La Tesis se resume en la implementación de métodos de control, alternativas de solución para la mejora de la productividad, en base al análisis de las operaciones en función del tiempo, ya que como sabemos el acarreo y transporte son variables que influyen en forma prioritaria en la reducción de costos. Inicialmente se analizaran los factores que afectan positiva y negativamente la productividad de la operación de acarreo y transporte (línea base), los métodos de trabajo, y los sistemas de control (en caso se cuente con los mismos o si sería necesario una implementación), a este análisis acompañaremos una propuesta de solución a la actividad que genera un mayor tiempo improductivo en el proceso, finalmente se propondrá una Guía para la optimización de flota en minas subterráneas con similares características que la mina analizada (Cía. Minera Condestable S.A.). Finalmente los logros alcanzados han sido producto de: - Apoyo y confianza de la alta gerencia. - Responsabilidad, apoyo, motivación y trabajo en equipo de todo el personal. / Tesis

Este proyecto aborda el tema de diseño geomecánico de una mina subterránea, desde la perspectiva de un estudio a nivel de ingeniería de factibilidad. Se debe tener en cuenta que la importancia de la Geomecanica aplicada a las operaciones mineras, es la de salvaguardar la seguridad e integr idad del personal y de su entorno a lo largo de la operación de la mina, al mantener las labores y los tajeos estables. Además de tener una operación rentable; asegurando la estabilidad de las cajas para obtener una baja dilución. Para el diseño se ha tomado en cuenta la calidad del macizo rocoso, la parte estructural de este y los esfuerzos en el mismo. Para el presente estudio se realizaron Investigaciones geotécnicas y geomecánicas conformadas por logueos geotécnicos, ensayos de permeabilidad y taladros orientados para investigar las orientaciones de las estructuras presentes en el macizo rocoso. Se seleccionó además muestras representativas para realizar ensayos de mecánica de rocas, dichos ensayos fueron realizados en el Laboratorio de Mecánica de Rocas. El sistema de clasificación para la calidad del macizo rocoso fue el RMR76, debido a que las gráficas de diseño empírico están basadas en datos realizados en este sistema, con esta información geotécnica y complementada con la información geológica, fue posible realizar un modelo geotécnico y posteriormente una zonificación geomecánica del Macizo Rocoso. Es importante recalcar que se usaron herramientas de diseño empíricas como herramientas de software (Dips, Unwedge, Phase2, pertenecientes a Rocscience). Se ha desarrollado el diseño de los tajeos mediante métodos empíricos utilizando el Método gráfico de estabilidad, con estos se dimensionó los tajeos y las labores de desarrollo y preparación, además de diseñar el sostenimiento necesario para estas últimas, realizando verificaciones de los factores de resistencia de esfuerzos mediante el software Phase2, teniendo en cuenta la secuencia de minado. El estudio realizado abarca una perspectiva general de un estudio geomecánico y las sugerencias de sostenimiento que se puedan emplear. / Tesis

Magíster en Minería / Ingeniero Civil de Minas / Ingeniero Civil / Una práctica común en la industria minera es descomponer el proceso de la planificación en diferentes etapas, de modo que el proceso general y las etapas individuales pueden desarrollarse más fácilmente dada la gran complejidad que conllevaría tratar grandes volúmenes de información al mismo tiempo. Sin embargo, producto de esta forma de planificar comienzan a emerger algunas inconsistencias, especialmente en los megaproyectos mineros subterráneos, donde lo habitual es calcular en un principio el secuenciamiento minero a lo largo de la vida de la mina sin integrar constitutivamente el plan de desarrollo y construcción minero, para medirse sólo posteriormente la factibilidad de cumplir un determinado diseño minero. En consecuencia, dentro de los problemas que pueden materializarse al trabajar con una planificación desagregada está, en particular, la imposibilidad de capturar el valor real de un proyecto al no tener en cuenta las labores relacionadas a los túneles, galerías e infraestructura en general reflejado en un aumento de costos o disminución de la meta productiva. Por tanto, la presente investigación tiene por objetivo presentar un modelo de programación matemática para el tratamiento del secuenciamiento y agendamiento de una mina subterránea, teniendo en cuenta la producción, los recursos disponibles y la constructibilidad de manera integrada, siendo una herramienta de análisis rápido para el planificador minero. La función objetivo del modelo aquí presentado es la maximización del valor