planificacion minera subterranea

8/2/2019 Planificacion Minera Subterranea

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conocimiento para crecer

grupo

www.bsgrupo.com

DIPLOMADO INTERNACIONAL

EN PLANIFICACIN MINERA

PLANIFICACIN MINERASUBTERRNEA

Ramon Jimenez VegaExpositor:

Material de Estudio


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PERFIL DEL DIPLOMADO INTERNACIONAL ENPLANIFICACION MINERA 2010 LIMA

SILABO

I. INFORMACIN GENERAL

Curso : PLANIFICACION MINERIA SUBTERRANEA

Cdigo Programa : DIN PM 2010 I LIMA

Programa : Diplomado Internacional en Planificacin Minera 2010

Profesor : Ramon Jimenez Vega

Email : [email protected]

Duracin : 24 horas

Fechas : 16 y 17 de Abril y 11 12 de Junio 2011

II. OBJETIVO GENERAL

Revisar aspectos generales de planificacin, como estrategia global de unnegocio minero sustentable del tipo undeground.

III. OBJETIVO ESPECIFICO

Conceptualizar las formas de planificacin de tipo estratgico, tomando encuenta aspectos de diseo, operacin y costos.

IV. EVALUACION

Asistencia mnima : 70% al curso Promedio mnima aprobatoria : de 4.5 o 13 en escala vigesimal

La composicin de la evaluacin para obtener el promedio final es:


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Mecanismo de Evaluacin Ponderacin Descripcin FechaAplicacin

Asistencia 10% Permanente

Evaluacin de Inicio de Sesin

Evaluacin Grupal 45 %

Desarrollo de Casos de Estudio

Evaluacin Final 45%

Fecha de entrega de promedio final del curso: Fecha de devolucin de evaluaciones:

La Evaluacin de Inicio de Sesin se realizar durante la primera hora de cadasesin de clases, lo que requiere una revisin y preparacin del estudiante con losmateriales entregados previamente.

Las fechas de evaluacin son definitivas e impostergables, cualquier entregaposterior no ser considerada dentro de la evaluacin del curso.

Es justificable el 30% de inasistencias siempre y cuando sean comunicadas conanterioridad a la fecha de inasistencia pero no en la entrega de trabajos oexmenes.

Es responsabilidad exclusiva del alumno el no comunicar la inasistencia as comode no presentarse a la entrega de trabajos y evaluaciones

V. CONTENIDO DETALLADO DEL CURSO

SESIN 1: Sbado 16 Abril del 2011 ( M)

CONCEPTOS DE PLANIFICACION-Conceptos Bsicos de planificacin.-Planificacin estratgica, conceptos.-Modelo de recursos.-Categorizacin de recursos.-Envolvente econmica, parmetros.-Ritmos de produccin, en funcin de envolvente econmica.-Revisin de UBM.

SESIN 2: Sbado 16 Abril. ( T )

INTRODUCCION GEOESTADISTICA.


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- Muestreos De exploracin.- Perspectiva de la geoestadistica.- Aplicaciones

-Conceptos bsicos--Variograma.- Modelos elementales.

SESIN 3: Domingo 30 Enero ( M )

DISEO DE MINAS SUBTERRANEAS- Minera subterrnea.- Parmetros generales de diseo.- mtodo de explotacin room and pillar.

-mtodo de explotacin sub level stopping.

SESIN 4: Sbado 11 JUNIO ( M )

LEYES DE CORTE

- Estimacin de ley de corte critico.- Estimacin de ley de corte marginal.- Ejercicios de aplicacin.- Conceptos de envolvente econmica.

SESIN 5: Sbado 11 JUNIO ( T )

REVISON DE DISEOS MINERO

- Anlisis S.L.S.- modelo de isoleyes.- revisin programa mensual de produccin.

SESIN 6: Domingo 12 JUNIO ( M )

- Taller aplicacin.


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Expositor

Ramon Eduardo Jimenez Vega

Ingeniero Civil Industrial de Minas Titulado en la U. A.; Ingeniero FortificacinMinas Faena Minera Subterrnea El Pen YAMANA GOLD II ReginAntofagasta; Ingeniero Operaciones Minas, rea Perforacin y Tronadura S. Q.M. Divisin Pampa Blanca; Ingeniero Planificacin Mina Compaa MineraMichilla Antofagasta Mineral, Divisin Faena Viruca.

Acadmico Par Time Departamento Ingeniera Minas U. A. Carreras deI.C.I.M. y I.E.M.Excelente Manejo en Software Aplicados a la Minera especficamente en loreferido a Planificacin Minera Mecnica de Rocas y Modelamiento deTronaduras.


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Diapositiva 1

CONCEPTOS DE PLANIFICACIONMINERA

RAMON JIMENEZ VEGA.

INGENIERO CIVIL MINAS.

1


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Diapositiva 2

Por qu planificar ?

Adam Smith 1776 ( Camus, 2000)

La minera como negocio es aquel que involucra la

mayor cantidad de capital y posee los ms altosniveles de incertidumbre

La minera es uno de los negocios que ha llevado a labanca rota la mayor cantidad de inversionistasTpicamente los proyectos mineros en vez de pagarel capital, consumen el capital y las utilidades

2


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Diapositiva 3

Se entiende por planificacin el conjunto de actividadescuyo propsito es proyectar en el tiempo el uso eficiente de

los recursos disponibles para dar cuenta de los objetivos ymetas estratgicas que se ha definido la empresa.

La planificacin no es por ende ajena a la estrategia globaldefinida por la compaa la cual se manifiesta entre otros atravs de su visin (percepcin del largo plazo de laindustria y la empresa), su misin (como motor de lasprcticas de negocio) y eventuales objetivos estratgicosespecficos (ej: duplicacin de valor): todos ellos generanlineamientos para la aplicacin del ejercicio de planificacin.

PLANIFICACION y ESTRATEGIA

3


10/272

Diapositiva 4

La planificacin capitaliza el know-how de la empresa:resume el desarrollo presente y futuro de la actividad

minera y que queda plasmado en los planes mineros

En particular, devela los intereses de desarrollo de la

Corporacin, mostrando sus fortaleza, debilidades,oportunidades y amenazas

Su producto es de gran valor como fuente de creacionfutura. Entrega el capital de crecimiento, punto departida para los siguientes ejercicios de planificacin.

PLANIFICACION y CAPITAL

4


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Diapositiva 5

La planificacin es una actividad que se ha desarrollado en eltiempo, incorporando ao a ao el fruto de anlisis especficosy propios al yacimiento y a los mtodos de explotacinutilizados.

El desarrollo incluye mbitos toricos con el desarrollo de

nuevos criterios y su marco de aplicabilidad- pero tambinmbitos prcticos - reflejado en el desarrollo de nuevasherramientas de planificacin, cada vez ms especficas.

PLANIFICACION y DESARROLLO

5


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Planificacin Minera

Proceso de Ingeniera de

nas que rans orma erecurso mineral en el mejornegocio productivo

Define una promesa

Es un documento bancable

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13/272

Diapositiva 7

Plan de Produccin

Tons

Tiempo

Ley

7


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.

Precio 1.7 Cf 0.3

tasa de desc 0.1

A0 A1 A2 A3 A4 A5

Ingresos

Le 2 1.5 1.3 1.2 1. . .

Toneladas 1,825,000 2,555,000 4,380,000 4,380,000 4,380,000

Recuperacion 0.8 0.82 0.85 0.85 0.85

Ingresos 90,099,520 96,969,608 149,339,954 137,852,266 114,876,888

Costos

Costo unitario 18 16 15 15 15

Costo total 32,850,000 40,880,000 65,700,000 65,700,000 65,700,000

Flujo de Caja 57,249,520 56,089,608 83,639,954 72,152,266 49,176,888

Inversin 80,000,000

VAN 184,387,056

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Diapositiva 9

Fuentes de Renta Econmica

1. Tamao

1. Ley de mineral contenido

2. Calidad metalrgica

3. Ubicacin

4. Calidad de la gestin de largo plazo

5. Poder de mercado

9


16/272

Diapositiva 10

Contexto de Planificacin Minera

La planificacin minera tender a maximizar la renta delnegocio minero activando cada una de sus fuentes,integrando las restricciones impuestas por el recurso mineral,

el mercado y el entorno.

10


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El Ne ocio Minero

Horsley, T P, 2002. DollEl Negocio Minero

=The Corporate PerspecMine Planning. AMC Re

De la Exploracin al Reciclaje

11


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Diapositiva 12

Restricciones del Problema

Este negocio est sujeto a restricciones derivadas delrecurso mineral adems de

El mercado

Recursos humanos y capital

Tecnolgicos

Entorno social y medio ambiental

12


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Diapositiva 13

Caractersticas de la planificacin minera

Coherente, alineado con objetivos estratgicos

Sistmica, incluye diferentes reas de ingeniera y otras

Dinmica, debe analizar el comportamiento operacional.

Debe cambiar de acuerdo a este anlisis

13


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Diapositiva 14

Objetivos Estratgicos

Solidez econmico- financiera para la empresa.

Caracterizacin de productos y mercados de venta.

Definir el tamao absoluto y relativo de la empresa.

