Memoria para optar al título de Ingeniero Civil Mecánico / El presente proyecto de trabajo de título, tiene como finalidad desarrollar un diseño mecánico funcional de un aditamento, que acoplado a una plataforma móvil (mediante tracción por orugas y levante vertical por cilindros hidráulicos), genere una herramienta modular, semiautomática y de carácter multifuncional, que cumpla con la función específica de asistir en los procesos de montaje y desmontaje de los conjuntos de eje trasero completo, y de diferencial trasero, para equipos mineros Caterpillar de las series de tractores sobre ruedas 854K y cargadores frontales 992K. El objetivo de este equipo es de hacer más seguro, fácil y rápido las tareas de los mantenedores al cambiar dichos componentes en los equipos en cuestión. El desarrollo del trabajo se basa en una metodología de diseño de tipo secuencial e iterativa, con fases de diseño conceptual, diseño de configuración y diseño de detalle. En esta primera se caracteriza y define la problemática a resolver, se conceptualiza la solución en términos abstractos, respecto a sus objetivos, funcionalidades y restricciones y una jerarquización de aquellos. En el diseño conceptual se contextualizan las ideas en un diseño tangible, que responde a las necesidades funcionales y cumple con los requisitos del diseño conceptual. Se divide la configuración del equipo en distintos subsistemas, y se modela computacionalmente en CAD la configuración del producto, por medio del software Autdesk Inventor 2018. En el diseño de detalle, se determinan concretamente los elementos y componentes del diseño, así como también sus exigencias de operación y de diseño, para posteriormente validarlos en base a una serie de cálculos analíticos respecto a su resistencia. Se realiza un análisis de criticidad para emplear como patrón respecto a las exigencias mínimas requeridas, en forma de un factor de seguridad, sobre cada pieza o estructura del equipo. Se valida también el diseño de componentes y estructuras en función de simulaciones computacionales mediante el método de elementos finitos, con el empleo del software SolidWorks profesional 2018. Se desarrolla el diseño en base a criterios conservadores respecto a la obtención de las cargas de diseño, y aún así, tanto para los resultados analíticos como por el método de elementos finitos, se obtienen factores de seguridad satisfactorios en base al criterio de criticidad planteado, validando así el diseño final del equipo. / Power Train Technologies S.A.

Memoria para optar al título de Ingeniera Civil de Minas / La mayoría de los depósitos de grandes extensiones son explotados mediante minería de cielo abierto. Sin embargo, debido a que sus costos aumentan a medida que las minas se profundizan, se hace atractivo incorporar métodos subterráneos. Incluso para un mismo depósito pueden coexistir distintos métodos de explotación, siempre que sus operaciones no interfieran entre sí. Lo anterior ha motivado a buscar nuevas metodologías que permitan determinar los límites óptimos de operación incorporando planes de producción, entregando así una valorización más realista para los proyectos. En la presente memoria se desarrolla el problema de determinar el límite óptimo entre una operación a cielo abierto y un sublevel stoping con relleno (SLS). El proyecto se enmarca en un caso de estudio consistente en un depósito de oro, plata y cobre, en donde el oro es el elemento de principal interés, cuya ley promedio de es de 0.26 (ppm). Se propone una metodología que separa el estudio en 3 partes. En la primera etapa se obtiene el plan de producción de la mina cielo abierto. Luego, se obtiene el plan de producción de la mina subterránea, lo cual a su vez entrega las herramientas para definir diseño del método. Finalmente, se analiza la explotación conjunta junto con el plan de producción respectivo, definiendo los periodos de operación simultánea. La comparación de opciones de explotación se realiza mediante una evaluación económica simplificada, calculando el valor actualizado neto (VAN) de los flujos operacionales. No se incluye la inversión en equipos mina pues, se consideran del mismo orden de magnitud para las diferentes alternativas de explotación. Los resultados muestran que el VAN del rajo depende de la cantidad de estéril presente en las fases, ya que se debe anticipar el desarrollo de las mismas, haciéndolo disminuir. Por otro lado, el VAN del SLS depende del diseño utilizado (ubicación de caserones y sill pillars) por lo que una evaluación económica se hace relevante para definir el mejor diseño de la mina. Además, se deben manejar con cuidado los tiempos de cómputo en el cálculo de planes de producción del SLS, los cuales dependen del número de actividades, precedencias y niveles de la mina. Se recomienda realizar simplificaciones que no interfieran con el valor económico de las unidades de explotación y que se alineen con la temporalidad de la evaluación. La operación conjunta se analiza mediante un análisis de costos directos operacionales, lo cual permite determinar cuándo conviene explotar con cada método. No obstante, todavía existe la necesidad de herramientas que hagan una evaluación óptima de la operación conjunta. En el caso de estudio, el mayor VAN se obtiene con una mina cielo abierto de menores dimensiones. Esta decisión es sensible a los costos minas, ya que con pequeñas variaciones la decisión cambia y la explotación conjunta se torna más atractiva. La metodología planteada muestra una nueva forma de obtener resultados de explotación conjunta y de diseño óptimo del sublevel stoping. Se recomienda incluir más detalles a considerar para la obtención del plan de producción conjunto, principalmente incorporando mejoras al método creado para la mina SLS.

