La planificación es una etapa crítica en el negocio minero, ya que en ella se plasma el potencial económico que existe en el depósito. Por tal razón es esencial que este potencial sea cuantificado en la forma más real posible, es decir, que incluya la mayor cantidad de variables incidentes en la generación de este valor. Asimismo, es necesario valorizar la incertidumbre asociada a estas variables e incorporarla a la toma de decisión durante la planificación minera. El presente trabajo consiste en desarrollar y comparar una planificación convencional trimestral para un volumen de un año de explotación, en una mina a cielo abierto, con un plan que incluya la incertidumbre y la dureza del mineral, a través de las toneladas por hora de mineral procesado en planta (TPH), catalogando como planificación convencional a la que considere sólo a las leyes y sus respectivas recuperaciones. La metodología aplicada abarca dos etapas. La primera parte consiste en simular geoestadísticamente, a partir de información de sondajes de largo plazo, las variables Work Index, Ley de CuT y Ley de Au, dentro de las unidades de estimación definidas en el modelo geológico, con el fin de obtener veinte escenarios posibles de estas variables. La segunda parte consiste en planificar trimestralmente el volumen seleccionado, por medio de un algoritmo de optimización, utilizando dos variables de decisión distintas. Una, considera la variable de decisión “finos” en la optimización y la otra, considera la variable de decisión “finos por hora” capaz de procesar un bloque en una línea de molienda propuesta. Se obtienen resultados de costos, beneficios y geometría por período y por cada metodología de planificación, los cuales se comparan. Para finalizar, se planifica los distintos escenarios creados en la primera etapa utilizando el criterio de optimización de “finos por hora”. Como resultado se obtiene que la planificación bajo el criterio de las TPH genera un beneficio mayor en un 9% al caso convencional y la geometría de cada programa varía al momento de aplicar estas dos metodologías. Como conclusión se propone que la metodología de planificación más conveniente para ser implementada y desarrollada, desde el punto de vista económico, es la que incorpore la variable TPH en la decisión si un bloque es llevado a botadero, planta o stock.

Ingeniero Civil de Minas / Teniendo como motivación, la inherente historia de bajas tasas de éxito en la exploración minera temprana, la necesidad de mejorar el uso de recursos destinados a exploración avanzada, y teniendo como agravante un escenario económico adverso a raíz de una baja en los precios de los metales. En esta memoria se desarrolla una metodología para priorizar prospectos mineros en etapas tempranas de exploración estudiando de forma, conjunta, información geocientífica y factores no geológicos, comúnmente son considerados, pero no ordenan interés tempranas de exploración. Para esto, se desarrolla la metodología la cual consiste en identificar, parametrizar y posteriormente segmentar la información geológica, de los principales yacimientos minerales relativos a los metales de cobre, hierro, oro y plata con ocurrencia en Chile, con el propósito de simplificar y estandarizar la forma en que se evalúa esta información en el proceso de exploración. Además, para robustecer los resultados y discriminar la información teórica, se utiliza información empírica con la cual se priorizan los parámetros o características con mayores frecuencias. De forma similar, se identifican y parametrizan los factores no geológicos más relevantes que afectan al momento de desarrollar un prospecto minero a una mina operativa. Esto con el fin de evaluar que tan favorable son las condiciones del prospecto considerándolo como un potencial proyecto minero futuro- Finalmente se muestra un ejemplo de aplicación comparando tres casos con características aleatorias y otro ejemplo con información de dos minas pasadas con ocurrencia en Chile.

