Memoria para optar al título de Ingeniera Civil de Minas / En el Proyecto Mina Chuquicamata Subterránea, que nace a raíz de la transición de un método vía rajo abierto a un método de explotación subterránea, surge la oportunidad de analizar el uso de material de relleno en la excavación superficial dejada por dicho rajo. Esto debido a razones ambientales principalmente, pues permitiría re-utilizar este pasivo minero y con ello, eventualmente evitar la construcción de un nuevo tranque, a causa del agotamiento de la capacidad del actual tranque Talabre. Frente a este escenario, es importante cuantificar el impacto que podría tener el depósito de este material de relleno en la planificación minera, debido a que al tratarse de un material en principio más fino, se puede generar un efecto considerable en términos de dilución. Para llevar esto a cabo, se realiza un estudio de flujo gravitacional mediante el software REBOP, para luego representar estos resultados de dilución en un modelo de planificación que funciona según la metodología de Laubscher y que permitirá obtener el plan minero que muestre la variación de las leyes debido a la presencia de diluyente. Se realizan dos escenarios de simulación: uno utilizando la fragmentación dada por la curva granulométrica de Chuquicamata y otro, considerando parámetros calibrados con un modelo experimental que busca representar físicamente el efecto del depósito de material en el rajo. Dentro de estos escenarios, se representa un caso base y uno con material de relleno para un macro bloque representativo de las zonas norte, centro y sur del yacimiento, de manera de comparar la variación entre uno y otro caso. Con respecto a los resultados, se tiene que en el primer escenario, se detectó el ingreso de material de relleno en las reservas pero en un porcentaje bajo en comparación al caso base, mientras que en el escenario calibrado con el modelo físico no se percibe ingreso de este diluyente, tal como sucedió con los resultados obtenidos del experimento. Se procede entonces a realizar la comparación sólo con el primer escenario, de manera de evaluar económicamente esta entrada de material de relleno. Luego de la calibración de los resultados de REBOP, se obtiene que el punto de entrada de dilución (PED) efectivamente disminuye en el caso con diluyente, lo que significa que este material más fino ingresa antes por los puntos de extracción. Gracias a estos valores de PED zonificados, se construyen los planes mineros, en donde se obtiene una pérdida de 77.010 [ton] de finos en el caso con relave, de los cuales, el 95% ocurre durante la explotación del nivel 2 (en el nivel 1 no hay efecto debido a la temporalidad y la secuencia del depósito de material). Cuantificando económicamente, el ∆VAN se traduce en 60 MUS$, lo que significa una pérdida del 1.1% del VAN. Bajo las condiciones simuladas, el impacto global (nivel 1 y 2) del ingreso de este material de relleno en las reservas es prácticamente nulo, lo cual lleva a la conclusión de que una disminución de aproximadamente 10 puntos de PED no tiene mayor efecto en la recuperación de leyes según el modelo de Laubscher. Se reconoce entonces que la entrada de diluyente podría ser irrelevante bajo las hipótesis consideradas en este estudio, sin embargo, debe ser reevaluado recopilando nuevos antecedentes de parámetros para la calibración de REBOP y para el desarrollo de un nuevo modelo experimental que replique características como una razón de granulometría relave/mineral no constante o un tiraje no uniforme de los puntos.

