Universidad Antofagasta

Facultad de Ingeniera

Departamento Ingeniera en Minas

Introduccin

La prctica profesional fue realizada en Codelco, especficamente en la extensin norte de Mina Sur (ENMS), la cual se encuentra en el distrito Chuquicamata, especficamente en la superintendencia, donde se realizan todas las labores de operaciones mina, trabajando conjuntamente con el rea procesos y planta.

Para comenzar se describir algunos aspectos relevantes de la Mina, como lo es su localizacin y clima, adems de aspectos geolgicos y mineralgicos que presenta el sector, tambin se hace imprescindible, mencionar aspectos de seguridad, tales como estndares aplicados y algunas prcticas de seguridad que se realizan a nivel global como empresa, esto ltimo, se menciona con la intencin de hacer ver la importancia que ejerce la seguridad en cualquier tipo de empresa, hacindose particularmente en Codelco uno de los pilares fundamentales para su correcto desempeo.La especialidad asignada fue en el rea de planificacin, en donde se me fueron asignados 2 tutores que trabajaban a contra turno, trabajando conjuntamente en las labores que se me asignaron.

Una de las labores tiene relacin, con un modelo de optimizacin a corto plazo, en la cual se me planteo como objetivo, comprender que variables son importantes a considerar para su desarrollo, mediante un modelo matemtico que trabaja con respuestas de cdigos binarios. La otra labor asignada fue realizar anlisis de ndices operacionales, enfocados en la importancia de los tiempos no considerados que generan prdidas para el proceso mina. Para esto se pidi reflejar el anlisis mediante grficos que expresaran tendencias de comportamiento. 1. Ubicacin y Accesos

El yacimiento Expansin Norte de Mina Sur (ENMS) se ubica entre la Mina Chuquicamata y Mina Sur, dentro del distrito cuprfero Chuquicamata de la Divisin Codelco Norte, 240 km al noreste de la ciudad de Antofagasta y 17 km al norte de la ciudad de Calama.

El acceso terrestre principal desde la ciudad de Antofagasta se realiza a travs de la Ruta 26 hasta el empalme con la Ruta 5, y a continuacin a travs de la Ruta 26 hasta la ciudad de Calama, desde donde se llega al yacimiento por la ruta 24 que une esta ciudad con el campamento de Chuquicamata.

Vista inclinada ENMS (Extensin Norte Mina Sur)

2. Clima, Fisiografa e HidrografaLas condiciones climticas imperantes en la zona corresponden al tipo desrtico marginal de altura (Fuenzalida, 1965), caracterizado por una temperatura media anual de 21C, registrndose fuertes oscilaciones de temperatura entre el da y la noche (10C a 30C y -3C a 4C, respectivamente). El complejo minero Chuquicamata se ubica en la unidad fisiogrfica denominada Cordillera de Domeyko o Precordillera, que corresponde a unidad geogrfica independiente de la Cordillera Principal en la Regin de Antofagasta, formada por serranas que alcanzan 4.500 m.s.n.m. Las reas bajo los 3.000 m.s.n.m, reciben menos de 50 mm/ao, mientras que sobre los 4.000 m.s.n.m, las precipitaciones pueden alcanzar un promedio de 250 mm/ao.

3. Geologa y tipo de mineralizacin de Mina SurEl Depsito Extico Extensin Norte de Mina Sur, a lo largo de toda su extensin, est connado a dos ambientes geolgicos distintos: una seccin superior constituido por gravas y otra inferior, constituidas por rocas intrusivas y metamrcas.

