Ingeniera Civil de Minas / Uno de los principales problemas de la minería corresponde a la determinación de la dilución operativa, la cual genera un impacto en el beneficio económico, haciendo que muchas veces se incurra en menores retornos de los esperados. Existe un sinfín de causales de dilución, partiendo por las características inherentes de la roca mineral a explotar (como la geología y geomecánica del sector); la selección de equipos mina; la altura de los bancos del rajo (en el caso de minería a cielo abierto) y la inclinación del mineral respecto de la horizontal, lo que repercutirá en el desplazamiento producto de la voladura; la interacción con otras estructuras de la mina (fallas, cuñas y cavidades); y no olvidar la experiencia y conocimiento de los operadores de equipos. El objetivo general del presente trabajo es analizar diferentes focos de dilución en la mina El Soldado, cuantificando su importe en la dilución global y estudiando posibles soluciones para disminuirla. Asimismo, se pretende entender la forma de operar una faena a cielo abierto, donde existen muchísimas dificultades de operación (cuñas, poco mineral, cuerpos mineralizados aislados, etc.), además de complicaciones económicas por las pérdidas millonarias que se producirán en El Soldado en los próximos años. La metodología de la experiencia consiste en: presentación del problema, análisis de antecedentes operacionales de la faena, revisión bibliográfica de la temática en estudio, identificación y análisis de los puntos de dilución en la operación, finalizando con una evaluación económica. Los focos de dilución a estudiar son: modelo geológico, definición de polígonos de extracción operativos, tronadura, forma de carguío, selectividad de equipos de carguío, caserones rellenos, error de muestreo geológico, caminos y rampas y prácticas operacionales. La distribución inicial de la dilución en la operación es la que se muestra a continuación: Dilución Planificada (5%) - Definición de polígonos de extracción (40%) - Modelo geológico (60%) Dilución Operacional (5%) - Tronadura (29%) - Forma de carguío (31%) - Selectividad de equipos (10%) - Caserones rellenos (9%) - Muestreo geológico (11%) - Caminos (3%) - Prácticas operacionales (7%) Se concluye que, disminuyendo la dilución a un 5% (valor asociado al modelo geológico), se obtienen ganancias de $9,25 MUSD.

Ingeniero Civil de Minas / El proceso de planificación minera de largo plazo para minas de cielo abierto comúnmente se aborda en etapas, debido a la gran cantidad de variables que hacen del problema uno complejo de resolver. El objetivo de este trabajo es estudiar la etapa de diseño de fases para un depósito cuprífero, lo que consiste en operativizar los pits anidados que son generados ya sea mediante el algoritmo de Lerchs & Grossmann o el Modelo de Secuenciamiento de Bloques propuesto por Johnson, utilizando distintos criterios de diseño empíricos y cuantificando su impacto en desviaciones de tonelaje y el resultado económico del agendamiento de la producción mediante el algoritmo Milawa. De los resultados experimentales, se concluye que los criterios de diseño empíricos basados en tonelajes de fase no presentan por si solos una ventaja o desventaja desde el punto de vista operacional y económico, lo que queda demostrado al ser sobreseídos por el resultado del algoritmo Milawa. En segundo lugar, el proceso de diseño afecta en la evaluación económica, pero no de manera correlacionada con las desviaciones de tonelaje. Adicionalmente, se destaca que el modelo de Secuenciamiento de Bloques obtiene un mejor VAN que el de Lerchs & Grossmann para los planes de este yacimiento. Este trabajo refuerza la idea de que el enfoque de la planificación minera de largo plazo debe avanzar hacia metodologías que permitan integrar las variables del problema, para así reducir las distorsiones entre etapas, la necesidad de iteraciones entre éstas, y por sobre todo comprender el impacto económico de los criterios y decisiones que deben ser tomadas.