Ingeniero Civil de Minas / Este trabajo ha sido parcialmente financiado por Enaex Servicios S.A. / 03/05/2023

Entre los años 2003 y 2005 se realizó la excavación de aproximadamente 6.200 m de túneles correspondientes a la Rampa de Exploración y al Túnel de Drenaje de la mina Chuquicamata. Se entrega en este trabajo la caracterización geotécnica-estructural y la definición de soporte de estos desarrollos subterráneos, ubicados en el área de influencia de los esfuerzos activos inducidos por la minería a rajo abierto. Sobre la base del levantamiento geotécnico de las labores subterráneas, aplicando el sistema de clasificación geotécnica mediante el índice Q de Barton (1974), se establecen en forma empírica los requerimientos de fortificación adecuada y suficiente para la estabilidad de los túneles. Las excavaciones subterráneas que se extienden en una franja Nor-Nor-Este de 2.400 m de largo por 600 m de ancho, se realizaron principalmente en el pórfido granodiorítico denominado Pórfido Este, huésped de la mineralización de cobre y molibdeno del yacimiento Chuquicamata. Subordinadamente también se excavaron rocas intrusivas estériles como las granodioritas Fortuna y Elena y una unidad de sedimentos mesozoicos afectadas por metamorfismo dinámico y de contacto. En el Pórfido Este se pueden distinguir unidades de alteración en franjas subverticales orientadas en dirección Nor-Este con predominio de clorita, feldespato potásico, sericita y de la asociación cuarzo-sericita. Las unidades litológicas y de alteración presentan características geotécnicas homogéneas (unidades geotécnicas) que han sido reconocidas en los desarrollos subterráneos. De igual manera, se distinguen áreas con patrones estructurales propios, en función de la influencia de las fallas principales del yacimiento, y de la condición de las familias de fallas y diaclasas (Dominios Estructurales). La calidad geotécnica del macizo rocoso en los túneles varia predominantemente de Buena a Regular con índice Q de Barton entre 2 y 30, RQD entre 60% y 90%, con una resistencia de la roca estimada entre 50 MPa y 120 MPa. Para estas condiciones, se determinó fortificar los desarrollos con pernos sistemáticos y malla tejida tanto en la bóveda como en la parte superior de las paredes. Para esta calidad de roca, solo puntualmente se requirió de la proyección de shotcrete en zonas con fracturamiento intenso y humedad. Aproximadamente el 3% de los desarrollos se realizaron en roca de Mala y Muy Mala calidad geotécnica asociada principalmente a zona de influencia de fallas importantes del yacimiento como las fallas Oeste y Americana, con Índice Q de Barton entre 0,06 y 0,8, RQD de 30% a 65% y una resistencia de la roca estimada entre 1 MPa y 80 MPa. Para los tramos de Mala calidad geotécnica se determinó un sostenimiento consistente en pernos sistemáticos, malla tejida y shotcrete con espesores de 10 cm a 15 cm, en tanto que para la zona de Muy Mala calidad geotécnica se determinó la instalación de marcos metálicos. Transcurridos entre 3 y 5 años desde la ejecución de estos desarrollos, se mantienen buenas condiciones de estabilidad, observándose solo puntualmente oxidación de los componentes metálicos de la fortificación, en zonas con afloramientos de aguas ácidas.

Magíster en Gestión y Dirección de Empresas / Anualmente, CODELCO tiene la obligación por ley de generar un Presupuesto de Operación, siendo este enviando al Ministerio de Hacienda. La propuesta debe considerar tanto el gasto, como el valor máximo del costo unitario, asociado a la producción de cobre, expresado en centavos de dólar la libra. Respecto de la construcción del Presupuesto de Operaciones, específicamente en el gasto y los costos medios, en la División Chuquicamata de CODELCO, existen tres problemas centrales, el elevado costo de reproceso por rechazos, el riesgo de abultamiento y el riesgo de encapsulamiento. La resolución de estas situaciones es el centro de este trabajo. Dichos problemas fueron detectados desde el análisis y el entendimiento del proceso actual. Como resultado de explicitar el flujo, tareas, productos, servicios y participantes del proceso. Para resolver estos problemas se trazaron los siguientes objetivos: definir y explicitar el proceso optimizado de elaboración del presupuesto y la obtención de un modelo de cálculo. El nuevo flujo para el proceso, introdujo el concepto de espacio de discusión, Dichos espacios están sustentados en un modelo de cálculo vía Indicadores de Desempeño (KPI) y un modelo de Frontera de Gasto, pero fundamentalmente, en el concepto de gobernabilidad del proceso, entendido como aquel rol que debe cumplir la Gerencia de Administración, específicamente recayendo esta tarea en la Dirección de Estrategia y Control de Gestión. Convirtiéndose en un actor del proceso y no solamente en un recolector de desviaciones. Estos elementos permitieron mejorar el Cumplimiento de la Estrategia y Planes de Largo Plazo, por reducción abultamiento y detección de brechas del presupuesto, la reducción del tiempo en su obtención y flexibilidad de reproceso. Además, el aumento de la trazabilidad de la información por reducción encapsulamiento del mismo. Exclusivamente, un modelo matemático no es condición suficiente para respaldar un presupuesto, solo resulta en una condición de calidad necesaria. La mezcla de un modelo, donde exista un equilibrio entre la utilización de los recursos para contar con él, la generación de una frontera de gasto para las partidas de difícil o costosa modelación y por sobretodo, contar con un proceso explícito y conocido por los encargados de construir el presupuesto, constituyen la base para contar con presupuestos reprocesables, no encapsulados y trazables, siendo estas tres las características de un presupuesto o un proceso de construcción gobernable. Finalmente, el gobernante del proceso no puede olvidar que cada discusión presupuestaria con una gerencia cualquiera, es eminentemente un proceso de negociación. No siempre el resultado de un modelo conducirá a un resultado exacto en el proceso de planificación, sino a uno que produzca el compromiso de los todos actores, la aceptación de sus opiniones y necesidades en un espacio normado.

