basado en los antecedentes, características, y performance de la emulsión a granel, se obtiene beneficios técnicos, económicos, operativos y en gestión de seguridad que en comparación con el uso de ANFO como columna de carga suman valor a la operación, lo cual será demostrado en la presente investigación. Con este propósito, se desarrolló las pruebas de carguío con emulsión a granel Emultex PDBG en voladuras de desarrollo horizontal cuyos resultados serán comparados con una línea base levantada en campo, en la cual se utilizaba como columna de carga explosiva al ANFO. Los parámetros que sirvieron para comparar el performance de ambos productos fueron el tiempo de carguío, eficiencia de disparo, factor de carga equivalente en ANFO, sobrerotura, análisis de fragmentación y monitoreo de gases post voladura. Tras realizar las pruebas con emulsión a granel Emultex PDBG, se hizó el análisis comparativo correspondiente y se demostró la factibilidad del uso de emulsión a granel a través de los beneficios generados en temas económicos, operativos y de seguridad. Tal fue el impacto generado por los beneficios obtenidos que la Unidad Minera Dacar decidió realizar la implementación de carguío con emulsión a granel Emultex PBDG en el 100% de voladuras en desarrollo horizontal.Item Análisis del modelo de Kuz-Ram: reparametrización en minería a cielo abierto(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-02-17) Huamán Cuba, Dennys Alberto; Rojas Perez, Carlos Enrique; Del Solar Jimenez, Fredy EfrainLa presente tesis tiene como objetivo principal establecer una nueva ecuación para el modelo de Kuz-Ram para la determinación del tamaño estimado medio de Kuz-Ram “x50” mediante la aplicación del algoritmo de Levenberg-Marquardt para reducir el error que tiene el modelo en estudio y que permite obtener predicciones con un mayor grado de certeza con la retroalimentación de datos. En este trabajo, se busca crear una base en la investigación de modelos matemáticos para el planeamiento y diseño de mallas de perforación, se usa data de campo que fue trabajada por software de procesamiento de fotos de voladura para poder generar la nueva ecuación junto al lenguaje de programación Python para elaborar un modelo no lineal que se ajuste a los datos brindados. Se establecen pruebas y medidas estadísticas para ver el acercamiento que tiene el modelo Kuz-Ram a la realidad antes y después de la implementación del nuevo modelo con métodos estadísticos para poder medir el acercamiento del modelo a la data real. Posterior a esto, se establecen las correlaciones estructurales entre las variables asumiendo una tendencia lineal entre ellas para su caracterización y finalmente con el método Monte Carlo, se calcula el error porcentual para la curva de distribución granulométrica y su acercamiento con los datos reales.Item Propuesta de reducción de costos unitarios de perforación y voladura mediante la implementación de una Mini Jumbo Muki FF en una mina subterránea(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-03-26) Villogas Vilca, Jhonatan Carlos; Huerta Villanueva, Hans Leonardo; Cedrón Lassus, Mario FernandoLa presente tesis se basa en una propuesta de reducción de costos unitarios de perforación y voladura mediante la implementación de un equipo de perforación Mini-jumbo Muki FF en labores subterráneas (galería y crucero) de una mina modelo, que denominaremos San Andrés, en la cual evaluaremos rendimientos de perforación de una máquina perforadora manual (Jackleg) y de un equipo mecanizado (Mini-jumbo Muki) con el fin de realizar un análisis comparativo de estos dos equipos. Se evaluarán los precios unitarios actuales y demás rendimientos que influyen en los costos de perforación y voladura. La perforación de una labor lineal se viene realizando con una máquina perforadora Jackleg, la cual presenta deficiencias no sólo en su bajo rendimiento horario sino también en sus altos costos unitarios de perforación y voladura, por lo que este estudio busca una propuesta de implementación de un equipo mecanizado para reducir dichos costos. Para alcanzar estos propósitos se realizará un trabajo de campo para lo toma de tiempos en dos escenarios, el primer escenario será la perforación con una máquina perforadora (Jackleg) y otro en un escenario con un equipo mecanizado (Mini-jumbo). El estudio de tiempos nos proporcionara rendimientos, velocidades de perforación, tiempos de perforación por taladro y longitudes efectivas de perforación y voladura. Todos estos datos nos ayudarán a calcular costos de aceros de perforación, costos de perforación (costo por pie perforado), costo horario del Mini-jumbo y costos de avances por metro lineal, con la finalidad de realizar una comparación entre estos dos equipos y analizar si es rentable económicamente, sin obviar la parte de seguridad y salud del trabajador. Además, se realizará un análisis de voladura, en el cual se hará una propuesta de malla de perforación con