Fundamentos y Optimización en el Diseño de Minas a Cielo Abierto

Conceptos Fundamentales en Minería a Cielo Abierto

Ley de Corte Crítica

En función de los costos estimados para la extracción de un bloque del yacimiento, se define una ley que permite discriminar un bloque como mineral o estéril. Se llama ley de corte crítica.

Ley de Corte

Corresponde a la ley más baja que puede tener un cuerpo mineralizado para ser extraído con beneficio económico.

Evolución y Diseño de un Rajo

Evolución de un Rajo

Los datos utilizados para el diseño de un rajo son estudios basados en estimaciones y recopilación estadística de otras explotaciones. Estos datos están sujetos a corrección por la aparición de:

• Nuevas tecnologías influyentes en los costos.
• Nuevas reservas y futuras expansiones.
• Condiciones del mercado, que incluyen:
  • Precio del metal.
  • Leyes nacionales.
  • Regulaciones ambientales.
  • Políticas nacionales e internacionales.

El diseño se modifica al ir incorporando información fresca a la base de datos.

Etapa de Planificación

La planificación de un rajo se divide en tres etapas paralelas, cada una abarcando periodos de tiempo distintos: a corto, mediano y largo plazo. Las actividades se planifican en función de la explotación misma del rajo y las políticas de la compañía, considerando:

• Necesidades, recursos e intereses de la empresa.
• Influencia de agentes internos, como:
  • Problemas climáticos.
  • Recursos humanos.
• Factores externos a la empresa, como:
  • Mercado.
  • Regulaciones.
  • Normativas.

La explotación de un yacimiento deberá ser evaluada técnica y económicamente dentro de un periodo de vida que dependerá de:

• Las cantidades de reservas.
• El ritmo de explotación.
• La producción de faena.
• Las necesidades, políticas, recursos o intereses de la empresa.

Herramientas y Técnicas de Optimización

Curva Tonelaje-Ley

Teniendo datos de reservas del yacimiento, se puede obtener una curva tonelaje-ley de corte y media. Esto se logra a través del inventario de reservas del yacimiento que se encuentra bajo una ley de corte determinada y calculando la ley media de todos los recursos cuya ley es superior o igual a la ley de corte.

Esta curva determina la sensibilidad del yacimiento respecto a la variación de la ley de corte. La pendiente indica la cantidad de recursos que quedan fuera de la explotación al producirse una variación en la ley de corte.

Técnica del Cono Móvil

Esta técnica se basa en secuencias de explotación. Varios criterios son posibles de optimizar en el diseño de un rajo, incluyendo:

• Máximo valor económico del rajo.
• Vida del yacimiento.
• Aprovechamiento del metal contenido.

Parte de la superficie y busca bloques mineralizados, construyendo el menor cono necesario para removerlos. Si la suma del valor económico de todos los bloques contenidos es positivo, se considera remover el cono. La búsqueda continúa hasta el último bloque mineralizado. El último pit es formado por la remoción de todos los conos que forman un valor positivo.

Secuencia de Explotación

También conocidas como estrategias de consumo de reservas, se refieren a la forma en que se extraen los materiales desde el rajo durante el periodo comprendido entre el inicio y el final de la explotación. La extracción se realiza en sucesivos rajos intermedios (fases o expansiones).

Esta secuencia tiene una estrecha relación con la distribución de las variables geológicas, geomecánicas, metalúrgicas y económicas del yacimiento. La técnica utilizada se basa en maximizar la recuperación del metal fino del yacimiento, y puede incluir:

• Diseñar rajos intermedios al pit final, introduciendo variaciones de venta del producto final.
• Generar rajos para diferentes leyes críticas.
• Exigir descuentos decrecientes en el beneficio de los bloques.

Diseño de Acceso y Parámetros Geométricos

Diseño de Acceso

El diseño de acceso debe permitir:

• Acceso libre y seguro a la zona determinada.
• Acceso a tiempo a la zona determinada, de acuerdo con el programa de producción.
• Extracción de todo el material relacionado con el sector.
• Realización de actividades paralelas con toda seguridad.

Además, debe cumplir con:

• Restricciones geométricas de los equipos y actividades.
• Restricciones geomecánicas del sector.

Diseño de Rampas

Las rampas se componen de diferentes tramos, y sus parámetros clave incluyen:

• Pendiente del tramo.
• Diferencia de cota del tramo.
• Ancho del tramo.
• Radio de curvatura en el tramo.
• Longitud real del tramo.
• Longitud aparente.