presente neto de un conjunto de actividades, sujeto a: Restricciones operacionales de capacidad de construcción dada por el número, disponibilidad y rendimiento intrínseco de equipos; Restricciones de precedencias físicas y operacionales, relativas a la posibilidad real de realizar una actividad por sí misma dado que hay acceso a ella y a la posibilidad de ejercer dicha actividad dado el vínculo con otras dentro de un proyecto; Restricciones de procesamiento en cuanto a la capacidad máxima y mínima admisible para tratar mineral; Y restricciones de recursos disponibles en cada periodo, ya sea en cantidad de materiales para la construcción, aire o cualquier medida cuantificable a distribuir. La implementación final resulta en una herramienta llamada UDESS que ha sido presentada en diversas publicaciones anteriormente. Los resultados muestran que el programa de producción cambia cuando se considera la constructibilidad de un diseño minero, más aún, tiene influencia en el resultado y si bien no se asegura obtener un valor de negocio mayor, sí un mayor grado de robustez por considerar más información y evaluarla en poco tiempo de manera conjunta. Por tanto se recomienda utilizar los resultados de este modelo como una guía en la construcción de planes mineros subterráneos y una prueba de factibilidad para un diseño minero con múltiples opciones de desarrollo.

Ingeniero Civil de Minas / Hoy en día, el negocio minero se sitúa en un escenario bastante negativo, producto de una prolongada tendencia a la baja en el precio de los metales. Frente a esto, es de vital importancia potenciar los sectores productivos, en particular la pequeña y mediana minería, donde esta última mantiene un aporte anual a la producción de cobre de aproximadamente el 5.3% del total nacional, lo que se traduce en cerca de 300 kt/año de cobre. Frente a este escenario, se propone la incorporación de una metodología enmarcada en la noción del Mine to Mill, concepto que ha presentado una muy positiva aplicación en los procesos de gran minería en superficie. Para llevar a cabo esta metodología, se trabajó inicialmente con una base de datos con información histórica de tronadura de una mediana mina subterránea operada por medio del método de Sub-Level Stoping. En la base de datos se destacan 7 sectores productivos, que cuentan con información de la operación de tronadura, caracterización de la roca y parámetros del modelo de distribución granulométrica resultante (Gaudin-Schuhmann). A partir de la información de tronadura, se desarrolló un modelo predictivo de granulometría, orientado a la determinación de los tamaños característicos P80 y P100. Dichos modelos, fueron validados por medio de la metodología de Montecarlo para asegurar la aleatoriedad requerida del proceso, siendo aceptados ambos modelos con correlaciones mayores al 99%, error relativo de ajuste del orden del 5% y errores relativos de validación cercanos al 17% y 11% para el modelo de P80 y P100, respectivamente. En base a los modelos desarrollados, se han generado 3 casos de estudio correspondientes a distintas distribuciones de granulometría: fina, intermedia y gruesa. Estos casos fueron combinados a su vez con tres tipos de minerales, clasificados con diversos niveles de durezas. De esta manera, se generaron 9 escenarios de simulación en estado estacionario para una planta con circuito de conminución típico en mediana minería, obteniéndose diferencias en el consumo energético de 18% para minerales duros y -21% con el caso blando con respecto al caso base. Una vez determinadas las variables de operación de mina y planta de cada uno de los escenarios, estos fueron englobados en un contexto de mercado y estructuras de costos de un caso particular de faena de mediana minería, con el objetivo de realizar una evaluación económica, la cual indicó que para el caso de estudio, los casos de granulometría ROM gruesa obtienen mayor beneficio, cerca del 12% por sobre los casos finos, comparándose con el caso base de cada tipo de mineral. Sin embargo, existen casos en que se puede aprovechar el aumento de aproximadamente el 25% de la capacidad de acopio de gruesos con mantenciones a los equipos aguas abajo. De esta manera, se concluye que la metodología planteada y aplicada al caso de estudio, no genera valor económico utilizando el concepto de Mine to Mill, pero se observa la posibilidad de generar flexibilidad operacional y aprovechar las tasas de acopio, en las diferencias de rendimiento, en mejores limpiezas, mantenciones, u otras alternativas que aumenten la confiabilidad de los procesos. Por otro lado, la implementación en alguna otra faena es factible si se conoce la información requerida para realizar la evaluación económica indicada en el presente estudio.

