Multi-criteria optimization for scheduling of a bench and fill mine

7/23/2019 Multi-criteria optimization for scheduling of a bench and fill mine

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Nelson Morales, Alejandra Gómez & Javier Vallejos

Multi-criteria optimization

for scheduling of a benchand fill mine



Motivación

• La geomecánica imponerestricciones al diseño y laplanificación: – Ángulos de talud de los rajos

–

Estabilidad de caserones ensubte.

• Pero, ¿son estasefectivamente restricciones“duras” o son potenciales

parámetros del procso deplanificación – Ej. Ángulo de talud depende

de la profundidad del pit.

Mine Planning

and Design

Geomechanics

¿Cuál es elimpacto de losparámetros/restriccionesgeomecánicas enel valoreconómico?

¿Cómo afecta lasecuencia a las

variablesgeomecánicas?



En esta presentación …

• Introduciremos un modelo y herramienta desecuenciamiento general

• Aplicaremos esta herramienta a una operaciónde Bench & Fill

• Usaremos los resultados de secuenciamientopara estudiar la relación entre decisiones dediseño (tamaño caserón-dilución) y plan.



La herramiena de secuenciamiento:UDESS

• UDESS significaUndergroundDevelopment andExtraction Sequencer and

Scheduler• Surge como una

herramienta para agendaren forma simultánea la

producción y preparaciónen minas de block y panelcaving.

• UDESS es un agendadorgenérico de “actividades”que: – Hacen ganar o gastar finero

al realizarse, – Necesitan ciertos recursos

para su ejecución,

– Solo pueden iniciarse siotras actividades han sido

terminadas (precedencias)



Un ejemplo minimal

ta1 ta2

tb

c

act rate value precs

ta1 0.5 -10

ta2 0.5 -10 ta1

tb 1 -30

c 1 100 ta2, tb

1) Sin considerar equipos



Ejemplo …

ta1 ta2

tb

c

act rate value precs heq1 heq2

ta1 0.5 -10 200 -

ta2 0.5 -10 ta1 200 -

tb 1 -30 300 100

c 1 100 ta2, tb 100 200

eq availability

eq1 100

eq2 50



Algunas consideraciones del modelo

• Precedencias tipo “o”: – Existe más de una forma

(física o tecnológica) dellegar a un punto

• Deadlines – Fracción mínima a ser

ejecutada en unmomento dado.

• Exclusión – Ciertos conjuntos de

actividades no puedenejecutarse

simultáneamente.• Rangos de tiempo para

ejecución

Group 1

Group 2



Modelamiento de B&F usando UDESS

• Actividades de:

– Construcción de drifts

– Perforación y tronadura

– Producción

– Relleno

• Estas actividades disponen derecursos máximos:

– [m3] a rellenar

– [m] lineales producción

–

Capacidad mina/planta.

• Cada caserón:

– Debe tener construido sudrift (completo)

– Luego se produce un ciclo de

P&T – Extracción – Relleno – Se perfora solo cuando el

caserón anterior estárellenado y seco.

• La producción es desde abajo

hacia arriba.

DriftDrilling

Fill 1

Extraction

Fill 2



Precedencias•

La actividades no pueden ser iniciadas en cualquier orden,algunas deben ser terminadas antes de iniciar la siguiente.

• Es parte del proceso de optimización de la herramienta ladecisión de qué llevar a cabo primero respetando lasprecedencias.

UDESS

Dirección de Extracción

Extra-

cción

Bench A

Relleno

Bench A

Construcción de Drift

P&T

Bench A

Extra-

cción

Bench B

Relleno

Bench B

P&T

Bench B

Construcción de Drift



Dilución

• Dilución es material nomineralizado que es extraído:

– Por motivos operacionales o dediseño (planificada),

– Sobre-excavación (noplanificada).

• La dilución puede estimarse conparámetros del caserón.

• Mientras más grande el caserón,mayor dilución, pero mayorsimplicidad operacional.

• Mayor dilución significa menor

ley y por lo tanto menor valor.

= 3

[

]



Estudio

• Operación B&Fconsistente de variossectores – Estudio focalizado en un

par

• Plan mensual con detallediario

• Aprox 300 caseronespotenciales de ser

agendados durante elmes – En torno a 1.500

actividades para agendar

• Restricciones: – Método de extracción – Capacidad de producción

para los sectores (plan deproducción)

– Capacidad de relleno – Capacidad horizontal de

construcción.



Estudio

• Primera verificación: Capacidad de reproducirel plan existente para el sector. OK

Beneficio Valor

[MUS$]

Plan REF 17.45

Plan UDESS 19.61



Escenarios

• : Longitud actual de los caserones

• Impacto según escenarios considerados:

– /2: sin dilución, menos relleno cementado.

– 2: mayor dilución, relleno cementado más mayor.

Case L/2 L 2L

Variable/Range Min Max Min Max Min Max

Tonnage [ton/month] 10,000 18,000 10,000 18,000 15,000 20,000

Backfill 1 [m3/ month]

5,000 7,700 5,500 7.700 2,000 8,000

Backfill 2 [m3/ month] 500 1,000 500 1.000 1,000 2,000

Drill meters [m/month] 3,000 5,000 3,000 5,000 1,000 5,000



Resultados

Case Studies Value [kUSD]

L/2 4,769

L 8,009

2L 7,943

Los planes no son muy“bonitos”, pero cumplen con

las restricciones asociadas alsector específico (laproducción a nivel de minacompleto debiera ser mássuave).

Aún se detectan peaks y caidasasociadas a la incapacidad debalancear desarrollo yproducción.



Inicio

evaluación:

Existe más de un50% de similituden actividades

desarrolladas. Final evaluación:

Existe menos deun 30% desimilitud enactividades

desarrolladas.

Resultados Casos de estudio



Conclusiones

• Se modela exitosamenteel método de B&F.

• La herramienta construyeplanes en pocos minutos,

lo cual tiene el potencialde considerar mayoresniveles de análisis. – En nuestro caso utilizamos

esta capacidad paraestudiar el impacto de ladilución (asociada a lalongitud de los caserones).

• En nuestro casorevisamos el impacto quetiene cambiar la longitudde los caserones

(mediante operación ydilución) en lassecuencias y su valor.

• La metodología (basada

en UDESS) no estálimitada a B&F: – Interacción rajo subte

– B/P caving



Trabajo Futuro

• Corto plazo: – Extender estudio a nivel de mina completo y otros

horizontes de planificación. – Considerar otros prámetres/variables geomecánicas – Utilizar simulaciones para estimar de forma más

exacta productividades y tiempos de tareas.

• Mediano plazo: – Considerar eventos y aplicar metodología para que

permita reajustar el plan en forma óptima yeficientemente. – Extender a otros casos.



Nelson Morales, Alejandra Gómez & Javier Vallejos

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