Imin 303 - Módulo 4

Métodos y Tecnologías de Explotación. Módulo 4

Preparado por: Eduardo Berger P. Todos los derechos reservados

Métodos y Tecnologías de Explotación.

Objetivos.

Conocer algunas metodologías que orienten en la selección de un método explotación, tomando en consideración las características de un yacimiento o cuerpo mineralizado versus las restricciones que imponen los diferentes métodos de explotación.

Módulo 4. Metodologías para seleccionar un método de explotación.

Schrinkage

Sublevel Stoping

Block Caving

Sublevel Caving


Contenidos. 4.1. Objetivos y consideraciones principales. 4.2. Método matricial simple – Caso ejemplo. 4.3. Método de Nicholas – Caso ejemplo.

Módulo 4. Metodologías para seleccionar un método de explotación.


Módulo 4. Metodologías para seleccionar un método de explotación. 4.1. Objetivos y consideraciones principales. 4.1.1 El proceso de toma de decisiones.

Claramente, la selección de un método de explotación sin lugar a dudas, es un proceso de toma de decisiones. Ver cuadro siguiente:

Proceso de toma de

decisiones Belton & Stewart –

2002.



En función de lo anterior, una propuesta metodológica general para la selección de un método extractivo es la indicada a continuación:



A continuación, se entregan 5 criterios principales propios y comunes cuando se selecciona un método de explotación:



….. 5 criterios principales – continuación,











Módulo 4. Metodologías para seleccionar un método de explotación. 4.2. El método matricial simple. La selección del método de explotación más adecuado tanto técnica como económicamente hablando en esta caso tal y como su nombre lo indica, no es más que construir una matriz donde, en una columna se listan las condiciones (restricciones) para cada método de explotación en tanto que, en otra columna vecina, se indica el nivel de correlación, coincidencia o satisfacción de cada condición específica con las características correspondientes del yacimiento o cuerpo mineralizado.

Tipos de yacimiento

200 m

469.8

00 E

7.8

10.0

00 N

1600

1800

2000

2200

DDH - 2100

DDH - 2101

DDH - 2103 MI - 3 DDH - 2102

DDH - 2106

MI - 5

V

SW NE

V

V

V

V

DDH - 2105

Leyes 0,35 a 0,5% Cut (c/ Au ) Leyes 0,2 - 0,35% Cut (c/ Mo ) Leyes < 0,2% Cut

Leyes >0,5 % Cut (c/ Au > Mo )

MI - 7

DDH - 2104

Fa

lla

Mo

ch

a

200 m

469.8

00 E

7.8

10.0

00 N

1600

1800

2000

2200

DDH - 2100

DDH - 2101

DDH - 2103 MI - 3 DDH - 2102

DDH - 2106

MI - 5

V

SW NE

V

V

V

V

DDH - 2105



MI - 7

DDH - 2104

Fa

lla

Mo

ch

a

Tipos de métodos


Módulo 4. Metodologías para seleccionar un método de explotación. 4.2. El método matricial simple. Como es obvio esperar, el éxito de este método de selección está fuertemente indexado por un lado, a un claro y cabal conocimiento de todas las características del yacimiento como asimismo, al conocimiento y experiencia del(os) ingeniero(s) para establecer el nivel de correlación adecuado entre, una condición (restricción) del método versus la característica que le corresponde en el yacimiento.

Métodos y Tecnologías de Explotación. Módulo 4. Metodologías para seleccionar un método de explotación. 4.2. El método matricial simple.

También, la selección de un método de explotación debe considerar tomar como referencia, resultados de parámetros clásicos de otras minas que estén usando métodos de explotación que se hayan estimado en primera instancia susceptibles de ser aplicados al yacimiento en estudio como por ejemplo, productividad (Tons. / Hombre – Turno); Dilución (%) y en general, cualquier parámetro técnico que ayude en la correlación o selección del mejor método.


Módulo 4. Metodologías para seleccionar un método de explotación. 4.2. El método matricial simple. Caso ejemplo – Yacimiento Pampa (Chuqui) Norte.

Los aspectos principales para seleccionar un método de explotación para este yacimiento se pueden resumir en lo siguiente:

a) De las características principales del yacimiento.

