Universidad de la Serena Facultad de ingeniería Departamento de Ingeniería en Minas
Proyect Pro yecto o de Minería Cielo Cie lo Abierto
Diego Dubo Christian Gaete Pablo Zumaran
RESUMEN La selección de un método de explotación de un yacimiento esta fundamentalmente principalmente en una decisión económica, (costos beneficios, flujos de caja). De acuerdo a esto esta decisión esta relacionada con factores propios del yacimiento tales como, ubicación forma, tamaña, topografía superficial, profundidad, tipo de mineral, características de la mineralización y complejidad, selectividad, características del macizo rocoso, calidad de la información de reservas y las inversiones asociadas. Toda esta información tiene origen en la rama de minería denominada investigación minera, en la cual encontramos las campañas de exploración, campañas de sondajes, registro de testigos y todas estas actividades vinculadas a las etapas de exploración. Otro punto y no menos importante están relacionados con las políticas, necesidades y recursos que disponga la empresa. De esta manera un yacimiento es potencialmente sensible a ser explotación por cualquier método minero, descartando los que no representan un buen negocio o retorno económico para la empresa. La explotación de un método por rajo abierto requiere de información proveniente de etapas de exploración como lo son los sondajes, los cuales serán procesados con el fin de obtener un modelo de bloques (Krigeage, Ivor, etc). Estos bloques estarán definidos de acuerdo a sus dimensiones, largo, ancho (por lo general iguales) y su altura. Este último valor corresponderá a la altura del banco del futuro rajo. Esta altura quedara definida de acuerdo a las características del yacimiento y la elección de los equipos de perforación. Cada uno de los bloques almacenara información esencial del yacimiento. En un bloque podremos encontrar información como tipo de roca (geomecánica, estructuras y litología), Leyes (mineral y subproductos), Datos económicos (costo de extracción, proceso de venta y/o beneficio económico), recuperaciones metalúrgicas. Una vez definidos estos parámetros y la información disponible se entra en la etapa de diseño, la cual entrega el pit final, en la cual se agrega las distintas etapas de explotación llamadas Fases. Todos estos estudios estaban basados en recopilación de información estadística, datos sujetos a corrección por la aparición de nuevas tecnologías, nuevas reservas y condiciones del mercado, precio de los metales, condiciones del mercado, por lo que con seguridad será modificado con información nueva de base de datos. Con la información de pit final surgen las preguntas de cómo extraer reservas, en la cual se deben definir en las etapas de planificación de la explotación. En estas etapas se planifican las actividades a realizar en función de la explotación misma del rajo, políticas de la Compañía (necesidades, recursos, intereses, etc.), influencia de agentes internos (problemas climáticos, recursos humanos, etc.) y externos a la empresa (mercado, regulaciones, normativas, etc.).
Todo proyecto, la explotación de un yacimiento deberá ser evaluada técnica y económicamente. Para la correcta evaluación del proyecto, debemos contar con los datos necesarios para el desarrollo de los estudios, los cuales provend rán de fuentes de información técnica fidedignas, tales como la operación de otros yacimientos de similares características, tecnología, procesos productivos involucrados y la experiencia de los encargados de evaluar Dicho proyecto. En los procesos productivos encontramos Perforación y Tronadora, Carguío y Trasporte, Sistemas de manejos de materiales y servicio a la Minería. Es necesario destacar que también existen otras actividades paralelas que participan y forman parte del proceso y de sus costos como son la Geología, mantención equipos, depreciación, suministros de energias, recursos humanos, etc. En este sentido podemos decir que en función de los costos estimados para la extracción de un bloque del yacimiento, definiremos una ley que permita discriminar un bloque como mineral o estéril, la cual llamaremos ley de corte o ley cítrica.
