Planeamiento de Minas Subterráneas Aplicando Software Minero Por: Ing. Carlos Eduardo Smith Alva Ing. Ciro Manolo Alegre Huamán
Agenda 1. Por qué los Planes de minado, No se Cumplen? 2. Por qué los Procesos de Reconciliación de Tonelajes y Leyes generan Resultados Inconsistentes? 3. Qué se requiere para que las reservas de mineral sean auditables? 4. Cómo la seguridad de las operaciones mineras esta ligada a las prácticas de planeamiento de minado? 5. Cómo generar Planes de Minado que garanticen la máxima rentabilidad de las operaciones mineras? 6. Cómo la investigación y el desarrollo tecnológico hacen posible generar planes de minado confiables? Objetivos de la Ponencia: 1. Analizar el proceso del planeamiento de minado subterráneo considerando las mejores prácticas y estándares internacionales. 2. Evaluar el impacto de las Reservas Minerales en el proceso del Planeamiento de minado subterráneo. 3. Evaluar los resultados de aplicar herramientas tecnológicas de software minero en el Planeamiento de Minado Subterráneo. 4. Establecer la importancia de la investigación y desarrollo tecnológico orientado al planeamiento de minado subterráneo. 5. Conclusiones.
Importancia de los Datos en el Negocio Minero: Los datos recopilados en las etapas de exploración así como los estimados de los recursos y reservas de mineral son fundamentales para todas las operaciones mineras independientemente del volumen o materia prima (Annels, 1991; Stone y Duna, 1996; Sinclair y Vallée, 1998; Stephenson y Vann 2001) Los riesgos asociados con la minería son variados y complejos, donde la fuente principal de riesgo es el propio yacimiento mineral (Snowden y otros, 2002)
Administración de Información Geológica en una Base de Datos Centralizada Resultados de Una Base de Datos Centralizada: Integridad de la Data Geológica y Minera. Gestión Completa de QA/QC (Control y Aseguramiento de la Calidad). Cumplimiento de los códigos de certificación de recursos y reservas de mineral (JORC, Samrec, NI43-101). Estandarización y Trazabilidad de los datos, etc.
Generación del Modelo Geológico en 3D Sondajes en 3D Interpretación Geológica en 3D Modelamiento Geológico en 3D Generación del Modelo Geotécnico en 3D Modelamiento del Control Estructural, Litológico y de Alteración en 3D Modelamiento Geotécnico en 3D
Generación del Modelo de Bloques Fundamentado en SMU (Unidad Selectiva de Minado) Generación de Sub Celdas acorde a la geometría del yacimiento Modelo de Bloques Vacío / Inicio del Análisis Geoestadístico (Recursos Minerales) Desde un punto de vista técnico las dimensiones de los bloques en un modelo 3D de recursos minerales puede estar condicionado por el tipo de yacimiento, por la continuidad de la mineralización, los requisitos de producción diaria, etc. El tamaño del bloque se denomina la Unidad Selectiva de Minado (SMU).
CU CU Planeamiento de Minas Subterráneas Aplicando Software Minero Análisis Estadístico de datos del yacimiento Análisis y determinación de la Variografía del yacimiento Elipsoides de Búsqueda Variogramas Scatter Plot of AU and CU 6000 5000 4000 3000 2000 4000 3500 3000 Scatter Plot of AU and CU 1000 2500 2000 0 1500 0 2 4 6 8 10 12 14 16 AU 1000 500 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 AU Interpolación de leyes del yacimiento Modelo de Bloques con leyes Interpoladas Reporte del Modelo de Bloques con leyes Interpoladas Ecuaciones de Krigeado
Categorización del Modelo de Bloques Relación General entre Resultados de Exploración, Recursos y Reservas Minerales Código de JORC Reporte de Recursos Minerales Categorizados
USD /TMF $/tonne Planeamiento de Minas Subterráneas Aplicando Software Minero Relación General entre Resultados de Exploración, Recursos y Reservas Minerales Código de JORC Open Pit Factores de Minería Underground Room and Pilar Dilución a 5% - 10% Recuperación baja menor a 75% Costo de producción 10-20$/t Cut and Fill Mining Baja dilución menor a 10% Alta recuperación mayor a 90% Alto costo de producción 40-150 $/t Baja productividad 200 a 4500 tpd Longhole Open Stoping / Sublevel Open Stoping Dilución de 12-15% Recuperación menor a 75% Costo 12-25 $/t Relleno de caserones Vertical Crater Retreat Dilución 15-20 % Recuperación menor a 80% Costo 15-45 $/t dependiendo si se rellena o no Factores Metalúrgicos Factores de Minería: Evaluación Geotécnica del yacimiento, Método