– Tipo yacimiento: Masivo y del tipo «Porphiry Copper»,

Este yacimiento está emplazado en forma

casi horizontal y tiene una sobrecarga superior de gravas y

lixiviado superior. Existe presencia de aguas subterráneas

estando el nivel freático entre el piso

de las gravas y el techo del lixiviado.





– Dimensiones:

• Longitud (medido en el eje mayor de su corrida): 2200 metros,

• Ancho (Potencia) (medido en el mayor eje menor perpendicular a la corrida): Variable entre 430 y 740 metros con un valor medio de 580 metros.

• Espesor en profundidad (Solo altura de mineralización) : Variable de 108 a 223 metros con un valor medio de 168 metros.





– Reservas:

Oxidos

Lixiviado

Súlfuros

Nota: Las reservas indicadas tienen mayormente el rango de medidas.





– Parámetros Físico – Mecánicos (R.Q.D y F.F.):

R.Q.D = Rock Quality Designation (%) F.F. = Fracture Frequency





– Parámetros Físico – Mecánicos (Espaciamiento entre fracturas):





– Parámetros Físico – Mecánicos (Grado de Fracturamiento vs. Espaciamiento entre Fracturas):

Métodos y Tecnologías de Explotación. Módulo 4. Metodologías para seleccionar un método de explotación. 4.2. El método matricial simple. Caso ejemplo – Yacimiento Pampa (Chuqui) Norte.



– Parámetros Físico – Mecánicos (Clasificación Competencia Roca vs Resistencia a la Compresión Uniaxial muestras pequeñas - UCS):

Nota: Para Chuqui Norte los valores de

«Resistencia a la Compresión

Uniaxial», están en un rango que va desde

2944 a 12613 (Lbs./Pulg2), lo cual significa que la roca tiene un rango de

resistencia de «muy baja» a «mediana»




– Parámetros Físico – Mecánicos(R.Q.D vs Número de Hundibilidad)

Nota: Como se verá más adelante, este

valor de «Número de Hundibilidad» puede

calificarse de bueno si se trata de aplicar un

método de hundimiento.




– Parámetros Físico – Mecánicos(Espac.med. Fract. vs Núm. Hund.)

Nota: Similar a lo comentado para el

R.Q.D.




– Comparación de parámetros físico – mecánicos con otras minas.

Nota: Conforme al ritmo de producción

esperado para Chuqui Norte (30.000 T.P.D) como asimismo, el

valor de los parámetros físico-

mecánicos entonces, era esperable que el

método de explotación sería un Block / Panel Caving.
















































b) De los requerimientos para el método de explotación. – Tonelaje de producción requerido: 30.000 T.P.D

– El tiempo de desarrollo y preparación debe ser el mínimo posible,

– El acceso a los puntos de arranque y producción debe ser expedito y fácil,

– Las operaciones unitarias principales (perforación, voladura, carguío y transporte), no deben interferir entre sí,

– El izaje (extracción del mineral al exterior) debe ser continuo y automatizado,

– El método de explotación debería ser lo más selectivo posible (poca dilución) y de alta recuperación,

– El método debe tener el menor costo total de extracción(US$/Ton.)

– El método debe tener /mantener altos estándares de seguridad.





x


x


x


Módulo 4. Metodologías para seleccionar un método de explotación. 4.3. El método de Nicholas. Caso ejemplo – Yacimiento Iván.

Los aspectos principales para seleccionar un método de explotación usando el llamado método de Nicholas, se verán en su aplicación a un yacimiento muy pequeño típico de minería de escala menor, donde como es común en estos casos se cuenta con poca información o bien, esta proviene de laboreos antiguos menores efectuados en el mismo yacimiento y tiene un carácter más bien cualitativo.


– Dimensiones:

• Longitud (medido en el eje mayor de su corrida): 250 metros,

• Ancho (Potencia): Variable entre 15 a 20 metros,

• Profundidad (Solo altura de mineralización reconocida): De 100 a 180 metros.




– Reservas:




– Parámetros Físico – Mecánicos. Tal y como se ha expresado anteriormente, al momento del estudio realizado para seleccionar el método de explotación para este yacimiento, solo se contaba con información referencial cualitativa recopilada de laboreos antiguos menores efectuados en el mismo yacimiento. Al respecto, se hace notar que un geólogo o ingeniero de minas con suficiente experiencia puede perfectamente, reconocer y establecer observando laboreos antiguos el grado de competencia tanto del cuerpo mineral como de las rocas encajadoras, respectivamente.

