Metodos de explotacion, automatizacion en mineria subterranea

1. TECNICAS DE AUTOMATIZACION
EN MINERIA SUBTERRANEA
Universidad Nacional De San Antonio Abad Del Cusco
Docente: Ing. Contreras Arana Odilon
Integrantes:
• Guevara Hurtado Jared Eduardo (210189)
• Calizaya Ticona Juan Aurelio (150317)
• Challanca Quispe Marco Antonio (192470)
• Mamani Condori Rodrigo Orlin (193044)
SEMESTRE ACTIVO: 2023-II

2. Introducción
En la industria minera, se ha experimentado una profunda
transformación en las últimas décadas debido a los avances
de estas tecnologías automáticas que buscan incrementar:
• La eficiencia,
• La seguridad
• La sostenibilidad
En este contexto, la automatización se ha erigido como un
pilar fundamental para revolucionar la forma en que se
extraen los recursos de la corteza terrestre.
Para abarcar este tema tenemos las siguientes tecnicas
• Aplicaciones de la tecnologia Minería 4.0
• Aplicación de equipos LHD autónomos y semiautónomos
• Aplicación de perforadoras autónomas y semiautónomos
• Ventilacion autónomas
• Inteligencia Artificial

3. Automatización
La automatización se refiere al proceso de realizar tareas, operaciones o procesos de
manera automática, es decir, sin la intervención directa de seres humanos. En el
contexto de la tecnología y la industria, la automatización implica el uso de sistemas,
máquinas, software o dispositivos específicamente diseñados para llevar a cabo tareas
de manera autónoma, eficiente y repetible.

4. MINERIA 4.0
Viniendo de la mano con la industria 4.0, cuando se habla
de minería 4.0, se está haciendo referencia a la
automatización de los procesos del sector minero, la cual
requiere de diferentes tecnologías transversales para
ganar en eficiencia, seguridad y sostenibilidad en cada una
de las áreas que conforman esta actividad económica.

5. TECNOLOGIAS QUE IMPLEMENTA LA
MINERÍA 4.0
 El loT se refiere a la conexión de
dispositivos y sistemas a través de
internet; se utiliza para analizar datos
de sensores y equipos en el tiempo
real, ayudando en una mejor toma de
decisiones.
 El big data está formado por conjuntos
de datos de mayor tamaño y más
complejos, especialmente procedentes
de nuevas fuentes de datos. Estos
conjuntos de datos son tan
voluminosos que el software de
procesamiento de datos convencional
sencillamente no puede gestionarlos.
Internet de las cosas(loT) Big Data Digital Twin
 Se definen como la creación de una
replica del activo industrial, a través del
modelado generado por computadora,
que permite simular el ciclo de vida de
un proceso. Esto permite que dicho
modelo de activo sea estudiado bajo
condiciones operativas reales en su
ambiente específico de trabajo.
Ejm: En los equipos teleoperados
semiautónomos se utiliza el IoT para
mejores tiempos de respuesta del centro
de operaciones al equipo Ejm: En los datos de demora de equipos LHD
autónomos.
Ejm: En la optimización de diseño y ejecución
de labores dentro de la mina a través de un
modelo geologico 3D.

6. APLICACION DE EQUIPOS
AUTONOMOS Y
SEMIAUTONOMOS EN
MINERIA SUBTERRANEA
CAMION KOMATSU SIN CABINA PARA OPERADOR
Definimos a los equipos autónomos mineros como
aquellos equipos utilizados en las actividades dentro de
una mina que no necesitan intervención humana para su
correcto funcionamiento pues funcionan como su
nombre lo dice de forma autónoma.
Por otro lado los equipos semiautónomos son aquellos
que aun requieren la intervención humana en su
funcionamiento, aunque esta intervención se da por lo
general en forma de teleoperaciones desde centros
especiales.

