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EQUIPO ESPECIAL PARA MINERIA EN ALTOS BUZAMIENTOS
DPTO. TECNICO / INGENIERIA DE MINA
FEBRERO 12, 2003
1
CERREJON
DEPARTAMENTO SERVICIOS TECNICOS
PLANEACION ESTRATEGICA
METODOS DE MINERIA EN ALTOS BUZAMIENTOS
MINA, FEBRERO 12 DE 2003
EQUIPO ESPECIAL PARA MINERIA EN ALTOS BUZAMIENTOS
DPTO. TECNICO / INGENIERIA DE MINA
FEBRERO 12, 2003
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OBJETIVO:
Obtener el endoso para la adquisición de Equipo Especial que requiere la minería en Altos
Buzamientos y para los ajustes de diseño y operativos asociados..
ANTECEDENTES
• En las NAM (tajos La Puente, Tabaco Altos Buzamientos y Annex) los mantos de carbón
presentan buzamientos altos (> 25º), comparados con los que han prevalecido en el EWP (en
general < 25º).
• Para esta condición los métodos de minería convencionales se deben adaptar con el fin de
eliminar o reducir los impactos en seguridad, calidad y recuperación del carbón, manteniendo la
eficiencia del proceso.
• Los subprocesos más afectados por altos buzamientos son los que se realizan con tractor de
orugas e incluyen :
- empuje de cuña de estéril / limpieza del manto.
- extracción del carbón
• Por diseño del equipo, el buzamiento límite para empuje con tractor de orugas es de 25º.
• Por seguridad, el espesor mínimo horizontal de estéril entre mantos (interburden) sobre el que
puede operar el tractor de orugas es de 8 metros.
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0 - 25º 25º -35º
35º - 40º > 40º
0º - 25º> 25º
TRACTOR EMPUJA EN EL BUZAMIENTO TRACTOR EMPUJA EN DIAGONAL
TRACTOR EMPUJA EN EL RUMBO CUÑA CAE POR GRAVEDAD
TRACTOR EMPUJA EN EL BUZAMIENTOEQUIPO ESPECIAL DESGARRA
CUÑA DE ESTERIL
>8 m
<8 m
25º - 40º
MINADO CON EQU. ESPECIAL
DESPATE CON CARGADOR
Y CAIDA POR GRAVEDAD
RECUPERACION DE BLOQUES
> 25º
> 40º
REMOCION DE CUÑA DE ESTERIL MINADO DE CARBON
<8 m
Equipo Especial
Equipo Especial Equipo Especial
METODOS Y EQUIPOS REQUERIDOS
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• Se requiere un equipo especial que alcance hasta la cresta del banco para lograr la completa
remoción de la cuña de estéril o la completa extracción del carbón, donde otros equipos no
pueden hacerlo por limitaciones de seguridad y/o diseño.
• El propósito del equipo es desgarrar el estéril o carbón para provocar su caída, por lo que debe
tener un accesorio especial para desgarre en lugar de cucharón para cargue.
• Los materiales son cargados posteriormente por equipo de mayor capacidad.
• Para bancos de 15 m y buzamiento de 25º el alcance horizontal requerido es de 34 m (*).
(*) - La Pala frontal EX3500 puede hacer la remoción de la cuña de estéril para bancos de
hasta 5.4 m de altura.
- La Pala eléctrica no permite hacer remoción de la cuña de estéril.
• Desde el inicio de la minería en el Tajo La Puente se ha utilizado para esta aplicación la
Retroexcavadora UH-801 con alcance para banco de 7 metros. Para bancos de más de
7 metros fue necesario construir rampas para suplementar el alcance hasta la cresta.
APLICACION PARA EL EQUIPO ESPECIAL
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63°
15 m
10 m
Cuña que queda fuera
del alcance del equipo
25°7 m
APLICACION (caso UH801)
0 m
Alcance horizontal
Talud que deja la pala
eléctrica al patear el manto
Altura de banco para
alcance máximo
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REQUERIMIENTOS DE EQUIPO ESPECIAL
Puente Tabaco a.b. Annex
% % %
• EN ESTERIL (% del interburden total)
- Remoción de cuña superior (*) con Interburden < 8 m 7.9 11.1 2.7
+ Buz. 25º - 35º (100% cuña)
+ Buz. 35º - 40º (80% cuña, 20% cae)
+ Recuperación bloques colgantes (0.2%)
(*) Cuña superior para banco de 10 m
• EN CARBON (% del carbón total)
- Minado de carbón, cualquier Interburden 30.0 36.9 9.8
+ Buz. 25º - 35º (100%)
+ Buz. 35º - 40º (60% de la cuña, 40% cae)
+ Recuperación bloques colgantes (0.2%)
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• Se consultó a los principales fabricantes de palas (Liebherr, Terex, Komatsu, Hitachi, Caterpillar),
sobre un equipo para nuestra aplicación particular.
• Características claves del equipo ofrecido:
Deseado Actual Cat Komatsu Liebherr Hitachi
Hitachi 375L PC1400 R984C EX1900
UH801 Adaptada Adaptada
Peso de operación, ton <120 157 83 140 115 180
Alcance horizontal máximo, m 34 19.9 16 19.2 26.8 21.8
Altura de banco según alcance, m 15 7.0 5.4 8.4 9.8 8.8
• La excavadora Liebherr 984C Adaptada es la que más se ajusta a lo requerido. Sin embargo, su
alcance es para una altura de banco máxima de 9.8 m.
INVESTIGACION DE MERCADO
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UNIDADES REQUERIDAS * (PROXIMOS 10 AÑOS)
* - Según volúmenes de estéril y carbón que requieren equipo especial para los Tajos La
Puente, Tabaco Altos Buzamientos y Annex.