La distribucin del cuerpo mineralizado en estos dos ambientes geolgicos, de eje mayor N-S, se caracteriza por una zonacin longitudinal que, dene dos Dominios Geolgicos o Subzonas, que son:

Dominio Intrusivos Cenozoico, (Norte N2300 a Norte 0), corresponde a la prolongacin Sur del Prdo Chuquicamata. Esto signica que, rasgos litolgicos, Alteracin y Estructurales del yacimiento predominan en este segmento que conecta con el depsito de Prdo Cuprfero Chuquicamata. De esta manera, los prdos Chuquicamata y Feldesptico, de distribucin perifrica meridional, constituyen la roca principal en la cual se emplaza la mineralizacin extica de cobre. La grava extica, de menor volumen que la roca mineralizada, preferentemente se distribuye en el anco Este del eje de la cuenca que tiene direccin Norte Sur. Dominio Complejo Metamrco e Intrusivos Paleozoicos, situado al sur, desde la Falla Don Toms (coordenada 0N) hasta la prolongacin ms austral del depsito. Las rocas metamrcas estn constituidas por anbolitas y meta_sedimentos, y las rocas intrusivas, incluyen Granodiorita Este y Granito Mesa. Estos segmentos diferentes permiten reconocer una zonacin longitudinal del yacimiento caracterizada por diferentes asociaciones mineralgicas que sern enunciadas y demostradas.DOMINIO GEOLGICO INTRUSIVOS CENOZOICOS EN FASE 9 DOMINIO GEOLGICO INTRUSIVOS CENOZOICOS EN FASE 5 7

3.1. Modelo litolgico El zcalo del yacimiento Extico de ENMS- MS comprende una variedad de litologas que en lneas generales se agrupan en: Complejo gneo Metamrco Intrusivos Paleozoicos y Cenozoicos, los cuales subyacen a gravas terciarias del Mioceno.

El carcter litolgico y estructural constituye controles geolgicos fundamentales en la permeabilidad y concentracin de las soluciones de cobre. Estos atributos, junto a la intensidad de los procesos exgenos permiten esencialmente la comprensin de los fenmenos naturales que conforman el Yacimiento.

Se ha realizado un riguroso estudio petrogrco en 1.830 cortes trasparentes, lo cual ha permitido formular con precisin las variedades litolgicas que conforman el Depsito. Estas se describen en tabla siguiente.

UNIDADES GEOLGICAS POR AGRUPACIONES LITOLGICAS

Estas unidades litolgicas se agrupan conformando un modelo geolgico en cual se denotan dos ambientes geolgicos. Un segmento superior formado por gravas monomcticas y polimcticas. El techo del yacimiento est demarcado por una grava Terrosa (GTE), franja de mineralizacin incipiente y lmite inferior de la grava estril GES), infra yace a una grava intensamente mineralizada.

Las gravas que componen el cuerpo del depsito, conocidas como gravas mineralizadas se separan en tres subtipos, GT1, GT2, GT3, dependiendo del contenido de arcillas. La grava ferro arcillosa (GFA) corresponde a la grava afectada por una alteracin arglica avanzada y representa el eje del depsito. Las diferentes unidades de rocas fueron reunidas en cuatro tipos, segn estudio geoestadstico por Valds R. 2007, que corresponden a RFELD; RMAF, RGR, RSIL. La siguiente figura conforma las unidades geolgicas.MODELAMIENTO GEOLGICO

3.2. Modelo mineralgicoEl modelamiento mineralgico y subsecuente zonacin de la distribucin de los xidos presentes, se basa en la informacin semi cuantitativa del mapeo de sondajes respecto del porcentaje relativo de las especies mineralgicas que ocurren en el depsito. El reconocimiento de las especies mineralgicas se realiza mediante tcnicas de difraccin de rayos X, reconocimiento lupa manual (10x), lupa binocular y sus composiciones qumicas por microsondas electrnicas (EPMA-EDAX).

La precipitacin de las especies mineralgicas tiene una fuerte correlacin gentica y distribucin espacial con el tubo de alteracin intensa conocida como arglica avanzada, de origen suprgeno, formado por ujos circulantes muy cidos que, constituye el eje del depsito y modelada en el depsito como grava ferro arcillosa. Un perfil tpico para yacimientos exticos fue descrito por Mnchmeyer (1996), donde se reconoce una sector Proximal, que tiene su origen en el prdo mismo, prdo Chuquicamata y se extiende aguas abajo por unos 2 km., que corresponde a ENMS.

