Desarrollo de un Modelo Geotécnico 3D en Compañía Minera Antamina para optimizar Operaciones Oper aciones en mina Autores: Carlos Aguirre • Diego Gomez • • Jesús Astuvilca Rojas Ricardo Lanfranco Varea • Malcolm Newton, Ph.D •
C.M. Antamina C.M. Antamina CAE Datamine Perú S.A. CAE Datamine Perú S.A. CAE Datamine Corporate Ltd.
8°° Congreso Nacional de Minería “Con Ingeniería Desarrollamos Minería”
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19 – 22 de Octubre, Octubre Octu bre,, 2010 TECSUP – Trujillo, Trujil Tru jillo, lo, PERU PERU
Modelo Geotécnico 3D • Dato Datoss geot geotéc écni niccos en mina mina a menu menudo do repr epresen esenttan gran gran cant cantid idad ad de información de calidad de roca. • En la mayoría mayoría de minas mucha de la data geotécnica geotécnica está está sub utilizada. , si se aplica un proceso riguroso en el desarrollo de estos modelos y el modelo modelo está está debidament debidamente e limitado; limitado; haciendo haciendo uso adecuado adecuado de métodos métodos Modelos os Ge Geot otécn écnic icos os pueden ser herramientas muy geost geostadís adístico ticos, s, estos estos Model
poderosas.
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Aplicaciones de los Modelos Geotécnicos 3D • Los Modelos Geotécnicos 3D pueden ser usados eficiente y eficazmente en: Optimizar la voladura (mine to mill) Selección de accesorios de perforación (brocas) basado en la dureza
estimada (UCS) en el modelo geotécnico 3D. I enti icar reas e riesgo geot cnico Información adicional para el diseño de taludes
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Modelamiento Geotécnico 3D en Compañia Minera Antamina • Objetivo de este proyecto fue el de construir un Modelo Geotécnico sostenible en el tiempo y que puede ser usado para mejorar la voladura y el diseño de taludes. Fases del Proyecto:
• Fase 1 – Estudio de Alcance • Fase 2 – Construir Modelo Geotécnico • Fase 3 - Entrenamiento en el uso del Modelo Geotécnico. • Fase 4 – Implementar procesos y herramientas para mantener un Modelo Geotécnico sostenible en el tiempo.
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Objetivos y resultados del Estudio de Alcance (Fase 1) • Recopilar toda la data geotécnica necesaria para construir un modelo geotécnicos.
Aquila – 4,661,282 m.
Core Logging – 37,323 m. Oriented Core (UCS) – Data Puntual
– ,
.
PLI Core – 2,304 m. Face Mapping – 35,325 m. Modelo de bloques de recursos Topografía Actualizada y Diseño de Pit actualizado.
• El estudio concluyó con que había datos suficientes para construir un Modelo Geotécnico
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Geología : Tipo de Roca
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Colección de Datos Geotécnicos: AQUILA -
La data de Aquila® es capturada de varios sensores montados en el castillo de perforacion y es provisto en una Base de Datos de Microsoft Access ®.
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Variables analizadas : • Drill bit penetration rate (m/h) • Pull-down pressure on bit (klbf)
• •
BI (Blastability Index)
Drill hole diameter (inch)
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AQUILA
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Colección de Datos Geotécnicos: Mapeo de Frentes (Face Mapping) -
Es la información geotécnica colectada de los taludes del tajo mediante la técnica de Mapeo de Ventanas.
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Variables analizadas: RQD, RMR, JV, UCS, BI
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Face Mapping
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Colección de Datos Geotécnicos: Logueo Geotécnico (Core Logging) -
Información geotécnica logueada de los sondajes ejecutados por el área de exploraciones
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Variables analizadas : RQD, RMR, JV.
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Core Logging
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Colección de Datos Geotécnicos: Sondajes Orientados (Oriented Core) -
Información geotécnica obtenida de la perforación de sondajes orientados
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Variables analizadas : RQD, UCS.
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Oriented Core
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Colección de Datos Geotécnicos: PLI (Point Load Index) -
Información geotécnica de hacer un test de la resistencia de la roca el cual da un índice de carga puntual y que luego es convertido en UCS
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Variables analizadas : UCS.
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Point Load Index
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Preparación y Validación de Datos : Preparación : -
Para asistir en la visualización e interpretación la data ha sido convertida a formato Datamine (software usado para el Modelamiento Geotécnico)
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Muestras duplicadas. Muestras superpuestas. Collares duplicados.
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Preparación y Validacion de Datos : Aquila, Face Mapping, Core Logging, Oriented Core, PLI
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Análisis Estadístico y Geoestadístico -Cuatro propiedades geotécnicas han sido analizados : • • • •
BI RQD RMR UCS
– Blastability Index – Rock Quality Designation – Rock Mass Rating (Bieniawski 1976) – Uniaxial Compressive Strength
El modelo de bloques incluye 15 diferentes valores de tipo de roca, los cuales han sido usados para asignar un valor de tipo de roca cada muestra geotécnica. La clasificación de tipo de roca ha sido usada como dominios para los análisis estadísticos y geostadísticos y por ende para la definición de parámetros a ser usados en la interpolación del modelo geotécnico.
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¿Que hacer con los datos recolectados ? MODELO GEOTECNICO (BI, RMR, RQD, UCS, JV) Interpolación Geoestadística (Sondajes y Mapeo en el Modelo de Bloques) Base de Datos de Geotécnia Modelo Bloques Litologia
Solido Geologico
Fallas
BD Mapeo
BD Sondajes BHID, Collares, Desviaciones BI, RMR, RQD, UCS, TIPO ROCA
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Análisis Estadístico y Geostadístico
Histograma de RMR
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Variograma RMR RT 1 19 – 22 de Octubre, 2010 TECSUP – Trujillo, PERU
Interpolación de Modelo Geotécnico Las cuatro variables BI_AQ, RQD, RMR and UCS fueron estimadas en el modelo de bloques usando kriging ordinario (OK). Las variables fueron estimadas usando control zonal para cada dominio. Esto asegura que unicamente muestras que estan en un dominio X son usadas para estimar bloques que pertenecen al dominio X.
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Modelo Geotécnico: campos interpolados en el modelo
Parámetros Interpolados
• • • •
BI_L RQD % RMR UCS
Parámetros Calculados
• JV JV = (115 – RQD) / 3.3
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Modelo Geotécnico : vistas en planta y seccion
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Plan for BI at 4190m Elevation
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SE-NW Section for BI 19 – 22 de Octubre, 2010 TECSUP – Trujillo, PERU
Aplicaciones y Usos Modelo Geotécnico 3D
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Diseño de Voladura para fragmentación requerida por cliente(planta)
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Uso/Selección de accesorios (broca) de perforación basado en Dureza de Roca (UCS)
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Estabilidad de Taludes Valores de RMR pueden ser usados para evaluar ángulos de talud.
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Que valor puede ser derivado del Modelo Geotécnico? Data completamente integrada en 3D Apoyo a la colaboración inter-departamentos en mina (Geotécnia, Voladura,
Planeamiento). Visualización en un único entorno 3D. Aprovechamiento al máximo de los datos disponibles. (convertir datos disponibles en información relevante .)
Un modelo geotécnico provee valor agregado a operaciones mina : Control de fragmentación mejorado Obtenido por medio del diseño dinámico de voladura Mejores ratios de carga y transporte mas eficiente. Aumento en performance de chancado gracias a una fragmentación
uniforme. Reducción del daño en las paredes del tajo. Control de riesgos en taludes
Mejor diseño de talud basado en información en 3D.
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mas
Futuras implementaciones propuestas
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