Ingeniero Civil de Minas / Hace unos años, Chuquicamata comenzó un proceso de transformación cambiando su método de explotación de cielo abierto a subterráneo motivado por aumento de costos y disminución de leyes que hacen inviable el negocio a rajo abierto. A menos de 2 años del inicio de la producción, uno de los temas relevantes, y que darán inicio a la mina subterránea de Chuquicamata, es el hundimiento de los 2 macro-bloques centrales, los cuales serán los primeros macro-bloques en entrar en producción. El presente informe busca definir un diseño de hundimiento y la estrategia de incorporación de área que se debería llevar a cabo en la futura mina Chuquicamata Subterránea, de tal forma que sea posible cumplir con las promesas de producción prometidas, bajo los máximos estándares de seguridad, productividad y costos. Considerando la planificación actual del proyecto, la cual considera una altura de hundimiento de 20 metros, se hace muy difícil lograr las exigencias en cuanto a plazos y producción, esto por la cantidad de interferencias que existirá dado el gran volumen de equipos que estarán trabajando en el nivel de hundimiento, entre ellas, la que se presume generará la mayor cantidad de interferencias será la perforación y tronadura de DDE. Además, si se espera partir en abril de 2019, hay factores como la capacitación de operadores o la adquisición de equipos que se declaran como críticos para lograr este objetivo. En la actualidad existen grandes oportunidades que el proyecto puede aprovechar para tener una minería más eficaz y sustentable, uno de estos factores es el uso de emulsión, la cual impacta positivamente en seguridad y tiempo de ciclo. Otra oportunidad que también está probada es la automatización en los jumbos radiales, esta tecnología tiene un impacto directo en el tiempo efectivo que trabaja el equipo, ya que es posible perforar un abanico completo de tiros radiales sin la necesidad de un operador, aumentando la productividad de la mano de obra gracias a la continuidad que se la puede dar a la operación de perforación. Se recomienda utilizar una altura de socavación de 10 metros, dado que requiere menos equipos operando en el nivel de hundimiento. La secuencia que permite la mejor operatividad y, a la vez, va de la mano con la constructibilidad corresponde a la que inicia desde el sector Sur-Oeste del macro-bloque S01, se sugiere realizar mayores análisis, especialmente geomecánicos, que permitan validar y utilizar esta secuencia. Por último, el inicio de la producción debe ser de manera gradual y utilizando técnicas conocidas, sin embargo, las grandes ventajas operativas que presenta la emulsión por sobre el ANFO justifican el iniciar con la emulsión pese a no tener gran experiencia en la utilización de esta. / 01/12/2020

Chuquicamata, es una mina de cobre a cielo abierto, perteneciente a la División CODELCO Norte; se encuentra ubicada en el norte del país y actualmente está en operación. Los lineamientos sobre cómo explotar el recurso mineral que compone a esta mina vienen dados por la planificación de largo plazo. La cual dentro de sus objetivos principales, apunta a maximizar el valor del negocio. El precio del cobre, es uno de los parámetros más influyente al momento de calcular el valor del negocio. Por lo tanto, sus variaciones afectarán fuertemente las decisiones que se tomen al planificar la forma en que se realizará la explotación del recurso mineral en el cual se sustenta el negocio. Además, se sabe que a pesar de que existen numerosas metodologías para determinar el valor del precio del cobre en el largo plazo, dichas estimaciones presentan un alto nivel de incertidumbre. Dado lo anterior, se tiene que la planificación minera se ve estrechamente ligada al precio del cobre, en cuanto a las decisiones que se tomen sobre qué, de dónde y en qué momento extraer un determinado material, dependiendo del valor que alcance el precio en el largo plazo. Por otro lado, el costo de oportunidad reflejado en la tasa de actualización, es también un factor importante al momento de decidir cuándo extraer un mineral. Ya que su aporte al valor del negocio, dependerá del momento en que dicho mineral se extraiga. Luego, dados determinados precios del cobre para un periodo de tiempo definido, la