1

Minimización de la Dilución Minera, la Pérdida de mineral y la Clasificación Errónea al contabilizar el desplazamiento en voladura en minas cupríferas de tipo pórfido - Skarn y de tipo manto en América del Sur. Jeff Loeb, Consultor Principal Marcell Silveira, Asesor Blast Movement Technologies

RESUMEN El control de contactos minerales antes de realizar la excavación es esencial para asegurarse de que los tipos de materiales lleguen a las ubicaciones correctas, de modo que se recupere el mineral en forma óptima. Esta práctica es especialmente pertinente para los depósitos de veta estrecha o para los depósitos controlados estructuralmente, donde las leves discrepancias entre las ubicaciones supuestas y las reales de los contactos minerales, pueden traducirse en pérdidas o dilución minerales significativas. Sin embargo, si la prioridad de una mina es minimizar (i) la pérdida de mineral, (ii) la dilución, (iii) la contaminación, o (iv) cumplir con los estrictos requisitos de mezcla, entonces el desplazamiento en voladura resulta un problema para toda mina, incluso para aquellas que se sitúan en depósitos gradacionales y voluminosos. Se llevó a cabo un análisis sobre la medición del desplazamiento en voladura en dos minas de cobre de tipo pórfido - Skarn y una mina de cobre de tipo manto, ubicadas en Perú y Chile respectivamente, con el fin de evaluar sus efectos sobre la pérdida de mineral, la dilución y la clasificación errónea. Se midió el desplazamiento tridimensional en ubicaciones de bancos medios en varias voladuras. Se calcularon vectores de desplazamiento horizontal y los polígonos minerales pre voladora fueron desplazados a ubicaciones pos voladura utilizando los datos medidos. Como resultado, gracias al desplazamiento en voladura, se calculó una pérdida de mineral de hasta el 20%, una dilución del 12% y una clasificación errónea (es decir, mineral de baja ley involuntariamente tratado como mineral de alta ley o viceversa) del 20%.

Este estudio concluye que al incorporar el desplazamiento en voladura en depósitos de cobre tipo pórfido o de tipo manto puede tener un impacto significativo en la reducción de pérdida mineral, la dilución y la clasificación errónea, lo que produce un aumento en la recuperación mineral.

INTRODUCCIÓN El monitoreo de desplazamiento en voladura (BMM) para el control de ley es una práctica holística utilizada para contabilizar el desplazamiento mineral causado por la voladura, con el objetivo de ajustar con precisión los contactos de los polígonos de minado. Shaw et al (2013) presentan un modelo de reconciliación para las faenas mineras, el que incluye entrada de datos que van desde la definición de reserva mineral hasta la trituración. Más en concreto, a nivel de control de ley minera, los autores muy claramente enfatizan que el desplazamiento en voladura es un componente importante en la variabilidad en la reconciliación. Por lo tanto, es reconocido en muchas de las faenas en todo el mundo, que el control de ley no está completo hasta que se contabiliza el desplazamiento en voladura (Thornton, 2009). Desafortunadamente todavía hay una serie de minas en todo el mundo, especialmente las de faenas en gradación en base a metales, que no contabiliza el desplazamiento en voladura. Este documento resume los resultados de tres minas de Cobre, en Perú y en Chile, que han medido el desplazamiento en voladura: • Mina A – Depósito de tipo pórfido - skarn

de Cobre–Molibdeno en el Perú. • Mina B – Depósito de tipo pórfido - skarn

de Cobre–Oro en el Perú. • Mina C – Depósito de tipo Manto de

Cobre-Plata en Chile. Los proyectos consistieron en que se colocó una serie de BMMs en muchas voladuras durante la última década. Los datos recogidos se utilizaron en cada voladura individual para ajustar con precisión sus polígonos minerales. En cada caso, esta nueva práctica de ajustar los polígonos minerales, basándose en la medición del desplazamiento, se comparó con la práctica

2

anterior de la mina, la que ignoraba el desplazamiento en voladura, y que simplemente minaba sus polígonos minerales en las ubicaciones en situ. Con el fin de evaluar el efecto del desplazamiento en voladura en la recuperación de mineral, la pérdida de mineral, la dilución y la clasificación errónea. Los resultados se presentan en este documento.