14


21/272

Diapositiva 15

Objetivos Estratgicos de las Compaas

Mineras

Los objetivos estratgicos tienden a maximizar el beneficio alos accionistas a travs de diferentes funciones:

Maximizar recuperacin del recurso

Posicionamiento en la curva de costos Posicionamiento en la curva de productores

Maximizacin del valor presento neto

Maximizacin del retorno sobre el capital

15


22/272

Diapositiva 16

Planificacin Estratgica

Su principal objetivo es sincronizar el mercado con los

recursos disponibles y la misin del dueo

Existen 5 funciones principales de la planificacin estratgica

Reconocimiento constante del recurso mineral

Mtodos de extraccin

Ritmos de explotacin

Secuencia de produccin

Leyes de corte

16


23/272

MercadoEscenariosde Produccin- Costos

Planificacin Estratgica

de Minas

- ro ucc n

- Valor

Depsitos

Recursos

-CapitalProyectos

-Minerales -Humanos

-Financieros- Desarrollo

- Expansin

- Mejoramiento

17


24/272

Diapositiva 18

ETAPAS DE LA PLANIFICACION MINERA

Las principales decisiones tcnicas a las cualesla planificacin se ve enfrentada, son las

siguientes:

- El Mtodo de Explotacin

- El Ritmo de Extraccin

- La Secuencia de Explotacin

- Leyes de Corte

El producto de la planificacin, queda plasmadoen un plan minero

18


25/272

Diapositiva 19

ETAPAS DE LA PLANIFICACION MINERA

Los elementos a revisar en forma independiente, estncompletamente relacionados entre si, por ejemplo:

El mtodo de explotacin define la estructura de costo, la

cual es un dato de entrada para el clculo de las leyes de

corte.

El ritmo de explotacin es uno de los parmetros en laeleccin del mtodo de explotacin

19


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ETAPAS DE LA PLANIFICACION MI

Los elementos a revisar en forma independiente, completamente relacionados entre si, por ejemplo

El mtodo de explotacin define la estructura de costo, la cuaentrada para el clculo de las leyes de corte.

El ritmo de explotacin es uno de los parmetros en la elecci

Modelo Variable

Mercadoexplotacin

Geolgico x gena

Ritmo de

Mtodo Lmite Final

Secuencia de

Modelo

Geotcnico

Modelo

Metalrg

Produccin

Leyes de Corte

Plan Minero

20


27/272

Diapositiva 21

Mtodo de Explotacin

Define las estrategias para extraer y maximizar la extraccin de metal delmacizo rocoso

En el caso de minera subterrnea, sta definicin generalmente est basadaen parmetros geolgicos/geotcnicos:

Continuidad del depsitoEstabilidad / Hundibilidad del macizo rocosoDilucin esperadaDistribucin de ley

Tambin se consideran restricciones de tipo operacional, de ritmo deproduccin, costos y leyes deseadas, precios del metal

Tipos de mtodos

Caserones abiertos, recuperacin parcialSoportados o rellenoHundimiento natural o inducido; Block Caving / SLC

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Diapositiva 22

El Proceso de Planificacin Minera

Modelo deRecursos Envolvente

Econmico DiseoMinero

Secuencia de

ExtraccinPrograma deProduccin

Evaluacin

Retroalimentacin del Sistema Productivoa las funciones de planificacin

22


29/272

Modelo de Recursos

Generalmente re resentadopor un modelo de bloques

Slidos representando

determinada ley Muestreo aleatorio

Contiene propiedadesfsicas de la roca que han

a mtodos matemticos

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30/272

Diapositiva 24

Categorizacin de Recursos

De acuerdo a su nivel de conocimiento

Densidad de muestras.

Variabilidad, variograma.

Distancia media de las muestras al bloque

Medidas

Indicadas

Inferidas

24


31/272

Diapositiva 25

Inventario de Recursos

Generalmente se representa a travs de unacurva tonelaje ley.

-

500

1,000

1,500

2,000

2,500

3,000

3,500

0.

1

0.

2

0.

3

0.

4

0.

5

0.

6

0.

7

0.

8

0.

9 1

1.

1

1.

2

1.

3

1.

4

Lc

Tonelaje(mt)

0.00

0.200.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

1.60

1.80

LeyMedia

Au (ppm)

%Cu

25


32/272

Diapositiva 26

Valorizacin

Se puede utilizar unmodelo simple del tipo v=

T, tonelaje del bloque(t)

R, recuperacin delbloque

(metalrgia+Minera) P, precio del producto($/lb)

L, ley (concentracindel producto) (%)

Cf= costo derefinacin ($/lb)

C, Costo de produccin(Mina

+Procesamiento) ($/t)

v(T,R,P,L,C)

v=(P-Cf)*L*R*T-T*C

v=(2-0.25)*1/100*0.8*2700*2204.7-2700*18

v=12.9 ($/t)

T= 2700 t

R= 80%P= 2 ($/lb)

L= 1%Cu

Cf=0.25 ($/lb)

C= 18 ($/t)

26


33/272

Diapositiva 27

Valor de corte

Si

v>0, bloque potencialmente econmico

v=0, bloque neutro

v


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Diapositiva 28

Envolvente Econmica

Es aquel material que econmicamente conduce al mejor

negocio productivo del recurso.

La envolvente econmica define lo que es mineral.

28


35/272

Diapositiva 29

Envolvente Econmica

Mineral es todo aquelporcin de un yacimientominero que paga suscostos de produccin y elcosto de oportunidad.

Estimar el costo deoportunidad requiere de unplan de produccin, por lotanto se asume un valor yse itera en el proceso deplanificacin.

Se debe disear con unaenvolvente econmica quepudiese contener materialestril en su interior.

Cuerpo Mineralizado

o Mena

Roca de Caja

29


36/272

E em lo de Envolvente Econmic

Planta del Footrpint de Indophil

@ 0.65 %CUEQ

2,000

2,500

3,000

3,500

(mt)

%C

500

1,000

1,500

T

onelaj

-

0.

1

0.

2

0.

3

0.

4

0.

5

0.

6

0.

7

0.

8

0.

Lc

Envolvente Econ800 Mt, 0.4 ppm Au,

Modelo Original

30


37/272

Diapositiva 31

Ritmo de Produccin

Una envolvente de recurso econmico da origen a unpotencial productivo .

Se define en funcin de las capacidades de la mina, planta ymercado

Parmetros a considerar

Infraestructura y acceso

Disponibilidad de capital

Costos de operacin

Distribucin de mineral

Macizo rocoso

31


38/272

Diapositiva 32

Ritmos de produccin

Considerar todas las operaciones desde la mina hasta la

comercializacin. No olvidar infraestructura

A mayor produccin menor costo operacional

A mayor produccin mayor capital

A mayor produccin menor tiempo para recuperar lainversin

Justificar la decisin elaborando un plan minero, utilizandoanlisis circular

32


39/272

Ritmos de produccin

4*2.0)( recuraosML =

USBM(6.02.0*

)()(

ftuealturabloq

trecursosttpd =

TenienteT(t), tonelaje a producir en t

Dv, velocidad de preparacin minera en m2/ao

H, altura del bloque a hundir (m)

,

Vd, velocidad de produccin en t/m2/da

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Modelo Valorizacin de Minas Subter

nven ar o e ecurso: )(),( lcTlcLm

Preparaciones mineras : ),( ATP

Inversin en infraestructura : , ATP350

r

),( ATP Para el caso

Valorizacin: 150

200

250

300

ntratedrawpts/Y

Inversin en Planta : )(tpdR

)(),()( tpdRATPTCCRFLmv pm +=

Actualizacin:)1(

)1(

q

qqf

t

=

0

50

100

-

0,

000

0,

000

0,

000

Developme

VAN: vfV =

2

Production

55004200 =

t=

34


41/272

Ritmos de Produccin Introduciendo e

En el mbito de losproyectos generalmente secalcular el VAN paraana izar i erentesestrategias

No siempre ser laestrate ia de mximo VAN

1,000

1,200

la que se elige.

Ms bien aquella que sealinea con los objetivos

200

400

600

VAN(M$

)@10

compaa.

Si una compaa minera hadefinido su cuota de

-

0 20 40 60 80 100 120 140

Ritmo de Producci

part c pac n en e merca ode aluminio, el VAN ser de

poco uso para definir laestrategia. En este casoser de mayor utilidad usarel costo de produccin.

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Porcentaje de Captura del VAN para Defmo e ro ucc n

Se debe calcular el mximoVAN potencial del proyecto

Calcular los porcentajes decaptura de VAN de cada unode los escenarios 80%

90%

100%

Generalmente la relacin no

es lineal En el ejemplo el escenario 30%

40%50%

60%

70%

%V

AN

que cap ura e esde bajo riesgo y recomienda80Ktpd

0%

10%

20%

0 100 20

Ritmo (ktpd

90% del VAN es de mayor

riesgo y recomienda130Ktpd.

36


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Diapositiva 37

Capacidad de Planta Sobre-estimada

Cubrirse a las variaciones y construir flexibilidad en el diseo

Los planes de produccin de la mina muy optimistas

Sin embargo genera problemas

La planta se copa con dilucin de modo de cumplir con la

capacidad El retorno sobre la inversin de la instalacin es

extremadamente bajo

Se deprime la recuperacin metalrgica como funcin dela cantidad de dilucin en la produccin de cabeza

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44/272

Diapositiva 38

Ritmo de Produccin y la Envolvente

Econmica

0

50

100

150

200

250

300

350

0.

