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ELABORACIÓN DE MODELOS Y PLANEAMIENTO EN MINERÍA SUPERFICIAL
Ing. Wilmer Alejandro Salcedo Rebaza
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CONCEPTOS BÁSICOS Excavación superficial, cuyo objetivo es la extracción de
mineral. Consideraciones:
Modelo de Bloques a utilizar (calidad de los recursos minerales).
Modelo de costos (mejor estimación de los costos de largo plazo).
Precio de Largo plazo de los minerales que serán explotados. Parámetros de diseño (ángulo de talud, recuperación
metalúrgica, etc). Restricciones Medio Ambientales.
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SONDAJ ES
MODELOGEOLÓGICO
TOPOGRAFÍA
MODELODE BLOQUE
PLANIFICACIÓNMINERA
LEYES:LcorteLmedia
MODELODE COSTOS
EQUIPOS
ESTUDIOGEOMECÁNICO
SONDAJ ES
MODELOGEOLÓGICO
TOPOGRAFÍA
MODELODE BLOQUE
PLANIFICACIÓNMINERA
LEYES:LcorteLmedia
MODELODE COSTOS
EQUIPOSEQUIPOS
ESTUDIOGEOMECÁNICO
ESTUDIOGEOMECÁNICO
DISEÑO MINERO DE TAJO ABIERTO
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SECCIÓN TIPO DE UN RAJO
Rampa
Rampa
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ESQUEMA GENERAL DE LA PLANIFICACIÓN MINERA EN TAJO
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ESTRATEGIA SEGÚN EXPERIENCIA
Estrategias: Basada en la tasa de retorno que crece
rápidamente por las leyes altas. Basada en la maximización del beneficio
por el equilibrio entre desecho y mineral. Basada en la recuperación máxima del
mineral por la gran extracción de materiales no económicos subsidiados por los minerales valiosos.
60m 120m 180m
Beneficio Neto
Tasa de retorno
Recuperación
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ESTRATEGIA PRODUCTIVA
Como hacer minería de la envolvente económica en el tiempo (bajo la relación entre estéril y mineral sea factible explotar a lo largo del tiempo)
M
E
E/M
t
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PROGRAMA DE EXTRACCIÓNMétodo de razón estéril mineral descendente
A medida que cada banco de mineral es extraído, todo el material estéril en dicho banco es extraído hasta el límite del pit.
Ventaja, espacio de trabajo operativo. Desventaja, costos operativos son máximos en los
primeros años de operación debido al gran volumen de estéril.
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PROGRAMA DE EXTRACCIÓN
Método de razón estéril mineral ascendente La extracción de estéril se realiza de tal forma hasta alcanzar
el mineral. Ventaja, beneficio neto máximo en los primeros años
reduciendo riesgo en inversión Desventaja, falta de espacio de trabajo operacional debido
a que los bancos son estrechos.
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PROGRAMA DE EXTRACCIÓN
Secuencia de extracción en fases Yacimientos de gran tamaño, cuyos volúmenes de estériles
iniciales son bajos y se mantienen bajos hasta el termino de la vida de la mina.
Ventajas Razón estéril mineral bajas en los primeros años. Flexibilidad en el diseño de pit final. Equipos trabajan a capacidad máxima. Permite retiros programados hacia el termino de la mina. El área de trabajo operativo no es excesivamente grande.
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VALORIZACION ECONÓMICA
Ingresos: Tonelajes Leyes Recuperaciones Precio del producto
Costos: Costos de minería Costos de procesamiento Costos de metalurgia Costos generales
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VALORIZACIÓN DE UN BLOQUE
El valor debe ser calculado asumiendo que el bloque está descubierto.
El valor debe ser calculado suponiendo que será explotado.
El costo en la detención de la mina, planta o venta debe ser contabilizada en la valorización de un bloque.
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COSTOS DE EXTRACCIÓN
Perforación Voladura Carguío Transporte Mantenimiento de los caminos Botaderos Bombeo de aguas Costos general de la mina Amortización y depreciación
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COSTOS DE CONCENTRACIÓN
Molienda Flotación Espesadores Filtración Secadores Costos generales de la planta de
concentración Movimiento desde stockpile Amortización y depreciación
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COSTOS DE FUNDICIÓN Y REFINACIÓN Transporte del concentrado Costos generales de fundición y
refinería Amortización y depreciación Perdidas de la fundición y refinería Transporte del cobre blister Créditos y cargos de la fundición
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VALORIZACIÓN DE BLOQUES
El costo de mina es el costo de mover un bloque de estéril todo el resto de los costos involucrados en la extracción se deben asignar al costo de planta.
