Ingeniero Civil de Minas / 01/06/2023

memoria para optar al título de Ingeniero Civil de Minas / La minería subterránea se ha enfrentado por años con el gran problema de la aparición de agua-barro en sus niveles de producción y a través de las columnas de extracción, lo cual compromete la integridad y seguridad de los trabajadores que se exponen a diario frente a la ocurrencia de un evento violento de material húmedo, además de posibles pérdidas de equipos e infraestructura dañada. Hasta la fecha, la forma en que se ha enfrentado este problema consiste simplemente en cerrar el punto de extracción que presente mayor humedad, y continuar la extracción en puntos aledaños. Sin embargo, se sabe que esto no provoca más que el traslado del barro hacia otros sectores, teniendo las operaciones que lidiar continuamente con este riesgo. Además, esta medida genera la pérdida de reservas de mineral, las que tienen el suficiente potencial económico para proponer una solución que permita su recuperación, sin arriesgar a las personas. El área de Innovación de División El Teniente dispone dentro de su cartera de proyectos la prueba industrial de extracción de agua-barro en la Fase II de Mina Diablo Regimiento. Este proyecto consiste en implementar una nueva filosofía operacional para poder extraer mineral de puntos previamente cerrados por presencia de barro utilizando equipos tele-asistidos, y reduciendo la exposición de trabajadores en terreno. El objetivo de este estudio se enfoca en realizar un análisis de datos reales obtenidos en la extracción de agua-barro en la Fase II, a través de 41 puntos de extracción, para entregar un seguimiento a la prueba en forma de KPIs operacionales, y posteriormente evaluar, por medio de una nueva estrategia de extracción, los nuevos resultados y aprendizajes obtenidos. El seguimiento a la prueba en el estudio fue realizado por ocho meses, desde enero hasta agosto de 2018, siendo el último mes donde se instauró la nueva estrategia de extracción, y permitiendo de esa manera definir dos escenarios. El primer escenario ocurrió durante el período de enero a julio, donde los siguientes KPIs diferenciadores se obtuvieron: un cumplimiento de producción cercano al 50%, una uniformidad de extracción de 10.2%, una utilización efectiva del equipo de 3 [h/d], y un 88.5% de baldadas efectivas en cada turno. Se verificó que durante estos meses las colgaduras pasaron de un 55% a tener un máximo de 90%, dejando 4 puntos abocados con mineral, debido a que en mayo no hubo extracción ni reducción secundaria, y el material se terminó consolidando. El segundo escenario se presentó una vez aplicada la nueva estrategia, que consistió en ordenar y reestructurar las operaciones unitarias en la Fase II, concentrando las actividades de reducción secundaria en un turno, y priorizando la extracción en los otros dos. Los siguientes KPIs se obtuvieron: un cumplimiento de producción cercano al 95%, una uniformidad de extracción del 14%, una utilización efectiva del equipo sobre 6 [h/d], y un 94.3% de baldadas efectivas en cada turno. Las colgaduras se redujeron hasta un 70%, dejando más de 10 puntos abocados. Se concluye de este nuevo plan que la continuidad operacional en las zanjas permite mantener el flujo gravitacional y evita la formación de colgaduras, aunque también genera la posibilidad de aumentar los eventos de agua-barro. Se recomienda como trabajo futuro continuar el seguimiento de la prueba para documentar los nuevos aprendizajes obtenidos en la prueba de extracción, proponer métodos para aislar por completo la fase de personas en lo que respecta a reducción secundaria, y al final evaluar económicamente el proyecto para comprobar su rentabilidad.