4

0.

5

0.

6

0.

7

0.

8

0.

9 1

1.

1

1.

2

1.

3

1.

4

Lc

Ritmo(ktpd)

-

500

1,000

1,500

2,000

2,500

3,000

3,500

NPV(M$)

NPV

Ritmo

38


45/272

Diapositiva 39

Definicin de UBMs UBMs unidad bsica minera

Es funcin del nivel de selectividada aplicar en la explotacin de unyacimiento, este tambindepender del mtodo deexplotacin a utilizar

A mayor tamao de UBMsgeneralmente el costo deproduccin disminuye pero el nivel

de flexibilidad y selectividaddisminuyen tambin

En minera a cielo abierto sereflejar en el tamao de las fases

En minera subterrnea se hablardel tamao del casern, del panel,nmero de frentes, etc.

Caseroneo

Block Caving

39


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Definicin de UBMs

Seccin Vertical Mina Subte. Seccin Vertical Mina

UBMs unidad bsica minera Selectividad

A mayor UBM: menor costo pero menor flexibili

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Diapositiva 41

Mtodo de Explotacin

Define las estrategias para extraer y maximizar la extraccinde metal del macizo rocoso

En el caso de minera subterrnea existen numerosasrestricciones geotcnico geotcnico.

41


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Minera Subterrnea

Utilizado para yacimientos demediana y alta ley

Ritmos de produccin 500-50000 tpd

cielo abierto excepto por losmtodos por hundimiento

ro emas e seo:

Geometra de la minasubterrnea

Estabilidad y soporte

Ubicacin de los accesos

Logstica para el transportey mov m en o e m nerasubterrneo

42


49/272

Mtodos de Ex lotacin

Envolv

Diluci

Se disean en funcin de maximizar la recuperamineral otencialmente econmico y minimizar la

de material estril.

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Diapositiva 44

Parmetros Utilizados para el Diseo de Minas

GEOLOGIA

Geometra

Macizo rocoso

Estructuras de debilidad

Continuidad

Estabilidad: Hundibilidad/ Estabilidad

Distribucin de la ley

Dilucin planeada y no planeada

Restricciones externas e internas

Ritmo deseado

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Caractersticas de los mtodos de ex

Costo Operacin Capac. Prod. Recuperac($/t) (tpd)

Rajo 1 10.000-350.000 95% Cut and Fill 45 500-4.500 100%

VCR 28 8.000 90%

Open Stoping 14 1.500-15.000 80% Room and pillar 13.5 1.000-15.000 75%

Sub level cavin 12.3 2.500-12.000 65% Block caving 5 12.000-50.000 60%

Inversin en la mina vara entre 1-3.5 $/t para laenvolvente econmica y en la planta es del orden de

45


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Seleccin del Mtodo en Funcin del

C&F Sub Level Stoping Sub Level Caving B lock Caving Panel Caving

Costo Mina ($/t) 25.0 10.0 7.5 4.5 3.2

Costo Planta ($/t) 4.7 4.7 4.7 4.7 4.7RF 12.5 12.5 12.5 12.5 12.5

Lc 2.38 1.18 0.98 0.74 0.63T (Mt) 0 100 247 527 789

Lm 0.00 1.50 1.28 1.05 0.93t 12 12 12 12 12

. . . . .Ip(M$) 0.0 39.2 96.7 206.4 309.0

Im(M$) 0.0 120.0 296.4 632.4 946.8

V 0.0 70.8 139.8 335.7 413.0IVAN 0.44 0.36 0.40 0.33

2000

2500

3000

3500

je(Mt)

PC)(2.1 KtpdRIm =

Estimacin de Inversiones

0

500

1000

1500

Tonela)(7.4 KtpdRIp =

0.

1

0.

2

0.

3

0.

4

0.

5

0.

6

0.

7

0.

8

0

Lc (Cueq)

46


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Le de corte de diseo

Al final del roceso de definicin de UBMs diseestima la ley de corte de diseo la cual difiere corte critica calculada en el proceso de envolvente

3000

3500

1.60

1.802.00

LcdSLS

1500

2000

2500

nelaje(Mt)

0.80

1.00

1.20

1.40

%Cueq

Lcc

0

500

.1

.2

.3

.4 .

5.

6.

7.

8.

9 1.

1.

2.

3.

4

T

0.00

0.20

0.40

.

1 1 1 1

Lc (Cueq)

47


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Diapositiva 1

CONCEPTOS DE GEOESTADISTICA

RAMON JIMENEZ VEGA.

INGENIERO CIVIL MINAS.

48


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Diapositiva 2

Introduccin

Muestras

Clculo de

Recursos

Diseo y PlanMinero

Clculo deReservas

InversinSI LAS MUESTRASESTN MAL, TODOSALE MAL

Hiptesis de trabajo: La ley de la muestra es

correcta Puede utilizarse como un

valor sin incertidumbre Prctica:

Muestra que se toma espequea.

Existe un error respecto a leydel conjunto a representar .

49


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Diapositiva 3

Muestreo en Exploracin

Muestreos Dirigidos de Afloramientos.

Muestras de Canales y Caminos.

Malla Grande de Sondajes (200m x 200m) .

Malla Fina de Sondajes en Zonas de Inters (70m x 70m)

50


57/272

MuestreosDirigidos de

51


58/272

Dirigidos deAfloramientos

Muestra perpendicular aes ruc ura po enc a

completa). Se muestrea ms all de

la veta para asegurarsede que se muestre el

.

Acumulacin (ley x

potencia) permanececons an e.

52


59/272

53


60/272

Muestreo de canales

54


61/272

Muestreo de canales

55


62/272

Muestreo de caminos trinchera

Muestreo de

trincheras /caminos hechas

.

56


63/272


Muestreo

de alteracin

57


64/272


Muestreo segn

alteracin

Largo demuestras entre

5 y 10 m. Peso de

muestras ~ 5kg.

58


65/272


Trincheras

estructurasperpendicular-

.

59


66/272

Muestreo de

(DDH)

Laterita de Nquel enBrasil.

Buena recuperacin.

MUESTREO Y CONTROLDE CALIDAD UNIVERSIDAD DE CHILE

60


67/272

Tamaos de testi os de Diamantina W

61


68/272

Muestreo de exploracin (DDH) testig

62


69/272

Muestreo de ex loracin DDH

Perforadora de DiamantinaDDH con recu eracin de

testigo con wire-line.

(sondajes inclinados enestructuras verticales).

Rendimiento:

~ 40 - 80 m/da (Dim. HQ o PQ)

63


70/272

Muestreo de ex loracin DDH

Recuperacin detesti o.

Facilita interpretacin.

Ms caro ~ US$100 / m

Poca recuperacincerca del collar enterreno fracturado

MUESTREO Y CONTROLDE CALIDAD UNIVERSIDAD DE CHILE

64


71/272

Muestreo de ex loracin AR

Sonda AR.

Muestra demayor peso (30-40 kg/m).

contaminacin yprdidas

65


72/272


Sistema de doble cicln usado en aire reversotronadura.

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73/272


Recuperacin de.

Ms barato ~US$30 / m.

- .

Rendimiento: ~ 50 150 m/da

(Dim. 5 a 5 .

67


74/272

Diapositiva 21

Perspectiva histrica Teora de probabilidades

Formalizada en el siglo XV por Pascal yFermat

Gauss y Bayes desempearon un papelms reciente (siglo XVIII)

Base de las tcnicas geoestadsticas

Kolmogorov, Weiner, Matern, y Gandin(comienzos del siglo XX)

Geoestadstica

Iniciada en los aos 50 por Krige y Sichelen Sudfrica

Formalizada por Matheron en Francia enlos 60

En los 70, Journel y David establecieroncentros de investigacin en EEUU yCanad

Simulacin condicional: 1974

68


75/272

Diapositiva 22

Generalidades

Aplicacin de tcnicas geoestadsticas: Industria minera y meteorologa Petrleo, pesca, silvicultura, remediacin ambiental,

Requerida por el Negocio Minero: Tomar la mejor decisin posible frente a la incertidumbre

La descripcin numrica del depsito es una de lasfuentes ms importantes de incertidumbre Reporte de recursos y reservas requiere evaluacin de

incertidumbre JORC, NI43-101, SAMREC, Cdigo Chileno,

Requerida por la Legislacin Ambiental: Nuevas leyes y regulaciones requieren presentar

cuantificacin de concentraciones de contaminantesincluyendo la incertidumbre o error en la medida.

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76/272

Diapositiva 23

Generalidades La estadstica se ocupa de los mtodos cientficos para

recolectar, organizar, resumir, presentar y analizar datos as comoobtener conclusiones vlidas y tomar decisiones razonables enbase a dicho anlisis.

La geoestadsticaes una rama de la estadstica aplicada quepone nfasis en:

El contexto geolgico de los datos

La relacin espacial entre los datos

Datos medidos con un soporte volumtrico y precisindiferentes.