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Ingeniero Civil Electricista / Esta tesis presenta un resumen de las actividades, proyectos necesarios, implementación, resultados y discusión de éstos, para realizar una transferencia tecnológica de un sensor de deformaciones basado en la reflectometría óptica descrita por L. Brillouin. Este desarrollo se realiza en los laboratorios de la Nippon Telephone and Telegraph en los años 2002-2003 y es seleccionado para su transferencia hacia la minería a través de una nueva empresa Mining Information Communications and Monitoring , MICOMO S.A. creada para estos fines por la sociedad formada por CODELCO Chile y NTT. Para incorporar este tipo de tecnologías no probadas , ni existentes en el arsenal de las empresas de ingeniería que diseñan las explotaciones y plantas mineras, se hace necesario recorrer el largo camino del innovador, vendiendo los conceptos y realizando pilotos a nivel escritorio, a nivel industrial, contrastando durante largos periodos las mediciones de los nuevos métodos con las mediciones realizadas con instrumentación probada . Se hace necesario aclarar y establecer los ámbitos, rangos, operatividad, requerimientos de instalación, mantención y ambiente y, obtener la aprobación de pares cuya prioridad es la producción de cobre o Mega Watts. Entre los resultados más destacables, cabe mencionar los siguientes: - Se miden por primera vez, a entender del autor, en la minería mundial deformaciones en línea y distribuidas del macizo rocoso sometido a una operación minera. Con estas mediciones se investigaron las influencias sobre las distintas estructuras instrumentadas de la actividad minera, se correlaciona la medición de deformaciones con la actividad micro-sísmica y se comienzan los estudios para analizar la dinámica actividad minera (extracción) versus deformación de una estructura, túnel, pilar de punto de extracción y la actividad micro-sísmica que precede o antecede al desplazamiento. - Se logra por primera vez en el mundo medir, establemente, pequeñas deformaciones de 3000 metros de estructura de un túnel de conducción de aguas a 100 metros de presión de agua y con flujos de 2 a 3 metros por segundo. - Se entrega a la operación minera e hidráulica global una herramienta para medir, alarmar y posteriormente modelar un lazo de control de producción con la variable salubridad estructural como condicionante de esa producción.

Ingeniero Civil de Minas / A medida que las operaciones mineras subterráneas se han ido profundizando, se ha encontrado roca más competente clasificada como roca primaria, la cual origina una granulometría más gruesa en comparación a la roca secundaria. Esto ha impactado fuertemente al manejo de minerales y ha afectado la productividad y costos de operación. Debido a esto gran parte de los avances tecnológicos de las últimas décadas han apuntado a esta actividad, principalmente a utilizar equipos más robustos que permitan manejar colpas de gran tamaño. Si se considera que la fragmentación es uno de los parámetros más influyentes en el éxito y rendimiento de una operación, parece lógico enfocarse en este aspecto e invertir en fragmentar el macizo con el fin de obtener una granulometría extraíble más fina (P100<72 cm, P80< 30 cm). Sin embargo, tampoco existe una referencia reciente del diseño de un sistema de manejo de minerales que permita aprovechar esta característica de manera óptima. Es por esto en este trabajo se propone tres alternativas de diseño, de las cuales se selecciona la mejor en base a argumentos técnicos y económicos, para finalmente compararla con una explotación convencional de Block Caving y determinar así cual es el margen económico disponible para gastar en fragmentación. Se genera tres alternativas tomando como base de diseño un módulo de 90 m x 80 m, con cuatro galerías de producción y nueve galerías de zanja y buscando alcanzar una tasa de extracción objetivo de 2 [ton/(m^2 día)]. Los dos primeros diseños se basan en un sistema de manejo de minerales gravitacional mediante piques de traspaso, buzones alimentadores y camiones. La tercera alternativa se plantea como un diseño más tecnológico, que propone una mayor continuidad de la operación y una potencial automatización total. Consiste en equipos alimentadores diseñados específicamente en este estudio, los cuales vacían el mineral desde el punto de extracción a un transportador continuo de cadenas que descarga sobre un triturador de bajo perfil tipo sizer. Luego de reducir su tamaño, el mineral es traspasado por piques al Transporte Intermedio, donde una correa transportadora lo lleva al Transporte Principal. Después de realizar la comparación técnica y económica se elige la Alternativa III como la mejor opción, debido principalmente a que su gasto más intensivo es en equipos, los cuales pueden ser reinstalados en otro módulo una vez terminada la explotación. Esta ventaja es importante considerando que cada módulo tiene una duración de 7 meses y se ve plasmada en un menor VAC al considerar un horizonte de explotación de 10 años. Otra ventaja que posee es que al implementar una automatización total del proceso se aumenta la seguridad de los operadores (al sacarlos del contacto directo con la explotación) y se disminuye los tiempos muertos, favoreciendo con ello la productividad. Finalmente se obtiene que al comparar la Alternativa III con una explotación convencional mediante Panel Caving, se tiene un margen del 36% del CAPEX total para invertir en fragmentación, ganando entonces la oportunidad de facilitar la operación, aumentar la tasa de extracción y disminuir los tiempos de retorno de la inversión.