A continuacin se forma una zona Intermedia, donde se genera el depsito Principal, Mina Sur. El yacimiento termina en una zona denominada Distal, conformada por mineralizacin de ocurrencia menor a incipiente, Cola Sur. En resumen, el depsito extico constituido por ENMS y Mina Sur, se puede denir como un yacimiento formado por un ujo laminar sucesivo de soluciones de cobre, que migran lateralmente y pendiente aguas abajo, cuya migracin fue controlada por la permeabilidad de las gravas y el fracturamiento de la roca basal.4. Aspectos de seguridad implementados en la empresa4.1. Estndares control de Fatalidades (ECF)

Los Estndares de Control de Fatalidades son de cumplimiento obligatorio en todos los Centros de Trabajo de Codelco, actuales y futuros, esto implica que se aplican a todos quienes trabajaban en Codelco, sea personal propio o contratista y, adems, son exigibles a quien ingrese o visite las operaciones. Asimismo, estos estndares y exigencias son obligatorios para la compra, diseo y arrendamiento de toda clase de equipos e instalaciones. Lo mismo aplica para la autorizacin de uso de equipos de propiedad de terceros. Lo anterior quiere decir que para la empresa la trasgresin de estos protocolos es inaceptable y se espera que sea comprendido e internalizado por todos.Los estndares de control de fatalidades son los siguientes:

Aislacin, bloqueo y permiso de trabajo

Trabajo en altura fsica

Equipo pesado

Vehculos livianos

Equipos y herramientas porttiles y manuales

Materiales fundidos

Cargas suspendidas e izaje

Guardas y protecciones de equipos

Manejo de sustancias peligrosas

Explosivos y tronaduras

Control de terreno

Incendio

Una de las herramientas importantes de seguridad es el RIS (Reporte incidentes significativos), el cual consiste en reportar cualquier incidente o conducta que conlleve o pueda generar una situacin de peligro o que pueda atentar contra la seguridad de las personas o instalaciones.5. Sector prctica profesional

5.1. Superintendencia Mina Sur (ENMS)En esta rea trabajan todos en conjunto producindose una retroalimentacin. En la cual se desempean jefes de operaciones, planificadores, gelogos, geomensores, comits paritarios, mecnicos y jefes de turno que asignan labores y logran mantener la constancia y eficacia de las distintas operaciones unitarias, como lo son el Carguo y Transporte y la perforacin y tronadura. Todo con el fin de controlar la dinmica de la mina.

Como alumno practicante, me fue asignado un tutor del rea de Planificacin, en dicha rea se me otorgaron diferentes labores, las cuales son mencionadas a continuacin:

Comprensin de un modelo de optimizacin a corto plazo aplicado a minera a rajo abierto. Anlisis de ndices operacionales mediante grficos comparativos, de tiempos perdidos.6. Modelo de optimizacin a corto plazoSe dar a conocer en trminos generales, la descripcin y funcionamiento del modelo matemtico estudiado.Dicho modelo es un programa lineal binario que tiene como objetivo, ofrecer una gua para la construccin de los planes a corto plazo mediante un esquema general de los destinos y caractersticas de cada bloque, que se obtiene de una previa cubicacin de la mina.

6.1. Variables del modeloCon respecto al modelo de bloques, se consideran 2 grupos de variables, una con respecto a la extraccin y otra al procesamiento de mineral.Si consideramos como un conjunto de bloques B, y que cada bloque tiene un tonelaje (i), adems de un valor econmico neto v(i), tomando en cuenta tambin un conjunto de atributos A, por ejemplo A = (densidad, arsnico), dado lo anterior se atribuye y se le designa a cada bloque, un valor con sus atributos.Este modelo tiene la particularidad de considerar los Stock de material ya existente, denotndose como poblaciones S, que tendrn un valor econmico v(s), y atributos asignados al igual que el material a extraer.A este modelo se le asignan restricciones, tales como pendientes que deben tomar la extraccin y accesos al material, considerando como j el bloque antecesor de i, con respecto al camino ms corto que va desde la rampa de acceso de equipos a i.Para lo anterior se debe tener un periodo de tiempo conocido, donde se empleara el modelo, que se denota como t, el cual pertenece a un intervalo {1,., T}, donde T seria el periodo final, donde se remover, el total del plan.

