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• emilio julio virhuez diego

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Universidad Nacional Mayor de San Marcos FACULTAD DE INGENIERÍA GEOLOGICA MINERA METALURGICA Y GEOGRAFICA Curso: Minado Subterráneo II Tarea Academiza N˚2: Precios y Rendimiento de Equipos e Insumos en la Minería Subterránea.

Lima – Perú Junio - 2020

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Índice Introducción.................................................................................................................................3 Objetivos......................................................................................................................................3 Minería Subterránea....................................................................................................................3 Perforación y Voladura.............................................................................................................4 Perforación de avance..........................................................................................................4 Perforación de producción...................................................................................................4 Perforación de reducción secundaria...................................................................................4 Sostenimiento..........................................................................................................................5 Ventilación.............................................................................................................................10 Carguío y Acarreo...................................................................................................................11 Relación entre los precios en diferentes labores....................................................................13 Conclusiones..............................................................................................................................15 Referencias Bibliográficas..........................................................................................................15

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Introducción En el siguiente informe hablaremos acerca de los precios unitarios de equipo e insumos del sistema trackless los cuales son necesarios para la alta productividad en la mina además de conocer el rendimiento de estos. Tendremos algunos ejemplos de labores hechos en la mina el teniente para ver cómo se relacionan los precios de estos quipos e insumos para determinados laboreos ya que cada uno da un aporte importante dentro de la producción de la mina..

Objetivos   

Conocer precios unitarios de equipos e insumos de la minería subterránea en mina el teniente Saber que insumos son utilizados en las diferentes etapas del ciclo de minado Conocer el rendimiento de algunos de los equipos utilizados en el método de explotación.

Minería Subterránea En la división el teniente se lleva a cabo varias labores las cuales llevan al funcionamiento de la mina ya sea estas labores de preparación de mina o de producción se realiza un ciclo de minado teniendo la perforación, cargado con explosivo los taladros para la voladura, ventilación por los gases producidos por la voladura además también por los motores Diesel de la maquinaria, luego la limpieza del material volado y por ultimo el transporte de este material a planta. Analizaremos por partes el ciclo de minado dando el tipo de maquinaria usada y los insumos que esta necesita

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Perforación y Voladura En la perforación tenemos:

Perforación de avance Jumbo de avance Realizan el avance horizontal de la mina haciendo la preparación de las labores

Jumbo 282 Marca Atlas Copco Rendimiento 19.5m/Hr Observacion Frentes y desquinche Perforación de producción Realizan perforación en abanico en nivel de hundimiento para el fracturamiento de la roca para luego poder extraerlo. Simba H-157 y Simba M7C: -Jumbos radiales de producción. -Motor 140 HP. -Vida útil del equipo 8 años.

Simba H-157 Marca Atlas Copco Rendimiento 12 m/Hr Observacion Taladros largos

Perforación de reducción secundaria Utilizado para la reducción de rocas con un sobre

tamaño

para

después

ser

transportadas por el scoop (LHD) Jumbos 406 y 606: -Jumbo de reducción secundaria. -Motor 125 HP. -Vida útil del equipo 8 años.

Perforación de chimeneas

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Raise boring Utilizados para hacer chimeneas de manera más rápida y eficiente sin la necesidad de usar explosivos. La operación consiste en perforar, descendiendo, un tiro piloto desde una superficie superior, donde se instala el equipo, hasta un nivel inferior. Posteriormente se conecta en el nivel inferior el escariador el cual actúa en ascenso, excavando por corte y cizalle, la chimenea, al diámetro deseado. 

Chimeneas de gran diámetro (2 a 7 m de diámetro)



Potencias 150 HP a 500 HP depende del diámetro del escariado y la longitud del pique o chimenea.



Piloto de 13 3/4”: 10 a 12 metros por día



Escariado a 3,0 metros: 4 a 6 metros por día

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Blind Hole El método consiste en la perforación de un tiro piloto ascendente 60 cm adelantado al escariador el que mediante rotación, rompe la roca excavando a sección completa. El material excavado cae por gravedad al nivel de la máquina y es guiado por un colector para prevenir riesgos. 

