Magíster en Minería / El método block caving ha sido aplicado exitosamente como método subterráneo masivo para depósitos minerales extensos y profundos. Sin embargo, durante el proceso de propagación de la subsidencia hacia la superficie, el agua acumulada en el macizo o en superficie puede entrar a la columna de extracción, mezclándose con el material rocoso fragmentado. Cuando esta mezcla se produce con material rocoso fino, la entrada de barro puede convertirse en uno de los principales riesgos operacionales en minas de hundimiento. Por este motivo, la evaluación del riesgo de entrada de barro a los puntos de extracción representa un rol importante en la recuperación de reservas, tanto para el corto como para el largo plazo. Hasta la fecha, pocas investigaciones han abordado el análisis de las variables de riesgo claves asociadas con la entrada de barro; en consecuencia, aún existen importantes limitaciones relacionadas con la identificación y cuantificación del grado de asociación entre las variables de riesgo operacionales mineras y la entrada de barro. Esta investigación tiene por objetivo estudiar y cuantificar la influencia de las principales variables de riesgo asociadas con la entrada de barro, por medio del análisis estadístico utilizando datos mina colectados desde División El Teniente y el método de regresión logística. La metodología de la investigación está compuesta de tres etapas. En primer lugar, se llevó a cabo un análisis univariable para estudiar el grado de asociación entre las variables de riesgo y la entrada de barro. En segundo lugar, se empleó la regresión logística multivariable para analizar la interrelación de las variables de riesgo claves relacionadas con la entrada de barro. Como resultado, se obtuvo el mejor modelo predictivo ajustado para el corto y largo plazo, respectivamente, con la finalidad de estimar la probabilidad de entrada de barro. La calibración y validación de los modelos se realizó utilizando los datos minas con los cuales fueron construyeron, con el objetivo de medir la capacidad predictiva para la entrada de barro. Finalmente, se emplearon los modelos predictivos para crear mapas de susceptabilidad (zonas de riesgo en base a probabilidades) de entrada de barro, tanto para el corto como el largo plazo, los que permiten identificar zonas propensas a la entrada de barro en cada punto de extracción. A partir de los resultados obtenidos, las conclusiones de este estudio indican que las variables de riesgo claves corresponden a la cavidad de subsidencia (canalón de subsidencia), porcentaje de extracción de la columna in situ, infiltración de agua, uniformidad de la extracción, y área vecina con barro en los puntos de extracción. Adicionalmente, la capacidad predictiva de los modelos se consideró como aceptable para la estimación del tonelaje extraído antes de la entrada de barro, debido a que la precisión de los modelos fue estimada en 84% para el modelo de planificación de corto plazo y 81% para el modelo de planificación de largo plazo. Por lo tanto, los resultados presentados demuestran que, utilizados en condiciones óptimas de calibración y validación, estos modelos predictivos pueden servir como una importante herramienta para delimitar zonas susceptibles a la entrada de barro. Del mismo modo, estos modelos predictivos pueden ser utilizados para evaluar diferentes planes de producción del corto y largo plazo en minería de hundimiento. Esto último, podría permitir tomar decisiones preventivas que eviten o minimicen la pérdida de reservas causadas por el fenómeno de la entrada de barro. / Block caving has been succesfully applied as bulk undergroud mining method for large, deep orebodies. Once the cave subsidence propagates to the surface, the accumulated water may enter the extraction column. Because of that, wet muck entry has been identified as one of the major operational risks in cave mines. Therefore, the risk assessment of wet muck entry is an important part of ore reserve recovery process for both short and long-term mine planning. Up to date, wet muck entry key variables are poorly understood. Thus, additional studies to identify and quantify the degree of association between risk variables and wet muck entry are needed. This research aims to study and quantify the influence of the principal risk variables related to wet muck entry through the execution of several statistical analyses using mine data collected from El Teniente mine, and using the logistic regression approach. The research methodology considered three stages. First, a univariate analysis were carried out to study the degree of association between main risk variables and wet muck entry. Second, the multivariate logistic regression method was used to analize the interrelationship of key risk variables related to wet muck entry. As a result, a best-fitted multiple predictive models were obtained to estimate the likelihood of wet muck entry. The calibration and validation of the models were performed to estimate its prediction capability. Finally, the predictive models were used to create a group of wet muck entry susceptible maps to identify the risk zones prone to wet muck entry based on wet muck entry likelihood in each drawpoint. To conclude, this study indicates that the key risk variables for wet muck entry are topographic gutter, percentage of ore extraction from the in situ column, water infiltration, uniformity of draw, and neighboring wet muck area at drawpoints. In addition, since models accuracy were estimated as 84% for short-term planning and 81% for long-term planning, the predictive ability of the models were found to be reliable in terms of ore tonnage drawn prior to wet muck entry at drawpoints. Therefore, the results presented in this research demonstrate that; if the model is applied under optimal calibration and validation, these predictive models can provide an important tool to delineate zones prone to wet muck entry. Moreover, they can be also used to evaluate different short and long-term production plans for block caving, allowing preventive decisions that will avoid or minimize the ore reserve losses caused by the wet muck entry phenomena.