INTRODUCCION El diseño de un pit final es una tarea en la intervienen una infinidad de datos, es por ello que su completo estudio es esencial a la de desarrollar la configuración de un rajo final. Existen actualmente diversas herramientas que permiten facilitar esta compleja tarea. Una de estas herramientas es a través software minero 3D que permite visualizar y transformar datos en modelos 3D dinámicos, precisos diseños mineros y planes de operación. Sin duda es una gran herramienta utilizada por las empresas para diseñar, simular cualquier actividad que se estime antes de incurrir en errores y desastres económicos. De acuerdo a los horizontes abordados en el curso, el diseño de un pit será ejecutado a través de la herramienta Pit Optimzer incluida en este software, en la cual podremos determinar los limites económicos, envolvente, de acuerdo a parámetros operacionales como costo mina, costo planta, costo ventas, etc. La base de datos que será proporcionada incluirá, leyes del yacimiento, densidad de roca, dimensiones del cubo de modelo minero, categorías de bloques, volumen y topografía. El objetivo principal es el diseño del pit final de acuerdo a todos los parámetros que este incluye, diseño de pit final, pit operativo con rampas, descripción del proceso metalúrgico, análisis de escenarios y planes mineros, diseños de botaderos y stock de minerales con rampas, evaluación económica y plan de producción mina.
1.- SOFTWARE VULCAN 1.1.- Modelo de Bloques El modelo de bloques fue entregado por la empresa que contrato los servici os de planificación, este comprende las siguientes características que involucra tantos bloques de aire, roca (estéril y mineral) y roca- aire los cuales se deben seleccionar para conformar el pit óptimo de extracción, proceso que se desarrollara y explicara más adelante.
1.2- Funciones: Pit Optimizer
La herramienta “Pit Optimiser” permite encontrar el pit óptimo para ser extraído a un determinado escenario definido en la configuración de los parámetros.
El motor de optimización de esta herramienta puede ser elegido entre: el método Learchs y Grossmann 3D y el cono flotante en 3D. Algunos de los parámetros importantes que deben ser ingresados son el costo mina, planta y fundición y refinación. Además de variables metalúrgicas como la recuperación, entre otras.
1.3.- Plan de acción de Costos. Costo Mina Costo Planta Costo Venta Precio del Metal Recuperación
2,8
U$/Ton
8,5 1,8 3,12 88
U$/Ton U$/Lb U$/Lb %
Definición de los parámetros. Costo mina: Se definieron a partir de los costos de perforación y tronadora, Carguío y transporte, servicio apoyo mina costos de administración, costo depreciación. Costo planta: Estos incluyen costo de tratamiento, costos de administración, depreciación de instalación planta. Costo Venta: costos de transporte, seguros, créditos de refinería.
1.4.- Precio del metal: 3,12 U$/Lb La Comisión Chilena del Cobre (Cochilco) elevó este martes su proyección para el precio promedio del cobre este año a US$3,12 la libra desde US$3,05 la libra previsto en abril pasado, ante una mejora en las perspectivas para la demanda china y un menor balance mundial del metal.
1.5.- Ley de Corte Corresponde a la ley mínima explotable que debe tener un bloque mineralizado para ser considerado como reserva mineral. La operación con esta ley mineral no reporta ni utilidades ni perdidas.
Ley de Corte=100∗((+))/(2204.6∗(−)∗/100)
Ley de Corte
0,4
2.- DETERMINACION PIT OPTIMO Mediante la herramienta del software VULCAN pit optimiser y los datos de costos antes mencionados se determinó el pit óptimo para este yacimiento en base a la envolvente económica generada con el método de Lerchs and Gerossman el cual es un algoritmo que relaciona la profundidad del pit final el beneficio neto contemplando la valorización económica de cada uno de los bloques analizados. El Pit final tiene las siguientes características.
Volumen 4.492.832
Tonelaje 11.232.079,2
Distribución de materiales extraidos del pit optimo
Las sigues tablas detallan el tonelaje que se extrae del pit , individualizada por cada banco, contabilizando tonelaje a planta , stock de alta ley , stock de alta ley y estéril.
2.1.- Ritmo Optimo de explotación Para determinar la vida de la mina se utilizó la teoría de Taylor el cual aplica las reservas a explotar a un formulismo. Este método es aplicable, en principio, a cualquier tipo de yacimiento independiente de su método de explotación.
Movimiento Mina 2808019 Reservas 8,5 Años 1321421,08 Ton/Año 3670,6 Ton/Dia
1/4
n= 6,5*(Tonelaje) Tonelaje Vida Mina 2808019 8,5 años
Para determinar la vida de la mina se utilizó la teoría de Taylor el cual aplica las reservas a explotar a un formulismo. Este método es aplicable, en principio, a cualquier tipo de yacimiento independiente de su método de explotación.