Ingeniero Civil de Minas / La pequeña y mediana minería son sectores con múltiples desafíos en aspectos de seguridad, reducción de costos y aumentos de producción. Los desafíos relacionados a costos y producción pueden ser atendidos con la incorporación de la planificación y simulación minera. Por estos motivos surge la importancia de buscar y/o implementar nuevos software de simulación que puedan ser adquiridos a un menor precio pero que sigan cumpliendo con las expectativas de los software tradicionalmente usados. Debido a esto, el objetivo de esta memoria es realizar una comparación técnica entre los programas de simulación ProModel y Delphos Simulator (DSim), orientada principalmente a la velocidad de ejecución, flexibilidad y facilidad de uso de ambos software. El propósito es buscar nuevas alternativas a software frecuentemente utilizados en minería, que requieren de un mayor presupuesto para adquirirlos. La validación de los modelos se hizo comparando el modelo generado en DSim y el generado en ProModel, lo que entregó una diferencia del 0.03% en la producción lograda por ambos software. El motivo de esta diferencia se debe en cierta medida al layout, al recorrido realizado por los LHDs y la cantidad de decimales que soportan ambos software. Para modelos con pocas variables, como el caso de estudio, ProModel tiene tiempos de corrida de simulación al menos 6 veces menores que los logrados en DSim y menor utilización de recursos (procesador) del equipo. DSim ofrece mucha flexibilidad, pero que requiere de altas habilidades de programación para construir un modelo en un tiempo razonable. DSim es mucho mejor para modelar sistemas de gran tamaño o que poseen un layout cambiante en el tiempo, ya que es más fácil reutilizar códigos e ir implementando los nuevos sobre el modelo preconstruido. En cambio, ProModel es mucho mejor para modelar sistemas pequeños debido a que el software cuenta con una interfaz de botones y elementos de simulación que facilitan la construcción de los modelos, además de que el layout de una mina puede ser importado fácilmente. Para el caso de estudio considerado es mejor ProModel. Si el layout fuera pequeño pero existiera una alta cantidad de tareas o interacciones de equipos, ya sea entre LHDs, equipos de preparación u otros, DSim sería más útil ya que la flexibilidad que posee permite abordar el modelo se simulación de diferentes maneras. No se puede indicar con certeza cuál de estos software es mejor, sino que dependiendo de las necesidades del usuario, se debe definir cuál software es más útil o más práctico para realizar un modelo de simulación.

Magíster en Gestión y Dirección de Empresas / En la minería actual, particularmente la asociada a la explotación mediante el sistema de Cielo Abierto, sus márgenes de utilidades se han visto fuertemente disminuidas por 2 factores: la baja en el precio del commodity, la disminución en la productividad asociada a la utilización de los activos y la experiencia de la mano de obra. De estas dos últimas, la primera se ve reflejada en la baja de horas de uso efectivo de los equipos mineros. Y en el caso de la segunda, particularmente la aceleración en el reclutamiento de operadores por el periodo de auge minero, generó una disminución en la rigurosidad de sus programas de inducción y entrenamiento. Pues bien, es en las operaciones unitarias en donde se puede gestionar la productividad y como consecuencia la reducción de sus costos mina. Una de las operaciones clave en este rol es la operación de transporte. El mayor uso de este activo, acompañado de un buen desempeño desde el punto de vista mecánico, y sumado a una gestión de excelencia en la operación de estos equipos, aseguran ahorro, rendimiento y rentabilidad a la operación minera. El desarrollo de esta tesis apunta a la implementación de planes de acción tendientes a subir las horas efectivas de uso de la flota de camiones mineros de alto tonelaje (en adelante CAEX). Para lograr este objetivo, este estudio desarrolla 3 aspectos principales: 1. La incorporación de la metodología Lean Managment a las operaciones unitarias de Carguío y Transporte. 2. Implementación de plataformas tecnológicas para el control, monitoreo y reportabilidad en línea de los signos vitales de los equipos mina y 3. Gestión de la excelencia operacional a través del mejoramiento de las prácticas operacionales. Estos 3 planes de acción permitieron aumentar la disponibilidad y confiabilidad de la flota de transporte, lo que se tradujo en una disminución de los tiempos asociados a demoras operacionales y por consiguiente un aumento de las horas efectivas de uso. Además se consiguió mejorar la velocidad de los CAEX y el aumentar el factor de carga, lo que permitió incrementar la productividad de la flota de transporte con la consiguiente reducción del costo de mina. El propósito final de este estudio apunta a generar una base de conocimiento para replicar estas experiencias en otras operaciones unitarias de la mina incorporando mejoras de las prácticas operacionales y fomentando el uso de nuevos sistemas tecnológicos para aumentar la productividad y ahorro de estos activos. Se espera que las innovaciones y planes de acción ejecutados en la División Ministro Hales puedan ser replicados a otras faenas de minería a Cielo Abierto.