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil de Minas / La Sociedad Contractual Minera El Toqui ha estado en operación desde 1983. Desde sus inicios el método de explotación por excelencia ha sido Room and Pillar, debido a que el depósito mineral se trata de yacimientos estratificados tipo skarn y cuerpos mineralizados tipo manto del orden de 5 [m] a 15 [m] de potencia. Dado el aumento en la capacidad de tratamiento de la planta de procesamiento de minerales, se evalúa la manera de aumentar la producción de la mina. De esta forma, se estudia cambiar el método de explotación de Room and Pillar a una variante de Tiros Radiales que permite el aumento de la producción. El método de Tiros Radiales sería aplicado al sector Porvenir Dolbek, para lo cual es necesario estimar las dimensiones de cámaras y pilares que garanticen la estabilidad del sector una vez explotado. La metodología propuesta para realizar el dimensonamiento de cámaras consta de dos etapas: 1. Realizar un back análisis en el sector Porvenir, con la finalidad de encontrar una curva límite de estabilidad mediante la metodología empírica propuesta por Mathews y Potvin para caserones. El back análisis se centra en las dimensiones del techo de las cámaras, dado que representa la condición crítica debido a la mala calidad de la roca. 2. En segunda instancia, estimada la curva de estabilidad, se dimensiona el largo y ancho de las cámaras considerando los esfuerzos inducidos, la orientación de las discontinuidades, la inclinacion de las cámaras y el factor de forma mediante la metología empírica. El diseño de pilares de basa en los criterios empíricos de resistencia de Lunder & Pakalnis y criterio de fluencia de Hoek and Brown. Una vez dimensionadas las cámaras y pilares, se somete el diseño preliminar a modelamiento numérico 2D para verificar y/o ajustar el diseño. El resultado del back análisis muestra que la curva que mejor se ajusta al límite de estabilidad, es aquella propuesta por Potvin en su gráfico de estabilidad que divide la zona estable de la zona estable con soporte. Dada la calidad de la roca de techo, las cámaras que muestran mayor estabilidad son aquellas con un radio hidráulico menor a 4. El análisis numérico realizado es de utilidad para detectar zonas de altos esfuerzos ( ) o zonas de tracción ( ) en las cámaras. El factor de seguridad sobre 1.25 y sin elementos de fluencia en el centro de los pilares aseguran estabilidad de éstos. Realizando una comparación de costos por tronadura y forticación, se observa que los costos estimados son menores al explotar por el método de Tiros Largos que por Room and Pilar considerando el tonelaje total a extraer de las cámaras y el área total a fortificar. Se recomienda una secuencia de explotación alejándose de las estructuras mayores con el fin de controlar la energía acumulada alrededor de las excavaciones por la explotación. Para las cámaras del cuerpo 2, debido al aumento de la carga litostática y la secuencia de explotación, se aumenta el ancho del pilar de 17 [m] a 18 [m]. Por último, las cámaras del cuerpo 3 se pueden explotar de forma paralela a las cámaras de los cuerpos 1 y 2.