Tesis para optar al grado de Magíster en Gestión y Dirección de Empresas / En la actualidad la confiabilidad tiene un papel preponderante en la gestión organizacional, haciendo indispensable el apego a la estrategia sobre los activos disponibles, y con ello garantizar condiciones adecuadas de operación. Es por esta razón que el propósito de este trabajo de tesis consiste en el desarrollo de una estrategia de confiabilidad en la planta de chancado, que permita aumentar la disponibilidad y disminuir costos en el área de Mantenimiento en la División Gabriela Mistral. El presente documento propone una estrategia de confiabilidad mixta, que consiste en una combinación de técnicas y herramientas con el fin de obtener información diagnóstica, que permitan identificar brechas y aplicar metodologías de excelencia operacional tales como C+, SOMA (Sistema Operativo de Mantenimiento), gestión de vulnerabilidades, mejora continua y desarrollo de personas. Como resultado de la aplicación, la estrategia formulada tuvo un impacto positivo en el negocio, si consideramos el periodo de inicio de la implementación año 2017 versus el año de consolidación 2018. Durante el año 2017 se obtuvo un costo real en componentes principales de MUS$14,57 mientras que en el año 2018 se aprecia un costo de MUS$10,28, logrando como resultado directo una disminución porcentual del 29,44%. Mientras que la disponibilidad de los equipos registró, en consecuencia, una tendencia al alza durante y posterior a la implementación de la estrategia. En conclusión, la estrategia de confiabilidad tuvo un impacto directo y gravitante, tanto en las personas, como en los activos, ya que la disciplina, desarrollo de personas y la estandarización, permitieron sostener un crecimiento integral en la organización, obteniendo resultados positivos a nivel global. Este tipo de enfoque y estrategia, por tanto, es recomendable para empresas que se propongan objetivos organizacionales a mediano y largo plazo.

Ingeniero Civil de Minas / El objetivo principal de este trabajo es realizar una post evaluación técnica- económica de la recuperación de pilares mediante el método Front Caving en la mina El Teniente . La post evaluación se basó en la recolección, filtración y análisis de información y en un análisis económico del método, dada las condiciones de los sectores Teniente 1 Retram y Sector K de la mina El Teniente . Mina El Teniente decidió aplicar este método para explotar pilares mineralizados ubicados entre los niveles de ventilación y producción, en sectores en que se suspendió la extracción de mineral por colapso del nivel de producción. De los análisis y resultados operacionales se concluye que el método se caracteriza por ser adaptable a diferentes cuerpos mineralizados. Un gran porcentaje del mineral obtenido es producto de la tronadura, debido a lo cual un buen manejo operacional del proceso de perforación y carguío de tiros así como el control de la dilución son factores de mayor importancia para el éxito del método. En cuanto a la seguridad, es un método en que se extrae el esponjamiento del mineral tronado y que necesita una fortificación y control operacional riguroso en los puntos de extracción para limitar los riesgos. El análisis de los resultados económicos indica que es un método viable en las condiciones particulares de su aplicación en El Teniente. Dado que se ocupan obras preexistentes, se requiere una inversión menor, básicamente desquinches de túneles y otras obras menores. Es importante destacar que con adecuados controles operacionales se lograron índices económicos aceptables. Otro punto a considerar es que el método permite asegurar planes de producción pues es un método ágil y flexible y su puesta en marcha requiere de corto tiempo. Con ello se logró el reemplazo de producción de sectores con imprevistos operacionales. Resumiendo, el Front Caving es un método de explotación adecuado para recuperar sectores afectados por colapsos, e incluso podría ser competitivo en situaciones normales.

