Ingeniero Civil de Minas / La mina de oro y plata Guanaco que se encuentra a 240 km al SE de Antofagasta es de propiedad de Austral Gold. Guanaco que originalmente fue explotada a cielo abierto por sus dueños anteriores es actualmente explotada con el método subterráneo de caserón abierto por subniveles SLOS (Sub Level Open Stopes). El procesamiento del mineral explotado es a través de lixiviación en pilas, y la recuperación de oro y plata se realiza en columnas de carbón activado (Heap Leaching and CIC). Con el objetivo de prolongar la vida útil de Mina Guanaco, Austral Gold compró a Yamana Gold el yacimiento Amancaya, ubicado 70 km al sur de Guanaco. Amancaya tiene recursos aproximados de 400 mil onzas de oro equivalentes, principalmente en categoría de Recursos Inferidos. El presente estudio tiene como objetivo realizar una evaluación técnico económica preliminar de Amancaya, por lo que se utilizarán los recursos principalmente Inferidos, para definir los métodos de explotación que mejor se adapten a las características del yacimiento: veta angosta, buena calidad geomecánica del macizo rocoso y leyes de oro y plata de alrededor de 7 y 180 g/t respectivamente. El estudio incluye evaluar el proceso metalúrgico de Lixiviación por agitación y precipitación con Zinc (Merril Crowe), debido a las características del mineral. También se incluye la estimación de los costos de operación e inversión de capital que permiten realizar una evaluación económica temprana del proyecto. El estudio define que la explotación de Amancaya se inicia con una explotación de 3 pequeños rajos, con alturas de bancos de 5 metros, por un periodo aproximado de un año y medio, para posteriormente continuar con la explotación subterránea con el método de caserón abierto con subniveles (SLOS) cada 20 metros, con unidades de explotación máximas de 100 metros de longitud, 36 metros de altura. El ancho estará definido en función del ancho de veta, con un mínimo de ancho de explotación de 2 metros. La evaluación económica del proyecto, en esta etapa, considera el 100% de gasto de capital de la nueva planta como inversión del proyecto Amancaya y los flujos de ingreso de caja sólo consideran el abastecimiento de mineral desde Amancaya (proyecto puro). El proyecto Amancaya tiene un Valor Presente Neto (NPV) de 56,8 millones de dólares a una tasa de descuento anual de 8%. La tasa interna de retorno (TIR) del proyecto es de 28%. La siguiente etapa del proyecto, es realizar un Estudio de Pre-factibilidad. Para esto se debe contar con recursos en categoría de Medidos e Indicados, por lo que será necesario realizar una campaña de sondajes con el objetivo de re-categorizar los recursos. Este estudio se utilizará de guía para diseñar la campaña de infill drilling y preparación de la Declaración de Impacto Ambiental (DIA) del proyecto."

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil de Minas / Para toda operación minera, es de gran importancia el control del material particulado en suspensión, debido a sus efectos negativos en la salud de los operarios, en el medio ambiente, las comunidades cercanas y en el desempeño de la operación misma. Los estudios sobre el material particulado en suspensión generado en faenas mineras declaran la importancia del monitoreo de la presencia en el aire de 3 tamaños distintos de partícula: MP1, MP2.5 y MP10, tamaños que marcan el valor máximo de su medida en [μm]. Estas partículas son muy peligrosas debido a su capacidad de asentarse en los alvéolos pulmonares, pudiendo desencadenar graves enfermedades respiratorias, como la Silicosis. Para medir las concentraciones de material particulado en suspensión en Minera Escondida, se implementó una red de monitoreo ambiental, Esta red es capaz de medir los 3 tamaños más importantes de material particulado, temperatura ambiental y humedad relativa, dentro de otras. Las mediciones se analizaron mediante sistemas de Aprendizaje Automático, capaces de analizar grandes bases de datos con distintas variables y encontrar relaciones en función del tiempo o entre variables. Amazon Machine Learning puede manejar extensos registros sin dificultades, entregando tendencias y comportamientos analizables que ayudaron a completar el estudio, además de simular escenarios deseados considerando las mismas tendencias. Las mediciones arrojaron un notorio aumento de las concentraciones de polvo durante el turno noche, lo que se debe principalmente a la Inversión Térmica a la que está sometida la operación de Minera Escondida. En presencia de este fenómeno, la superficie del rajo se enfría rápidamente al caer la noche, y por ende enfría repentinamente el aire que está en contacto con ella. Esto produce que se encierre una capa de aire caliente entre dos capas frías, imposibilitando la salida del polvo debido a la fuerza de empuje por diferencias de densidades. Esto afecta a los operarios del turno noche, al estar sometidos a ambientes de polución hasta 10 veces mayor al turno día. Esto también afecta a la operación, al ralentizar al circuito de camiones de extracción debido a la baja visibilidad, generando que se realicen menos viajes de transporte de material a destino, bajando así la producción diaria en al menos un 15[%].