Nomenclatura Cm, costo mina $/t Cp, costo planta $/t Cfr, costo de refinación y fundición $/t R, recuperación del proceso minero y metalúrgico Lm, ley media P, precio RF, factor de utilidad =(P-Cfr)*R*f, f=22.04 para cobre
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ESTIMACIÓN DE VALOR DE UN BLOQUE
Densidad rConcentración de cobre %l
dxdy
dz
Volumen: dx*dy*dz=v [m3]Masa: v*r=m [t]Ingreso: (P-Cfyr)*R*m*l ($)Costo Mina: Cm*m ($)Costo de Proceso: Cp*m ($)Beneficio= (P-Cfyr)*R*m*l - Cm*m- Cp*m
Nomenclatura P: precio de producto ($/unidad de producto)Cfyr: costo de venta y fundición ($/unidad de producto)R: recuperación del proceso productivoCm: costo mina ($/t)Cp: costo de planta ($/t)
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MINERAL?????, ESTÉRIL??????
Beneficio ($)
B<-Cm, Estéril
B>=-Cm, MineralMax[-Cm,(P-Cfyr)*l*R-Cp-Cm]
Botadero
Planta
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MÉTODOS DE OPTIMIZACIÓN
Generalmente tienden a optimizar el Van del proyecto
Cada bloque debe tener un valor económico
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GENERACIÓN DE UN PIT ÓPTIMO
Importación de modelo de bloques como contenido de fino por bloques
Generación de estructura de arcos para establecer relaciones espaciales entre los bloques
Imposición de un ángulo de talud dependiendo de los dominios geotécnicos
Valoración de los bloques para una determinada estructura económica
Optimización utilizando L&G
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¿QUE ES UN ARCO?
Un arco es una relación entre dos bloques.
Un arco desde el bloque A al bloque B indica que si A es extraído entonces B también debe ser extraído. En caso contrario esta relación pierde sentido, si B es explotado A podría o no serlo.
Se utiliza como control de taludes
A
B
C
A podrá ser extraído ssi
C es extraído
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LIMITE FINAL
![Page 23: Cap I Clase II Elaboración de Modelos y Planeamiento en Minería Superficial](https://reader036.vdocumento.com/reader036/viewer/2022062323/55cf8c8d5503462b138d961e/html5/thumbnails/23.jpg)
CREACION DE UN CONJUNTO DE PITS ANIDADOS
La variación del RF permitirá la generación de un conjunto de pits anidados.
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PARÁMETROS DE PITS ANIDADOS
Permite tener dimensiones reales de futuras expansiones
Primer pit indica por donde debe comenzar la explotación
Pits intermedios muestran las posibles fases de la extraccion
Mediante el pit final se puede hacer análisis de sensibilidad de otros parámetros
![Page 25: Cap I Clase II Elaboración de Modelos y Planeamiento en Minería Superficial](https://reader036.vdocumento.com/reader036/viewer/2022062323/55cf8c8d5503462b138d961e/html5/thumbnails/25.jpg)
PARAMETRIZACIÓN EN WHITTLE
Produce una serie de pits para un modelo dado
Cada pit es optimo para el factor de utilidad
Cada pit es teóricamente una opción de explotación
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ANÁLISIS EN WHITTLE
Para una capacidad de producción dada: mina, planta o en la fundición se calcula el tiempo en extraer cada pit anidado
Se re valoriza cada pit de acuerdo a un nuevo modelo económico (actual)
En base a lo anterior se calcula el VAN incremental de cada Pit
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GRÁFICO PIT BY PIT
8
7
65
4
3
2
1
$0
$500
$1,000
$1,500
$2,000
$2,500
$3,000
0 2,000 4,000 6,000 8,000 10,000 12,000
Pit Tonnes
Pit
Valu
e
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NPV
Pit size
Strategy 1
Potential value improvement
SelectedPit size
Strategy 2
Extra valueforegone
DIFERENTES ESTRATEGIAS SE VALORAN DISTINTO
Como cambie el pit final con la capacidad de la planta
![Page 29: Cap I Clase II Elaboración de Modelos y Planeamiento en Minería Superficial](https://reader036.vdocumento.com/reader036/viewer/2022062323/55cf8c8d5503462b138d961e/html5/thumbnails/29.jpg)
SECUENCIA DE EXPLOTACIÓN
Banco por banco – Worstcase Casi siempre una opción factible Los movimientos de estéril son mayores en
los inicios de la explotación Los flujos de caja aumentan al final del
proyecto.
Pit anidado por pit anidado – Bestcase Casi nunca factible Los movimientos de estéril y mena son
similares, mostrando el mejor flujo de caja.
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CONSIDERACIONES
Cada fase debe ser representativa de un periodo de la vida de la mina: Misma ley de alimentación Misma relación estéril/mineral Misma capacidad de planta
Cada fase se trata de hacer coincidir con una expansión de la mina o la planta
Deben tener tamaños, volúmenes relativamente similares
![Page 31: Cap I Clase II Elaboración de Modelos y Planeamiento en Minería Superficial](https://reader036.vdocumento.com/reader036/viewer/2022062323/55cf8c8d5503462b138d961e/html5/thumbnails/31.jpg)
PROGRAMAS DE PRODUCCIÓN
El ideal es tratar de alcanzar el best case escenario
Sin embargo se deben incorporar restricciones operacionales Espacio Rampas Velocidad de preparación Logística para manejo de estéril, las transiciones
deben ser suaves Empalmes de producción tipicamente 3 meses, no
hay una respuesta teorica a esto
![Page 32: Cap I Clase II Elaboración de Modelos y Planeamiento en Minería Superficial](https://reader036.vdocumento.com/reader036/viewer/2022062323/55cf8c8d5503462b138d961e/html5/thumbnails/32.jpg)
PROGRAMAS DE PRODUCCIÓN EN WHITTLE
Fixed Lead, fija el número de bancos de una fase en explotación para pasar a la próxima fase de modo de balancear la remoción de estéril
Milawa NPV, encuentra el programa de producción que incrementa el NPV del proyecto sin considerar el balance entre procesamientos alternativos
Milawa Balance, encuentra una secuencia que incrementa el balance entre minería y procesamiento.