7. EQUIPOS LHD:
Los equipos LHD (Load-Haul-Dump) son equipos fundamentales en la minería subterránea y se utilizan principalmente para cargar,
transportar y descargar material en operaciones mineras subterráneas. Las empresas encargadas de crear estos equipos ya han
trabajado por años en el diseño de estos equipos en sus formas autónomas y semiautónomas según el requerimiento de las
empresas mineras que los dispongan.
Actualmente hay empresas que trabajan en un sistema de Kits de
automatización cuya función es transformar cualquier equipo No
automatizado (sin importar la marca) en automatizado
EQUIPOS LHD AUTONOMOS
En sus formas autónomas los equipos
LHD se mueven libremente por las
labores subterráneas de la mina
utilizando un sistema de sensores
LIDAR y guiándose con un datos de
zonas previamente mapeadas. Así
mismo ejecutan el carguío de
material de forma autónoma.
EQUIPOS LHD
SEMIAUTONOMOS
El funcionamiento de un equipo LHD
en su versión semiautónoma solo
varia en la etapa de carguio pues para
este proceso necesitara ser
teleoperado por un trabajador desde
un centro de operaciones a varios
kilómetros de distancia

8. PERFORADORAS:
Equipos esenciales que se utilizan para realizar perforaciones en el frente de trabajo con
el objetivo de extraer minerales, rocas o para llevar a cabo tareas específicas, como la
preparación para la voladura, la instalación de sistemas de soporte o la exploración
geológica.
En el campo de la automatización, existen perforadoras autónomas tanto neumáticas como hidráulicas, siendo las
hidráulicas mas usadas debido a que:
• Menor consumo de energía
• Reducción de ruido
• Mayor capacidad de perforación
Sin embargo tanto hidráulicas como neumáticas buscan una:
• Mejora en la eficiencia y la productividad,
• Reducción de costos
• Aumento de la seguridad
Entre los modelos de perforadoras autónomas podemos mencionar:
Atlas Copco Boomer XE4 C (SEMIAUTONOMA)
• Equipo frontal de 4 brazos que puede cubrir secciones de hasta 206 m2.
• Incluye un sistema de escaneo 3D para elaborar el perfil del túnel a perforar.
• La perforación está controlada por el sistema RCS5 (Rig Control System)
• Debe ser operado por un trabajador en la cabina.

9. Atlas Copco Boomer XE4 C (SEMIAUTONOMA)
Es semiautónoma porque posee 3 grados de automatización:
• ABC Basic: El operador controla el manejo de la perforadora, la cual cuenta
con 3 sensores que presentan la posición y el ángulo del barreno. Estos datos
son presentados en una pantalla de control.
• ABC Regular: Se presenta el plan de perforado elaborado en un software de
Atlas Copco, el operador posiciona la perforadora hasta los puntos deseados y
comienza el proceso.
• ABC Total: El proceso se realiza automáticamente, donde el operador
monitorea.

10. Sandvik DD422i (SEMIAUTONOMA)
• Esta maquinaria es teleoperada con control de la
profundidad de la perforación, ángulo de avance y
torque de la perforación.
• Posee un software de monitoreo de condiciones.
• Permite la visibilidad a 360°
• Posee un control remoto de las máquinas
perforadoras usando una navegación 3D
MTI Jumbo 6R-2P (AUTONOMA)
• Desarrollado para mejorar la eficiencia de las
minas subterráneas y las operaciones de apertura
de túneles
• Se desarrolló la automatización de un jumbo con
un brazo perforador de 8 grados de libertad.

11. Vehículos Subterráneos Autónomos: Martillo
de Fondo DTH y sus Aplicaciones en Minería
Subterránea
La introducción de vehículos
subterráneos autónomos ha
marcado un hito significativo en la
industria minera subterránea.

12. Martillo de Fondo
DTH: Una Visión
Detallada
El Martillo de Fondo DTH es un
dispositivo de perforación utilizado
para la perforación de rocas en
aplicaciones mineras y de
construcción.

