Ingeniero Civil de Minas / El objetivo del presente trabajo es medir el impacto que tiene la dilución en la planificación de minas cielo abierto, para cuerpos altamente estratificados y vetiformes. En la actualidad la industria minera ha alcanzado un punto donde el descubrimiento de nuevos yacimientos masivos tipo pórfido cuprífero se vuelve cada vez más rara. Por ello los yacimientos de vetas cobran cada vez mayor importancia en el negocio minero. Un desafío que presentan estos cuerpos es la incorporación de técnicas o practicas operacionales que permitan alcanzar una selectividad suficiente para volver rentable el proyecto, sin mencionar que en ciertos contextos geológicos las estructuras presentan contaminantes, por lo que incluso siendo rentable pueden existir problemas en etapas posteriores. Con este fin se debe tratar la dilución como un factor fundamental, tema que en la industria actual es poco estudiado. Para ello se cuenta con la siguiente metodología, mediante un estudio de un yacimiento de cobre modificado, que imita a uno autentico a escala real. Primero se lleva a cabo un estudio sobre los tipos de dilución, su impacto y formas de cuantificarla en la industria. Luego se generan escenarios con diferentes leyes medias en la roca caja, además de cuatro cambios de soporte, con el fin de verificar el impacto en un amplio espectro de casos. Se construye un indicador que evalúa la vecindad de cada bloque, estableciendo una categoría según el contacto existente para cada uno de los bloques del modelo. Después se calculan las proporciones de mineral en contacto con estéril, cuantificando así la cantidad de recursos susceptibles a diluirse. A continuación, se realiza la planificación a largo plazo, donde finalmente se recolectan los resultados de los casos propuestos y se analizan mediante indicadores técnicos y económicos claves. Se llega que, a medida que aumenta el tamaño de bloque, aumenta la categoría de mineral en contacto con estéril, reduciéndose así la cantidad de mineral sin riesgo de dilución y de la misma manera se reduce el estéril en contacto solo con estéril, aunque en menor proporción. Finalmente, aplicando restricciones de mezcla en la planificación, admitiendo un máximo de dilución permitido, se producen castigos al VAN del proyecto, llegando a un balance entre el riesgo de diluir el recurso y el valor del plan.

Memoria para optar al título de Geóloga / Un factor importante en la industria minera es el alto valor económico de las operaciones destacando los procesos de conminución. Los ensayos geometalúrgicos que estiman el comportamiento en molienda del procesamiento mineral y la energía en los molinos corresponde al Bond Work Index (BWI) y el SAG Power Index (SPI). Estos ensayos junto al Crusher Index (CI), permiten estimar la capacidad de tratamiento de la planta de molienda en tonelada por hora (TPH) optimizando de esta forma, la cantidad de materiales que ingresa al proceso. El objetivo principal del presente estudio es plantear una metodología para la predicción de variables geometalúrgicas a partir de características geológicas de un pórfido cuprífero mediante métodos de aprendizaje automáticos. Los métodos a utilizar son Support Vector Machine (SVM), Random Forest y Partial Least Squares (PLS). En este trabajo, se modela la variable geometalúrgica SPI usando datos de análisis QEMSCAN, análisis ICP, litología, alteración, mineralización y variables hiperespectrales (VNIR-SWIR). La zona de estudio corresponde a la minera Spence, un yacimiento tipo pórfido cuprífero con enriquecimiento secundario. Para predecir la variable SPI, se realizaron tres experimentos principales en cada método: utilizando todos los datos, seleccionando ciertos atributos y eliminando las variables hiperespectrales. En el caso del método Random Forest, se realizó una variación en la predicción al incluir las variables categóricas. En base a los resultados, los métodos que obtuvieron un menor error cuadrático medio fueron PLS y Random Forest. El método SVM siempre obtuvo los errores cuadráticos medios más altos en la predicción. Al eliminar las variables hiperespectrales de la base de datos, el error cuadrático medio (MSE) aumenta indicando la importancia que poseen estas variables en la predicción. Al incluir las variables categóricas, se observa un aumento leve del MSE. En las variables hiperespectrales, se observa que las bandas de mayor importancia son las que pertenecen al rango espectral VNIR. A este rango se le asocia minerales como la pirita, óxidos de Fe, alunita y crisocola. Los atributos principales en la predicción del SPI son el apatito, muscovita-sericita, V, Mg, caolinita, biotita, Sr y ortoclasa. Finalmente se tiene que el comportamiento reológico de los minerales junto a su estructura interna, son características importantes influyentes en el valor del SPI. También se debe considerar otros factores como la textura y la existencias de estructuras geológicas. / Laboratorio ALGES