el fin de reducir el costo de consumo de explosivos. Finalmente se tendrán conclusiones y recomendaciones de los análisis que se realizarán para demostrar nuestra hipótesis.Item Estimación de un modelo predictivo de vibraciones inducidas por voladura en campo medio y campo lejano para el cuidado de estructuras en una mina superficial en proceso de cierre(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-12-11) Cornejo Chacón, Paul André; Huamán Rivas, Paul André; Mendieta Britto, Luis AlbertoEl uso de explosivos en procesos de voladura en minas libera energía en forma de vibraciones, que no necesariamente ayudan en la fragmentación de la roca, sino que originan una perturbación de estructuras cercanas a la fuente de la explosión, principalmente a través de ondas sísmicas en todas las direcciones. Durante la vida de una operación minera a tajo abierto, la mayoría de sus componentes como el tajo principal, las plataformas de descarga y de lixiviación deben alcanzar una estabilidad física, especialmente cuando inicia su proceso de cierre. La presente investigación tiene como objetivo desarrollar un modelo de predicción de las vibraciones inducidas utilizando datos históricos de monitoreo en una mina a cielo abierto ubicada en la sierra peruana, esto con el fin de proteger los taludes de diseño final (Campo Medio) y las edificaciones sensibles de los poblados más cercanos (Campo Lejano). Ambos modelos están basados en la teoría de Devine de la distancia escalada de raíz cuadrada (SRSD) para predecir la velocidad máxima de partículas (VPP). Las distancias de monitoreo en campo medio oscilan entre 30 y 150 metros, las estructuras en este intervalo deben ser atendidas por los criterios de falla de Cameron McKenzie, que se basan en las propiedades geomecánicas del macizo rocoso y la velocidad de propagación de la onda P (Vp) combinadas a través de la Ley de Hooke. Para el campo lejano se tienen distancias desde los 150 hasta los 1000 metros, por lo que se ha optado por utilizar la norma alemana DIN 4150. El valor límite utilizado fue de 3 mm/s para frecuencias bajas en estructuras muy sensibles. La metodología consistió en la reducción de registros en base a estándares operativos, seguido de una discriminación por métodos de estadística robusta y regresión lineal. De esta manera se obtuvieron, en ambos escenarios, ábacos de distribución de cargas para predecir la VPP a una determinada distancia, que permite junto a los criterios establecidos previamente, limitar los explosivos para un mejor cuidado de estructuras.Item Estudios de modelos de fragmentación y su medida mediante análisis digital de imágenes para voladuras superficiales(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-11-25) Fernández Alvarado, Paulo César; Vidal Sánchez, ElmerEl presente proyecto tiene como objetivo la evaluación de los diferentes modelos de predicción para la fragmentación aplicados a voladuras pertenecientes al Canal de Panamá, buscando saber cuál es la sensibilidad de usar cada modelo independientemente para poder, después de ello, compararlos entre todos y por medio de análisis digital de imágenes. Si bien el proyecto está basado en el movimiento de tierras en obra civil, este también se puede realizar para el caso de la minería, pero con un mayor cuidado, considerando los parámetros más importantes (geometría, geomecánica, explosivos).Item Predicción de la ley de atenuación, frecuencia dominante y espectro de respuesta en vibraciones producidas por voladuras a cielo abierto(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2018-02-22) Vásquez Sánchez, Ned Yamile; López Sánchez, Lina MaríaEl presente proyecto de fin de carrera describe y analiza el estudio integral del efecto de las vibraciones producidas por voladuras superficiales realizadas en el proyecto del “Tercer Juego de Esclusas” ejecutado para la Expansión del Canal de Panamá. Se recopilan un total de 53 registros, data generada por el monitoreo de 7 sismógrafos en 10 voladuras de producción realizadas en el año 2010. El fenómeno vibratorio tiene dos parámetros fundamentales, la velocidad picopartícula (PPV) y la frecuencia dominante, los cuales caracterizan cuan dañino puede ser éste frente a su influencia sobre las estructuras civiles; por ello, se pretende caracterizarlas y fundamentalmente predecirlas, lo que permitirá su debido control. En función a lo expuesto, el estudio realizado consta de dos partes, la primera describe el comportamiento del terreno mediante la estimación de la ley de atenuación de la velocidad pico-partícula a través del uso de la regresión lineal por mínimos cuadrados; la segunda detalla un procedimiento validable para la predicción de la frecuencia dominante y del pseudo-espectro de respuesta de velocidad (PVRS) basada en la teoría de Newmark & Hall. Se ha obtenido: (i) la ley de atenuación del terreno para distintos grados de fiabilidad, (ii) herramientas de diseño de voladuras basadas en la