UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA

FACULTAD DE INGENIERA DE MINAS

ESCUELA DE INGENIERA DE MINAS

OPERACIONES MINERAS Y VALORIZACIN DE UNA MINA A TAJO

ABIERTO

Dr. ING. WILSON GERNIMO SANCARRANCO CRDOVA

OPERACIONES MINERAS Y

VALORIZACIN DE UNA MINA A TAJO

ABIERTO DE AREQUIPA

INDICE

CAPTULO 3: OPERACIONES MINERAS

3.1.- LA OPERACIN EN LA MINA

3.2.- PLANEAMIENTO DE MINADO

3.2.1.- Definicin de Planeamiento de Minado

3.2.2.- Plan de Minado

3.3.- DISEO DEL TAJO

3.4.- DESCRIPCIN Y CLCULO DE BLOQUES POR NIVELES DE LA MINA

CAPTULO 4: VALORIZACIN DE LA MINA

4.1.- PRODUCCIN ANUAL DE MINERAL Y DESMONTE

4.2.- EVALUACIN ECONMICA

4.2.1.- Ventas anuales de Cu

4.2.2- Costos asociados a la produccin minera

4.2.3.- Informacin de costos para el proyecto de la tesis

OPERACIONES MINERAS3.1.- LA OPERACIN EN LA MINA

La Compaa se encuentra ubicada al suroeste de laciudad de Arequipa, en una concesin de 20 100hectreas.

El proceso de produccin consista en la extraccin dexido de mineral va movimiento de tierra, chancadodel mineral, procesamiento del mineral mediantelixiviacin en pilas, para finalmente producir cobreelectroltico de alta pureza en su planta de extraccinpor solventes y circuito electroltico (SX/EW). El cobreproducido se comercializa en forma de ctodos y poseeuna pureza de 99.99%.

RESERVAS DE MINERAL

La Compaa cuenta con reservas probadas de cobreque alcanzan la cifra de 200 millones de toneladas demineral, con una ley promedio de 0.8% de Cu y unos300 millones de material de desmonte que otorgan unavida til de 17 aos correspondiendo el 80% a sulfurosprimarios y el 20% a secundarios.

La mina fue diseada y planeada para trabajar con unCut Off de 0.4% de ley de cobre durante el tiempo devida de la misma, adems, el precio mnimo de ventacon el que se hizo el proyecto es de 1.4$/lb. El resumende las reservas se puede apreciar en el cuadro 2.1

La zona de sulfuros se encuentra a partir de los 150 m deprofundidad y es la zona donde se empieza a trabajar esta segundaetapa de la mina.

3.2.- PLANEAMIENTO DE MINADO

3.2.1- Definicin de Planeamiento de MinadoEs el proceso de planificacin, el que permite identificar y pronosticar el que hacer, de modo de alcanzar los objetivos de la empresa, junto con los presupuestos, los planes de ventas, los programas de inversin, las estimaciones de recursos y otros

Grfico 3.1Zona de xidos y Sulfuros

La Etapa 1 fue la etapa inicial donde la Compaaextrajo los xidos. En esta segunda etapa laCompaa empezar a extraer el sulfurosecundario (80% del material), para lo cual fuenecesaria la construccin de la nueva planta,adems, se contar con un 20% del sulfuroprimario de alta ley. En la tercera etapa seencuentra netamente los hipgenos que vienen aser sulfuros primarios y en esta caso son de bajaley. El mtodo de procesamiento de este mineralno sera el mismo que el que se us para la etapa1 o para la etapa 2.

3.2.2.- Plan de Minado

En el Grfico 3.2 se presenta el plan deminado para los 200 millones de toneladasde Sulfuro (80% primario y 20%secundario) y unos 300 millones detoneladas de material de desmonte para lamina en los 17 aos de produccin. Elcuadro muestra en la columna vertical laproduccin diaria promedio (ktpd1) de lamina que viene a ser el mineral msdesmonte, y en la fila horizontal los aosdel proyecto.

Grfico 3.2Plan de Minado Diario

Figura 3.1Zona de chancado

Figura 3.2Distribucin de energa

3.3 DISEO DEL TAJO

El tajo final contar con 270 m de profundidad,donde se encontrarn 18 bancos o niveles deprofundidad y cada banco tendr una altura de15m. Dentro de los primeros 5 bancos seencuentra una zona de xidos de baja ley y unacapa de material (overburden), luego continala zona de xidos con una mayor ley que se leconocer como etapa 1 que ha sido explotado yprocesado, en los 8 bancos siguientes (del nivel11 al nivel 18) se encuentran los sulfuros. Laetapa 1 ya ha sido desarrollada y se estempezando a desarrollar la etapa 2 como semuestra en la Figura 3.3.

