Memoria para optar al título de Ingeniero Civil de Minas / El presente trabajo tiene por objetivo comparar la metodología tradicional frente la metodología de agendamiento directo de bloques en cada aspecto de la planificación a largo plazo para la minería de cielo abierto a través de un caso de estudio, el cual corresponde a un modelo de bloques de oro obtenido a través de la librería Minelib. Para la comparación se usaron datos reales, los cuales se obtuvieron a través de la misma librería del modelo, con los cuales se procedió a definir los parámetros básicos para la planificación. En la metodología tradicional se definieron 5 fases en base a los pits anidados obtenidos, en cambio para la metodología DBS se obtuvieron 7 periodos para llevar a diseño. Además, a través de las herramientas de Doppler se definieron los planes de producción, que resultaron para ambas metodologías con una capacidad mina escogida de 17 [Mtons/año] y una vida de 7 años. Cabe destacar que la mina contenía de dos pits de diferente tamaño y extensión, y cada uno se evaluó por separado para aplicar en forma correcta las restricciones operacionales por fase. Con estos resultados se procedió a realizar una operativización con el diseño minero de las fases y periodos acorde a cada metodología según restricciones operacionales a través del software Vulcan, donde la metodología tradicional logra extraer un total de 24 bancos y la metodología DBS extrae 25 bancos en el pit más grande, y para el pit más pequeño ambas metodologías logran extraer 12 bancos. Con estos diseños se llevó a cabo una cubicación con el fin de generar una secuencia de extracción a través de planilla de cálculo y posteriormente dimensionar las flotas de equipos que se utilizaran para el estudio. La secuencia de extracción obtenida para ambas metodologías entrego un plan de producción suavizado y que fijó la vida de la mina en 9 años debido que la capacidad máxima alcanzada por la planta fue de 10 [Mtons/año] en conjunto con las limitantes operacionales. Una vez definida la secuencia de extracción se procedió a calcular los costos para finalmente obtener el VAN de cada caso, donde la metodología tradicional reportó un VAN de 626.4 MUSD, en cambio a la metodología DBS un VAN de 658.1 MUSD, lo que equivale a una diferencia del 5%. Se concluye con esto que, desde el punto de vista económico, la metodología DBS no genera una mayor diferencia de lo que se obtiene en la metodología tradicional. Por otro lado, las secuencias de extracción y así mismo el diseño minero de las fases de la metodología DBS logran ser mejores que la de la metodología tradicional en términos de tener menores distancias por año y menor extracción de lastre adicional, por lo que resulta interesante generar estudios enfocados a yacimientos con más de un mineral de interés, así como la integración del blending en los criterios de decisión, que puedan a prueba esta alternativa de planificación. Con esto se lograría aportar y complementar los estudios realizados en torno al agendamiento directo de bloques.

Magíster en Minería. Ingeniero Civil de Minas / En la actualidad, el proceso de diseño operativo de fases en minería a cielo abierto toma una gran cantidad de tiempo y es considerado un arte dentro de la industria. Este se lleva a cabo de manera iterativa probando escenarios de aciertos y errores hasta llegar a un diseño que sea adecuado y operativo. Por tanto, el planificador minero resuelve este problema mediante el arte del diseño utilizando criterio experto, invirtiendo una gran cantidad de tiempo en la elaboración de los diseños y sin asegurar que se esté optimizando el beneficio económico de la envolvente económica. Además el diseño final depende fuertemente de su criterio. El objetivo del presente trabajo es crear una metodología de diseño que permita la generación semi automatizada de rampas en múltiples fases que respete restricciones técnicas, operativas y sean óptimas desde un punto de vista económico. Esta herramienta permitirá acelerar y fortalecer el proceso de planificación, al mismo tiempo que otorgar valor en la evaluación de proyectos en minería a cielo abierto con respecto a la metodología de diseño actual. La presente investigación se basa en un trabajo previo que permite abordar el problema de rampa en un solo pushback. Para poder afrontar el presente problema de diseño de múltiples fases este se divide en dos tipos de geometría: fases concéntricas y fases direccionadas. Para ambas se establece una metodología que utiliza como motor