relación de carga – distancia, (iii) la demostración que los valores de PPV se ajustan a una distribución log-normal, (iv) el mapa de isolíneas de PPV para el área de estudio, (v) una técnica detallada y válida para la predicción de la frecuencia dominante y del espectro de respuesta, (vi) formulaciones matemáticas de los factores de amplificación para el desplazamiento, velocidad y aceleración, (vii) mapa de isolíneas de amplificación para el área de estudio. A partir de los resultados obtenidos se proporciona información útil para su uso en el diseño y control de las voladuras posteriores del proyecto.Item Análisis de costos de discalidad en los procesos de perforación y voladura en la mina Huarón - Zona Sur(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-09-29) Chacón Melgarejo, Eduardo Pierre; Cedrón Lassús, Mario FernandoDentro del ciclo de minado las operaciones unitarias de perforación y voladura son las que tienen mayor incidencia en el costo y la eficiencia de las siguientes operaciones y por consiguiente en el éxito del ciclo de minado. El alumno realizará un diagnóstico de la Mina Huarón describiendo los procesos unitarios de perforación y voladura que se realizan para las labores de exploración, labores de preparación y desarrollo y de explotación, con la finalidad de identificar los diversos factores que influyen en la realización de un trabajo eficiente. Seguidamente realizará una investigación bibliográfica sobre los principios y fundamentos de la calidad en diversos aspectos que incluyan definiciones de calidad y discalidad, control de calidad, gestión de costos relativos a la calidad, para luego aplicar estos conceptos en la identificación de los relativos a la calidad mediante estudios de tiempos y movimientos y un análisis operacional de los procesos. Con la información obtenida del alumno formulará estrategias para disminuir los costos proponiendo mejoras en los procedimientos de trabajo para las operaciones de perforación y voladura. Finalmente, de manera general se propondrá la implementación de estas estrategias identificando las prioridades, recursos, presupuesto y control, que tengan como finalidad obtener una operación con un alto nivel de calidad y rentabilidad.Item Influencia de la optimización de la fragmentación de roca en la rentabilidad de las operaciones mina-molienda(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-02-01) Leiva Torres, Alberto; Samaniego Alcantara, José AntonioEste trabajo de tesis ofrece un resumen y perspectiva de las actividades que se desarrollan actualmente sobre el tema de simulación de fragmentación de roca por voladura bajo un enfoque sistémico e intenta repasar algunos alcances técnicos en cuanto al proceso de optimización de la voladura vía modelos de simulación de fragmentación y su influencia en la rentabilidad de la operación global (mina y molienda). Evaluando el papel que juega la distribución de la fragmentación de la roca por voladura en el desempeño eficiente del carguío, transporte, chancado y molienda con un énfasis en el uso adecuado de la energía, es decir de usar energía donde es mas eficiente (voladura), y conservarlo donde es menos (chancado). El enfoque sistémico esta referido al estudio o evaluación de un sistema (proceso) en su totalidad como conjunto. Enfoque holístico. Para realizar las evaluaciones se desarrollo primero bajo un enfoque sistémico un modelo de simulación de aproximación global al arranque (mina; perforación, voladura, carguio y transporte) y del procesado del mineral (chancado y/o molienda), que compara en base a los datos actuales, diferentes configuraciones de diseños de los sub-procesos e identifica los indicadores de rendimiento claves (KPI’s) como guías para la optimización del proceso de voladura, y con ello determinar la solución optima de reducción del tamaño de roca y distribución granulométrica que complementada a un segundo modelo de análisis económico financiero permita encontrar la mayor rentabilidad global de la operación mina-molienda, es decir el máximo valor por roca volada. El primer modelo evalúa la influencia de la fragmentación de la roca en los costos unitarios, implementando; para el análisis de fragmentación los modelos desarrollados por JKMRC (TCM y CZM), el modelo de Kuz Ram extendido con la función Swebrec y Rosin Rammler, corregidos en los parámetros de diseño de voladura y calibrados en la distribución de la fragmentación mediante el análisis digital de imágenes, y para el análisis de costos se implemento el modelo de conminución Bond que utiliza de entrada las distribuciones de fragmentación. El segundo modelo económico financiero que se enfoca básicamente en el 20% de las causas que generan el 80% de los costos de operación, usando el VAN y TIR como indicadores de rentabilidad para diferentes escenarios de distribución de fragmentación, evaluados del primer modelo (diferentes costos), determinando la rentabilidad optima de la operación.