No existe la necesidad de tener construido el nivel superior.



Los diámetros de perforación que permite esta tecnología en Chile, son de 0,7 y 1,5 metros.



Su autonomía es de hasta 100 metros de altura.



Los rendimientos netos alcanzados con este equipo son de 7,3 m por día.



Robbins 52-R de Atlas Copco que tiene sistemas hidráulicos de bombas de alta presión y un motor eléctrico de 250 HP.

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En la voladura tenemos: Camión Normet Pk 4500: -Transporte y carguío de explosivos. Este camión lleva 500 kg de explosivo para poder cargar los taladros de producción. Anfo, Detonador No Eléctrico, Tronex-2, APD-300 (iniciador) utilizado cuando el terreno es húmedo, E-CORD 5, Guía, Termalita o mecha lenta y Tronex n˚ 2

Insumo

unidades

cant.

%utilizacion

ANFO CORDON DETONANTE SOFTRON TECNEL 14' TRONEX 1 1/8"

KG ML KG UN KG

27,500 30,300 4,266 14,473 7,425

100 100 100 100 100

Precio unitarioa 530,000 177,000 2.270,000 981,000 1.130,000

Precio total 14.575 5.363 9.683 14.198 8.39

Ilustración 1ANALISIS DE PRECIO UNITARIO EXCAVACION CALLE UCL 4,1x4,2 MINA PILAR NORTE PRUEBA ($/m)

Sostenimiento Boltec: Es una bolunadora para pernos de roca. Tiene dos brazos con uno coloca la malla y con la otra emperna. Este equipo en el teniente coloca Split set y pernos cementados.

Split set El diámetro del taladro es crucial para su eficacia, el diámetro recomendado para los Split sets de 39 mm, y de los taladros es de 35 a 38 mm. 8

Utilizado para labores temporales.

Norma Resistencia a la fluencia (MPa) Resistencia a la tensión (MPa) Elongación (%) Presión Aire

Acero ASTM A-607 Grado 60 o similar 450 560 20 60 – 80 Psi

Perno Helicoidal Usado para la fortificación de la mina a demás también la utilizan para fortificar los puntos de extracción del mineral y los tensan con cables para dar mas seguridad en los puntos de extracción donde trabajara el scoop.

Diámetro Nominal

Masa

Núcleo

Diámetro Exterior (DO)

Carga Mínima

Mayor (A)

Menor (B)

Fluencia

Tracción

mm

kg/m

mm

mm

mm

KN

KN

19

2.14

21.5

18.3

17.7

146

195

22

2.85

24.6

21.4

20.6

200

270

25

3.87

27.9

24.4

23

263

350

9

Malla inchalam Es una malla trenzada la cual es utilizada para evitar la caída de rocas es colocado juntos con lo pernos de roca por el equipo Boltec.

Cracteristicas de desempeño Carga minima ruptura de lamabre 9830 N(1.002 Kg) Carga promedio de punzonamiento 3500 Kg/m2

Resina Utilizado para el fijado de la barra helicoidal de 22 mm ya que esta barra puede se colocado con resina o lechada de cemento. CARACTERÍSTICAS Tiempo de Fragua

1 Minuto

Dimensiones

28 x 305 mm.

Embalaje

Caja de 50 Uni.

Tiempo de Vencimiento

12 meses

Peso por Caja

18 Kg.

Peso por Cartucho

320 Gr.

Resistencia a la Compresión

385 Kg/cm2

Prueba de Arranque

3 ton/pie

10

Planchuelas Utilizados en la colocación de los pernos de roca y se puedan ajustar con las tuercas y además sirve para la sujeción de las mallas metálicas. Datos de la Planchuela Diámetro

Diámetro

Espesor

Lado Ancho

mm

mm

mm

mm

19

5

200

32

22

5

200

38

25

4.5

200

44

Nominal

Orificio

Tuercas Utilizado para ajustar los pernos de roca para una mejor sujeción del perno con la roca.

Datos de la Tuerca Diámetro

Masa

Altura Total

mm

gr

mm

19

160

34.9

22

226

37

25

325

44.5

Nominal

Rompe rocas Maclean Utilizados para la reducción de material rocoso con sobre tamaño antes de ser cargados por los camiones. Es una voladura secundaria sin explosivo.

