Memoria Juan Pablo Andrade (5)
77
Resumen El presente trabajo aborda la problemática que implica la implementación de un sistema de navegación satelital de alta precisión y reportabilidad de perforadoras de producción de Servicios Mineros Tricomin S.A. en Minera Los Pelambres, donde se estudió tantos los aspectos técnicos propios de un sistema de estas características como el factor humano que muchas veces resulta ser una de las variables mas complejas de controlar. La metodología utilizada para llevar a cabo este estudio y poder evaluar el estado de implementación en el que se encuentra este sistema, consta de la compilación de antecedentes de su puesta en marcha, campañas de recopilación de datos tanto de terreno como de gabinete y la retroalimentación de los distintos profesionales que interactúan con el sistema como ingenieros y operadores. En base a los resultados obtenidos en este trabajo se pudo concluir que pese al avanzado estado de implementación en el que se encuentra este sistema, se observan debilidades que van desde temas técnicos como la falta de mantención de sensores de monitoreo, problemas de navegación GPS en los equipos de perforación, hasta asuntos relacionados con la formación del capital humano que opera este sistema. Si bien las debilidades halladas en este trabajo corresponden a variables externas del sistema en sí, cumplen un rol fundamental para el correcto funcionamiento y confiabilidad del mismo, es por esta razón que se presentan algunas recomendaciones las cuales pretenden ser de ayuda para el mejoramiento continuo de este sistema en Mina Los Pelambres y así obtener los resultados esperados tanto por Servicios Mineros Tricomin como por MLP.
-
Upload
juan-pablo-andrade-acevedo -
Category
Documents
-
view
84 -
download
10
Transcript of Memoria Juan Pablo Andrade (5)
Resumen
El presente trabajo aborda la problemática que implica la implementación de
un sistema de navegación satelital de alta precisión y reportabilidad de
perforadoras de producción de Servicios Mineros Tricomin S.A. en Minera Los
Pelambres, donde se estudió tantos los aspectos técnicos propios de un sistema
de estas características como el factor humano que muchas veces resulta ser una
de las variables mas complejas de controlar.
La metodología utilizada para llevar a cabo este estudio y poder evaluar el
estado de implementación en el que se encuentra este sistema, consta de la
compilación de antecedentes de su puesta en marcha, campañas de recopilación
de datos tanto de terreno como de gabinete y la retroalimentación de los distintos
profesionales que interactúan con el sistema como ingenieros y operadores.
En base a los resultados obtenidos en este trabajo se pudo concluir que pese
al avanzado estado de implementación en el que se encuentra este sistema, se
observan debilidades que van desde temas técnicos como la falta de mantención
de sensores de monitoreo, problemas de navegación GPS en los equipos de
perforación, hasta asuntos relacionados con la formación del capital humano que
opera este sistema.
Si bien las debilidades halladas en este trabajo corresponden a variables externas
del sistema en sí, cumplen un rol fundamental para el correcto funcionamiento y
confiabilidad del mismo, es por esta razón que se presentan algunas
recomendaciones las cuales pretenden ser de ayuda para el mejoramiento
continuo de este sistema en Mina Los Pelambres y así obtener los resultados
esperados tanto por Servicios Mineros Tricomin como por MLP.
2
Tabla de Contenidos
Índice de Ilustraciones ............................................................................................. 4
Capítulo 1 Introducción ......................................................................................... 7
1.1 Descripción General ................................................................................... 7
1.2 Objetivos .................................................................................................... 8
1.2.1 Objetivos Específicos .......................................................................... 9
1.3 Alcances y Limitaciones ............................................................................. 9
1.4 Metodología ............................................................................................... 9
Capítulo 2 Generalidades ................................................................................... 12
2.1 Mina Los Pelambres................................................................................. 12
2.1.1 Ubicación y acceso ............................................................................ 13
2.2 Geología ................................................................................................... 14
2.2.1 Marco geológico regional ................................................................... 15
2.2.2 Geología Local................................................................................... 18
2.2.3 Mineralización y Alteración ................................................................ 21
2.3 Reservas y Recursos ............................................................................... 22
2.4 Equipos de Perforación en Minera Los Pelambres .................................. 22
Capítulo 3 Marco teórico ..................................................................................... 27
3.1 La perforación .......................................................................................... 27
3.1.1 Clasificación de las perforaciones ..................................................... 27
3.1.2 Perforación rotativa ............................................................................ 30
3.1.3 Parámetros de la perforación............................................................. 34
3.2 Sistema global de navegación por satélite ............................................... 35
3.2.1 Triangulación ..................................................................................... 38
3.2.2 Medición de las distancias ................................................................. 39
3.3 Trabajo en tiempo real con módulo RTK .................................................. 40
Capítulo 4 Sistema DrillNav Plus ........................................................................ 43
4.1 Generalidades .......................................................................................... 43
4.2 Ahorro de costos ...................................................................................... 44
3
4.3 Mejoras en la seguridad de la operación .................................................. 45
4.4 Características técnicas ........................................................................... 45
4.5 Opciones para DrillNav Leica Plus ........................................................... 46
4.6 Componentes Principales ........................................................................ 46
4.7 Hardware en Equipos de Producción MLP ............................................... 47
Capítulo 5 Linea base de la implementación del sistema DrillNav ...................... 48
Capítulo 6 Evaluación de la implementación del Sistema DrillNav ..................... 55
6.1 Análisis de la situación actual del sistema DrillNav .................................. 55
6.2 Estado de los sensores de monitoreo de la perforación .......................... 56
6.3 Evaluación del sistema de navegación GPS (cobertura y precisión) ....... 60
6.4 Identificación de las malas prácticas operativas del sistema ................... 65
Capítulo 7 Conclusiones y Recomendaciones .................................................... 71
7.1 Conclusiones ............................................................................................ 71
7.2 Recomendaciones.................................................................................... 73
Capítulo 8 Bibliografía ......................................................................................... 75
ANEXOS ............................................................................................................... 77
4
Índice de Ilustraciones
Figura 2-1: Mapa de acceso MLP .................................................................. 13
Figura 2-2: Mapa geológico ........................................................................... 16
Figura 2-3: Leyenda geológica ....................................................................... 17
: Figura 2-4:Geología distrital del yacimiento los pelambres .......................... 20
Figura 2-5: Equipo de perforación DMM2, Atlas Copco ................................. 23
Figura 2-6: Equipo de perforación Pit Viper 275, Atlas Copco ....................... 23
Figura 2-7: Equipo de perforación DMM3, Atlas Copco ................................. 24
Figura 2-8: Equipo de perforación DMH Drill Master, Atlas Copco ................ 24
Figura 2-9: Equipo de perforación Pit viper 351, Atlas Copco ........................ 25
Figura 2-10: Equipo de perforación Roc L-8, Atlas Copco ............................. 25
Figura 2-11: Equipo de perforación Titon 600, Sandvik ................................. 26
Figura 3-1: Clasificación de la perforación ..................................................... 28
Figura 3-2: Mecanismo de rotación ................................................................ 30
Figura 3-3: Tricono ......................................................................................... 31
Figura 3-4: Descripción general del equipo .................................................... 32
Figura 3-5: Mecanismos de empuje ................................................................ 33
Figura 3-6: Sistema de barrido ....................................................................... 34
Figura 3-7: GPS ............................................................................................. 37
Figura 3-8: Triangulación ............................................................................... 38
Figura 3-9: Transmisión de señal ................................................................... 39
Figura 3-10: Señal GPS ................................................................................. 40
Figura 4-1: Panel de Navegación ................................................................... 43
Figura 4-2: Nivelación del mástil .................................................................... 44
Figura 4-3: Relojes digitales de control operacional ...................................... 45
Figura 4-4: Pantalla táctil ............................................................................... 45
Figura 4-5: Profundímetro ............................................................................... 46
Figura 4-6: Componentes DrillNav ................................................................. 46
Figura 4-7: Configuración hardware ............................................................... 47
5
Figura 5-1: Antena GPS y de comunicación ubicada en la cabina ................ 49
Figura 5-2: Antena GPS en la parte trasera de la perforadora ....................... 50
Figura 5-3: Equipos JIGSAW y Novariant junto con su cableado .................. 50
Figura 5-4: Sensor de Inclinación PV-275 ...................................................... 50
Figura 5-5: Pantalla táctil ............................................................................... 51
Figura 5-6: Cableado bajo la plataforma ........................................................ 51
Figura 6-1: Evaluación del sistema DrillNav ................................................... 56
Figura 6-2: Sensores digitales ....................................................................... 57
Figura 6-3: Mensaje que indica profundidad objetivo lograda ........................ 58
Figura 6-4: Diferencias largo real perforado versus lectura del sensor ........... 59
Figura 6-5: Ubicación de satélites terrestres en el rajo de MLP ..................... 62
Figura 6-6: Banco 3155-Malla 08-Fase 6 ....................................................... 63
Figura 6-7: Desviación de la posición del tricono respecto al diseño de la malla
de perforación ....................................................................................................... 64
Figura 6-8: Tricono posicionado con sistema DrillNav ................................... 64
Figura 6-9: Evaluacion de reportes ingresados al DrillNav por el Operador ... 69
6
Índice de tablas
Tabla 5-1: Componentes instalados en las perforadoras de producción ........ 49
Tabla 5-2: Listado de asistentes a capacitación DrillNav ............................... 53
Tabla 5-3: Disponibilidad de navegación de las perforadoras ......................... 54
Tabla 6-1: Chequeo de sensores de monitoreo en terreno ............................. 57
Tabla 6-2: Rangos de medición de sensores de monitoreo ............................ 58
Tabla 6-3: Chequeo de sensores de monitoreo base de datos DrillNav ......... 60
Tabla 6-4: Registro de calidad GPS por equipo .............................................. 61
Tabla 6-5: Registro de calidad GPS total flota ................................................ 61
Tabla 6-6: Resumen estadístico de desviaciones del tricono ......................... 65
Tabla 6-7: Calendario de actividades .............................................................. 66
Tabla 6-8: Evaluación de actividades de la perforación .................................. 68
Tabla 6-9: Evaluación de reportes ingresados por el operador ....................... 70
7
Capítulo 1 Introducción
1.1 Descripción General
Por solicitud de Minera Los Pelambres, Servicios Mineros Tricomin S.A. ha
instalado en todas las perforadoras de gran diámetro, un sistema de navegación
satelital, monitoreo de la perforación y comunicación en tiempo real de la
perforadora con el fin de llevar un mejor control de la operación.
Las principales capacidades de este sistema con las que pretende ser un
aporte al proceso de perforación son:
• Comunicación en tiempo real para el control y monitoreo de perforadoras,
operadores, aceros, tiempos de operación y mantención, etc.
• Navegación y posicionamiento preciso sobre la malla de perforación.