Ingeniero Civil de Minas / Tradicionalmente, el proceso de selección de pit final se ha llevado a cabo mediante gráficos que incluyen casos emblemáticos de secuenciamiento para las envolventes anidadas generadas por la parametrización del algoritmo de Lerchs y Grossmann. Estos casos emblemáticos, buscan establecer los márgenes superior e inferior en valor económico de la explotación, sin embargo, no consideran aspectos de carácter operacional, resultando prácticamente imposible recrear el valor propuesto en etapas posteriores de ingeniería. Por otro lado, la metodología tradicional opera en base a leyes marginales, por lo que entrega una incorrecta optimización de las escalas de producción. Es por esto, que la metodología propuesta en este trabajo, a través de la incorporación de más variables al proceso de selección de pit final y en base a la generación de planes mineros, para un conjunto de escenarios posibles, determinado en base diversas consideraciones y sugerencias de carácter técnico-operativo, pretende entregar una mejor definición de envolvente, alineando de esta manera, la selección del pit final con el secuenciamiento de fases preliminares y las escalas de producción. El objetivo principal de este trabajo, es proponer, justificar y probar una metodología de planificación estratégica que permita obtener la mejor definición de envolvente económica. La metodología propuesta, comienza con una traducción de los objetivos estratégicos comúnmente seguidos por las compañías mineras a indicadores cuantificables en un plan de producción, para luego, establecer un marco de escenarios posibles de planificación, en base a diversas recomendaciones, para finalmente, proponer análisis de curvas y superficies de los indicadores estratégicos definidos en primera instancia, permitiendo así, la elección de la o las mejores envolventes económicas a cielo abierto. Con el fin de probar el enfoque sugerido, se utilizó un caso de estudio correspondiente a un yacimiento real de cobre, se asumió un lineamiento orientado a la maximización del valor presente neto (VPN) y se consideraron escenarios de planificación con distintos tamaños de envolvente final, capacidades de minado y leyes de corte, para una capacidad de procesamiento fija de 15 Mt/año. Los principales resultados, mostraron que las envolventes finales que presentaron los mejores desempeños en cuanto a valor económico, tienen tonelajes cercanos a los 617 Mt, correspondientes a 367 Mt de estéril y 250 Mt de mineral. Además, la metodología permitió determinar la tasa de minado y la ley de corte que lograron los mejores resultados en cuanto a captura de renta económica para las variables evaluadas en ese tamaño de envolvente. Se concluye finalmente, que la metodología aborda, entrega sugerencias y documenta temas que estaban poco documentados en la literatura con respecto al proceso de selección de la envolvente final y por lo tanto, cumple con el objetivo de ser una metodología más robusta. Es por esto que finalmente se recomienda el uso de este trabajo, como una herramienta válida y de apoyo al proceso de determinación del pit final.

