Magíster en Gestión de Operaciones / Ingeniero Civil Matemático / En el primer Capítulo se describe el problema el cual consiste en modelar la planificación de una mina subterránea considerando la componente de riesgo sísmico, es decir, se busca encontrar cual es la capacidad a considerar para extraer con el fin de maximizar la utilidad incluyendo la sismicidad inducida por la propia minería. La aplicabilidad de este estudio es estratégica, con este trabajo se fundamenta la necesidad y valor agregado de invertir en estos temas. Además, sirve para tomar decisiones políticas a largo plazo. El Capítulo 2 es una Revisión Bibliográfica, donde se observan trabajos que abarcan distintos enfoques de modelos de planificación minera que van desde programación lineal, considerando incertidumbre en el precio del cobre, otros que consideran incertidumbre en la demanda, derrumbes, huelgas, desastres naturales, entre otros, hasta modelos bajo el marco teórico del Control óptimo Estocástico. Luego se formula un Marco Teórico, donde primero se repasan los avances que han sido desarrollado en Codelco El Teniente relativos a la sismicidad inducida, cuales son las medidas que se han ido aplicando, los datos que se han medido, etc. Segundo se revisa la Distribución de Pareto, la cual ha sido la ley más aceptada para representar la distribución de tamaños (momento) de los eventos. El Desarrollo de los Modelos se hace en el Capítulo 4, se comienza con un modelo simple, en el cual no se considera incertidumbre en ninguno de sus parámetros. A partir de este, los modelos se van complejizando al considerar incertidumbre en la demanda, en el riesgo y dependencia en la sismicidad a través de la capacidad a construir. El Capítulo 5 corresponde al Análisis de los Modelos, se analiza y comparan los resultados obtenidos en el desarrollo de los modelos, como el comportamiento de las capacidades óptimas obtenidas, los límites del negocio según el modelo considerado, los distintos casos a ocurrir y sus relaciones, entre otros Análisis de los Modelos. Finalmente a partir de datos reales en el contexto de la mina Codelco El Teniente, se realizan en el Capítulo 6 ejemplos numéricos que concuerdan con lo esperado según lo desarrollado en los capítulos anteriores, es decir, los modelos que consideran mayor incertidumbre en sus variables obtienen capacidades óptimas a construir menores y por ende, producciones promedios diarias también menores. Además se analizan los límites en los cuales el negocio deja de ser rentable. Se concluye que lo óptimo es considerar la incertidumbre inducida por la sismicidad con una relación entre sus parámetros lo más realista posible, que considerar modelos deterministas.

Ingeniero Civil de Minas / El agua-barro es uno de los principales riesgos asociado a la minería de Block/Panel caving, ya que son operaciones inherentemente susceptibles al ingresos súbitos de barro a través de los puntos de extracción, esto debido a que este método de explotación permite la acumulación de agua y genera mineral fino. Para evitar el riesgo de bombeos de agua-barro en DET se ha tomado la decisión de cerrar aquellos puntos de extracción que presentan ingreso de agua-barro en su columna, muchas veces dejando mineral con valor económico sin extraer. El objetivo de esta investigación es determinar las reservas comprometidas por ingreso de agua-barro de puntos que se encuentran en estado operativo y futuro hasta diciembre del 2015, en las minas Reservas Norte, Diablo Regimiento y Esmeralda Bloque 1 de DET. Esto se realiza mediante modelos de predicción de ingreso de agua-barro a puntos de extracción, construidos con la técnica estadística de regresión logística. La metodología utilizada en este estudio se basa en un análisis de los sectores en estudios para comprender el comportamiento del agua-barro, posteriormente se lleva a cabo la construcción de los modelos de ingreso de agua-barro y finalmente se evalúa el PND 2016 para estimar las reservas futuras comprometidas por ingreso de agua-barro. El análisis del ingreso de agua-barro, indica que existen dos mecanismos de ingreso: uno vertical, que hace referencia a agua-barro que proviene de la parte superior y otro mecanismo lateral, el que se produce por extracción a puntos vecinos que poseían agua-barro con ingreso vertical, por consecuencia de esta extracción se produce una migración lateral de barro. Se modela el ingreso de agua-barro con regresión logística, este tipo de regresión es utilizada para predecir el resultado de una variable categórica, que en este estudio es el ingreso de agua-barro a las columnas de extracción, en función de variables independientes. De los modelos de ingreso de agua barro, se tienen que las principales variables son: Porcentaje de extracción de columna in-situ , Canalón , Altura de roca primaria , Estación del año y Vecinos barro . La calibración de los modelos consiste en disminuir la diferencia entre el tonelaje recuperado antes del ingreso de barro por el modelo y el real según los datos mina. Los modelos de ingreso de agua-barro poseen un error medio de: 0,24 % en ES (B1), 13,2% en DR y 13,8% en el caso de NN. El plan PND 2016 considera la extracción de 14 Mton para ES (B1), 61,6 Mton para DR y 80,9 Mton para RENO. Considera la extracción desde el año 2016 hasta 2037 en ES (B1), para DR la extracción es desde 2016 hasta 2029 y en RENO desde el año 2016 hasta 2027. La recuperación del tonelaje planificado en el plan, para cada sector es la siguiente: 77% para ES (B1), 90,4% para DR, y un 90,7% para NN. El tonelaje remanente respecto al tonelaje económicamente extraíble considerando el criterio de agua-barro de DET, al evaluar el PND 2016 es de: 3,6 MTon en ES (B1), 6,3 MTon para DR, 7,8 MTon en RENO. Por lo cual se dejaría de extraer mineral valioso por ingreso de agua-barro. Se recomienda incorporar en los modelos de ingreso de agua-barro variables dependientes de la operación, como uniformidad del tiraje o velocidad de extracción. También incorporar modelos de ingreso de agua-barro en la planificación de largo plazo de DET, para cuantificar de mejor forma el riesgo de este fenómeno.