Ingeniero Civil Industrial / La industria minera se caracteriza por requerir fuertes inversiones de capital para el desarrollo de proyectos, dentro de los cuales los servicios de construcción pueden concentrar cerca del 45% de los costos de un proyecto. En este contexto, una empresa proveedora especializada en servicios de construcción subterránea presenta un aumento de costos y horas de falla de sus equipos críticos. La disponibilidad física, si bien se mantiene por sobre el promedio requerido, presenta períodos en que se encuentra por debajo del límite de 85%. A partir de los registros operacionales y de mantenciones de equipos, se busca determinar las condiciones que favorecen la ocurrencia de fallas, como también obtener períodos de trabajo entre mantenciones preventivas que permitan maximizar el beneficio o disponibilidad esperada. El trabajo se realiza en tres etapas: Consolidación de registros operacionales y mantención, estimación de la probabilidad de falla de equipos a partir del ajuste de distribuciones de probabilidad o modelos de minería de datos, determinar una pauta de mantenimiento para cada tipo de equipo dependiendo del modelo escogido. De acuerdo a los modelos predictivos, la variable principal corresponde a las horas de mantenimiento correctivo recibido, aumentando la probabilidad de falla en la medida que el equipo recibe mayores horas de reparación. Dejando fuera esta variable, la utilización, productividad y horas de mantenimiento preventivo corresponden a las variables explicativas. Si bien se proponen distintas teorías, la información actual del modelo es insuficiente para determinar la causa principal de este fenómeno. Para el caso de los equipos scoop y jumbo se obtienen modelos de Regresión Logística y Árbol de Decisión que alcanzan precisiones en torno al 30%, mejorando la proporción inicial de fallas de 8%. La aplicación de modelos predictivos se traduce en un ahorro estimado de 4% sobre los costos de reparación anuales. A partir del análisis de funciones de probabilidad de falla se determinan intervalos de mantención eficientes para cada equipo: 25 horas efectivas de trabajo para los equipos dumper, 2970 metros perforados para equipos jumbo y 473 paladas para el caso de equipos scoop. Los dos primeros resultados suponen una reducción de los intervalos actuales de la constructora, mientras que para los equipos jumbo un leve aumento. Recomendaciones finales del trabajo incluyen mejorar el sistema de registros, consolidar la información de operador y mecánico, incorporar indicadores de mantenimiento preventivo y realizar un seguimiento de equipos reparados. Aplicar los modelos a nivel de equipos y componentes, como también incorporar nuevas variables explicativas, pueden ser alternativas interesantes de trabajo futuro.

