Implementación de la filosofía Lean Six Sigma en la minería para optimizar la fortificación mecanizada en las excavaciones horizontales 2023
DOI:
https://doi.org/10.15381/iigeo.v28i56.32328Palabras clave:
Lean Six Sigma, DMAIC, sostenimiento mecanizado, factores de seguridad, modelamiento numéricoResumen
La presente investigación aplicó la metodología Lean Six Sigma a través del ciclo DMAIC para optimizar el sostenimiento mecanizado en el Bypass 745, frente a una inestabilidad geomecánica identificada como crítica mediante el análisis de la Voz del Cliente (VOC). El objetivo fue diseñar y validar una estrategia integral que redujera la variabilidad y aumentara la eficiencia de la estabilidad estructural, utilizando indicadores como la frecuencia mensual de desprendimientos, el porcentaje de superficie afectada por cuñas y el factor de seguridad (FS) global. El diagnóstico inicial reveló una media de convergencia de 2.76 cm; sin embargo, los índices de capacidad aunque los índices Ppk=0.37 y Cpk=0.34 evidenciaron la incapacidad del proceso para cumplir con las especificaciones (valor base > 1.33).
Geomecánicamente, la Zona 4 se caracterizó por sistemas estructurales (N23°E/74°NW) y un índice RMR de 48–64 (calidad regular a aceptable). Los análisis detectaron esfuerzos inducidos de 9 a 18 MPa en la sección S1 y factores de seguridad cercanos a 1.2, lo que indicaba un alto riesgo operativo. Las propiedades físicas de la roca intacta confirmaron la heterogeneidad del macizo, con una porosidad entre 0.319% y 0.640% y una densidad seca entre 2.779 y 4.850 g/cm³. Basado en un análisis de causa-efecto, se priorizaron actividades de mejora validadas mediante modelación numérica (FLAC3D) y simulaciones. Estas acciones mitigaron el riesgo de colapso y corrigieron el sobredimensionamiento del sostenimiento (brecha técnica, espesor de shotcrete y métodos de instalación). Se concluye que el enfoque Lean Six Sigma permitió incrementar la seguridad operativa y la eficiencia, logrando factores de seguridad elevados tras la intervención y una reducción comprobada de la variabilidad.
Referencias
Barton, N., & Grimstad, E. (1994). The Q-system following twenty years of application in NMT support selection. Proceedings of the International Symposium on Sprayed Concrete. Oslo, Norway. http://www.rocscience.com/documents/other/q-sprayed-concrete.pdf
Brady, B. H. G., & Brown, E. T. (2006). Rock mechanics: For underground mining (3rd ed.). Springer.
Hoek, E., & Brown, E. T. (1980). Underground excavations in rock. Institution of Mining and Metallurgy. https://www.rocscience.com/assets/resources/hoek-brown/hoek-brown-original-paper.pdf.
Montgomery, D. C., & Runger, G. C. (2018). Applied statistics and probability for engineers (7th ed.). Wiley.
National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH). (2010). Ground control design handbook. U.S. Department of Health and Human Services. https://www.cdc.gov/niosh/mining/UserFiles/works/pdfs/2010-111.pdf
Six Sigma Academy. (2003). The Six Sigma way: How GE, Motorola, and other top companies are honing their performance. McGraw-Hill. https://www.mhprofessional.com/the-six-sigma-way-9780071497327-usa
Juran, J. M., & Godfrey, A. B. (1998). Juran’s quality handbook (5th ed.). McGraw-Hill. https://www.accessengineeringlibrary.com/content/book/9780071629728
Kecojevic, V., & Komljenovic, D. (2011). Quality improvement methodology in underground construction. Journal of Mining Science, 47(4), 469–478. https://doi.org/10.1134/S106273914704010X
Lawley, R. S., & Guney, G. (2017). Modern ground support design in underground mining. Mining Technology, 126(3), 137–147. https://doi.org/10.1080/14749009.2017.1345146
Rocscience Inc. (2018). Phase2: Finite element analysis for excavations and slopes [Computer software]. https://www.rocscience.com/software/phase2
American Society for Quality (ASQ). (2019). The Lean Six Sigma pocket toolbook: A quick reference guide to nearly 100 tools for improving process quality, speed, and complexity (2nd ed.). McGraw-Hill. https://asq.org/quality-press/display-item?item=H1340
Project Management Institute (PMI). (2017). A guide to the project management body of knowledge (PMBOK® Guide) (6th ed.). https://www.pmi.org/pmbok-guide-standards/foundational/pmbok
Dimitrakopoulos, R. (2012). Advanced geostatistics for resource estimation and mine planning. Springer. https://doi.org/10.1007/978-94-007-1975-0
Callow, D. J., Elkington, T., & Evans, A. (2015). The application of Six Sigma methodologies for continuous improvement in mining operations. Minerals Engineering, 81, 66–77. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2015.07.002
Chopra, K., & Mehta, P. (2016). Application of Lean Six Sigma in mining industry: A literature review. International Journal of Engineering Research and Applications, 6(6), 63–68. https://www.ijera.com/papers/Vol6_issue6/Part%20-%201/J66016368.pdf
Nelson, L. S., & Montgomery, D. C. (2013). Statistical process control and quality improvement (7th ed.). Wiley.
Proctor, R. V., & White, T. L. (1970). Rock tunneling with steel supports. Commercial Shearing & Stamping Company. https://www.rocscience.com/assets/resources/support/rock-tunneling-with-steel-supports.pdf
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