Ingeniero Civil de Minas / La planificación minera de largo plazo es un proceso donde se busca establecer la mejor estrategia de extracción de los recursos minerales, a partir del supuesto de una serie de parámetros económicos, geológicos y operacionales. Durante este proceso, convencionalmente se utilizan modelos de recursos determinísticos para las leyes del depósito (como modelos de kriging) y se asumen valores promedios para las variables geometalúrgicas. Estos supuestos generan potenciales riesgos, los cuales podrían impactar negativamente sobre el cumplimiento de la producción y el valor del proyecto. Para abordar esta problemática, han surgido técnicas de modelamiento geometalúrgico y de simulación condicional, las cuales permiten incorporar la variabilidad y la incertidumbre del depósito en los procesos de planificación minera. En el presente trabajo de memoria se evalúa el efecto la variabilidad e incertidumbre geometalúrgica sobre la planificación de largo plazo de una mina a cielo a abierto de Cu-Mo. Para ello, se utilizan los modelos geometalúrgicos del depósito que contienen la información de cuatro atributos relevantes: las leyes de Cu y Mo, la recuperación metalúrgica de cobre y la capacidad de procesamiento. La metodología contempla dos etapas: el cálculo de pits óptimos y el agendamiento de la producción de largo plazo a nivel de bloques. Cada etapa fue desarrollada considerando diferentes estrategias de optimización y, además, utilizando tanto las simulaciones condicionales como los modelos E-type (los promedios de la simulaciones). La planificación minera de largo plazo es un proceso donde se busca establecer la mejor estrategia de extracción de los recursos minerales, a partir del supuesto de una serie de parámetros económicos, geológicos y operacionales. Durante este proceso, convencionalmente se utilizan modelos de recursos determinísticos para las leyes del depósito (como modelos de kriging) y se asumen valores promedios para las variables geometalúrgicas. Estos supuestos generan potenciales riesgos, los cuales podrían impactar negativamente sobre el cumplimiento de la producción y el valor del proyecto. Para abordar esta problemática, han surgido técnicas de modelamiento geometalúrgico y de simulación condicional, las cuales permiten incorporar la variabilidad y la incertidumbre del depósito en los procesos de planificación minera. En el presente trabajo de memoria se evalúa el efecto la variabilidad e incertidumbre geometalúrgica sobre la planificación de largo plazo de una mina a cielo a abierto de Cu-Mo. Para ello, se utilizan los modelos geometalúrgicos del depósito que contienen la información de cuatro atributos relevantes: las leyes de Cu y Mo, la recuperación metalúrgica de cobre y la capacidad de procesamiento. La metodología contempla dos etapas: el cálculo de pits óptimos y el agendamiento de la producción de largo plazo a nivel de bloques. Cada etapa fue desarrollada considerando diferentes estrategias de optimización y, además, utilizando tanto las simulaciones condicionales como los modelos E-type (los promedios de la simulaciones).

Ingeniero Civil de Minas / El objetivo principal de este trabajo es sentar las bases de la planificación de un plan de producción para la minería de Block Caving con unidad de explotación de macrobloques, en un horizonte de largo plazo, maximizando el valor actual neto según restricciones de riesgo en la disminución de producción. Mediante el análisis de datos históricos se evidencia que en la operación de la mina suceden eventos que producen una disminución en la producción a corto y largo plazo, lo que afecta el éxito del plan de producción. Esta probabilidad de éxito corresponde al riesgo producido por la variabilidad entre el tonelaje planificado y el tonelaje obtenido. Esta metodología de planificación permite incluir el riesgo basándose en la teoría de selección de portafolio aplicada en el rubro de las finanzas. Para cuantificar este riesgo se consideran dos componentes principales. Una componente individual asociada a la operación unitaria de un macrobloque, en función de sus condiciones operacionales, características productivas y parámetros típicos del diseño del nivel de producción. Y una componente grupal asociada a la operación en conjunto de macrobloques dictadas por el diseño del nivel de transporte. El caso de estudio corresponde a una mina M1 con un método de explotación de Block Caving que entrega la siguiente información: Plan de producción: permite obtener las reservas consideradas por la mina M1 , la planificación anual, y el área abierta por macrobloque. Simulación de variabilidad productiva de macrobloques: asocia al plan de producción una variabilidad en el tonelaje, producto de las condiciones y filosofía operacional, la cual permite cuantificar la componente individual del riesgo. Diseño de malla del nivel de transporte: diseño que al ser dividido en módulos de componentes interconectados en serie, en paralelo o mixto, asocia una variabilidad en el tonelaje debido a la operación de un set de macrobloques, para cuantificar la componente global de riesgo. De los resultados se obtienen seis set de planes de producción (riesgo, retorno), que conforman la frontera eficiente para el caso de estudio. Estos puntos indican que a mayor riesgo, el retorno es decreciente. El set que maximiza el VAN, asociado al mayor riesgo, corresponde al plan de producción de la mina M1 . Siendo posible identificar que existen set similares en VAN, con disminuciones considerables en riesgo, que permitirian una inversión más informada.