La mina subterránea del norte actualmente cumple con el tonelaje de producción planeada, el cual es de 1,500 t/día, la problemática surge porque se está obteniendo leyes de cabeza muy por debajo de lo planeado, tal como lo muestran los reportes de la planta concentradora mediante los balances metalúrgicos, por lo tanto esto está comprometiendo seriamente en la producción de finos estimada para este año. El presente trabajo demuestra que tanto la dilución estimada y la sobre dilución son factores principales que originan la disminución en la ley de cabeza, para el cálculo de la sobre dilución, se tuvo en cuenta la diferencia entre dilución operativa real y la dilución operativa de diseño, para lo cual se realizó un seguimiento puntual en campo durante un periodo de tres meses, de tres labores de explotación cuyo método es el de corte y relleno ascendente. Al realizar el cálculo de las leyes y tonelajes tanto de lo planeado y lo ejecutado se nota una gran diferencia entre las leyes de cabeza y tonelaje, esto debido principalmente a la sobre dilución, la cual ha sido medida en campo. Con el objetivo de lograr una mejor ley de cabeza sin alterar el ritmo de producción actual de 1,500 t /día, surge la necesidad de elaborar el presente proyecto, el cual presenta algunas alternativas de mejora puntuales pero muy significativas como realizar un ajuste en la sección de diseño, se propone la sección de 3.5x3.5m con lo cual la explotación sería más selectiva, esto lleva a un nuevo análisis en los equipos de producción, ciclo de minado, estimación de reservas, inversiones y análisis económico del cual se obtendrá un nuevo Valor Presente Neto que corrobore esta alternativa de mejora que se está proponiendo. Finalmente, se realizó una evaluación (trade off) de productividad actual vs selectividad (propuesta), poniendo en práctica lo descrito en el proyecto. El resultado de ambos análisis económicos nos ayudó a poder determinar la mejor alternativa y tomar una decisión. / Tesis

Ingeniero Civil de Minas / Uno de los métodos de explotación que permite la extracción de yacimientos minerales con cuerpos de grandes dimensiones es el método de Block Caving. En dicho método existen diferentes operaciones unitarias, que van desde que se extrae el mineral de la mina hasta que llega a su procesamiento metalúrgico. A partir de la confiabilidad y disponibilidad de los componentes del sistema de manejo de minerales, se puede evaluar la certeza del cumplimiento del plan de producción. Por ello, el objetivo principal de este trabajo es determinar la confiabilidad operacional del proceso de manejo de minerales al interior mina, a partir de un modelo de simulación integrado. Para ello se realizaron simulaciones de distintos escenarios con la variación de parámetros operacionales, obteniéndose la disponibilidad teórica del sistema y el impacto de las labores de mantención en el uso de equipos y recursos. Se tomó como referencia el sistema diseñado para Chuquicamata Subterránea, en particular, el macrobloque N5-1 ubicado en la cota 1841, para el cual se asociaron distintas interferencias operaciones y modos de falla a cada componente. El modelo consta de puntos de extracción, subcalles de producción, parrillas de reducción, piques de traspaso, tolvas de almacenamiento, alimentadores, chancadores y una correa transportadora. Para la simulación se utilizó el software Availability Workbench®, en su módulo AvSim, en el cual se consideraron 1.000 réplicas para un tiempo de 7.200 horas. Se evaluaron un total de 18 escenarios posibles, en los cuales se varió el criterio de ingreso de cuadrilla para la reparación de puntos de extracción, la implementación de mantenciones programadas e inspecciones preventivas y la cantidad de equipos y recursos disponibles para la realización de las labores de reparación y mantención. De los resultados obtenidos, se destaca que el criterio de ingreso de reparación de puntos fue el factor más determinante en la disponibilidad del sistema, mientras que la variación del stock de equipos y recursos y las mantenciones programadas no provocaron un impacto significativo en ésta. El criterio medio de ingreso fue el que entregó la disponibilidad más alta (del orden del 80%) y los componentes más influyentes fueron los puntos de extracción y la correa transportadora. Al comparar la producción planificada con la producción según el modelo de confiabilidad, se tiene resultados similares que fluctúan entre 6,8 a 7 millones de toneladas. Como conclusiones del trabajo realizado se tiene que es de suma importancia elaborar una estrategia que permita la reparación de puntos sin la necesidad de paralizar todo el funcionamiento de las calles, buscar una alternativa de transporte del mineral cuando la correa se encuentre fuera de servicio y, para evitar el deterioro anticipado de los equipos e infraestructuras, es necesario la implementación de una estrategia de mantenciones programadas que además permita optimizar los tiempos productivos y los tiempos detenidos.