Autor no autoriza el acceso a texto completo de su documento hasta el 21/12/2019. / Ingeniero Civil de Minas / El bombeo de barro corresponde a un ingreso repentino de mineral saturado a labores subterráneas. Puede provocar daño a las personas y equipos, retrasos en producción, dilución y cierre de faenas. El presente trabajo tiene por objetivo caracterizar mediante ensayos geotécnicos de laboratorio, el mineral con potencial a producir bombeos de barro en la Mina Diablo Regimiento, División El teniente, Codelco, Chile. De la revisión bibliográfica y de antecedentes se identifican 2 posibles mecanismos que podrían generar un estallido de barro. Estos corresponden a: exceso de humedad y falla de flujo. En el presente estudio, se evalúa el mecanismo de exceso de humedad. Se cuenta con 3 muestras provenientes de puntos de extracción cerrados por peligro de bombeos de barro en Diablo Regimiento, que representan los 3 tipos de mineral saturado fino que se encuentran en la mina. Se realiza ensayos de granulometría, gravedad específica, densidad, límites de consistencia, consolidación edométrica, compresión no confinada y, asentamiento. Se identifica los minerales evaluados como gravas y arenas bien graduadas con contenido de limos y arcillas. Se obtiene la gravedad específica, densidades máximas y mínimas, y se obtiene los límites de Atterberg líquido y plástico, que corresponden a las humedades para las cuales los finos del mineral cambian su comportamiento de sólido a plástico y de plástico a líquido. Además de la caracterización geotécnica, se evalúa la resistencia del material ante condiciones no confinadas, variando la densidad y la humedad. Esto permite observar que la variable de más relevancia en cuanto a la resistencia del mineral es la densidad, puesto que además de influir directamente en la resistencia, limita la cantidad de humedad que el mineral puede albergar, por lo que la densidad controla parcialmente la humedad. Se utiliza clasificaciones de la resistencia y asentamiento de materiales para definir límites de humedad líquidos y plásticos análogos a los de Atterberg, pero que cuentan con la ventaja de clasificar materiales con mayor tamaño máximo que estos. Se concluye que el método utilizado por El Teniente para prevenir bombeos de barro, puede ser actualizado y mejorado. Se recomienda continuar el estudio con el comportamiento confinado del mineral, lo que permitiría evaluar también el mecanismo de falla de flujo.

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Autor no autoriza el acceso a texto completo de su documento hasta el 21/11/2019. / Ingeniera Civil de Minas / La ocurrencia de bombeos o escurrimientos en los puntos de extracción es identificada como uno de los 5 principales peligros operacionales a los que se expone la minería de block/panel/sublevel caving, es por esta razón que existe un gran interés sobre el entendimiento y comprensión de su génesis con el fin de tomar decisiones apropiadas en cuanto al control y manejo de este fenómeno. A pesar de que existen investigaciones que abordan esta problemática, a la fecha aún no es claro qué condiciones son determinantes en el desencadenamiento de estos eventos, existiendo sólo teorías no probadas. El eje central de esta memoria será caracterizar el ingreso de agua-barro, a partir de un estudio de la data histórica de variables asociadas al fenómeno. Para ello, se utiliza como sector de aplicación la mina Reservas Norte de División El Teniente, Codelco, que desde inicios de su operación ha presentado problemas de agua-barro. Este estudio incorpora un análisis general del ingreso de material saturado al sector, análisis de eventos históricos de bombeos y escurrimientos, como también una comparación con el sector Diablo Regimiento. La caracterización del ingreso de barro de Reservas Norte y posterior comparación con Diablo Regimiento permite establecer que el origen del barro proviene de la conexión con labores antiguas concentradoras de barro histórico, es más, los primeros puntos afectados se ubican en la zona donde se dio inicio al caving. Luego, la propagación es en dirección del avance de la frente de hundimiento, en donde al cerrarse uno o más puntos de la vecindad se generan planos preferenciales de flujo y al encontrarse los elipsoides traslapados, el material saturado diluye a través de los intersticios de la columna quebrada en movimiento. Dicho lo anterior, es que todo proyecto minero que utilice métodos de hundimiento debe incluir una caracterización hidrogeológica que permita determinar el riesgo potencial de una descarga de agua/barro a la que estará expuesto, definiendo e implementando tempranamente las medidas de mitigación y control. De esta manera la operación se puede llevar a cabo en forma segura y las consecuencias en cuanto a pérdidas de reservas pueden ser reducidas. En cuanto a los nuevos proyectos de DET, Nuevo Nivel Mina y Nuevo Nivel Profundo, ambos se ubican bajo labores que se encuentran afectadas por barro, por lo que se vuelve necesario crear políticas apropiadas para su control antes de comenzar la operación, entre las que se proponen: buscar alternativas a la conexión tipo domo, generar perfiles de extracción de columnas que desciendan de la manera más uniforme posible, para lo cual se debe contar con área disponible, la frente de hundimiento debe ser angosta para permitir flexibilidades operativas, no permitir la sobre extracción de los puntos y contar con políticas de drenaje. Este trabajo forma parte del proyecto MudFlow ejecutado por el Laboratorio de Block Caving del Departamento de Ingeniería de Minas de la Universidad de Chile.

