PLANIFICACIÓN MINERA CON
SISTEMAS DE ACARREO
AUTÓNOMOS
Edgar Peña Valenzuela
Southern Copper Corporation
Southern Perú
Mina Cuajone
1
1. Objetivos
2. Introducción
3. Fundamentos
4. Análisis comparativo
5. Impactos
6. Conclusiones y Recomendaciones
AGENDA
2
1. OBJETIVOS
3
General:
Incorporar Tecnología autónoma para asegurar la sostenibilidad del plan estratégico de mina
Específicos:
1. Lograr cero accidentes incapacitantes
2. Asegurar el cumplimiento del plan de desbroce de las fases de minado
3. Incrementar la productividad del sistema de acarreo
4. Reducir los costos operativos totales
1. OBJETIVOS
4
2. INTRODUCCIÓN
5
6
Mina Cuajone
2. INTRODUCCIÓN
Ubicación
Distrito de Torata,
provincia Mariscal
Nieto (Moquegua)
Productos
Concentrado de cobre
y molibdeno
Inicio de producción
25 noviembre 1976
(42 años)
Operación minera
Tajo abierto con
bancos de 15 m
Capacidades
Mina (M+D): 420 ktpd
Planta (M): 87.0 ktpd
7
Evolución tecnológica del acarreo de material
2. INTRODUCCIÓN
1970Carg. pala/vagón.Volq: 23t, 32t, 45t
1976Inicia operación
de volq: 91t, 101t
1993Inicio de
modernización
1995Inicia operación KOM 830E: 218t
1998Implementación de tecnología
GPS
1999Inicia operación CAT 793C: 213t
2003Inicia operación KOM 930E: 290t
2007Instalación del
sistema JMineOps
2011Inicia operación CAT 797F: 363t
2017Inicia operación KOM 980E: 366t
2018Puesta en marcha del
PMTC
2019Implementación
de red LTE8
3. FUNDAMENTACIÓN
Fuente: Komatsu (2019)
9
3. FUNDAMENTACIÓN
HIB
Equipos de acarreo que trabajan
con o sin operador
AUT
Equipos de acarreo que trabajan
sin operador, son gestionados
remotamente desde una central
TRI
Equipos de acarreo operados por
personas capacitadas y
certificadas
10
Características del sistema autónomo
3. FUNDAMENTACIÓN
1. Incrementa la seguridad,
menor exposición de
personas
2. Mayor utilización de la flota,
reducción de demoras y
paralizaciones.
3. Reduce la variabilidad
operativa del acarreo,
operación continua.
Fuente: Caterpillar (2019)11
Requerimientos
3. FUNDAMENTACIÓN
Red de comunicación
robusta
Sala de control para
flota AUT
Área operativa exclusiva para
flota AUT
Excelente estado de
vías de acarreo
Alta disponibilidad de flota AUT
12
Avance tecnológico del sistema autónomo
3. FUNDAMENTACIÓN
RadomiroTomic – Chile
(2005)
Inicio de pruebas con volquete autónomo de
Komatsu (KOM)
Gabriela Mistral – Chile (2008)
KOM inicia la operación
implementando volquetes
autónomos a escala comercial
West Angelas– Australia
(2008)
KOM inicia la implementación y operación de
volquetes autónomos
Yandicoogina –Australia (2012)
KOM inicia la implementación y
operación de volquetes
autónomos
Solomon Hub– Australia
(2013)
CAT inicia la implementación y operación de
volquetes autónomos
Jimblebar –Australia (2013)
CAT inicia pruebas para
implementación y operación de
volquetes autónomos
Meandu –Australia
(2013)
HITACHI inicia las pruebas para
implementar volquetes
autónomos
Suncor –Canadá (2015)
KOM inicia la pruebas para
implementación y operación de
volquetes autónomos
13
Cuajone – Perú Evaluación
de
Factibilidad
Experiencia de éxito
3. FUNDAMENTACIÓN
Gabriela Mistral – Grupo Codelco (Antofagasta, Chile)
Es la primera operación del mundo que utiliza el total de su flota de
acarreo en modalidad autónoma, operando desde el 2009.
Para el servicio de abastecimiento de combustible y traslado a
talleres usan operadores.
Sus principales resultados por operar con flota autónoma son:
Accidentes
relacionados
0
Costo de
operación
-5%vs flota tripulada
Utilización
+4%a la fecha 90%
Rendimiento de
neumáticos
9,000 hRécord: 14,000 h
Factor de carga
+5%Carga por viaje: 304t
Fuente: Visita técnica a Gabriela Mistral (2017)
4. ANÁLISIS COMPARATIVO
15
Pirámide
estratégica
4. ANÁLISIS COMPARATIVO
Plan de
Producción
Seguridad
Productividad
Costo operativo
Total
16
Seguridad
4. ANÁLISIS COMPARATIVO
Antecedente:
96 accidentes relacionados con volquetes en mina Cuajone (2010 – marzo 2019)
17
Seguridad
4. ANÁLISIS COMPARATIVO
Antecedente:
Con un sistema autónomo, se habrían evitado 75 eventos (actos sub-estándares) 18
1.4
0.3
1.1
-
0.4
0.8
1.2
1.6
Cuajone ¿Evitable con Autónomos?