de Explotación, Factor de Recuperación por Método de Minado, Dilución, Accesibilidad, etc. Factores Metalúrgicos: Tecnología orientada a maximizar la recuperación metalúrgica por tipo de mineralización, supuestos o tolerancias efectuados para elementos nocivos o contaminantes, maximizar el ratio de concentración, etc. Factores Económicos: Derivado de los costos de operación proyectados con relación al capital o los supuestos que se han hecho sobre ellos., los precios de los productos, tasas de cambio, costos de transporte y tratamiento (maquila), penalidades, etc. Los factores económicos pueden ser expresados a través de un CutOff o NSR. Factores de Mercado: Oferta, demanda, y situación del stock para el producto en particular, tendencias de consumo y factores que podrían afectar la oferta y la demanda en el futuro. Pronósticos de precios y volúmenes así como base para estos pronósticos. En lo que respecta a minerales industriales, especificación del cliente, pruebas y requisitos de aceptación previos al contrato de suministros Factores Legales, Ambientales, Sociales y Gubernamentales: Considera factores de riesgo natural (Sismos, erupción volcánica, etc.), factores de infraestructura, ambientales (EIA, Permisos, autorizaciones, etc.), legales (Concesiones Mineras y derechos mineros, etc.), factores sociales y gubernamentales en la posible viabilidad de un proyecto y/o en la estimación y clasificación de las Reservas de Mena. Factores Económicos Cobre LME Zinc Price and 90th%ile of Zinc Cash Cost Curve 5000 Precio del Zinc y la Curva de Costos de la Industria (90%) 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 Fuente: Brook Hunt, LME, Macquarie Research, Julio 2009 Factores de Mercado
EVALUACION PARA DEFINIR EL METODO DE MINADO FACTIBLE A SER APLICADO Para determinar la factibilidad del método de minado a aplicar en un cuerpo mineralizado, es necesario comparar las características del depósito o cuerpo mineralizado, con las propiedades requeridas para la aplicación de dicho método de minado. De esta forma el método o los métodos que mejor se ajusten, serán considerados técnicamente factibles y podrán ser evaluados económicamente. Las técnicas de selección para evaluar el método de minado considera generalmente dos aspectos fundamentales: Las características físicas y geológicas del cuerpo mineralizado, y Las condiciones geotécnicas del cuerpo mineralizado y de sus rocas encajonantes. Para la selección del método o métodos de minado se puede aplicar la técnica propuesta por David E. Nicholas (1981) la cual se basa en definir un puntaje a los métodos de explotación considerados. Aquellos métodos que presentan un mayor puntaje, presentarán las condiciones más favorables para su aplicación. La Tabla abajo mostrada es un ejemplo de un ranking elaborado en base a la aplicación de la técnica de Nicholas a un caso específico. Adicionalmente a este proceso las dimensiones y geometrías de explotación deben ser evaluadas geotécnicamente con el Método Gráfico de Estabilidad de Laubscher (1990) a fin de establecer los radios hidráulicos que eviten la activación de un potencial derrumbe o inestabilidad del macizo rocoso.
Software Minero Para La Obtención de Reservas Minerales (UG) Fundamentado en la aplicación de Algoritmos Matemáticos Inputs Recursos Minerales (UG) Recursos Medidos e Indicados Método de Explotación SLS Dimensiones Geotécnicamente determinadas para los Stopes Altura:20 m Largo:10m Ancho: Potencia de Ore Body Factor de Recuperación (método de minado): 85% NSR >= US$80/TM Dilución: 12% Outputs Reservas Minerales (UG) Stopes de Minado en 3D Cuantificación y ubicación espacial de la Dilución Interna y Externa Stopes bajo Restricción de Pilares y Puentes Reporte de Tonales, Leyes, NSR y dilución por Stope. Evaluación de múltiples escenarios bajo distintos parámetros modificadores (CutOff, NSR, Dilución, etc.) Recursos Medidos e Indicados Formas Minables: Stopes de Minado Cuantificación y ubicación espacial de la Dilución Reporte de Tonelajes y Leyes de Stopes de Minado Stopes de Minado en 3D
La animación muestra secciones verticales donde el Algoritmo de Optimización genera Stopes de Reservas Minerales La optimización 3D determina si se debe separar caserones o combinar estos con materiales de baja ley a fin de maximizar el valor sin dejar de cumplir las restricciones impuestas.