Geóloga / Este trabajo fue solicitado por Codelco, específicamente por la Gerencia de Recursos Mineros, con el fin de mejorar la base del proceso de planificación minera que sustenta los planes mineros e inventario de la empresa. Parte de esta base son los modelos de recursos junto a modelos de geometalurgia, hidrogeología y geotecnia. El modelo de recursos consta de tres pilares fundamentales, éstos son: base de datos de información básica, modelos geológicos y modelo de bloques. La captura de información básica e interpretación geológica está en constante e iterativa actualización, provocando confusión con los archivos que oficialmente constituyen el modelo de recursos, no pudiendo reproducirlo para su revisión. Además, en la Corporación no existe un procedimiento formal único para todas las Divisiones, que estandarice los plazos, los productos mínimos de entrega y el contenido mínimo de los informes del modelo de recursos. Por esto, mediante la revisión de material bibliográfico interno, tales como informes, normas, auditorías de los Modelos de Recursos de años anteriores, revisión de base de datos, sólidos de modelos geológicos, modelos de bloques que conforman los Modelos de Recursos y reuniones con las Divisiones, se recopiló toda información para realizar un procedimiento estandarizado para la actualización de los modelos de recursos conjuntamente con su aprobación, reglamentando el repositorio de los modelos, solicitando archivos mínimos para revisión, contenido mínimo de los informes del modelo y chequeos mínimos para asegurar la calidad y completitud de la información. De tal manera, que con esta propuesta se presentaría una mejora a largo plazo en el proceso de planificación minera y el modelo de recurso por División resulta trazable, auditable y reproducible, aunque esta metodología puede presentar contratiempos en la etapa de desarrollo e implementación en las Divisiones. / Este trabajo ha sido financiado por CODELCO

Ingeniera Civil de Minas / La División El Teniente de Codelco posee dentro de su cartera de proyectos el Nuevo Nivel Mina, el cual estará pre-acondicionado con fracturamiento hidráulico (FH), con el objetivo de facilitar la explotación del mineral primario (buena calidad geotécnica) y controlar el riesgo sísmico. Uno de los principales efectos del FH, es el mejoramiento de la fragmentación de los bloques de mineral extraídos, lo que a su vez permite disminuir la frecuencia de colgaduras y sobre tamaños en los puntos de extracción, reflejándose en un aumento de la disponibilidad de área abierta para producción. Además, se encuentra en estudio el efecto en la relación entre el mineral extraído y quebrado, la cual se proyecta que cambie de 1:3 a 1:5, reflejándose en una menor altura de liberación, pasando de un 30% a un 20%. Para conocer la potencial captura de valor de la modificación de los dos parámetros anteriormente descritos, se realizó un estudio en base al sector Andes Norte del proyecto Nuevo Nivel Mina. En primer lugar, se estimó el impacto de la fragmentación producto del FH en la disponibilidad de área, para lo cual se aplican a Andes Norte datos de un sector que actualmente está en explotación (Reservas Norte). El aumento estimado en la disponibilidad de área en quiebre es entre un 6% y 10%, y en el caso del área liberada es entre un 3% y 5 %, obteniendo un mayor impacto en la roca de buena calidad geotécnica. Considerando el efecto estimado del FH en la disponibilidad, se evalúa la variación de este parámetro junto al de la altura de liberación (20% con FH) en diferentes estrategias de explotación basadas en el precio del cobre. Para precio alto, se evalúa un aumento en la incorporación de área con respecto al plan original, y para precio bajo se evalúan 2 estrategias; en la primera se mantiene la incorporación de área del plan original, y en la segunda se disminuye la altura económica (con el objetivo de aumentar la ley media de cobre) y se aumenta la tasa de incorporación de área para mantener el control geométrico de la cavidad dentro de los rangos de ángulo de extracción recomendados para el sector (entre 30° y 45°). Uno de los principales resultados es el aumento entre un 12% y 20% en el ritmo de crecimiento en ramp up, sin embargo, un mayor impacto en la producción es restringido por la capacidad del sistema de manejo de materiales, principalmente del sistema de transporte intermedio, detectándose un cuello de botella estructural que debe ser gestionado a través del diseño. La evaluación económica de las estrategias planteadas permite concluir que la agregación de valor al VAN inicial producto de la modificación de la disponibilidad de área o altura de liberación es de un 20% (aumento de 120 MUSD$ en el VAN), y al evaluarlas en conjunto la ganancia es de un 23% (aumento de 134 MUSD$ en el VAN).

