INFLUENCIA DE LA VOLADURA EN EL “THROUGHPUT” DEL MOLINO

Frank Dávila T.Cia. Minera Antamina S.A.

fdavila@antamina.com

RESUMEN

Antamina es un yacimiento de mineralización de Cobre, ubicado en el Distrito de San Marcos, Provincia de Wari del Departamento de Ancash - Perú.

La voladura es la segunda operación unitaria dentro de la explotación minera, tiene clientes exigentes como las actividades:

Carguio: pala, cargador frontal, excavadora, etc. Acarreo La chancadora primaria. Los botaderos: para su estabilidad necesitan fragmentos gruesos. Las paredes del tajo: tomando en cuenta el daño que pueda hacer la voladura por las sobre

cargas de explosivo.

Dentro de la cadena de valores hemos identificado a un cliente que no esta relacionado directamente con la operación de la voladura pero que tiene mucho valor puesto que da el tonelaje de producción en tratamiento de mineral, este es un caso importante de negocio: me refiero al Molino SAG. Cuyo rendimiento para el tipo de mineral M4 y M4A era de 2700 Tn/hora (año 2006) y en este momento estamos con un tonelaje de 4,636 Tn/hora. Este incremento obedece a la influencia en un 17% de la voladura, en entregar mejor fragmentación de tal forma que facilita el trabajo del molino SAG y como consecuencia el incremento de producción de concentrado.

Hemos hecho el levantamiento de información antes de la mejora: Fragmentación, tonelaje de Molino,

diseño de carga, vibraciones, filmaciones, diseños de detonación, información geológica, apilonamiento, etc.

Se modificó los diseños de perforación y voladura para el tipo de mineral y como paso siguiente se monitoreó el material fragmentado en la pala, en chancadora, en stock, en fajas, y hasta en el Molino haciendo uso de equipos que entregan información del comportamiento del material en su ruta de desempeño.

Los resultados son satisfactorios, cuantificables, medibles y controlables.

INTRODUCCIÓN

Para entender el presente paper, es importante conocer el concepto “Banco al Molino”. Podríamos decir que es la integración y optimización de los costos de los procesos de mina junto a los de la molienda y concentración, maximizando los costos de voladura, acarreo y transporte de tal manera que los de molienda y concentración sean menores, con el objetivo final de maximizar el retorno del capital invertido, minimizar los costos totales, y por ende contribuir en mejorar la rentabilidad de la empresa.

Para lograr la realización de este concepto es importante se forme un equipo de trabajo multidisciplinario

conformado por geología, geotecnia, mina, ingeniería y concentradora.

En este caso nos enfocaremos en los dos puntos más importantes del proceso, por ser uno el iniciador y el de mayor influencia en todo lo siguiente; y el otro por ser el que muestra el resultado principal del proceso y del que se logrará mayores reducciones de costo: nos referimos en primer lugar a la voladura y en segundo lugar a la molienda. La voladura por influir en todos los demás procesos subsecuentes y la molienda por significar el punto de mayor ahorro y donde los resultados son más tangibles. El propósito del siguiente estudio es compartir la experiencia y el entendimiento del impacto de una buena fragmentación de rocas en la cadena de valores del proceso minero y algo más.

La influencia de la voladura en el desempeño del molino SAG es muy evidente como podremos ver. Si bien ya se ha descrito procesos en que la voladura afecta directamente al chancado primario y secundario, esta vez veremos como esta afecta directamente al proceso de molienda.

Antamina a ser un yacimiento tipo Skarn polimetálico, dentro de su proceso luego del minado se encuentra el chancado primario, Molino SAG y la molienda secundaria. Y aunque a primera vista parezca que la voladura no afecta directamente a la molienda, mediante demostraciones prácticas y evaluación de resultados probaremos su influencia directa.

Primero presentaremos como era el proceso antes de sus modificaciones en perforación y voladura. Luego trataremos los cambios que se hicieron y los resultados obtenidos, haciéndose dos cambios en total, uno en 2008 y una optimización en 2009-2010. Finalmente haremos una comparación de resultados, demostrando la influencia directa de la voladura en el “throughput” del molino SAG y sus respectivas conclusiones.

PRECEDENTES

En el año 2007 se tuvo como de producción en el molino SAG 3030 Tn/hora. En ese año se tenía estos diseños de perforación para bancos con mineral (malla triangular):

Unid. 2007

Burden m 7

Espaciamiento m 8

H Banco m 15

Sub drill m 2

H Taladro m 17

P.E. Roca kg/m3 2.88

Taco m 7

Explosivo   HA-37

Den. Lineal kg/m 92.3

Alt. Carga m 10

Carga Explos. kg 923

Tonelaje Tn 2419.20

Ratio Tn/m 142.31

F.P. kg/Tn 0.382

En aquellos años se contaba con 5 perforadoras de producción BE 49R diametro de broca 12 ¼ “ de diametro.

Igualmente para el carguío con explosivos se usaba como agente de voladura el Heavy-Anfo 30/70 (HA-37: 30% de Emulsión y 70% de Anfo). Para el primado se usaba Booster de 1 libra y detonador de 800ms para cada taladro de producción. Usando los siguientes retardos de superficie: 17ms, 25ms, 42ms, 100ms, 200ms. Siendo como sigue un amarre típico (en V) de mineral de producción:

Usándose entre grupo de tres taladros 25ms (dejando 42ms para el último de cada fila en caso el disparo sea en dirección hacia talud final) y 142ms en promedio entre fila y fila. Siendo los amarres más usuales en Echelón y en “V”.

Teniéndose como resultados de fragmentación lo siguiente (Ver APENDICE I).