![Page 33: Cap I Clase II Elaboración de Modelos y Planeamiento en Minería Superficial](https://reader036.vdocumento.com/reader036/viewer/2022062323/55cf8c8d5503462b138d961e/html5/thumbnails/33.jpg)
FIXED LEAD
Todos los bancos activos son iguales
![Page 34: Cap I Clase II Elaboración de Modelos y Planeamiento en Minería Superficial](https://reader036.vdocumento.com/reader036/viewer/2022062323/55cf8c8d5503462b138d961e/html5/thumbnails/34.jpg)
MILLAWA NPV AND BALANCE
El número de bancos es variable por fase
![Page 35: Cap I Clase II Elaboración de Modelos y Planeamiento en Minería Superficial](https://reader036.vdocumento.com/reader036/viewer/2022062323/55cf8c8d5503462b138d961e/html5/thumbnails/35.jpg)
CONSIDERACIONES EN LA OPTIMIZACIÓN
![Page 36: Cap I Clase II Elaboración de Modelos y Planeamiento en Minería Superficial](https://reader036.vdocumento.com/reader036/viewer/2022062323/55cf8c8d5503462b138d961e/html5/thumbnails/36.jpg)
TAMAÑO DEL BLOQUE
Delineación del cuerpo Dependerá del tamaño del cuerpo y del grado de
reproducibilidad que se desea. Un tamaño incorrecto puede representar pobremente la
mineralización y provocando dilución. Valorización de recurso
La unidad minera a seleccionar debe ser similar al tamaño del bloque.
Diseño de pit Entre 100.000 y 200.000 bloques bastan para diseñar.
Análisis de sensibilidad Entre 25.000 y 50.000 bloques.
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COSTOS
En general, se referencian a los bloques Estos pueden variar de acuerdo a
factores de profundidad o distancia, tipo de material.
![Page 38: Cap I Clase II Elaboración de Modelos y Planeamiento en Minería Superficial](https://reader036.vdocumento.com/reader036/viewer/2022062323/55cf8c8d5503462b138d961e/html5/thumbnails/38.jpg)
ANÁLISIS SENSIBILIDAD Y RIESGO
Si un parámetro varia en un +-10% podrá variar el VAN en un +-25%
Impacto en la estimación de recursos y reservas, la estimación de la ley, extracción minera y procesamiento de minerales.
Se pueden incluir análisis de riesgo de las bolsas, políticas, ambientales y comunidades
Se pueden plasmar en la tasa de riesgo o bien con variaciones
![Page 39: Cap I Clase II Elaboración de Modelos y Planeamiento en Minería Superficial](https://reader036.vdocumento.com/reader036/viewer/2022062323/55cf8c8d5503462b138d961e/html5/thumbnails/39.jpg)
VALIDACIÓN DE OPTIMIZACIÓN
Resúmenes de bancos a mover. Pits anidados, imprimir planas y perfiles
y comparar con modelo de bloques (orientación).
Presencia de estructuras mayores, direcciones de foliaciones, etc
Están realmente anidados? Considera dilución y recuperación?
![Page 40: Cap I Clase II Elaboración de Modelos y Planeamiento en Minería Superficial](https://reader036.vdocumento.com/reader036/viewer/2022062323/55cf8c8d5503462b138d961e/html5/thumbnails/40.jpg)
ANGULO CARA DE BANCO
a b
ANGULO INTERRAMPA
a r
ALTURA DE BANCO h b
ANGULO INTERRAMPA
a r
ALTURA INTERRAMPA h r
ANGULO GLOBAL(OVERALL ANGLE)
a o
ALTURAGLOBAL
(OVERALL)
h o
ANCHO DE RAMPA
b r
ANCHO DE BERMA
b
Parámetros que definen la geometría de un talud minero
![Page 41: Cap I Clase II Elaboración de Modelos y Planeamiento en Minería Superficial](https://reader036.vdocumento.com/reader036/viewer/2022062323/55cf8c8d5503462b138d961e/html5/thumbnails/41.jpg)
RAMPA CREADA 50% FUERA DEL LIMITE ECONÓMICO DEL PIT
![Page 42: Cap I Clase II Elaboración de Modelos y Planeamiento en Minería Superficial](https://reader036.vdocumento.com/reader036/viewer/2022062323/55cf8c8d5503462b138d961e/html5/thumbnails/42.jpg)
LIMITE FINAL OPERATIVO