Ingeniera Civil de Minas / Para la estimación de reservas en block caving existen metodologías manuales que están basadas en principios de mezcla propuestos hace muchos años, como la mezcla vertical determinada por Laubscher. Esta problemática se ha estudiado mediante investigaciones del flujo gravitacional a través de modelos físicos y matemáticos. Dentro de los modelos matemáticos, se destaca Rebop, como un modelo de flujo gravitacional basado en balances de masa y criterios mecánicos del caving, que permiten modelar de forma más asertiva el fenómeno del caving incluyendo la mezcla vertical y horizontal.. Estas metodologías manuales también cuentan con criterios de optimización, en particular se encuentra la metodología de costo de oportunidad, la cual incorpora el costo de procesar mineral de baja ley, cuando es posible enviar a planta un mineral de mejor ley. Por lo anterior, el presente trabajo busca desarrollar un estudio exploratorio de una metodología que determina una secuencia optimizada, mediante la incorporación de un modelo de optimización de secuencia UDESS, que tiene como función objetivo maximizar el valor presente neto (VPN) del proyecto, junto con utilizar el software de flujo gravitacional Rebop, el que obtiene una mezcla más precisa. Posteriormente, los resultados de la metodología de UDESS y Rebop, serán comparados con un procedimiento manual de planificación llamado marginalista el que considera mineral todo lo que se encuentra sobre la ley de corte sobre una secuencia determinada con anterioridad. Para el desarrollo del trabajo se realizaron 4 casos que difieren en la distribución de las leyes y en las alturas de columna en su modelo de bloques. Como resultado todas las secuencias optimizadas, se muestra una disminución en la cantidad de dilución extraída, llegando a más de un 50% menos. Mientras que respecto al VPN en 3 de los casos aumenta en un rango del 7% al 20% dependiendo del caso. El único caso que disminuye, lo hace en un 1%, lo que se considera que está dentro del error permitido del modelo de optimización. Por otro lado, se determina que la distribución de leyes es más relevante que las alturas de columna in-situ, debido a que no se generan secuencias que extraigan proporcional a su altura de columna. Los resultados muestran que en el caso de un block caving, donde la dirección de la extracción es principalmente vertical, esta metodología funciona para obtener una secuencia que maximice el VPN dentro de un horizonte de tiempo determinado. Por lo tanto, se recomienda usar esta metodología tanto para una evaluación de un proyecto como para una planificación de corto plazo, que tenga como objetivo mejorar el VPN, dependiendo de la cantidad y calidad de la información con la que se cuenta. Respecto a las secuencias obtenidas con UDESS se estima que las restricciones que se incorporan son las necesarias para una secuencia de un macro-bloque extraído por block caving, con sus puntos abiertos y disponibles. Sin embargo, se recomienda precisar algunos parámetros como: la apertura de área por periodo, diferencia de altura extraída entre los vecinos, tasa de extracción por punto y discretización del modelo en UDESS. Cabe mencionar que para el uso de la herramienta de flujo, este se debe calibrar con datos mina para mejorar los resultados de simulación.

El siguiente trabajo de investigación desarrolla un modelo a seguir para aplicar los conceptos de la simulación de sistemas a un sistema de carguío y acarreo en una operación minera a tajo abierto en el sur del país. En el capítulo 1 se realiza una introducción en la que se hace un breve resumen de la situación económica actual del país y de las perspectivas que se tienen para los próximos años. Además de mencionar el auge del sector minero a lo largo de los últimos años y de las perspectivas que se tienen para el sector. El capítulo 2 desarrolla los conceptos fundamentales de la simulación de sistemas y conceptos estadísticos que se deben manejar para poder entender y realizar el presente trabajo. También se realiza una breve descripción de los distintos campos donde se aplica la simulación de sistemas, ejemplos de aplicación en el ambiente minero y una descripción de las ventajas y desventajas de la simulación. En el capítulo 3 se realiza una descripción de la operación minera donde se lleva a cabo este trabajo. En el capítulo 4 se enumeran las etapas para el desarrollo del modelo de simulación que van desde la recolección de datos hasta la ejecución de experimentos. En el capítulo 5 se desarrolla el modelo partiendo de la formulación del problema, seguido la recolección de datos, el análisis de los datos, la descripción de la lógica a seguir para representar la realidad, la verificación y la validación del modelo, el análisis de los resultados, la formulación de escenarios alternativos y la elección del mejor escenario. Finalmente en el capítulo 6 se plasman las conclusiones y recomendaciones planteadas luego del desarrollo del trabajo. / Tesis