Adems, se consideran lmites tanto para el procesamiento como para la extraccin, es decir, un tonelaje mnimo de remover por periodo, y un tonelaje mximo. En el caso del procesamiento se generan los mismos lmites, los cuales dependen de la necesidad de planta y las leyes que se manejen.El modelo binomial trabaja de la siguiente manera:

M(i,t) =

P(i,t) =

Donde M(i,t), se refiere al material extrado del bloque, con un cierto tonelaje y en un periodo determinado de tiempo. Similar es en el caso de P(i,t), que se refiere al material procesado.

El valor binomial de respuesta es 1 cuando hay ocurrencia del evento, al contrario del valor 0, que es el de no ocurrencia.La funcin ms importante y concluyente del modelo, es la funcin objetivo, que toma la siguiente forma:

Esta funcin se obtuvo de una maximizacin, que considera beneficios, tanto para el material que ser extrado, como el que se encuentra existente en los stocks. La cual trabaja sumando los valores correspondientes que toma la funcin binomial y valores de beneficio neto obtenido para cada periodo.Cabe mencionar que no se han explicado variables que tambin considera este modelo, ya que, se hara extenso y escapan al objetivo principal que es entender la forma como trabaja una variable de respuesta binomial y como resulta una funcin objetivo.7. Vector de produccin enero 2015 en Mina SurLa siguiente tabla muestra el vector de produccin del mes de enero, el cual refleja la proyeccin que se espera, tomando como referencia datos obtenidos de la planificacin que se realiz. Esto contempla los frentes de extraccin y stocks disponibles, adems esta proyeccin permite saber con qu ley de cobre soluble se va a ir trabajando, ya que este es un valor importante tanto para las operaciones mina, como para la planta.

Habiendo hecha la proyeccin se puede saber con cierta certeza, los valores totales mensuales de material a remover y cuanto es el cobre fino que se puede obtener. Para este caso se tiene contemplado una produccin de cobre fino de 4.860 toneladas en el mes de enero, adems de los siguientes valores totales.FaseMineral

TonhCutCus%

Fase 11163683,7360,9004550,727348050,17343053

St 23763550580,470,370,37620047

St 76 N425058,2640,450,30,450369

Total9438000,535484940,39998173

7.1. Movimiento de material por fase en Mina Sur

Los grficos que se presenta a continuacin, representan el material que se mover por las diferentes fases de la mina, adems de las leyes de cada una. Pudiendo observarse, que fase har el mayor aporte a planta.

7.2. Mezcla unidades geolgicasA la proyeccin mensual se le suma adems, la mezcla de unidades geolgicas que presenta cada semana el material, ya que esto, incide tanto en los procesos de trituracin y conglomerado, como en las pilas de lixiviacin. Importante el ltimo punto sealado, puesto que la buena filtracin de la solucin depende de una buena mezcla.

8. Sistema de turnos operadores minaEl sistema de turnos que rigen a los operadores mina se denomina faena continua, la cual rige para operadores de camiones de extraccin, perforadoras, palas y equipos de movimiento tierra. Funciona de la siguiente manera:TurnoDescripcinHorario

7 x 17 das trabajando, 1 da descansoTardera (B)

7 x 27 das trabajando, 2 das descanso Nochera (C)

7 x 47 das trabajando, 4 das descansoMaanera (A)

Para el funcionamiento continuo, la operacin en total se divide en 4 grupos, para los cuales, se manejan calendarios que permiten la coordinacin entre grupos permitiendo que se cumpla la faena continua.