• Monitoreo de lógicas de operación, visualización de gráficos de tendencias,
generación de informes con comportamiento cronológico-espacial de variables de
control.
• Gestión centralizada de datos para, soporte de estados de pagos, gestión
operacional, y el control de mallas de perforación.
Dentro de los beneficios que presenta la implementación de este sistema para
MLP, está la disminución de los costos indirectos asociados al incumplimiento del
diseño de la mina por sub y sobre-perforación, además este sistema integrado en
su totalidad pretende entregar información relevante a geomecánica, tronadura y
los procesos de conminución de mineral.
La implementación integral del sistema contempla un desarrollo modular el
cual está dividido de la siguiente manera:
• MÓDULO BASE
Adquisición e instalación DrillNav Plus
- Respaldo y validación de los estados de pagos.
8
- Gestión operacional (Parámetros indicadores).
- Aseguramiento de la calidad en la perforación.
• MÓDULO INGENIERÍA
Calibración pseudo-sensores para caracterización del macizo rocoso
- Información para geología-geomecánica
- Información para tronadura (diseño y retro-alimentación)
- Información para chancadores y planta (planificación corto plazo)
• MÓDULO INGENIERÍA Y DESARROLLO
Desarrollo de modelos
- Optimización de la perforación (Sistema inteligente)
- Mallas dinámicas
A un año del inicio del proyecto, y en estado de marcha blanca, se ha
detectado la necesidad de evaluar el estado de implementación del primer módulo
(módulo base) el cual contempla un análisis del sistema de navegación satelital,
sensores de monitoreo de la perforación, sistema de control operacional y el
correcto manejo del sistema por los operadores con el fin de asegurar la
confiabilidad de los reportes, estadísticas y calidad de la perforación.
1.2 Objetivos
Realizar un estudio y evaluación del estado de implementación del Sistema
DrillNav Plus instalado en las perforadoras de producción en Mina Los Pelambres
(MLP).
9
1.2.1 Objetivos Específicos
• Evaluar el sistema GPS de alta precisión en el posicionamiento del tricono con
respecto al diseño de la malla de perforación proporcionada por Enaex.
• Verificar el funcionamiento y plan de calibración de los sensores de operación
asociados al sistema DrillNav (profundímetro, presión de aire, presion de rotación
y pulldown).
• Evaluar y participar en la capacitación a los Operadores con relación al
manejo del Sistema.
• Detectar problemas en oportunidad y pertinencia de las plataformas de
reportabilidad.
1.3 Alcances y Limitaciones
Este trabajo contempla el estudio de la implementación del 1º módulo (Módulo
Base) con el fin de respaldar y validar los Estados de Pagos, Gestión operacional,
asegurar la calidad de la perforación y confiabilidad del sistema.
Se considerará el levantamiento de una línea base de los componentes del
sistema, un seguimiento y evaluación de las principales variables involucradas en
el correcto funcionamiento del sistema, un plan de acción para corregir las
deficiencias halladas y por último se realizará una evaluación al término del
estudio, estableciendo conclusiones y recomendaciones para el correcto
funcionamiento del sistema en adelante.
1.4 Metodología
Para evaluar la implementación del sistema DrillNav Plus, y poder lograr los
objetivos propuestos en este trabajo, se determino realizar la siguiente
metodología.
10
A) Recopilar bibliografía y antecedentes relacionados con el tema
Se estudiarán los temas referentes al sistema DrillNav como son; la
navegación satelital, constelación de satélites terrestres ubicados en la MLP, entre
otros.
Se reconocerá en terreno los mecanismos de perforación y equipos de
perforación operando en la mina, y se recogerá el testimonio tanto de los
operadores como de los ingenieros de perforación para entender la problemática
actual que presenta el sistema en terreno.
Se recopilará toda la información que respecta a la implementación y puesta
en marcha del sistema DrillNav en la mina.
B) Levantamiento de Línea Base de implementación.
Levantar una línea base es muy importante, ya que nos permitirá conocer el
escenario en el cual se realizará el presente estudio.
En esta línea base se dará a conocer el estado de implementación de cada
uno de los componentes del sistema para cada perforadora de producción y una
nómina con los nombres de los Operadores y la fecha en la cual estos fueron
capacitados para operar el sistema DrillNav.
C) Reconocimiento de los parámetros externos e intrínsecos de la perforación
que afectarían en el correcto funcionamiento del sistema.
En esta etapa se estudiarán en forma detallada, los factores que afectan y
controlan la perforación y el sistema DrillNav como son:
• Sensores de monitoreo de los equipos.
• Cobertura satelital y constelación de satélites terrestres de la mina.
• Manejo del sistema DrillNav por el Operador.
11
D) Recopilar y estructurar la información obtenida de las distintas variables que
contempla el sistema DrillNav, para así facilitar su posterior tratamiento,
generando una base de datos con aquella que sea de interés para este estudio.
• Se extraerá información de la base de datos del DrillNav.
• Se digitalizará la información contenida en los reportes escritos por los
operadores.
• Se realizarán mediciones en terreno de las mallas perforadas de manera de
comparar los resultados obtenidos con los esperados.
• Se realizarán chequeos de los componentes principales del sistema.
• Se observará en terreno las principales dificultades técnicas del sistema y se
recogerán las inquietudes que presenta el operador al momento de perforar.
E) Analizar la información por medio de herramientas estadísticas.
La información y resultados obtenidos de las distintas fuentes serán
analizados mediante la herramienta de “Análisis de Datos” de Microsoft Excel
2007, representando sus resultados en tablas y gráficos de manera de ser
fácilmente interpretados e incluyendo los parámetros estadísticos necesarios para
establecer las conclusiones finales de la memoria.
12
Capítulo 2 Generalidades
2.1 Mina Los Pelambres
Minera Los Pelambres es una mina a rajo abierto ubicada en la IV región. Su
principal producto es el concentrado de cobre. Este yacimiento es conocido desde
los tiempos en que reinaba el imperio Inca. Su nombre fue debido a que las aguas
de deshielo de primavera, muy ácidas, por contacto con los minerales -que
afloraban- pelaban las patas de animales al cruzar las vertientes, por eso los
lugareños lo bautizaron Los Pelambres.
En el año 1914 William Braden efectuó las primeras exploraciones en el
sector. Sin embargo, las difíciles condiciones climáticas y el escaso desarrollo vial
del mismo, determinaron que no se desarrollaran trabajos hasta más de medio
siglo después.
Recién entre 1969 y 1971, la Empresa Nacional de Minería, con apoyo de la
Organización de Naciones Unidas, realizó campañas de exploración para definir el
potencial de Los Pelambres.
En la actualidad, Minera Los Pelambres pertenece en un 60% a Antofagasta
Minerals, brazo minero del Grupo Luksic; y en un 40% a un grupo japonés
integrado por Nippon LP Resources B.V. (25%) y MM LP Holding B.V. (15%).
Después de 23 meses de construcción llevada a cabo integramente por ingenieros
y trabajadores chilenos, Los Pelambres entra en operación en Diciembre de 1999
Más de 4.000 personas trabajan hoy en la operación de las cuales 749 son
trabajadores propios y el resto perteneciente a las empresas colaboradoras. De
ellos más de la mitad pertenecen a la Provincia del Choapa y la Region de
Coquimbo.
13
Los pelambres corresponde a un yacimiento de tipo pórfido cuprifero con
mineralización de sulfuros de cobre, con bajos porcentajes de molibdeno, plata y
oro. Se emplaza en un cuerpo intrusivo dioritico a granodioritico, que pertenece a
la Unidad Infiernillo datada en 13 a 18 Ma (Mioceno).
Es uno de los diez yacimientos cupríferos más grandes del planeta, ocupando
la cuarta posición en Chile.
2.1.1 Ubicación y acceso
El yacimiento Los Pelambres está ubicado en la cordillera de Los Andes, a
unos 3.100 m s.n.m. muy próximo a la frontera con Argentina, en la región de
Coquimbo, a unos 70 km. al NE de Salamanca y a unos 350 Km. de la ciudad de
Santiago. Sus coordenadas geográficas son 31°42` de Latitud S y 70°30` de
Longitud W, como se muestra en la Figura 2-1.
Figura 2-1: Mapa de acceso MLP 1
1 Fuente: Saez, Mario, “Caracterización estructural y Geotécnica de los niveles superiores de la mina
Este del yacimiento Los Pelambres”, Universidad de Chile 2009.
14
El acceso principal es por el Km 225 de la Carretera Panamericana Norte
(Ruta 5 Norte) hasta Los Vilos, donde se continúa por el camino asfaltado que
lleva a Illapel y Salamanca. Desde este último lugar, se prosigue unos 75 Km. por
un camino ripiado que conduce hasta el yacimiento Los Pelambres. Ver figura 2-1.
2.2 Geología [1]
Mina Los Pelambres es un yacimiento del tipo porfírico de cobre y molibdeno,
de edad miocénica, depositado en un complejo intrusivo compuesto por un stock
tonálico premineral intruido por una serie de rocas pofíricas.
Después de las primeras labores realizadas por Braden no hubo actividad
hasta que en 1955, Minera Protectora y Minera Los Pelambres reclamaron
manifestación en el sector.
Entre 1964 y 1968 se efectuaron trabajos geológicos de superficie.
Durante los años 1969 y 1971 se realizan nuevos trabajos de prospección, por
parte de ENAMI asociado a la ONU. 32 sondajes de 4.098 mts en total, pudiendo
cubicar 428 millones de toneladas de mineral probable con una ley de 0,78% de
Cu y 0,033% de Mo.
En 1978 la transnacional “Anaconda Chile S.A.” adquiere la mina y realiza 70
mil metros de sondajes, y sondea 111 sectores con un total de 39.316 mts. El
estudio geológico contemplo: tipo de roca, mineralización, estructuras, distribución
de vetillas, sulfuros y razones de mineralización, zonificación supérgenea. Los
resultados no fueron los esperados y la explotación se realiza solo como una
faena pequeña tipo subterránea.
En 1988 para optimizar las leyes de algunos sectores, los mas rentables, se
verificaron 3 mil metros de sondajes que se desarrollaron desde las faenas
subterráneas.
15
En mayo del 2003, la empresa presentó el EIA ante la Corema con estudios
geológicos que confirmaron el aumento de reservas de 932Mt a 2.100Mt de
mineral.
El 2006 comienza la primera etapa de labores de exploración. Indicaciones
preeliminares muestran un potencial yacimiento porfírico de cobre-oro adyacente
en el sur-este del yacimiento de Los Pelambres.
El 2008 se finalizaron labores de exploración, con costos anuales de US$ 55
millones y 44.324 metros de sondajes, infiriendo aproximadamente 2.000 millones
de toneladas en recursos.
Para las campañas de exploración se dispone de personal en las actividades
de control de sondajes de aire reverso y diamantino. En las faenas se realizan
controles rendimiento, estadísticas de costos, estadísticas de avance y corte de
testigos con sierra circular.