Magíster en Gestión y Dirección de Empresas / Este trabajo consiste en el estudio de los efectos en el negocio debido a la implementación de un modelo conceptual de negocio minero, que considera de manera integrada las variables claves relacionadas con: i) la ley de cobre, ii) el porcentaje posible de recuperación del mineral mena en planta concentradora, y iii) el porcentaje de recuperación de agua desde los relaves al ser sometidos a un proceso intensivo de recuperación de agua tal como un espesamiento de alta densidad, pasta o filtrado. Esta integración de variables, considerando incluso a los relaves, se denomina en este trabajo como Planificación Integrada Mina-Concentradora-Relaves y se identificará con el acrónimo PIMCR. Para el desarrollo del trabajo, primero se contextualiza la necesidad que tiene la industria minera actualmente (y mayormente en el futuro) de optimizar el uso del agua de proceso. Debido a nuevas restricciones ambientales y comunitarias -para operaciones actuales y por sobre todo para proyectos a futuro- las empresas mineras están considerando procesos intensivos de recuperación de agua desde los relaves, que les permita minimizar la reposición de agua desde fuentes externas. Esto se suma además, a los objetivos que la minería se ha planteado a futuro sobre una minería verde, sustentable y con el propósito de agregarle un valor, e incluso dejar de ser un commodity, a través de la diferenciación por valor agregado. Dentro del mismo contexto, se explican las alternativas de procesamiento de relaves que existen actualmente para la optimización de la recuperación de agua. Finalmente, se describe la forma de la planificación minera comúnmente utilizada, que está enfocada principalmente a la variable única de ley de cobre, y las tendencias de modernizar este tipo de planificación incorporando otras variables de proceso tales como porcentaje de recuperación en planta, capacidades de tratamiento, entre otras. Este trabajo se desarrolla tomando parámetros e información real de la mina de la División Radomiro Tomic de Codelco (DRT). Se consideran los parámetros de los relaves que genera y podría generar a futuro la DRT y el proceso de espesamiento de alta densidad. Se desarrolla un modelo conceptual de PIMCR y se compara con el modelo de planificación basada en leyes de corte y otra que integra sólo el porcentaje de recuperación mineral en planta. El resultado demuestra que la PIMCR tiene ventajas en varios aspectos, se logra una mayor cubicación de mineral posible de tratar en planta y tanto el porcentaje de cobre fino recuperable como el valor económico pueden llegar a ser mayores.