Magíster en Minería. Ingeniero Civil de Minas / El sistema de transporte de materiales en la minería a cielo abierto corresponde principalmente a sistemas del tipo pala-camión. Este tipo de sistemas puede llegar a representar un alto porcentaje del costo operativo de la mina según algunos autores. Además, la minería a cielo abierto en el largo plazo tiende a productividades menores producto de la profundización de la extracción, por lo que mejorar la eficiencia y productividad de los equipos resulta fundamental. Estos sistemas son complejos de analizar, lo cual se debe tanto a incertidumbre operacional existente como a las interacciones internas que poseen los equipos en el sistema. La simulación de procesos es una herramienta que permite evaluar este tipo de sistemas complejos, sin embargo, tiene la limitante de que no optimiza, por lo que la metodología desarrollada en este trabajo plantea la generación de un modelo que integre la simulación y la optimización, con la finalidad de realizar una extracción de material que maximice la productividad. Lo anterior se realiza resolviendo un problema de optimización del despacho de camiones durante la simulación, donde se considera las condiciones de la operación en tiempo real. Se realizan ejercicios de simulación, considerando variabilidad operacional de equipos y procesos, en donde se prueban tres estrategias de despacho de las cuales dos de ellas se basan en un problema de optimización, mientras que la restante resuelve el problema de asignación de camiones mediante criterios de saturación de los equipos de carguío.Los resultados muestran que el modelo propuesto obtiene mejores productividades respecto a estrategias de despacho que se basan en saturación de palas (llegando a tener hasta un 6.6% más de productividad). Además, son capaces de cumplir de manera simple las restricciones de movimiento de material en los diferentes frentes de descarga. Finalmente, se concluye que las estrategias de despacho que consideran un problema de optimización mejoran de manera significativa los índices operativos de la flota carguío y transporte, tanto a nivel de productividad como utilización efectiva de los equipos. / Este trabajo ha sido parcialmente financiado por AMTC

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil de Minas / 07/11/2023

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil de Minas / El presente trabajo de título entrega el proceso de diseñar, desarrollar e implementar un reporte automático, que guste y sirva, para la planificación de operaciones en la División Los Bronces de AngloAmerican. La reportabilidad es fundamental para poder observar rendimientos y cumplimientos de los indicadores clave en una faena minera. Ésta cobra especial relevancia en el área de planificación mina para poder hacer la retroalimentación con la operación, observar los desvíos en la secuencia minera y tomar acciones para recuperar la senda de ésta. Actualmente en la Superintendencia de Planificación de Operaciones se utilizan reportes de otras gerencias para obtener los indicadores necesarios para la revisión interna de los planes y programas de operaciones. Además, los reportes generados desde el área son realizados de manera manual por control de calidad, lo que provoca una pérdida innecesaria de tiempo. Por esto se buscó la forma de recopilar esta información diseminada, ordenarla y mostrarla en un reporte que guste y sea útil para el área, además de ser entregado a los interesados de manera automática, utilizando como plataforma de diseño el Microsoft Excel, utilizando datos obtenidos desde dos servidores: el sistema de gestión de flota Dispatch y el PI System® que captura datos en línea desde la planta. Los diseños del reporte variaron en formato, indicadores a mostrar y la forma en que se presentaban. Esto fue variando dependiendo de las opiniones dentro del área de planificación o por las complicaciones que implicaba agregar algún elemento al reporte. Luego de varias iteraciones en el diseño, se llega a una versión final que integra datos de la mina (extracción por fase, mineral cargado, vaciado a Stocks), chancado (alimentación, cantidad y calidad de ésta), y planta con el cobre fino despachado. Los