Reporte de Reservas Minerales (Tonelajes, Leyes, Dilución, NSR, etc) Outputs Reservas Minerales (UG) Stopes de Minado en 3D Cuantificación y ubicación espacial de la Dilución Interna y Externa Stopes bajo Restricción de Pilares y Puentes Reporte de Tonales, Leyes, NSR y dilución por Stope. Evaluación de múltiples escenarios bajo distintos parámetros modificadores (CutOff, NSR, Dilución, etc.) Planeamiento de Minado Diseño definitivo de Infraestructura de mina Programación de tonelajes y leyes en el tiempo. Definición del Plan de Minado (Mediano y/o Largo Plazo) Determinación de la rentabilidad del proyecto minero (máximo NPV) Optimización del Planeamiento de Minado La planificación minera se encarga de diseñar la mejor estrategia productiva, en función de las reservas minerales existentes y las estrategias de negocios establecidas por la compañía minera
Stopes de Reservas Minerales Infraestructura de Mina S048 S021 S022 S023 S024 S027 S025 S028 S026 S029 S030 S034 S031 S032 S035 S036 S033 S037 S041 S038 S042 S039 S043 S044 S049 S040 S045 S050 S051 S046 S057 S052 S058 S047 S053 S059 S054 S060 S063 S055 S061 S064 S062 S065 S056 S066 S067 Plan de Producción (Tonelajes y Leyes) Plan de Avances Horizontales y Verticales
Plan de Avances Horizontales y Verticales Basado en el Diseño de Mina
Plan de Producción Mina Basado en Reservas de Mineral
Plan de Producción y Avances en el 2014 Secuencia de Actividades de Mina
Animación 3D del Plan de Avances y Minado
Planeamiento de Minado Ejecución del Planeamiento Evaluar los Resultados de la Ejecución del Planeamiento Reconciliación!!!
Reconciliación. Qué es? y Para que sirve? La reconciliación es en esencia el proceso de identificación, análisis y gestión de la varianza entre los resultados previstos y los reales; los procesos de reconciliación permiten identificar oportunidades de mejora en la cadena de valor del negocio minero. Los objetivos básicos de la reconciliación son (Glacken y Morley, 2003): Medir el rendimiento de la operación contra los objetivos. Confirmar la precisión en la estimación de tonelajes y leyes de los recursos y reservas de mineral. Asegurar una valoración exacta de las reservas mineras. Proporcionar indicadores clave de rendimiento en la operación. Los procesos de reconciliación pondrán al descubierto los problemas en la estimación de tonelajes y leyes, en los procesos de muestreo, en los métodos de extracción, problemas de procesamiento y una serie de otros problemas técnicos (Crawford, 2003). Estos problemas pueden ser analizados a fin de implementar medidas orientadas a la resolución de los mismos; el resultado esperado de este ciclo será la mejora continua
Planificación Ejecución - Reconciliación
La Pirámide Inversa de la Reconciliación
Conclusiones: La integridad de la data obtenida en los procesos de exploración tienen una importancia de primer orden a la hora de generar los modelos en que se desarrollará el proceso de planificación. El entendimiento y la correcta interpretación entre recursos y reservas de mineral es decisivo para generar planes de minado confiables. Todo plan de minado se deber realizar en base a reservas de mineral, los recursos minerales que intervienen en esta etapa son sólo los de categoría Medidos e Indicados. La Geotecnia juega un papel de primer orden a la hora de establecer los parámetros de diseño para cualquier método de minado lo cual a su vez condicionara los niveles de seguridad en nuestras operaciones mineras. Es Imperativo implementar procesos de reconciliación en toda la cadena de valor del negocio minero. La investigación y la tecnología hace posible hoy día generar planes de minado confiables generándolos rápida y eficazmente, pero el entender claramente los fundamentos técnicos nos llevan a generar un buen planeamiento de minado.
Gracias!!!!