Tesis para optar al grado de Magíster en Gestión y Dirección de Empresas / 09/11/2023

Tesis para optar al grado de Magíster en Minería / Las colgaduras son un problema operacional de minas de caving que presentan fragmentación gruesa, estas interrumpen el flujo normal de mineral en los puntos de extracción, causando la disminución de la disponibilidad de área para extraer y, en consecuencia, lograr con la producción diaria del sector se transforma en un desafío. Además, existen problemas indirectos, como las interferencias operacionales propias del proceso de descuelgue o los problemas de ingreso temprano de dilución o barro a los puntos de extracción producto de la extracción desuniforme que genera la menor disponibilidad de área. En esta investigación se busca determinar la relación que existe entre la granulometría, la geometría de la batea, tipo de roca y extracción de mineral en la formación de colgaduras a través de la realización de experimentos en un modelo físico a escala y análisis de una base de datos de colgaduras a escala mina. La metodología se dividió en dos etapas; en la primera se construyó un modelo físico a escala 1:50 para el cual se definió un plan experimental donde se realizaron experimentos en tres bateas geométricamente distintas y utilizando distintas granulometrías. En segundo lugar, se analizó una base de datos mina de colgaduras, realizando un análisis exploratorio de datos para determinar las variables que tienen relación con la formación de colgaduras y luego se utilizó la regresión logística para determinar el peso de cada una de las variables con el fenómeno en estudio. Los principales resultados de esta investigación mostraron que la granulometría gruesa es el principal factor que aumenta la formación de colgaduras, sin embargo, tanto el largo como el ángulo de batea pueden llegar a variar en un 80% el promedio de la masa entre colgaduras. Por otro lado, el tonelaje extraído acumulado está relacionado con la disminución de la fragmentación, y en consecuencia, de las colgaduras, pero esto solo se observó en el tipo de roca menos competente, en el tipo de roca más competente se observó que a medida que la extracción aumenta la formación de colgaduras se mantiene prácticamente constante. Finalmente, la uniformidad es una variable a considerar, sobre todo respecto a la extracción de un punto de extracción y su vecino dentro de la batea, en particular, se observó que a mayor uniformidad ocurre una menor formación de colgaduras. Finalmente, como principal conclusión, las colgaduras se producen por la relación existente entre la granulometría y el ancho efectivo de salida del mineral. En consecuencia, aquellas variables que definen la granulometría que se presenta en el punto de extracción, tal como el tipo de roca, la frecuencia de fracturas o vetillas y el tonelaje extraído acumulado se relacionan con las colgaduras. A su vez, las variables que están relacionadas con el ancho efectivo salida del mineral, como el ancho del punto de extracción y las dimensiones de la batea afectan también la formación de arcos de roca.

Ingeniero Civil de Minas / La planificación de la preparación minera es un proceso fundamental para dar sustento a los planes de producción de los proyectos mineros. En la División El Teniente de CODELCO, la Gerencia de Obras Mina es la encargada de construir los planes de preparación minera solicitados por la Gerencia de Recursos Mineros y Desarrollos en respuesta a los requerimientos de incorporación de área necesarios para mantener la producción de la división en cada uno de sus sectores productivos. Cada plan tiene un horizonte de planificación y de detalle diferente, uno de estos planes corresponde al Programa de Preparación Minera Revisión B (Rev. B), plan de horizonte anual, mensualizado, en el cuál se definen la totalidad de obras de preparación a realizar y controlar durante el periodo de ejecución. Dicho plan está sujeto a distintas restricciones tanto operativas, geomecánicas como de hitos a cumplir. Actualmente, el equipo de planificación de la Gerencia de Obras Mina no cuenta con una metodología establecida para la construcción del Programa Rev. B, es decir, el proceso de elaboración de los planes de preparación está sujeto principalmente al criterio de los expertos. Bajo este contexto, el presente trabajo busca definir una metodología de construcción del Programa Rev. B que, entre otras cosas, permita reducir los tiempos actuales de elaboración del programa y generalizar criterios de constructibilidad. El trabajo se enfoca en modelar y replicar el actual Programa Rev. B 2017 elaborado para el sector Esmeralda Sur de la Mina El Teniente. La metodología propuesta consta de dos etapas. En la primera, donde se realiza el modelamiento de las actividades de construcción, se incorporan restricciones de precedencia, restricciones operacionales y restricciones de hitos, para cada nivel de la mina. La segunda etapa de la metodología consiste en unir, a través