Romperocas Escalador MacLean MB10 Clase energética

1100 joules (800 ft – lbs)

Acero de trabajo

68 mm (2.68”)

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Ventilación El sistema de

ventilación de

mina

Teniente

El

forzado, del

es

combinado tipo

impelente

aspirante compuesto de subsistemas o circuitos virtualmente independientes, para la distribución del aire. La mina el teniente necesita un aproximado de 8 millones de pie 3/ min de aire para tener un buen funcionamiento y una buena eficiencia en los equipos, trabajadores y operadores. Esta tiene: 

7 ventiladores inyectores



9 extractores principales



Contiene

ventiladores

auxiliares de 54 HP para llegar al caudal requerido en algunos 

frentes ciegos por los equipos Diesel utilizados.



180 ventiladores auxiliares



caudal aproximado de 1.510 m³/seg (3.200.000 cfm) para 100.000 tpd

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

La potencia total instalada asciende a 7.890 KW.

Carguío y Acarreo Para el recojo del material del punto de producción utilizan: Scoop: 

43 LHD de Balde 6 yardas cubicas



8 LHD de Balde 13 yardas cubicas

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Parámetros para la estimación del rendimiento del scoop

Se puede observar del grafico que los LHD tienen buen rendimiento cuando el punto donde descarga no tiene tanto camino por recorrer ya que a mayores distancias este equipo no tendrá un buen rendimiento

Este cuadro es una estimación de los rendimientos de un scoop de 13 yd3 para explotaciones por Block caving. Que al igual que el grafico mostrado da prueba de que a una mayor distancia de desplazamiento del scoop el rendimiento baja.

Camiones tolva Sandvik:

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Los camiones recogen el material de los buzones para luego llevarlo a la chancadora primera que está en interior mina y después pasar a fajas transportadoras o locomotoras. 

Modelo Supra 0012H.



Capacidad 80 toneladas.



Motor 360 Hp.

Locomotoras Entre las locomotoras tenemos a la FCCT6 con capacidad de cada vagón de 30 tn y el FTT8 con capacidad de cada vagón de 80 tn 

8 en total.



Capacidad 76.000 toneladas de mineral por día.

Relación entre los precios en diferentes labores Pondremos labores en los cuales tendremos los precios unitarios de la mano de obra, materiales e insumos y equipos que se utilizan en esa labor

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ANALISIS DE PRECIO UNITARIO EXCAVACION CALLE UCL 4,1x4,2 MINA PILAR NORTE MANO DE OBRA JEFE DE NIVEL - Nº 1 MINERO DE PRIMERA MINERO DE SEGUNDA OPERADOR DE JUMBO OPERADOR CARGADOR LHD OPERADOR MANIPULADOR

UNIDAD HRS HRS HRS HRS HRS HRS

CANTIDAD 2,1667 7,8000 7,8000 2,1667 8,8833 2,1667

UTILIZACION % 100 85 85 83 83 83

PRECIO UNITARIO 10.486 4.93 4.579 6.963 5.946 5.015

PRECIO TOTAL 22.72 32.686 30.359 12.522 43.841 9.019 151.147

MATERIALES ACCESORIOS VARIOS AFILADO BIT ANFO BARRA 13' BIT 45 MM CANERIA 4" ALVENIUS COPLA R38-R38 CORDON DETONANTE CULATIN COP 1238 DUCTO VENT.IMPELENTE 800 MM ESCAREADOR+PILOTO FITTING 4" HERRAMIENTAS MENORES MATERIALES ELECTRICOS SOFTRON TECNEL 14' TRONEX 1 1/8"