La geoestadstica es til para: Cuantificar aspectos geolgicos (ponerle nmeros a la

geologa)

Estimacin / Simulacin Cuantificacin de la incertidumbre (categorizacin) Diseo de muestra Anlisis de riesgo

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77/272

Diapositiva 24

Principios Bsicos: Trabaja dentro de restricciones geolgicas (fsicas)

Entrega herramientas para cuantificar y aprovechar lacorrelacin espacial.

Considera la cercana y redundancia de la informacindisponible al punto a estimar o simular

Algoritmos para modelamiento geolgico numrico ycuantificacin de la incertidumbre.

Algunas consideraciones: Comprensin geolgica/zonacin gua el modelamiento

geoestadstico

La calidad/muestreo de datos debe considerarse antes delmodelamiento geoestadstico.

Generalidades

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78/272

Diapositiva 25

Cdigos para reportar recursos y reservas estnconsiderando el uso obligatorio de una evaluacinprobabilstica de la incertidumbre

Algunas aplicaciones de la geoestadstica en minera: Crear modelos de bloques de leyes 3D para planificacin

minera

Estimar las reservas globales y locales Cuantificar la incertidumbre en el contenido metlico Evaluar la selectividad de la explotacin Cuantificar la incertidumbre en la predicciones de

produccin

La geoestadstica proporciona una variedad de herramientasque se combinan en diferentes formas para diferentesobjetivos y para configuraciones geolgicas particulares

Generalidades

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79/272

Diapositiva 26

Aplicaciones

La Geoestadstica se puede aplicar en diferentes etapas del ciclo de vida deun depsito: Sondajes de exploracin: un modelo de pre-factibilidad para clculo

de inventario in-situ Dnde perforar los nuevos sondajes? Qu malla de perforacin permitir generar recursos bancables?

Perforacin de desarrollo: un modelo de factibilidad para clculo dereservas recuperables y planificacin de largo plazo

Cules son los requerimientos de mezcla para asegurar un ciertoabastecimiento a la planta?

Pozos de tronadura: un modelo de produccin para control de leyes yplanificacin de corto plazo

Cunto dinero se pierde por mala asignacin de bloques a laplanta o botadero?

Ambiental: Caracterizar interacciones temporales y espaciales entre laoperacin mina/planta y el medioambiente

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80/272

Aplicaciones

Las herramientas que son apropiadas en una etapa inicial puserlo ms delante

lgunas herramientas de modelamiento num rico: Estimacin:

Inverso del cuadrado de la distancia Kriging de indicadores

Cokriging

mu ac n e var a es cont nuas: Simulacin secuencial Gaussiana Simulacin por Bandas Rotantes Simulacin de Indicadores

Simulacin de variables categricas: Simulacin secuencial de Indicadores mu ac n ur auss ana Simulacin de objetos

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81/272

Conceptos bsicos

Modelamiento Numrico

Existe una nica distribucin verdadera de las propiedep s o

Desconocemos los procesos fsicos y qumicos que gecondiciones actuales

Modelamiento numrico nos permite manejar nuestra

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82/272

Conceptos bsicos

Incertidumbre

Ningn modelo numrico reproducir la realidHay incertidumbre.

conocimiento debida a un muestreo no exhaus No es una caracterstica inherente al depsito

Histograma

160

180

200

P an e aMina

0

20

40

60

80

100

120

140

1

0 0 , 2 0, 4 0 , 6 0, 8 1 1 ,2 1 , 4 1 , 6 1, 8 2 2 , 2 2, 4 2 , 6 2, 8 3

Clase

Frecuencia

Modelos estocsticos mltiplesDistribucin de

respuest

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83/272

Conce tos bsicos

77


84/272

Conce tos bsicos

?

78


85/272

Conce tos bsicos

79


86/272

Conce tos bsicos

80


87/272

Conce tos bsicos

81


88/272

Conceptos bsicos

Suavizamiento ( regresin): o os e es mac n suav zan

En la realidad, valores extremos son los quetienen un gran efecto en la respuesta:

eservas recupera es

Cantidad de finorealidad kriging

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89/272

Diapositiva 36

Conceptos bsicos

Fenmeno Regionalizado: aquel que se desarrolla en elespacio. el conjunto de fenmenos fsicos y qumicos que producen una

mineralizacin.

el transporte de partculas que generan depositacin de uncontaminante en un sitio.

Variable Regionalizada (atributo): el valor de

alguna de las caractersticas del fenmenoregionalizado la profundidad de un estrato

la potencia de una veta

la ley de Arsnico en un punto

la densidad de un bloque

la concentracin de Plomo sobre un rea

Se denotar como z(u) al valor de la variable zen elpunto del espacio u.

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Diapositiva 37

Conceptos bsicos

Una variable regionalizada se caracteriza por:

su naturaleza (continua / categrica).

su dominio de extensin (campo).

su soporte (volumen en el cual se mide), por ejemplo:

sondaje HQ de 1m de largo. unidad selectiva de explotacin de 5m 5m 5m.

La distribucin de los valores depende del soporte en elcual se mide la variable (efecto de soporte, que tieneconsecuencia en la selectividad).

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Diapositiva 38

Conceptos bsicos

Compsitos: un mismo conjunto de datos no debecontener muestras de soporte distinto. Por ende, esnecesario llevar las muestras a compsitos de la mismalongitud (generalmente, igual a la altura del bloque deseleccin minera o a un sub-mltiplo de esta altura) quese pueden agrupar en el estudio estadstico.

Mientras ms largo el compsito, menos dispersos ymenos errticos los valores.

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92/272

Diapositiva 39

Conceptos bsicos

En lugar de examinar la poblacin completa, uno trabajasobre una parte de ella (muestra desde un punto de vistaestadstico, no confundir con muestreo de ley).

Poblacin: Coleccin de un nmero finito de mediciones o

una coleccin infinitamente grande de datos de inters.

Muestra: Subconjunto representativo seleccionado a partirde la poblacin. Una buena muestra debe reflejar lascaractersticas esenciales de la poblacin de la cual seobtuvo.

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93/272

Diapositiva 40

Conceptos bsicos

Ley de Corte o Umbral Mximo Aceptable: en general,corresponde a cualquier valor utilizado para clasificar el

material.

Corte entre mineral y lastre

Corte entre estril, acopio de baja ley, acopio de alta ley ymineral

Corte entre una concentracin aceptable o peligrosa de

un contaminante sobre un rea.

Se denotar como zC

Hasta el momento no se ha introducido la nocin deprobabilidad

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Diapositiva 41

Conceptos bsicos

Continuidad: se refiere a la distribucin de una variableregionalizada en el espacio.

continuidad geolgica.

continuidad de leyes.

Nota: ambos tipos de continuidad no siempre se dan enforma simultnea.

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Diapositiva 42

Conceptos bsicos

Recurso geolgico: concentracin u ocurrencia de materialde inters econmico intrnseco en o sobre la corteza de laTierra en forma y cantidad en que haya probabilidadesrazonables de una eventual extraccin econmica.

Se habla indistintamente de recursos geolgicos, recursosmineraleso recursos in situ.

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Diapositiva 43

Conceptos bsicos

Reserva minera: es la parte econmicamente explotable deun recurso mineral. Incluye dilucin de materiales ytolerancias por prdidas que se puedan producir cuando seextraiga el material.

Contempla la consideracin de y modificacin por factoresrazonablemente asumidos de extraccin, metalrgicos,econmicos, de mercados, legales, ambientales, sociales y

gubernamentales.

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Diapositiva 44

Conceptos bsicos

Categorizacin de recursos y reservas: el nivel deconocimiento y de confianza en las estimaciones aumentacon la exploracin del depsito. Para el reporte de recursos yreservas, se suele definir varias categoras:

los recursos minerales se subdividen, en orden deconfianza geolgica ascendente, en categoras deinferidos, indicadosy medidos.

las reservas mineras se subdividen, en orden crecientede confianza, en reservas probablesy reservasprobadas.

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Diapositiva 45

Conceptos bsicos

Existen varios cdigos internacionales para guiar lacategorizacin de recursos y reservas: JORC (Australia),SAMREC (Sudfrica), CIM (Canad), IMM (Europa), SME(Estados Unidos)...

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Diapositiva 46

Conceptos bsicos

Unidad selectiva de explotacin: es el volumen mnimo delos bloques que se puede utilizar para seleccionar el mineraldel estril

depende del equipo para explotar (pala).

base para el estudio de factibilidad.

en el modelo de yacimiento, cada unidad contieneestimaciones de sus leyes y otros parmetros (densidad,dureza, recuperacin metalrgica, etc.).

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Diapositiva 47

Conceptos bsicos

Dilucin: se refiere al hecho de mezclar (no separar) elmineral del estril. Puede deberse a varios factores:

dilucin interna geomtrica: debido al contacto entre mineral y estril.

inherente (selectividad debida al tamao de bloque).

dilucin externa o de operacin

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101/272

Diapositiva 48

1. Determinar la extensin areal y vertical del modelo y el tamao decelda del modelo geolgico.

2. Establecer un modelo geolgico conceptual y definir zonas a modelar.

3. Para cada zona:

1. Definir transformacin de coordenadas.

2. Definir el nmero de tipos de roca, los datos y la correlacinespacial.

3. Generar modelo 3-D del tipo de roca (estocstico o determinstico).

4. Establecer valores de ley para las diferentes variables y lacorrelacin espacial.

5. Generar modelo de leyes 3-D (estocstico o determinstico).

6. Combinar y transformar de vuelta a coordenadas reales.

4. Verificar el modelo.

5. Combinar zonas en un slo modelo.

Construccin de un modelo numrico

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102/272

Diapositiva 49

Uso de resultados de exploracin

Modelamiento Geolgico (Litologa, Mineralizacin,Alteracin Unidades de estimacin).