2.2.1 Marco geológico regional [2]
En el sector donde se realiza el presente estudio, ubicado en la zona
cordillerana de la IV Región, se reconocen rocas estratificadas, cuyas edades
fluctúan entre el Cretácico Inferior y el Neógeno; y rocas intrusivas que
corresponden principalmete a monzodioritas, monzonitas, dioritas, monzogranitos,
granodioritas, sienogranitos, tonalitas, gabros, pórfidos cuarzo-feldespáticos y
pórfidos dacíticos, cuyas edades fluctúan entre el Cretácico Superior Terminal y el
Mioceno Superior (Ver Figura 2-2 y 2-3).
Formación Los Pelambres:
La formación Los Pelambres corresponde a una secuencia constituida por
lavas, brechas y conglomerados andesíticos, tobas arenosas y areniscas que
afloran en la cordillera principal.
16
Esta formación fue afectada por un plegamiento, distinguiendose las capas
inclinadas con manteos entre 50° a 80° W y fallamiento inverso. Su espesor se ha
estimado en mas de 2300 m en base a perfiles levantados por Olivares (1985).
Los afloramientos de esta formación se distribuyen en el sector oriental del área,
en una franja de unos 10 Km de ancho, de dirección norte-sur.
La Formación Los Pelambres correspondería a los depósitos del borde más
oriental de la zona volcánica del Cretácico Inferior, es decir, un ambiente
subaéreo, con intercalaciones sedimentarias de carácter litoral, las que
corresponderían en parte, a un período de escasa actividad volcánica y/o
ascensos episódicos del nivel del mar, el cual se hacía presente ocacionalmente
en el dominio volcánico.
Figura 2-2: Mapa geológico 2
2 Fuente: Mapa geológico de Chile, versión digital
17
Figura 2-3: Leyenda geológica 3
Estructuras:
Las formaciones sedimentarias, volcánico sedimentarias y volcánicas
presentan, en el área, un rumbo general NNW con manteo hacia el W, formando
parte de un amplio sinclinorio cuyo eje coincidiría aproximadamente con el
meridiano de Illapel.
En el extremo norte aparecen fallas normales subverticales de rumbo
aproximado N a NNW, las cuales generan el graben Estero Cenicero. En éste, se
exponen el contacto entre la Formación Estero Cenicero y las formaciones Los
Pelambres y Salamanca, hacia el E y W respectivamente. Esta estructura es la
continuación septentrional de la Megafalla Pocuro
La Megafalla Pocuro se extiende hacia el sur del área de estudio y consiste en
un conjunto de fallas normales conformando unazona de rocas miloníticas y
cataclásticas con un alineamiento de fuentes termales y se estima que su
actividad principal habría ocurrido durante el mioceno inferior con reactivamientos
posteriores.
3 Fuente: Mapa geológico de Chile, versión digital
18
Durante el Plioceno-Pleitoceno se desarrolló un episodio de plegamiento que
afectó a las secuencias estratificadas, correspondiendo a la última etapa de
deformación reconocida en la zona. Esta además se manifiesta con fallas
normales determinando así los actuales rasgos morfoestructurales de la cordillera
de Los Andes en este sector.
Se han reconocido en superficie, labores subterráneas y sondajes, dos
conjuntos principales de fallas inversas, de rumbos aproximados NE y NW
convergencia predominante al Este y manteos entre 25º y 60º. Ambos sistemas se
intersectan en el sector central del distrito, constituyendo zonas de deformación,
de entre 200 a 500 m de espesor. El carácter inverso de las fallas se evidencia a
partir de observaciones de desplazamiento de vetillas, estrías y medialunas en los
planos de fallas. El fracturamiento y clivaje de las rocas, es de carácter
anastomosado y genera estructuras planares de espaciamiento milimétrico. Tanto
el clivaje como el fracturamiento se disponen subparalelos a las estructuras
mayores.
2.2.2 Geología Local [3]
Rocas estratificadas:
En el sector occidental del distrito se reconocen afloramientos de rocas
volcánicas asignadas a la Formación Los Pelambres, de edad Cretácica inferior.
Estas corresponden a lavas andesíticas, tobas y brechas volcánicas, fuertemente
plegadas y con rumbos NS y manteos de 45° a 60° al Oeste. Hacia el Este. Las
rocas de esta formación se encuentran intruidas por un stock dioritico y por
pórfidos dacíticos y dioríticos (Ver Figura 2-4).
Rocas Intrusivas:
En el área de estudio (Fig. XX) se reconocen cuerpos de diorita cuarcífera,
pórfido dacítico y pórfido andesítico asignados a la superunidad Río Chicharra.
19
Dataciones radiométricas en el área de estudio indican que estas rocas ígneas se
habrían emplazado durante el Mioceno superior, aproximadamente entre 8 y 10
Ma.
La diorita cuarcífera presenta la mayor expresión areal en el centro del distrito
y ocurre en la forma de un cuerpo elongado de orientación NS. Presenta una
textura fanerítica, subequigranular de grano fino a medio (0.5-2.0 mm) y está
constituida por plagiocasas y feldespatos potásico (30-60%), cuarzo (10-15%),
muscovita y biotita (20-30%).
Los afloramientos del pórfido dacítico se ubican en el sector nororiental del
distrito, son restringidos y adquieren mayor expresión en l zona Sur del distrito.
Presenta una textura porfírica, con 50-60% de matriz afanítica compuesta por
cuarzo, plagioclasas, feldespato alcalino y biotita; los fenocristales están
constituidos por plagioclasas panidiomorficas de tipo oligoclasa-albita (20-30%),
feldespato alcalino (10-15%), biotita hipidiomórficas (10-20%) y cuarzo (10-15%).
El pórfido andesítico que aflora principalemtne al NE y NW del distrito tiene
forma elongada. Estas rocas tienen texturas porfíricas, con 50-60% de
fenocristales de plagioclasa (20%), biotita (15%), ortoclasa y cuarzo (10-15%). La
masa fundamental consiste en un agregado de cuarzo y feldespatos.
Acosta (1981) sugiere que la diorita correspondería al tipo litológico más
antiguo, el cual es intruido por los pórfidos dacíticos y andesíticos. Sin embargo,
Avila (1992) describe evidencias geológicas distritales que sugieren que la diorita
intruye al pórfido dacítico, los que a su vez son intruídos por el pórfido andesítico.
Finalmente, CMLP (1993) documenta en la Mina Este, que el pórfido andesítico
corresponde a la intrusión temprana y el pórfido dacítico a la intrusión tardía. La
diorita se habría emplazado entre ambas intrusiones.
Estos antecedentes, unidos a los datos radiométricos que indican edades
similares, traslapadas por el factor de error (Rivano y Sepulveda, 1991) sugieren
20
que estos tres cuerpos corresponden a un mismo evento ígneo representado por
tres tipos litológicos que muestran intrusiones mutuas.
:
Figura 2-4:Geología distrital del yacimiento los pelambres 4
4 Fuente: Saez, Mario, “Caracterización estructural y Geotécnica de los niveles superiores de la mina
Este del yacimiento Los Pelambres”, Universidad de Chile 2009.
21
2.2.3 Mineralización y Alteración [4]
En Los Pelambres se reconocen los tipos de alteración que se encuentran
comúnmente en los depósitos de pórfidos cupríferos. Estos tipos muestran un
patrón de distribución zonal, centrado en el stock diorítico. En el centro del
yacimiento, se expone una zona de alteración potásico-silícea rodeada por otra
de tipo fiíca en un halo de aproximadamente 500 m. Hacia los bordes aparece una
zona de alteración propilítica
La mineralización hipógena ocurre en vetillas y diseminada, principalmente
como calcopirita, bornita, pirita, y molibdenita. La mineralización supergena se
expresa como calcosina, covelina hematita, óxidos de cobre e hidróxidos de fierro.
La zona potásico-silicea está restringida al stock diorítico , siendo la de mayor
importancia económica dado que aloja casi toda la mineralización de Cu y Mo.
Está caracterizada por feldespato potásico (hasta 30 % de la roca) junto con
biotita hidrotermal, turmalina en vetillas y rosetas, sericita, calcita, apatita y clorita
subordinadas. Localmente incluye parches de una masa aplítica formada por
cuarzo, feldespato potásico, biotita, anhidrita y súlfuros dándole un aspecto
porfírico a la roca. La mineralización de mena consiste en calcopirita y bornita con
pirita, molibdenita y blenda asociadas. Los tres primeros minerales ocurren en
vetillas y diseminados. Se observa una zonación lateral de estos súlfuros, en que
existe calcopirita y bornita hacia el centro, mientras que hacia los bordes aumenta
la cantidad de pirita. La blenda ha sido depositada posteriormente a los tres
súlfuros citados y ocurre como granos aislados. La molibdenita, que se asocia a
las últimas etapas de mineralización hipógena, se encuentra asociada a vetillas de
cuarzo.
La zona de alteración filica, evidencia en el sector NW del yacimiento, está
compuesta por un mosaico de cuarzo y sericira, con clorita, turmalina, epifota y
yeso subordinados. La mineralización metálica está dada principalmente por la
22
pirita que aparece en vetillas y diseminadas junto con calcopirita, molibdenita y
magnetita.
2.3 Reservas y Recursos
Las reservas calculas para el inicio de faenas el año 2000 alcanzaban las
1.139,7 millones de toneladas con una ley media de 0.74% de Cu, 0.0192% Mo,
0.028 gpt Au y 1.15 gpt Ag.
Las reservas calculadas para el 2009 se calcularon en 1.502,6 millones de
toneladas con una ley media del 0,64% de cobre, 0,018% de molibdeno, 0,03 gpt
de oro y 0,93 gpt de plata.
Los recursos son de 6.164,9 millones de toneladas estimadas con una ley de
0,52% de cobre, 0,011% de molibdeno, 0,03 gpt de oro y 0,83 gpt de plata y una
ley de corte del 0.4%.
2.4 Equipos de Perforación en Minera Los Pelambres [5]
La perforación en MLP se realiza en sectores de mineralización tanto
primeraria como secundaria del yacimiento, Perforando 115 pozos de acuerdo a
un plan de trabajo de 30 días.
A continuación se presentan los principales equipos de perforación que operan
en Mina los Pelambres.
Las Figuras 2-5 a la 2-9 corresponden a equipos de perforación de producción de
diámetro 10 5/8”.