indicadores se presentan en forma de tablas y gráficos de control, los cuales permiten ver tanto el cumplimiento global del mes, como el diario. Esto último permite observar y analizar tendencias a lo largo del mes, siendo una herramienta muy útil para identificar causas especiales en el KPI analizado. Para cargar el reporte se utilizó el Sistema Automático de Entrega de Reportes (que utiliza como base el PI System®) el cual tiene como datos de entrada el reporte en Excel, los usuarios a entregar, el nombre del reporte y el horario de entrega. El mayor punto a favor de este sistema es que los reportes se pueden modificar y estilizar a gusto del usuario, para luego ser cargado nuevamente. Finalmente, el aporte ingenieril que se generó al implementar este reporte automático fue el hecho de que se lograron unificar conceptos e indicadores de distintas áreas productivas en un solo lugar, pudiéndose vislumbrar fácilmente los posibles desvíos en la secuencia minera y en la producción de cobre, dando la oportunidad de levantar alertas tempranas a éstas, convirtiéndose en una herramienta de gestión que facilite la toma de decisiones respecto a estas desviaciones. / Anglo American Sur S. A.

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil de Minas / El éxito de una operación de Block/Panel Caving depende de las decisiones que se toman durante la planificación minera, durante la fase de ramp up se ponen a prueba los planes de extracción con desafíos asociados a mantener y gestionar la seguridad operacional, controlar la sismicidad, riesgos de air blast y estallidos de roca, todos los desafíos anteriores tienen en común el fenómeno de propagación de caving, cuya trayectoria de crecimiento define si el material disponible para ser extraído será dilución o mineral. El estudio de la propagación de caving en este trabajo se dividió en tres etapas comenzando por el estado del arte y los antecedentes de los casos de estudio, luego el análisis de las variables operacionales que influyen en la manera de propagación del caving y finalmente la incorporación del cave back en FlowSim BC a través del mecanismo de Cave Shape el cual define la interfaz del cave back periodo a periodo. Con respecto a los antecedentes de estudio se presentan los conceptos y fundamentos detrás del caving, identificando aquellas variables que son controlables a nivel operacional tal como la extracción y el pre-acondicionamiento (PA). Con respecto a los casos de estudio ambos corresponden a dos bloques adyacentes desfasados 194 m en cota, tienen en común ser yacimientos muy grandes y profundos llegando a alturas de columna extraíble de hasta 1000 m para el CASO 1 y una altura de columna de 750 m para el CASO 2, utilizando PA intensivo y PA con fracturamiento hidráulico (FH) respectivamente. Una vez que la socavación inicial ha comenzado, la única variable operacional que controla la propagación del caving es la extracción. Se realizó un análisis comparando la altura de cave back (HCB) con la altura de extracción (HOD) en ambos casos de estudio. Como regla general para ambos casos se cumple que a mayor HCB la altura de extracción equivalente aumenta manteniendo la razón HCB : HOD = 8:1, lo que corresponde a una razón mayor a lo establecido de forma empírica por Codelco cuando existe aplicación de PA (HCB : HOD = 5 : 1), dicha razón se debe a que existen puntos de extracción en donde el caving propaga mucho más rápido alcanzando razones de HCB : HOD = 12:1, esto se explica por la presencia de estructuras y fallas dominantes en el CASO 1, y producto de la interacción entre cavidad adyacente explotada previamente para el CASO 2. Por otro lado, existen puntos de extracción ubicados en el entorno del área de mayor propagación en donde es factible estimar la altura del cave back como un factor de 4.5 veces la altura de extracción. Se completa el estudio con un análisis de extracción en términos de leyes y trazadores para ambos casos a fin de comprender el comportamiento a nivel de flujo gravitacional. La última fase fue incorporar un nuevo mecanismo que represente el cave back en el simulador FlowSim BC, se simulan ambos casos de estudios y se observa una mejora en las estimaciones en términos de leyes y trazadores gracias al cave back. Se finaliza esta etapa mencionando las nuevas capacidades que se podrían implementar a FlowSim BC gracias a la incorporación del Cave Shape, tales como el cambio de porosidad en función de la fragmentación, control del volumen de air gap y cambios de la topografía, proponiendo los algoritmos que se debiesen seguir para el desarrollo futuro.