Figura 3.3Seccin transversal del Tajo

En la Figura 3.3 se puede apreciar lamineralizacin de la zona y el tamaoen proporcin al tajo teniendo unStripping Ratio1 aproximado de 1.5 enpromedio. El dimetro mayor del pitpara la segunda etapa del proyecto esde 750 m. El dimetro final ensuperficie de la mina es deaproximadamente 1300 m.

La etapa 2 empezar a 150 m de profundidad y llegar a unaprofundidad de 270 m, es decir, 8 bancos de profundidad de15 m cada uno en los 17 aos que durar el proyecto.

El tajo final se obtuvo mediante el uso de los algoritmos deLerch & Grossman1 y del Cono Flotante2, en la Figura 3.4se muestra la seccin transversal del pit final. El modelo deLerch & Grosmann busca generar bloques que deben detener una altura similar a la altura del banco, y se debevalorizar econmicamente cada uno. El modelo del ConoFlotante busca determinar el pit final mediante la relacindel Stripping Ratio y la curva de Ley de Cu. En la figura 3.4se podr apreciar el tajo final para la segunda etapa de lamina.

Figura 3.4Seccin de bloques econmicos

El ngulo del tajo final para la segunda etapa fueproporcionado por el departamento delGeomecnica luego de haber hecho diferentesestudios en la zona, como la toma de muestras dela roca para anlisis, innumerables visitas decampo para constatar la informacin que se tenay sus resultados, llegando a la conclusin que lamina debe de tener un mnimo ngulo final totalde 50 con la horizontal y un mximo de 55, todoesto para que en el futuro no existan posiblesproblemas de cadas de rocas o inestabilidad delos taludes durante la operacin.

3.4.- DESCRIPCIN Y CLCULO DE BLOQUES POR NIVELES DE LA MINA

Para poder determinar el nmero de bloques en la segundaetapa de la mina necesitaremos conocer algunos parmetrosde diseo como la altura de banco que ha sido definido, elpit ptimo, la maquinaria que se utilizar, el tipo deyacimiento, la geomecnica, etc. Con toda esta informacinse empieza a calcular la cantidad de bloques de la mina.

Datos:

Bloques de desmonte: 15x15x15 m3 = 6 750 ton, densidad = 2000kg/m3

Bloques de mineral: 15x15x15 m3 = 10 125 ton, densidad = 3000kg/m3

Seccin transversal del pit por niveles

Disponemos de 200 millones de toneladas de mineral y 300millones de tonelada de desmonte, por lo tanto, se tiene 19753 bloques de mineral y unos 44 445 de desmonte que sedistribuyen por niveles y que se muestra en el Cuadro 3.1:

Cuadro 3.1Bloques de mineral y desmonte

por nivel de la mina

Una vez que se conoce el total de bloques amover por nivel se puede planificar el minado,esto permite conocer la cantidad de material oroca a romper, como consecuencia, se conoce lacantidad de material a transportar y para saber eltiempo que tomar llevar a cabo todo esteproceso hace falta conocer las distancias querecorrer este material durante los aos que dureel proyecto. Sabiendo que toda mina es dinmica,es decir que da tras da las distancias dentro yfuera de la mina estn variando, se tom unpromedio de estas distancias de una maneraanual para simplificar el proyecto. Toda estainformacin se muestra en el Cuadro 3.2

En el cuadro se puede apreciar los tiempos totales por ao (aproximado) y por circuito que un caminpuede recorrer a lo largo de la vida de la mina. Se conoce muy bien que estos tiempos pueden variarconforme las exploraciones en la mina continan adems de otros factores, pero para el presentetrabajo se tomar como referencia estos tiempos aproximados para el clculo de la flota de camiones.

CAPTULO 4VALORIZACIN DE LA MINA

Una vez que se tiene los costos anuales de la minapodemos obtener la utilidad de la misma ya seamediante el clculo del valor de cada bloque o porniveles que vendran a ser los bancos. Todo bloquecompleto o casi en su totalidad posee una ley demineral diferente a la de los otros bloques, para estetema de tesis no nos enfocaremos en la ley de cadabloque en particular porque sera muy engorroso y demucho trabajo para el desarrollo sin mencionar que noes el tema de investigacin. Se tomar entonces una leypromedio por cada ao y de esta manera se calcularlos costos, inversiones, utilidades, etc.

Se tiene como datos el nmero de aos del proyecto, los bloques a

extraer ao por ao (desmonte y mineral) y las leyes promedio por

cada nivel y por ao, vale subrayar que los bloques tienen un tamao

de 15 x 15 x 15 m3 y se cuenta con 19753 bloques de mineral y unos

44 445 de desmonte. Cada bloque de mineral tiene como peso 10 125

ton y cada bloque de desmonte pesa 6 750 ton, con toda esta

informacin se puede calcular el total de mineral a extraer por ao.