interrogante que surge, es qué criterio adoptar al momento de planificar en función de maximizar el valor del negocio. Ante esto, aparecen dos opciones; una es buscar las mejores leyes de cobre durante el periodo de tiempo donde el precio del mineral es mayor. La otra, es postergar los desarrollos de la mina, en la medida que ello sea posible, sobre todo en aquellos periodos donde el precio del cobre es menor. Considerando que ambas opciones tienen como restricción la necesidad de cumplir con los requerimientos de la planta concentradora. La metodología que se planteó para abordar ésta interrogante, fue realizar tres planes diferentes: uno ajustado al plan de largo plazo realizado por CODELCO Norte el año 2004, a modo de establecer el plan base de comparación. Y dos más, uno para cada criterio antes mencionados. Evaluar dichos planes, y en base a los resultados de VAN obtenido para cada uno de ellos, determinar cuál fue el mejor criterio. Del análisis, se obtuvo que planificar extrayendo las mejores leyes de cobre, durante los periodos de tiempo donde el precio de éste alcanza sus mayores valores fue la opción con mejores resultados. Luego, con el criterio seleccionado, se realizó la planificación del periodo comprendido desde el 2010 al fin de la mina, planteándose cuatro escenarios de precios diferentes. Y se evaluó cada plan con todos los escenarios de precios definidos. Con ello, se exploró la robustez de cada uno de los planes y se concluyó que existe la necesidad de considerar no solo un escenario de precios al momento de planificar, sino mas bien, se recomienda realizar diferentes planes bajo diferentes escenarios de precio a modo de poder presentar una baraja de opciones donde pueda establecerse cual es más robusta y por qué.

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Magíster en Gestión y Dirección de Empresas / En la industria del cobre, las Fundiciones se presentan como una unidad de negocios de baja rentabilidad y estrechos márgenes de contribución, razón por la cual es importante que sean lo suficientemente eficientes en términos productivos, con bajos costos y amigables con el medioambiente para permitirles permanecer dentro de un mercado cada vez más exigente. La conversión tradicional de matas de cobre en una Fundición es una operación batch, condición que obliga a considerar varias unidades en cada instalación para asegurar la continuidad operacional y nivel de producción. La Fundición de Chuquicamata tiene cuatro de estos hornos, cuyo desempeño operacional se encuentra por debajo del estándar en comparación con las mejores prácticas de la industria del cobre. El objetivo principal del presente estudio es definir un modelo de gestión de operaciones para optimizar el proceso de conversión de matas de cobre en reactores Peirce-Smith y obtener como resultado incrementar el valor del negocio Fundición Chuquicamata para dejarlo en una mejor posición competitiva. El planteamiento del modelo de gestión de operaciones está basado en el desarrollo de cuatro ámbitos: (1) Variables y parámetros que influyen en la eficiencia y productividad del proceso; (2) Planteamiento de prácticas de operación y mantenimiento; (3) Mejoras tecnológicas; y (4) Gestión del recurso humano. El desarrollo de cada uno de estos ámbitos permite identificar las brechas y establecer las oportunidades de mejora que es posible aplicar para lograr la captura de valor de esta propuesta. El principal beneficio que Codelco obtendrá al aplicar el modelo de gestión de operaciones planteado consiste en el aumento de capacidad de procesamiento de eje y metal blanco en convertidores Peirce-Smith, lo cual asegurará que la fusión de la totalidad de la calcina producida por la nueva División Ministro Hales en la Fundición Chuquicamata, bajo el actual esquema de operación con dos líneas de fusión, se transforme en ánodos. En forma adicional, se obtienen otros beneficios tales, como: ahorros por disminución del gasto en procesamiento de chatarra de cobre; ahorro de gastos asociados a enfriamiento, manejo, transporte de eje/metal blanco y descuentos/penalidades; mayor ingreso por aumento en la producción de ánodos (Cu nuevo como cátodo); y finalmente, un aumento en la captura y fijación de contaminantes en alrededor de 1,2 puntos porcentuales.

