MONITOREO CONTINUO, MEDICIÓN DE LA FRAGMENTACIÓN ONLINE Y SU INFLUENCIA EN LA OPTIMIZACIÓN DE LA VOLADURA

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1 TT-069 MONITOREO CONTINUO, MEDICIÓN DE LA FRAGMENTACIÓN ONLINE Y SU INFLUENCIA EN LA OPTIMIZACIÓN DE LA VOLADURA 1. JESUS CRUCES HERRERA JEFE GENERAL DE MINA SOUTHERN PERU COPPER CORPORATION CUAJONE Resumen La fragmentación de la rocas juega un papel importante en la mejora continua del proceso de perforación y voladura realizarlo en tiempo real mediante un sistema que nos permite tener mas de 400 fotos y nos brinde una data mas confiable. El costo de perforación y voladura en mina es aproximadamente el 20% del costo directo, Un material más fragmentado y homogéneo implica mayor cantidad de finos, menores costos en trituración, y por ende mayor tonelaje tratado en molienda primaria. En mina Cuajone hemos implementado un sistema de reporte on-line para el seguimiento en tiempo real medición de la Fragmentación, con el objetivo de tener una adecuada distribución de tamaño para maximizar el desempeño de los procesos posteriores tanto en mineral como desmonte. La medición de la fragmentación de manera sistematizada, nos proporciona un aproximado de 2000 fotos por día (fotos que son tomadas en cada cucharon de pala que descarga en los volquetes) y son analizadas en tiempo real, de forma continua y vía online. Esto nos proporcionara una data más confiable y una mejor evaluación de la granulometría, con la que podemos medir nuestros logros y trazar objetivos con respecto a la fragmentación. 1. ANTECEDENTES La mina Cuajone tiene varios tipos de roca que van con índices de dureza (Work index) desde 13 hasta 22 de WI en mineral. TIPO DE ROCA WI 1 Rilita porfiritca cuarzo sericita Andesita basaltica argilica Latita porfiritica potasica Andesita intrusiva filica Andesita basaltica propilica 22 En desmonte tenemos rocas como Latitas, Tobas, traquitas que por lo general son rocas que tienen un comportamiento variable para la voladura y necesita monitoreo continuo para establecer el punto de equilibrio de tamaños de fragmentos para mantener los depósitos de desmonte con una estabilidad y un ángulo de reposo recomendado. 1.1 Medición de la Fragmentación convencional. En mina Cuajone se tiene una empresa especializada en el servicio de voladura quienes eran los encargados de realizar el monitoreo de la fragmentación de todas las palas. El seguimiento de la fragmentación era realizado mediante el uso de un Software que consiste en la toma de fotografías en campo, se obtiene una a tres fotos por día en cada frente de pala.

2 Para posteriormente sea analiza en gabinete de manera manual, lo amerita un tiempo extra de horas hombre Figura3: Análisis manual de fragmentación. Por el tema de seguridad el personal estaba expuesto a la caída de rocas en los frentes de las palas, a tropiezos y peligros con la misma Pala. Figura1: Toma de fotografías en cada frente de la pala. La data obtenida de una o tres fotografías por dia no es una data confiable. 1.1 Sistema de monitoreo on-line de Fragmentación La toma de fotografias era realizada utilizando dos pelotas de referencia. Figura2: fotografía tomada para análisis manual. Cuajone cuenta con un sistema de monitoreo on-line de medición de la fragmentación. 1.2 Hardware Instalado Se tiene instalado las cámaras al costado de la cabina en todas las palas y una cámara en la chancadora primaria donde está la descarga de trenes. Figura 4: Ubicación de cámaras con el lente direccionado al cucharon. Figura 5: Cámara momento en que captura la imagen.

