Desarrollo de un Modelo Geotécnico en 3D en Compañía Minera Antamina para para optimizar operaciones operaciones en en mina Malcolm Newton, Ph.D - Datamine Corporate Ltd. / Ricardo Lanfranco Varea, Jesús Astuvilca Rojas - Datamine Perú S.A. / Diego Gómez, Carlos Aguirre - C.M. Antamina
Cuando se diseña una mina a cielo abierto, el conocimiento geológico del yacimiento no es suficiente para suministrar la información requerida para realizar los diseños geomecánicos que se consideren sectorizaciones geomecánicas, propiedades físicas de los macizos rocosos, comportamiento del macizo rocoso para l os diseños de voladura, sectorización de riesgos, diseño de ángulos de taludes etc. No contar con esta información representa un riesgo significativo para el desarrollo del minado. Conforme se avanza en el minado, el conocimiento del comportamiento geomecánico del macizo rocoso aumenta. Esto deriva en la disminución de los riesgos incrementándose la seguridad y la productividad. Históricamente, los resultados de los estudios geomecánicos y la colecta de datos de los mapeos superficiales y de los testigos de perforación se orientaban básicamente a la optimización de los ángulos de taludes en el tajo. En el mes de mayo del 2008, la Compañía Minera Antamina S.A., con la asistencia y el asesoramiento de la corporación Datamine, hizo un trabajo inicial de definición de alcance y factibilidad para desarrollar un modelo geotécnico, como parte del programa de mejoras operacionales que se lleva en la empresa. El objetivo del estudio inicial fue determinar la cantidad y tipos de datos disponibles en la mina que podían ser usados para construir un modelo de las propiedades de las diferentes rocas que se encuentran en la mina y que este modelo fuese usado para un mejor diseño de voladura y diseño de taludes. Uno de los objetivos principales del proyecto es el de mejorar la fragmentación de la roca producto de un diseño de voladura, que tomase en cuenta las variables estimadas en el modelo. Para que el proyecto sea exitoso, es necesario crear y mantener en forma regular el modelo geotécnico. El proyecto global se dividió en cuatro fases: 1. Estudio de alcance. 2. Validación de datos y creación de un modelo geotécnico, como se describe en este documento. 3. Provisión y capacitación en software para visualizar, interrogar e interactuar con el modelo. 4. Desarrollo de un sistema sostenible para mantener el modelo geotécnico actualizado para su uso por las áreas de geotecnia, voladura e ingeniería. El estudio de alcance de la fase 1 confirmó que había datos suficientes procedentes de diversas fuentes para construir un modelo geotécnico inicial. El estudio proporcionó una buena comprensión de los datos geotécnicos disponibles y cómo podrían combinarse y ser u sados para construir un modelo. Este trabajo técnico se describe en la fase 2, del análisis geoestadístico de los datos geotécnicos y de los métodos utilizados para crear el modelo geotécnico. Las conclusiones del estudio se presentan más adelante en mayor detalle e incluyen: Cinco de los principales parámetros geotécnicos (RQD, RMR, UCS, JV y BI) se obtuvieron del mapeo de frentes, taladros orientados, testigos de diamantinas y de los registros de los equipos de taladros de voladura del sistema de Aquila. Todas las muestras geotécnicas fueron asignadas a uno de los trece tipos de roca del modelo geológico y donde había datos suficientes. Estos fueron utilizados como dominios para el control del análisis geoestadístico y el modelado de las variables geotécnicas. Para la combinación tipo de roca / variable geotécnica con pocos datos, las muestras de endoskarn se agruparon en un dominio combinados, así como las muestras exoskarn, haciendo un total de cinco grupos en el sistema de dominio combinados. La correlación entre el índice de voladura de Lilly – 1986 calculado a partir de los datos del sistema de taladros de producción Aquila y el Índice de Voladura (BI) de los datos de mapeo de frentes era pobre, aunque visualmente hay una amplia similitud sobre las áreas más duras y las más suaves. Como había mucho más datos del sistema Aquila que los datos de mapeo de frentes y estos se distribuyen en un área más amplia, se decidió que el índice de voladura a partir de los datos de Aquila se utilizarían para el modelado. Sin embargo, se recomienda seguir con la investigación de la relación entre los índices de voladura. Los valores de confiabilidad han sido calculados para cada bloque en el modelo geotécnico. Estos muestran la confianza relativa de las estimaciones de entre los bloques y dan una buena indicación de donde se requiere muestreo adicional. ■
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La fase 4, cuyo objetivo es definir y construir el sistema para mantener actualizado el modelo geotécnico multi-paramétrico, empezó a ejecutarse en enero de 2010. La fase 2 del proyecto incluyó la determinación de la metodología apropiada para construir el modelo geotécnico utilizando los datos geotécnicos disponibles. Sin embargo, fue necesario hacer una validación de datos y limpieza significativa de muchos datos antes que la elaboración del modelo pudiese llevarse a cabo. El detalle resumido de los análisis estadísticos y geo-estadísticos de los datos y los métodos utilizados para crear el modelo geotécnico se describen en este trabajo técnico. Origen y uso de datos
Se puede decir que las fuentes de datos disponibles en C. M. Antamina fue abundante, pero no tan profundas como habría sido el caso ideal para la producción de un modelo fiable. Sin embargo, mediante la manipulación y la combinación de todos los datos disponibles en un formato consistente ha sido posible construir un modelo que permite una mejor comprensión de las condiciones de minado. El modelo actual puede servir como una base excelente para el uso por la superintendencia de geotecnia y este modelo se irá mejorando en calidad y fiabilidad, cuando más datos estén disponibles. Los principales datos utilizados para generar el modelo geotécnico en el proceso de modelado son: Tablas de sondajes que se derivan de: Ÿ Datos de sondajes logueados conteniendo data geotécnica. Ÿ Datos de taladros de voladura registrados por el sistema Aquila. Datos de mapeo de frentes que fueron convertidos a formato de taladro para facilitar su modelado y visualización. Datos puntuales de estructuras (structure points). ■
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El modelo geotécnico utiliza el mismo origen, tamaño de celda y la orientación como el modelo geológico de Antamina. El atributo Tipo de Roca se ha copiado del modelo geológico para el modelo geotécnico y se utiliza para asignar valores de Tipo de Roca a los datos geotécnicos. Un subconjunto de otros atributos también se ha copiado del modelo geológico para ayudar en el uso futuro del modelo geotécnico; sin embargo, no han sido utilizados para la elaboración del modelo.