Co
sto
(MU
S$)
Costos de reparación de accidentes con volquetes
Sí
No
Seguridad
4. ANÁLISIS COMPARATIVO
Dispositivos y sistemas a implementar:
Sistemas no invasivos; inversión promedio por equipo: US$ 60,000
Sistema anticolisiónSistema antifatigaParachoque articulado
19
4. ANÁLISIS COMPARATIVO
Antecedente:
Reservas internas al 31 de diciembre de 2018
Reservas Fase 08 Fase 09 Fase 10 Fase 11 TOTAL
Material total (Mt) 1,041 1,377 1,163 2,231 6,395
Desmonte total (Mt) 757 1,000 729 1,918 4,638
Desmonte minable
con flota AUT (Mt)253 267 170 891 1,581
20
Plan de producción
Plan de producción
4. ANÁLISIS COMPARATIVO
Fases factibles de implementación de flota de acarreo autónoma
DEPÓSITO
TORATA OESTE
DEPÓSITO
COCOTEA OESTE
DEPÓSITO
CUAJONE OESTE
PMTC
Talleres de
mantenimiento
Fase 10
Fase 08
Fase 09
Fase 11
Fase 06
Fase 07
Fase 05Fase 08
Fase 06 Fase 07
Fase 09
HACIA DEPÓSITO
TORATA OESTE
HACIA DEPÓSITO
CUAJONE ESTE
HACIA DEPÓSITO
COCOTEA OESTE
21
Plan de producción
4. ANÁLISIS COMPARATIVO
Perfil requerido de flota tripulada vs flota autónoma, plan de desbroce 15 años
16 16
11 1214 14
10 10
6
9
12
15
18
Añ
o 1
Añ
o 2
Añ
o 3
Añ
o 4
Añ
o 5
Añ
o 6
Añ
o 7
Añ
o 8
Añ
o 9
Añ
o 1
0
Añ
o 1
1
Añ
o 1
2
Añ
o 1
3
Añ
o 1
4
Añ
o 1
5
Nú
mero
de v
olq
uete
s
Flota tripulada Flota autónoma
Productividad
4. ANÁLISIS COMPARATIVO
Antecedente:
Demoras y paralizaciones
Llegada de
operadores al cambio
de guardia
Paralización por
huelgas
Traslado de
operadores a
volquetes asignados
Demoras por servicio
higiénico
Demoras por
condiciones
climáticas
23
Productividad
4. ANÁLISIS COMPARATIVO
Demoras intrínsecas por sistema de acarreo
90
75
135 5
Flota TripuladaDemora por … (min)
Cambio de guardia
Rancho
Falta de operador
Servicio higiénico
Relevo
24
21
10
53
Flota Autónoma Demora por … (min)
Área cerrada
Excepción AUT
Condicion de ruta
Bloqueado por camion
Ruta supervisor
3.13 horas/día 1.05 horas/día
24
0
1,000
2,000
3,000
4,000
12
AM
1 A
M
2 A
M
3 A
M
3:4
5 A
M
4 A
M
5 A
M
6 A
M
7 A
M
7:5
0 A
M
8 A
M
9 A
M
10
AM
11
AM
12
PM
1 P
M
1:3
0 P
M
2 P
M
3 P
M
4 P
M
5 P
M
6 P
M
7 P
M
7:5
0 P
M
8 P
M
9 P
M
10
PM
11
PM
To
nela
je (
t)
Tonelaje Movido Promedio
Productividad
4. ANÁLISIS COMPARATIVO
Perfil de producción horaria con volquetes tripulados de 400TC
2,100 tph
0
1,000
2,000
3,000
4,000
12
AM
1 A
M
2 A
M
3 A
M
3:4
5 A
M
4 A
M
5 A
M
6 A
M
7 A
M
7:5
0 A
M
8 A
M
9 A
M
10
AM
11
AM
12
PM
1 P
M
1:3
0 P
M
2 P
M
3 P
M
4 P
M
5 P
M
6 P
M
7 P
M
7:5
0 P
M
8 P
M
9 P
M
10
PM
11
PM
To
nela
je (
t)
Tonelaje Movido Promedio
Productividad
4. ANÁLISIS COMPARATIVO
Perfil de producción horaria con volquetes autónomos de 400TC
2,400 tph
Costo operativo total
4. ANÁLISIS COMPARATIVO
a) Costo de capital (CAPEX)
Ítem DescripciónInversión
000 US$
Volquetes
autónomos
Volquete autónomo de fábrica 5,536
Volquete no autónomo + kit para volquete 6,061
Licenciamiento de autónomos por volquete 110
Equipos que
ingresan al
sistema AUT
Kit para palas 111
Kit para equipos auxiliaries 107
Kit para equipos livianos 80
Infraestructura Implementación de central de control AUT 4,857
Entrenamiento Entrenar a personal de mina 375
27
Costo operativo total
4. ANÁLISIS COMPARATIVO
b) Costo de operación (OPEX)
Ítem Valor
Sistema gestión de flota (US$/año) 150,000
Costo neumático 59/80R63 (US$) 38,846
Costo de combustible (US$/gal) 2.76
Costo de lubricante (US$/h) 4.22
Operadores por volquete (#) 3.50
c) Controles operativos
Ítem TRI AUT ∆
Disponibilidad (%) 91 92 +1%
Utilización efectiva (%) 73 86.3 +18%
Tiempo de carguío (min) 2.20 2.09 -5%
Tiempo de retroceso (min) 0.55 0.66 +20%
Carga útil (t) 363.0 366.6 +1%
Duración de neumáticos (h) 5,600 8,960 +60%
Consumo combustible (l/h) 190.0 180.5 -5%
28
Costo operativo total
4. ANÁLISIS COMPARATIVO
Resultados:
Ítem AUT TRI Variac.