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil Industrial / Objetivo: Desarrollar un modelo predictivo que permita al área de Supply de BHP Minerals Americas hacer gestión proactiva sobre ordenes de trabajo de mantenimiento con requerimiento de materiales y pudiendo anticiparse así a posibles caídas en el indicador WOPIFOT de nivel de servicio de Supply. Contexto: El área de Supply funciona como una balanza entre los requerimientos de materiales y servicios para la operación y los objetivos económicos del negocio, optimizando la relación costo/disponibilidad de materiales. WOPIFOT es un indicador binario de nivel de servicio de Supply que mide para cada orden de trabajo si esta fue completada satisfactoriamente y con todos los materiales requeridos. Durante el año fiscal 2017, el promedio fue de 85 %, o en otras palabras, 15 % de las órdenes de trabajo no se desarrollaron correctamente. Esto supone que existen oportunidades de mejora en el ámbito de disponibilidad de materiales y disciplina operacional que pueden ser apoyadas con la implementación de una herramienta de detección temprana de OTs con riesgo de fallas.Hipótesis: Existen patrones históricos de fallas a nivel de materiales y su relación con otras variables como horizonte de planificación, impacto en el negocio del material, sistema de control de inventario, entre otras, que permite desarrollar un modelo predictivo basado en herramientas de machine learning que detecte estos patrones y también su evolución en el tiempo al modificarse la cultura operacional a medida que se haga gestión sobre las fallas. Diseño: Se propone desarrollar una herramienta basada en el algorítmo Gradient BoostingTrees que cargue los datos de órdenes de trabajo abiertas en el periodo y las clasifique en riesgosas o no riesgosas de acuerdo al comportamiento histórico de sus componentes y otras características y asigne una posible causa de falla para apoyar la gestión.Resultados: El algoritmo de GBT entrenado con 9 variables relativas a las órdenes de trabajos y materiales genera un modelo cuyas métricas de desempeño teóricas en un testeo con datos fuera de muestra, realizado en mayo/2018 con un modelo entrenado con datos históricos hasta abril/2018 son prometedores, con un accuracy de 82,2 %, Cohen s Kappa de 0,625 y AUC de 0,731, lo que permitiría en el caso ideal, aumentar el indicador WOPIFOT PM01 en Spence a sobre 80 %en caso de que las acciones y gestión proactiva sean eficaces.Conclusión: Incluir nuevas tecnologías de analytics y data science permiten agregar valor en una industria que está constantemente enfocada en la mejora de la producción y donde existen oportunidades reales de mejorar los procesos. Automatizar los procesos de análisis de datos,mediante por ejemplo algoritmos de aprendizaje de máquinas permite a los profesionales dedicar menos tiempo en análisis y reportabilidad y enfocar recursos en gestión y decisión.La gestión del cambio es una etapa fundamental en la utilización de estas nuevas tecnologías. / BHP

Tesis para optar al grado de Magíster en Gestión y Dirección de Empresas / La disminución de disponibilidad de mineral a partir del año 2021 producto del retraso en la puesta en marcha del Proyecto Nuevo Nivel Mina (PNNM) significó que División El Teniente tuviera que definir un Plan de Desarrollo Alternativo (PDA) que permitiera mantener los actuales ritmos de producción, que bordean las 137.000 t/d como promedio anual. De esta forma, el PDA considera la puesta en producción de tres nuevos sectores asociados a la mina subterránea, junto con una primera etapa del PNNM, con plazos de ejecución exigentes debido a la necesidad de asegurar la cobertura de mineral. El Proyecto Recursos Norte, perteneciente al PDA, instala el desafío de construir una mina de gran tamaño en tiempos menores a los que la División ha logrado concretar en proyectos anteriores de similares características, planteando el reto de desarrollar una forma diferente de encarar la construcción de una mina