13. Perforación de
Túneles y
Galerías
Extracción de
Minerales
Ventilación y
Drenaje
Estabilización de
Rocas
Aplicaciones en Minería Subterránea

14. Vehículos Subterráneos Autónomos y Martillo DTH: Una
Combinación Transformadora
Reducción del Riesgo para los Trabajadores
La integración de vehículos subterráneos autónomos con el Martillo de Fondo DTH ha llevado la perforación en
minería subterránea a nuevas alturas.
Precisión y Consistencia
Mayor Eficiencia y Productividad

15. Perforación y Voladura
Autónomas en Minería
Subterránea: Transformando la
Industria
La perforación y voladura son procesos cruciales en la minería subterránea,
que tradicionalmente han requerido una intervención humana intensiva y
precisión meticulosa.
Tecnologías de Perforación y Voladura Autónomas
• Sistemas de Perforación Autónoma
• Sistemas de Voladura Autónoma:

16. Beneficios de la Perforación y Voladura Autónomas
• Mayor Precisión y Consistencia
• Reducción del Desperdicio de Explosivos
• Aumento de la Seguridad
• Mejora de la Eficiencia Operativa
Desafíos y Consideraciones
• Integración de Tecnologías
• Mantenimiento y Reparación
• Regulaciones y Normativas

17. AUTOMATIZACION EN VENTILACION
La ventilación adecuada es fundamental para llevar a cabo las operaciones dentro de una mina subterránea. Su importancia radica
en asegurar una atmósfera respirable y segura para garantizar la salud de los trabajadores; y no solo eso, sino que también las
máquinas diésel dependen de un buen sistema de ventilación para efectuar su combustión interna.
En ese sentido han surgido varias empresas que ofrecen sistemas de ventilación automatizado para las minas subterráneas
Ventsim™ CONTROL
• Este software viene preprogramado y listo para configurarse según
las necesidades de cada proyecto.
• Ahorro de energía y reducción de emisiones de carbono
• Aumento de producción
• Mayor seguridad
• Operaciones mas Eficientes

18. Sistema Automatizado De Ventilación Zitron
• Dismunicion de emisiones de carbono
• Reduce el uso de energía hasta en un 40%
• Mayor confiabilidad
• El objetivo es canalizar el aire al lugar y en la cantidad requerida
Fig. 1: Sistema de monitorización de Zitró
Fig 2. Representación del sistema de control de los equipos
principales y dampers en función de los requerimientos de

19. INTELIGENCIA ARTIFICIAL EN LA MINERÍA SUBTERRÁNEA
 A raíz de la pandemia, muchos sectores
iniciaron la digitalización de sus procesos y hoy
en día esto continua. Uno de estos es la
minería, que tiene gran importancia para el país
en materia económica y por la naturaleza de su
negocio no es factible tener operaciones
detenidas por mucho tiempo; por lo que, la
digitalización de sus procesos se ha visto
altamente acelerada.
INTELIGENCIA ARTIFICIAL.
 Es un sistema informático que a partir de datos
nos permite construir reglas, evaluarlas y
prevenir algún resultado. El sistema aprende y
refina sus predicciones conforme agregamos
más datos (más experiencia), la relación
causa/efecto son cuantificadas y exploradas
continuamente donde el operador puede
influenciar en las búsquedas.

20. INTELIGENCIA ARTIFICIAL (IA) EN LA MINERÍA
Basado en la inteligencia artificial (IA), una minería inteligente
es aquella en la que el uso de información, datos, máquinas
autónomas predictivas y tecnologías avanzadas permiten una
mayor productividad, mejor seguridad y una reducción en
costos operativos durante la extracción y el procesamiento.
Se adelanta a los riesgos, y se almacena gran cantidad de
datos para analizar comportamientos.
Los desafíos que enfrenta la industria minera en la actualidad
y la tecnología nos ayuda a enfrentar son:
• Crear espacios de trabajo más seguros.
• Lograr la sustentabilidad a través de la conectividad.
• Evitar los ataques cibernéticos.
• Lograr la rápida adaptación de los colaboradores en el
uso de tecnologías disruptivas.