A continuacin se presenta el calendario, como ejemplo, para cada grupo en el mes de enero 2015:

(Rojo (D) = descanso; blanco = da trabajo; A, B, C = turnos)

Adems, el cambio de turno, funciona con el sistema manilla manilla, lo cual quiere decir que cada vez que se termine un turno, el siguiente debe comenzar de inmediato, con el fin de optimizar el tiempo y controlar la continuidad, sea cual sea la operacin mina.9. Escala de tiempos segn norma ASARCO aplicada en Mina SurComo una forma de control y evaluacin de gestin es necesario conocer los estatus operacionales en que se encuentran los equipos durante el periodo a evaluar, pues ser este desglose de tiempos el utilizado para calcular los distintos ndices Operacionales que se requieren para la evaluacin. En este marco se encuentra la Norma Asarco que rige la operacin en s y el sistema Dispatch, esta norma clasifica y describe en detalle cada uno de los estatus en que se encuentran los equipos en operacin durante un periodo determinado de tiempo. La distribucin de tiempos y la descripcin de estos se muestran en la figura.

Nominal: Tiempo durante el cual el equipo se encuentra fsicamente en faena.

Mecnica: En este tem se encuentran los tiempos destinados tanto para Mantenciones Programadas y/o Reparaciones Electromecnicas de terreno.

Disponible: Tiempo en que el equipo est habilitado y en buenas condiciones electromecnicas para operar.

Reserva: Es aquel tiempo en donde el equipo estando en condiciones mecnicas de operacin no es utilizado en labores productivas, ya sea por falta de operador o supervit de equipo en ese momento.

Operativo: Corresponde al tiempo que el equipo se encuentra operando en faena (con operador)

Efectivo: Tiempo que el equipo se encuentra realizando labores puras de produccin (sin colas). Realiza tarea para la que fue adquirido.

DP: Tiempo de detencin Programada, Cambios y Medios Turnos

DNP: Tiempo de Detencin No Programada, principalmente petrleo (camiones) y acomodos o limpiezas de cancha (palas)

PO: Tiempo de Prdidas Operacionales, en donde el equipo se encuentra esperando en pala y/o chancado para camin y espera por camin para palas. 10. Anlisis de tiempos perdidos e implicancia en ndices operativos

La importancia de los tiempos anteriormente explicados, es de vital importancia para que las proyecciones de produccin sean lo ms acertadas posibles. Esto en la realidad de la mina no siempre se cumple, habiendo tiempos no considerados que se traducen en perdida de produccin e implicancia en tiempos de proyeccin, todo esto en trminos de inters para la divisin se traduce en costos.

Es por esto que la labor que se me fue asignada, con respecto a este tema, fue de contabilizar y reflejar de manera grfica los tiempos observados mediante el Dispatch programado por Jiwsaw, el cual trabaja en tiempo real otorgando al usuario, todo el movimiento de material y tiempos en los cuales los equipos se encuentran ya sea disponibles o en reserva, adems de mantenciones programadas y otros.La flota que conforma el sistema de descarga de material es de 14 camiones, los cuales tienen las siguientes denominaciones y caractersticas:

Camin extraccin de material KOMATSU 830E

camin

C710

C711

C712

C714

C717

C718

C720

C721

C722

C723

C724

C725

C726

C727

Peso de operacin (ton)385,85

Carga til (US Tons)244

Potencia bruta (HP)2500

10.1. Anlisis por grupo de operadoresEn el anlisis que se realiz, se consider solo la descarga de material, tomando en cuenta el comportamiento de este a lo largo de cada grupo y correspondientes turnos.

Para esto, se considerara la produccin por hora que realice cada grupo, para el cual se tomar por conveniencia la fecha de inicio 26 de diciembre del 2014 hasta el 28 de enero del 2015 para obtener los datos, con esto se abarcaran los tres turnos de todos los grupos.