Modelo de Leyes Kriging / Simulacin.

Clculo de Recursos Geolgicos.

Clasificacin de Recursos Geolgicos.

Diseo y Plan Minero.

Clculo de Reservas.

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103/272

Diapositiva 50

Variograma terico (1)

El variograma experimental requiere ser modelado:

es imperfecto (los puntos obtenidos son experimentales,luego estn sujetos a imprecisiones).

es incompleto (se calcul de manera discreta a lo largode algunas direcciones del espacio).

Se ajusta un modelo de variograma, definido en todas lasdirecciones del espacio y para todas las distancias, en torno alvariograma experimental obtenido. Se usar este modelo comosi fuera el verdadero variograma del proceso aleatorio quegenera la variable en estudio.

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104/272

Diapositiva 51


(h) = E{ [Z(x + h) Z(x)]2 } / 2

El variograma terico se define al considerar los valorescomo aleatorios (denotados con mayscula) y al utilizar unaesperanza matemtica en lugar de un promedio:

=)(N

2)](z)(z[|)N(|2

1)(

h

xxh

h

El variograma experimental fue definido como:

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105/272

Diapositiva 52


Propiedades del variograma terico

funcin positiva:(h) 0

funcin par:(h) = (h)

nulidad en el origen:(0) = 0

funcin de tipo negativo condicional

0)(,,...,0,...k

1i

k

1j

jijik1

k

1i

ik1 = = ==

xxxxR/

para distancias muy grandes, crece menos rpidamente queuna parbola

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Diapositiva 53


Caractersticas esenciales del variograma

Comportamiento para distancias muy pequeas

Mientras ms regular el variograma en el origen, ms regular lavariable regionalizada en el espacio. Se distingue tres tipos de

comportamiento para el variograma:

derivable: variable regionalizada muy suave

lineal: variable regionalizada continua

discontinuo (efecto pepita): variable regionalizada errtica

100


107/272


101


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Comportamiento para distancias muy grandes

Frecuentemente, el variograma se estabiliza en tomeseta cuando la distancia crece infinitamente.

meseta= varianza

alcance

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A veces, el variograma sigue creciendo infinitamente.

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Comportamiento direccional

El estudio de los variogramas direccionales permiteanisotropas de la variable regionalizada.

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111/272


Otras caractersticas

Per iod ic idades: frecuente con fenmenos tempcon fenmenos espaciales

Efect o de ho yo: el variograma no es montono

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El variograma slo proporciona una caracterizacinvar a e reg ona za a. ar os rasgos e a str uc n evalores no estn descritos por esta herramienta, comoconectividad o agrupacin espacial de las leyes.

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Relaciones con otras herramientas vario rficas

El variograma (h), el correlograma (h) y la covarianzrelacionados entre s:

(h) = C(h) / C(0)

=

(h) = C(0) C(h)

Cuando la distancia de separacin h se vuelve infinita, la

correlograma tienden a 0, y el variograma es igual a la var

() = 2 = C(0)

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114/272

Modelos elementales (1)

Efecto pepita:si0 0h

h=

=contrar ocasoenC

Este modelo se traduce en una ausencia total de correlaespacio: dos datos distintos tienen valores independient

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115/272


||1||33

hh

Modelo esfrico:

contrariocasoenC

22)( aa

= h

alcance = a, meseta = C

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Modelo exponencial: =

||3ex1C

hh

a

El parmetro a es el a lcance pr c t i co : corresponde a lapara la cual el variograma llega al 95% de su meseta C.

110


117/272


Modelo Gaussiano:

=2||3

ex1Ch

h

a

alcance prctico = a, meseta = C

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Modelo potencia: = hhEste variograma no posee alcance ni meseta

El exponente puede variar entre 0 (variograma peptic(variograma parablico).

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Modelo seno cardinal:

=

a ||sen1C

hh

a

alcance prctico = 20.4 a, semi-perodo = 4.5 a, me

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120/272

Modelamiento Geol ico

Malla de sonda es 50 x 50 m Modelo litolgico: prfido - esquistos

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121/272

Modelo de Le es

Estimacin de leyes en modelo de bloques median

115


122/272

Clculo de Recursos Geol icos

Curva Tonelaje Ley

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123/272

Clasificacin de Recursos Geol i

Recursos medidos, indicados e inferidos

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124/272

Diseo Plan Minero: Reservas Min

Diseo de Pit timo.

Diseo de fases.

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125/272

Plan Minero: Reservas Mineras

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126/272

Diapositiva 1

Introduccin al Diseo deMinas Subterrneas

120


127/272

Minera Subterrnea

Utilizado para yacimientos demediana y alta ley. -

50000 tpd. Ms selectivo que el mtodo de

cielo abierto excepto por los

mtodos por hundimiento.

Geometra de la minasubterrnea

s a a y sopor e Ubicacin de los accesos Logstica para el transporte

y movimiento de mineralsubterrneo.

121


128/272

Com onentes de una Mina SubterrAcceso horizontal (

Excavacin horizontal de acc

Piques (shafts)

Excavacin vertical de acceso

Chimenea (Ore passes)

xcavac ones su -ver ca etraspaso de mineral, perso

ocasiones utilizadas como caRampas (Declines or ramps)

Son excavaciones horizontaespiral con el propsito de coacceder a la mina.

Caserones (Stopes)

Corresponden a unidades bsde las cuales se extrae mcasos estos caserones somaterial estril.

122


129/272

Going underground ..

Sinking a vertical shaft

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130/272

Es uema de una Mina Subterrn

SecciSeccin Transversal

AB

Accesos

A, B reas ProductivasRampa

Niveles

124


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Es uema de una Mina Subterrn

ccesos reas Produ

A1 A2

Niveles Unida

A3 A4

Puntos de extraccin

exploAcceso Nivel

extracA1, A2

A3, A4

ar

Unidades bsicas

de explotacin

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132/272

Definicin de Mineral

Mineral es todo aquelorcin de un acimiento

minero que paga suscostos de produccin y elcosto de o ortunidad.

Definicin econmica.

Ro

Si embargo se debedisear con unaenvo ven e econ m caque pudiese contener

material estril en su Cuerpo Mineralizado.

126


133/272

Diapositiva 8

Parmetros Utilizados en el Diseo de MinasSubterrneas

Geologa Geometra Macizo rocoso Estructuras de debilidad Continuidad

Estabilidad: Hundibilidad/ Estabilidad Distribucin de la ley Dilucin planeada y no planeada Restricciones externas e internas Ritmo deseado

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134/272

Diapositiva 9

Geometra

Tabulares

Irregulares

Masivos

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135/272

Diapositiva 10

Macizo Rocoso

RMR de la roca mineral yde caja.

Es MUY relevante ladistribucin de la calidad demacizo rocoso en la rocade caja y mineral.

Disear para los valoresextremos y tambin lospromedios.

ParedColgante (HW)

ParedPendiente (FW)

2B 2B

2A

4B4A

3B

129


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Diapositiva 11

Continuidad

Perfil Transversal

Perfil Longitudinal

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Grficos de estabilidad

Jakubec and Laubs

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Diapositiva 13

Minera Subterrnea

Es slo un hoyo en la tierra.

Existen slo 3 mtodos de explotacin.

Soportados por pilares (recuperacin minera reducida).

Artificialmente soportados o relleno (alto costo).

Sin soporte o hundimiento: natural e inducido (altaincertidumbre).

132


139/272

Mtodos de ExplotacinSubterrneos

SoportadoPor Pilares

ArtificialmenteSoportadocon Relleno

SinHu

Lonwall Suble

Room and Pilaru eve anLongholestoping

Bench and Fillstoping

Cut and FillStoping

ShrinkageStoping

VCRStopi

Mining Cavi

Desplazamiento de la roca de caja

Energa de deformacin almacenada en las proximidades de unaexcavacin

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140/272

Room and Pilar

Cuerpos mineralizados mantiformesy de baja potencia.

La calidad de la roca de caja ymineral deben ser competentes(2B).

Se dejan pilares para mantener eltecho y las paredes estables.

caserones para maximizar larecuperacin de mineral.

Cuerpos mineralizados conpotencias mayores a 10m ymenores a 30 m se explotan porsub-niveles desde el techo al piso.

Baja dilucin menor a 5%.

Recuperacin baja menor a 75%. Costo de produccin 10-20$-t.

134


141/272

Post Room and Pilar Mining

Variacin del mtodo de Room andPilar.

Cuerpos con potencias mayores a30m e inclinados (menor a 20grados).

Comienza en la parte inferior delcuerpo mineralizado y se extiendeen la vertical por sub-niveles.