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil de Minas / El éxito de una operación de Block/Panel Caving depende de las decisiones que se toman durante la planificación minera, durante la fase de ramp up se ponen a prueba los planes de extracción con desafíos asociados a mantener y gestionar la seguridad operacional, controlar la sismicidad, riesgos de air blast y estallidos de roca, todos los desafíos anteriores tienen en común el fenómeno de propagación de caving, cuya trayectoria de crecimiento define si el material disponible para ser extraído será dilución o mineral. El estudio de la propagación de caving en este trabajo se dividió en tres etapas comenzando por el estado del arte y los antecedentes de los casos de estudio, luego el análisis de las variables operacionales que influyen en la manera de propagación del caving y finalmente la incorporación del cave back en FlowSim BC a través del mecanismo de Cave Shape el cual define la interfaz del cave back periodo a periodo. Con respecto a los antecedentes de estudio se presentan los conceptos y fundamentos detrás del caving, identificando aquellas variables que son controlables a nivel operacional tal como la extracción y el pre-acondicionamiento (PA). Con respecto a los casos de estudio ambos corresponden a dos bloques adyacentes desfasados 194 m en cota, tienen en común ser yacimientos muy grandes y profundos llegando a alturas de columna extraíble de hasta 1000 m para el CASO 1 y una altura de columna de 750 m para el CASO 2, utilizando PA intensivo y PA con fracturamiento hidráulico (FH) respectivamente. Una vez que la socavación inicial ha comenzado, la única variable operacional que controla la propagación del caving es la extracción. Se realizó un análisis comparando la altura de cave back (HCB) con la altura de extracción (HOD) en ambos casos de estudio. Como regla general para ambos casos se cumple que a mayor HCB la altura de extracción equivalente aumenta manteniendo la razón HCB : HOD = 8:1, lo que corresponde a una razón mayor a lo establecido de forma empírica por Codelco cuando existe aplicación de PA (HCB : HOD = 5 : 1), dicha razón se debe a que existen puntos de extracción en donde el caving propaga mucho más rápido alcanzando razones de HCB : HOD = 12:1, esto se explica por la presencia de estructuras y fallas dominantes en el CASO 1, y producto de la interacción entre cavidad adyacente explotada previamente para el CASO 2. Por otro lado, existen puntos de extracción ubicados en el entorno del área de mayor propagación en donde es factible estimar la altura del cave back como un factor de 4.5 veces la altura de extracción. Se completa el estudio con un análisis de extracción en términos de leyes y trazadores para ambos casos a fin de comprender el comportamiento a nivel de flujo gravitacional. La última fase fue incorporar un nuevo mecanismo que represente el cave back en el simulador FlowSim BC, se simulan ambos casos de estudios y se observa una mejora en las estimaciones en términos de leyes y trazadores gracias al cave back. Se finaliza esta etapa mencionando las nuevas capacidades que se podrían implementar a FlowSim BC gracias a la incorporación del Cave Shape, tales como el cambio de porosidad en función de la fragmentación, control del volumen de air gap y cambios de la topografía, proponiendo los algoritmos que se debiesen seguir para el desarrollo futuro.

