Planificación y Operación Minera: Fases, Diseño y Optimización de Procesos

Fases de Explotación Minera

Características de las Fases

Cada fase debe ser representativa de un periodo de la vida de la mina. Esto implica mantener la misma ley de alimentación, la misma REM (Recuperación Metalúrgica) y la misma capacidad de planta. Cada fase busca coincidir con una expansión de la mina o la planta, y deben tener tamaños y volúmenes relativamente similares.

Selección de Fases

El primer objetivo es lograr la flexibilidad del programa de producción, disponiendo de más frentes de trabajo para extraer material, con el fin de atenuar posibles problemas operacionales, geomecánicos o fallas en la estructura de recursos. El segundo objetivo es servir de guía para estructurar un orden de extracción durante la vida de la mina, permitiendo una alimentación constante de material a proceso. Otro objetivo es maximizar los objetivos estratégicos de la compañía, teniendo presentes las restricciones operacionales existentes.

Diseño Operativo de Fases

Una mina requiere coordinar la ejecución de las actividades productivas diarias con la ejecución de actividades de construcción y habilitación de rampas de acceso, las que deben satisfacer las siguientes restricciones:

• Permitir el acceso libre, seguro y a tiempo a una zona determinada, de acuerdo con el programa de producción. Su planificación debe generar el menor impacto negativo posible en el resto de la operación.
• Cumplir con las restricciones geométricas de los equipos y de transporte, para que los equipos circulen por las rampas en condiciones seguras para su operación, y evitando su deterioro prematuro.
• Cumplir con las restricciones geomecánicas del sector, para mitigar cualquier riesgo de inestabilidad.
• Permitir la extracción de todo el material relacionado con el sector.
• Permitir la realización de actividades paralelas en completa seguridad.

Diseño de Ancho de Rampas

El diseño del ancho de las rampas debe tener en cuenta los tipos de equipo a utilizar, la altura y la posición correspondiente del pretil de seguridad, la necesidad y utilidad de drenaje, así como los requisitos de estabilidad geomecánica de las rocas.

• El número de veces que se espera que la rampa cruce esta sección de la pared.
• La altura de la pared desde la base del rajo hasta el borde del rajo.
• El ángulo interrampa entregado por geotecnia.

Optimización de Pits Anidados y Modelado de Costos

Pits Anidados: Concepto y Aplicación

Los pits anidados consisten en la definición de las fases de explotación mediante un enfoque paramétrico. Esta técnica ajusta el valor neto de cada bloque con un parámetro λ. Al variar este parámetro de forma conveniente y aplicar el algoritmo de optimización, se obtienen contornos sucesivos de la fosa (o pits incrementales), que constituyen la base de la planificación minera. El objetivo es que cada contorno delimite una fosa con un beneficio unitario mayor al que se generará posteriormente, permitiendo la extracción sucesiva de material de mayor a menor valor unitario.

Parametrización de Pits Anidados

La parametrización de los pits anidados se puede realizar en función de alguna de las siguientes opciones: precio, beneficio o costo minero.

Caracterización de Bloques Mineros

Cada bloque se caracteriza con sus leyes minerales, características geomecánicas, costos de extracción, costos de proceso, entre otros.

• Con toda la información necesaria y definida en los términos de referencia, se valoriza cada bloque de forma individual.

Modelo de Costos en Minería

Se debe crear el modelo de costos que representa la extracción y procesamiento del bloque:

• Costos Mina
• Costos Planta
• Costos de Fundición y Refinación
• Costos Generales
• Otros costos relevantes para la extracción y procesamiento del bloque.

Proceso de Desarrollo y Explotación Minera

Etapas del Desarrollo Minero

El desarrollo de una mina comienza con sondajes, que permiten generar un modelo de bloques, en conjunto con la topografía inicial según los parámetros de diseño y un modelo de costos. Posteriormente, se optimizan los límites económicos, el secuenciamiento de las fases, la ejecución de expansiones mina/planta y las estrategias de leyes de corte para el envío a planta. El proceso finaliza con la elaboración de planes mineros y de producción, y la evaluación económica.

Explotación de Minas: Arranque y Manejo de Material

La explotación de minas se divide en dos etapas principales:

• Arranque de material
• Manejo de material

El arranque incluye:

• Perforación para colocar explosivos
• Tronadura

Objetivos de la Perforación Minera

La perforación tiene diferentes objetivos:

• Exploración y reconocimiento de yacimientos o depósitos minerales (cantidad y calidad).
• Estudios geotécnicos para determinar las propiedades de la roca.
• Inserción y detonación de cargas explosivas con fines de fragmentación.
• Colocación de elementos de refuerzo.