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Planificación minera a cielo abierto considerando diseño óptimo de…
Planificación minera a cielo
abierto considerando
diseño óptimo de rampas
Caso de estudio
Elemento de importancia:
Cobre
Ley de corte max.: 3.3
Ley de corte media max.: 3.1
Destinos de material:
Mineral a la planta
Estéril al botadero
Escenario geotécnico
Parámetros geotécnicos fijos de talud minero
Altura de banco 10 [m]
Ancho de rampa 30 [m]
Pendiente de rampa 10 [%]
Ángulo interrampa 53°
Ancho mínimo de fase 80 [m]
Metodología
Exploración del modelo de bloques
Desarrollo de etapas de selección
Diseño geométrico
Construcción de accesos (fases)
Generación envolvente
Construcción de accesos (envolvente)
Construcción pit final (software)
Pit final con rampa envolvente
Comparación técnica y económica
Diseño de una rampa
en espiral fuera de
la pared del rajo
Etapa 3
Una curva suave es dibujada conectando la
nueva cresta con la vieja
Etapa 4
Las líneas remanentes del diseño original son removidas
Etapa 2
Una longitud de línea corta es dibujada paralela
a línea de cresta desde el inicio en la dirección de rampa
Etapa 5
Líneas de pata son agregadas y la rampa en el fondo del pit es agregada.
Etapa 1
Comienza con la cresta del banco más alto
Consiste en:
Mover la pared hacia fuera del pit y remover algo de material adicional (estéril)
Planificación minera
VAN más alto
Extracción óptima
Largo plazo
Control y dirección de estrategia
Mediano plazo
Plan de gestión de recursos
Corto plazo
Acciones concretas
Introducción
Negocio minero
Planificación a largo plazo
Presenta las etapas
Valorización de modelo
Calculo económico
Secuencia explotación
Selección de equipos
Diseño operativo
Programa de producción
Análisis económico
Correcto diseño de rampas
Diseño de una rampa
en espiral dentro
de la pared del rajo
Consiste en:
Mover la pared hacia dentro
del pit y perder algo de material (mineral)
Etapa 1
Diseño comienza en el fondo del pit
Etapa 2
Ubicaciones
Etapa 3
La localización de la rampa será
añadida a ángulos rectos a las líneas de cresta.
Etapa 4
La línea a-a’ es extendida hasta el final oeste del pit.
Etapa 5
Líneas remanentes removidas.
Etapa 6
Rampa es extendida desde la cresta del banco más bajo hasta el fondo del pit
Objetivos
Evaluación técnica-económica
Beneficio económico y extracción
Análisis de resultados
Pit final
Tonelaje de reservas y leyes del yacimiento
Ley de corte crítica [%] 0.585
Ley de corte marginal [%] 0.514
Ley media [%] 0.850
Tonelaje de reservas [kt] 41,322
Tonelaje de mineral y
estéril en el yacimiento
Mineral
Número de bloques: 15,893
Tonelaje [kt]: 41,322
Estéril
Número de bloques: 96,739
Tonelaje [kt]: 251,521
Altas leyes en la parte inferior
Tonelaje contenido
en el pit final- destinos
Planta
Tonelaje total [Kt]: 45,373
Recuperación de cobre fino [Kt]: 317
Botadero
Tonelaje total [Kt]: 13, 346
Recuperación de cobre fino [Kt]: 47
Pits anidados y pit final óptimo
Pit by pit
Medición anual
El NPV fue calculado utilizando la tasa de descuento fija de 10 [%]
Análisis económico
Best case
aumentos sostenidos en el NPV al aumentar el revenue
factor
Worst case
decrecimientos inferiores a 0.2 [%] para revenue factor sobre
0.88
Agendamiento óptimo fase de banco
se mantiene casi contante en un NPV de 161
[MUS$]
Selección de fases
Dos nuevas fases cónicamente concéntricas, que cumplen con
un ancho mínimo operativo de 80 [m]
Fase 1:
Zona con mejores leyes de cobre, con mayor profundidad
Fase 2:
Limitada en su interior por la fase 1 y en el exterior por
el pit final óptimo (Envolvente 1)
Generación de rampas
contiene los límites que son
económicamente explotables
Experimentos
Definir
porcentajes de pérdida y ganancia de tonelajes
beneficio económico total
tonelajes de material a extraer
la ley media de envió a planta
Tiempo de ejecucion
presenta las menores pérdidas generales y mayores ganancias
de cobre fino y material total con destino a plant
Parametros
cuatro bloques de partida
zonas diametralmente opuestas
sentido horario y otro anti-horario
valores de distancia
horizontal y pendiente promedio de rampa
disminuir los tiempos de trasporte a planta o
botadero
agregar menos material estéril a las reservas
diseño está más cercano a los límites de la envolvente
original
recorrido por donde la rampa generaba los mejores
beneficios económicos
Cálculo de pit final considerando nuevas restricciones geométricas
Consideraciones
ángulo global de talud de 45º
envolvente calculada con un ángulo global basado
en el tránsito de rampas por las paredes del talud
la altura global de 220
ángulo interrampa de 53°
características geométricas del talud
Definir
límite del pit que reporta el mejor beneficio económico.