Ingeniera Civil de Minas / El presente trabajo muestra iniciativas para mejorar la gestión de la operación de perforación de mina Chuquicamata de Codelco Norte, buscando optimizar el proceso productivo ante la constante caída en el precio del cobre. El estudio se centra en esta operación debido a la importancia de su implementación para generar resultados que permiten llevar a cabo los procesos aguas abajo sin dificultades. Para esto, se recopilan datos históricos de los equipos de perforación, principalmente sus indicadores operacionales, en un período de evaluación de enero de 2012 a mayo de 2015. Para construir tres bases de datos (mensual, diaria y por turno) con la finalidad de identificar oportunidades de mejoras utilizando diferentes herramientas de gestión. Dado lo que antecede, se concluye que la mayor pérdida de tiempo operativo se debe a las demoras no programadas, lo que afecta directamente la utilización efectiva de los equipos, además es primordial el cumplimiento del rendimiento efectivo de los equipos para lograr el programa de producción. Por ende, las iniciativas se centran en la identificación de las demoras no programadas principales, es decir, aquellas que en conjunto suman el 80% del total de las demoras no programadas, en la reducción de su duración resolviendo problemas de planificación y gestión, mediante seis propuestas, y la asignación de equipos en fases operativas que optimizan sus rendimientos efectivos. Como resultado se tiene que es posible aumentar de 21.3 a 41.3 horas mensuales el tiempo efectivo, lo que se traduce en un incremento de 665 a 1,248 metros mensuales en equipos de precorte, mientras que en equipos de producción el tiempo efectivo aumenta en 70.6 a 162.2 horas y los metros mensuales de 2,101 a 4,535. Los resultados muestran que la probabilidad de cumplir con el plan de producción 2016 considerando que la utilización efectiva y el rendimiento efectivo cambian independientemente aumenta de 27% a 43% aplicando las mejoras. Se recomienda dejar el equipo 309 en estado stand-by, ya que posee un alto costo operacional y la probabilidad de cumplir el plan no varía significativamente, resultando una disminución de USD 43,796 mensuales. Estas mejoras no generan gastos adicionales a la operación ya que hacen uso de los recursos disponibles, aumentan la probabilidad de dar cumplimiento al plan de producción, al logro de la utilización efectiva y el rendimiento efectivo, generando valor en la operación y en el proceso productivo. / The present study shows initiatives to improve drilling operation management in Codelco Norte’s Chuquicamata mine, seeking to optimize the productive chain facing the continuous decrease of copper price. The study is focused on this operation because of importance of its implementation to generate results that allow development of downstream processes without difficulties. In order to do this, historical facts of drilling equipments are compiled, in an evaluation period January 2012 to May 2015. To build three databases (monthly, daily and per shift) in order to identify opportunities for improvement using different management tools. Considering this, it is concluded that the largest loss of operational time is due to unscheduled delays, which affect directly the effective use of equipment. Besides, comply with the effective performance of equipment is very important to achieve the production program. Therefore, initiatives are focused on identifying major unscheduled delays i.e. those which together account for 80% of all unscheduled delays in reducing its duration solving planning and management problems through six proposals and assignment of equipment in operational phases that optimize their effective performances. As a result, it is possible to increase from 21.3 to 41.3 hours per month the effective time, resulting in an increase of 665 to 1,248 monthly meters in wall control equipments, whereas in production equipments the effective time increases in 70.6 to 162.2 hours and monthly meters from 2,101 to 4,535. The results show that the probability to accomplish the production plan 2016 considering that effective use and effective performance change independently increases from 27% to 43% by applying the proposed improvements. It is recommended to keep equipment 309 in stand-by status, because it has a high operating cost and the probability to accomplish the production plan not vary significantly, resulting in a decrease of USD 43,796 per month. These improvements do not generate additional costs to the operation because they make use of available resources, also they increase the probability to accomplish the production plan and to achieve both effective use and effective performance, creating value to the operation and the productive chain. / Este trabajo ha sido parcialmente financiado por Codelco División Chuquicamata / 29/7/2021

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