En el presente trabajo se realiza el estudio de la viabilidad técnica del incremento en el avance por disparo en secciones de 4 x 4, para la obtención final de avances mayores a 5 metros por disparo, con lo cual se incrementa en un 45 % aproximadamente el rendimiento actual que se viene desempeñando de 3.5 metros. Se debe enfatizar en la importancia de la optimización del desarrollo y preparación de un proyecto minero, realizando así avances de mayor longitud para preparar los tajos en menor tiempo y cumplir con los objetivos de producción por el cambio de método de minado, manteniendo la productividad y la utilización de los equipos involucrados en todo el ciclo de minado. Para el estudio se realizaron pruebas de campo durante un periodo de tiempo de 7 meses, periodo en el cual se hizo una recopilación exhaustiva tanto de datos operacionales como económicos y de productividad. La información compilada abarca cinco (5) campos de influencia; en primer lugar la adaptación del equipo de perforación para la obtención de una perforación de 5.7 metros de manera eficiente, en segundo lugar, la perforación, en donde se evalúa el rendimiento alcanzando en metros perforados por hora , la columna de aceros empleada y aspectos operacionales como la desviación de los taladros y la malla de perforación, el tercer campo considerado es la voladura , el cual abarca la elección del explosivo y de los accesorio de la voladura , el equipo con el que se realiza el carguío e indicadores como factor de potencia , eficiencia de disparo y sobrerotura, el cuarto campo considerado es la productividad en donde se busca alcanzar un número de disparos determinados para cumplir con el metraje diario programado ,finalmente el dimensionamiento adecuado de la flota para un acarreo y transporte eficiente. Con las variables y los parámetros a evaluar ya identificados y recopilados se realiza un tratamiento estadístico considerando si la información obtenida en el campo durante un periodo de tiempo es representativa y confiable al 95%, además se realiza también la identificación de valores atípicos que pudieran influenciar en la muestra evaluando si se rechazan dichos datos o serán considerados para el estudio. A partir de los datos obtenidos a lo largo de las pruebas y validados posteriormente, se evaluará todo el proyecto de optimización desde un punto de vista técnico y operacional. El resultado es, avances efectivos mayores a 5 metros por disparo, teniendo en consideración factores de importancia como la sobre rotura, el factor de carga, las vibraciones generadas por la voladura, la fragmentación, entre otros, además de la estimación de flota adecuada para la correcta eficiencia y utilización del equipo de perforación en mención.

El presente Trabajo de Suficiencia Profesional es referente a la Implementación de la Ley de Cobre Equivalente “Ley Cu-Eq%” en Cía. Minera Condestable “CMC”, el cual surge a sugerencia del Gerente de Operaciones, con el objetivo de conocer el aporte geológico, mineralógico, metalúrgico y económico de los sub-productos “Au y Ag” respecto al Cu. La Ley Equivalente permite al Inversionista y a diversos profesionales, comprender más fácilmente la supuesta complejidad de múltiples metales y sus leyes asociadas. “Un yacimiento mineralizado, con varios metales de valor económico se convierten en un solo metal; generalmente los metales de menor valor, mediante una fórmula se añaden a la ley del metal principal” (Sinclair y Blackwell, 2004, p.253). Rendu (2013) define la ley equivalente con el siguiente enunciado: “Si una Tonelada de Material contiene dos metales, Cobre y Oro, con leyes promedios X1 and X2 respectivamente, el Cobre Equivalente es definido como la Ley de Cobre X1C, que una tonelada debe contener para producir el mismo valor económico, asumiendo que no se tiene Oro”. (p.36) El término “Grade Descriptor”, se refiere a un parámetro especifico que describe el “Valor” de un Yacimiento Mineralizado, “en términos Económicos” o “en términos de Ley Equivalente” (Hall, 2014, p.189). “CMC” considera al “Grade Descriptor en Términos de Ley Equivalente”; el cual, se divide en tres tipos: “In Situ” (Precios), “Recoverable” (Recuperaciones Metalúrgicas) y “Payable” (NSR-Factor), para los cuales, sus Valores fueron calculados en base a determinados parámetros técnicos y económicos para el Block Geológico N°4633 - Unidad Actinolita - Brecha 08 - Leyes Cu=1.10% Au=0.23g Ag=6.47g; obteniéndose leyes de Cu-Eq%: In-Situ (1.30%), Recoverable (1.25%) y Payable (1.27%). La Ley Cu-Eq% en CMC considera al “Grade Descriptor en Términos de Ley Equivalente” y específicamente al “Payable Grade Descriptor Equivalent (NSR Factor)”, el cual, mediante un análisis estadístico y técnico-económico, ha demostrado ser el óptimo. La Fórmula de la Ley de Cu-Eq% considerada en “CMC” se describe a continuación: CMC, tiene dos unidades mineras en etapas de Explotación: Raúl y Condestable; y una tercera, en etapa de Exploración: Vinchos, cuyo