3 interfiere ni debilita la comunicación de la red de SPCC Generación del trigger en las palas. La imagen obtenida es atravez del trigger de contacto seco, conectado directamente a la cámara, esta condición genera que la cámara capture una imagen en formato JPG para que pueda ser analizada. Figura 5: ubicación de la cámara en chancadora primaria en la descarga de los trenes. La generación de este trigger es por la conexión física de a lo menos dos señales de la pala, provista de los respectivos PLC (comunicaciones mediante cable eléctrico) La tecnología PLC aprovecha la red eléctrica para convertirla en una línea digital de alta velocidad de transmisión de datos. Hoist current y Hoist Voltage 3:ANALISIS DE DATOS 3.1 Algoritmo de eliminación y corrección Según el algoritmo el sistema elimina las fotos que tiene errores. Figura 6: foto con parte del cucharon. 2.DESARROLLO 2.1 Funcionamiento de las cámaras Para la captura de imágenes Las cámaras instaladas reciben la señal del trigger (procedimiento que se ejecuta cuando se cumple una condición establecida al realizar una operación) proveniente de una lógica creada por el PLC de la pala que habilita la cámara para capturar una imagen en formato JPG, la que es enviada al computador principal del sistema vía protocolo FTP (transferencia de datos atravez de una red) para que sea analizada por el sistema, este es integrado con PI (permite que los procesos de transferencia pueda ser controlado mediante los comandos recibidos a través del canal de control) y una base de datos. La red de video está configurada de tal forma que no El sistema de monitoreo en tiempo real de la fragmentación cuenta con un algoritmo que permite seleccionar las fotos y corregirlas. Si detecta una fotografía con

4 sombra el algoritmo corrige y luego lo analiza. Figura 6: Foto con sombra Este sistema cuenta un algoritmo que consiste en delinear cada foto que ha sido seleccionada por el sistema y se encuentre sin errores. Figura 9: Foto original para ser delineada. Figura 7: Foto corregida El algoritmo corrige la fotografía para empezar con el delineado. Figura 10: Foto delineada por el Software. Las fotos son delineadas y el sistema nos proporciona los datos, como el P-80, P-70, P-60, P-50 etc y el tamaño máximo y el tamaño mínimo. 3.2 Algoritmos de delineación

5 Ejemplos de fotos Sistema. analizadas por el 4.-DATOS DEL SISTEMA Todas las fotos analizadas, entregan datos y son cargados en el sistema Mina para que todo el personal que requiera lo tenga en línea. Ejm: P-80 para mina Cuajone nos indica el porcentaje pasante dado en pulgadas esto quiere decir que las pulgadas obtenida por el sistema representa el 80 por ciento de la foto analizada. 4.1 El P-80 en pulgadas. Se tiene un cuadro donde nos indica la hora en que ha sido tomada la foto y el P-80 que registra en pulgadas, así tenemos el seguimiento en tiempo real de una pala todo el dia. Figura 12: P-80 por hora y por foto tomada tendencia del dia. 3.3 Resultados del algoritmo. Figura 11: porcentaje pasante. Con este dato podemos obtener la tendencia del dia y monitorear el material que llega a la chancadora primaria, teniendo el control del tonelaje que llevan los vagones y verificando el incremento de producción. 4.2 P-80 y velocidad de excavación

6 Se tiene el cuadro donde nos indica el P-80 y la velocidad de excavación calculada por: VE = TM / TCP En mina Cuajone gracias al sistema de monitoreo en línea podemos saber en tiempo real el mineral fragmentado que está llegando a chancadora y VE TM TCP : Velocidad de excavacion. : Toneladas minadas : Tiempo cargando de la pala Para el calculo de la velocidad de escavacion se utilizan datos del sistema mina Jigsaw, esto nos permite tener un indicador para mejorar la fragamentacion del siguiente banco. Figura 12: Velocidad excavación y P SISTEMA CONVENCIONAL Y SISTEMA ON LINE. En el mes de Agosto 2014 se realizaron el seguimiento para realizar la comparación de variabilidad que existe en entre ambas mediciones se obtuvieron los siguientes datos. El siguiente cuadro muestra las fotos que fueron tomadas en la Pala 06 de forma manual para realizar las compraciones. Se tiene como conclusión para este cuadro mostrado que a menor fragmentación mayor velocidad de excavación de las Palas, esto ha contribuido al factor de carga de los volquetes lo que ha traído hasta el momento una ganancia en el carguío de material US$ 1,406,997. ANALISIS FRAGMENTACION CONVENCIONAL Toneladas en FECHA N FOTOS P-80 Ton * P80 turno A / Dia 02-Aug Pulgadas 32,970 Ton/Turno A 240, Aug Pulgadas 31,115 Ton/Turno A 233, Aug Pulgadas 25,720 Ton/Turno A 167,180 PROMEDIO Pulgadas 89,805 Ton/Turno A 641,224 Solo se tomaron 03 fotos en cada frente con un promedio de análisis 7.14 pulgadas de P-80. Promedio Ponderado P-80 en chancadora primaria. El siguiente cuadro muestra los resultados obtenidos del sistema automatizado de medición de fragmentación toma un