Y finalmente aquí vemos la producción en el molino SAG:

Prom. 2007

TPH 3030

Diferencia TPH año anterior 0.00%

MODIFICACIONES EFECTUADAS Y RESULTADOS

A lo largo del año 2008 se realizaron las siguientes modificaciones tanto en parámetros de perforación como en voladura, explosivos y accesorios:

Malla de perforación (triangular) en mineral:

Unid. 2008

Burden m 6

Espaciamiento m 7.5

H Banco m 15

Sub drill m 1.5

H Taladro m 16.5

P.E. Roca kg/m3 2.88

Taco m 7

Explosivo   HA-55

Den. Lineal kg/m 99.6

Alt. Carga m 10

Carga Explos. kg 996

Tonelaje Tn 1944.00

Ratio Tn/m 117.82

F.P. kg/Tn 0.512

Contándose con igual cantidad de perforadoras.

En cuanto a carguío, para cada taladro de producción y desmonte, se hizo lo siguiente: Se empezó con la utilización de Heavy-Anfo 55 y se siguió con el primado con Booster y se continuó con la utilización de fanel y retardos de superficie. Siendo la modificacion en tiempos entre taladro y taladro de 17 ms y 142 ms entre fila y fila.

Y finalmente podemos ver la producción del molino SAG.

Prom. 2008TPH 3352.0Diferencia TPH año anterior 10.63%

Luego durante el año 2009 se realizaron las siguientes modificaciones tanto en parámetros de perforación como en voladura, explosivos y accesorios, para la optimización del modelo.

Malla de perforación (triangular) en mineral:

Unid. 2009

Burden m 5.5

Espaciamiento m 6.5

H Banco m 15

Sub drill m 1.5

H Taladro m 16.5

P.E. Roca kg/m3 2.88

Taco m 7

Explosivo   HA-55

Den. Lineal kg/m 99.6

Alt. Carga m 10

Carga Explos. kg 996

Tonelaje Tn 1544.40

Ratio Tn/m 93.60

F.P. kg/Tn 0.645

Contándose con igual cantidad de perforadoras.En cuanto a carguío, para cada taladro de producción y desmonte, se hizo lo siguiente: Se empezó con la

utilización de Heavy-Anfo 55 y se siguió con el primado con Booster y se empezó con la utilización de detonadores electrónicos. Cambiando los tiempos entre taladros y entre filas. Teniendo en promedio 11ms entre taladro y taladro y 100 ms entre fila y fila.

Y finalmente podemos ver la producción del molino SAG.

Prom. 2009TPH 4042.2Diferencia TPH año anterior 20.59%

COMPARACIÓN DE RESULTADOS

Viendo los tres escenarios expuestos podemos hacer las siguientes comparaciones:

La producción del molino SAG se vio incrementada inicialmente en un 10.63%. Esto debido principalmente a la mayor fragmentación del material (30% disminución en diámetro de material) y con ello la pala tiene menos dificultad para el carguío. Finalmente en la optimización del proceso se vio un aumento de 20.59% en la TPH del SAG. Como se puede ver en el siguiente cuadro comparativo:

 Promedio 2007

Promedio 2008

Promedio 2009

TPH 3030 3352.0 4042.2Diferencia TPH 0.00% 10.63% 20.59%

El costo de Perforación y Voladura por tonelada aumento en 5% primero y luego , debido principalmente al costo de los detonadores electrónicos y disminución de malla.

2007 2008 2009Costo Perf. ($/t) 0.06 0.07 0.09Costo Voladura ($/t) 0.1 0.13 0.2Costo Total PyV ($/t) 0.16 0.20 0.29Diferencia año anterior 0.00% 25.00% 45.00%

Como las Ton/Hora se incremento por la fragmentación , el impacto causó un gran ahorro en el consumo de energía del molino SAG.

2007 2008 2009

Prod. TPH 2770 3352 4042

Vel. Rpm 8.7 7.8 7.1Potencia (Mw) 17 14.1 11.6Diferencia potencia 0% -17% -18%

Además de los beneficios ya expuestos, se tiene la reducción en las vibraciones y ruido, aspectos medioambientales muy importantes para el buen desenvolvimiento de las relaciones de la empresa con las comunidades circundantes.

CONCLUSIONES

Como principal conclusión se puede ver que existe una gran influencia de la voladura en el rendimiento del molino SAG (Factor de Potencia Vs. Consumo energético). Puede verse en APENDICE II.

Podemos en este gráfico el desempeño del molino SAG durante la última optimización del proceso.

Una voladura controlada produce mejor fragmentación, y ello facilita el trabajo de la pala de extraer el material volado al hacer sus movimientos más rápidos y con menos fricción y desgaste.

Si bien los costos en voladura se pudieron elevar hasta en 49% (casi el doble del 2007), pero los ahorros en consumo energético en el SAG son del 18%, muchísimos mayores en magnitud monetaria que los costos de voladura. Y un aumento en la producción de concentrados los cuales han generado costos menores de producción y incrementando el beneficio al negocio .

Así mismo un material mejor fragmentado produce menor consumo energético en las chancadoras, y mayor producción llegando mayor cantidad de material al molino SAG, de tal manera que toda su capacidad instalada pueda ser utilizada.

Se ha obtenido un incremento del 20.59% para el TPH del SAG del año 2009 con respecto del 2008.

El uso de detonadores electrónicos y del nuevo explosivo HA-55, fueron decisivos para el logro de una mejor fragmentación.

El movimiento del D60 del molino SAG (Ver Apéndice I) en estos años demuestra la influencia que ha tenido la voladura en el desempeño del molino SAG.

AGRADECIMIENTOS

Cordiales agradecimientos a:

Cía. Minera Antamina S.A.

REFERENCIAS

1. Scott, A., Open Pit Blast Design Analysis and Optimisation, Queensland Australia. 2005