Tesis y Trabajos de Investigación PUCP
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Ítem Texto completo enlazado Optimización de diseños de minas subterráneas usando el algoritmo pseudoflow(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-09-09) Sorrentino Carboni, Rui Carlos; Gala Soldevilla, Luis FernandoDesde hace décadas, se conocen métodos eficientes para modelar y optimizar diseños de minas, sin embargo, el desarrollo de estas técnicas ha sido enfocada a la minería a tajo abierto, debido a varios factores como su alta productividad, sumadas a la complejidad conceptual que presentan los diseños de minas subterráneas, no obstante, dicho desarrollo tecnológico, de alguna manera ha beneficiado la minería subterránea, dado a que, muchas de estas tecnologías conocidas pueden ser potencialmente adaptadas. La minería subterránea viene experimentando avances tecnológicos importantes en varios de sus procesos, como es el caso del área de planeamiento de minas, que ya cuenta con herramientas de optimización de formas minables aceptadas por la industria y ampliamente usadas en los estudios de ingeniería y estimación de recursos de minerales o reservas de mena. Recientemente, un nuevo algoritmo denominado pseudoflow, desarrollado para optimizar flujos de red, ha dado nueva vida al exitoso método de optimización de diseños de tajos abiertos Lerchs & Grossmann, reproduciendo los mismos resultados, en mucho menos tiempo. Sus características matemáticas permiten con que el método sea aplicado a cualquier problema de flujos máximos a cortes mínimos, sin importar su dimensión o forma. Este trabajo de investigación prueba la hipótesis, a través del caso de estudio desarrollado en tres estructuras mineralizadas específicas de la zona profunda de la mina Animon, que el algoritmo pseudoflow, sumado a otras herramientas usadas en los procesos de planeamiento de minas, ha sido capaz de optimizar los diseños mineros subterráneos, incrementando el valor del proyecto en un 25% y evitando que la empresa minera incurra en gastos innecesarios por operar en zonas que no son justificadas económicamente. Palabras clave: Minería subterránea, planeamiento de mina, optimización de diseños mineros, algoritmo pseudoflow, reservas de mena, ley de corte optima, código JORC.Ítem Texto completo enlazado Análisis del impacto del cut-off marginal y el cut-off incremental al implementarlos desde el planeamiento conceptual de una mina subterránea(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-08-27) Aragon Yauris, Rodrigo; Espinoza Noriega, Raúl EdgardoEl presente trabajo de tesis estuvo centrado en la definición y aplicación de un Cut-off Marginal y un Cut-off Incremental en el planeamiento de un proyecto minero subterráneo desde las etapas más tempranas de su concepción. La aplicación de estos términos fue valorada mediante un estudio a nivel conceptual de una mina de Oro y Plata ubicada en norte del país, identificándose 4 casos aplicativos de las leyes de corte: un caso inicial con un enfoque “tradicional” y los siguientes 3 casos con metodologías que incluyen los Cut-off mencionados. Estas metodologías incluyen no solo la inclusión de los Cut-off, sino también la modificación del plan de minado del caso inicial, esto último implicó calcular también el costo de oportunidad y no solo el resultado económico. Finalmente, se determinó el impacto y el costo de oportunidad de los distintos casos comparando sus resultados económicos con los del caso inicial; esta comparativa reveló que la aplicación (en las etapas tempranas de un planeamiento de mina) de estos términos tiene resultados positivos significativos que permiten más posibilidades al momento de realizar la optimización de un nuevo proyecto minero.Ítem Texto completo enlazado Modelo prolab: Techmine Perú, una propuesta integral de digitalización minera para gestionar los índices de seguridad en minas subterráneas(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-05-29) Oscanoa Condor, Rosa Helina; Lino Sánchez, Noé Elías; Moya Taipe, Jhon Salvador; Maldonado Romo, Oscar Israel; Avolio Alecchi, Beatrice ElciraEn el presente trabajo de investigación se propone una solución de negocio orientada a una industria minera, que según el Instituto Peruano de Economía (IPE, 2021), representa el 60% de las exportaciones y el 8.7% de la participación en el Producto Bruto Interno (PBI) del país. Asimismo, el desarrollo de las operaciones de extracción de mineral en esta industria ha representado, según el MINEM (2022), un total de 140 accidentes mortales desde el año 2005 al primer trimestre del año 2022. Por otra parte, el desarrollo y la incorporación de tecnologías innovadoras en la industria minera a tajo abierto han ido creciendo de manera exponencial. Sin embargo, no sucede así con la minería subterránea, donde el uso e implementación de aquellas se desarrollan lentamente. TechMine brinda una alternativa de solución