21. CASOS DE USO EN LA ACTUALIDAD
MANTENIMIENTO PREDICTIVO:
La automatización predictiva es una técnica que utiliza tecnologías como la inteligencia artificial, la telemetría IoT y el análisis predictivo para anticipar
posibles problemas o errores en activos o procesos de producción. Esta solución implica medir, analizar y monitorear los parámetros de operación regulares
de activos, como vibraciones, fluidos, temperatura y presión, para detectar cambios inusuales.
MONITOREO DE FAJAS TRANSPORTADORAS:
El monitoreo de fajas transportadoras en operaciones mineras es esencial. Estas fajas tienen múltiples polines cuya cantidad varía según la longitud de la faja.
Detectar el estado de cada polín es una tarea costosa y laboriosa para mantenimiento y operaciones. Sin embargo, la temperatura de estas polines indica su
estado operativo, y medirla con sensores IoT permite detectar fallos antes de que se conviertan en problemas graves. Además, existen sensores para detectar
roturas y desalineamientos en las fajas. Con estos sensores, la información recopilada se envía a plataformas en la nube, accesibles desde computadoras o
teléfonos inteligentes.
EL CONTROL DE LA DILUCIÓN SUBTERRÁNEA – SmartDil
• Ayudar al ingeniero en la toma de decisiones en el diseño de tajos subterráneos con el fin de reducir la dilución.
• Diseñar los tajos subterráneos mediante la interacción humano-maquina.
• Permitir probar diferentes modelos para disminuir la dilución y perdidas operacionales. Reduciendo la dilución subterránea en 3-5%.
• Mejorar el diseño de perforación y voladura hasta obtener el máximo retorno.
• Reportar los cambios y evolución de la dilución a través del tiempo. Asimismo, monitorear el rendimiento en los tajos o caserones.

22. CONCLUSIONES
 Con la incorporación de tecnologías en la industria minera en el proceso de
automatización, Se determino que la automatización minera ya se empieza
implementarse en la mayoría de compañías mineras grandes, pero no dejan a un lado
al personal, al contrario empiezan a capacitarlos para que trabajen en conjunto.
 El gran inconveniente que va traer la automatización es el desempleo por que tarde
o temprano se va a tener o se esta acostumbrando a lidiar con los avances tecnológicos
que en algunas cosas son mas eficaces que nosotros mismos para algunas tareas, pero
también se debe tomar en cuenta quien programa, maneja y repara a estos equipos
somos los humanos así que siempre se dependerá de nosotros.
 Por otro lado mas especifico en la industria minera como se comento en un inicio sirve
en mayor medida para brindar mejor lugar de trabajo y sin meter al personal a
demasiado riesgo que a veces preocupa en algunas tareas no tan sencillas que surgen
y eso nos genera una ayuda, pero también tiene un pero desde un inicio por que la
programación y el equipo generan un inversión muy alta por que para nada son
baratos pero ya con el tiempo pueden ser rentable en costo-funcionamiento.
 A nivel general, ya se está avanzando en la adopción de tecnologías mineras
inteligentes. Ya existe una amplia gama de sistemas y productos disponibles que
proporcionan ahorros significativos, mayor eficiencia y mejoras en la seguridad. Estas
soluciones pueden producir beneficios tangibles para los inversores, colaboradores,
clientes y otras partes interesadas.

23. Bibliografia
• Salvador Cobo, C. F. (2020). Evaluación de automatización de operaciones unitarias en minería
subterránea.
• Túllume Agapito, J., & LLontop Farroñay, R. M. (2016). Automatización e implementaciçon de un
Sistema SCADA para mejorar el desempeño del Sitema IZAJE por WINCHES en mineria
subterranea de la Compañia Minera CASAPALCA SA.
• Stoy, K. (2013). Robótica para la minería y su potencial como catalizador de la innovación
tecnológica en Chile. Ingeniare. Revista chilena de ingeniería, 21(1), 4-5.
• Mendoza Fuente, P. F. (2017). Perforadora de rocas teleoperada para la minería profunda, con
control autónomo del brazo hidráulico en un grado de libertad.
• Viera Quezada, E. I. (2021). Análisis de factibilidad técnica, económica y estratégica para crear una
empresa de servicios de automatización en operaciones subterráneas mineras.

24. GRACIAS