UNIDAD UN ML KG UN UN ML UN ML UN ML UN GL GL GL KG UN KG

CANTIDAD 13,000 51,635 27,500 0,068 0,223 2,000 0,044 30,300 0,044 1,000 0,012 2,000 13,000 2,000 4,266 14,473 7,425

UTILIZACION % 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100

PRECIO UNITARIO 0.25 0.2 0.53 247.05 44.026 6.914 46.97 0.177 165.3 4.85 245.67 2.5 0.25 16.7 2.27 0.981 1.13

PRECIO TOTAL 3.25 1.033 14.575 16.799 9.818 13.828 2.067 5.363 7.273 4.85 2.948 5 3.25 33.4 9.683 14.198 8.39 155.725

EQUIPOS Y MAQUINARIAS BOMBA SUMERGIBLE CARGADOR LHD 10 JUMBO 1 BRAZO - NO MANIPULADOR T.3TON VENTILADOR AXIAL

UNIDAD HRS HRS HRS HRS HRS

CANTIDAD 3,34 2,87 1,16 1,36 3,34

UTILIZACION % 85 85 85 85 85

PRECIO UNITARIO 5.855 64.745 71.267 18.015 1.181

PRECIO TOTAL 16.637 157.78 69.966 20.871 3.356 268.61

COSTO DIRECTO ($) :571.323 Esta tabla muestra un laboreo de avance 4,1x4,2 de la MINA PILAR NORTE en la cual se detalla todos lo materiales he insumos que va a necesitar este frente para realizar la excavación como materiales del jumbo como la barra o en voladura el cordón detonante y anfo. Además, se encuentran los precios de algunas maquinarias que hemos tocado anteriormente. Todos los precios están relacionados ya que para realizar un trabajo en la mina se requiere de un conjunto de elementos y si uno de estos de elemento sube aumentaría el precio de esa labor o en caso contrario el precio de unos de los insumos baja consecuentemente bajaría el precio por realizar esa labor.

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ANALISIS DE PRECIO UNITARIO FORTIFICACION PERNO - MALLA – SHOTCRETE

MANO DE OBRA JEFE DE NIVEL - Nº 1 MINERO DE PRIMERA MINERO DE SEGUNDA OPERADOR DE JUMBO OPERADOR MANIPULADOR OPERADOR ROBOJET

UNIDAD HRS HRS HRS HRS HRS HRS

CANTIDAD 2,1666 11,9167 11,9168 2,1666 2,1667 3,4667

UTILIZACION % PRECIO UNITARIO 54 10.486 54 4.93 54 4.579 54 6.963 54 5.015 54 6.136

PRECIO TOTAL 12.269 31.725 29.466 8.147 5.868 11.487 TOTAL 98.960

MATERIALES ACCESORIOS VARIOS PERNO RESINA RESINA EPOXICA BARRA 8,5' BIT 41 MM CEMENTO EXTRA 1 CULATIN HEMBRA GRACERAPID-P HERRAMIENTAS MENORES MALLA INCHALAM 10006 PLANCHUELA 200*200*5 SHOTCRETE H 22.5 SHOTCRETE FIBRA TUERCA HELICOIDAL 22 MM

UNIDAD UN KG UN UN UN KG UN M3 GL M2 UN M3 M3 UN

CANTIDAD 10,000 88,839 4,000 0,044 0,133 104,480 0,022 2,130 10,000 14,038 12,310 1,103 1,103 12,310

UTILIZACION % PRECIO UNITARIO 100 0.250 100 0.770 100 11.320 100 150.566 100 37.603 100 0.078 100 151.015 100 0.966 100 0.250 100 2.150 100 0.950 100 87.570 100 105.084 100 0.415

PRECIO TOTAL 2.5 68.406 45.28 6.625 5.005 8.149 3.322 2.057 2.5 30.182 11.695 96.59 115.908 5.109 TOTAL 403.327

EQUIPOS Y MAQUINARIAS COMPRESOR ELECTRICO EQUIPO SHOTCRETE JUMBO CASETERA PERNOS RESINA LECHADORA Nº1 MANIPULADOR T.3TON

UNIDAD HRS HRS HRS HRS HRS

CANTIDAD 1,89 0,58 0,59 1,10 1,10

UTILIZACION % PRECIO UNITARIO 100 4.717 100 74.778 100 36.755 100 2.918 100 10.093

PRECIO TOTAL 8.901 43.67 21.752 3.21 11.102 TOTAL 88.635

COSTO DIRECTO ($): 590.922

Esta tabla muestra una labor al igual que la tabla vita anteriormente, pero esta muestra un trabajo de sostenimiento que al igual que el otro depende de varios elementos como la mano de obra quien opera los equipos que van usar. Además, muestra la cantidad horas que en el caso de quipos y personal la utilización del equipo ya que el equipo puede estar cierto tiempo, pero no será utilizado todo el tiempo, el precio unitario por hora, en el caso de materiales muestra las cantidades a utilizar con respectivo porcentaje de utilización y sus precios unitarios de cada uno.

