Planificación Minera: Guía Completa para la Optimización de la Explotación

Determinación del Ancho y Largo de la Explotación

Parámetros Operacionales

El ancho de la explotación está determinado por parámetros operacionales, como:

AMC (Altura de Corte): Debe ser igual o mayor, dependiendo del equipo y sistema de carguío (1P-1Cl, 1P-2C, etc.).
Malla de Perforación: Se utilizan mallas de perforación de dimensiones estables, según las políticas de la empresa.

El largo se determina en función del tiempo de producción, definido por la cantidad de material a extraer.

Análisis Marginal de Expansiones

Este análisis evalúa la mejor opción entre la explotación a cielo abierto o por métodos subterráneos. Se realiza una evaluación de la combinación rajo-subte, explotando hasta una determinada expansión mediante rajo y luego continuar con subte. La combinación que entregue mayor VAN decide hasta qué expansión se realiza rajo y luego subte.

Importancia y Utilidad de las Líneas de Calidad

Las líneas de calidad se utilizan para dividir o sectorizar las leyes después de la tronadura. Se establecen luego del muestreo de los pozos, definiendo una escala de leyes. Se simula la salida de disparo estimando dónde queda cada sector y se marca con banderolas que indican si el material va a planta o botadero según su ley.

Generación de Pits Anidados con Whittle

Utilizando parámetros reales económicos y de procesos, se genera un set de pits anidados de Learchs y Grossman. Se utiliza el RF (Ratio de Corte), ya que al aumentar este, el valor que tiene cada bloque aumenta o permanece idéntico. Los bloques del pit A, aun siendo explotados, pueden quedar dentro de los explotados del pit B. Por tanto, el pit B contiene al A.

Para cualquier otro valor de RF, entre los usados para A y B, el resultado estaría contenido entre ambos pits. Esta familia de pits se conoce como anidados.

Determinación del Pit Final con Criterio Whittle

Cada uno de los pits anidados genera una envolvente de pit final que es óptima por sí misma, para una determinada razón económica. A partir del pit final óptimo seleccionado para cada escenario económico, se generan planificaciones mineras que muestran el mejor y peor flujo de caja a obtener.

Operativización del Pit Final

Diseño de una Expansión

Para pasar de una fase a otra, permitiendo consumir las reservas explotables, se realiza una serie de tronaduras. Esto está sujeto a restricciones económicas y operativas. No deben interferir entre ellas, pudiendo explotarse varias simultáneamente. Se deben considerar los siguientes parámetros:

Ancho de expansión
Largo de expansión
Ángulo de talud de expansión
Banco base
Desfase entre frentes

Métodos para Determinar la Ley de Corte

Lane

Considera el valor del dinero en el tiempo. Maximiza el VP (Valor Presente). Permite definir CTL (Ley de Corte) por periodo. Recupera la inversión en menos tiempo. Proceso iterativo que incluye costos operativos.

Vickers

No considera el valor del dinero en el tiempo. Maximiza el beneficio. Una sola CTL para todo el proyecto. Recupera la inversión en más tiempo. Criterio marginalista.

Importancia del RF en la Determinación del Pit Final por Criterio Whittle 4D

Whittle obtiene los pits anidados mediante la sensibilización del precio.

Vb = Metal * Recu * Precio * RF – Mena * Cp – Rock * Cm – Metal * Recu * Cr

Gracias al RF se generan distintos pits anidados, se busca el óptimo. Se aplica según precios esperados a largo plazo (optimista, pesimista, probable).

Luego de seleccionar el pit final (Milawa), según las políticas de la empresa (vida proyectada, tiempo mínimo y máximo, capacidad de la mina, capacidad de la planta), se escoge el grupo de pits que entregue el mejor VAN.

Determinación de las Fases de Explotación

La cantidad de fases es definida por la empresa (deben durar entre 3 y 4 años). Entre las fases obtenidas se busca la mejor secuencia de extracción observando el VAN. La secuencia de mejor VAN es escogida.

Milawa: Herramienta de Planificación Minera

Milawa es una herramienta computacional de planificación para generar un plan minero de extracción a largo plazo. Es capaz de obtener la secuencia de extracción óptima y maximizar el VAN.

Dos métodos:

NPV = Max NPV: Sin considerar unidades de faena (mina-planta-refinería).
Balanceado: NPV menor, pero considera unidades de faena.

Simulación de la Secuencia de Llenado de un Botadero

Se determinan las potenciales zonas de ubicación del botadero, después de establecido el pit final. Se define:

Áreas de ubicación
Hmax (Altura máxima)
Capacidad de almacenamiento
Tiempos de duración
Condiciones del entorno
Punto de comienzo del vaciado
Punto de salida del rajo, considerando la menor distancia de transporte

Se pueden utilizar dos métodos de discretización:

Tortas o terrazas: Módulos de llenado cúbicos.
Avance por volteo: Módulos de llenado radiales.