subterránea de modo de incrementar los indicadores de productividad de la actividad. El objetivo general del presente trabajo de tesis consistió en elaborar una propuesta de implementación de metodologías de Lean Management y Excelencia Operacional en el desarrollo de las obras tempranas del Proyecto Recursos Norte, con el objetivo de mejorar los rendimientos exhibidos por la empresa constructora y sentar las bases de un esquema de operación estandarizado para la ejecución de otros proyectos de construcción de mina. Para ello, se seleccionaron y desplegaron al interior del equipo de construcción del Proyecto una serie de metodologías y herramientas, y se evaluó su impacto entre los meses de mayo y diciembre de 2017. Los resultados logrados mediante el despliegue de estas metodologías evidenciaron una mejora relevante en los indicadores de productividad del contrato, sustentado en la gestión de interferencias e implementación de mecanismos de resolución de problemas que permitieron incrementar los tiempos efectivos de trabajo. A su vez, se dio una especial relevancia a los aspectos organizacionales relacionados con la implementación de este tipo de metodologías, de modo que su aplicación no respondiera a un lineamiento temporal si no que a un esquema estandarizado y asumido en el seno del equipo de construcción del Proyecto. Los beneficios evidenciados brindan un impulso a la estandarización de las metodologías de trabajo implementadas para su uso en otros proyectos de construcción de mina subterránea, aprovechando el aprendizaje adquirido y profundizando su aplicación mediante la adición de nuevos elementos. Es así como el uso de este tipo enfoques se convierte en un pilar para asegurar e incluso adelantar la puesta en producción de las nuevas minas subterráneas respecto de su fecha planificada, contribuyendo directamente en la sostenibilidad de la Corporación durante los próximos años.

Tesis para optar al grado de Magíster en Gestión y Dirección de Empresas / Uno de los pilares estratégicos dentro de las compañías mineras es la buena gestión de costos en las operaciones, en particular para aquellos insumos críticos. En una operación a cielo abierto que se encuentra evaluando aumentar la continuidad operacional mediante la incorporación de nuevos recursos, es de suma importancia en esta etapa de evaluación encontrar posibles mejoras y ahorros. Mediante la generación de distintas opciones de diseño de fases de este nuevo sector de la mina, se propone evaluar económicamente el impacto de la conectividad de las fases en el costo de transporte. La metodología de trabajo incluye la realización de diferentes sets de fases, que se utilizarán para realizar planes mineros con el objetivo de llenar la capacidad de chancado por periodo, luego, a partir de simulaciones se estimarán los tiempos de ciclo y las horas efectivas requeridas de equipos de transporte para la estimación de los costos de transporte, carguío, perforación y tronadura que darán como resultado el costo total mina para cada uno de los escenarios. En términos de resultados, respecto de los tiempos de transporte, vemos que se obtiene una disminución de los tiempos de ciclo de entre 3 a 4 minutos en aquellos periodos donde interactúan fases con una mejor conectividad respecto del caso en que las fases no tienen conexión. Esto debido a la oportunidad de utilizar rutas de transporte más cortas, producto del empalme con rampas de fases anteriores. Esto se traduce en términos de ahorro para el costo de transporte entre 0.1 US$/t y 0.14US$/t. lo que conlleva un ahorro de hasta 12% para un período en términos de costo de transporte. Con relación al efecto de conectividad de fases, utilizando el VAC a una tasa de descuento del 12% para cada uno de los escenarios, la opción que minimiza los costos es el caso 1, siendo el caso con mejor conectividad. La diferencia entre el caso 4 (menor conectado) versus el caso 1 es de 14.9 MUS$, es decir, el caso 1 presenta un VAC 4% menor respecto al caso 4. A partir