catedra introductoria proyectos mineria cielo abierto

Planificacin Minera a CieloAbierto

Proyectos de Minera Cielo Abierto : Semestre 1 ao 2015Acadmico :Julio Bravo G.

Diseo de Pit Final

Por definicin, un Pit Final es el limite al que debe tender unrajo cualquiera cuya explotacin cumpla con mrgenes de utilidadesdeseadas y que obedezca a taludes de sus paredes con ngulo critico.

El caso mas interesante y general ocurre al analizar beneficioseconmicos nulos, pues el Pit as estructurado ya contendr en sugeometra utilidades positivas.

Se establece entonces las curvas ISO razones de BeneficioNulo mediante la ecuacin:

U = f (P, L, R, C) = 0

U = UtilidadesP = precio venta unidad de productoL = LeyR = Razn lastre/mineralC = Costo de explotacin, de procesamiento, de flete, gravmenes, etc.


Conceptos Bsicos Excavacin superficial, cuyo objetivo es la extraccin de mineral. Consideraciones:

Modelo de Bloques a utilizar (calidad de los recursos minerales). Modelo de costos (mejor estimacin de los costos de largo plazo). Precio de Largo plazo de los minerales que sern explotados. Parmetros de diseo (ngulo de talud, recuperacin metalrgica, etc). Restricciones Medio Ambientales.


SONDAJES

MODELOGEOLGICO

TOPOGRAFA

MODELODE BLOQUE

PLANIFICACINMINERA

LEYES:LcorteLmedia

MODELODE COSTOS

EQUIPOS

ESTUDIOGEOMECNICO

SONDAJES

MODELOGEOLGICO

TOPOGRAFA

MODELODE BLOQUE

PLANIFICACINMINERA

LEYES:LcorteLmedia

MODELODE COSTOS

EQUIPOSEQUIPOS

ESTUDIOGEOMECNICO

ESTUDIOGEOMECNICO

Diseo Minero de Rajo Abierto


Esquema General de laPlanificacin Minera en Rajo

Evaluacin de Recursos

Definicin de Mineral Leyde Corte marginalConsideraciones

Geotcnicas y geomtricasPit Anidados o Lersch and

Grossman con Multi Cut offs

Secuenciamiento

Valorizacin

Programa de ProduccinProyectos de Minera Cielo Abierto : Semestre 1 ao 2015

Acadmico :Julio Bravo G.

Esquemas de ExplotacinPara simular el avance que experimentara el rajo, se hace necesario

definir las tajadas o expansiones, unidades geomtricas que secaracterizaran por un ancho y un largo (con altura necesaria para descubrirnuevas reservas).

La bsqueda de un Esquema de Explotacin solucionara taldimensionamiento en la medida que el menor ancho posible intervenga elmayor numero de unidades de carguo, debiendo contener facilidadesoperativas mnimas.

Las caractersticas dimensionales de los equipos, como deoperaciones tales como perforacin y tronadura, rendimientos de losequipos comprometidos, etc. Logran establecer una especie de ecuacin enque la velocidad de explotacin es el elemento decisivo.

Un calculo de la velocidad de avance se estima as:Rendimiento de carguo por equipo = 35.000 ton / daLargo de una unidad de extraccin (tronadura) = 250 mt.Tonelaje de la unidad = 280.000 ton

Velocidad Extraccin = 2x35.000 ton / da = 31 mt. avance / da2x 280.000 ton / mt.

250 Proyectos de Minera Cielo Abierto : Semestre 1 ao 2015Acadmico :Julio Bravo G.

Estrategia Productiva Como hacer minera de la

envolvente econmica en eltiempo.

M

E

E/M

tProyectos de Minera Cielo Abierto : Semestre 1 ao 2015Acadmico :Julio Bravo G.

Sectorizacin del Pit

Segn sea la distribucin de las calidades de los minerales, elyacimiento se sectoriza mediante expansiones. Segn la poltica deexplotacin elegida (mejorar leyes, mantener estos, etc.) impera en elordenamiento de las tajadas.

El diseo obedece al esquema de explotacin elegido, teniendoespecial cuidado en el acomodamiento de las expansiones yacentes a laperiferia del pit por cuanto es posible que no se logren estndares delesquema.

Cuando deben existir instalaciones de mediana a larga vida dentrodel pit (estaciones de chancado, cintas transportadoras, tneles, etc)., sedisea este espacio con el compromiso que las expansiones circundantesno lo amaguen hasta una vez cumplido el propsito de la instalacin.

Posteriormente la cubicacin de las tajadas banco a banco,permitir separar la columna de material en lastre y mineral.

Cada apertura de un banco (fondo de la mina) debe serconsiderada como una unidad aparte afn de entregar su material aquellaexpansin que resulte prioritaria en la confeccin del programa deexplotacin.


Ritmos Mximos de Expansin

Una vez que el Pit sea sectorizado y sus expansionescubicadas, habr que responder a la interrogante de cuntacapacidad de explotacin podrn aceptar.