El presente estudio de investigación tiene como objetivo analizar alternativas que permitan una reducción en los costos operativo de la Unidad Cerro Chico, ubicado en el centro del país, con el objetivo de lograr un minado más eficiente optimizando los costos operativos. La coyuntura actual de la operación presenta un elevado costo de minado producto del consumo de sostenimiento pasivo, es decir al sostenimiento con cuadros de madera en labores con un tipo de roca IVA y al método tradicional de corte y relleno ascendente. La investigación se realizó en 3 etapas: 1. Evaluación de la implementación de un nuevo método de sostenimiento 2. Evaluación de un nuevo método de minado en ciertos cuerpos de la mina que son parte de las reservas probadas y probables 3. Reducción del consumo de cemento en el actual relleno hidráulico cementado Para la implementación de un nuevo método de sostenimiento se realizaron mapeos geomecánicos en campo con el objetivo de poder determinar bajo esas condiciones del terreno la implementación del sostenimiento con doble capa de shotcrete, malla y split sets en vez del sostenimiento con cuadros que se emplea actualmente en la mina. Para la implementación del método de minado Bench & Fill(Banqueo y Relleno) en vez del corte y relleno ascendente se realizaron simulaciones con el software Phases2, con el objetivo de evaluar las deformaciones y esfuerzos inducidos y bajo el criterio del método gráfico de estabilidad poder evaluar cuál es la altura máxima de los bancos según las condiciones geomecánicas del terreno. Para optimizar los costos del relleno hidráulico cementado se diseñaron probetas con una proporción menor de cemento a la actual, los cuáles fueron ensayados en una prensa hidráulica con el objetivo de obtener la resistencia a la compresión simple y que esta nueva proporción responda a los factores de seguridad deseados. Se obtuvo excelentes resultados en base a las pruebas realizadas, lográndose optimizar los costos operativos debido a que los cuerpos analizados sí pudieron responder al nuevo método de minado de igual manera la implementación del sostenimiento mecanizado ha sido factible y finalmente los resultados de los ensayos de las probetas de relleno hidráulico cementado tuvieron una resistencia de 0.4 MPa conforme a los parámetros de seguridad donde el factor de seguridad es mayor a 1, permitiendo una optimización del consumo de cemento en el relleno hidráulico actual. Luego de realizado la evaluación de las condiciones iniciales de sostenimiento en la mina Cerro Chico, se observa que en las labores donde se tiene tipo de roca IV A es factible reemplazar el sostenimiento con cuadros por el sostenimiento flexible de shotcrete, malla y pernos. Así mismo, Los cuerpos donde actualmente son minados por el método de corte y relleno ascendente, es factible en la mayoría de ellos la aplicación del método Bench & Fill, ofreciendo mayor seguridad y eficiencia en el minado. Finalmente, basados en los ensayos de laboratorio de las diversas proporciones de cemento se ha podido obtener resistencias con la mezcla 1/25(Una tonelada de cemento por cada 25 toneladas de relave) de 0.4 MPa siendo el mínimo requerido para mantener labores rellenadas con factor de seguridad superior a 1, esto conlleva a una reducción en el consumo de cemento versus la proporción actualmente empleada de 1/20(Una tonelada de cemento por cada 20 toneladas de relave) En base a los resultados de las pruebas realizadas, se recomienda a la Unidad Cerro Chico la implementación del nuevo método de minado y de sostenimiento así como la nueva proporción de cemento en el relleno hidráulico para de esta manera optimizar los costos y así mantener un minado más eficiente. La tabla 1 y la figura 1, nos muestra un comparativo entre los costos actuales de mina versus los costos a obtener aplicando los cambios sugeridos. La reducción de 10$/t permitirá a la mina Cerro Chico ingresar a minar nuevos cuerpos que actualmente no son considerados como reserva por su bajo valor, ampliando de esta manera la vida de la mina. Así mismo debemos considerar que la actividad minera es una industria donde lo único que podemos controlar son los costos para poder afrontar coyunturas actuales como la baja de los precios de los metales. / Tesis

En líneas generales el desarrollo de este trabajo da cuenta de un diagnóstico técnico, enfocado a evaluar la eficiencia general y los actuales estándares de las tronaduras de desarrollo horizontal, en el nivel de producción en La Mina Reservas Norte de División El Teniente de Codelco Chile. La gran cantidad de variables que interactúan en una tronadura hace necesario adaptar y desarrollar técnicas que permitan una correcta evaluación de este proceso, antes, durante y después de su ocurrencia, así como de una adecuada cuantificación y control del daño que ella puede producir, conducente a lograr un diseño óptimo. En el ámbito específico, el tema central es la sobre excavación observada en las prácticas en uso. En este sentido, es importante señalar los logros alcanzados con la aplicación de una metodología de evaluación objetiva de aquellos factores técnicos claves de la operación, contando con el respaldo de una base de datos de terreno compuesta por antecedentes de los actuales disparos y de disparos de