principal un modelo matemático que permite resolver el diseño de rampas para una sola fase, el cual es adaptado de acuerdo con los requerimientos que permitirán extender esta herramienta a múltiples fases. La metodología se basa en un modelo de optimización que es iterativo, en donde se pueden ir visualizando las soluciones parciales de rampa mediante una interfaz gráfica. También es posible realizar conexiones entre rampas y decidir, en la medida de la disponibilidad de espacio geométrico, el tipo de rampa a generar. La metodología se aplica a un caso de estudio el cual demuestra ser factible traspasar este diseño a nivel de bloques a un diseño en un software de diseño minero. La metodología desarrollada permitiría ahorrar una alta cantidad de recursos, tiempo del planificador y robustece el proceso de planificación. Esto pues permite realizar un análisis exhaustivo de distintas configuraciones de rampa a un modelo de bloques con fases operativas. Además, sirve como guía al momento de realizar un diseño en un software, en donde es posible conocer la envolvente con diseño de cada fase junto a las distintas ubicaciones de donde comienzan, se conectan y terminan las distintas rampas de las fases. / Este trabajo ha sido parcialmente financiado por CONICYT y AMTC

Memoria para optar al título de Ingeniera Civil de Minas / La mayoría de los depósitos de grandes extensiones son explotados mediante minería de cielo abierto. Sin embargo, debido a que sus costos aumentan a medida que las minas se profundizan, se hace atractivo incorporar métodos subterráneos. Incluso para un mismo depósito pueden coexistir distintos métodos de explotación, siempre que sus operaciones no interfieran entre sí. Lo anterior ha motivado a buscar nuevas metodologías que permitan determinar los límites óptimos de operación incorporando planes de producción, entregando así una valorización más realista para los proyectos. En la presente memoria se desarrolla el problema de determinar el límite óptimo entre una operación a cielo abierto y un sublevel stoping con relleno (SLS). El proyecto se enmarca en un caso de estudio consistente en un depósito de oro, plata y cobre, en donde el oro es el elemento de principal interés, cuya ley promedio de es de 0.26 (ppm). Se propone una metodología que separa el estudio en 3 partes. En la primera etapa se obtiene el plan de producción de la mina cielo abierto. Luego, se obtiene el plan de producción de la mina subterránea, lo cual a su vez entrega las herramientas para definir diseño del método. Finalmente, se analiza la explotación conjunta junto con el plan de producción respectivo, definiendo los periodos de operación simultánea. La comparación de opciones de explotación se realiza mediante una evaluación económica simplificada, calculando el valor actualizado neto (VAN) de los flujos operacionales. No se incluye la inversión en equipos mina pues, se consideran del mismo orden de magnitud para las diferentes alternativas de explotación. Los resultados muestran que el VAN del rajo depende de la cantidad de estéril presente en las fases, ya que se debe anticipar el desarrollo de las mismas, haciéndolo disminuir. Por otro lado, el VAN del SLS depende del diseño utilizado (ubicación de caserones y sill pillars) por lo que una evaluación económica se hace relevante para definir el mejor diseño de la mina. Además, se deben manejar con cuidado los tiempos de cómputo en el cálculo de planes de producción del SLS, los cuales dependen del número de actividades, precedencias y niveles de la mina. Se recomienda realizar simplificaciones que no interfieran con el valor económico de las unidades de explotación y que se alineen con la temporalidad de la evaluación. La operación conjunta se analiza mediante un análisis de costos directos operacionales, lo cual permite determinar cuándo conviene explotar con cada método. No obstante, todavía existe la necesidad de herramientas que hagan una evaluación óptima de la operación conjunta. En el caso de estudio, el mayor VAN se obtiene con una mina cielo abierto de menores dimensiones. Esta decisión es sensible a los costos minas, ya que con pequeñas variaciones la decisión cambia y la explotación conjunta se torna más atractiva. La metodología planteada muestra una nueva forma de obtener resultados de explotación conjunta y de diseño óptimo del sublevel stoping. Se recomienda incluir más detalles a considerar para la obtención del plan de producción conjunto, principalmente incorporando mejoras al método creado para la mina SLS.