En el Cuadro 4.1 se muestra los aos del proyecto, los bloques a

mover por ao, los niveles al que pertenecen, y las leyes por ao.

El bloque de mineral multiplicado por el peso y por la ley de mineral (%) nos da como resultado el total de mineral por cada bloque y por lo tanto el total por ao y por nivel.

4.1.- PRODUCCIN ANUAL DE MINERAL Y

DESMONTE Con la informacin del cuadro anterior podemos

calcular la produccin minera anual para el tiempo devida de la mina.

Ao 1

Se tiene 1610 bloques de mineral con un peso de 10 250ton cada uno, y con una ley de cobre promedio de 0.6%,por lo tanto la produccin ser:

1 610 x 10 250 ton x 0.6/100 = 97 808 ton de Cu.

Si la recuperacin total del proceso es del 90%,entonces en el primer ao de produccin se obtendr 88027 ton de Cu para la comercializacin. De esta manerapodemos calcular para cada ao el total de toneladas atransportar y la produccin en toneladas de cobre comose indica en el Cuadro 4.2

En el Cuadro 4.3 se muestra los aos, la cantidad de bloques de desmonte, las

toneladas de cada uno y el clculo de toneladas movidas de desmonte, con el fin

de conocer el nmero de material a mover para cada ao de la mina.

4.2.- EVALUACIN ECONMICA

Para realizar la evaluacin econmica debemoscalcular los ingresos por ventas de cobre refinado,los costos de operacin y las inversiones paraevaluar la rentabilidad del proyecto (Ver cuadro4.11). En el Cuadro 4.4 se muestra la evaluacineconmica del proyecto.

4.2.1.- Ventas anuales de Cu

Con la informacin obtenida podemos calcularlas ventas anuales que tendr la compaa mineraa un precio de cut off de 1.4 $/lb o 3 086 $/ton,esta informacin se muestra en el Cuadro 4.4

4.2.2- Costos asociados a la produccin minera

Existen diferentes tipos de costos que incurrenen una operacin minera. Tres categoras decostos pueden ser: Costo de Capital, CostoOperativo y Costo General y Administrativo(G&A).

El costo de capital en este caso puede referirse ala inversin requerida por la mina y la planta.

Los costos operativos pueden reflejarse en laperforacin, voladura, etc. Normalmente estoscostos son incurridos en $/ton.

El costo G&A puede ser cargado anualmente.

4.2.3.- Informacin de costos para el proyecto de la tesis

1. Ubicacin: Arequipa, Per

2. Geometra del pit

Profundidad del pit: 270m

Altura de banco: 15m

Angulo de cara de banco: 55

Ancho de berma: 26m

Pendiente de rampa: 10%

3. Capacidad

Mina: Mineral = 40 000 tpd

Desmonte = 70 000 tpd (aprox)

Capacidad de molienda: 40 000 tpd

Ley del Cu = 0.8% (promedio)

Recuperacin de mineral = Cu, Mo.

Recuperacin total durante el proceso: 90%

Ley de Cobre al mercado: ctodos al 99.999%

4. Equipos en la mina

Carguo de mineral y desmonte: 2 Palas P&H

transporte de mineral y desmonte: 18 camiones CAT1

Otros

5. Voladura de mineral y desmonte:

Explosivos: Anfo, Anfo Alumizado

Factor de poder mineral: (kg/ton) = 0.28

Factor de poder desmonte: (kg/ton) = 0.23

Factor de llenado= 0.9%

6. Perforacin en mineral y desmonte

Perforadoras = 2 DM-M3 Atlas Copco

Dimetro de perforacin 9 7/8 y 12

Tiempo de vida de la varilla: 97 000 m

7. Requerimientos de energa

Demanda = 50 kWh/dia

8. Personal

Mina

Personal Staff 10

Operadores de equipos, y labor 100

Mecnicos y rea de mantenimiento 25

Total de fuerza de trabajo de la mina 135

Planta de procesamiento de mineral

Personal Staff 25

Operadores (todas las clasificaciones) 36

Personal de reparacin y mantenimiento 42

Total de fuerza de trabajo de la planta 103

Otros

Personal de oficina 22

Almacn 15

Total otros 33

Total empleados 271

La distancia perforada por los taladros cada da es en promedio 2400m.El nmero de personas trabajandoen mina es de 175.El costo de mina es: 1.392 $/ton de material total no por tonelada de mineral

El Cuadro 4.9 muestra el costo de produccin anual y el costo unitario para lasoperaciones de la mina.

El Cuadro 4.10 se puede apreciar los costos de capital en que incurrir la mina para el inicio de sus operaciones.