calibración. Las metodologías que se aplicaron para esta evaluación son de dos tipos: la primera referente al análisis del registro de vibraciones producto de las tronaduras, donde se cuantificó su comportamiento a través del macizo rocoso y su efecto sobre el contorno, y la segunda relacionada con la implementación en sí del disparo. Como resultado final de este trabajo se elaboró una propuesta de diseño de tronadura alternativo en el nivel de producción, de la cual se pueden esperar impactos importantes en la operación, tales como: • Reducción del número de perforaciones por disparo, 10%. • Reducción de la sobre excavación de un 24% a un 6%. • Menor exposición al riesgo por desprendimientos y caídas de rocas. • Disminución de los tiempos de trabajo. • Disminución de los costos directos de perforación y tronadura. A partir de los avances logrados en este trabajo, se recomienda implementar el nuevo diseño y continuar con el mejoramiento de la tronadura en otras excavaciones, incluyendo desarrollos mineros como galerías, piques, zanjas y otros; no sólo con el fin de disminuir el daño y la sobre excavación, sino para obtener una optimización global en estos procesos.

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La presente tesis desarrolla el cálculo del número óptimo de unidades de la flota de camiones destinada al acarreo de mineral y desmonte de la operación minera a cielo abierto San Gerardo, perteneciente a la Compañía Minera Atacocha. Para ello, se describen las características de esta operación, a la cual se le ejecuta el planeamiento de minado y explotación a lo largo del proyecto. Con esta información, se hace un análisis económico de la mina para corroborar que sea viable y esté en los parámetros que requiere una mina en ejecución. / Tesis

Autor no autoriza el acceso a texto completo de su documento hasta el 30/5/2021. / Ingeniero Civil de Minas / En el actual escenario de atraso de la puesta en marcha del Proyecto Nuevo Nivel Mina (PNNM), la División El Teniente se encuentra en la necesidad de evaluar diversos proyectos de contingencia que permitan mitigar el déficit de mineral que deberá enfrentar la División durante los próximos años hasta la puesta en marcha y ramp-up del PNNM Uno de los prospectos de mayor interés se encuentra al sur de la mina Esmeralda, dado que su ubicación permite explotar los recursos mediante la extensión de operaciones cercanas y a su vez a las campañas de sondajes ofrecen un 90% de reservas probadas, suficientes para realizar estudios a nivel de ingeniería de prefactibilidad. Dentro de este margen, se evalua la factibilidad técnica y económica de la explotación de Recursos Sur para así determinar la conveniencia de continuar los estudios del proyecto en etapas de ingeniería posteriores. Se recopilaron los antecedentes geológicos para identificar las reservas in situ, la litología presente, principales estructuras y el ambiente geotécnico del sector. Junto con esto se analizó la geomecánica del sector, determinándose que el proyecto se encuentra emplazado en un ambiente de esfuerzos similar al del sector de Diablo Regimiento. Utilizando como base los estándares para estudios de perfil, se analizó la explotación de los recursos mediante Rajo Abierto y Panel Caving. El resultado preliminar determinó que la explotación subterránea posee un mayor potencial económico por lo que se continuó el estudio enfocado el método subterráneo. Se generaron 4 opciones de explotación en función de la envolvente económica de las cuales, en función de su potencial técnico y económico, se eligieron 2; acoplada a Esmeralda denominada Continuidad de Bloques 4 y 5, y desacoplada explotando los recursos como un Caving Virgen. Dadas las alternativas de explotación, se generó el diseño minero para ambas opciones, el cual se utilizó para realizar un modelo de constructibilidad del sector, con objetivo de entregar la temporalidad del inicio y fin de los desarrollos, obras y construcciones junto con la puesta en marcha para cada estrategia. A su vez el modelo entregó las estimaciones de CAPEX requeridos para cada periodo de desarrollo del proyecto. Finalmente se realizó una evaluación económica del proyecto, obteniéndose resultados positivos de VAN para ambas estrategias analizadas entregando valores de 284,7 y 235,5 MUS$ para las opciones de Continuidad de Bloques y Caving Virgen respectivamente. En función de los antecedentes geológicos y geomecánicos, junto con la planificación, diseño, constructibilidad y análisis económico realizado a lo largo del estudio, se concluyó que la explotación subterránea del proyecto Recursos Sur presenta suficiente robustez técnica y económica para continuar sus estudios en la etapa de ingeniería de prefactibilidad. Se sugiere continuar los estudios de la opción de Continuidad de Bloques puesto que presenta mayor potencial económico y sinergias de constructibilidad extendiendo la vida de Esmeralda en 17 años. Se recomienda analizar el ambiente de esfuerzos esperado del acople de las cavidades de Esmeralda y Diablo Regimiento y junto con esto realizar campañas de sondajes para la etapa de ingeniería de factibilidad.