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COLOCACION DE PERNOS SPLIT SET OPERACIÓN LABORES DE DESARROLLO

PRECIO (US$/perno)

SOSTENIMIENTO CON SPLIT SET

12.49

MANO DE OBRA

0.76

OPERADOR DE JUMBO

0.26

AYUDANTE DE JUMBO

0.47

CAPATAZ

0.03 MATERIALES

7.21

BARRAS DE PERFORACIÓN 8 pies

0.15

BROCA 35 mm

0.07

SHANK ADAPTER

0.06

COOPLING

0.04 6

PERNO SPLIT SET ADAPTADOR PERNO

0.77

MANG. DE 1 pulgada

0.12 EQUIPOS

JUMBO DE 1 BRAZO

4.52 4.52

En esta tabla se muestra el costo de colocar un Split set en US$/por perno de cierta forma pareciera una tarea rápida y nada complicada, pero requiere de varios elementos como mano de obra, materiales y por supuesto el equipo. La mano de obra esta relacionada con el equipo ya que sin un operador quien maneje el jumbo o sea otra maquina este equipo no va actuar por si solo a menos que sea con telecomando.

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Gastos anuales de la mina el teniente Presentaremos de manera global los gastos realizados por la mina del año 2010 al 2019

Materiales y Combustibles AÑO MUS$ 2010 262 2011 253 2012 258 2013 255 2014 253 2015 243 2016 229 2017 226 2018 227 2019 218

Por el grafico puedo intuir que el precio se mantiene sin tener un cambio tan brusco porque la mayoría de quipos son Diesel, pero al pasar los años surgen nuevas tecnología las cuales utilizan la electricidad como fuente de energía pero no están prescindible o no hay una gran demanda de equipos eléctricos por eso que la línea de la grafica se va depreciando muy suavemente.

Remuneraciones AÑO MUS$ 2010 266 2011 271 2012 267 2013 272 2014 271 2015 256 2016 246 2017 261 2018 264 2019 268

En el grafico se observa las remuneraciones recibidas por la mina las cuales varían dependiendo la situación económica o el precio de cobre como por ejemplo en el 2016 tiene un bajón en sus remuneraciones ya que el cobre bajo de precio en ese año afectando los ingresos de la mina. 19

Energia AÑO MUS$ 2010 126 2011 122 2012 217 2013 196 2014 180 2015 184 2016 196 2017 211 2018 206 2019y Transferidos 212 Servicios AÑO 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019

MUS$ 230 242 235 234 233 238 216 205 209 206

Este insumo de la energía es muy importante ya que es utilizada por varios equipos en algunos de sus funcionamientos también en el alumbrado de la mina. El grafico muestra un ascenso y eso se debe que la mina al pasar los años se esta ampliando hacia nuevos proyectos como por ejemplo el NUEVO NIVEL MINA el cual le dará un aumento de la producción a la mina el teniente y necesitará de luz o de abastecimiento de energía para algunos equipos.

Los gastos por servicios y trasferidos como se ve en la gráfica se están depreciando y esto puede significar que la mina es la que se esta especializando en varios sectores de la mina sin la necesidad de contrar un servicio por voladura o limpieza sino ellos mismos capacitan a su personal para que esten aptos en las labores que se requiera y no realizar el contrato con una empresa que brinde sus servicios.

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Conclusiones 

La mina el teniente es un proyecto muy grande en el cual usa varios equipos los cuales dependen de que división es ya que algunas usan camiones para el trasporte, otras utilizan ferrocarril y algunas utilizan un trasporte por fajas.