aporte de los sub-productos “Au y Ag” en la “Ley Cu-Eq”, para cada unidad, fueron calculados en base a determinados parámetros técnicos y económicos, se muestra a continuación: Mina Raúl: el aporte de Ag y Au es del 11% y sólo del Au es de 8% Mina Condestable: el aporte de Ag y Au es del 27% y sólo del Au es de 24% Mina Vinchos: el aporte de Ag y Au es del 20% y sólo del Au es de 16% La fórmula y los parámetros considerados para el cálculo de la Ley de Cu-Eq% en CMC fueron revisados y validados por el Consultor Senior de CMC; y posteriormente, por la consultora extranjera, contratada para la elaboración de un Technical Report basado en la norma y estándares del NI 43-101 del CIMM de Canadá por Southern Peaks Mining (SPM), propietaria mayoritaria de Cía. Minera Condestable CMC.

Esta tesis se centra en la planificación, implementación y monitoreo de un plan de minado específicamente diseñado para la extracción de óxido de alta ley en la mina superficial A ubicada en Marcona, Ica, Perú. El objetivo principal de este trabajo es optimizar el proceso de extracción de óxido de alta ley mediante el uso eficiente de una flota de volquetes, mejorando así la productividad y la rentabilidad de la operación minera. En ese sentido, el análisis comienza con una revisión exhaustiva de la literatura relacionada con la planificación minera y la extracción de óxido de alta ley, proporcionando una base sólida para el desarrollo del plan. A continuación, se aborda la elaboración del plan de minado, que incluye la selección de equipos, la definición de métodos de extracción, la estimación de costos y la programación de actividades. Seguidamente, la ejecución del plan implica la implementación de las estrategias y procedimientos definidos previamente. Se presta especial atención a la coordinación de la flota de volquetes, la seguridad en el sitio de trabajo y la gestión ambiental, con el objetivo de garantizar una operación minera eficiente y sostenible. Finalmente, el seguimiento del plan es una parte esencial de este estudio. Se desarrollan indicadores clave de rendimiento (KPIs) para evaluar el desempeño de la operación minera en tiempo real. Estos KPIs se utilizan para identificar posibles desviaciones y tomar medidas correctivas de manera oportuna, lo que contribuye a la mejora continua de la operación. En resumen, esta tesis se enfoca en la planificación, ejecución y seguimiento de un plan de minado para la extracción de óxido de alta ley en la mina superficial A en Marcona, Ica, Perú. El trabajo tiene como objetivo principal mejorar la eficiencia y la rentabilidad de la operación minera mediante la optimización de la flota de volquetes y la implementación de prácticas sostenibles. Los resultados obtenidos en este estudio pueden proporcionar valiosas lecciones y recomendaciones para la industria minera en situaciones similares.

Con el presente trabajo se presenta el incremento de la producción y la productividad de una mina subterránea convencional; implementando un método de explotación subterránea de recuperación de pilares y rellenos antiguos de la parte alta de Mina Reliquias (+Nv.480), denominada zona alta, y posteriormente la explotación de mineral fresco en la parte baja de la Mina (-Nv.480), denominada zona baja, para lo cual, se plantea implementar métodos de minado masivo mediante la perforación de taladros largos. Se programa para el primer semestre del 2011, obtener el 100% en la producción de la zona alta; y en el segundo semestre se programa obtener la mitad de la producción de la zona alta y la otra mitad de la zona baja, el objetivo es contar sólo con material fresco de la zona baja para el año 2012 en adelante. Por consiguiente en el presente trabajo después de mencionar un alcance geológico global del yacimiento se presenta un estudio realizado acerca de los recursos y las reservas del yacimiento. Posteriormente se presenta, de manera suscinta los estudios geomecánicos tanto para la zona alta, como para zona baja; que permite diseñar un método de minado masivo y seguro en el largo plazo. Tomando esta información técnica, se realizará el programa de avances, y producción sobre los clavos mineralizados identificados, con el fin de cubrir el tonelaje requerido por planta concentradora. Una vez obtenido el programa de producción y de leyes mensuales para dichos años, se procede a la valorización del mismo con precios de mercado para los distintos metales, obteniendo los ingresos de las ventas de concentrado. Conociendo los ingresos y habiendo calculado los costos, se realizará la evaluación económica de Corporación Minera Castrovirreyna, conocido como Cash Cost, el cual nos entregará el margen de operativo de la empresa. A su vez se realizaremos un análisis de las inversiones involucradas (Capex) para alcanzar dichos los objetivos. Finalmente se mostrará una tabla de Ventas esperadas según distintos escenarios de recuperación, sensibilizando el precio de la Plata, principal ingreso de la empresa (+80%).