que integra a nivel estructural el servicio de digitalización de la industria minera, por medio de la implementación de comunicaciones innovadoras en base en el uso de servidores, que permiten hacer el seguimiento de personas con dispositivos de rastreo a lo largo de todas las operaciones al interior de la mina. Y se lograría reducir significativamente el riesgo de accidentes por gaseamiento y choque de equipos, que representan el 17% de los accidentes mortales a nivel nacional en la industria minera. Para verificar la viabilidad de esta propuesta se contó con la participación de algunos usuarios, que por medo del empleo de un prototipo de software que simulaba el monitoreo en tiempo real tanto de personas como de equipos, pudieron ratificar su eficiencia. Cabe añadir que los costos únicos y fijos adicionales de instalación y mantenimiento obedecen a una tarifa mensual por metro instalado de 43.47 $/m. Para este modelo de negocio se pretende conseguir una penetración del 5 % del mercado en el primer año, con un ingreso por ventas $ 12,751,296 dólares americanos y $ 2,788,909 dólares americanos como utilidad neta los primeros cinco años de operación.Ítem Texto completo enlazado Implementación de rutinas de planificación a mediano plazo en un mina subterránea polimetálica(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-04-23) Ramos Espejo, Walter Brayan; Mendieta Britto, Luis AlbertoEste informe aborda la importancia de la planificación a mediano plazo en operaciones mineras subterráneas, destacando la relevancia de la integración entre los horizontes de corto y largo plazo. El contexto peruano destaca como actor económico exitoso, con la minería representando un motor significativo, constituyendo el 15% del PBI y cerca del 60% de las exportaciones. Se subraya la complejidad de la industria minera en términos de riesgo y retorno a largo plazo, enfatizando la necesidad de soluciones tecnológicas para la optimización, desde la estrategia hasta la táctica. El desafío principal es la aparente desconexión entre los planes a corto y largo plazo, teniendo como objetivo principal desarrollar rutinas de planificación a mediano plazo en operaciones subterráneas utilizando software especializado y con el propósito de demostrar la importancia de la integración de horizontes de planificación. Los alcances se centran en todo el proceso de planificación minera subterránea, desde el modelo geológico hasta la generación de escenarios de producción. La metodología implica trabajar con un modelo geológico mixto y utilizar herramientas específicas en cada etapa del proceso. Se destacan resultados positivos, como la posibilidad de detectar oportunidades de mejora mediante secuenciadores automáticos, priorizando zonas con mayor valor de mineral y menor costo de avances. La implementación de planes de mediano plazo con software permite generar reportes detallados, mejorando el seguimiento y control de la ejecución del plan.Ítem Texto completo enlazado Diseño de sistemas de soporte dinámicos para ambientes sísmicos propensos a estallidos de roca en una mina subterránea(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-01-08) Ramos Chachico, Alexander Raul; Cabello Robles, Oscar LuisEl presente documento expone las condiciones geomecánicas de un yacimiento del tipo Mississippi Valley en el cual se ubican zonas de explotación y desarrollo propensas a liberaciones abruptas de energía denominadas “Estallidos de Roca”; Los daños ocasionados por estos eventos de alta exigencia en deformación en el terreno se han documentado, caracterizado e interpretado con el objetivo de robustecer el sistema de soporte actualmente utilizado. El análisis de estos eventos, estallidos de roca, parte desde una descripción de los acontecimientos previos al mismo hasta la interpretación de la historia sísmica y los daños en el sistema de soporte instalado; Posterior a esto y en base al análisis en conjunto de los estallidos de roca documentados , se proponen dos zonas en los que se considera existe un comportamiento sísmico definido, estos se encuentran catalogados según su riesgo sísmico, el cual será controlado mediante los sistemas de soporte propuestos para cada una de las condiciones de sismicidad evaluadas ; Así mismo, se incluyen dentro de las conclusiones y recomendaciones aquellas acciones de deben acompañaran a la selección de un adecuado sistema de soporte.