Ingeniera Civil de Minas / Actualmente existe un sinnúmero de yacimientos que son explotados mediante minería de cielo abierto pero cuyos costos de extracción aumentan considerablemente a medida que el pit se profundiza, dando paso a la factibilidad de cambiar de método de extracción. Debido a lo anterior, muchas empresas han comenzado a evaluar la alternativa de considerar una mina subterránea en la planificación y los planes de producción, introduciendo el concepto de transición. Este trabajo desarrolla la aplicación de una metodología de selección de envolventes que optimiza la transición desde minería de cielo abierto a subterránea, enfocándose en la etapa de planificación conceptual de un proyecto. Para el cálculo de las envolventes, se utiliza como base el algoritmo de Lerchs y Grossman, por lo que no se considera una tasa de descuento para obtener los pits finales. Para el caso de la envolvente de cielo abierto, el algoritmo es utilizado directamente sobre el modelo de bloques en estudio, mientras que para la envolvente subterránea se mantiene el concepto, pero se aplica al modelo traspuesto (en z), por lo que se obtiene un pit final invertido. La metodología considera un espaciamiento mínimo entre envolventes para garantizar la estabilidad de la explotación, llamada Pilar de Estabilidad o Crown Pillar. Esta distancia es calculada como una función lineal de las variables geomecánicas del yacimiento. Por último, la envolvente subterránea incluye la variable dilución, la cual es modelada según parámetros de mezcla de Laubscher. Como resultado de la metodología, se obtiene la combinación óptima de envolventes y la ubicación del piso óptimo de la envolvente subterránea, asegurando una distancia mínima de estabilidad. Con el fin de estudiar el efecto de la variabilidad geológica, la metodología incorpora la incertidumbre a través de modelos de bloques simulados y el posterior análisis de riesgo, donde se observa la probabilidad de cada bloque de pertenecer a cada método, y en consecuencia, la sensibilidad de las envolventes conjuntas frente a la incertidumbre geológica. La validación de la metodología muestra que para un modelo de cobre, la transición entrega un beneficio 28.5% mayor al beneficio entregado si se considera únicamente la explotación por cielo abierto, una disminución en la cantidad de estéril de un 7.23% y un aumento en la ley promedio en un 19.6% (de 0.53% para el caso del pit final a un 0.66% para la combinación). Respecto a la dilución, su no consideración lleva a una sobreestimación del 19.8% de las reservas. Finalmente, el trabajo se enfoca en el cálculo de envolventes óptimas, por lo que una de sus debilidades es la no incorporación de una secuencia de extracción y por lo tanto, un plan de producción, quedando como recomendación para trabajos futuros.

Memoria para optar al título de Ingeniera Civil de Minas / Al definir fases en rajo es trascendental la intervención del planificador, mas no existe un respaldo teórico o lineamientos documentados para tomar esta decisión, lo que se traduce en la aplicación de criterios subjetivos o comunes conocidos como reglas de dedo . El objetivo del trabajo es estudiar el impacto del uso de este tipo de criterios de definición y diseño de fases comunes en la industria y concluir acerca de las preconcepciones asociadas existentes versus sus reales efectos. Para esto el trabajo se divide en dos partes, la primera concierne a la definición de volúmenes de fases para dos rajos, que cumplan con criterios de control de tonelaje (mineral cte. o tonelaje total cte.) por fase, siguiendo la secuencia de Lersch y Grossman, REM constante o REM creciente para tres periodos de tiempo distintos. Con ellos se generan 32 escenarios diferentes indicados en la figura inferior. FIGURA - ESCENARIOS DE ESTUDIO (X: 1.5,2,3 AÑOS) PARA CADA YACIMIENTO Se realizan los planes de extracción de los 32 escenarios con envolventes suavizadas y sus evaluaciones cualitativo-económicas para comparar el desempeño que cada criterio tiene en los distintos casos, identificando el mejor para cada yacimiento. Como segunda parte, se realiza sobre estos últimos el diseño minero y su plan operativo. Finalmente se evalúan los resultados obtenidos entre la disposición teórica de fases y los diseños finales, comparando su interrelación, fidelidad, alteración y los efectos de la integración del diseño minero. De los escenarios generados se concluye que definir fases con REM cte. es técnicamente difícil, requiere alta inversión de tiempo con un producto que no promete necesariamente un mejor negocio comparativo, genera planes con menor flexibilidad, menor y más errático número de fases en extracción por periodo y de más alto riesgo económico. Al contrario, el criterio de REM creciente se evidencia beneficioso en estos mismos ámbitos. Por otra parte, el control de mineral contribuye positivamente a la economía del proyecto, muy por sobre el control de tonelaje, al asegurar una cantidad de mineral en cada fase y vuelve el plan más robusto ante imponderables. Mientras el criterio de REM libre presenta resultados menos predecibles y sin tendencia clara. De los escenarios diseñados se concluye que generar un mayor número de fases contribuye positivamente al VAN siempre que sus contenidos de mineral sean más bien homogéneos, sus tamaños no sean distalmente diferentes y el diseño permita su operatividad efectiva.