Debido a la Antigüedad de la mina han perfeccionado en cierta forma su producción ya ya que en algunas minas se empernaba usando un elevador y ahí iba el perforista con su perforador neumática para empernar, pero ahora gracias a las nuevas tecnologías que van apareciendo los tiempos que se demoran es cada vez menos como el Boltec que un brazo coloca la malla y el otro va empernando.



Tiene un sistema muy mecanizado para el transporte del mineral teniendo distancias cortas con el scoop porque como ya vimos anteriormente no es rentable que el scoop tenga desplazamientos largos ya que baja su rendimiento y a su vez afecta en los costos.



Tiene un buen sistema de ventilación el cual le da el caudal de aire necesario a los frentes don se va perforar y volar, ya que si este parámetro del aire no es el adecuado o no tiene el caudal de aire adecuado no habrá un buen rendimiento de los operadores y en consecuencia de la máquina. Además, después del volado también debe ocurrir una extracción del aire la contiene gases nitrosos de la voladura y gases por los motores Diesel y si la extracción no es la adecuada se perderá mas tiempo esperando que la labor se ventile asiendo mas largo el tiempo del ciclo de minado bajando el rendimiento de avance.



En la mina el teniente se puede utilizar gran variedad de maquinaria ya que tiene una sección relativamente grande pero a su vez tiene que tener un buen plan de minado y también con vistas hacia el futuro ya en los sistemas de ventilación o te trasporte de mineral a planta ,están interconectadas entre divisiones para ahorrar costos y tiempo en la preparación de un división que se tiene que realizar para empezar la explotación de algún nuevo proyecto como el NUEVO NIVEL MINA el cual será su proyecto mas grande quien le dará 50 años mas de vida al teniente y aumentara su productividad de cobre.



Los rendimientos dependen de los tiempos que el quipo o personal emplea para realizar una pero a su ves depende de factores geológicos ya que un jumbo quizás puede tener un rendimiento en frente de roca no tan rígida o regular y perfore en el frente una cantidad de metros en cierto tiempo pero esa misma jumbo va a otro 21

frente de roca mas rígida o dura teniendo un mayor tiempo de trabajo entonces los rendimientos no solo tienen que ver con los equipos sino también con muchos factores como en el LHD el esponjamiento del material transportado impide que lleve transporte mas material rocoso, lo mismo puede ocurrir con los camiones por el esponjamiento. 

Por ultimo concluyo que el sistema tracklees es un sistema en la cual todos los equipos insumos mano de obra deben trabajar de la mejor manera posible para que en conjunto tengan una mejor velocidad de extracción en la mina.

Referencias Bibliográficas 

Preparación minera con equipos autónomos y semiautónomosAntonio Nadim Rabajille Siraqyan



Post –evaluación técnica y económica del método de explotación front caving en “el teniente”- LUIS DOMINGO FUENTES OTERO



Sistema de ventilación mina el teniente subterránea presente y desafío futuro Claudio Gutiérrez Rodrigo Quiroz A., Roberto Mejías B., Ernesto Alarcón N., Claudia Barría D.



EL TENIENTE MINERIA DEL FUTURO- Nicolás Calás, Matías De la Jara. Pablo Olmos.



OPTIMIZACION DE LOS PROCESOS DE DESARROLLO Y CONSTRUCCION EN MINERIA DE BLOCK CAVING CASO ESTUDIO MINA EL TENIENTE CODELCO CHILE- JORGE FELIPE CAMHI ANDRADE



SIMULACIÓN DE SISTEMA DE TRANSPORTE EN MINERÍA DE CAVING, APLICACIÓN AL PROYECTO NUEVO NIVEL MINA DE DIVISIÓN EL TENIENTE- JUAN CARLOS ACEVEDO CESPEDES



https://www.macleanengineering.com/es-es/productos/mineria/sostenimiento-desuelo/rb3-scaler



http://repositorio.uchile.cl/tesis/uchile/2009/cf-kim_cj/pdfAmont/cf-kim_cj.pdf 22



https://www.remicsa.com/productos/cartucho-de-resina/



http://www.hffabricaciones.com/wp-content/uploads/2017/09/FICHA-TECNICA-SPLTSET.pdf

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