Introduccion Al Diseño De Minas A Cielo Abierto

Diseño De Minas a Cielo Abierto

Introducción

La elección de un método de explotación de un yacimiento mineral se basa principalmente en una decisión económica (Costos, beneficio, inversiones, flujos de caja, etc.). Esta decisión está relacionada con múltiples factores propios del yacimiento tales como:

• Ubicación.

• Forma.

• Tamaño.

• Topografía superficial.

• Profundidad del cuerpo mineral.

• Tipo de mineral.

• Complejidad y calidad de la mineralización.

• Distribución de la calidad de la mineralización (selectividad).

• Características del macizo rocoso.

• Calidad de la información de reservas.

• Inversiones asociadas.

Esta información provendrá de una campaña de exploración debidamente desarrollada.

Además, y no menos importante, la elección dependerá de las políticas, necesidades y recursos que disponga la empresa interesada en realizar dicha explotación.

Es por ello que cada yacimiento es potencialmente sensible a ser explotado por cualquier método minero, de los cuales serán descartados los que no representen un buen negocio para la empresa interesada.

Una vez definido el método más apropiado podremos pensar si el proyecto minero proseguirá su curso hacia la explotación y para efectos de nuestro propósito asumiremos que esta etapa ya ha sido salvada y que definitivamente explotaremos yacimientos por el método de Rajo Abierto (Cielo Abierto u Open Pit, como se conoce comúnmente el mismo método en otros países, donde recibe distintos nombres).

La explotación de un yacimiento por el método de rajo abierto, requiere de datos iniciales, provenientes de campañas de exploración (Sondajes), los cuales serán procesados de modo de obtener un modelo de bloques (Krigeage, Ivor, etc.). Este modelo de bloques consiste en una matriz tridimensional de bloques de dimensiones definidas por su largo, ancho (ambos iguales por lo general) y alto, este último valor corresponderá a la altura de los bancos del futuro rajo. Dicha altura será definida principalmente en función de las características del yacimiento y la elección de los equipos de explotación. La altura del banco a su vez define en la estimación de reservas la altura que tendrán los compósitos en la campaña de sondajes.

Cada uno de los bloques podrá guardar información relevante de datos como:

• Tipo de Roca (geomecánica, estructuras y litología).

• Leyes (tanto del mineral principal como de sus sub – productos).

• Datos económicos (costos de extracción, de proceso, de venta y/o beneficio económico asociado).

• Recuperaciones metalúrgicas.

• Etcétera.

Una vez disponible la información entramos a la etapa de diseño, la cual nos entregará como resultado los límites económicos de nuestra explotación denominado Pit final, a lo cual podemos agregar los límites de las distintas etapas de la explotación llamadas Fases, las cuales nos definen la secuencia de explotación del yacimiento.

Debemos notar que muchos de los datos utilizados para el diseño del rajo, son estimaciones basadas en estudios y recopilación estadística de otras explotaciones, además de los datos sujetos a corrección por la aparición de nuevas tecnologías (influyentes en los costos), nuevas reservas (futuras expansiones) y condiciones del mercado (Precio del metal, leyes nacionales, regulaciones ambientales, políticas nacionales e internacionales, etc.), por lo que difícilmente podemos decir que nuestro rajo se comportará tal cual lo hemos planteado en la etapa inicial del diseño. En otras palabras debemos decir que el diseño final de un rajo con seguridad será modificado al ir incorporando información fresca en las bases de datos.

Disponiendo de los límites económicos del rajo final y las fases de explotación, es decir la secuencia de extracción de materiales, debemos definir el Cómo vamos a extraer las reservas, por lo que debemos entrar en una etapa de planificación de la explotación.

Esta planificación comprende tres etapas paralelas y que cada una abarca las actividades de explotación para períodos de tiempo distintos, hablamos entonces de Planificación de Corto, Mediano y Largo Plazo.

En estas etapas se planifican las actividades a realizar en función de la explotación misma del rajo, políticas de la Compañía (necesidades, recursos, intereses, etc.), influencia de agentes internos (problemas climáticos, recursos humanos, etc.) y externos a la empresa (mercado, regulaciones, normativas, etc.).

Dependiendo de cada explotación la planificación de corto, mediano y largo plazo abarcará períodos distintos (Corto plazo: día, semana, mes, trimestre, semestre. Mediano plazo: trimestre, semestre, año, bi anual, tri anual. Largo plazo: anual, bi anual, 10 años, etc.).