23
-
Figura 2-5: Equipo de perforación DMM2, Atlas Copco 5
Figura 2-6: Equipo de perforación Pit Viper 275, Atlas Copco 6
5 Fuente: Servicios Mineros Tricomin S.A.
6 Fuente: Servicios Mineros Tricomin S.A.
24
Figura 2-7: Equipo de perforación DMM3, Atlas Copco 7
Figura 2-8: Equipo de perforación DMH Drill Master, Atlas Copco 8
7 Fuente: Servicios Mineros Tricomin S.A.
8 Fuente: Servicios Mineros Tricomin S.A.
25
Figura 2-9: Equipo de perforación Pit viper 351, Atlas Copco 9
Las Figuras 2-10 y 2-11 corresponden a equipos de perforación de precorte de
diámetro 6 ½”:
Figura 2-10: Equipo de perforación Roc L-8, Atlas Copco 10
9 Fuente: Servicios Mineros Tricomin S.A.
10 Fuente: Servicios Mineros Tricomin S.A.
26
Figura 2-11: Equipo de perforación Titon 600, Sandvik 11
11
Fuente: Servicios Mineros Tricomin S.A.
27
Capítulo 3 Marco teórico
El presente capítulo pretende entregar los conocimientos básicos relativos a la
perforación y los sistemas de navegación satelital los cuales serán de gran utilidad
para la comprensión de esta memoria.
3.1 La perforación
La perforación dentro del campo de las voladuras es lo primero que se realiza
y tiene como finalidad abrir unos huecos, con la distribución geometrica adecuada
dentro de los macizos, donde alojar las cargas del explosivo y sus accesorios
iniciadores.
Existen distintos métodos de perforación de rocas, diferenciados
principalmente por el tipo de energía que utilizan (Ej: mecánicos, térmicos,
hidráulicos, etc.). En minería y en obras civiles, la perforación se realiza,
mayoritariamente, utilizando energía mecánica.
3.1.1 Clasificación de las perforaciones [6]
Las perforaciones pueden ser clasificadas de diversas maneras como lo
muestra el diagrama de la Figura 3-1.
a) Según el método mecánico de perforación,
b) Según el tipo de trabajo a realizar
c) Según el tipo de maquinaria empleada
28
Figura 3-1: Clasificación de la perforación 12
a) Según el método mecánico de perforación
Métodos rotopercutivos
Son muy utilizados en labores subterráneas y trabajos menores en minería a
cielo abierto (precorte), tanto si el martillo se sitúa en la cabeza como en el fondo
de la perforación. En este método tiene lugar la acción combinada de percusión,
rotación, barrido y empuje.
Métodos rotativos
Se subdividen en dos grupos, según si la penetración en la roca se realiza por
trituración (triconos) o por corte (brocas especiales). El primer sistema se aplica en
rocas de dureza media a alta y el segundo en rocas blandas. En este tipo de
perforación no existe la percusión.
b) Según el tipo de maquinaria
Perforación manual
12
Fuente: Codelco Educa
29
En este tipo de perforación se usan equipos ligeros operados por perforistas.
Este método se utiliza en trabajos de pequeña envergadura, donde,
principalmente por dimensiones, no es posible usar otras máquinas o no se
justifica económicamente su empleo.
Perforación mecanizada
En una perforación mecanizada, los equipos van montados sobre estructuras
llamadas orugas, desde donde el operador controla en forma cómoda todos los
parámetros de perforación.
c) Según el tipo de trabajo
Perforación de banqueo
Perforaciones verticales o inclinadas utilizadas preferentemente en proyectos
a cielo abierto y minería subterránea (L.B.H.). Este tipo de perforación se emplea,
en general, para la minería a cielo abierto y para algunos métodos de explotación
subterránea, como el hundimiento por subniveles.
Perforación de avance de galerías y túneles
Perforaciones preferentemente horizontales llevadas a cabo en forma manual
o mecanizada. Los equipos y métodos varían según el sistema de explotación,
pero por lo general, para minería en gran escala subterránea se utilizan los
equipos de perforación llamados "jumbos", que poseen desde uno a tres o más
brazos de perforación y permiten realizar las labores de manera rápida y
automatizada.
Perforación de producción
Con este nombre se conoce al conjunto de trabajos de extracción del mineral
que se realiza en las explotaciones mineras. Una perforación de producción
corresponde a la que se ejecuta para cumplir los programas de producción que
están previamente establecidos.
30
Perforación de chimeneas y piques
Se trata de las labores verticales, que son muy utilizadas en minería
subterránea y en obras civiles. En ellas se emplean métodos de perforación
especiales, entre los cuales destacan el Raise Boring y la jaula trepadora Alimak.
Perforación con recubrimiento
Se utiliza por ejemplo, en perforación de pozos de captación de aguas y
perforaciones submarinas.
Perforación con sostenimiento de rocas
Este tipo de perforación se emplea principalmente en labores subterráneas
cuando se requiere colocar pernos de anclaje, y se realiza como método de
fortificación para dar así estabilidad al macizo rocoso.
3.1.2 Perforación rotativa [7]
El principio utilizado por este sistema consiste en aplicar energía a la roca
haciendo rotar una herramienta (trépano) conjuntamente con la acción de una
gran fuerza de empuje, obsérvese en Figura 3-2.
Figura 3-2: Mecanismo de rotación 13
13
Fuente: Manual de perforación y voladura de rocas, Lopez Jimeno.
31
Se subdividen a su vez en dos grupos, según si la perforación se realiza por
trituración empleando triconos (Figura 3-3), o por corte utilizando brocas
especiales. El primer sistema se aplica en rocas de dureza media a alta y el
segundo en rocas blandas.
Perforación con triconos: los diametros de los barrenos varían entre 2” y las 17
½ “ (152 a 311mm). Este método de perforación es muy versatil ya que abarca
una amplia gama de rocas, desde las muy blandas, donde comenzó su aplicación,
hasta las muy duras, donde han desplazado a otros sistemas.
Las perforadoras rotativas están constituidas esencialmente por una fuente de
energía, una batería de barras de tubos, individualmente o conectadas en serie,
que transmiten el peso, rotación y el aire del barrido a una boca con dientes de
acero o insertos de carburo de tungsteno que actúa sobre la roca.
Figura 3-3: Tricono 14
Montaje y propulsión
Se utilizan dos sistemas de montaje: sobre orugas o sobre neumáticos (Ver
Figura 3-4). Los factores que influyen en la elección son las condiciones del
terreno y principalmente el grado de movilidad requerido. Mientras están
perforando, estos equipos se apoyan sobre tres o cuatro patas hidráulicas, que
además de soportar su peso sirven para nivelar la máquina.
14
Fuente: Manual de perforación y voladura de rocas, Lopez Jimeno.
32
Figura 3-4: Descripción general del equipo 15
Unidad de potencia
La fuente primaria de potencia utilizada por estos equipos puede ser eléctrica
o motores diesel, y su aplicación se realiza mediante mecanismos de transmisión
mecánicos e hidráulicos. Los equipos que perforan diámetros superiores a 9
pulgadas, grandes minas a rajo abierto, por lo general son alimentados por
energía eléctrica, corriente alterna de mediano voltaje (380 - 500 Volt),
suministrada a la máquina mediante un cable que la conecta con sub-estaciones
ubicadas al interior del rajo. Se les denomina equipos fullelectric.
15
Fuente: Manual de perforación y voladura de rocas, Lopez Jimeno.
33
Mecanismo de rotación
El torque de rotación se transmite a la herramienta por intermedio de la
columna de barras.
El accionamiento del sistema lo provee un motor eléctrico o hidráulico
montado sobre el cabezal deslizante.
En los equipos de mayor tamaño, full-electric, se utiliza preferentemente un
motor eléctrico de corriente continua con su eje en posición vertical, que permite
una fácil regulación de la velocidad de rotación en un rango entre O a 150 rpm.
Los equipos montados sobre un camión, con unidad de potencia diesel, utilizan un
motor hidráulico que opera en circuito cerrado con una bomba de presión
constante y un convertidor de torque, que permite variar la velocidad de rotación.
Mecanismo de empuje
Para obtener un efecto de penetración eficiente es preciso aplicar una fuerza
de empuje que depende de la resistencia de la roca y del diámetro de perforación.
Prácticamente, casi sin excepciones, esta fuerza de empuje se obtiene a partir de
un motor hidráulico. Existen varios sistemas, entre los cuales los más utilizados
son los que se describen conceptualmente en la figura 3-5.
Figura 3-5: Mecanismos de empuje16
16
Fuente: Manual de perforación y voladura de rocas, Lopez Jimeno.
34
Sistema de barrido
El barrido del detritus de la perforación se realiza con aire comprimido, para lo
cual el equipo está dotado de uno o dos compresores ubicados en la sala de
máquinas. Mediante un tubo flexible se inyecta el flujo de aire -a través del cabezal
de rotación-por el interior de la columna de barras hasta el fondo del pozo como se
puede observar en la Figura 3-6. Dependiendo de la longitud de los tiros, la
presión requerida se ubica en un rango de 2 a 4 [Bar].
Figura 3-6: Sistema de barrido 17
3.1.3 Parámetros de la perforación
Los parámetros que controlan el proceso de perforación pueden agruparse de
la siguiente forma:
• Parámetros relacionados con el equipo, tales como la máquina, la sarta de
perforación, o la corona.
• Parámetros relacionados con el proceso de perforación, como la presión sobre
la corona, la velocidad de rotación, las propiedades del fluido de perforación y su
velocidad de circulación. Estos son los principales elementos, en los que el
operario puede intervenir dentro de las posibilidades del equipo.
17
Fuente: Manual de perforación y voladura de rocas, Lopez Jimeno.
35
• Parámetros relacionados con la respuesta del terreno: velocidad de
penetración, par de rotación y presión de fluido. Para unas condiciones de
perforación dadas, estos parámetros dependen únicamente de las características
del terreno.
El registro de estos parámetros, puede llevarse a cabo mediante mecanismos
de tipo analógico o digitales. Los primeros, pueden registrar cuatro parámetros y
proporcionan una única salida gráfica en papel. Los aparatos digitales, presentan
numerosas ventajas ya que pueden registrar más parámetros con una mayor
precisión, y las medidas se obtienen en formato digital por lo que los datos pueden
tratarse posteriormente de forma matemática o estadística.
Los parámetros registrados por los principales aparatos son los siguientes:
• Presión de fluido (Pf)
• Par de rotación (T)
• Presión sobre la corona (F)
• Velocidad de rotación (N)
• Velocidad de penetración (V)
3.2 Sistema global de navegación por satélite [8]
Un Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS, en su acrónimo inglés)
es una constelación de satélites que transmite rangos de señales utilizados para el
posicionamiento y localización en cualquier parte del globo terrestre, ya sea en
tierra, mar o aire. Estos permiten determinar las coordenadas geográficas y la
altitud de un punto dado como resultado de la recepción de señales provenientes
de constelaciones de satélites artificiales de la Tierra para fines de navegación,
transporte, geodésicos, hidrográficos, agrícolas, y otras actividades afines.
Un sistema de navegación basado en satélites artificiales puede proporcionar
a los usuarios información sobre la posición y la hora con una gran exactitud, en
36
cualquier parte del mundo, las 24 horas del día y en todas las condiciones
climatológicas.