Magíster en Gestión y Dirección de Empresas / En los últimos años la minería del cobre ha enfrentado un escenario de disminución paulatina del precio del Cobre, el termino del Súper Ciclo, además, una marcada disminución en las leyes del mineral y un aumento importante en los costos asociados a la mano de obra, así también, escasez de energía y agua para los distintos procesos. Por tanto, las minas en operación, deben adoptar prácticas de Excelencia Operacional que permitan aumentar productividad y reducir costos, con el fin de lograr operaciones más eficientes. El método de Excelencia Operacional usada en este estudio es la Metodología Lean, que corresponde a una forma de trabajo diseñada en la empresa Japonesa Toyota, que desde el año 1950 encontró una manera de desarrollar su proceso productivo, logrando mejores resultados con menos recursos. En este estudio en particular, se revisa la implementación de la Metodología Lean al proceso de Perforación & Tronadura de la mina Rajo Sur, demostrando el efecto en la mejora de productividad, mejora en la calidad de la perforación y reducción de costos principalmente en aceros de perforación, y mejoramiento de la granulometría del material tronado a un menor costo. Los principales planes de acción implementados son Control Integral de Perforación y Optimización de Mallas y Tipos de Explosivos , los cuales permitieron abordar las brechas detectadas en el mapeo de proceso de Perforación & Tronadura, controlando la calidad de la perforación desde la programación de la perforación hasta que la malla de pozos perforados es entregada al proceso de tronadura para el carguío de explosivo. Además, se intensifica el control del diseño de las mallas, secuencia de iniciación, tipos de explosivos y continuamente revisar los resultados obtenidos en cuanto a granulometría del material tronado, incluyendo el rendimiento de los equipos de carguío. En el caso del proceso de Perforación la experiencia fue exitosa debido a que logra reducir los costos en los aceros de perforación, a través de medidas simples como un adecuado uso y cuidado de los equipos y de los elementos de perforación, maximizando la duración los aceros logrando un ahorro de 5% respecto al periodo antes de implementar la metodología Lean. Durante la implementación Lean en el proceso de tronadura se logra reducir los costos promedio de 0,33 US$/Ton en el primer semestre de 2015 hasta un costo promedio de 0,28 US$/Ton en los últimos 3 meses del año 2015. De acuerdo a la implementación de la Metodología Lean en las actividades del proceso es un avance importante hacia el logro de alcanzar la Excelencia Operacional, estos resultados obtenidos en estos pocos meses indican que el camino es el correcto, sin embargo, se debe seguir perseverando dentro del equipo de trabajo para alcanzar los objetivos trazados y así instaurar una cultura de mejoramiento continuo dentro de la organización.