7 promedio por dia 271 fotografías lo que nos da una variación de 3.99 pulgadas. PRUEBA N 01 ANALISIS FRAGMENTACION EN LINEA Toneladas en FECHA N FOTOS P-80 Ton * P80 turno A / Dia 02-Aug Pulgadas 32,970 Ton/Turno A 339, Aug Pulgadas 31,115 Ton/Turno A 355, Aug Pulgadas 25,720 Ton/Turno A 283,177 PROMEDIO Pulgadas 89,805 Ton/Turno A 978,102 Promedio Ponderado El error detectado entre el sistema convencional y sistema automatizado el un 35%, lo que no nos permitía tener una data confiable para la mejora continua Carga para taladros secos Carga total : 8m Factor de potencia : 0.30 Kg/Ton Espaciamiento 8m Burden : 7m 8 m 7 m PRUEBA N MEJORA EN EL PROSESO DE VOLADURA. 6.1 VOLADURA EN ROCA BA-FIL-PTK (Andesita Basaltica Filica Potasica). Se ha realizado una línea base en este tipo de roca BA-FIL-PTK utilizando los siguientes parámetros de perforación y voladura: Mezcla del explosivo : 45/55 Densidad del explosivo : 1.25 g/cc Diametro del taladro 12 ¼. Densidad de la roca : 2.69 Profundidad del taladro 16m Factor de potencia : 0.30 Kg/Ton Taco 5.5 m Carga para taladros secos Carga total : 8m Factor de potencia : 0.39 Kg/Ton Espaciamiento 8m Burden : 7m 7 m 6 m Taco 5.5 m 4 m 383 Kg. 2.5 m Aire 4 m 383 Kg. 4 m 383 Kg. Modelo de carga: 2.5 m Aire 4 m 383 Kg.

8 6.2 RESULTADOS OBTENIDOS PRUEBA N 01 Se ha realizado el seguimiento en línea en el momento en que la pala estaba minando los polígonos y los resultados con estos parámetros utilizados en la roca BA-FIL- PTK (Andesita basáltica filica potásica) no da un P-80 de 9 pulgadas en promedio de fragmentación con una velocidad de excavación de 7783 Ton/hora en promedio, con 350 fotos analizada por dia. Para la misma roca BA-FIL-PTK (Andesita basáltica filica potásica) se obtenido un P-80 de 5.5 pulgadas en promedio de fragmentación con una velocidad de excavación de 8900 Ton/hora en promedio,con 350fotos analizadas por dia. Ambas pruebas fueron realizadas durante 09 días en un mismo banco y un mismo tipo de roca, en la Pala 06 que abastece ala chancadora con mineral. 6.3 RESULTADOS OBTENIDOS EN LA MOLIENDA Los resultados obtenidos en la molienda han sido favorables para la producción. Prueba N 01 el promedio durante estos días fue de 87,815 toneladas pasadas por la molienda. 6.2 RESULTADOS OBTENIDOS PRUEBA N 02 Luego de ver los resultados en la Roca BA-FIL-PTK (Andesita basáltica filica potásica) se realizó un cambio en la malla reducieno el espaciamiento de 8 metros a 7 metros, utilizando la misma carga. Esta prueba nos dio resultados según los datos del sistema en línea lo siguiente:

9 Prueba N 02 el promedio durante estos días fue de 89,733 Toneladas pasadas por la molienda. 7.-CONCLUSIONES De la prueba realizada en la Roca BA-FIL-PTK (Andesita basáltica filica potásica) se determinado que por reducción de malla en este tipo de roca se ha obtenido una mejora de la fragmentación en un 38%, y un incremento en la molienda de 2%. El sistema automatizado nos permite seguir mejorando en la proceso de perforación y voladura lograr resultados para un mejora continua.

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