Universidad de la SerenaFacultad de ingenieraDepartamento de Ingeniera en Minas

Proyecto de Minera Cielo Abierto

Diego DuboChristian GaetePablo Zumaran

RESUMENLa seleccin de un mtodo de explotacin de un yacimiento esta fundamentalmente principalmente en una decisin econmica, (costos beneficios, flujos de caja). De acuerdo a esto esta decisin esta relacionada con factores propios del yacimiento tales como, ubicacin forma, tamaa, topografa superficial, profundidad, tipo de mineral, caractersticas de la mineralizacin y complejidad, selectividad, caractersticas del macizo rocoso, calidad de la informacin de reservas y las inversiones asociadas. Toda esta informacin tiene origen en la rama de minera denominada investigacin minera, en la cual encontramos las campaas de exploracin, campaas de sondajes, registro de testigos y todas estas actividades vinculadas a las etapas de exploracin. Otro punto y no menos importante estn relacionados con las polticas, necesidades y recursos que disponga la empresa. De esta manera un yacimiento es potencialmente sensible a ser explotacin por cualquier mtodo minero, descartando los que no representan un buen negocio o retorno econmico para la empresa.La explotacin de un mtodo por rajo abierto requiere de informacin proveniente de etapas de exploracin como lo son los sondajes, los cuales sern procesados con el fin de obtener un modelo de bloques (Krigeage, Ivor, etc). Estos bloques estarn definidos de acuerdo a sus dimensiones, largo, ancho (por lo general iguales) y su altura. Este ltimo valor corresponder a la altura del banco del futuro rajo. Esta altura quedara definida de acuerdo a las caractersticas del yacimiento y la eleccin de los equipos de perforacin. Cada uno de los bloques almacenara informacin esencial del yacimiento. En un bloque podremos encontrar informacin como tipo de roca (geomecnica, estructuras y litologa), Leyes (mineral y subproductos), Datos econmicos (costo de extraccin, proceso de venta y/o beneficio econmico), recuperaciones metalrgicas.Una vez definidos estos parmetros y la informacin disponible se entra en la etapa de diseo, la cual entrega el pit final, en la cual se agrega las distintas etapas de explotacin llamadas Fases. Todos estos estudios estaban basados en recopilacin de informacin estadstica, datos sujetos a correccin por la aparicin de nuevas tecnologas, nuevas reservas y condiciones del mercado, precio de los metales, condiciones del mercado, por lo que con seguridad ser modificado con informacin nueva de base de datos. Con la informacin de pit final surgen las preguntas de cmo extraer reservas, en la cual se deben definir en las etapas de planificacin de la explotacin. En estas etapas se planifican las actividades a realizar en funcin de la explotacin misma del rajo, polticas de la Compaa (necesidades, recursos, intereses, etc.), influencia de agentes internos (problemas climticos, recursos humanos, etc.) y externos a la empresa (mercado, regulaciones, normativas, etc.).Todo proyecto, la explotacin de un yacimiento deber ser evaluada tcnica y econmicamente. Para la correcta evaluacin del proyecto, debemos contar con los datos necesarios para el desarrollo de los estudios, los cuales provendrn de fuentes de informacin tcnica fidedignas, tales como la operacin de otros yacimientos de similares caractersticas, tecnologa, procesos productivos involucrados y la experiencia de los encargados de evaluar Dicho proyecto. En los procesos productivos encontramos Perforacin y Tronadora, Carguo y Trasporte, Sistemas de manejos de materiales y servicio a la Minera.Es necesario destacar que tambin existen otras actividades paralelas que participan y forman parte del proceso y de sus costos como son la Geologa, mantencin equipos, depreciacin, suministros de energias, recursos humanos, etc. En este sentido podemos decir que en funcin de los costos estimados para la extraccin de un bloque del yacimiento, definiremos una ley que permita discriminar un bloque como mineral o estril, la cual llamaremos ley de corte o ley ctrica.