atributos de extracción, ley y beneficio
mejor prediseño económico-técnico de pit con rampa.
análisis cualitativo y cuantitativo de la extracción de cada una de las capas frontera
: Atributos de extracción y beneficio
Tonelaje de mineral
Tonelaje de esteril
Tonelaje a planta
Tonelaje a botadero
Ley media a planta
cobre fino a planta
Beneficio
: Atributos geométrico-técnicos
gap
numero de niveles con diseno
Tiempo de ejecuciion
pendiente promedio
distancia horizontal promedio
Software
dibuja apoyándose de los bloques de
rampa del prediseño.
pata
rampa por banco,
líneas de cresta
Triangulaciones con topografias y superficies
Comparacion con la metodologia matematica
Metodología tradicional en la planificación de largo plazo para minería de cielo abierto
Modelos de bloques Parámetros geotécnicos Estimación costos y precios
Selección de pit final y pit anidados
Bloques valorizados
Modelo de Lerchs y Grossman
Comprobar valor económico
Estrategia ley de corte
Definir limites económicos
Ley de corte crítica
Sensibilidad del yacimiento
Ley de corte marginal
Independiente de costos y distribución de ley
Evaluación económica y selección del pit final óptimo
Secuencias de extracción
Worst case
Concreción del plan minero
Best case
Plan resultante de extracción
Selección de fases
Flexibilidad en programa
Mitigar posibles problemas
Estructurar orden de extracción
Diseño operativo de fases
Selección de maquinarias pesadas
Buen diseño de la rampa
Evaluar el pit
Componentes geométricos del talud minero
Estabilidad y permanencia en el tiempo (rajo abierto)
Cálculo ancho de rampa
Seguridad y drenaje
Ancho de los vehículos
Cálculo de ángulo global de talud minero
Dimensiones de la rampa
Ángulo geotécnico
Utilidad de drenaje
Dificultades
Forma del pit final
Mayor rentabilidad
Agendamiento en la planificación
Ley de extracción de bloques
Modelo de pseudoflujo para la determinación del pit final
Bloque económico positivo
Genera cono invertido
Modelo de Lerchs y Grossman
Maximizar beneficios
Resuelve problema de flujo máximo
Mayor eficiencia Menor tiempo de ejecución
Adaptación de los modelos
Teoría de grafos
Conclusiones
introdujo un modelo matemático a través de una herramienta computacional, que permitió obtener un prediseño óptimo de la geometría de la rampa
Esta herramienta matemática se encuentra en etapas iniciales de su creación, por
lo cual es posible su perfeccionamiento en cada versión futura.
al introducir el modelo matemático, se obtuvo una mejora de un 1.59 [%] en el beneficio económico y de un 1.40 [%] en la cantidad de reservas disponibles para la extracción
tanto el modelo matemático como el software que lo implementa son perfectibles,
deben seguir desarrollándose como un puente entre la industria y la academia