OBJETIVOS Los objetivos de esta investigación pueden resumirse en los dos siguientes temas: 1. Medir el desplazamiento en una serie de

voladuras durante ensayos realizados en tres minas de cobre de tipo pórfido - skarn y de tipo manto en América del Sur.

Entre muchos otros factores, la cantidad de pérdida de mineral, la dilución y la clasificación errónea es proporcional a la magnitud del desplazamiento. Para cada mina, el desplazamiento se caracteriza y se compara con las prácticas de voladura del sitio específico. 2. Evaluar el efecto del desplazamiento

medido en la recuperación mineral, la pérdida, la dilución y la clasificación errónea.

Los valores de pérdida de mineral, la dilución y la clasificación errónea para cada voladura se utilizaron para calcular, cuando fue posible, los ingresos adicionales generados por contabilizar el desplazamiento en voladura.

LA RECOPILACIÓN DE DATOS El procedimiento de BMM consiste en colocar transmisores direccionales situados dentro de la voladura antes de la detonación. Luego éstos son ubicados después de la voladura con un detector especial. La información recopilada, incluyendo vectores de desplazamiento tridimensionales, es procesada con el software diseñado para estos fines, el cual está integrado con el software de control mineral basado en el sitio. Los polígonos minerales o líneas de excavación son ajustados basándose en el desplazamiento medido que se recopiló en

cada voladura. Las ubicaciones de los polígonos traducidos se compararon con los polígonos in situ y se definieron áreas de pérdida de mineral, la dilución y la clasificación errónea, mediante la suposición básica de que se habría minado el mineral hasta los límites de los polígonos pre voladura. En cada escenario, lo anterior resultó ser la práctica previa en la mina, antes de utilizarse el monitoreo del desplazamiento en voladura. Utilizando los parámetros de entrada proporcionados por cada mina, se calculó el tonelaje, y, si era posible, la pérdida financiera con el fin de evaluar el efecto del desplazamiento en voladura para la recuperación de mineral.

RESULTADOS Resultados de desplazamiento para Cada Mina Se presenta en la Tabla 1 un resumen de parámetros típicos de diseño de voladuras y los resultados de desplazamiento para cada mina. Tabla 1: Parámetros típicos de diseño de voladuras y los resultados de desplazamiento para cada Mina

El componente horizontal de desplazamiento tridimensional para todas las voladuras monitoreadas en cada mina se muestra gráficamente en contraste con la profundidad a la que se instalaron los BMMs en Figura 1. La vista en corte de los pozos diseñados de la voladura (a la izquierda), muestra la profundidad de instalación de los monitores en relación con la columna de explosivos. Siendo típico de la dinámica de las voladuras, se tiende a que el desplazamiento horizontal está a un mínimo de la superficie, aumentando a un máximo en la parte superior

3

de la columna de explosivos o justo por de bajo de ella, antes de decrecer de nuevo cerca de la parte inferior del banco (Thornton, 2009). Es evidente en la Figura 1 este perfil de desplazamiento con forma de pera en cada mina. La variación en las mediciones del desplazamiento horizontal normalmente superan el 50% de cada lado de la media, así que no es poco usual la gran variación en todas las voladuras que fueron medidas en

cada mina. La consecuencia de esta variabilidad es que cualquier modelo de desplazamiento o plantilla fija tendrá un error similar asociado a él. Si se usa una plantilla o modelo, en lugar de un monitoreo continuo, este error se traducirá en una mayor pérdida de mineral y dilución en comparación con el monitoreo de cada voladura (Hunt y Thornton, 2014).

Figura 1: Desplazamiento horizontal vs profundidad de instalación para todas las voladuras en cada mina.

Pérdida de mineral, la Dilución y la clasificación errónea calculadas en cada Mina Si se minan los polígonos minerales y los polígonos de estériles en su ubicación in situ, entonces tendrá lugar la pérdida de mineral, la dilución y la clasificación errónea puesto que la roca siempre se desplaza durante la voladura. Para los fines de este análisis: (i) Pérdida de mineral se define como el

mineral enviado a un vertedero de estériles,

(ii) La dilución se define como los estériles que se envían al molino y que se procesa como mineral, y

(iii) La clasificación errónea se define como el material con clasificación

mineral que es tratado como mineral con una clasificación diferente.