Es posible utilizar un algoritmo cuyos datos son:

C = Rendimiento de carguo (ton./da)L = Largo medio de la Expansin (mt.)H = Altura total (mt.)a = Ancho Expansin (mt.)D = Desfase entre equipos de carguo (mt.)T = Tonelaje cubicado (ton.)

La expansin proyectada se transforma en un paraleleppedo( L , H, a) el que se respeta el desfase D que debe existir entre 2equipos de carguo en bancos continuos.


Existirn 3 etapas:

1) Entrada creciente de equipos de carguo (1, 2, 3, R)2) Situacin saturada o mxima (R)3) Salida decreciente de equipos (R, R - 1, 3, 2, 1)

Tomado R los siguientes valores:

a) R = n (nmero de bancos) si L / D > nb) R = L / D (valor entero) si L / D < n

Las ecuaciones entregan entonces el numero de equipos decarguo, tonelaje a extraer y duracin de cada etapa sealadaanteriormente.

Con este modelo, el planificador enfocara su explotacin parano sobrepasar las exigencias simuladas, pudiendo incluso utilizarvalores medios.

Esta metodologa puede aplicarse tanto al Lastre (Sectoresaltos) como al Mineral (Sectores bajos).


Botaderos y Stocks

La definicin de sectores a utilizar con botaderos y stocksresulta clara: no inferir posibles lneas de explotacin, no desmejorarsituaciones de contaminacin, habitacionales, etc.

Debe proseguir un trabajo secuencial de llenado de botaderosy stocks como necesidad de informacin de los recorridos quedebern adoptar los equipos de transporte. Podr tambin preverse lainfraestructura futura, accesos, postraciones, tendido de caeras,estaciones de servicios para equipos.

Implcito a esta secuencia quedan los intentos de mantenerdistancias de acarreo o aumentarlas paulatinamente, situacin ltimaen que se supondr la existencia en el mercado de equipos detransporte cada vez ms eficientes.

Se insiste entonces en una sectorizacin operativa de la Minapara conocer en todo momento el origen destino de cada volumende material.


Secuencia de Explotacin

Es el programa de explotacin en si. Mediante el empleo deexpansiones se destinan las capacidades de extraccin a uno u otrosector de la Mina.

Cada expansin al contener implcito, ritmos mximosposibles de produccin, tanto para el material estril que desarrollacomo para los minerales que descubre, permitir simular situacionesde produccin fija o de cualquier otra meta.

Se va configurando en el tiempo una Secuencia deExplotacin que, dependiendo de la calidad de informacin bsica,permite observar tanto las necesidades de equipo minero como decapacidad de plantas, adems de entregar informacin referente acalidad del producto ( ley cabeza, etc.).


Criterios econmicos de diseo de la explotacin a Cielo Abierto

Contenido mineral: ley media, ley de corte.

Cantidad de reservas explotables, dilucin, prdidas.

Razn estril mineral (REM). Costos operativos: minado, procesamiento, etc.

Costos de inversin. Precios del o los minerales comercializados.

Utilidad de la operacin.


En cada nivel extraer todo elestril y mineral dentro del lmitede explotacin.

Amplio espacio para trabajo deequipos concentracin deequipos trabajando en el mismonivel.

Accesibilidad al mineral del bancosiguiente.

Escasa dilucin mineral. Necesidad de menor nmero de

equipos mineros en las ltimasetapas de explotacin delyacimiento.

Explotacin con Razn Estril Mineral (REM) Descendente


Mover en cada etapa el mnimoestril necesario para descubrirmineral.

Taludes de trabajo se mantienenparalelos al diseo final del rajo.

A medida que se profundiza sedebe extraer mayor cantidad deestril.

Se obtiene el mximo beneficio enlos primeros aos de explotacin yreducir el riesgo de inversin futurapor concepto de destape del rajo.

Frecuente cuando la REM cambiaen cortos periodos de tiempo.

Explotacin con Razn Estril Mineral (REM) Creciente


Mover materiales en cadaperiodo, que den lugar a unaREM similar a la REM mediaglobal.

Talud de trabajo en estrilcomienza muy tendido, perose va verticalizando conformese profundiza la explotacin,hasta coincidir con el taludfinal.

La flota de maquinaria ycantidad de personal semantienen durante toda lavida de la mina.

Es una solucin entre los dosplanteamientos anterioresque son secuenciasextremas.

Explotacin con Razn Estril Mineral (REM) Constante


Principales parmetros geomtricos en el diseo deexplotacin a Cielo Abierto

Criterios operativos Altura del banco: se establece a partir de las caractersticas de los equipos de P&T; C&T

y del macizo rocoso. Ancho de la plataforma de trabajo: se define como anchura mnima, la suma de espacios

necesarios para el movimiento de la maquinaria que trabaja en ellos, simultneamente.

Angulo de inclinacin del banco: funcin del tipo de roca y de la altura del bancopreviamente definida.

Bermas de seguridad: empleadas como reas de proteccin al detener y almacenar losmateriales desprendidos de bancos superiores.