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil de Minas / La integración de energías renovables no convencionales (ERNC) avanza a paso firme en la industria minera nacional. Se habla que la disminución del precio de la energía eléctrica podría llegar a ser de un 33% hacia el año 2021. Por otro lado, el transporte de estéril corresponde a un alto porcentaje del costo operacional en minería a cielo abierto, pudiendo llegar hasta a un 50% del OPEX total, debido al alto consumo de combustible diesel. Luego, una reducción del precio de la energía eléctrica genera el interés de estudiar sistemas de transporte alternativos que utilicen la energía eléctrica como sustituto del combustible diesel: Trolley Assist e In-Pit Crushing and Conveying (IPCC) El objetivo principal del presente trabajo es realizar una evaluación económica de estas alternativas de transporte de estéril al transporte tradicional por camiones (TTC) en minería a cielo abierto como función del precio de la energía y distancia de transporte, indicando las condiciones favorables para cada uno de los sistemas. En primer lugar, se construyó un modelo económico general de costos para los sistemas de transporte: TTC, IPCC y Trolley Assist, que permiten cuantificar dichos costos como función de la profundidad media del pit, movimiento mina y precio de la energía eléctrica, con el fin de encontrar las condiciones favorables de implementación de cada sistema en función de estas variables. Posteriormente, se replicó el modelo económico general a un caso de estudio (plan de producción), en donde, debido a la complejidad del sistema IPCC, se codificó un algoritmo en el software Matlab. El caso de estudio fue utilizado para realizar un análisis de cada sistema en función de la distancia a botadero (expit). Los resultados obtenidos muestran el comportamiento de los distintos sistemas de transporte de acuerdo con las variables: profundidad media del pit, movimiento de estéril, horizonte temporal, distancia expit y precio de la energía eléctrica, permitiendo una comparación y análisis entre sistemas. Las principales conclusiones son que el sistema IPCC es recomendable para pits de alta profundidad, alto movimiento de estéril y proyectos de largo plazo. Por otro lado, el Trolley Assist es una buena alternativa para bajos movimientos de estéril, sin embargo, no es recomendable para largas distancias expit horizontales. El TTC. en términos de costos, es la mejor opción para bajas profundidades y movimientos de estéril, teniendo también la ventaja de la flexibilidad operacional. Finalmente, se recomienda generar metodologías de planificación mina de estos sistemas y realizar estudios del sistema Trolley Assist en botaderos. / NCL Ingeniería y Construcción

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil de Minas / La minería es un proceso productivo que busca obtener beneficio económico de mineral in situ. Para chile es una importante actividad económica que aporta un 11% al PIB del país. El método de explotación a cielo abierto busca extraer el mineral de manera descendente, este método se enfrenta al crecimiento de las distancias de acarreo mientras la operación avanza, haciendo que los costos de transporte puedan llegar a ser el 60% de los costos operativos totales. La simulación es un instrumento que permite la evaluación de distintos escenarios a bajo costo, en este trabajo se simulan las operaciones de carguío y transporte de una mina sintética a cielo abierto. Por medio de la simulación se prueban dos algoritmos de despacho (despacho priorizado y despacho optimizado) en escenarios con distintos layout y Budget, para evaluar su desempeño en cuanto a cumplimiento del plan minero; y así determinar el óptimo para cada caso. El despacho priorizado busca disminuir el retraso del plan y se destaca por su fácil implementación y sus resultados casi instantáneos, por otro lado, el despacho optimizado busca maximizar el movimiento mineral, pero puede requerir un gran tiempo para generar su solución. Del estudio se obtiene una preferencia por parte de ambos despachos hacia las rutas más cortas y rutas con mayor requerimiento de movimiento de mineral. La preferencia del despacho optimizado por estas rutas es mayor, enviando más camiones de los necesarios para lograr su Budget y dejando con déficit de camiones a las otras rutas. Mientras que el despacho optimizado logra siempre una mayor producción, el despacho priorizado logra un mejor cumplimiento de los planes mineros en los escenarios con déficit de camiones. La eficiencia de las políticas de despacho es uno de los aspectos que determina el costo de transporte, en este trabajo se pudo observar diferencias en las ganancias desde 100,000 a 200,000 USD al día dependiendo del sistema de despacho utilizado. Finalmente, se concluye que la eficacia del sistema de despacho depende de las circunstancias particulares de la operación y su enfoque debe ser tal que alinee de la mejor forma con el objetivo estratégico de la empresa. Los sistemas de despacho analizados tienen dos objetivos distintos y dos métodos de obtención de la solución distinta, esto los hace completamente diferentes, pero si se busca combinarlos, la forma es utilizando el método de resolución de despacho optimizado, y modificando su función objetivo para que incorpore también el objetivo del despacho priorizado.