Geólogo / En minería subterránea, los problemas de inestabilidad de las excavaciones dependen esencialmente de los esfuerzos y de las características del macizo rocoso. Los esfuerzos se asocian a la condición in situ (profundidad, tectonismo, otros) y a los inducidos por las mismas excavaciones (tamaño y forma). En relación al macizo rocoso, son importantes las características del material o roca intacta, pero sobre todo las características geométricas y mecánicas del arreglo estructural. Se ha observado que en las grandes inestabilidades geomecánicas en mina El Teniente (explosiones de roca y cuñas) existe un importante control estructural, en muchos casos definido por estructuras geológicas sub paralelas a las excavaciones (González & Brzovic, 2015), de trazas menores a los estándares de mapeos mina y/o muy difíciles de observar en ellos. Dentro las características mecánicas y geométricas de las estructuras geológicas, el tamaño o largo también es una de las más importantes y a su vez más difíciles de observar por su intrínseca característica 3D (observaciones en sondajes 1D, afloramiento rocoso o cara de una excavación 2D). Para resolver el tamaño de las estructuras geológicas en torno a las excavaciones, la literatura especializada en geología estructural ha avanzado con el desarrollo y la construcción de lo que se ha denominado el Arreglo Estructural en 3D o Discrete Fracture Network (DFN). El DFN, en relación a largo de las estructuras geológicas, se basa en las relaciones matemáticas de observaciones en 2D y la propiedad 3D tamaño de las mismas, desarrollada por Warburton (1980). Trabajos previos realizados en Mina El Teniente, basados en la construcción de modelos estocásticos del arreglo estructural, han establecido un tamaño medio de las estructuras geológicas (vetillas tipo stockwork) de 1,0 m para una distribución lognormal y de 0,9 m para un distribución exponencial en la roca dacita (Brzovic y Herrera, 2011). Es de esperar que esta característica geológica del stockwork presente variaciones a lo ancho y largo del yacimiento. En este trabajo se presenta una metodología que permite la construcción de modelos de DFN a partir de la información obtenida del mapeo de estructuras mediante el uso de la fotogrametría digital en el software 3DM Analyst. En otras palabras, se construye un modelo DFN, definido por parámetros básicos, que se ajusta a las propiedades observadas en fotografías digitales 3D de los desarrollos (Mapeos). Estos parámetros básicos corresponden a: i) Distribución de Orientaciones, ii) Distribución de Tamaños, e iii) Intensidad de Fracturamiento P_32 (m^2/m^3). La distribución de orientaciones se simula mediante la técnica de remuestreo estadístico Bootstrap (Efron, 1979), la distribución de tamaños mediante la aplicación del método Simulated Sampling (La Pointe et al., 1983), y la Intensidad de Fracturamiento mediante la correlación existente entre distintas medidas de intensidad, P_21 (m/m^2) y P_32 (m^2/m^3) (Dershowitz & Herda, 1992). Los análisis de detalle para 70 fotografías o imágenes 3D de los túneles en mina El Teniente en los niveles actuales de explotación (Mina Reno y Esmeralda) se realizaron para distintos tamaños de corte de largo de traza observado de las estructuras geológicas (Truncation bias). Los resultados permiten decir que la intensidad de fracturamiento, orientación y distribución de largos de las estructuras geológicas varían disparo a disparo con rangos específicos de P32 entre 2 y 7 m2/m3 para un tamaño de corte mínimo de 0,5 m en roca Cmet. Estos resultados permiten estudiar también las características geológicas propias del stockwork y su aplicación a la estabilidad de las excavaciones. De hecho, la metodología propuesta entrega además un criterio para definir las características del arreglo estructural (DFN) entorno a las excavaciones.