Métodos y Tecnologías de Explotación. Módulo 4. Metodologías para seleccionar un método de explotación. 4.3. El método de Nicholas. Caso ejemplo – Yacimiento Iván.

b) De los requerimientos para el método de explotación. – Tonelaje de producción requerido adecuado al nivel de reservas (Regla

de Taylor),

– El tiempo de desarrollo y preparación debe ser el mínimo posible,

– El acceso a los puntos de arranque y producción debe ser expedito y fácil,

– Las operaciones unitarias principales (perforación, voladura, carguío y transporte), no deben interferir entre sí,

– El izaje (extracción del mineral al exterior) debe ser expedito,

– El método de explotación debería ser lo más selectivo posible (poca dilución) y de alta recuperación,

– El método debe tener el menor costo total de extracción(US$/Ton.)

– El método debe tener /mantener altos estándares de seguridad.


Descripción del método de Nicholas. Este método consiste en asignar un puntaje o calificación según el grado

de correlación de características específicas que presenta el yacimiento con lo requerido por cada método de explotación considerado. Al respecto y una vez más, se reitera que este trabajo idealmente debería ser hecho por un grupo de ingenieros de minas con experiencia.

Se establece en una serie de tablas el puntaje de correlación asignado por ejemplo y en lo principal para: a) Geometría del yacimiento y distribución de leyes, b) Características físico – mecánica de la roca (Resistencia-UCS; Espaciamiento entre Fracturas y Resistencia Fracturas), tanto de la roca mineralizada que constituye el yacimiento como asimismo, de las rocas encajadoras de la caja o muro yacente y colgante, respectivamente.

Finalmente, se hace la suma de los puntajes imputados en cada tabla para cada método de explotación considerado para el proceso de selección, originando un ranking del puntaje mayor al menor.


Datos y criterios considerados para la asignación de puntaje - Método de Nicholas.

Los datos principales que usa el método son:

Secciones geológicas y mapas de distintos niveles,

Modelo de distribución de leyes del depósito o yacimiento,

Características físico – mecánicas tanto del mineral como también, de las rocas encajadoras de la mineralización.


Datos y criterios considerados para la asignación de puntaje - Método de Nicholas.

Los criterios principales usados por este método son:

PREFERIDO: Las características indicadas (del yacimiento) son las más favorables para la aplicación del método,

PROBABLE: Si la característica (del yacimiento) implica que el método puede ser aplicado.

IMPROBABLE: Si esta característica existe, es bastante improbable que el método se aplique aunque, no excluye totalmente su aplicación.

ELIMINADO: Si esta característica (del yacimiento) existe entonces, el método de explotación no se debiera usar.


Rangos de puntajes a asignar según grado de correlación con alguna característica del yacimiento.

PREFERIDO: 3 – 4,

PROBABLE: 1 – 2,

IMPROBABLE: 0,

ELIMINADO: -49.

Tipos de yacimientos

200 m

469.8

00 E

7.8

10.0

00 N

1600

1800

2000

2200

DDH - 2100

DDH - 2101

DDH - 2103 MI - 3 DDH - 2102

DDH - 2106

MI - 5

V

SW NE

V

V

V

V

DDH - 2105



MI - 7

DDH - 2104

Fa

lla

Mo

ch

a

200 m

469.8

00 E

7.8

10.0

00 N

1600

1800

2000

2200

DDH - 2100

DDH - 2101

DDH - 2103 MI - 3 DDH - 2102

DDH - 2106

MI - 5

V

SW NE

V

V

V

V

DDH - 2105



MI - 7

DDH - 2104

Fa

lla

Mo

ch

a

Tipos de métodos


Criterios específicos a considerar según la geometría y distribución de leyes presentes en el yacimiento. 1 de 2,

1. En cuanto a su FORMA, a) Equidimensional: Todas las dimensiones son del mismo orden de magnitud,

b) Cuerpos tabulares: Dos de sus dimensiones son varias veces su espesor, el cual normalmente no excede los 100 metros,

c) Irregulares: Las dimensiones varían a corta distancia,

2. En cuanto a la POTENCIA del cuerpo mineralizado o yacimiento, a) Estrecho: < 10 metros,

b) Intermedio: De 10 a 30 metros,

c) Grueso: De 30 a 100 metros,

d) Muy grueso: > 100 metros,

3. En cuanto a la PROFUNDIDAD del yacimiento, a) Baja a mediana: < a 100 metros,

b) Mediana a alta: > a 100 metros,

Nota: En color rojo se indica lo que aplica al

yacimiento Iván.