Costo operativo unitario (US$/t) 0.835 0.892 +6.8%
Costo total (MUS$) 703 735 +4.6%
Ahorro actual neto de 18 MUS$29
5. IMPACTOS
30
Modelo de gestión
5. IMPACTOS
a) Operación con flota tripulada:
Operación tripulada
Jefe de
operaciones
Operador
de pala
Operador
de volq.
Jefe general de
operaciones
Control
despacho
Superintendente
de operaciones
Operación tripulada
Jefe de
operaciones
Operador
de pala
Operador
de volq.
Jefe general de
operaciones
Control
despacho
Superintendente
de operaciones
Operadores
de pala
Operador auxi-
liar de volquet.
Operación autónoma
Administrador
de contrato
Asesor preven-
ción de riesgos
Controlador
central AUT
Supervisor
de soporte
Operador
comando
Ing. operación
AUT
Ing. soporte
MARC AUT
b) Operación con flota tripulada y autónoma:
31
Infraestructura de red
5. IMPACTOS
Redundancia
La comunicación es
requerida en tiempo
real, sin retrasos ni
interferencias
Desempeño
Depende en gran
magnitud de la
calidad del diseño y
su mantenimiento
Agilidad
Diseñada no solo
para suplir las
necesidades de este
año; sino, en un
horizonte de largo
plazo
Escalabilidad
Ancho de banda
capaz de adicionar
nuevos equipos,
nuevos sistemas y
nuevas tecnologías
Rendimiento
Capacidad de
soportar incrementos
drásticos de tamaño
de información
transmitida
Responsabilidad social
5. IMPACTOS
El requerimiento de profesionales para una operación minera con sistemas de acarreo
autónomo se verá incrementado, en aquellas carreras emergentes como mecatrónica,
electrónica, sistemas, confiabilidad y aquellas que surgieron en estos últimos años:
ciberseguridad, big data, cloud computing, simulación, etc., los roles requieren de diferentes
competencias, conocimientos y habilidades en ciencias, matemáticas y aptitudes usando
tecnología de la información (McNab, et al. 2013).
33
Responsabilidad social
5. IMPACTOS
INGENIERÍA
AUT
ELECTRÓNICA
MECATRÓNICA
BIG
DATA
DISEÑO
CAD
REDES
CONFIABILIDAD
SISTEM
AS
MECÁNICA
CLO
UD
CO
MP
U-
TIN
G
PR
OG
RA
MA
CIÓ
N
CIBER
SEGURIDAD
SIMULACIÓN
MECÁNICA ELÉCTRICA
ELÉCTRICABASE
DATOS
DEROBÓTICA
34
6. CONCLUSIONES
Y RECOMENDACIONES
35
1. El sistema de acarreo autónomo reduce a cero los accidentes incapacitantes.
2. El 78% de todos los accidentes relacionados con volquetes TRI fueron por actos sub-
estándares, con los volquetes AUT se reducen a cero.
3. Las fases de minado están preparadas para la implementación del sistema de acarreo
autónoma.
4. Con el sistema de acarreo autónomo, se cumple el plan de desbroce de las fases 08, 09,
10 y 11 de mina Cuajone con dos volquetes menos respecto a la flota tripulada.
5. La utilización efectiva por cada volquete aumenta en promedio 02 horas/día.
6. La productividad por día con una flota autónoma se incrementaría en 13%.
7. El costo operativos totales se reduce en 5%.
6. CONCLUSIONES
36
6. RECOMENDACIONES
37
1. Se debe implementar una red de comunicaciones suficiente y capaz de dar cobertura a la
mina, para garantizar el mejor desempeño del sistema de acarreo autónomo.
2. Hay una gran oportunidad de aprovechar el cambio generacional y tecnológico para la
implementación del sistema de acarreo autónomo que va a demandar la inclusión de
profesionales de las carreras emergentes.
3. El área mantenimiento debe estar preparada para garantizar una buena confiabilidad y
disponibilidad de los volquetes cuando se incorpore el sistema de acarreo autónoma.
4. El área de operaciones mina debe realizar un mejor mantenimiento de los puntos de carga,
descarga y las vías para el mejor desempeño del sistema de acarreo autónomo.
¡Gracias!
38