Ingeniero Civil de Minas / En las minas explotadas mediante el método de Block / Panel Caving, el carguío y el transporte de mineral es una de las principales operaciones que definen la productividad y que al mismo tiempo posee una gran cantidad de interferencias operacionales, las cuales son causadas por fallas, mantenciones y desviaciones propias del proceso de extracción, generándose de esta forma la necesidad de poder estimar la certeza que poseen los planes de producción, tomando en consideración la variabilidad del proceso minero. Como respuesta a esta necesidad, la simulación de eventos discretos se presenta como una herramienta de alto potencial para modelar las distintas problemáticas, permitiendo representar el proceso minero de manera robusta y confiable. En este trabajo se utiliza la herramienta computacional DSim con el objetivo de simular el sector Diablo Regimiento de la Mina el Teniente, a fin de validar el modelo creado para el manejo de materiales mediante equipos LHD s en el Nivel de Producción y la utilización de correas en el Nivel de Transporte Intermedio, que recoge las prácticas operacionales directamente como información de entrada para la simulación. El modelo propuesto busca una integración efectiva entre las herramientas de planificación utilizadas en la actualidad por la División El Teniente de Codelco para el método de explotación Panel Caving en su variante avanzada, considerando la base de datos histórica de fallas, reparaciones, frecuencia de colgaduras y reportes de producción de la mina, además de incluir de manera explícita la lógica de operación y la interacción entre el nivel de producción, chancadores y nivel de transporte intermedio (nivel de correas). Los principales resultados del estudio muestran una alta correlación entre la simulación y la realidad, logrando un error relativo que no supera el 10%. De esta manera la simulación permite identificar las principales interferencias que existen en el manejo de materiales, siendo ésta la asignación de equipos LHD a las distintas calles y fases de la mina. También se identifica que el hecho de permitir sobre extracción en el modelo, permite que se represente la variabilidad que existe en la operación de la mina. Adicionalmente se evaluó la capacidad productiva total del sistema de correas que posee el sector, simulando un periodo de 3 meses con alimentación continua a cada una de éstas, llegando a la conclusión de que este sistema no es un limitante en el manejo de materiales ya que posee una capacidad de 33,000 tpd, que es mayor a las 20,550 tpd requeridas para el año 2017. De esta manera, el modelo permite identificar las principales condiciones del proceso minero, generando intervalos de confianza para el plan de producción, lo cual permite ajustar la estrategia de operación y estimar su efecto en el plan global.

Ingeniero Civil de Minas / La preparación minera se puede definir como la construcción de desarrollos horizontales e infraestructura que son necesarias para incorporar área productiva a la explotación minera. En este sentido, un alto cumplimiento de los programas de preparación minera permite a la mina asegurar en tiempo y cantidad la producción futura de la mina. En block y panel caving, los desarrollos horizontales se consideran particularmente importantes debido a que deben ser construidos antes que el resto de la infraestructura y representan sobre un 17% del presupuesto de preparación minera. Los desarrollos horizontales se caracterizan por: un alto número de actividades necesarias para completar un ciclo de avance, un alto número de desarrollos en frentes simultáneas y grandes flotas de equipos para su desarrollo. Debido a la cantidad de variables y parámetros, la programación de actividades de desarrollos horizontales es un problema complejo. A pesar de esto, no existen herramientas específicas que faciliten el desarrollo de los programas de preparación minera. De hecho, la programación de las actividades de preparación minera se hace utilizando herramientas poco sofisticadas como planillas de cálculo y criterio experto de los planificadores. En este trabajo se propone un modelo conceptual de optimización que permite generar programas de actividades de desarrollos horizontales. Los programas son generados de manera automática incorporando diferentes variables de entrada. Las variables de entrada corresponden a las actividades del ciclo de avance, su duración estimada, el número de equipos disponibles y el número de frentes a desarrollar. Usando este modelo de optimización, se comparan dos estrategias de agendamiento diferentes, la primera corresponde a la duración mínima del programa generado y la segunda corresponde a la duración mínima ponderada por frente. Los resultados indican que existe espacio para mejorar el proceso de preparación minera a través de una mejor programación de actividades y una mejor asignación de recursos. Se concluye que el modelo presenta ventajas respecto a la programación manual de obras de preparación minera. Además, es conveniente el uso de la estrategia que minimiza la suma de tiempos de desarrollo de las frentes, debido a que permite maximizar la utilización de equipos y el rendimiento a través de un acoplamiento de los programas de corto plazo.