Memoria para optar al título de Ingeniera Civil de Minas / La mayoría de los depósitos de grandes extensiones son explotados mediante minería de cielo abierto. Sin embargo, debido a que sus costos aumentan a medida que las minas se profundizan, se hace atractivo incorporar métodos subterráneos. Incluso para un mismo depósito pueden coexistir distintos métodos de explotación, siempre que sus operaciones no interfieran entre sí. Lo anterior ha motivado a buscar nuevas metodologías que permitan determinar los límites óptimos de operación incorporando planes de producción, entregando así una valorización más realista para los proyectos. En la presente memoria se desarrolla el problema de determinar el límite óptimo entre una operación a cielo abierto y un sublevel stoping con relleno (SLS). El proyecto se enmarca en un caso de estudio consistente en un depósito de oro, plata y cobre, en donde el oro es el elemento de principal interés, cuya ley promedio de es de 0.26 (ppm). Se propone una metodología que separa el estudio en 3 partes. En la primera etapa se obtiene el plan de producción de la mina cielo abierto. Luego, se obtiene el plan de producción de la mina subterránea, lo cual a su vez entrega las herramientas para definir diseño del método. Finalmente, se analiza la explotación conjunta junto con el plan de producción respectivo, definiendo los periodos de operación simultánea. La comparación de opciones de explotación se realiza mediante una evaluación económica simplificada, calculando el valor actualizado neto (VAN) de los flujos operacionales. No se incluye la inversión en equipos mina pues, se consideran del mismo orden de magnitud para las diferentes alternativas de explotación. Los resultados muestran que el VAN del rajo depende de la cantidad de estéril presente en las fases, ya que se debe anticipar el desarrollo de las mismas, haciéndolo disminuir. Por otro lado, el VAN del SLS depende del diseño utilizado (ubicación de caserones y sill pillars) por lo que una evaluación económica se hace relevante para definir el mejor diseño de la mina. Además, se deben manejar con cuidado los tiempos de cómputo en el cálculo de planes de producción del SLS, los cuales dependen del número de actividades, precedencias y niveles de la mina. Se recomienda realizar simplificaciones que no interfieran con el valor económico de las unidades de explotación y que se alineen con la temporalidad de la evaluación. La operación conjunta se analiza mediante un análisis de costos directos operacionales, lo cual permite determinar cuándo conviene explotar con cada método. No obstante, todavía existe la necesidad de herramientas que hagan una evaluación óptima de la operación conjunta. En el caso de estudio, el mayor VAN se obtiene con una mina cielo abierto de menores dimensiones. Esta decisión es sensible a los costos minas, ya que con pequeñas variaciones la decisión cambia y la explotación conjunta se torna más atractiva. La metodología planteada muestra una nueva forma de obtener resultados de explotación conjunta y de diseño óptimo del sublevel stoping. Se recomienda incluir más detalles a considerar para la obtención del plan de producción conjunto, principalmente incorporando mejoras al método creado para la mina SLS.

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil de Minas / La Sociedad Contractual Minera El Toqui ha estado en operación desde 1983. Desde sus inicios el método de explotación por excelencia ha sido Room and Pillar, debido a que el depósito mineral se trata de yacimientos estratificados tipo skarn y cuerpos mineralizados tipo manto del orden de 5 [m] a 15 [m] de potencia. Dado el aumento en la capacidad de tratamiento de la planta de procesamiento de minerales, se evalúa la manera de aumentar la producción de la mina. De esta forma, se estudia cambiar el método de explotación de Room and Pillar a una variante de Tiros Radiales que permite el aumento de la producción. El método de Tiros Radiales sería aplicado al sector Porvenir Dolbek, para lo cual es necesario estimar las dimensiones de cámaras y pilares que garanticen la estabilidad del sector una vez explotado. La metodología propuesta para realizar el dimensonamiento de cámaras consta de dos etapas: 1. Realizar un back análisis en el sector Porvenir, con la finalidad de encontrar una curva límite de estabilidad mediante la metodología empírica propuesta por Mathews y Potvin para caserones. El back análisis se centra en las dimensiones del techo de las cámaras, dado que representa la condición crítica debido a la mala calidad de la roca. 2. En segunda instancia, estimada la curva de estabilidad, se dimensiona el largo y ancho de las cámaras considerando los esfuerzos inducidos, la orientación de las discontinuidades, la inclinacion de las cámaras y el factor de forma mediante la metología empírica. El diseño de pilares de basa en los criterios empíricos de resistencia de Lunder & Pakalnis y criterio de fluencia de Hoek and Brown. Una vez dimensionadas las cámaras y pilares, se somete el diseño preliminar a modelamiento numérico 2D para verificar y/o ajustar el diseño. El resultado del back análisis muestra que la curva que mejor se ajusta al límite de estabilidad, es aquella propuesta por Potvin en su gráfico de estabilidad que divide la zona estable de la zona estable con soporte. Dada la calidad de la roca de techo, las cámaras que muestran mayor estabilidad son aquellas con un radio hidráulico menor a 4. El análisis numérico realizado es de utilidad para detectar zonas de altos esfuerzos ( ) o zonas de tracción ( ) en las cámaras. El factor de seguridad sobre 1.25 y sin elementos de fluencia en el centro de los pilares aseguran estabilidad de éstos. Realizando una comparación de costos por tronadura y forticación, se observa que los costos estimados son menores al explotar por el método de Tiros Largos que por Room and Pilar considerando el tonelaje total a extraer de las cámaras y el área total a fortificar. Se recomienda una secuencia de explotación alejándose de las estructuras mayores con el fin de controlar la energía acumulada alrededor de las excavaciones por la explotación. Para las cámaras del cuerpo 2, debido al aumento de la carga litostática y la secuencia de explotación, se aumenta el ancho del pilar de 17 [m] a 18 [m]. Por último, las cámaras del cuerpo 3 se pueden explotar de forma paralela a las cámaras de los cuerpos 1 y 2.