Un ejemplo de estos análisis se proporciona en la siguiente sección para una voladura determinada en cada mina. Se entrega en Tabla 2 un resumen de la pérdida total, la dilución y la clasificación errónea que se calcularon en cada mina.

4

Tabla 2: Resumen de la pérdida de mineral, la dilución y la clasificación errónea calculadas en forma total en cada mina

Ejemplos de voladuras individuales Los parámetros de voladura y los resultados correspondientes de desplazamiento de una voladura que se ejecutó en cada una de las tres minas se presentan en Tabla 3. Tabla 3: Panorama de los resultados del desplazamiento

Como se muestra en la tabla anterior, el 50% de la variabilidad de la media se mide incluso en cada voladura individual, lo cual es normal (Loeb y Thornton, 2014).

Resultados del Desplazamiento para cada Voladura Una breve descripción de cada voladura seleccionada de cada mina se proporciona a continuación y se muestra en Figura 2 y 3. Mina A Voladura - Once BMMs fueron instalados. La voladura se inició desde el borde oriental en una configuración en corte en V hacia la cara atenuada. El borde sur del perímetro de la voladura quedó con la cara libre y los bordes norte y oeste estaban circunscritos por material que no fue volado.

Mina B Voladura - Quince BMMs fueron instalados. La voladura se inició desde el borde suroeste en una configuración de corte en V hacia la cara libre. El resto de los bordes del perímetro de la voladura fueron circunscritos por material que no fue volado. Mina C Voladura - Ocho BMMs fueron instalados. La voladura fue una detonación trim parcial circunscrita por la pared alta hacia el este, y fue iniciada a lo largo del borde occidental hacia una cara libre en una configuración en echelon. A lo largo del borde norte del perímetro de la voladura, el material volado había sido excavado hasta un nivel de banco medio. Los números en los planes corresponden a los BMM # en Tabla 4, Tabla 5, y Tabla 6, que resumen el desplazamiento medido para cada voladura. Tabla 4: Resumen del desplazamiento en la Voladura A

5

Tabla 5: Resumen del desplazamiento en la Voladura B

Tabla 6: Resumen del desplazamiento en la Voladura C

Mina A Voladura A

Mina B Voladura A

Figura 2: Vistas en planta de la Voladura A, y la Voladura B con vectores BMM.

6

Mina C Voladura A

Figura 3: Vistas en planta de la Voladura C con vectores BMM.

Ajustes Minerales para cada Voladura En cada voladura en cada mina, los polígonos In situ son ajustados en función de los vectores medidos. Los polígonos minerales post voladura son definidos y minados.

Figura 4 muestra los polígonos minerales pre voladura para cada voladura, delineadas con líneas de puntos, así como los polígonos post voladura (líneas sólidas) ajustados usando los vectores BMM medidos.

Mina A voladura

7

Mina B Voladura

Mina C Voladura

Figura 4: Mineral ajustado usando los vectores BMM en la Voladura A, B y C.

Cálculos para cada Voladura de Pérdida de mineral, Dilución y Clasificación Errónea Las áreas entre los polígonos minerales pre voladura y los polígonos minerales post voladura se definen como pérdida de mineral, dilución y clasificación errónea, mediante la suposición básica que los polígonos in situ se habrían minado, si no se hubiera contabilizado el desplazamiento en voladura. Aquellas áreas y sus correspondientes tonelajes, porcentajes, y cuando fue posible, pérdidas financieras, se muestran en Figura 5 para cada voladura. Las siguientes suposiciones fueron utilizadas para calcular estos valores: Mina A: • El costo de procesamiento de la dilución

(estériles enviados al molino) es ignorado • Precio del cobre = US$5750 / t • Recuperación del Molino= 85% • Ley promedio de los polígonos minerales