Ítem Texto completo enlazado Diseño de un sistema de exploración remoto de potenciales riesgos para minería subterránea(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-07-12) Vela Noriega, Bryan Edinson; Furukawa Fukuda, Roberto SumiyoshiEl presente trabajo tiene como objetivo diseñar un sistema que ayude a evaluar los peligros que existen dentro del campo de la minería subterránea y resaltar el índice de accidentabilidad que tienen sobre todo los proyectos de exploración. Esto es consecuencia de que aún no se ha logrado implementar el uso de la tecnología adecuada para las inspecciones de rutina, que sean capaces de detectar potenciales peligros, principalmente centrándonos en casos de ventilación deficiente, identificado por la concentración de oxígeno, altos niveles de radiación, ocasionada por ciertos gases tóxicos, entre este el radón; y finalmente posibles deslizamientos y derrumbes dentro del lugar de operaciones en minería subterránea. La presente tesis se centra en el diseño de un vehículo híbrido terrestre-aéreo no tripulado, que pueda desarrollar las labores de exploración de rutina y que sea controlado a distancia por un operario. El vehículo, debe estar equipado con los sensores y actuadores para el correcto movimiento sobre el entorno difícil, además para la adquisición de datos relevantes que a veces pasan desapercibidos por el sentido humano. Se precisa una autonomía del sistema de 1 hora como mínimo. Se logró cumplir con los objetivos planteados para este proyecto, logrando así un vehículo hibrido de autonomía de desplazamiento terrestre de una hora aproximadamente y 10 minutos de autonomía para desplazamiento aéreo, este siendo usado en puntuales ocasiones. Se logro un diseño estructural adecuado para las condiciones de trabajo, así como, el correcto arreglo de diversos módulos de potencia, arreglo de sensores, controladores y motores eléctricos, para lograr un óptimo control de ambos módulos de desplazamiento. De la misma forma, se estableció un sistema adquisidor y transmisor de datos para el vehículo, de manera que se puedan ser notificados de los peligros de manera oportuna para el operador.Ítem Texto completo enlazado Desarrollo de una chimenea de ventilación en una mina ubicada al centro del Perú aplicando el sistema Raise Boring(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-07-04) Camargo Diaz, Gresli; Segura Galindo, Danner Edins; Mendieta Britto, Luis AlbertoLa mina viene explotando desde 1961 por lo que en la actualidad busca continuar con el proceso de extracción de sus reservas lo que a su vez genera la mayor necesidad de flujo de aire en la profundización de sus labores, para ello se necesita ejecutar chimeneas de ventilación con longitudes superiores a 80 m. El objetivo del presente estudio es desarrollar una chimenea de ventilación mediante el sistema de perforación Raise Boring evaluando la factibilidad operativa de la ejecución del proyecto para la mina (parámetros de ventilación) y la factibilidad técnica – económica del sistema (rendimiento y costos). En primer lugar, se recopiló información para el desarrollo del caso de estudio (CM RB 650) donde se midieron parámetros operativos durante la ejecución. En segundo lugar, se realizó la medición de parámetros de ventilación antes y después de la construcción de la chimenea RB 650. Finalmente se realizó un análisis técnico comparativo frente a otras alternativas de ejecución y se realizó un análisis de costos entre los sistemas viables. En referencia a los resultados obtenidos, la ventilación de la labor del Nv.20 después de la conexión de la chimenea RB 650 mostró condiciones de temperatura y flujo de aire adecuados para que el personal operativo trabaje en ambientes óptimos y que cumplan con la base legal de la normativa peruana en temas de seguridad minera. En la parte técnica – económica, se analizaron 4 sistemas de perforación: Raise Boring, Convencional, VCR y Alimak para la construcción de la chimenea CM RB 650, donde se descartó el sistema Alimak y VCR por las limitaciones operativas (Ø de 1.5 m y longitud de 110 m). El costo total obtenido de la ejecución del proyecto CM RB 650 para el sistema Raise Boring fue de 147,637 US$ mientras que para el sistema convencional se esperaría un costo total de 143,075 US$. Además, el tiempo de ejecución obtenido para el primer sistema fue de 15 días y para el sistema convencional fue de 35 días. Finalmente, luego de haber analizado los resultados se demostró la viabilidad del sistema Raise Boring para la ejecución del proyecto CM RB 650, dado que el rendimiento fue superior en un 57 % y representó el sistema más seguro frente al convencional; incluso teniendo un costo ligeramente superior.Ítem Texto completo enlazado Implementación de voladura centralizada en unidad minera subterránea para la mejora del sistema de gestión de seguridad en el procedimiento de voladura(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-11-09) Roa Pérez, Paulo Cesar; Girón Merino, Ronald Cruz; Mendieta Britto, Luis AlbertoLa presente tesis tiene como objetivo evaluar la implementación de un sistema de iniciación electrónica remota o “Voladura Centralizada” en las operaciones de una mina subterránea, la cual consiste en el uso de detonadores electrónicos para iniciar la malla pirotécnica de voladura desde una ubicación segura en superficie. Para la implementación de la “Voladura Centralizada” se aprovecha la red de comunicación utilizada en