Como todo proyecto, la explotación de un yacimiento deberá ser evaluada técnica y económicamente, dentro de un período o vida del yacimiento. Esta vida del yacimiento dependerá principalmente de las cantidades de reservas mineables, ritmo de explotación requerido o producción de la faena y de las necesidades, políticas, recursos o intereses de la empresa.

Para la correcta evaluación del proyecto, debemos contar con los datos necesarios para el desarrollo de los estudios, los cuales provendrán de fuentes de información técnica fidedignas, tales como la operación de otros yacimientos de similares características, tecnología, procesos productivos involucrados y la experiencia de los encargados de evaluar dicho proyecto.

Dentro de los procesos productivos se encuentran por ejemplo:

• Perforación.

• Tronadura.

• Carguío y Transporte.

• Sistemas de manejo de materiales.

• Servicios de apoyo.

Dentro de los otros procesos que participan de la producción (no menos importantes) se encuentran:

• Exploraciones (paralelas a la operación).

• Proceso físico-químico del mineral (Conminación, flotación, fundición, aglomeración, lixiviación, electro obtención, etc.).

• Venta del producto (transporte, seguros, impuestos, etc.).

Debemos notar que existen actividades paralelas a estas que participan directamente con las distintas operaciones y que forman parte del proceso mismo y de sus costos asociados como por ejemplo:

• Geología.

• Mantención de equipos, maquinarias e instalaciones.

• Depreciación de los equipos.

• Suministros de energía e insumos.

• Recursos humanos y administración.

• Seguridad, higiene y prevención de riesgos.

• Medio ambiente.

• Contabilidad y finanzas.

• Control de calidad.

• Etcétera.

Cada uno de estos procesos o actividades ligadas a ellos, significa un costo dentro del desarrollo de la explotación. Estos costos serán los que definirán si un bloque con ley mayor que cero será considerado como Mineral, Mineral de baja ley o simplemente Estéril, ya que obtener el fino asociado a ese bloque significará un costo y por ende un beneficio económico para el proyecto.

En este sentido podemos decir que en función de los costos estimados para la extracción de un bloque del yacimiento, definiremos una ley que permita discriminar un bloque como mineral o estéril, la cual llamaremos LEY DE CORTE CRÍTICA.

Determinación de la Ley de Corte Óptima

La ley de corte es el criterio empleado en minería para discriminar entre el mineral y estéril. Se busca determinar la ley de corte que maximiza el valor presente de los flujos de caja de la operación de un modelo general: Mina, Planta y Refinería, obteniéndose tres leyes de corte económicas al considerar que cada una de estas etapas limita por sí sola la capacidad de operación, y tres leyes de corte de equilibrio al equilibrar las capacidades de cada par de etapas. Una de estas seis leyes corresponde a la ley de corte óptima.

El mejor criterio para definir la ley de corte es el de maximizar el valor presente de los flujos de caja de la operación, lo cual fallaría bajo consideraciones muy especiales.

Descripción del Modelo

Sean 3 unidades básicas. Mina, Planta y Refinería, cada una de ellas con una capacidad máxima dada y costos unitarios constantes en el tiempo, teniéndose además los costos fijos totales, precios de venta del producto refinado y una recuperación total del proceso.

Definiciones:

M : Cantidad máxima de material (estéril y mineral) a extraer en un año.

C : Cantidad máxima de mineral a tratar en un año.

R : Cantidad máxima de fino a producir en un año.

m : Costo de mina por unidad de material, independiente de la ley de la unidad explotada (perforación, tronadura, carguío y transporte).

c : Costo por unidad de mineral tratado.

r : Costo por unidad de producto incluyendo fundición, refinería y ventas.

f : Costos fijo.

s : Precio de venta.

u : Recuperación metalúrgica.

Determinación de Leyes de Corte Económicas

Para determinar la influencia de la ley de corte en la economía de la operación, se plantea una expresión básica del beneficio. De ella se deduce la fórmula para el valor presente y de esta última se obtienen las leyes de corte óptimas para cada unidad productora.

El beneficio está dado por la siguiente expresión:

(1) P = (s – r) * Qr – c * Qc – m * Qm – (f * T)

En que:

Qm : Cantidad de material a extraer en un período de T años. Limitado por

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