Deposición de Material Excedente o de Baja Ley

Solo se recomienda depositar material excedente o de baja ley al interior del pit final cuando las distancias al botadero son demasiado largas, lo que haría el proceso poco eficiente. Esta decisión debe estar respaldada por un estudio de evaluación económica.

Diseño de Fases de Producción

Criterios de Valorización de Bloques

Se utilizan cuatro criterios relacionados a la valorización de bloques, donde B = 0 y Lcd = (Cm + Cp) / (r(P – r)).

Criterio Lcd: Las fases se construyen con distintas leyes. Las leyes más altas se encuentran en las primeras fases, y las leyes decrecen hasta Lcd del pit final. Permite incrementar el VAN en zonas de leyes altas. Genera fases con REM (Recuperación de Metal) muy diferentes. Problema cuando las leyes altas no están muy arriba.
Criterio Precio: Las fases se construyen con diferentes precios. Los precios crecientes se encuentran en las sucesivas fases. Mayor precio el real. Estabiliza el VAN. Genera fases con REM muy distintas.
Criterio Costos: Las fases se construyen con distintos costos. Política de costos decrecientes. Menor costo en el pit final. Mismas desventajas anteriores.
Criterio Beneficio: Exige beneficios decrecientes a las fases. Establece un beneficio para cada fase. Beneficio en USD o USD/t. Mejores resultados económicos. Prueba y error.

Optimización de un Plan Minero

Objetivo: Maximizar el beneficio actualizado. Pasos:

Determinar el pit final operativo.
Definir el vector inicial de leyes de corte.
Cubicar cada expansión sobre la ley de corte respectiva.
Confeccionar un plan minero preliminar empleando el serrucho.
Construir fotos según el plan minero elaborado.
Cubicar fotos según el rango de leyes establecidas.
Construir CTL de cada periodo.
Aplicar Lane, lo que genera un vector de leyes decreciente.
Si las leyes obtenidas son diferentes a las iniciales, se reemplazan y se repite el proceso desde el paso 3.
Detener el proceso cuando se obtenga la convergencia del plan minero óptimo.

Algoritmo de Lane

Permite obtener un vector de leyes de corte decrecientes en el tiempo, optimizando el VAN. Analiza la faena con sus tres etapas productivas y sus costos respectivos, basándose en que se puede controlar el ritmo de la explotación.

Tipos de Botadero y sus Ventajas y Desventajas

Relleno: Aprovechan accidentes geográficos naturales cercanos. Descarga en quebradas, hundimiento de cerros. Ventajas: Baratos. Desventajas: Poca capacidad, uso temporal.
Avance por volteo: Aprovechamiento de la diferencia de cotas en el sector. Ventajas: Aspecto económico, construcción simple. Desventajas: Problemas de estabilidad, puede requerir chequeos y diques de retención.
Terrazas o tortas: Aplicación en topografías llanas, formado por fases ascendentes superpuestas que cubren grandes superficies de terreno. Ventajas: Útiles cuando se requiere depositar excedente rápidamente, aptos a topografías planas. Desventajas: Operación compleja, mayor costo, altura limitada por la geotecnia y la economía.

Planificación a Largo Plazo: Importancia del Pit Final

Se utiliza para estimar reservas y delimitar la zona de explotación, para luego diseñar fases y expansiones que permitan alcanzar el pit final. Se define la ubicación de la infraestructura de apoyo, como plantas, botaderos, etc. Objetivo: Minimizar costos. Se evalúa la factibilidad económica del proyecto.

Es importante destacar que la definición del pit final a largo plazo es una aproximación, ya que puede haber variaciones en los precios y costos.

Algoritmo de Lane: Funcionamiento

Establecimiento de Fases de Explotación

Aplicación del Algoritmo de Lane

Lane permite obtener un vector de leyes decrecientes en el tiempo por medio de ecuaciones optimizantes, de manera de maximizar el VAN de un proyecto. Cada operación tiene una ley que maximiza el VAN por separado, y por tanto, el algoritmo comienza analizando esta situación.

Desarrollo de una Expansión

El primer banco, el de más arriba, se realiza mediante un procedimiento de ritmos de extracción. Mediante tronadura, se realiza una rampa, después la de apertura, se realiza otra que cuando se empieza a hacer se puede bajar por el banco siguiente, y se aplica el mismo procedimiento.

Con dos frentes de avance significa que el banco de arriba se comienza mientras que el de abajo igual, pero cuando el de arriba cumpla una cierta distancia horizontal entre las máquinas que están trabajando y van en la misma dirección de avance, pero una en el banco superior y otra en el inferior.

otra en el inferior.