Memoria para optar al título de Ingeniera Civil de Minas / En el Proyecto Mina Chuquicamata Subterránea, que nace a raíz de la transición de un método vía rajo abierto a un método de explotación subterránea, surge la oportunidad de analizar el uso de material de relleno en la excavación superficial dejada por dicho rajo. Esto debido a razones ambientales principalmente, pues permitiría re-utilizar este pasivo minero y con ello, eventualmente evitar la construcción de un nuevo tranque, a causa del agotamiento de la capacidad del actual tranque Talabre. Frente a este escenario, es importante cuantificar el impacto que podría tener el depósito de este material de relleno en la planificación minera, debido a que al tratarse de un material en principio más fino, se puede generar un efecto considerable en términos de dilución. Para llevar esto a cabo, se realiza un estudio de flujo gravitacional mediante el software REBOP, para luego representar estos resultados de dilución en un modelo de planificación que funciona según la metodología de Laubscher y que permitirá obtener el plan minero que muestre la variación de las leyes debido a la presencia de diluyente. Se realizan dos escenarios de simulación: uno utilizando la fragmentación dada por la curva granulométrica de Chuquicamata y otro, considerando parámetros calibrados con un modelo experimental que busca representar físicamente el efecto del depósito de material en el rajo. Dentro de estos escenarios, se representa un caso base y uno con material de relleno para un macro bloque representativo de las zonas norte, centro y sur del yacimiento, de manera de comparar la variación entre uno y otro caso. Con respecto a los resultados, se tiene que en el primer escenario, se detectó el ingreso de material de relleno en las reservas pero en un porcentaje bajo en comparación al caso base, mientras que en el escenario calibrado con el modelo físico no se percibe ingreso de este diluyente, tal como sucedió con los resultados obtenidos del experimento. Se procede entonces a realizar la comparación sólo con el primer escenario, de manera de evaluar económicamente esta entrada de material de relleno. Luego de la calibración de los resultados de REBOP, se obtiene que el punto de entrada de dilución (PED) efectivamente disminuye en el caso con diluyente, lo que significa que este material más fino ingresa antes por los puntos de extracción. Gracias a estos valores de PED zonificados, se construyen los planes mineros, en donde se obtiene una pérdida de 77.010 [ton] de finos en el caso con relave, de los cuales, el 95% ocurre durante la explotación del nivel 2 (en el nivel 1 no hay efecto debido a la temporalidad y la secuencia del depósito de material). Cuantificando económicamente, el ∆VAN se traduce en 60 MUS$, lo que significa una pérdida del 1.1% del VAN. Bajo las condiciones simuladas, el impacto global (nivel 1 y 2) del ingreso de este material de relleno en las reservas es prácticamente nulo, lo cual lleva a la conclusión de que una disminución de aproximadamente 10 puntos de PED no tiene mayor efecto en la recuperación de leyes según el modelo de Laubscher. Se reconoce entonces que la entrada de diluyente podría ser irrelevante bajo las hipótesis consideradas en este estudio, sin embargo, debe ser reevaluado recopilando nuevos antecedentes de parámetros para la calibración de REBOP y para el desarrollo de un nuevo modelo experimental que replique características como una razón de granulometría relave/mineral no constante o un tiraje no uniforme de los puntos.