= 0.6% • Densidad = 2.63 t/m3 Como se muestra en la Figura 5, al contabilizar el desplazamiento en voladura en

la prueba de la Voladura A de la Mina A, se observó un adicional de US$130,000, más de 5.700 toneladas de estériles se desviaron del molino, reduciendo así la dilución en un 6% y se evitó casi 20.000 t (20%) de clasificación errónea. Voladura B y Voladura C: • El costo de la dilución (los estériles

enviados al molino) es ignorado • Se desconoce la ley de los polígonos

minerales de modo que se calculan solo tonelajes y porcentajes

• Densidad = 2.7 t/m3

Resumen Se presenta en Tabla 7 un resumen de las cifras para la pérdida de mineral, la dilución y la clasificación errónea para cada voladura. Tabla 7: Resumen de los análisis de la pérdida de mineral, la dilución y la clasificación errónea para cada voladura

8

Mina B Voladura

Mina C Voladura

Figura 5: Resultados sobre la pérdida de mineral, la dilución y la clasificación errónea para la Voladura A, B

y la Voladura C.

CONCLUSIÓN Los principales objetivos de esta investigación fueron dos:

1. Cuantificar el desplazamiento en

voladura en tres grandes minas de cobre en América del Sur, de tipo pórfido - skarn y de tipo manto y;

2. Comparar los polígonos in situ con los polígonos ajustados, utilizando el desplazamiento medido, con el fin de evaluar el efecto del desplazamiento en

voladura sobre la pérdida de mineral, la dilución y la clasificación errónea en cada mina.

Existe una gran variación en los datos de desplazamiento, lo cual es normal (al menos de ± 50% de la media). La variación se produce dentro de todas las voladuras y entre voladuras (cada voladura es única). Esto tiene implicaciones en la capacidad de aplicar una plantilla o modelo para predecir el

9

desplazamiento. La exactitud de cualquier plantilla o modelo de desplazamiento es definida por esta variación y si se usa para mover bloques minerales, habrá un costo adicional en comparación con el monitoreo acucioso de cada bloque mineral, el que puede ser cuantificado. Las magnitudes del desplazamiento horizontal en todas las voladuras que se presentaron fueron significativas. Como se discutió, si no fuera contabilizado el desplazamiento en voladura, la gravedad de la pérdida de mineral, la dilución y la clasificación errónea, es proporcional a la magnitud del desplazamiento. Es importante tener en cuenta que los efectos del desplazamiento en voladura sobre la recuperación de mineral no están localizados sólo a los depósitos de veta estrecha y controlados estructuralmente. Como se ha visto en cada caso de estudio presentado en este artículo, los valores de pérdida de mineral puede ser de un 20% o mucho más.

Además, incluso bajos valores de pérdida de mineral (5%), como se apreció en la Voladura A de la Mina A, pueden tener un costo financiero significativo asociado a ella ($130,000 USD en una sola voladura). Si la prioridad de una mina es minimizar la pérdida de mineral, la dilución, la contaminación, o cumplir con los estrictos requisitos de mezcla, el objetivo es separar en forma eficiente los diferentes materiales del tajo. Por esta razón, el desplazamiento en voladura es un problema de toda mina, si es que dicho desplazamiento no es contabilizado, incluso aquellas que se encuentran en depósitos gradacionales y voluminosos.

10

REFERENCIAS Hunt, T. W, Thornton, D. M. (2014). Modelado

vs Monitoreo del Desplazamiento en Voladura: El costo de la Variación. Proc. 40º de la Conferencia Anual sobre Técnicas de Explosivos y Voladura, Denver, Colorado, Estados Unidos, 9-12 de febrero de 2014

Loeb, J., Thornton, D. M. (2014). Un Análisis

de Costo-Beneficio para Explorar el Número Óptimo de Ubicaciones de Monitoreo del Desplazamiento en Voladura. Proc. Novena Conferencia Internacional de Geología Minera 2014, Adelaide, SA, Australia, 18-21 de agosto de 2014: Instituto Australiano de Minería y Metalurgia, pp 441-449

Shaw, W. J. y Khosrowshahi, S. (2004). Las

nuevas técnicas en control de ley minera: diseño óptimo de bloque mineral. Modelado Minero y Planificación Estratégica de la Mina, Perth, WA. 22-24 de noviembre. AusIMM. p 145-152.