de los resultados anteriores, vemos que efectivamente las diferencias en las conexiones de las fases y la implementación de rutas de transporte mejor conectadas sí aportan valor al negocio. Una mejor conectividad de fases es la mejor opción desde el punto de vista de VAC y operativo. Por tanto, el proceso de diseño dentro de la planificación minera se levanta como un elemento de gestión que aporta a la estrategia competitiva de liderazgo en costos. Para la realización de un proyecto de esta índole es necesaria una mirada estratégica de mediano plazo, dado que, para fases en desarrollo, en operación o comprometidas en procesos de presupuesto es difícil realizar mejoras estructurales en los diseños y su conectividad. Es por eso, como para el caso particular de este estudio, al estar en una etapa de ingeniería temprana, estas alternativas de diseño con mayor conectividad se presentan como una oportunidad de agregar valor a la continuidad operacional de la mina.

Magíster en Gestión y Dirección de Empresas / La División Andina de Codelco, en los últimos años muestra resultados diversos en cuanto al cumplimiento de sus compromisos de negocio, pasando de años con menor producción y mayores costos; a otros con cumplimiento en el cobre fino, pero mayores costos de operación y totales; como también años donde se ha logrado cumplir en seguridad, producción y costos. En cuanto a la operación subterránea, la meta para el periodo 2018-2021 es de poder cumplir los compromisos de negocio indicados en el PND y ratificado año a año en los planes P0, esto es: con seguridad, sin accidentes fatales ni con tiempo perdido (CTP); sin impactos medioambientales; cumpliendo el volumen de producción exigido y a un costo de operación dentro de los rangos de presupuesto. En este sentido, el proyecto de tesis planteado busca establecer un plan estratégico - táctico para la mina subterránea, que permita incrementar la eficiencia y eficacia en el logro de los resultados deseados, aprovechando los recursos disponibles de forma racional y a la vez disminuir posibles riesgos. Así, el caso desarrollado para la mina subterránea de Codelco División Andina, es interesante por cuanto se trata de una operación que en los próximos 4 años pasará de tener una operación en régimen a una operación en proceso de cierre de faenas. Sin embargo, el hecho que la mina subterránea cese sus operaciones, no implica que todas sus áreas de responsabilidad actual se cierran junto con el término de la producción, ya que existen una serie de sinergias, servicios comunes y compartidos y conectividad que brinda la mina subterránea y que deben seguir suministrándose a las restantes áreas operativas de DAND, tales como la mina rajo y plantas de chancado. Por ello es importante definir con anticipación las acciones a tomar para minimizar impactos colaterales post cierre de la mina. De esta manera, a partir de los objetivos estratégicos planteados, se definieron tácticas o actividades específicas que apuntan al logro de cada objetivo, configurando de esta forma una carta Gantt plausible, con tareas y responsables en el tiempo que se hacen cargo de los desafíos estratégicos de la mina, aportando de esta forma a la agregación de valor del proceso y su transición dentro de la realidad futura de DAND. Los resultados muestran que la metodología aplicada es eficiente en poder establecer los elementos básicos y esenciales de una planificación estratégica, lo que sumado al conocimiento técnico de los procesos y la situación real de la gestión de la mina subterránea inserta en el contexto divisional de Andina, permitió concluir con el desarrollo de lineamientos útiles para orientar esfuerzos de gestión en el mediano plazo. Finalmente, es importante destacar que esta metodología aplicada puede tener un alto impacto para la anticipación de problemas y la focalización de esfuerzos de gestión con foco en el mediano plazo, siendo inédito en su alcance y detalle para alguna área de negocio productiva de la División Andina.