El Sistema de Posicionamiento Global NAVSTAR no es el único Sistema de
Posicionamiento existente. El Sistema Ruso GLONASS es también operativo, y a
pesar de que actualmente la constelación no está completa, proporciona a los
usuarios civiles unas precisiones en el posicionamiento absoluto típicamente
mejores que las que proporciona el Sistema GPS, debido a la aplicación de la
degradación intencionada de la información denominada Disponibilidad Selectiva
(SA).
La radionavegación por satélite se basa en el cálculo de una posición sobre la
superficie terrestre midiendo las distancias de un mínimo de tres satélites de
posición conocida como se muestra en la Figura 3-7. Un cuarto satélite aportará,
además, la altitud. La precisión de las mediciones de distancia determina la
exactitud de la ubicación final. En la práctica, un receptor capta las señales de
sincronización emitida por los satélites que contiene la posición del satélite y el
tiempo exacto en que ésta fue transmitida. La posición del satélite se
transmite en un mensaje de datos que se superpone en un código que sirve como
referencia de la sincronización.
La precisión de la posición depende de la exactitud de la información de
tiempo. Sólo los cronómetros atómicos proveen la precisión requerida, del orden
de nanosegundos (10 − 9 s). Para ello el satélite utiliza un reloj atómico para estar
sincronizado con todos los satélites en la constelación. El receptor compara el
tiempo de la difusión, que está codificada en la transmisión, con el tiempo de la
recepción, medida por un reloj interno, de forma que se mide el " tiempo de vuelo "
de la señal desde el satélite. Estos cronómetros constituyen un elemento
tecnológico fundamental a bordo de los satélites que conforman las constelaciones
GNSS y pueden contribuir a definir patrones de tiempo internacionales. La
sincronización se mejorará con la inclusión de la señal emitida por un cuarto
satélite.
37
En el diseño de la constelación de satélites se presta atención especial a la
selección del número de estos y a sus órbitas, para que siempre estén visibles en
cantidad suficiente desde cualquier lugar del mundo y así asegurar la
disponibilidad de señal y la precisión.
Cada medida de la distancia coloca al receptor en una cáscara esférica de
radio la distancia medida. Tomando varias medidas y después buscando el punto
donde se cortan, se obtiene la posición. Sin embargo, en el caso de un receptor
móvil que se desplaza rápidamente, la posición de la señal se mueve mientras que
las señales de varios satélites son recibidas. Además, las señales de radio se
retardan levemente cuando pasan a través de la ionosfera. El cálculo básico
procura encontrar la línea tangente más corta a cuatro cáscaras esféricas
centradas en cuatro satélites. Los receptores de navegación por satélite reducen
los errores usando combinaciones de señales de múltiples satélites y
correlaciones múltiples, utilizando entonces técnicas como filtros de Kalman para
combinar los datos parciales, afectados por ruido y en constante cambio, en una
sola estimación de posición, tiempo, y velocidad.
Figura 3-7: GPS 18
18
Fuente: Isaac Pérez Román, Escuela Universitaria Politécnica de Almadén, Sistemas de posicionamiento y navegación global mediante satélites.
38
3.2.1 Triangulación [9]
El principio básico fundamental en el funcionamiento del sistema GPS,
consiste en utilizar los satélites de la constelación NAVSTAR situados en distintas
órbitas en el espacio, como puntos de referencia precisa para determinar nuestra
posición en la superficie de la Tierra.
Esto se consigue obteniendo una medición muy precisa de nuestra distancia
hacia al menos tres satélites de la constelación, pudiéndose así realizar una
“triangulación” que determine nuestra posición en el espacio (Ver Figura 3-8).
Figura 3-8: Triangulación 19
De todas formas, si quisiéramos ser absolutamente técnicos, la trigonometría
nos dice que necesitamos las distancias a cuatro satélites para situarnos sin
ambigüedad. Pero en la práctica tenemos suficiente con solo tres, si rechazamos
las soluciones absurdas.
19
Fuente: Isaac Pérez Román, Escuela Universitaria Politécnica de Almadén, Sistemas de posicionamiento y navegación global mediante satélites.
39
3.2.2 Medición de las distancias [10]
El sistema GPS funciona midiendo el tiempo que tarda una señal de radio en
llegar hasta el receptor desde un satélite y calculando luego la distancia a partir de
ese tiempo (Ver Figura 3-9).
• DISTANCIA = VELOCIDAD DE LA LUZ x TIEMPO
Las ondas de radio viajan a la velocidad de la luz: 300.000 km/s en el vacío.
Así, si podemos averiguar exactamente cuando recibimos esa señal de radio,
podremos calcular cuanto tiempo ha empleado la señal en llegar hasta nosotros.
Por lo tanto, solo nos falta multiplicar ese tiempo en segundos por la velocidad de
la luz (300.000 km/sg) y el resultado será la distancia al satélite.
La clave de la medición del tiempo de transmisión de la señal de radio,
consiste en averiguar exactamente cuando partió la señal del satélite. Para
lograrlo se sincronizan los relojes de los satélites y de los receptores de manera
que generen la misma señal exactamente a la misma hora. Por tanto, todo lo que
hay que hacer es recibir la señal desde un satélite determinado y compararla con
la señal generada en el receptor para calcular el desfase. La diferencia de fase
será igual al tiempo que ha empleado la señal en llegar hasta el receptor.
Figura 3-9: Transmisión de señal 20
20
Fuente: Isaac Pérez Román, Escuela Universitaria Politécnica de Almadén, Sistemas de posicionamiento y navegación global mediante satélites.
40
La señal generada tanto en los satélites como en los receptores consiste en
conjuntos de códigos digitales complejos. Estos códigos se han hecho
complicados a propósito, de forma que se les pueda comparar fácilmente sin
ambigüedad. De todas formas, los códigos son tan complicados que su aspecto es
el de una larga serie de impulsos aleatorios como se muestran en la Figura 3-10.
Figura 3-10: Señal GPS 21
Estos impulsos no son realmente aleatorios, sino que se trata de secuencias
“pseudoaleatorias” cuidadosamente elegidas que en verdad se repiten cada
milisegundo. Por lo que se conocen con el nombre de código “pseudoaleatorio”
(PRN, Pseudo Random Noise).
Actualmente, el Sistema de Posicionamiento Global (GPS) de los Estados
Unidos de América y el Sistema Orbital Mundial de Navegación por
Satélite (GLONASS) de la Federación Rusa son los únicos que forman parte del
concepto GNSS.
3.3 Trabajo en tiempo real con módulo RTK
En primer lugar, debe quedar claro que el trabajo en tiempo real no es un
método de posicionamiento por satélite, sino que es una forma de obtener los
resultados una vez procesadas las observaciones.
21
Fuente: Isaac Pérez Román, Escuela Universitaria Politécnica de Almadén, Sistemas de posicionamiento y navegación global mediante satélites.
41
En el argot actual de la Topografía Aplicada mediante posicionamiento por
satélite, se denomina equipo de trabajo con módulo RTK (Real TimeKinematic) a
aquel que incorpora un software completo en la unidad de control y un sistema de
transmisión de información que permite la obtención de resultados en tiempo real.
Los módulos RTK pueden procesar observables de código y de diferencia de fase,
y son aplicables a cualquier tipo de trabajo donde el posicionamiento por satélite
sea necesario.
Las fases del trabajo en tiempo real con módulo RTK son las siguientes:
• El equipo de trabajo mínimo son dos equipos de observación (receptor y
antena), dos radiomodems (transmisor y receptor) y un controlador en la unidad
móvil con un software de procesado de datos.
• En primer lugar, se estaciona el equipo de referencia (receptor, antena y
radiomodem transmisor), que va a permanecer fijo durante todo el proceso. El
radiomodem transmisor va a transmitir sus datos de observación por ondas de
radio al receptor incorporado en el equipo móvil, que a su vez almacenará en la
unidad de control.
• En segundo lugar, si el método escogido es el posicionamiento estático, el
controlador calculará la posición del móvil en tiempo real. Si el método elegido es
del tipo cinemático (stop & go o cinemático continuo), se debe proceder a la
inicialización, necesaria para poder efectuar estos modos de posicionamiento.
Tras efectuarse con éxito, se pueden determinar coordenadas de puntos en pocos
segundos. En ocasiones la inicialización es muy rápida y con una fiabilidad muy
alta, pero conviene comprobar las coordenadas obtenidas sobre un punto
conocido para verificar que la inicialización a sido correcta.
Es evidente que la obtención de resultados en tiempo real supone una gran
ventaja en todos los trabajos de índole topo-geodésicos, así como en todos los
campos donde esté presente el posicionamiento mediante satélites. Pero quizás,
42
la aplicación donde mayor beneficio representa es en la topografía y replanteo de
obras de ingeniería.
La precisión de la medición resultante es generalmente una función de la
capacidad electrónica del receptor para comparar exactamente las dos señales.
En general, los receptores tradicionales pueden alinear las señales con un
porcentaje de 1% de margen de error.
43
Capítulo 4 Sistema DrillNav Plus
4.1 Generalidades [11]
DrillNav Plus es un sistema de navegación para perforadoras de gran
diametro, que combina lo último de tecnologías RTK y GPS de alta presición, para
mejorar la precisión, eficiencia y seguridad de las operaciones.
Este sistema permite diseñar patrones de perforación en la oficina que
posteriormente pueden ser descargados directamente en la máquina perforadora
o el operador puede utilizar los patrones de diseño estándar a bordo de la
maquina.
Dentro de la cabina del equipo se despliega en pantalla un mapa que sigue el
movimiento de la perforadora, donde el operador tiene la posibilidad de visualizar
las coordenadas de cada barreno que ha de perforar así como la posición de los
perforados previamente (Ver Figura 4-1).
Las capacidades de este sistema de monitoreo en tiempo real permiten
también controlar a los operadores en la correcta ejecución de los parámetros de
perforación en todo tiempo, día y noche asegurando la calidad de la perforación y
así cumplir con el diseño establecido.
Figura 4-1: Panel de Navegación 22
22
Fuente: Sistema de HPGPS para perforadoras DrillNav, Jigsaw Technologies
44
Leica DrillNav además entrega registros, e informes sobre, indicadores claves
de rendimiento, incluyendo: actividades frente a las demoras; profundidad del
objetivo, tasas de penetración, total de metros/turno, número de pozos perforados,
etc.
4.2 Ahorro de costos [12]
• Mejores tronaduras producto de una mejor fragmentación.
• Actualizaciones en tiempo real de los parametros de perforación estableciendo
patrones para aumentar la productividad y seguridad.
• Detección y análisis oportuno de fallas operacionales.
• Abordar los objetivos para mantenerse en la cima de los KPI
• Corregir ángulo y orientación del tricono (Figura 4-2).