Pistas y rampas: condicionadas por la geometra del yacimiento y la secuencia deexplotacin aplicada, normas de seguridad.


Criterios operativos: altura de bancos Ventajas bancos altos Ventajas bancos pequeosMayor rendimiento en perforacin, menostiempos muertos, ms ton por metroperforado.

Mejores condiciones de seguridad para elpersonal y maquinaria.

Menos desplazamientos de equipos de C&T mejor rendimiento.

Menos desviaciones en perforacin mejor rendimiento en P&T, mejor control enfragmentacin, vibracin y onda de choque.

Menor nmero de bancos mayorconcentracin y eficiencia del equipo.

Rapidez en construccin de accesos.

Menos longitud de vas, caminos, menosinversin en infraestructura.

Mejores condiciones para restaurar y liquidartaludes finales.


Criterios operativos: diseo de vas Punto de salida en el rajo, depende de la ubicacin de planta y/o

botaderos y stocks. Numero de vas de acceso: dan flexibilidad en la operacin, pero pueden

aumentar la REM, complicar el diseo, etc. Definir si son internas o externas al rajo; temporales o permanentes, etc.

Tipo de trazado; en espiral, zigzag o mixtas. Nmero de carriles de circulacin; una va o doble va (tipo de equipos,

normas de seguridad). Sentido del trfico.

Obras complementarias, drenaje, peraltes, etc.


Criterios operativos: diseos de vas

Diseo de una pistade dos carriles

Clculo estructuralde una pista


Criterios operativosDiseo de bermas y banquetas de proteccin frente a

desprendimientos

Por ejemplo:ALTURA DE

BANCO(m)

ZONA DEIMPACTO (m)

ALTURA DEBANQUETA

(m)

ANCHURA DEBANQUETA

(m)

ANCHURAMINIMA DE

BERMA(m)

15 3.5 1.5 4 7.530 4.5 2 5.5 1045 5 3 8 13


Altura debanco

Angulode cara

de banco

Angulode interrampa

10 65 41.970 44.672 45.780 50.485 53.6

20 65 48.370 51.772 53.180 59.085 62.9

30 65 50.870 54.572 56.080 62.285 66.4

36 65 51.670 55.475 59.380 63.485 67.6

ANGULOS DE INTER RAMPA

Angulo de InterrampaATAN (Altura de banco /(Altura de banco*TAN(90*PI()/180-Angulo de cara de banco)+0.2*Altura de banco+4.5))*180/PI()


1.3 1.1 0.9 1.3 1.21.1 1.1 1.2 1.3 1.2 1.1 0.9 0.8 0.8 1.0 1.1 1.2 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3

1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.2 1.1 1.0 0.9 1.0 1.0 1.0 1.2 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.31.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.2 1.0 0.9 0.8 0.8 0.8 0.9 1.0 1.2 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3

1.3 1.3 1.3 1.21.3 1.3 1.3 1.3 1.2 0.8 0.7 0.8 0.7 0.7 0.8 0.9 0.9 1.2 1.3 1.3 1.3 1.3 1.21.3 1.3 1.3 1.2 0.8 0.9 0.8 0.7 0.7 0.6 0.7 0.8 0.9 1.2 1.3 1.3 1.3 1.2 1.11.3 1.3 1.2 1.1 1.3 0.9 0.9 0.8 0.7 0.6 0.7 0.8 1.1 1.1 1.2 1.2 1.2 1.1 1.01.2 1.2 1.1 1.3 1.3 1.0 0.9 0.8 0.7 0.5 0.8 1.0 1.0 1.1 1.2 1.1 1.0 0.91.1 1.1 1.3 1.3 1.3 1.0 0.9 0.8 0.7 0.7 0.9 0.9 1.0 1.1 1.0 0.9 0.81.3 1.1 1.1 1.1 1.1 1.0 0.8 0.8 0.8 0.9 1.0 0.9 0.8 0.71.3 1.2 1.0 1.0 1.0 1.0 0.8 0.9 0.9 0.9 0.8 0.9 0.8 0.7 0.6

1.30.9 0.9 0.9 0.8 0.8 0.8 0.7 0.7 1.0 1.0 1.0 0.9 0.8 0.7

0.7 0.7 0.7 0.7 1.0 1.1 1.1 1.00.6 0.6 0.7 0.9

EJERCICIO GRUPALSupongamos para una planificacin por periodo, de la explotacin de un banco nico: Cada bloque representa 375,000 toneladas en el banco que se ilustra. Se requiere un tonelaje de envo a planta de 6,000,000 toneladas por periodo. Cumplir con una relacin E/M igual a 0.25. Supongamos que se debe extraer todos los bloques. Recuperacin metalrgica 90%.


Del ejercicio grupal (anterior) calcule el VAN del programa de produccin asumiendo:

Costo Mina Mineral = 2 US$/ton. Costo Mina Estril = 3 US$/ton. Costo Planta = 10 US$/ton de mineral. Tasa descuento = 10%. Precio producto = 3 US$/lb-Cu fino. Supongamos no considerar otros costos (proceso, administracin y comercializacin).


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