Magíster en Minería / En las minas a cielo abierto el manejo de materiales es crucial para determinar la capacidad de producción. Chuquicamata es hoy una de las minas a en operación más grande del mundo, con una profundidad cercana a un kilometro. El sistema de manejo de materiales incluye una flota de noventa y seis camiones y tres chancadores primarios. Hoy en día dos de ellos se encuentran en superficie y uno al interior del pit. El 2010 se debe tomar la decisión si se traslada uno de los chancadores en superficie al interior del pit. Considerando la complejidad del sistema de manejos de materiales se realiza un análisis detallado de alternativas usando la simulación dinámica de eventos discretos y cadenas de Markov. La simulación dinámica de eventos discretos permite cuantificar la variabilidad de los procesos junto con estudiar las variables de tráfico y congestión. Por su parte las cadenas de Markov son una alternativa analítica para resolver el problema de la confiabilidad de un sistema en función de la configuración y funcionamiento de sus componentes. La primera parte del trabajo consiste en una revisión bibliográfica relacionada con el desarrollo de los objetivos de este trabajo. Además se describen los procesos Markovianos y algunas técnicas de simulación de eventos discretos. Se continúa presentando la metodología utilizada para modelar el sistema de manejo de materiales a través de la simulación dinámica y de modelos de cadenas Markov. Finalmente se desarrollan, utilizando la metodología propuesta para cada caso, los modelos a escala mina de las distintas alternativas a estudiar. Operativamente se plantean dos condiciones: camiones pueden o no bajar cargados por las rampas. Para el caso en que los camiones no pueden bajar cargados, no se recomienda el traslado del chancador al interior del pit, ya que no se logra copar la capacidad de los dos chancadores al interior del pit. En el caso de que los camiones puedan bajar cargados, a pesar de la mejora en la evaluación económica, el beneficio asociado al traslado sigue siendo marginal y altamente sensible a la productividad alcanzada por el sistema de chancado al interior mina. El proyecto de traslado se volvería atractivo si el precio del cobre se acercara a los costos de producción, lo cual no se prevé en un futuro cercano. En el caso de los modelos de Markov se reafirma la decisión con respecto a no trasladar un chancador E4 al interior del pit.

Ingeniero Civil de Minas / Uno de los principales focos de CODELCO en sus planes de negocio y desarrollo es el Proyecto Mina Chuquicamata Subterránea, el cual busca contribuir con una producción de mas de 350 [ktmf/año] en régimen y extender la vida de la División por aproximadamente 40 años. La mina subterránea esta diseñada para extraer el mineral mediante block caving, a través de cuatro niveles en una configuración de macro bloques. El objetivo principal de este trabajo es recomendar una malla de extracción para los macro bloques centrales N1 y S1 del nivel superior de la mina en función de la influencia del largo de batea y su ángulo hacia el pilar zanja en la frecuencia de colgaduras y el flujo del material fragmentado, esto último se ve representado por la altura de interacción sobre los pilares mayor y menor. Mediante un modelo físico a escala 1:50 con dimensiones de 40[cm]x70[cm]x100[cm], se realizan experimentos de flujo no confinado. El modelo permite representar las mallas tipo Teniente de 16x15[m] y 16x20[m], con largos de batea de 11[m] y 14[m] y extrapolar los resultados a una malla 16x17[m]. El plan experimental considera 6 experimentos, donde además de los parámetros de diseño se incluye un cambio en la granulometría del material utilizado, permitiendo un rango mayor de análisis y la posibilidad de comparar el comportamiento de las variables de estudio una vez que la columna de mineral se encuentra en su última fase de extracción y la fragmentación secundaria ha generado cambios significativos en la granulometría del mineral. Respecto a la frecuencia de colgaduras, los resultados muestran que el uso de la batea mas larga reduce el número de eventos en torno al 50%, el efecto de la disminución del ángulo de batea en el mismo indicador es de casi un 16%, mientras que la granulometría mas fina reduce el índice en un 58%. Para el caso del flujo, los resultados indican que el tonelaje remanente sobre el crown pillar disminuye cuando los experimentos se realizan con la batea larga y al evaluar directamente la recuperación minera ésta aumenta casi un 2%. Las variables mas importantes que afectan los resultados de este estudio son el largo de batea y la granulometría del mineral, siendo la batea larga y la granulometría fina el mejor escenario. No obstante, el uso de malla 16x20 [m] resulta mejor opción respecto a la 16x15 [m] al evaluar la frecuencia de colgaduras. La recomendación final es el uso de una malla 16x20 [m] con un largo de batea de 14 [m]. Los análisis permiten concluir sobre la influencia significativa del diseño de bateas en la productividad del proceso y sugieren una profundización en materia referente a las colgaduras en el proceso de extracción minera por block/panel caving.