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conocimiento para crecer
grupo
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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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CONCEPTOS DE PLANIFICACIONMINERA
RAMON JIMENEZ VEGA.
INGENIERO CIVIL MINAS.
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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
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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
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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
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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
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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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Plan de Produccin
Tons
Tiempo
Ley
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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
8
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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
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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.
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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
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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
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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
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Objetivos Estratgicos
Solidez econmico- financiera para la empresa.
Caracterizacin de productos y mercados de venta.
Definir el tamao absoluto y relativo de la empresa.
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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
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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
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MercadoEscenariosde Produccin- Costos
Planificacin Estratgica
de Minas
- ro ucc n
- Valor
Depsitos
Recursos
-CapitalProyectos
-Minerales -Humanos
-Financieros- Desarrollo
- Expansin
- Mejoramiento
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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
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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
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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
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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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El Proceso de Planificacin Minera
Modelo deRecursos Envolvente
Econmico DiseoMinero
Secuencia de
ExtraccinPrograma deProduccin
Evaluacin
Retroalimentacin del Sistema Productivoa las funciones de planificacin
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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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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
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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
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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)
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Valor de corte
Si
v>0, bloque potencialmente econmico
v=0, bloque neutro
v
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Envolvente Econmica
Es aquel material que econmicamente conduce al mejor
negocio productivo del recurso.
La envolvente econmica define lo que es mineral.
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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
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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
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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
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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
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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=
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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.
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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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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
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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
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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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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.
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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
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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 $/t para laenvolvente econmica y en la planta es del orden de
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Seleccin del Mtodo en Funcin del
C&F Sub Level Stoping Sub Level Caving B lock Caving Panel Caving
Costo Mina ($/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
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MuestreosDirigidos de
51
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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.
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53
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Muestreo de canales
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Muestreo de canales
55
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Muestreo de caminos trinchera
Muestreo de
trincheras /caminos hechas
.
56
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Muestreo de caminos trinchera
Muestreo
de alteracin
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Muestreo de caminos trinchera
Muestreo segn
alteracin
Largo demuestras entre
5 y 10 m. Peso de
muestras ~ 5kg.
58
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Muestreo de caminos trinchera
Trincheras
estructurasperpendicular-
.
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Muestreo de
(DDH)
Laterita de Nquel enBrasil.
Buena recuperacin.
MUESTREO Y CONTROLDE CALIDAD UNIVERSIDAD DE CHILE
60
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Tamaos de testi os de Diamantina W
61
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Muestreo de exploracin (DDH) testig
62
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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
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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
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Muestreo de ex loracin AR
Sonda AR.
Muestra demayor peso (30-40 kg/m).
contaminacin yprdidas
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Muestreo de ex loracin AR
Sistema de doble cicln usado en aire reversotronadura.
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Muestreo de ex loracin AR
Recuperacin de.
Ms barato ~US$30 / m.
- .
Rendimiento: ~ 50 150 m/da
(Dim. 5 a 5 .
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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
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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.
69
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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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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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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
72
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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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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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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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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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Conce tos bsicos
77
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Conce tos bsicos
?
78
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Conce tos bsicos
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Conce tos bsicos
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Conce tos bsicos
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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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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.
85
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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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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.
88
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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.
89
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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.).
93
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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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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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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.
96
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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.
97
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Diapositiva 51
Variograma terico (2)
(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:
98
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Diapositiva 52
Variograma terico (3)
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
99
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Diapositiva 53
Variograma terico (4)
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
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Variograma terico (5)
101
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Variograma terico (6)
Comportamiento para distancias muy grandes
Frecuentemente, el variograma se estabiliza en tomeseta cuando la distancia crece infinitamente.
meseta= varianza
alcance
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Variograma terico (7)
A veces, el variograma sigue creciendo infinitamente.
103
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Variograma terico (8)
Comportamiento direccional
El estudio de los variogramas direccionales permiteanisotropas de la variable regionalizada.
104
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Variograma terico (9)
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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Variograma terico (10)
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.
106
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Variograma terico (11)
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)
107
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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
108
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Modelos elementales (2)
||1||33
hh
Modelo esfrico:
contrariocasoenC
22)( aa
= h
alcance = a, meseta = C
109
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Modelos elementales (3)
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
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Modelos elementales (4)
Modelo Gaussiano:
=2||3
ex1Ch
h
a
alcance prctico = a, meseta = C
111
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Modelos elementales (5)
Modelo potencia: = hhEste variograma no posee alcance ni meseta
El exponente puede variar entre 0 (variograma peptic(variograma parablico).
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Modelos elementales (6)
Modelo seno cardinal:
=
a ||sen1C
hh
a
alcance prctico = 20.4 a, semi-perodo = 4.5 a, me
113
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Modelamiento Geol ico
Malla de sonda es 50 x 50 m Modelo litolgico: prfido - esquistos
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Modelo de Le es
Estimacin de leyes en modelo de bloques median
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Clculo de Recursos Geol icos
Curva Tonelaje Ley
116
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Clasificacin de Recursos Geol i
Recursos medidos, indicados e inferidos
117
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Diseo Plan Minero: Reservas Min
Diseo de Pit timo.
Diseo de fases.