interior mina (Red Leaky Feeder), estableciendo una comunicación bidireccional entre un equipo maestro ubicado en superficie, encargado de realizar el disparo, y los equipos remotos ubicados en las zonas de voladura, a los cuales se les extiende un cable de disparo en el cual se conectan los detonadores electrónicos, y reciben el comando de detonación desde superficie, activando el detonador electrónico, el cual se encargará de realizar el chispeo de la malla pirotécnica de voladura. A partir de la metodología aplicada se realizaron alrededor de 9 ejercicios del procedimiento de voladura remota, con un consumo mayor de 200 detonadores electrónicos distribuidos en dos zonas de profundización en interior mina. Gracias a estos disparos se obtuvieron ciertos KPI’s, los cuales midieron el rendimiento de los equipos y la mejora de los estándares de seguridad de la operación. Finalmente se obtuvo como resultado, el correcto funcionamiento de los equipos de iniciación electrónica mediante el uso de la red de comunicación en interior mina. Se concluye que la implementación del sistema de iniciación electrónica remota mejora el sistema de gestión de seguridad y la operatividad de la operación minera, debido a que no se requiere vigías ni personal encargado del chispeo de las labores para el procedimiento de voladura.Ítem Texto completo enlazado Trade off entre el método de tajeo por subniveles y el corte y relleno ascendente para minar la Veta Thalia de una mina subterránea(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-02-17) Diaz Huamani, William Rodrigo; Ortega Salas, Carlos AndrésEn la actualidad, la mina subterránea en estudio viene explotando vetas de poca potencia (menores a 2 metros) y calidad de macizo rocoso regular por el método de corte y relleno ascendente, método que si bien es cierto nos da una mayor seguridad en la planificación puesto que se tiene un aporte de mineral más constante que otros métodos, presenta ciclos de minado bastante largos, uso de mano de obra extensiva y una productividad media en comparación a otros métodos. En ese sentido el presente trabajo de investigación busca determinar el método más económico, con mayor productividad y seguridad para explotar la Veta Thalia, una veta con características similares a las descritas anteriormente. De acuerdo a lo mencionado, nace la idea de realizar un análisis para comparar el método de explotación actual con otro de carácter masivo. Es así que se usó el método de Nicholas para determinar posibles métodos tentativos, los cuales fueron contrastados con los métodos que viene aplicando la empresa minera en estudio; dando como resultado a los más óptimos el método de taladros largos y corte y relleno ascendente. Realizando un Trade off entre los métodos mencionados anteriormente, se determinó que el método de corte y relleno ascendente es la mejor opción para explotar la Veta Thalia puesto tiene un VPN de $11,149,460, un monto mayor en 9% a lo obtenido por el método de taladros largos.Ítem Texto completo enlazado Estudio del sistema de ventilación de una mina subterránea en Colombia(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-10-05) Rojas Santiago, José Mirko; Campos Vasquez, Jorge Edson; Guerra Rivas, Felix SantiagoEl sistema de ventilación de una mina subterránea debe ser el óptimo para permitir el correcto desarrollo de las operaciones. El diseño actual de la mina y las simulaciones de los diferentes escenarios de trabajo son realizados empleando el software de simulación de sistemas de ventilación de minas subterráneas Ventsim, el cual recibe diferentes parámetros que permiten la generación automática de los caudales de aire y temperatura que circulan a través de los conductos de la mina. Entre los parámetros mencionados están: los datos de infraestructura de la mina, las dimensiones y formas de las secciones transversales de los conductos internos, la longitud de éstos, la rugosidad de las paredes, la altitud (sobre el nivel del mar) de la ubicación de la mina, las curvas de funcionamiento de los ventiladores que se emplean en campo, entre otros. Mediante una minuciosa calibración del sistema, y teniendo en cuenta los datos de las velocidades y áreas medidas en campo, se logra obtener un balance de flujos másicos muy aproximado al real. Para alcanzar dicha aproximación en los resultados, se ajustan características de los conductos en el modelo virtual de la mina, tales como las condiciones de rugosidad y fricción. Luego de este proceso, se puede afirmar que el sistema diseñado es técnicamente aceptable y puede ser empleado para simular escenarios o proyectos futuros. De este modo, las variaciones de la magnitud de los caudales, así como las direcciones del flujo de aire, podrán ser detectadas y analizadas. Para los cálculos de este estudio se tomó como referencia las especificaciones del D.S. 1886 de Colombia “Reglamento de seguridad en labores mineras subterráneas”.