3.- PARAMETROS GEOMETRICOS 3.1.- Altura de banco La altura de banco será de 10 metros fundamentalmente efecto de que el equipo de carguío tiene ese límite como altura de carga máxima, para el proceso de carguío se ocuparan 2 equipos el primero de ellos será un cargador frontal CAT 980H y el otro será excavadora VOLVO EC460
3.2.- Angulo de Talud Dominio Estructural
Azimut
Angulo de Talud
Angulo Overall
A
0°- 30°
78°
48°
Angulo InterRampa 50°
30°- 220° 220°- 340°
80° 72°
49° 45°
51° 46°
340°- 360°
B C
3.3.- Berma Para el cálculo del diseño de ancho de berma se ocupara 2 criterios los cuales están en ambos casos en función de la altura de banco: Riche (mts) = 4.5 + 0.2*(Altura Banco) = 6.5 mts. Hustralid (mts) = 0.666*(Altura Banco) = 6.7 mts.
3.4.- Diseño de Rampa El diseño de la rampa está en función de las dimensiones de los equipos de transporte y del ángulo de reposo del mineral 37°, que para nuestro caso el camión seleccionado es el Mercedes Benz Astros 4144K de 4 puentes, el cual tiene un ancho de 2.6 mts y una altura de neumático de 1.1 m.
W=(n+1)* Ac+Bs+Dbs= 18.5
4.- DE PIT OPTIMO A PIT OPTIMO OPERACIONAL Para efectivamente encontrar el pit optimo final se debe construir de tal forma que se incluyan los caminos, rampas de acceso entre niveles y ángulos de talud correspondientes a cada sector del pit. Para determinar el pit optimo final se partió construyendo la fase desde el fondo del pit y banco por banco generado del solido del pit optimiser, esto para ir tomando todos los bloques posibles de mineral y a su vez para que la forma del pit sea lo más suavizado posible ya que si es irregular no cumple con las condiciones de estabilidad necesarias y se formarían sectores de concentración de esfuerzos los que en el tiempo por distintos factores (sismos, agua, presencia de fracturas, etc.) serían causantes de colapso de bancos o paredes completas en condiciones extremas pero siempre respetando la envolvente económica antes encontrada. El volumen y tonelaje obtenido varía con respecto al volumen y tonelaje entregado en primera instancia. En consecuencia las características de explotación cambian en un cierto porcentaje haciendo que la cantidad de tonelaje removido de la mina y enviado a planta aumente o disminuya según las condiciones nuevas generadas.
DISEÑO DE BOTADEROS
Es frecuente suponer que los materiales de lastre, mineral de stock y los materiales mixtos se comportan como materiales granulares gruesos, puramente friccionantes; sin embargo, cuando se tienen botaderos con alturas de 100 m o más metros, el efecto del confinamiento es importante y es preciso considerar que las propiedades resistentes dependen del mismo. En otras palabras, el material más cercano a la superficie del botadero tendrá un mayor ángulo de fricción y una cohesión nula o casi nula, y el material ubicado a mayor profundidad tendrá un menor ángulo de fricción (φ) y una mayor cohesión (c), debido a la no linealidad de la envolvente de falla de los materiales granulares gruesos, cual el caso del lastre, morrena glaciar, mineral de stock y el material mix to de los botaderos que aquí interesan (e.g. ver Marsal(1973), Marsal& Reséndiz(1975), etc.). Es importante considerar este efecto para lograr una adecuada representación de las eventuales superficies de deslizamiento, ya que si se ignora el efecto del confinamiento resultan superficies de deslizamiento más superficiales.
Ancho rampa Se considero el mismo ancho que se considero en el pit 18.5 ya que se utlizaran los mismos equipos Angulo de reposo Después de realizar un análisis, se concluyo que el material sin cohesion tiene un angulo de reposo de 38° y este será el Angulo del talud.
Conclusiones
Analizando lo obtenido se puede concluir que se a obtenido un pit operativo de mediana minería con altas leyes de cobre A modo de recomendación se puede decir que se podría haber obtenido un diseño de rampa que extrajera menos mineral La ley de corte obtenida es muy baja en comparación a las leyes del modelos de bloques esto puede ser , ya que los parámetros de costos ingresados fueron obtenidos de la gran minería. Se recomienda hacer un análisis mas exhautivo para lograr una ley mas acorde con el proyecto. Al realizar la cubicación entregada por el pit_optimeser se puede inferir que es un yacimiento de mediana minería, ya que se obtuvieron bajos tonelajes , altas leyes y una vida de la mina a 9 años.