Ingeniera Civil de Minas / Actualmente, bajo las condiciones de costos en que se encuentra la industria minera, ésta requiere más que nunca que sus recursos sean utilizados eficientemente. Dentro de los factores que están en juego para aprovechar estos recursos, el costo de extraer mineral de un yacimiento es clave, ya que influye en la determinación del tonelaje total a remover. La necesidad de este análisis radica en que algunos proyectos mineros que han sido planificados con un valor fijo, muestran al término de la evaluación una notoria diferencia con los resultados de los costos obtenidos en los últimos años de la vida mina, lo que podría generar que se extraiga más tonelaje que aquel que maximiza el beneficio de los interesados. La metodología desarrollada propone distintos escenarios para definir pit final, secuencia y programa de producción para dos yacimientos. Estos escenarios se obtienen de combinar algunos factores en la evaluación: dos costos mina distintos como input, utilizar o no una tasa de descuento y considerar o no un ajuste del costo mina a medida que la extracción se profundiza. Luego de determinar los escenarios, se continúa con etapas de planificación minera, donde en forma simplificada se diseñan las fases y se construye un plan de extracción del material. Finalmente, se realiza una evaluación económica de los distintos casos, teniendo como resultado por un lado, un perfil de costos por año mejor estimados que los valores fijos usados como input y por otro lado, un valor de beneficio descontado, el cual sólo considera las inversiones asociadas a la mina. Los principales resultados muestran que el costo mina, en todos los casos, presenta un patrón similar en su evolución, teniendo una tendencia creciente a lo largo de los años. Este efecto del aumento del costo mina se ve afectado, principalmente, por la disminución del tonelaje de los últimos años y no por un aumento en el costo total. Además, se observa que las principales diferencias entre los distintos casos se dan en los últimos años. Por otro lado, al analizar la recuperación de metal y el beneficio descontado a lo largo del tiempo, se tiene que en periodos intermedios de la vida mina, los casos con menor volumen presentan un beneficio mayor, al extraer antes las reservas. Sin embargo, esta diferencia se pierde al tener que costear la extracción de estéril de las fases posteriores, disminuyendo la brecha de beneficio en los últimos años, ya que si bien agregan valor, no son de gran impacto dado el efecto de la tasa de descuento y el largo plazo que se está considerando. Para los proyectos en los distintos escenarios se tiene que las diferencias entre los VAN fluctúan, para un caso, entre 5% y 8% y para el otro entre un 3% y 13%, donde esta diferencia se puede atribuir al efecto sobre los ingresos y no debido al aumento del costo mina, ya que los costos totales descontados son similares en todos los casos a lo largo de la vida mina. Según los objetivos planteados y en base a la metodología realizada, no es posible afirmar que el aumento del costo mina en los últimos años, respecto del valor fijo utilizado como referencia, genere un impacto en la determinación del tamaño de una mina. Sin embargo, dado a que los ingresos sí presentan cambios bajo los escenarios evaluados, se recomienda para trabajos posteriores determinar qué factores son los más influyentes en este efecto. Además, se sugiere aumentar el número de yacimientos a estudiar con el fin de concluir sobre una mayor cantidad de casos.