Shaw, W. J., Semanas, A., Khosrowshahi, S.

y Godoy, M (2013). La reconciliación – cumpliendo promesas, Porto Alegre, Brasil. 3 al 8 de noviembre. El 38 Simposio Internacional sobre la aplicación de los Computadores y Operaciones de Investigación en la Industria de los Minerales.

Thornton, D. M. (2009). La Aplicación de

dispositivos Electrónicos para Entender Dinámicas de desplazamiento en voladura y Mejorar los Diseños de voladura. En Sanchidrian (ed.), Actas del IX Simposio Internacional sobre la Fragmentación de la Roca por Voladura-Fragblast 9, Granada, España, del 13 al 17 de septiembre de 2009: Taylor & Francis Group, Londres, ISBN 978-0-415-48296-7, pp 287-300.

Minimización de la Dilución Minera, la Pérdida de mineral y la Clasificación Errónea al contabilizar el desplazamiento en voladura en minas cupríferas de tipo pórfido - Skarn y de tipo manto en América del Sur.RESUMENINTRODUCCIÓNOBJETIVOSLA RECOPILACIÓN DE DATOSRESULTADOSResultados de desplazamiento para Cada MinaPérdida de mineral, la Dilución y la clasificación errónea calculadas en cada MinaEjemplos de voladuras individualesResultados del Desplazamiento para cada VoladuraAjustes Minerales para cada VoladuraCálculos para cada Voladura de Pérdida de mineral, Dilución y Clasificación ErróneaResumen

CONCLUSIÓNREFERENCIAS

/ColorImageDict > /JPEG2000ColorACSImageDict > /JPEG2000ColorImageDict > /AntiAliasGrayImages false /CropGrayImages true /GrayImageMinResolution 300 /GrayImageMinResolutionPolicy /OK /DownsampleGrayImages true /GrayImageDownsampleType /Bicubic /GrayImageResolution 300 /GrayImageDepth -1 /GrayImageMinDownsampleDepth 2 /GrayImageDownsampleThreshold 1.50000 /EncodeGrayImages true /GrayImageFilter /DCTEncode /AutoFilterGrayImages true /GrayImageAutoFilterStrategy /JPEG /GrayACSImageDict > /GrayImageDict > /JPEG2000GrayACSImageDict > /JPEG2000GrayImageDict > /AntiAliasMonoImages false /CropMonoImages true /MonoImageMinResolution 1200 /MonoImageMinResolutionPolicy /OK /DownsampleMonoImages true /MonoImageDownsampleType /Bicubic /MonoImageResolution 1200 /MonoImageDepth -1 /MonoImageDownsampleThreshold 1.50000 /EncodeMonoImages true /MonoImageFilter /CCITTFaxEncode /MonoImageDict > /AllowPSXObjects false /CheckCompliance [ /None ] /PDFX1aCheck false /PDFX3Check false /PDFXCompliantPDFOnly false /PDFXNoTrimBoxError true /PDFXTrimBoxToMediaBoxOffset [ 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 ] /PDFXSetBleedBoxToMediaBox true /PDFXBleedBoxToTrimBoxOffset [ 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 ] /PDFXOutputIntentProfile () /PDFXOutputConditionIdentifier () /PDFXOutputCondition () /PDFXRegistryName () /PDFXTrapped /False

/CreateJDFFile false /Description > /Namespace [ (Adobe) (Common) (1.0) ] /OtherNamespaces [ > /FormElements false /GenerateStructure false /IncludeBookmarks false /IncludeHyperlinks false /IncludeInteractive false /IncludeLayers false /IncludeProfiles false /MultimediaHandling /UseObjectSettings /Namespace [ (Adobe) (CreativeSuite) (2.0) ] /PDFXOutputIntentProfileSelector /DocumentCMYK /PreserveEditing true /UntaggedCMYKHandling /LeaveUntagged /UntaggedRGBHandling /UseDocumentProfile /UseDocumentBleed false >> ]>> setdistillerparams> setpagedevice