• Perforar en función de la elevación en lugar de la profundidad.
• Seguimiento de los consumibles.
• Los operadores pueden navegar y posicionarse en la malla sin necesidad de
un inspector ni de marcas topográficas.
Figura 4-2: Nivelación del mástil 23
23
Fuente: Sistema de HPGPS para perforadoras DrillNav, Jigsaw Technologies.
45
4.3 Mejoras en la seguridad de la operación [13]
• Menos personas se requieren dentro del área de los ejercicios operativos.
• Información en tiempo real para los operadores y personal de la oficina.
• Zonas Advertencia para el trabajo de los operadores dentro de las fronteras
virtuales establecidas como se observa en los relojes digitales de la Figura 4-3.
Figura 4-3: Relojes digitales de control operacional 24
4.4 Características técnicas [14]
• Comunicación de datos utilizando la red LAN inalámbrica existente en la mina
o telemetría de radio 900 Mhz.
• Compatible con diversos equipos de perforación.
• Pantalla tactil LCD a color ajustable para su configuración nocturna (Ver
Figura 4-4).
Figura 4-4: Pantalla táctil 25
24
Fuente: Sistema de HPGPS para perforadoras DrillNav, Jigsaw Technologies. 25
Fuente: Sistema de HPGPS para perforadoras DrillNav, Jigsaw Technologies.
46
4.5 Opciones para DrillNav Leica Plus [15]
• Alarma que impide a los perforadores pasar al siguiente pozo si el acero o el
tubo se encuentra todavía en el agujero.
• Índice de dureza para el perfil completo de barreno.
• Preestablecer profundidad de manera que la presión desplegable se quite una
vez que la profundidad deseada se ha alcanzado.
Figura 4-5: Profundímetro26
4.6 Componentes Principales [16]
Figura 4-6: Componentes DrillNav 27
26
Fuente: Sistema de HPGPS para perforadoras DrillNav, Jigsaw Technologies. 27
Fuente: Arquitectura del hardware y software jigsaw, Implementación sistema DrillNav MLP
47
• Sistema de control Leica (LCS): Receptor de datos de los sistemas de Radio y
GPS.
• Consola (Ingeniería/mantenedor/monitoreo-operador)
• Sistema de comunicación inalámbrica (LAN): Banda de transmisión de radio a
2.4 Ghz.
• Sistema de posicionamiento: Leica GNSS RTK (Global Navigation Satellite
System) con recepción de señal de sistemas GPS y GLONASS (Terralite –
Novatel).
• Receptores y sensores: GPS y antenas geodésicas.
4.7 Hardware en Equipos de Producción MLP [17]
En la Figura 4-7 se muestra un esquema de la configuración del hardware
instalado en las perforadoras de producción en Mina Los Pelambres.
Figura 4-7: Configuración hardware 28
28
Fuente: Arquitectura del hardware y software jigsaw, Implementación sistema DrillNav MLP
48
Capítulo 5 Linea base de la implementación del sistema
DrillNav
El presente capítulo da a conocer la situación inicial del escenario en el que se
desarrollará este estudio el cual contempla tanto los aspectos técnicos de la
implementación del DrillNav como las capacitaciones realizadas a los
profesionales involucrados con este sistema.
La primera etapa de la implementación del sistema DrillNav consistió en la
instalación de los principales componentes en las ocho perforadporas (PV-07, PV-
275, DMH-02, DMH-03, DMH-04, PV-06, DMM-02, DMM-03), los componentes
instalados son:
• Antenas GPS
• Antenas de comunicación
• Receptores GPS
• Hub (computador) a bordo
• Sensor de nivelación Torre
• Pantalla tactil
• Cableado de alimentación de energía
La instalación de estos componentes la realizó personal de Jiwsaw con
cooperación de técnicos e ingenieros de Tricomin.
La tabla 5-1 detalla el estado de implementación de cada uno de los
componentes instalados en las perforadoras de producción con feha 20 de
Octubre de 2010, posteriormente estos fueron fotografiados en terreno y se
pueden observar en las Figuras 6-1 a la 6-6.
49
PERFORADORAS
COMPONENTES
Antena GPS
Antena de
comunicación
Receptores
GPS Hub
Sensor de
nivelación
Pantalla
Tactil Cableado
PV-07 OK OK OK OK OK OK OK
PV-275 OK OK OK OK OK OK OK
DMH-02 OK OK OK OK OK OK OK
DMH-03 OK OK OK OK OK OK OK
DMH-04 OK OK OK OK OK OK OK
PV-06 OK OK OK OK OK OK OK
DMM-02 OK OK OK OK OK OK OK
DMM-03 OK OK OK OK OK OK OK
Tabla 5-1: Componentes instalados en las perforadoras de producción
Figura 5-1: Antena GPS y de comunicación ubicada en la cabina 29
29
Fuente: Informe de Avances Instalación Sistema DrillNav Plus, Servicios Mineros Tricomin S.A.
50
Figura 5-2: Antena GPS en la parte trasera de la perforadora 30
Figura 5-3: Equipos JIGSAW y Novariant junto con su cableado 31
Figura 5-4: Sensor de Inclinación PV-275 32
30
Fuente: Informe de Avances Instalación Sistema DrillNav Plus, Servicios Mineros Tricomin S.A. 31
Fuente: Informe de Avances Instalación Sistema DrillNav Plus, Servicios Mineros Tricomin S.A.
51
Figura 5-5: Pantalla táctil 33
Figura 5-6: Cableado bajo la plataforma 34
Luego de la instalación de los componentes se dio inicio a la capacitación de
los operadores, con el fin de que pudieran interactuar con el sistema DrillNav.
Los principales objetivos de esta capacitación fueron:
• Conocer el hardware a bordo de los equipos.
• Mostrar la interfaz gráfica del usuario – para Operadores.
• Permitir al usuario la interacción con el JSPanel (Pantalla).
32
Fuente: Informe de Avances Instalación Sistema DrillNav Plus, Servicios Mineros Tricomin S.A. 33
Fuente: Informe de Avances Instalación Sistema DrillNav Plus, Servicios Mineros Tricomin S.A. 34
Fuente: Informe de Avances Instalación Sistema DrillNav Plus, Servicios Mineros Tricomin S.A.
52
• Utilizar los módulos de ingreso y salida del sistema, cambios de estado,
ingreso de horómetro, consultar el menú de ayuda y enviar mensajes hacia el
despachador.
• Emplear los módulos de HPGPS que permitan al equipo navegar dentro de
una malla de perforación.
• Reconocer las mallas de perforación e identificar los pozos diseñados en ella.
• Ingresar parámetros de Aceros como control de inventario de los componentes
del equipo.
• Identificar los Índices Claves de Desempeño o KPI.
• Conocer el despliegue general de las mallas de perforación desde la sala de
control (despacho)
Esta capacitación fue impartida por personal de Jigsaw technology el segundo
semestre del 2010.
En la Table 5-2 se muestra un listado de los asistentes a esta capacitación
detallando empresa y turno, donde participaron Ingenieros, Técnicos y Operadores
tanto de MLP como de Tricomin.
Posterior a la capacitación de los Operadores y habiendo terminado la
configuración del software del sistema y componentes del equipo (profundímetro,
inclinómetros, receptores GPS, etc.) por parte de Jigsaw Technology, se procedió
a medir la disponibilidad de la Navegación de todas las perforadoras con
excepción de la DMH-04 la cual se encontraba en mantención, los resultados se
muestran en la Tabla 5-3.
53
Tabla 5-2: Listado de asistentes a capacitación DrillNav 35
35
Fuente: Informe de Avances Instalación Sistema DrillNav Plus, Servicios Mineros Tricomin S.A.
54
Equipo Disponibilidad Navegación Tiempo total receptores en
funcionamiento [días]
PF01 (DMM-3) 95.19% 7.1
PF03 (DMH-03) 88.75% 8.8
PF04 (DMH-04) - -
PF05 (DMH-05) 76.39% 6.9
PF06 (PV-06) 88.87% 7.3
PF07 (PV-07) 97.60% 7.7
PF08 (PV-275) 97.09% 6.6
PF09 (DMM-2) 86.70% 5.0
Tabla 5-3: Disponibilidad de navegación de las perforadoras
55
Capítulo 6 Evaluación de la implementación del Sistema
DrillNav
En el presente capítulo se darán a conocer los resultados obtenidos de cada
uno de los puntos estudiados para evaluar el estado de implementación del
sistema DrillNav en MLP los que nos permitirá establecer las posteriores
conclusiones.
Los puntos estudiados fueron los siguientes:
Análisis de la situación actual del sistema DrillNav
Estado de los sensores de monitoreo de la perforación
Evaluación del sistema de navegación GPS (cobertura y precisión)
Identificación de las malas prácticas operativas del sistema
6.1 Análisis de la situación actual del sistema DrillNav
La reciente implementación del sistema DrillNav en MLP, sumado a la
resistencia al cambio por parte de algunos Operadores y el fracaso de sistemas
similares anteriormente implementados, fueron generando dudas por parte de
Minera Los Pelambres creando una sensación de desconfianza con respecto a la
confiabilidad de los datos entregados por este sistema y la calidad de la
perforación.
El esquema mostrado en la Figura 6-1 se construyó en base a los
antecedentes recopilados de la puesta en marcha del sistema DriilNav en MLP y el
testimonio de operadores e ingenieros, lo que nos permitió identificar las
principales variables que estarían afectando el correcto funcionamiento del
sistema y junto a estas los instrumentos con los que se pretenden abordar para
alcanzar las metas esperadas.
56
Figura 6-1: Evaluación del sistema DrillNav 36
6.2 Estado de los sensores de monitoreo de la perforación
Mantener los sistemas monitoreo operacional en buen estado, es fundamental
para la operación y además para asegurar la confiabilidad de los datos
registrados por el sistema DrillNav. Es por esta razón que se llevaron a cabo
distintas campañas de adquisición de datos, estas contemplaron:
Chequeo de Sensores de monitoreo
Calibración del profundímetro
Revisión de Base de Datos
36
Fuente: Elaboración propia
57
1° Campaña “Chequeo deSensores de monitoreo”, Mayo de 2011
Esta contempló una revisión en terreno de los relojes análogos y digitales
indicadores de presiones y RPM (Ver Figura 6-2). En esta se chequeó su correcto
funcionamiento y rangos de medición, con el fin de observar deficiencias y
encontrar oportunidades de mejora.
Figura 6-2: Sensores digitales 37
Los resultados obtenidos de esta revisión para el caso del chequeo de los
relojes se clasificaron en “BUENO” si este se encontraba en perfectas condiciones
y “MALO” si tenía algún desperfecto o requería de mantención, Tabla 6-1.