Ingeniero Civil de Minas / La planificación minera busca construir un plan productivo que represente el mejor negocio para la compañía y que pueda ser alcanzable con los recursos disponibles de la mina. Sin embargo, existen retrasos que afectan el cumplimiento del plan y por ende afectan el valor del negocio. Particularmente, en la operación El Soldado existen retrasos provocados por la interacción que hay entre la mina a cielo abierto, actualmente en operación, y la mina subterránea ya cerrada desde el año 2010. Esta interacción ocurre producto del relleno a realizar desde la superficie del rajo a las cavidades subterráneas, las cuales representan un riesgo de estabilidad en la operación del rajo. Una manera de estudiar la interacción existente entre las dos minas es ver la relación directa entre las cavidades subterráneas y los polígonos de extracción del rajo. El presente trabajo tiene como objetivo construir un plan productivo de mediano plazo para el año 2014 incorporando la interacción entre la mina a cielo abierto y la subterránea, logrando de esta manera obtener un mejor cumplimiento que el plan Budget 2013, en el cual no se considera la interacción. Como metodología de trabajo se busca agendar la extracción de polígonos del rajo considerando de antemano el relleno a realizar en las cavidades subterráneas. Para esto se implementa la herramienta computacional UDESS la cual permite programar actividades de manera óptima que en este caso corresponden a polígonos de extracción y a cavidades a rellenar. Posteriormente, se realiza una validación de los resultados obtenidos para el año 2013 comparando este con el plan Budget del mismo año. Debido a que la diferencias de movimiento de material, cobre fino producido y área explotada está dentro de la aceptable para el área de planificación de El Soldado, se calcula el plan productivo para el año 2014 con la herramienta. Los resultados muestran que para el año 2014 existe una ganancia de cobre fino de 2.403 toneladas en comparación al plan Budget, logrando de esta manera aumentar en 1.67 MUS$ el ingreso producto de la optimización generada, versus el procedimiento manual actual en la construcción del plan de mediano plazo. De los resultados se concluye que es posible incorporar la interacción entre la mina rajo y la subterránea al definir precedencias operacionales entre los polígonos de extracción y las cavidades a rellenar, obteniendo un plan productivo óptimo y sin retrasos operacionales. Por tanto, se recomienda para trabajos futuros utilizar la metodología de este estudio en la construcción del plan productivo de mediano plazo para el año 2017, debido a la gran cantidad de cavidades a rellenar en ese año y que no están detalladas por mes en el plan productivo construido en este trabajo. Además, se recomienda usar esta metodología en minas que presenten una transición de subterránea a cielo abierto, y en donde es necesario el relleno de labores subterráneas producto de las inestabilidades que puedan afectar al personal en la operación del rajo.

El objetivo principal de este trabajo de tesis es desarrollar una metodología y una herramienta que permitan definir un pit final incorporando las restricciones de capacidad y las condiciones de incertidumbre asociadas al recurso geológico. El resultado metodológico consiste en un algoritmo de cálculo que incorpora heurísticas de definición de pit final como es la enunciada por Lerchs y Grossman (1964), en conjunto con heurísticas de secuenciamiento de bloques como son enunciadas por Gershon (1987). Dichas heurísticas son enlazadas dentro de un proceso iterativo en que se generan versiones de pit final y sobre las cuales se aplican las restricciones de capacidad por período y descuento intertemporal de acuerdo a una tasa de descuento. La implementación de esta metodología en una herramienta, es llevada a cabo con la validación sobre un estudio de caso donde se pueden apreciar los impactos de incorporar las restricciones de capacidad, reflejado en un importante aumento en el valor de los flujos de caja para cada capacidad estudiada. Las formas de los pits finales generados en cada caso muestran una fuerte dependencia con la restricción capacitaria impuesta. Por su parte, la incorporación de la incertidumbre geológica en la metodología de cálculo da lugar a una nueva dimensión del análisis en la planificación minera, donde se define una zona geométrica con la distribución de probabilidad de extracción de acuerdo a la variabilidad de las simulaciones geoestadísticas, la cual puede apoyar la toma de decisiones de acuerdo al nivel de riesgo que se esté dispuesto a tomar en el proyecto. La herramienta y la metodología desarrolladas en este trabajo de tesis representan un paso en la dirección a una nueva planificación minera integrada, donde se toma en cuenta con bases técnicas mineras el valor económico y el riesgo asociados a cada proyecto dentro del portafolio de potenciales negocios.

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).