El presente trabajo tiene como finalidad cuantificar la influencia de los principales factores que influyen en la producción de los equipos de acarreo mediante la elaboración de modelos matemáticos. Ello permitirá obtener una función matemática de producción precisa que mostrara predicciones confiables en el análisis de la productividad de los equipos de acarreo. La primera parte del estudio se centra en realizar una descripción y diagnostico breve del sistema de acarreo así como proceso de toma de datos en la operación minera con el fin de identificar las principales variables que mantienen una influencia directa en la productividad de los equipos y así plantear posibles soluciones a la identificación del problema principal. En segunda instancia se realiza un tratamiento estadístico de las principales variables influyentes donde se considera el análisis de aleatoriedad donde se evalúa si la prueba obtenida es representativa o no, evaluación de valores atípicos donde se determina se habrá un rechazo de valores o se consideraran, prueba de estacionariedad donde se analizara si la muestra presenta una dependencia en una secuencia de tiempo y finalmente el análisis de autocorrelación donde se analizara si el grupo de datos presenta una memoria en el tiempo, con el fin de obtener un modelo matemático confiable. La tercera parte tiene como finalidad establecer los modelos de producción por equipo y sus respectivos operadores, mediante el método de regresión múltiple y análisis de coeficientes Pearson y determinación respectivamente. Es importante resaltar que los modelos matemático definidos están en función de los principales factores operacionales denominados como factor operador, factor equipo y factor condiciones de operación. Finalmente, luego de obtener el modelo matemático de la producción se analizan graficas de sensibilidad donde se evalúa el impacto en la variación de las principales variables con respecto a la producción también se realiza la evaluación en la maximización del modelo obteniendo adicionalmente se presenta una propuesta de mejora confiable con sustento matemático donde se tiene como premisa principal la evaluación de las principales variables que influyen en la productividad mediante su cuantificación y su directa relación con el modelo matemático de producción.

El sector minero representa uno de los pilares de la economía peruana, constituye casi el 10% del Producto Bruto Interno (PBI) durante la última década. Al ser un país minero, con la dependencia al precio de los metales en el mercado y la situación actual producto de la pandemia, se vuelve mandatorio conocer el estado de la calidad en las operaciones mineras del país, con miras a buscar una alta competitividad y productividad. En la actualidad no se encuentran estudios enfocados en el sector minero, por lo que el presente estudio servirá para iniciar su diagnóstico. La presente investigación tuvo como objetivo demostrar que las empresas mineras que cuentan con un sistema de gestión de calidad basado en la certificación ISO9001, tienen un rendimiento superior en la implementación de la Administración de la Calidad Total, se ha utilizado la herramienta propuesta por Benzaquen de los nueve factores de éxito. La población estuvo limitada al régimen de producción general, conformado por una población de 89 empresas mineras, información tomada del Ministerio de Energía y Minas [MINEM]. El estudio tuvo un error estadístico de 9% y nivel de confianza del 95%, la muestra estuvo conformada por 52 empresas mineras. El estudio realizado evidencia que efectivamente existe una diferencia significativa en las empresas que cuentan con un SGC en comparación con las que no, no obstante, ha dejado en evidencia los distintos campos en los que se debería reforzar la cultura de la calidad. Este estudio debería generar un impulso e interés para la pequeña minería y artesanal en aplicar esta metodología en la búsqueda de la optimización de la productividad y competitividad. / One of the pillars of the economy in Peru is the mining sector, which represents 10% of the Gross Domestic Product (GDP) in the last decade. Being a mining country with a strong dependence on the price of the metals, regulated by the market, and the current situation as a result of the pandemic, it becomes mandatory to know the State of Quality inside the companies that works in the mining sector, with a view of seeking high competitiveness and productivity. At moment there are no studies focused on the mining sector, so this research will serve to begging its diagnosis. The objective of this research was to demonstrate that mining companies that have a quality management system based on ISO 9001, have superior performance in the implementations of Total Quality Management, using the nine-success factor proposed by Benzaquen. The population was limited to the general production in the mining regime, made up of 89 mining companies, information taken from MINEM. The research was based on a statistical error of 10% and a confidence level of 95%, resulting in a sample of 47 mining companies. The research carried out showed that there is indeed a significant difference in companies that have a QSM in comparison with those who don’t, however it also revealed the different fields in which the culture of quality should be reinforced. This study should generate an impulse and interest for small and artisanal mining in applying this methodology in the search for the optimization of productivity and competitiveness.