de restricciones de precedencia o de recursos, los distintos niveles para finalmente obtener un modelo completo e integrado de la mina. Para realizar el agendamiento de las actividades se utiliza el agendador de actividades UDESS (Universal Delphos Sequencer and Scheduler), el cual a través de la implementación de un modelo de optimización es capaz de entregar resultados robustos minimizando el tiempo de ejecución del programa. Los resultados del agendamiento entregados por UDESS fueron validados por los planificadores de la Gerencia, obteniendo un 100% de cumplimiento en todos los hitos de obras estipulados para el periodo de evaluación. Además, el agendamiento en su conjunto logra establecerse dentro de los 12 meses disponibles, incorporando restricciones geomecánicas y operacionales. En conclusión, los resultados indican que fue posible establecer una metodología de modelamiento que permita la construcción del Programa Rev. B en UDESS, incorporando todas las restricciones que se requieren y utilizan actualmente. Además, la metodología permite disminuir considerablemente los tiempos de elaboración de los planes, permitiendo ganar tiempo de análisis de distintos escenarios antes de la ejecución del plan, agregando valor al proceso de planificación. / 24/01/2023

Ingeniero Civil de Minas / 01/06/2023

memoria para optar al título de Ingeniero Civil de Minas / La minería subterránea se ha enfrentado por años con el gran problema de la aparición de agua-barro en sus niveles de producción y a través de las columnas de extracción, lo cual compromete la integridad y seguridad de los trabajadores que se exponen a diario frente a la ocurrencia de un evento violento de material húmedo, además de posibles pérdidas de equipos e infraestructura dañada. Hasta la fecha, la forma en que se ha enfrentado este problema consiste simplemente en cerrar el punto de extracción que presente mayor humedad, y continuar la extracción en puntos aledaños. Sin embargo, se sabe que esto no provoca más que el traslado del barro hacia otros sectores, teniendo las operaciones que lidiar continuamente con este riesgo. Además, esta medida genera la pérdida de reservas de mineral, las que tienen el suficiente potencial económico para proponer una solución que permita su recuperación, sin arriesgar a las personas. El área de Innovación de División El Teniente dispone dentro de su cartera de proyectos la prueba industrial de extracción de agua-barro en la Fase II de Mina Diablo Regimiento. Este proyecto consiste en implementar una nueva filosofía operacional para poder extraer mineral de puntos previamente cerrados por presencia de barro utilizando equipos tele-asistidos, y reduciendo la exposición de trabajadores en terreno. El objetivo de este estudio se enfoca en realizar un análisis de datos reales obtenidos en la extracción de agua-barro en la Fase II, a través de 41 puntos de extracción, para entregar un seguimiento a la prueba en forma de KPIs operacionales, y posteriormente evaluar, por medio de una nueva estrategia de extracción, los nuevos resultados y aprendizajes obtenidos. El seguimiento a la prueba en el estudio fue realizado por ocho meses, desde enero hasta agosto de 2018, siendo el último mes donde se instauró la nueva estrategia de extracción, y permitiendo de esa manera definir dos escenarios. El primer escenario ocurrió durante el período de enero a julio, donde los siguientes KPIs diferenciadores se obtuvieron: un cumplimiento de producción cercano al 50%, una uniformidad de extracción de 10.2%, una utilización efectiva del equipo de 3 [h/d], y un 88.5% de baldadas efectivas en cada turno. Se verificó que durante estos meses las colgaduras pasaron de un 55% a tener un máximo de 90%, dejando 4 puntos abocados con mineral, debido a que en mayo no hubo extracción ni reducción secundaria, y el material se terminó consolidando. El segundo escenario se presentó una vez aplicada la nueva estrategia, que consistió en ordenar y reestructurar las operaciones unitarias en la Fase II, concentrando las actividades de reducción secundaria en un turno, y priorizando la extracción en los otros dos. Los siguientes KPIs se obtuvieron: un cumplimiento de producción cercano al 95%, una uniformidad de extracción del 14%, una utilización efectiva del equipo sobre 6 [h/d], y un 94.3% de baldadas efectivas en cada turno. Las colgaduras se redujeron hasta un 70%, dejando más de 10 puntos abocados. Se concluye de este nuevo plan que la continuidad operacional en las zanjas permite mantener el flujo gravitacional y evita la formación de colgaduras, aunque también genera la posibilidad de aumentar los eventos de agua-barro. Se recomienda como trabajo futuro continuar el seguimiento de la prueba para documentar los nuevos aprendizajes obtenidos en la prueba de extracción, proponer métodos para aislar por completo la fase de personas en lo que respecta a reducción secundaria, y al final evaluar económicamente el proyecto para comprobar su rentabilidad.