La zona de Pablo que se encuentra dentro de la unidad minera Pallancata no cuenta con anchos de veta constantes (entre 0.8 metros a 10 metros de ancho), por lo que resulta necesario buscar nuevos métodos para poder explotar el yacimiento de forma eficiente. La presente investigación tiene como objetivo disminuir la dilución actual que se tiene en los tajeos de breasting, mediante el uso de voladura diferenciada, la dilución actual es de 250%, para secciones de 3.5m x3.5m con potencias de veta menores a 2 metros. Se realizó el estudio con los recursos y materiales que ya se contaban dentro de la empresa para evitar incurrir en gastos adicionales, más específicamente, se realizó dentro de dos tajeos pilotos (GL 2087 y BA 1905) dentro de la veta Pablo, los cuales estuvieron acondicionados para la correcta medición de datos. La veta Pablo presenta una zona baja con potencias entre 2 a 5 metros con buzamientos entre 70 a 90 grados donde se realiza Bench and fill y una zona alta donde presenta potencias entre 80 centímetros a 2 metros con buzamientos entre 50 a 70 grados donde se realiza corte y relleno mecanizado, siendo esta ultima el foco de la tesis y en la cual se logró reducir la dilución cerca de un 80%. La maquinaria necesaria para los procesos unitarios de perforación, voladura y acarreo fue brindada por la compañía minera en coordinación con distintas empresas tercerizadas. Las mallas y resultados obtenidos solo podrán ser aplicables a operaciones que cuenten con las mismas características geológicas y geomecánicas. Se plantearon nuevas mallas que se adecúen de mejor forma a los datos obtenidos anteriormente, generando nuevos estándares. / The deposit that currently exists at the Pallancata mining unit does not have constant vein widths, so it is necessary to look for new methods to be able to exploit the deposit efficiently. The objective of this research is to reduce the current dilution in breasting stopes, using segregation blasting, reduce the current dilution from 250% on average to 100%, for sections of 3.5m x3.5m with width vein less than 2 meters. The study was carried out with the resources and materials that were already available within the company to avoid incurring additional expenses, more specifically; it was carried out within two pilot pits (GL 2087 and BA 1905), at Pablo vein. The Pablo vein presents a low zone with potencies between 2 to 5 meters with dips between 70 to 90 degrees where Bench and fill is carried out and a high zone where it presents potencies between 80 centimeters to 2 meters with dips between 50 to 70 degrees where it is carried out mechanized cutting and filling, the latter being the focus of the thesis. This vein which was conditioned for the correct measurement of data. The necessary machinery for the unit processes of drilling, blasting and hauling was provided by the mining company in coordination with different outsourced companies. The meshes and results obtained may only be applicable to operations that have the same geological and geomechanical characteristics. New meshes were proposed that better fit the data obtained previously, generating new standards.