INTRODUCCIONEl diseo 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 configuracin de un rajo final. Existen actualmente diversas herramientas que permiten facilitar esta compleja tarea. Una de estas herramientas es a travs software minero 3D que permite visualizar y transformar datos en modelos 3D dinmicos, precisos diseos mineros y planes de operacin. Sin duda es una gran herramienta utilizada por las empresas para disear, simular cualquier actividad que se estime antes de incurrir en errores y desastres econmicos.De acuerdo a los horizontes abordados en el curso, el diseo de un pit ser ejecutado a travs de la herramienta Pit Optimzer incluida en este software, en la cual podremos determinar los limites econmicos, envolvente, de acuerdo a parmetros operacionales como costo mina, costo planta, costo ventas, etc. La base de datos que ser proporcionada incluir, leyes del yacimiento, densidad de roca, dimensiones del cubo de modelo minero, categoras de bloques, volumen y topografa.El objetivo principal es el diseo del pit final de acuerdo a todos los parmetros que este incluye, diseo de pit final, pit operativo con rampas, descripcin del proceso metalrgico, anlisis de escenarios y planes mineros, diseos de botaderos y stock de minerales con rampas, evaluacin econmica y plan de produccin mina.

1.- SOFTWARE VULCAN1.1.- Modelo de BloquesEl modelo de bloques fue entregado por la empresa que contrato los servicios de planificacin, este comprende las siguientes caractersticas que involucra tantos bloques de aire, roca (estril y mineral) y roca- aire los cuales se deben seleccionar para conformar el pit ptimo de extraccin, proceso que se desarrollara y explicara ms adelante.

1.2- Funciones: Pit Optimizer

La herramienta Pit Optimiser permite encontrar el pit ptimo para ser extrado a un determinado escenario definido en la configuracin de los parmetros.El motor de optimizacin de esta herramienta puede ser elegido entre: el mtodo Learchs y Grossmann 3D y el cono flotante en 3D.Algunos de los parmetros importantes que deben ser ingresados son el costo mina, planta y fundicin y refinacin. Adems de variables metalrgicas como la recuperacin, entre otras.1.3.- Plan de accin de Costos.Costo Mina2,8U$/Ton

Costo Planta8,5U$/Ton

Costo Venta1,8U$/Lb

Precio del Metal3,12U$/Lb

Recuperacin88%

Definicin de los parmetros.Costo mina: Se definieron a partir de los costos de perforacin y tronadora, Carguo y transporte, servicio apoyo mina costos de administracin, costo depreciacin.Costo planta: Estos incluyen costo de tratamiento, costos de administracin, depreciacin de instalacin planta.Costo Venta: costos de transporte, seguros, crditos de refinera.1.4.- Precio del metal: 3,12 U$/LbLa Comisin Chilena del Cobre (Cochilco)elev este martes su proyeccin para el precio promedio del cobre este ao 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 CorteCorresponde a la ley mnima explotable que debe tener un bloque mineralizado para ser considerado como reserva mineral. La operacin con esta ley mineral no reporta ni utilidades ni perdidas.

Ley de Corte=100((+))/(2204.6()/100)

Ley de Corte0,4

2.- DETERMINACION PIT OPTIMO Mediante la herramienta del software VULCAN pit optimiser y los datos de costos antes mencionados se determin el pit ptimo para este yacimiento en base a la envolvente econmica generada con el mtodo de Lerchs and Gerossman el cual es un algoritmo que relaciona la profundidad del pit final el beneficio neto contemplando la valorizacin econmica de cada uno de los bloques analizados.El Pit final tiene las siguientes caractersticas.VolumenTonelaje

4.492.83211.232.079,2

Distribucin 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 estril.