- Productividad estimada para la excavadora Liebherr R984C Adaptada : 528 bcm/hora
(Productividad en desgarre de material extrapolada a partir de prueba de campo
realizada con la UH801).
• Se requieren tres unidades del equipo especial desde el año 2002.
3.3
2.62.9
3.2 3.2 3.02.7
2.11.7 1.8 1.9
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
Años
No
. E
qu
ipo
sen estéril
en carbón
total
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• Para la aplicación requerida el mercado no ofrece un equipo especial con alcance que cubra la altura
de banco del diseño actual (15 metros).
• El equipo más opcionado, la Liebherr R984 C Adaptada, tiene alcance para banco de 10 metros.
• Para ajustarse al alcance del equipo especial se debe cambiar la altura de banco de 15 a 10 metros
en los tajos de Altos Buzamientos.
• Impactos más significativos del cambio según el análisis preliminar :
(+) Permite mejorar la calidad y recuperación de 35 Mt de carbón en los tajos La Puente,
Tabaco altos Buzamientos y Annex (26.5 % del total).
(+) Disminuye el requerimiento de tractor al reducirse el volúmen de cuña a empujar.
(+) Potencial reducción en la cantidad de emulsión para voladura.
( - ) Requiere cambios en los diseños de voladuras, con incrementos en costos de perforación.
( - ) Disminuye Uso de Disponibilidad de las Palas al requerir mayores movimientos.
( - ) Puede requerir ajustes a la secuencia minera según nueva configuración de los avances.
( - ) Aumentan requerimientos para drenajes y vías por incremento en el número de bancos.
ALTURA DE BANCO
1510
A
C E
F
ACE : CUÑA BANCO DE 15 M
FDE : CUÑA BANCO DE 10 M
BCDF : MENOR EMPUJE DE TRACTOR
D
B
Disminuye cuña superior
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CONCLUSIONES
• La minería en altos buzamientos se puede realizar utilizando tractor donde el interburden sea superior
a 8 metros.
• Por limitaciones de seguridad y operativas del tractor y para mejorar la calidad y la recuperación del
carbón, se requiere de un equipo especial en los siguientes casos:
- Limpieza de mantos con interburden menor de 8 metros y buzamiento > 25º.
- Soporte para minado de mantos con buzamientos entre 25º y 40º.
- Recuperación de bloques de carbón colgantes.
- Recuperación de interfase de techo y de piso en los mantos de alto buzamiento.
• De los equipos disponibles en el mercado, la excavadora Liebherr 984C Adaptada, dotada con
accesorio para desgarrar, es la que más se ajusta a nuestros requerimientos.
• Para lograr los objetivos de calidad y recuperación con la excavadora propuesta se requiere cambiar la
altura de banco de 15 a 10 metros en los tajos de Altos Buzamientos.
RECOMENDACIÓN
• Realizar compra directa a Liebherr de tres (3) excavadoras 984C Adaptadas y con accesorio para
desgarre.
• Cambiar la altura de banco de 15 a 10 metros en los tajos de Altos Buzamientos.
• Por estandarización de flota, considerar como reemplazo de las UH801 las excavadoras Liebherr 984C.
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QUE SIGUE
• Desarrollar proceso de Manejo del Cambio por parte de un Grupo que represente las funciones
afectadas, para :
- Operación y mantenimiento del Equipo Especial a adquirir
- Modificación de la altura de banco para tajos de Altos Buzamientos
• Cronograma para el proceso de Compra del equipo especial
Aprobación plan minado altos buzamientos 28-Feb-02
Pedido 15 15-Mar-02
Especificación, AP2, aprobaciones
Solicitud cotización 58 12-May-02
Documentación a enviar 15
Recibo ofertas 20
Evaluación 8
Aprobación 15
Orden de compra 7 19-May-02
Puesta en operación 169 4-Nov-02
Tiempo de entrega 120
Transporte 20
Nacionalización 7
Ensamble 15
Entrenamiento 7
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63°
15 m
10 m
Cuña que queda fuera
del alcance del equipo
25°
7 m
Altura de banco para
alcance máximo
0 m
Talud que deja la pala
eléctrica al patear el manto
Alcance horizontal
APLICACION DEL EQUIPO ESPECIAL (caso UH801)
Curva de excavación
de la UH801
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15 m
P&H 2800
PRODUCTIVIDAD vs ALTURA DE BANCO
86%89%
92%94%
95%97% 98% 99% 100% 100% 100% 100% 99% 98% 97%
96%94%
92%
58%
65%
70%
75%
79%
83%86%
88%89% 90% 90% 90% 88%
87%84%
81%
77%
72%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
110%
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
ALTURA DE BANCO, m
PR
OD
UC
TIV
IDA
D,
bcm
/ H
r
Buena Voladura Pobre Voladura
PRODUCTIVIDAD DE PALAS vs ALTURA DE BANCO
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Dip directionStrike
Interburden
Dip~44°
Seam 175 Seam 173
WORKING FACE IN A HIGH DIPPING AREA
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UPPER WEDGE REMOVAL IN SHALLOW DIPS
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TRACTOR SLIDES WHEN PUSHING ALONG DIP IN A STEEP SEAM
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COAL SEAM UNDERCUT
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HANGING COAL BLOCKS AT CREST
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LOADER UNDERCUTS COAL SEAM
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BACKHOE SCRAPES HANGING BLOCKS AT CREST
RAMP TO SUPLEMENT REACH
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CLEANING THE COAL SEAM
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PUSHING ALONG STRIKE
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MINING COAL
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