El presente trabajo de investigación tiene como objetivo identificar y entender los principales procesos de concertación y negociación, así como los indicadores de éxito y mecanismos de monitoreo y seguimiento para mantener la licencia social en las industrias extractivas. Para la presente investigación se toma en cuenta el análisis de dos casos exitosos del sector minero para obtener y mantener la licencia social; el proyecto Quellaveco ubicado en el departamento de Moquegua y el proyecto Tintaya ubicado en el departamento de Cusco. Asimismo, este trabajo contempla entrevistas a expertos vinculados estrechamente con dichos casos para entender a mayor profundidad la naturaleza de dichos procesos y validar cuales son los aspectos relevantes que facilitan obtener y mantener la licencia social. Entre los principales hallazgos se encontró que existen varios factores clave que contribuyen con los procesos de concertación, negociación, establecimiento de indicadores de éxito y mecanismos de monitoreo y seguimiento para lograr obtener y mantener la licencia social, entre los que destacan: (a) una adecuada identificación de stakeholders, sus intereses y expectativas; (b) valores, cultura e historia de los stakeholders; (c) la disminución de asimetrías existentes entre las capacidades técnicas y organizativas de los actores; (d) la identificación de líderes locales legítimos que faciliten y contribuyan con estos procesos; (e) un enfoque de negociación transformacional; (f) priorización de necesidades; (g) objetividad; (h) cumplimiento de los acuerdos; (i) difusión del cumplimiento de los acuerdos; (j) participación activa de los distintos actores en el monitoreo y seguimiento por grupos de trabajo; y el (k) involucramiento de las diversas áreas internas de la empresa. Asimismo, para lograr mantener exitosamente la licencia social se deben considerar estos procesos como dinámicos, no estáticos y deben contemplarse a lo largo de todo el ciclo de vida del proyecto. / This research aims to identify and understand the main processes of concertation and negotiation, as well as success indicators and monitoring and tracking mechanisms to maintain the social license to operate in extractive industries. The present study takes into account the analysis of two successful cases in the mining sector to obtain and maintain the social license to operate, Quellaveco project located in the department of Moquegua and Tintaya project located in the department of Cusco. Also, this work includes interviews with experts linked to these cases, which helps for a deeper understanding of the nature of these processes and helps to validate relevant aspects which facilitate the obtaining and maintaining of the social license to operate. Among the main findings this research found that there are several factors of success which contribute to the processes of concertation, negotiation, establishing success indicators and monitoring and tracking mechanisms to achieve and maintain the social license to operate: (a) adequate identifying stakeholders, their interests, expectations; (b) values, culture and history; (c) lower asymmetries between the technical and organizational capacities of the stakeholders; (d) identifying local leaders to facilitate and contribute to these processes; (e) negotiating transformational approach; (f) prioritizing problems; (g) objectivity; (h) compliance agreements; (i) diffusion of compliance agreements; (j) active participation of the stakeholders in the monitoring and tracking through the formation of working groups; and (k) involvement of the various internal areas of the company. Also, to achieve a successful maintenance of the social license to operate, this research suggest to consider these processes as dynamic, not as statics, and these processes should be considered throughout the entire project life cycle.