No autorizada por el autor para ser publicada a texto completo / Las actuales condiciones de operación de la minería por hundimiento producen bajas velocidades de extracción y costos operacionales que progresivamente han ido en aumento, lo cual impacta directamente en la rentabilidad de los proyectos. Los sistemas de altas velocidades de extracción (SAVE) surgen como una respuesta tecnológica de alta productividad, considerando equipos estacionarios de extracción y acarreo que funcionan en forma continua y simultánea. La planificación de los SAVE es diferente al sistema LHD tradicional, a causa de los disímiles montos de inversión que requieren y estructura de costo fijo y variable. El objetivo principal de éste trabajo es cuantificar el impacto económico que genera la implementación de un SAVE, para lo cual se considera el efecto que genera los SAVE en las variables que influyen en la planificación minera, principalmente en el método de explotación (Block/Panel Caving), estructura de costos, secuencias de explotación, alturas de columna y área activa. Las restricciones aplicadas al Panel Caving limitan la velocidad media de extracción del método, principalmente durante el proceso de propagación del quiebre (extracción del 30% de la columna mineralizada). Por el contrario un SAVE, aprovechando la simultaneidad de la extracción y aplicación del pre-acondicionamiento, puede ser explotado mediante un esquema de block caving, puede triplicar los rendimientos del área. La estructura de costos es completamente distinta al sistema LHD tradicional, siendo el costo fijo (preparación) el de mayor incidencia. El costo operacional se reduce considerablemente con respecto al sistema LHD tradicional (50%), lo cual genera un aumento de las alturas de columnas extraíbles debido a la disminución de las leyes de cierre. Finalmente se realiza una evaluación económica comparativa entre un SAVE y un sistema LHD tradicional, obteniendo un aumento de VAN del 18% que se debe principalmente a la reducción del gasto operacional y de preparación.

Ingeniero Civil de Minas / El presente trabajo tiene como objetivo analizar el efecto que tendría la congestión de camiones en una operación minera a cielo abierto. Dadas las tasas de producción que se planifican actualmente en la minería a cielo abierto, se requiere una gran cantidad de camiones, mas no se considera la interacción que estos equipos tendrán ni el efecto de congestión que se pueda producir. En la investigación se realiza la simulación de una mina actualmente en operación, con el objetivo de validar el modelo de microsimulación a utilizar y se estima la desviación estándar del tiempo empleado en cada uno de los procesos. La validación considera los principales aspectos que influyen en el ciclo de un camión, es decir, tiempos de carga, descarga y de viaje, además de restricciones físicas que se puedan presentar, tales como un número máximo de camiones en un punto de carga o descarga, número de vías por ruta, velocidades máximas permitidas; así como también las características propias de los camiones utilizados, tales como, aceleración, capacidad de carga y tamaño del equipo. Con el modelo ya calibrado se realiza una serie de pruebas para el caso de la mina Antamina, ubicada en Perú, donde se necesita estimar la capacidad máxima que tiene el sistema, al operar un conjunto de chancadores de mineral y de estéril en el sector llamado valle Antamina. Para este análisis se realizan diferentes pruebas en las cuales se varía el flujo de camiones que transportan mineral y estéril. La planificación de Antamina tiene considerado para el año 2014 el envío de 45Mt al chancador de mineral y de 76Mt a los chancadores de estéril. Una vez realizadas las simulaciones, se logra establecer que el límite de tonelaje, para una geometría establecida, que puede procesar el chancador de mineral es de 52Mt por año, que corresponde a aumentar el envío de camiones en un 20% respecto al caso base. A partir de los siguientes incrementos en el flujo hacia el chancador de mineral, se observan pérdidas en el tiempo que el camión se encuentra en la zona de chancado. Por su parte, los chancadores de estéril pueden procesar 92Mt por año, lo cual se consigue aumentando un 30% el número de camiones enviados respecto al caso base. Un procesamiento mayor afecta las descargas que se tienen en el chancado de mineral. Es muy importante considerar la interacción que presenten los camiones, ya que ésta puede llegar a ser un tiempo no menor en el tiempo total del ciclo de un camión y si esta situación se hace constante durante la vida de la mina, se deberá buscar alternativas de diseño o de transporte de mineral que ayuden a disminuir estos tiempo perdidos por congestión.