Los turnos tienen una duracin de 8 horas, realizndose una colacin en medio turno, el cual tiene una duracin de 30 minutos, este tiempo es el motivo de anlisis, ya que, en teora se debiera cumplir el tiempo estimado, pero se ha observado mediante el Dispatch, que no siempre se cumple este tiempo, generndose variaciones que afectan el desempeo esperado.10.2. Grupo 1 (01/01/2015 a 20/01/2015)

GRUPO 1

horaABC

111,9258,32511,7

217,77520,2514,175

315,97521,616,65

421,618,917,55

59,2258,559,225

617,77518,22516,875

720,92520,47520,025

816,42519,12517,1

TOTAL131,625135,45123,3

En este grupo se puede observar, que en el medio turno, se produce un brusco descenso de la produccin horaria, alcanzando valores muy bajos, por los cuales se hace muy difcil volver a una media que permita mantener o mejorar la meta deseada.10.3. Grupo 2 (02/01/2015 a 28/01/2015)

GRUPO 2

horaABC

110,57510,3511,925

218,67514,17519,575

321,614,8519,125

423,414,8521,825

513,511,92515,75

614,412,82514,175

718,6751822,05

817,32516,42519,35

TOTAL138,15113,4143,775

En este grupo se aprecia un bajo desempeo, especficamente en el turno B, si bien es cierto controla uniformemente la produccin, pero logra una produccin baja en el tiempo.

10.4. Grupo 3 (26/12/2014 a 21/01/2015)

GRUPO 3

horaABC

111,92510,3514,85

219,57519,57520,475

321,37521,1522,05

422,0520,02520,25

513,514,62511,7

615,317,5518

719,3524,07520,7

816,6520,2518,225

TOTAL139,725147,6146,25

Este grupo es el que presenta mayor productividad, esto se debe principalmente a que no vara mucho la produccin entre turnos, manteniendo su productividad constante entre horas y turnos, adems de la poca variacin que se produce por el medio turno.10.5. Grupo 4 (30/12/2015 a 22/01/2015)GRUPO 4

horaABC

114,411,710,575

223,62516,218,225

319,5751814,85

422,0516,42516,875

512,82512,611,475

612,159,911,475

717,77517,120,025

817,112,82513,95

TOTAL139,5114,75117,45

Se logra apreciar fcilmente, que particularmente en el turno A, se producen variaciones importantes alcanzndose altos y bajos, al igual que en el turno C, afectando el desempeo total del grupo.10.6. Comparacin entre grupos

promedio por hora de cada turno

horagrupo 1grupo 2grupo 3grupo 4

110,6510,9512,37512,225

217,417,47519,87519,35

318,07518,52521,52517,475

419,3520,02520,77518,45

5913,72513,27512,3

617,62513,816,9511,175

720,47519,57521,37518,3

817,5517,718,37514,625

La comparacin que se puede hacer entre los grupos, es que no todos siguen la tendencia deseada, observndose altos y bajos entre horas, lo que conlleva a bajos valores de produccin finales, para lo cual, se aconsejara que aparte de cumplir con las metas mnimas deseadas, se solicitara tambin como objetivo mantener un cierto modelo de comportamiento de una curva idealizada que funcione en torno a las horas del turno versus la produccin horaria obtenida.ConclusinLas distintas operaciones que se realizan en Mina Sur, especficamente en la Superintendencia, son labores que se conjugan entre s, por lo tanto cada funcin y labor asignada debe realizarse de manera eficiente y eficaz, ya que el buen desempeo individual llevara a un triunfo grupal.

Especficamente en el rea que se me fue asignada, se puede observar la calidad de trabajadores que figuran en esa rea, en la cual no solo se requiere de conocimientos tericos, sino tambin de saber interpretar situaciones, las cuales dependen de la dinmica de la Mina.

Como practicante, logre observar la importancia que tiene la labor de un planificador, ya que de este depende gran parte el ritmo de produccin, para esto es importe entender, como es que funciona un sistema de optimizacin a corto plazo, y la importancia de la interpretacin del planificador.

Con lo que respecta a los ndices operativos que se manejan en la Mina, no siempre son bien valorados, esto me dio a entender uno de los tutores asignados, es por eso que como una de las labores fue reflejar grficamente, el comportamientos de algunos tiempos significativos, obteniendo como conclusin, que si se logra mantener cierta tendencia idealizada en el tiempo, se puede lograr realmente metas programadas y planificadas reducindose el error que pueda entregar el sistema.ENMS

(EXTENSION NORTE MINA SUR)

1 el bloque es extrado en 1.T

0 no es extrado

1 el bloque es extrado en 1.T

0 no es extrado