Una vez realizada la perforacin,tronadura, carguo y transporte delmineral se procede a rellenar elcasern tpicamente con colas derelaves mezcladas con cemento.

El relleno aumenta el confinamientopermitiendo disear con un menorfactor de seguridad y por lo tanto

maximizando la recuperacin.

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142/272

Longhole and Sublevel Open Stop

Longhole Open Stoping Sublevel Open

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143/272

Longhole and Sublevel Open Stop

El cuerpo mineralizado es dividido en diferentes caserones sepy muros.

La productividad del casern es proporcional a su tamao. La estabilidad y dilucin de un casern es inversamente p

tamao. Se utiliza open stoping en las siguientes condiciones:

La inclinacin del cuerpo mineralizado excede el ngulo de repos Roca de caja y mineral competente (2B) Cuerpo mineralizado de paredes regulares

lograrse subniveles de perforacin en el intervalo 60-100m cde 140 -165mm de dimetro.

Longhole open stoping requiere una mayor regularidad qstoping.

Actualmente se prefiere operar con el equipo de carguoproduccin las estocadas de carguo y puntos de extraccin.debe operar con equipo telecomandado.

Baja dilucin, menor a 8%. Baja recuperacin menor a 75%

Costo 12-25 $/t. En algunos casos se deben rellenar los caserones luego de ext

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144/272

Vertical Crater Retreat con Relleno

VCR Casern Primario VCR Casern

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145/272

Vertical Crater Retreat VCR con Re Se utiliza en cuerpos mineralizados de baja a mediana potenc

mediana competencia (3B).

Se utiliza la tcnica de cargas controladas en que el larexplosiva es menor a 6 veces el dimetro de perforacin. Carg

Este sistema de explotacin requiere la construccin de estode extraccin.

La secuencia de construccin es la si uiente.

Nivel de transporte Arreglo de galerias de produccin Corte basal Nivel de perforacin Perforacin de tiros largos menor a 40 m en caso VCR.

Los disparos generan cortes de hasta 3m Costo 15-45 $/t dependiendo si se rellena o no Dilucin 10% Recuperacin menor a 80%

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Bench and Fill Stoping

Alternativo a VCR.

Utilizado en cuerpos

Avoca

Retreating

Drilling Equipment

de menorcompetencia mayorcontinuidad en lacorrida.

Ore

BlastedOre

LHD Equipment

Floor can be of any type: Ore, back

140


147/272

Shrincage Stoping

Vetas angostas (potencia menor a10m).

La roca de caja es de bajacompetencia (4B) y la mineral demediana a alta (3B).

Se remueve solamente elesponjamiento(40% del volumen)de la roca tronada el resto se

mantener las paredes estables yproveer de piso al sistema deperforacin.

Infraestructura de produccin esrequerida.

Productividad menor a 4500 tpd

Alta dilucin 30%.

Mediana recuperacin 85%

Costoso y riesgoso.

141


148/272

Cut and Fill Mining

Cuerpos mineralizados conorientacin vertical y potencias de3 a 10 m.

La roca de caja es generalmente debaja competencia (4A) y la rocamineral de baja a media (3B).

Se realiza por subniveles demanera ascendente.

Los caserones en explotacin sepueden separar por muros y losasde modo de aumentar la estabilidad

. Rellenos: hidrulicos colas de

relave, material estril, ambos mscemento, etc.

Mtodo altamente selectivo, por lotanto permite explotar cuerpos debaja regularidad y continuidadespacial.

Baja dilucin menor a 2%. Alta recuperacin mayor a 90%. Alto costo de produccin 40-150

$/t. Baja productividad 200 a 4500 tpd.

142


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Overhand Cut and Fill

Overhand cut and fill se realiza conperforacin horizontal por sobre elmaterial de relleno.

Underhand cut and fill:El mineral se encuentra por debajode la zona rellena. Tpicamente seutiliza relleno de cemento.

Este mtodo comienza en el techodel deposito y trabajadescendentemente hasta el nivel de

. Se utiliza en cuerpos con baja

continuidad espacial y especialmenteen cuerpos constituidos de rocamineral y de caja frgil (4B-5A).

La dilucin es baja menor al 2%

La recuperacin es alta mayor a90%.

El costo es alto 60-180 $/t Se utiliza en yacimiento de alta ley.

143


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Sublevel Caving Se utiliza en cuerpos mineralizadoscon orientacin vertical y alta potencia

mayor a 40m.

La roca de caja es de bajacompetencia y la roca mineralcompetente a mediana.

Se explota por subniveles donde serealizan en ciclo las operaciones

, ,carguo y transporte.

Consiste en hundir la roca de caja y lapared colgante de esta manera elmineral queda en contacto con elestril facilitando el acceso de LHDs atravs de las galeras de produccin.

Productividad 4000 a 20000 tpd. Costo 7-12 $/t. Dilucin es alta hasta un 15%. Recuperacin 75%.

144


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Block Caving

Cuerpos masivos con unaproyeccin en planta suficiente parainducir el hundimiento de la roca.

La roca mineralizada a hundir debeser medianamente competente 3A-4.

La roca estril de techo debe serhundible.

La roca de caja puede ser

pipas diamantiferas. Se induce el hundimiento de la roca

a travs del corte basal 4-12 m. Elhundimiento se propaga en lamedida que la roca es extrada delhundimiento utilizando lainfraestructura de produccin.

Productividad 12000 a 48000 tpd. Dilucin 20%.

Recuperacin 75%. Costo 2.1-5$/t.

145


152/272

Block Caving Continuacin de Ra

>300 mtypically

Source: SRK International Newsletter No. 28 ( with modification)

Haulage tunnel

Source: SRK International Newsletter No. 28 ( with modification)

146


153/272

Subterrneo rajo abierto

Paredes competentes.

Forma estable.

Minera subterrneaabierta, sin techo.

147


154/272

Diapositiva 29

Diseo minero subterrneos

La mayora de los mtodos subterrneos pueden fallar

Se van en quiebra pronto despus de abrir.

Se deben repactar los documentos financieros con losbancos.

No existe retorno sobre la inversin

Alrededor de 30 de 35 minas de oro fallan a travs de los aos.

148


155/272

Diapositiva 30

Donde est el problema

La ley y la meta sobre estimada.

Costos subestimados.

Precio del metal optimista.

Al multiplicar todos juntos el valor es menor de la mitad deloriginal

149


156/272

Diapositiva 31

Proceso que cierra el ciclo de diseo

Asegurar de escoger un mtodo APROPIADO al contexto.

Continuo anlisis de la proporcin riesgo/ oportunidad.

Asegurar que la mineralizacin real es modelada.

Continuidad Variabilidad geomtrica Ley

150


157/272

Diapositiva 32

Pasos en el proceso de evaluacin

De perfil a factibilidad.

Asegurarse que exista un modelo 3D.

Incluir decisiones de bajo riesgo.

151


158/272

Diseo subterrneo en 3D

No se puede disear en plantas y secciones prom

Debe representar la geometra real lo antes posib

152


159/272

Diapositiva 34

Diseo Room And Pillar

153


160/272

INTRODUCCIN AL MTODO

EXPLOTACIN

- Cuerpos mineralizados conpotencias mayores a 10 m ymenores a 30 m, que se explotanpor sub-niveles desde el techo alpiso.

-- ngulo de manteo bajo, (hasta40), donde el mineral no puedeescurrir por gravedad.

-- Baja dilucin menor a 5%-- Recuperacin baja menor a 75%-- Costo de produccin 10-20$-t

154


161/272

INTRODUCCIN AL MTODO DEXPLOTACIN

- Cuerpos mineralizados conpotencias mayores a 10 m ymenores a 30 m, que seexplotan por sub-niveles desdeel techo al piso.

- ngulo de manteo bajo, (hasta40), donde el mineral nopuede escurrir por gravedad.

- Baja dilucin menor a 5%- Recuperacin baja menor a75%- Costo de produccin 10-20$-t

155


162/272

Acceso Acceso horizontal a travs de tneles. Pique

cercano al centro de gravedad delcuerpo mineralizado

Se debe profundizar hasta un niveldonde se puedan instalar buzones yestaciones de chancado

El peinecillo del pique debe estar enun sector donde no se afecte la

Rampa Pendiente mxima de 8% si se

utilizan cargadores frontales ocamiones

Si se instala correas se puede llegarhasta 15%.

Se debe excavar un acceso detransporte del cual se puedan construircruzados de produccin de los cuales sepuedan preparar accesos a loscaserones en produccin.

156


163/272

Diapositiva 38

Mtodos de Extraccin

Frente completa.

Mltiples niveles.

Pilares largos.

Caving room and pillar.

157


164/272

Mtodo de Frente Completa

Se utiliza para mantos de hastauna potencia de 6-9m.

Se perfora toda la frenteutilizando la tcnica deper orac n cu .

En general este mtodo es debaja productividad pero poseemenor dilucin y mayorrecuperacin que mantos de

mayor potencia.

158


165/272

Mltiples Niveles

Para cuerpos de una potencia

hasta 25m.

Generalmente tambin se utilizaen Para cuerpos de mayor

potencia se prefiere utilizar el

mtodo de sublevel stoping. En este mtodo la perforacin se

puede realizar por banqueo conla preparacin de un subnivel deperforacin superior o por

mltiples subniveles preparados

en realce, en que cada subniveles del orden de 4m de alto.