Sensores Equipo Sistema DrillNav
Presión de Pulldown (PSI) BUENO BUENO
Presión de Aire (PSI) MALO MALO
Presión de Rotación (PSI) BUENO BUENO
Rotación (RPM) MALO NO EXISTE
Tabla 6-1: Chequeo de sensores de monitoreo en terreno
37
Fuente: Elaboración propia
58
Sensores Equipo Sistema DrillNav
Presión de Pulldown (PSI) 0 - 7500 0 - 3600
Presión de Aire (PSI) 0 - 160 0 - 50
Presión de Rotación (PSI) 0 - 7500 0 - 5200
Rotación (RPM) 0 - 250 NO EXISTE
Tabla 6-2: Rangos de medición de sensores de monitoreo
2° Campaña “Calibración del Profundímetro”, Mayo de 2011
Esta campaña consistió en verificar en terreno la precisión del profundímetro
de la perforadora con el fin de evaluar la existencia de diferencias entre la indicada
por el sensor y la real perforada.
Para esto se realizó el seguimiento a una perforadora (PF-07) entre el 23 – 31
de Mayo, donde se comparó la profundidad objetiva lograda de 8 pozos registrado
con el sensor de profundidad (Ver Figura 6-3), versus la profundidad de estos
mismos medidos con una huincha inmediatamente después de la perforación
tomando las precauciones necesarias para obtener una comparación lo mas
precisa posible antes de que el pozo sea intervenido por factores externos.
Figura 6-3: Mensaje que indica profundidad objetivo lograda 38
38
Fuente: Elaboración propia
59
La Figura 6-4 muestra las Diferencias halladas entre el largo real perforado
versus el indicado por el sensor de profundidad
Figura 6-4: Diferencias largo real perforado versus lectura del sensor
El profundímetro muestra una descalibración evidente presentando un error
que va incrementando en cada perforación.
3° Campaña “Revisión de Base de datos”, Junio de 2011
Se realizó un trabajo de oficina donde se revisó la información de la base de
datos recogida por el sistema DrillNav durante el mes de Abril de 2011 la cual
entrega el registro de los sensores de monitoreo durante todo el proceso de
perforación, con el fin de verificar que se esté registrando la información de
manera correcta.
Se clasificó como “BUENO” si este se encontraba en perfectas condiciones
registrando la información del sensor cada 25 cm de perforación y “MALO” si tenía
algún desperfecto, Tabla 6-3.
60
Sensores Base de Datos
Presión de Pulldown (PSI) BUENO
Presion de Aire (PSI) BUENO
Presion de Rotacion (PSI) BUENO
Rotacion (RPM) MALO
Tabla 6-3: Chequeo de sensores de monitoreo base de datos DrillNav
6.3 Evaluación del sistema de navegación GPS (cobertura y precisión)
La cobertura GPS en toda la mina es fundamental para el correcto
funcionamiento del sistema DrillNav ya que de esta depende la continuidad de la
navegación de los equipos y la precisión en el posicionamiento del tricono sobre
las coordenadas de la malla de perforación.
Para la evaluación de este punto se realizaron distintas campañas de
adquisición de datos tanto en terreno como en gabinete, para poder evaluar el
sistema GPS en su totalidad, estas contemplan los siguientes estudios:
Calidad de la Señal GPS
Cobertura de satélites terrestres en la mina
Precisión de la perforación
1° Campaña “Calidad de la señal GPS”, Junio 2011
Se extrajo de la base de datos del sistema DrillNav el registros de la calidad
GPS del sistema durante la perforación de 967 pozos realizados en el mes de
Junio por seis perforadoras de producción, donde “Q168” representa una
perforación con baja calidad de señal GPS hasta el “Q172” que representa señal
GPS de alta calidad, en las tablas siguientes se puede observar la calidad GPS
por equipo (Tabla 6-4) y total de la flota (Tabla 6-5).
61
Equipo
Pozos
perforados Q 168 Q 169 Q 170 Q 171 Q 172
PF01 77 1% 4% 0% 8% 87%
PF03 139 9% 1% 0% 15% 76%
PF05 247 6% 3% 0% 13% 78%
PF06 240 8% 3% 0% 21% 68%
PF07 133 0% 0% 0% 6% 94%
PF08 123 0% 1% 0% 5% 94%
Tabla 6-4: Registro de calidad GPS por equipo
Lugar de trabajo de los equipos:
PF01: Resto Mina
PF03: Fondo Mina
PF05: Fondo Mina
PF06: Fondo Mina
PF07: Resto Mina
PF08: Resto Mina
Existe una evidente relación entre la calidad de la señal de los equipos con el
lugar de trabajo, donde se puede observar que las perforadoras que operaron en
el fondo mina poseen una señal GPS mas débil que las que trabajaron en el resto
de la mina.
CalidadPozos
perforados%
Q 168 46 5%
Q 169 20 2%
Q 170 0 0%
Q 171 126 13%
Q 172 775 80%
TOTAL 967 100%
Tabla 6-5: Registro de calidad GPS total flota
El 80% de los pozos fue perforado con la más alta calidad de señal GPS.
62
2° Campaña “Cobertura de satélites terrestres en la mina”
Para analizar la cobertura GPS en la Mina se procedió a visitar los equipos de
perforación durante la operación en distintas circunstancias, días y horarios para
chequear en terreno la cobertura existente y consultar a los operadores las
dificultades que han tenido. Por otro lado se estudió la información concerniente a
la constelación de satélites terrestres instalados en la mina, para evaluar su
situación.
El resultado de estas observaciones y recogiendo también el testimonio de los
operadores, nos indica que existen problemas de cobertura GPS en ciertos
horarios del día los que se acentúan en el fondo mina y cuando el equipo se
encuentra muy próximo a la cara del banco, y esto se debería principalmente a la
poca visibilidad de los satélites en orbita.
Minera Los Pelambres cuenta con una constelación de seis satélites terrestres
XPS Terralite distribuidos en el rajo, los cuales se comunican con los distintos
equipos de la mina para brindar apoyo en la cobertura GPS.
Figura 6-5: Ubicación de satélites terrestres en el rajo de MLP 39
39
Fuente: Informe de Trimble
63
La revisión de los antecedentes relativo a la constelación de los XPS, indicó
que en Enero de 2011, la empresa Trimble en el marco de evaluar la constelación
de sus satélites XPS Terralite en el rajo MLP, señala que existe una cantidad
variable de Terralites visibles en el fondo mina (2 ó mas), debido a la profundidad
que hoy presenta el rajo, donde se recomienda un cambio en la constelación para
mejorar cobertura, esto quiere decir, evaluar la posibilidad de instalación de mas
satélites terrestres y/o la redistribución de la posición y orientación de estos.
Lo cual explica los resultados de la calidad de señal GPS en el fondo mina
expuestos en el punto anterior.
3° Campaña “Precisión de la perforación”
Para poder evaluar la precisión en el posicionamiento del tricono sobre la
malla de perforación navegando con el sistema DrillNav, se procedió a comparar
la desviaciones existentes entre las coordenadas de los pozos perforados con
navegación DrillNav versus las coordenadas de diseño de la malla de perforación
(Figura 6-6), esta última información nos fue proporcionado por la empresa Enaex
encargada de la tronadura en MLP.
Figura 6-6: Banco 3155-Malla 08-Fase 6 40
40
Fuente: Sistema DrillNAv Plus
64
Para este estudio se consideraron 72 pozos de la malla 8, banco 3155, fase 6.
Los resultados obtenidos se pueden a preciar en la Figura 6-7 y Tabla 6-6.
Figura 6-7: Desviación de la posición del tricono respecto al diseño de la
malla de perforación
El 89% de los pozos perforados se encuentra dentro de un radio de 25 cm
entorno a la perforación planificada, la Figura 6-8 muestra un tricono posicionado
con el sistema DrillNav sobre su marca de diseño marcada por topografía.
Figura 6-8: Tricono posicionado con sistema DrillNav 41
41
Fuente: Elaboración propia
65
La tabla 6-6 muestra el resumen estadístico de las desviaciones observadas.
DrillNav (m)
Media 0,12
Mediana 0,07
Desviación estándar 0,14
Mínimo 0,00
Máximo 0,74
Total muestra 72
Tabla 6-6: Resumen estadístico de desviaciones del tricono
El error promedio (12 cm) supera a la mediana (7 cm), debido a datos
extremos obtenidos en perforaciones con baja calidad de señal GPS lo que afecta
en la precisión de la perforación.
6.4 Identificación de las malas prácticas operativas del sistema
La identificación de las malas prácticas en el manejo del sistema por parte de
los operadores es fundamental para el correcto funcionamiento y confiabilidad del
sistema, por esta razón, se realizó un seguimiento a de las actividades básicas
que debe realizar el operador en el sistema DrillNav, con el fin de evaluar cuales
son las mayores dificultades y errores que comete el operador al interactuar con el
sistema y con esta información re instruir al operador con futuras capacitaciones
focalizadas en estas debilidades puntuales.
Los puntos que se evaluaron fueron dos:
Ingreso de actividades de perforación
Cambio de estados del equipo
66
a) Ingreso de actividades de perforación
Corresponden a las actividades rutinarias que el operador ejecuta en una
perforadora multipass al momento de perforar.
Las actividades contempladas son las siguientes:
i. Nivelación del equipo
ii. Bajar broca piso
iii. Inicio de pozo
iv. Agregar acero
v. Finalizar pozo
vi. Verificar metraje
vii. Ingresar material
viii. Ingresar comentario
Para poder conocer como los operadores están ingresando al sistema DrillNav
las actividades de perforación, se realizó una campaña de supervisión en terreno
donde se acompañó al operador durante la operación para así poder observar que
pasos realizaba de manera incorrecta.
Esta campaña se llevo a cabo entre el 4 y 10 de Julio donde se supervisó a
operadores de los distintos turnos tanto de día como de noche para tener una
visión mas amplia de como operan el sistema, Tabla 6-7.
Actividad 4 5 6 7 8 9 10 11
Supervisar el ingreso de las actividades de peroforacion en el
sistema DrillNav
Grupo
JULIO
1 y 23 y 4
Resultados:
-
-
Tabla 6-7: Calendario de actividades
DMM3 DIA
DMM3 NOCHE
OTROS EQUIPOS
Área de trabajo
67
La evaluación de esta supervisión arrojó resultados positivos en general ya
que se observó en los operadores un buen manejo del sistema para ingresar las
actividades de perforación de manera correcta y oportuna, sin embargo se detectó
la necesidad de reforzar dos de las ocho actividades evaluadas las cuales
presentaron dudas por parte de algunos operadores, estas fueron “Nivelación” y
“Ingreso de comentario”
Nivelación: El principal problema que se presenta en esta actividad es que en
algunas ocasiones el operador la ingresa después de haber sido nivelada la
perforadora, y el procedimiento correcto es hacerlo antes de bajar los gatos y
nivelar la perforadora, ya que el sistema DrillNav al momento de ingresar esta
actividad registra automáticamente la cota del piso de perforación en base a la
posición de las antenas receptoras y las dimensiones del equipo. Si erramos en
esto e ingresamos esta actividad después de haber nivelado la perforadora, el
sistema asume que el piso de perforación se encuentra en una cota mayor
repercutiendo finalmente en el target (profundidad esperada) del pozo.