Criterios específicos a considerar según la geometría y distribución de leyes presentes en el yacimiento. 2 de 2,

4. En cuanto a la inclinación o MANTEO del yacimiento, a) Suave: < 20°,

b) Intermedio: De 20° a 55°,

c) Pronunciado: > 55°

5. En cuanto a la DISTRIBUCIÓN DE LEYES del yacimiento, a) Uniforme: La ley en cualquier punto del mismo no varía significativamente

respecto a la ley media de todo el yacimiento,

b) Gradacional: Los valores de ley tienen características zonales y las leyes varían gradualmente de un punto a otro,

c) Errática: Los valores de leyes varían radicalmente a cortas distancias y no siguen ningún patrón en sus cambios.


yacimiento Iván.


Criterios específicos a considerar según los parámetros físico – mecánicos presentes en el yacimiento. 1 de 2,

1. En cuanto a la RESISTENCIA de la roca (U.C.S), a) Débil: < 8 x 103 (P.s.i ó Lbs/Plg.2 )

b) Moderada: De 8 x 103 a 15 x 103 (P.s.i ó Lbs/Plg.2 )

c) Resistente: > 15 x 103 (P.s.i ó Lbs/Plg.2 )

2. En cuanto al ESPACIAMIENTO ENTRE FRACTURAS y R.Q.D., Fracturas / Metro R.Q.D (%)

a) Muy cercanas: > 16 0 – 20

b) Cercanas: 10 – 16 20 – 40

c) Espaciadas: 3 - 10 40 – 70

d) Muy espaciadas: 3 70 - 100


yacimiento Iván.


Criterios específicos a considerar según los parámetros físico – mecánicos presentes en el yacimiento. 2 de 2,

3. En cuanto a la RESISTENCIA AL CIZALLE de las fracturas, a) Débil: Existen diaclasas limpias con superficies muy suaves o rellenas con un

material cuya resistencia es menor que la roca misma,

b) Moderada: Diaclasas limpias con una superficie rugosa

c) Resistente: Existen diaclasas rellenas con un material cuya resistencia es ≥ que la resistencia de la roca misma.

A continuación, se muestra y entrega el resultado de la aplicación del método de Nicholas para el yacimiento Iván.


yacimiento Iván.


(*) Bajo el círculo rojo se indica el puntaje asignado para cada método a una característica específica de: La forma, potencia, manteo y distribución de leyes del yacimiento Iván.


(*) Bajo el círculo rojo se indica el puntaje asignado para cada método a una característica específica de: Resistencia de roca, Espaciamiento de Fracturas y, Resistencia de Fractura al Cizalle para el yacimiento Iván.

Calidad de roca caja pendiente



Calidad de roca zona mineralizada



Calidad de roca caja yacente


Así entonces, el ranking preliminar de los métodos de explotación considerados según el puntaje asignado para las características físico – mecánicas de las rocas del yacimiento Iván se resume en la tabla siguiente:


Finalmente, el ranking definitivo de los métodos de explotación considerados se establece sumando los puntajes asignados para la geometría y distribución de leyes y el correspondiente a las características físico – mecánicas de las rocas. El resultado para el yacimiento Iván es el mostrado a continuación:

Método de Explotación

Nota: Según estos resultados y como es obvio esperar, tomando en cuenta que el yacimiento Iván es muy pequeño entonces, son los dos primeros métodos (Sublevel Caving y Shrinkage Stoping) los más aplicables.


De cualquier modo, respecto a lo indicado en la lámina anterior también debe ser considerado como parámetros de selección lo mostrado en tabla siguiente:

Documents

Imin 303 - Módulo 4