159


166/272

Mtodo de Mltiples Niveles

Cuerpos que poseen unageometra irregular obuzamiento mayor a 8% ymenor a 35%.

e e nen m p es n ve esen que el piso de cada nivelse acomoda a la paredpendiente del yacimiento.

160


167/272

Ventilacin

Complejo debido al tamaode los caserones.

La cantidad de flujo seregula a travs de tapadose ma era y en

circunstancias puertasmetlicas.

El flujo promedio debe serdel orden de 30-40 m/min y

en las frentes de 120-140m/min.

161


168/272

Configuraciones de Carguo y Trans

LHD.

LHD y camin bajo perfil.

LHD-Cargador frontal.

LHD-Cargador frontal Camin.

LHD-Cargador-Correa.

Otras alternativas

162


169/272

Productividad

Variables a considerar:

Productividad del sistemade transporte principalcorrea, pique, etc.

ro uc v a e s s emade transporte secundario.

Productividad del sistemade carguo.

Volumen a perforar Volumen a tronar

Volumen a fortificar

cd

pt trt Ft

cP

fP

163


170/272

Secuencia Minera

Se realiza un acceso depreparacin al centro del cuerpomineralizado el cual se revistede dos muros (rib pillars) delcual se deben generar al menos5 accesos a caserones por cadalado.

Entre cada casern se debendistribuir las operacionesunitarias de perforacin, carguo

e exp os vos, or cac n, ycarguo de produccin.

Tpicamente se requieren 7 a 10frentes por bloque para tenerproduccin continua incluyendotodas las operaciones unitarias.

Para definir la secuencia minerase deben realizar modelos demodo de evitar zonas de sobre

esfuerzo y a la vez combinar conel uso eficiente de los recursosde equipos mineros.

164


171/272

Diapositiva 46

Costos

Costos de operacin ($/t)

tpd 1200 8000 14000

Operacin de equipos 1.8 1.8 2.04

Insumos 3.98 2.79 2.05Mano de obra 11.01 5.3 3.56

Administracin 5.93 2.42 2.04

Costo Capital 2.28 1.23 0.97

Total 25.06 13.54 10.66

165


172/272

Diapositiva 47

Diseo de Caserones

166


173/272

Diapositiva 48

Diseo de Losas

Tpicamente se utilizanpara separar doscaserones enexplotacin.

En esta losa se preparala infraestructura deproduccin, ptos. de

extraccin piques detraspaso, cruzados detransporte, etc.

El esfuerzo principal esgeneralmente horizontalen USA, Canad, Chile,Sudfrica, Australia.

En Indonesia, filipinas elesfuerzo vertical esmayor que el horizontal.

X

Perfil Transversal de una veta

3

2

1

167


174/272

Diapositiva 49

Tectonica y Relacin entreesfuerzos

La relacin entre el esfuerzo vertical y elhorizontal se define por la constante deactividad tectnica k

Esta constante es funcin de la evolucinque han tenido las rocas en el tiempo yla actividad tectnica circundante.

Por lo tanto:123; === Hzz

Hz

210

=

vHzk =

168


175/272

Esfuerzos actuando en la Lo

X


v

Diseo del Pila

H

H

Hz

Hz

w

d

X

H

Geometra del Pilar

d

Diseo del Pila

w

d

169


176/272

Modelo Nmerico Para el Anlisis de Esta

Pilares

Caserones

Losa

170


177/272

Anlisis de Esfuerzo Previa Excavac

Caserones

171


178/272

Anlisis de Esfuerzo Despes de Excav

Caserones

172


179/272

Solicitaciones sobre M

X


v

Diseo del Pila

d

Hz

Hz

w

dX H

Geometra del Pilar

w

Diseo del Pila

w

H

173


180/272

Diapositiva 55

Diseo de Caserones

El diseo de caserones se realiza con la metodologa deMathews quien incorpora una relacin entre el nmero deestabilidad N y el tamao de la excavacin.

174


181/272

Mtodo de Maen el uso de emetodologa p

predecir cavin

175


182/272

Grfico de Estabilidad

Se utilizaestabilidadcasern y epared colgant

El radio hid

excavacin

tecRH

paredRH

176


183/272

Diseo de techos para caserones ab

177


184/272

Diapositiva 59

Variables que Afectan la Dilucin en Mtodos deCaserones

RMR de la pared colgante (Bieniawski, 1974).

El radio hidrulico de la pared colgante.

La velocidad a la cual la pared colgante es expuesta. Configuracin de caserones, aislado, o continuos.

178


185/272

Representacin de Dilucin en el Mt

Caserones

179


186/272

Diapositiva 61

Conceptos de Dilucin Variables crticas en la estimacin de dilucin en minera

subterrnea. El mtodo minero y el tamao de los equipos.

La variabilidad de la ley en los limites del cuerpomineralizado.

La geometra y continuidad de la mineralizacin.

Los ritmos de extraccin.

Dimensionamiento de los caserones como radiohidrulico, RQD y dimensiones de pilares.

180


187/272

Diapositiva 62

Dilucin de Acuerdo al Mtodode Explotacin

La dilucin nunca es menor a 5% Para cut and fill tipicamente la

dilucin es del orden de 5-10%

Para caserones la dilucin es de 10-20%

Mtodos de caving 20-30%

181


188/272

Diapositiva 63

Diseo de Pilares Mineros

182


189/272

Motivacin: Necesario para el Dise

p

p

roca

p

pS

Campo

el macCampo

sobre e

Resiste

183


190/272

Motivacin

roca

p

p

S

p

pSfs

=

Factor de Segurida

p

roca

p

pS

Campo de esfuerzos presente en

el macizo rocoso

Campo de esfuerzos actuando

sobre el pilar

Resistencia del pilar

La tendencia a

calcular la confi

del diseo

( p fSP

Aproximacin pr

al diseo de mina

184


191/272

Diseo de Pilares

El objetivo es maximizar larecuperacin de la unidadbsica de explotacin a

travs de un diseo seguroy viable.

El diseo de pilares debeobedecer a un anlisis de

las cargas o solicitaciones yla resistencia del macizo

rocoso.

185


192/272

Diapositiva 67

Carga sobre el Pilar

186


193/272

Carga Sobre el Pila

Se produce redistribucin deesfuerzos al realizarminera de la

produccin Los esfuerzos

tienden a sermayores en las

esquinasproduciendo fallaspor exceso de cizalle

187


194/272

Carga Vertical Sobre el

Carga litoestatica

Estimacin del

zz = MPa

esfuerzo inducido

=

1

1zp

z

TotalreaExtradarea

==

t

m

A

A

Carga litoestatica (MPa)

Recuperacin Minera

188


195/272

rea Tributarea

2 + op WW

pzp

W

189


196/272

Resistencia de Macizo Rocoso

Criterio de Hoek and Brown

(1980, 1995)a

ci

bci sm

++=

'3'

3'1

ci

=

28

100exp

GSImm ib

5.0

9

100exp

=

=

a

GSIs

20065.0

0

GSIa

s

=

=

GSI >=25 GSI


197/272

Constante mi para Distintos Tipos de Roc

191


198/272

Diapositiva 73

Ejemplo

Disear los caserones y pilares para un yacimientomantiforme de 10m de potencia que se encuentra a unaprofundidad de 200m.

Las caractersticas de la roca de caja y mineral sepresentan a continuacin:

192


199/272

Diapositiva 74

DatosItem Rc Caja Rc Mx

Peso (KN/m3) 22 30

UCS(MPa)

120 200

T(MPa)

5 7

C(MPa) 12 20

Fric angl. 37 42

Roca Sedimentaria alterada Gabro

Estructuras Fracturado enbloques, calidad deestructuras regular

Fracturado en bloques,calidad de estructuras

buena

E(GPa)

32 50

193


200/272

Diapositiva 75

Luz Mxima y Dilucin1 Estimacin de Luz mxima

T (MPa) 5 (KN/m3) 22t (m) 1L (m) 21.320072

2 Estimacin de dilucin

E 32L (m) 10

H (m) 10

n(m) 0.2148438%dil 1.1%

t

LT

2

2 =

2

4

32Et

L=

194


201/272

Diapositiva 76

Resistencia del Pilar Unitario

3 Resistencia del pilar (criterio Hoek and Brown)

3 (MPa) 0 pilares no confinados artificialmente, peor caso estimacin conservadora

UCS (MPa) 200

mi 27 de la tabla rocas

GSI 65 GSI >=25

a 0.5

s 0.02

mb 7.74

1(MPa) 28.6

=28

100exp

GSImm

ib

5.0

9

100exp

=

=

a

GSIs

a

ci

bcism

++=

'

3'

3

'

1

195


202/272

Diapositiva 77

Datos

Item Rc Caja Rc Mx

Peso (KN/m3) 22 30

UCS(MPa)

120 200

T(MPa)

5 7

C(MPa)

12 20

Fric angl. 37 42

Roca Sedimentaria alterada Gabro

Estructuras Fracturado enbloques, calidad deestructuras regular

Fracturado en bloques,calidad de estructuras

buena

E(GPa)

32 50

196


203/272

Diapositiva 78

Luz Mxima y Dilucin

1 Estimacin de Luz mxima

T (MPa) 5 (KN/m3) 22t (m) 1

L (m) 21.320072

2 Estimacin de dilucin

E 32L (m) 10

H (m) 10n(m) 0.2148438%dil 1.1%

t

LT

2

2 =

2

4

32Et

L=

197


204/272

Diapositiva 79

Resistencia del Pilar Unitario

3 Resistencia del pilar (criterio Hoek and Brown)

3 (MPa) 0 pilares no confinados artificialmente, peor caso estimacin conservadora

UCS (MPa) 200

mi 27 de la tabla rocas

GSI 65 GSI >=25

a 0.5

s 0.02

mb 7.74

1(MPa) 28.6

=28

100exp

GSImm

ib

5.0

9

100exp

=

=

a

GSIs

a

ci

bcism

++=

'

3'

3

'

1

198


205/272

Diapositiva 80

Diseo del MtodoSublevel Stoping

199


206/272

Diapositiva 81

Resumen

Diseo de caserones.