Ingreso de comentario: En este punto se generaron las mayores dudas por
parte de los operadores, al no saber con certeza que tipo de comentario se debe
ingresar y en que situaciones.
En este ítem se esperaba que los operadores ingresaran comentarios breves
para el caso de perforaciones en situaciones poco habituales o condiciones
inusuales.
Comentarios claves esperados que no fueron ingresados por el Operador:
Borde (Para perforaciones en borde del banco)
Sin profundímetro (Al operar con el profundímetro defectuoso)
Agua (En presencia de agua en el pozo)
Relleno (Para perforaciones en pisos constituido por rellenos de material)
68
Pozo extra (Al perforar un nuevo pozo que no registra en el sistema DrillNav)
La Tabla 6-8 muestra una resumen de las actividades evaluadas, valoradas
como “BUENA” aquellas que los operadores realizan de manera correcta y
“MEJORA” aquellas actividades que si bien no todos los operadores la realizan de
manera incorrecta existe una oportunidad de mejora en estas para considerar en
futuras capacitaciones.
Actividad Resultado
Nivelación MEJORA
Bajar broca piso BUENA
Inicio de pozo BUENA
Agregar barra BUENA
Finalizar pozo BUENA
Verificar metraje BUENA
Ingresar material BUENA
Ingresar comentario MEJORA
Tabla 6-8: Evaluación de actividades de la perforación
B) Cambio de estados del equipo
El correcto y oportuno ingreso de los cambios de estados es fundamental para
evaluar tanto al Operador como al Equipo de perforación con los distintos índices
claves de desempeño (KPI), por esta razón se realizó un seguimiento y posterior
comparación de los Reportes ingresados por el Operador en el sistema DrillNav
versus el reporte manual escrito por el Operador.
69
Los resultados de un análisis a nivel general comparativo entre el reporte
escrito de forma manual por el operador y el reporte ingresado al sistema DrillNav
realizado en Junio de 2011, muestran diferencias lo cual genera dudas en cuanto
al ingreso correcto y oportuno de los cambios de estados en el sistema.
Se califico como “Malo (M)” aquellos reportes que no coinciden tanto en las
actividades realizadas como en los tiempos de ingreso de estas, y como “Bueno
(B)” aquellos donde el reporte del sistema DrillNav si coincide con el escrito de
forma manual por el operador, lo que indica que fue ingresado de manera correcta
y oportuna, convirtiéndose en un reporte confiable para el sistema.
Se evaluó un total de 56 reportes realizados por 21 operadores entre el 9 y 14
de Junio.
Figura 6-9: Evaluacion de reportes ingresados al DrillNav por el Operador
El 55% de los reportes evaluados registrados en el sistema DrillNav no
coinciden completamente con los reportes manuales escrito por los operadores, la
Tabla 6-9 muestra el detalle de los reportes evaluados.
70
OPERADOR 9 10 11 12 13 14 TOTAL BUENOS MALOS
A. FUENTES 0 0 0
A. VEGA M M M M M 5 0 5
C. CRUZ M M M M B 5 1 4
R. PINO B M B B B 5 4 1
C. CASTILLO B B M 3 2 1
R. MORENO B B B B B 5 5 0
M. PINTO B B B M B 5 4 1
L. ROJAS B B 2 2 0
H. CASTILLO B B M B B M 6 4 2
H. BONG M M 2 0 2
A. PEREZ B B M M 4 2 2
J. ROJAS M 1 0 1
C. CONTRERAS B 1 1 0
P. ARANCIBIA M 1 0 1
E. SANHUESA M 1 0 1
A. ZUÑIGA M 1 0 1
A. PINTO M 1 0 1
J. CABELLO M 1 0 1
E. FERRERA M 1 0 1
R. TAPIA M M M M M 5 0 5
J. ALCAINO M 1 0 1
56 45% 55%
Tabla 6-9: Evaluación de reportes ingresados por el operador
71
Capítulo 7 Conclusiones y Recomendaciones
7.1 Conclusiones
Este trabajo nos permite concluir que la implementación integral de un sistema
tecnológico como el DrillNav sólo se puede lograr con el completo control de cada
una de las variables que lo componen tanto directa como indirectamente.
En base a los distintos estudios realizados en este trabajo y los antecedentes
recopilados, en términos generales podemos inferir que el sistema DrillNav
instalado en las perforadoras de producción de MLP pese a que se encuentra en
ejecución y en una etapa de avanzada implementación, manifiesta algunas
debilidades en cuanto a la mantención de los sensores de monitoreo, la
navegación GPS de las perforadoras y la capacitación de los operadores. La
identificación de estas nos ha permitido establecer recomendaciones que nos
ayudarán a fortalecer la puesta en marcha del sistema y así poder obtener los
resultados esperados tanto por Tricomin como por compañía Minera Los
Pelambres
Respecto al estado de los sensores de monitoreo de la perforación, la revisión
reveló que existen problemas con la mantención de estos, principalmente en los
sensores análogos de presión de aire y RPM los que representan el 50% de estos
y en para el caso de los sensores digitales del sistema DrillNav los problemas se
evidenciaron en el sensor de RPM que representa el 25% de estos, por otro lado,
mediante mediciones en terreno se observó que el profundímetro presenta
descalibraciones las que pueden alcanzar 1 mt de diferencia con la profundidad
real perforada, esto pasa principalmente porque no existen planes de mantención
preventiva para estos sensores los cuales son fundamentales para la evacuación
del detritus en el caso de la presión de aire, definir la correcta velocidad de
rotación (RPM) que se requiere en cada tipo de terreno y lograr con precisión la
profundidad esperada del pozo.
72
Del estudio y evaluación del sistema de navegación GPS que contempló tanto
la cobertura como la precisión, se puede concluir que el sistema DrillNav posee
una alta precisión para posicionar el tricono sobre la malla de perforación
diseñada, ya que de una muestra de 72 pozos observados, se obtuvo un error
promedio de 12 cm de desviación respecto a la posición esperada, lo que es muy
bueno si consideramos un límite admisible de desviación de 50 cm, no obstante,
esta precisión está determinada por la calidad de la señal GPS que a su vez
depende de la cantidad de satélites visibles al momento que el equipo debe
posicionarse sobre el pozo a perforar, donde es necesario recibir la señal de un
mínimo de cuatro satélites para determinar con precisión la posición espacial de la
perforadora y cuantos mas satélites sean detectados, mayor precisión ofrecerá el
sistema.
La cobertura satelital es quizá uno de los puntos mas críticos ya que la
información recogida en este estudio demuestra que en ciertos sectores de la
mina, principalmente al fondo del rajo, existe una cobertura satelital deficiente lo
que afecta la calidad de la señal y a su vez puede repercutir en la precisión de la
perforación y en ciertos casos dejar al operador sin navegación para perforar
retrasando la continuidad de la operación.
La identificación de las malas prácticas operativas constatadas tanto en
terreno como remotamente con los reportes entregados por el sistema DrillNav,
reveló que pese a las capacitaciones realizadas, aún persisten errores y dudas en
el operador con respecto al correcto procedimiento de nivelación de la perforadora
para el cálculo de cota, el ingreso de comentarios claves ante situaciones
inusuales que perjudique la operación y el ingreso oportuno de los cambios de
estados de la perforadora los cuales son de gran importancia para la compañía
para el cálculo estadístico de los KPI (Indicadores claves de desempeño).
73
7.2 Recomendaciones
A continuación se entregan algunas recomendaciones como ideas de mejora para
contribuir con la correcta implementación del sistema DrillNav en MLP.
1) Respecto a los sensores de monitoreo
Para corregir las debilidades halladas en este estudio, se recomienda
establecer mantenciones periódicas a estos sensores de manera de asegurar la
precisión en la lectura de estos, y en el caso particular del profundímetro se
recomienda que el operador realice diariamente al comienzo de su turno un
chequeo de este, y frente a un profundímetro descalibrado, proceda a realizar un
sencillo procedimiento de calibración en el que será instruido. Si el operador
observa que la descalibración persiste en el tiempo deberá informar a los técnicos
de Tricomin para una revisión mas profunda del encoder.
2) Respecto al sistema de navegación GPS
Se recomienda estudiar la actual constelación de satélites terrestres Terralite
XPS de Trimble para identificar de manera mas precisa los sectores del rajo sin
cobertura y así modificar la constelación variando la orientación y/o posición de
estos satélites ajustándose a la nueva topografía que presenta la mina en la
actualidad.
3) Respecto a las malas prácticas operativas
Debido a que el sistema DrillNav no es completamente autónomo y necesita
ser comandado por el operador la confianza que se pueda depositar en este
sistema depende directamente de la confianza que se tenga en el profesionalismo
de los operadores, es por esto que se hace enormemente necesario una
capacitación focalizada en las dudas de los operadores evidenciadas en este
estudio, que permita finalmente contar con operadores altamente calificados en el
74
manejo del DrillNav y así poder asegurar la calidad de la información recogida por
el sistema y junto con esto la confiabilidad del mismo.
75
Capítulo 8 Bibliografía
[1] y [2], H, A., 1981. Geología del yacimiento Los Pelambres y
distribución de la mineralización en el perfil N-6,490,300,
Región de Coquimbo. Santiago: Universidad de Chile.
[3] y [4] Eduardo, C. S. M., 2009. Caracterización estructural y
geotecnia de los niveles superiores de mina este de
yacimiento Los Pelambres. Santiago: Universidad de
Chile.
[5] S.A., S. M. T., s.f. Configuración Sarta de Perforación para
equipos en Minera Los Pelambres, Santiago: s.n.
[6] Codelco,
https://www.codelcoeduca.cl/proceso/extraccion.asp.
[En línea].
[7] Jimemo, L., 1994. Manual de perforación y voladura de
rocas, España: Instituto Tecnológico Geominero de
España.
[8] Internacional, O. d. a. c., 2005. Manual sobre el Sistema
Mundial de Navegación por Satélites (GNSS), s.l.: OACI.
[9] y [10] Isaac, P. R., s.f. Sistema de posicionamiento y navegación
global mediante satélites, Almadén: Escuela Universitaria
Politécnica de Almadén.
[11], [12] y [13] Geosystem, L., s.f. Brochure Leica DrillNav, s.l.: s.n.
76
[14], [15] y [16] S.A., S. M. T., s.f. Proyecto de perforación integral MLP,
Santiago: s.n.
[17] S.A., S. M. T., s.f. Arquitectura de Hardware y Software
Jigsaw, Santiago: s.n.
.
77
ANEXOS