En el presente trabajo se realiza el estudio de la viabilidad técnica del incremento en el avance por disparo en secciones de 4 x 4, para la obtención final de avances mayores a 5 metros por disparo, con lo cual se incrementa en un 45 % aproximadamente el rendimiento actual que se viene desempeñando de 3.5 metros. Se debe enfatizar en la importancia de la optimización del desarrollo y preparación de un proyecto minero, realizando así avances de mayor longitud para preparar los tajos en menor tiempo y cumplir con los objetivos de producción por el cambio de método de minado, manteniendo la productividad y la utilización de los equipos involucrados en todo el ciclo de minado. Para el estudio se realizaron pruebas de campo durante un periodo de tiempo de 7 meses, periodo en el cual se hizo una recopilación exhaustiva tanto de datos operacionales como económicos y de productividad. La información compilada abarca cinco (5) campos de influencia; en primer lugar la adaptación del equipo de perforación para la obtención de una perforación de 5.7 metros de manera eficiente, en segundo lugar, la perforación, en donde se evalúa el rendimiento alcanzando en metros perforados por hora , la columna de aceros empleada y aspectos operacionales como la desviación de los taladros y la malla de perforación, el tercer campo considerado es la voladura , el cual abarca la elección del explosivo y de los accesorio de la voladura , el equipo con el que se realiza el carguío e indicadores como factor de potencia , eficiencia de disparo y sobrerotura, el cuarto campo considerado es la productividad en donde se busca alcanzar un número de disparos determinados para cumplir con el metraje diario programado ,finalmente el dimensionamiento adecuado de la flota para un acarreo y transporte eficiente. Con las variables y los parámetros a evaluar ya identificados y recopilados se realiza un tratamiento estadístico considerando si la información obtenida en el campo durante un periodo de tiempo es representativa y confiable al 95%, además se realiza también la identificación de valores atípicos que pudieran influenciar en la muestra evaluando si se rechazan dichos datos o serán considerados para el estudio. A partir de los datos obtenidos a lo largo de las pruebas y validados posteriormente, se evaluará todo el proyecto de optimización desde un punto de vista técnico y operacional. El resultado es, avances efectivos mayores a 5 metros por disparo, teniendo en consideración factores de importancia como la sobre rotura, el factor de carga, las vibraciones generadas por la voladura, la fragmentación, entre otros, además de la estimación de flota adecuada para la correcta eficiencia y utilización del equipo de perforación en mención.

El uso de explosivos en procesos de voladura en minas libera energía en forma de vibraciones, que no necesariamente ayudan en la fragmentación de la roca, sino que originan una perturbación de estructuras cercanas a la fuente de la explosión, principalmente a través de ondas sísmicas en todas las direcciones. Durante la vida de una operación minera a tajo abierto, la mayoría de sus componentes como el tajo principal, las plataformas de descarga y de lixiviación deben alcanzar una estabilidad física, especialmente cuando inicia su proceso de cierre. La presente investigación tiene como objetivo desarrollar un modelo de predicción de las vibraciones inducidas utilizando datos históricos de monitoreo en una mina a cielo abierto ubicada en la sierra peruana, esto con el fin de proteger los taludes de diseño final (Campo Medio) y las edificaciones sensibles de los poblados más cercanos (Campo Lejano). Ambos modelos están basados en la teoría de Devine de la distancia escalada de raíz cuadrada (SRSD) para predecir la velocidad máxima de partículas (VPP). Las distancias de monitoreo en campo medio oscilan entre 30 y 150 metros, las estructuras en este intervalo deben ser atendidas por los criterios de falla de Cameron McKenzie, que se basan en las propiedades geomecánicas del macizo rocoso y la velocidad de propagación de la onda P (Vp) combinadas a través de la Ley de Hooke. Para el campo lejano se tienen distancias desde los 150 hasta los 1000 metros, por lo que se ha optado por utilizar la norma alemana DIN 4150. El valor límite utilizado fue de 3 mm/s para frecuencias bajas en estructuras muy sensibles. La metodología consistió en la reducción de registros en base a estándares operativos, seguido de una discriminación por métodos de estadística robusta y regresión lineal. De esta manera se obtuvieron, en ambos escenarios, ábacos de distribución de cargas para predecir la VPP a una determinada distancia, que permite junto a los criterios establecidos previamente, limitar los explosivos para un mejor cuidado de estructuras. / The use of explosives on mining blasting processes release energy in form of vibrations, that are not useful for the rock fragmentation but to disturb the near structures near the blasting source, those are released on every direction through seismic waves. During the operational life of an open pit mine, most of its components such as the dumping platforms, leaching PADs and the pit itself have to reach a physic stability and with special care during the closure process. The main objective of the following thesis is to develop a vibrations prediction model using historical monitoring data of an open pit mining operation located on the Peruvian highlands, in order to protect the final design slopes (Medium Field) and the sensible constructions of the closest villages (Far Field). Both models are based on the Square Root Scaled Distance (SRSD) of Devine´s theory to predict the Peak Particle Velocity (PPV). Medium Field monitoring distances oscillates between 30 and 150 meters, and the structures from this range must be analyzed through the Failure Criteria of Cameron McKenzie, which is based on the rock mass geo mechanical properties and the P wave propagation speed combined with the Hooke´s Law. For the Far Field, the distances ranges from 150 to 1000 meters, therefore it was chosen to use the German rule DIN 4150. The limit value was of 3 mm/s for low frequencies over highly sensible structures. The methodology consisted on the reduction of measurement records according to operational standards, followed by the statistical discrimination and the lineal regression model. In this way, over the two scenarios it was obtained charge distribution abacus to predict the PPV for any distance, which allows together with the previous described criteria, limit the explosives to protect the structures.