118
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Plan Minero: Reservas Mineras
119
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Diapositiva 1
Introduccin al Diseo deMinas Subterrneas
120
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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
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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
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129/272
Going underground ..
Sinking a vertical shaft
123
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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
125
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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
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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
127
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Diapositiva 9
Geometra
Tabulares
Irregulares
Masivos
128
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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
130
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Grficos de estabilidad
Jakubec and Laubs
131
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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
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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
133
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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
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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.
135
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Longhole and Sublevel Open Stop
Longhole Open Stoping Sublevel Open
136
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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
137
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Vertical Crater Retreat con Relleno
VCR Casern Primario VCR Casern
138
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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
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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
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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.
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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)
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Subterrneo rajo abierto
Paredes competentes.
Forma estable.
Minera subterrneaabierta, sin techo.
147
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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
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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
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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
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Diapositiva 32
Pasos en el proceso de evaluacin
De perfil a factibilidad.
Asegurarse que exista un modelo 3D.
Incluir decisiones de bajo riesgo.
151
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Diseo subterrneo en 3D
No se puede disear en plantas y secciones prom
Debe representar la geometra real lo antes posib
152
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Diapositiva 34
Diseo Room And Pillar
153
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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$-t
154
8/2/2019 Planificacion Minera Subterranea
161/272
INTRODUCCIN AL MTODO DEXPLOTACIN
- Cuerpos mineralizados conpotencias mayores a 10 m ymenores a 30 m, que seexplotan por sub-niveles desdeel techo al piso.
- ngulo de manteo bajo, (hasta40), donde el mineral nopuede escurrir por gravedad.
- Baja dilucin menor a 5%- Recuperacin baja menor a75%- Costo de produccin 10-20$-t
155
8/2/2019 Planificacion Minera Subterranea
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
8/2/2019 Planificacion Minera Subterranea
163/272
Diapositiva 38
Mtodos de Extraccin
Frente completa.
Mltiples niveles.
Pilares largos.
Caving room and pillar.
157
8/2/2019 Planificacion Minera Subterranea
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
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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
8/2/2019 Planificacion Minera Subterranea
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
8/2/2019 Planificacion Minera Subterranea
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
8/2/2019 Planificacion Minera Subterranea
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
8/2/2019 Planificacion Minera Subterranea
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
8/2/2019 Planificacion Minera Subterranea
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
8/2/2019 Planificacion Minera Subterranea
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
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Diapositiva 47
Diseo de Caserones
166
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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
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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
8/2/2019 Planificacion Minera Subterranea
175/272
Esfuerzos actuando en la Lo
X
Perfil Transversal de una veta
v
Diseo del Pila
H
H
Hz
Hz
w
d
X
H
Geometra del Pilar
d
Diseo del Pila
w
d
169
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176/272
Modelo Nmerico Para el Anlisis de Esta
Pilares
Caserones
Losa
170
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Anlisis de Esfuerzo Previa Excavac
Caserones
171
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Anlisis de Esfuerzo Despes de Excav
Caserones
172
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179/272
Solicitaciones sobre M
X
Perfil Transversal de una veta
v
Diseo del Pila
d
Hz
Hz
w
dX H
Geometra del Pilar
w
Diseo del Pila
w
H
173
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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
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181/272
Mtodo de Maen el uso de emetodologa p
predecir cavin
175
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182/272
Grfico de Estabilidad
Se utilizaestabilidadcasern y epared colgant
El radio hid
excavacin
tecRH
paredRH
176
8/2/2019 Planificacion Minera Subterranea
183/272
Diseo de techos para caserones ab
177
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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
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185/272
Representacin de Dilucin en el Mt
Caserones
179
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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
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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
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Diapositiva 63
Diseo de Pilares Mineros
182
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Motivacin: Necesario para el Dise
p
p
roca
p
pS
Campo
el macCampo
sobre e
Resiste
183
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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
8/2/2019 Planificacion Minera Subterranea
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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
8/2/2019 Planificacion Minera Subterranea
192/272
Diapositiva 67
Carga sobre el Pilar
186
8/2/2019 Planificacion Minera Subterranea
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
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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
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rea Tributarea
2 + op WW
pzp
W
189
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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
8/2/2019 Planificacion Minera Subterranea
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Constante mi para Distintos Tipos de Roc
191
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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
8/2/2019 Planificacion Minera Subterranea
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
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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
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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
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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
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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
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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
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205/272
Diapositiva 80
Diseo del MtodoSublevel Stoping
199
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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
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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
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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
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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
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Desarrollo
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Esquema del Mtodo de
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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
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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
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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
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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
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El Soldado
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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
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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
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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
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Diapositiva 97
Disposicin de Caserones
Caserones Transversales Caserones Longitudinales
216
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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
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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
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Diapositiva 100
Sublevel Stoping
Zanja
Puntos deExtraccin
Nivel deProduccin
Pique
Zanja
Nv de Perforacin
Nv de Perforacin
Planta Perfil Longitudinal
Chimenea Cara Libre
219
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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
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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
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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
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Ejemplo
Planta Nv de Perf.
Secc T
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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
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Diapositiva 1
ESTIMACION DE LEY DE CORTECRITICOS Y OPTIMOS
PARA EL DISEO DE EXPLOTACION.
RAMON JIMENEZ VEGA
INGENIERO CIVIL MINAS
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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