Estimar Esfuerzos.

Establecer luz mxima de techo y pared colgante.

Diseo de losas con mtodos de Pakalnis.

Analizar orientacin de caserones longitudinales otransversales.

200


207/272

Diapositiva 82

Recuperacin y Dilucin

Suponga que un cuerpo mineralizado posee 1.4Mt con unaley de 1.3%Cu.

La recuperacin minera es de 70%.

La dilucin es del 5%.

Las reservas mineras entonces:

Tonelaje1.4*0.7*1.05 Mt=1.03 Mt Ley 1.4*0.7*1.3/1.03Mt=1.24%Cu

201


208/272

Diferentes Tipos de Dilucin

La dilucin Planificaque se estima como ppared que colapsaranminera. La dilucin nes aquella que provieoperacin de la mina.planificada es productperforacin, diseo potronadura o simplemeestimacin de la diluc

Modelos numricos utilizan para estimar

202


209/272

Diapositiva 84

Sub Level Stoping

Cuerpos mineralizados con orientacin semi vertical Roca mineral y de caja competente La perforacin se realiza con martillos que varan desde 50 mm a

200mm dependiendo del largo de perforacin Recuperacin 50-80% principalmente debido a los muros y losas

Dilucin vara entre 3-10% de material diluyente de la paredcolgante y techo Muros y losas pueden ser recuperados a travs de tronadura

masiva la cual debe ser diseada y planificada como parte delmtodo de explotacin

Requiere un alto nivel de preparaciones mineras las cuales serealizan en mineral

La productividad del mtodo es del orden de 500-1800 tpd porcasern en produccin.

203


210/272

Desarrollo

204


211/272

Esquema del Mtodo de

205


212/272

206


213/272

207


214/272

El Soldado

Produccin: 6000 tpd

RMRL= 60- 70

Esfuerzos In situ = 15 30 Mpa

Mtodo explotacin : Sub Level Stoping con perforacin de gran di

relleno de caserones/ recuperacin de pilares post minera

208


215/272

Diapositiva 90

El Soldado - Geotecnia y diseo

Roca competente: 200 MPa Esfuerzos in situ: 15 30 MPa Dimensiones caserones: 30-60 m ancho;

50-100 m largo; hasta 100 m altura Pilares entre caserones: 30-50 m Crown pilar (placa): 30-50 m Refuerzo (perno-malla)

1,9 x 1,7 split sets, 2,05 m largo Cables en intercepciones y otras

singularidades.

209


216/272

Diseo minero

Accesos

5,1 x 4,2 m

Nivel produccin y traspaso:

5 x 3,7 m

Buzn

Largo estocadas= 17-22 m

Nivel perforacin:

5,5 x 3,7 m

Undercut (zanja)

4,5 x 3,7 m

210


217/272

EQUIPOS

Perf. Caserones

Dimetro perforacin= LBH 165 mm

Equipo=3 DTH Atlas Copco H264

Perf. Undercut

Dimetro perforacin= 65-75 mm

2 Simba Atlas Copco H221-H252

Red. Secundaria

Perf. Desarrollos

3 Boomer Atlas Copco H127, =45 mm

Soporte

Boltec 335 H Atlas Copco

Acuadura

1 Scammer 1000 Normet

Produccin

5 Scoop Wagner ST813 - 10 yd3

2 Scoops Schopf L-272

211


218/272

El Soldado

212


219/272

Diapositiva 94

El Soldado ndices de diseo Desarrollos

Aceptable: > 250 ton/metro preparado

Perforacin LBH 85% - 90% produccin Dimetro perforacin= 165 mm ndice perforacin > 27 Ton/mb (aceptable)

Factor de carga = 210 gr/ton Iniciacin= Amongel 60% Retardos= 25 ms/tiros; 50 ms/corridas

Perforacin Undercut (zanja) 10-15% produccin Dimetro perforacin= 65-75 mm ndice perforacin > 7 ton/mb (aceptable) Factor de carga= 240 gr/ton

213


220/272

Diapositiva 95

Equipos

Perforacin, Zimba con martillos convencionales y DTH.

Carguo con scraper, LHD y cargadores frontales.

Transporte con camiones, correas y skip en el caso de tenerchancadores subterrneos.

214


221/272

Diapositiva 96

Dimensionamiento de los caserones

Depende bsicamente de las caractersticas del macizorocoso y el entorno de esfuerzos.

Se disea para minimizar dilucin y maximizar recuperacin.

El largo y el ancho del casern estn determinados por lacantidad de dilucin a incluir en el mtodo los cuales sonfuncin del macizo rocoso (nmero de estabilidad) y el reaa abrir (radio hidrulico).

El alto del casern est tambin definido por el largo mximoa perforar (tpicamente max 80m)

215


222/272

Diapositiva 97

Disposicin de Caserones

Caserones Transversales Caserones Longitudinales

216


223/272

Diapositiva 98

Aplicacin de LongHole Open Stoping

Se utiliza en cuerpos debaja potencia menor a 6m.

La altura del casern nosupera los 25 m.

Perforacin y tronadura serealiza por el nivel deproduccin.

El carguo se realiza conequipo LHDtelecomandado.

217


224/272

Diapositiva 99

Sublevel Stoping

Se utiliza en cuerpos deseccin transversalirregular.

La distancia entresubniveles de perforacines de 10-20m.

Se utiliza una zanjarecolectora la cual seconecta a un nivel deproduccin a travs depuntos de extraccin.

El burden varia entre 0.7-2m.

Zanja

Pto deExtraccin

Nivel deProduccin

Nivel dePerforacin

Pique deproduccin

218


225/272

Diapositiva 100

Sublevel Stoping

Zanja

Puntos deExtraccin

Nivel deProduccin

Pique

Zanja

Nv de Perforacin

Nv de Perforacin

Planta Perfil Longitudinal

Chimenea Cara Libre

219


226/272

Diapositiva 101

LBH Open Stoping

Se utiliza en cuerpos de altapotencia y regulares.

Se utiliza perforacin LBH de altodimetro para alcanzar largos deperforacin de hasta 80m.

La zanja se perfora en retrocesodesde la galera de zanja.

En un extremo del casern se creauna chimenea cara libre paragenerar el corte inicial.

El burden en este mtodo varia en elrango 1.5-3m

220


227/272

Diapositiva 102

Caractersticas Productivas de los mtodosanteriores

El ciclo de produccin vara en el tiempo.

Es funcin del nmero de puntos de extraccin en produccin.

El mtodo de perforacin y produccin VCR se inventa en Canadpara aumentar la productividad del mtodo, independizndose

del nmero de ptos de extraccin en produccin.

221


228/272

Diapositiva 103

Mtodo VCR

La seccin transversal esigual al mtodo de LBH

No posee cara libre La tronadura se hace contra

la zanja.

Varios ptos de extraccinpueden estar en produccina la vez.

Las dimensiones de loscaserones pueden ser dehasta 40m de alto para evitardao por vibraciones ydesviaciones excesiva de lostiros.

Corte Longitudinal

222


229/272

Ejemplo

Planta Nv de Perf.

Secc T

223


230/272

Diapositiva 105

Costos

Tpd 800 4,000 8,000

Operacin de Equipos 1.62 1.45 1.99

Suministros 3.89 3.79 3.69Personal 9.55 4.26 3

Administracin 5.98 2.73 2.04

Royalties 2.1 1.22 1.07

224


231/272

Diapositiva 1

ESTIMACION DE LEY DE CORTECRITICOS Y OPTIMOS

PARA EL DISEO DE EXPLOTACION.

RAMON JIMENEZ VEGA

INGENIERO CIVIL MINAS

225


232/272

Diapositiva 2

ESTIMACIN DE LA LEY DECORTE CRTICA

Podemos decir que en funcin de los costos estimados para laextraccin de un bloque del yacimiento, definiremos una leyque permita discriminar un bloque como mineral o estril, lacual llamaremos LEY DE CORTE CRTICA.

La definicin de los lmites econmicos de explotacin deun rajo, se basar en un modelo econmico de beneficio nuloal extraer la ltima expansin marginal. Esquemticamente lopodemos ver en la siguiente figura:

226

8/2/2019 Planificacion Mi

planificacion minera subterranea

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