2.1.- Ritmo Optimo de explotacinPara determinar la vida de la mina se utiliz la teora de Taylor el cual aplica las reservas a explotar a un formulismo. Este mtodo es aplicable, en principio, a cualquier tipo de yacimiento independiente de su mtodo de explotacin. Movimiento Mina

Reservas2808019

Aos8,5

Ton/Ao1321421,08

Ton/Dia3670,6

n= 6,5*(Tonelaje)1/4TonelajeVida Mina

28080198,5 aos

Para determinar la vida de la mina se utiliz la teora de Taylor el cual aplica las reservas a explotar a un formulismo. Este mtodo es aplicable, en principio, a cualquier tipo de yacimiento independiente de su mtodo de explotacin.3.- PARAMETROS GEOMETRICOS3.1.- Altura de bancoLa altura de banco ser de 10 metros fundamentalmente efecto de que el equipo de carguo tiene ese lmite como altura de carga mxima, para el proceso de carguo se ocuparan 2 equipos el primero de ellos ser un cargador frontal CAT 980H y el otro ser excavadora VOLVO EC460

3.2.- Angulo de Talud Dominio Estructural Azimut Angulo de Talud Angulo Overall Angulo Inter-Rampa

A 0- 30 78 48 50

340- 360

B 30- 220 80 49 51

C 220- 340 72 45 46

3.3.- BermaPara el clculo del diseo de ancho de berma se ocupara 2 criterios los cuales estn en ambos casos en funcin 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.- Diseo de RampaEl diseo de la rampa est en funcin de las dimensiones de los equipos de transporte y del ngulo de reposo del mineral 37, que para nuestro caso el camin seleccionado es el Mercedes Benz Astros 4144K de 4 puentes, el cual tiene un ancho de 2.6 mts y una altura de neumtico de 1.1 m.

W=(n+1)* Ac+Bs+Dbs= 18.54.- DE PIT OPTIMO A PIT OPTIMO OPERACIONALPara efectivamente encontrar el pit optimo final se debe construir de tal forma que se incluyan los caminos, rampas de acceso entre niveles y ngulos de talud correspondientes a cada sector del pit.Para determinar el pit optimo final se parti 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 ms suavizado posible ya que si es irregular no cumple con las condiciones de estabilidad necesarias y se formaran sectores de concentracin de esfuerzos los que en el tiempo por distintos factores (sismos, agua, presencia de fracturas, etc.) seran causantes de colapso de bancos o paredes completas en condiciones extremas pero siempre respetando la envolvente econmica antes encontrada.El volumen y tonelaje obtenido vara con respecto al volumen y tonelaje entregado en primera instancia. En consecuencia las caractersticas de explotacin cambian en un cierto porcentaje haciendo que la cantidad de tonelaje removido de la mina y enviado a planta aumente o disminuya segn las condiciones nuevas generadas.

DISEO 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 ms metros, el efecto del confinamiento es importante y es preciso considerar que las propiedades resistentes dependen del mismo. En otras palabras, el material ms cercano a la superficie del botadero tendr un mayor ngulo de friccin y una cohesin nula o casi nula, y el material ubicado a mayor profundidad tendr un menor ngulo de friccin () y una mayor cohesin (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 mixto de los botaderos que aqu interesan (e.g. ver Marsal(1973), Marsal& Resndiz(1975), etc.). Es importante considerar este efecto para lograr una adecuada representacin de las eventuales superficies de deslizamiento, ya que si se ignora el efecto del confinamiento resultan superficies de deslizamiento ms 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 Despus de realizar un anlisis, se concluyo que el material sin cohesion tiene un angulo de reposo de 38 y este ser el Angulo del talud.

Conclusiones Analizando lo obtenido se puede concluir que se a obtenido un pit operativo de mediana minera con altas leyes de cobre A modo de recomendacin se puede decir que se podra haber obtenido un diseo de rampa que extrajera menos mineral La ley de corte obtenida es muy baja en comparacin a las leyes del modelos de bloques esto puede ser , ya que los parmetros de costos ingresados fueron obtenidos de la gran minera. Se recomienda hacer un anlisis mas exhautivo para lograr una ley mas acorde con el proyecto. Al realizar la cubicacin entregada por el pit_optimeser se puede inferir que es un yacimiento de mediana minera, ya que se obtuvieron bajos tonelajes , altas leyes y una vida de la mina a 9 aos.