Explotación compensada

En la actualidad, la mejor secuencia de desmonte de un yacimiento suele ser aquella en la que al comienzo y al final de la vida de la mina los ratios son bajos.

Las ventajas que presenta este tipo de secuencia son:

Rápida capitalización de la empresa durante los primeros años de vida del proyecto.

Los equipos mineros y la mano de obra pueden ser sustituidos en cada fase, aumentando sus capacidades y ajustándolos a los ritmos de producción.

En el último período de explotación puede irse reduciendo el número de máquinas y la plantilla de personal.

Posibilidad de explotar en distintas zonas simultáneamente, permitiendo así una mayor flexibilidad en la planificación.

El número de frentes de extracción de estéril y mineral no es necesariamente grande.

En un gran yacimiento. las fases de desmonte y extracción son suficientemente grandes como para proporcionar unas buenas condiciones de trabajo.

Figura 6.4.- Esquema compensado

La estimación de los costos necesarios para la determinación de la secuencia de extracción, pueden dividirse en tres categorías:

Costos por tonelada de material explotado. Costos por toneladas de mineral tratado. Costos por toneladas de producto elaborado.

Los costos por toneladas de material explotado incluyen los costos directos mina por tonelada extraída, para las operaciones de perforación, tronadura, carguío, transporte, apoyo de equipos auxiliares y para las funciones administrativas y generales de la mina. También se incluyen el costo por tonelada de los gastos de capital y reposición para los equipos móviles de la mina, relacionados con el material total explotado. Debido a que el equipamiento móvil de explotación se consume aproximadamente en proporción directa con la cantidad de material manipulado por los equipos.

El valor del mineral en un corte o rebanada incremental tiene que ser lo suficiente como para solventar todos los costos directos de operación y los gastos iniciales de reposición de los equipos de la mina, si no se incluyen la de depreciación, se incorporarán áreas con índice de stripping de equilibrio mucho más alto en la fase mina, dando como resultado una sobre estimación del valor neto del mineral obtenido a partir de aquellas áreas con índice de stripping altos de la fase.

Otra área de recopilación de costos, es la determinación de los costos por tonelada de mineral tratado e incluye los gastos aplicados al mineral, una vez que éste abandona el área mina. Estos costos no se relacionan con la cantidad total de material removido desde la mina, si no que sólo son aplicables al tonelaje de mineral que será tratado en la planta, los costos aplicados son:

Costos extraordinarios relacionados con el transporte del mineral hasta las plantas de tratamiento. Los costos de chancado y molienda.

Costos del proceso de recuperación de mineral.

Costos generales destinados a cubrir gastos administrativos.

Otra categoría de costos está en relación con los gastos de comercialización de los productos obtenidos del proceso, estos deben cubrir las sumas gastadas en el manejo y transporte del producto del proceso a la etapa de refinación, como así también el pago de patentes y/o impuestos que se relacionen con los ingresos brutos.

Para determinar la cantidad de producto comerciable, se tiene que estimar las recuperaciones para los procesos, estás deben estar basadas en los resultados de las plantas pilotos o bien en las recuperaciones obtenidas en minas con procesos y minerales similares.

En la selección de los parámetros económicos que determinan el tamaño de las primeras fases, el objetivo es establecer una fase que contenga reservas de mineral para un período tal, que dicho intervalo corresponda al período de amortización y por ende, es importante ubicar el mineral con el mayor valor neto durante la secuencia inicial de explotación.

6.3.-Gráfico de agotamiento de mineral -Serrucho- .

El gráfico de agotamiento de mineral, conocido comúnmente con el nombre de “serrucho”, es una manera de representar los movimientos de materiales en el yacimiento periodo a periodo, los que permiten asegurar la extracción continua de mineral desde el rajo. Ésta forma de representar los movimientos no es otra cosa que llevar al papel el desarrollo parcial de la secuencia de explotación de las expansiones que se ha definido según los rajos anidados. Para un proyecto que ha sido evaluado y se ha aprobado un nivel de desarrollo minero, los movimientos globales de mineral son fijos, por lo que el desarrollo del “Serrucho“ solo ayuda a conocer la distribución de equipos a través de las distintas expansiones y con ello la programación del movimiento parcial de cada una.

Si se está evaluando la factibilidad de un proyecto el punto de partida es la situación de la mina a la fecha adoptada como inicio del estudio, considerando a partir de este punto, los remanentes de material de cada expansión y

la dotación de los equipos a dicha fecha. De acuerdo a esto se comienza a desarrollar la secuencia aumentando los ritmos, si el proyecto lo requiere, generando un nuevo calendario de inversiones futuras.

6.3.1.-Información necesaria para confeccionar el serrucho.

La confección del serrucho requiere de la siguiente información: • Secuencia de explotación por mineral.

• Evaluación o cubicación de todas las expansiones a la topografía del rajo y sus entornos definida como situación inicial.

• Ley de corte por periodos. • Definición de exposición.

• Requerimiento de meses de mineral expuesto. • Perfil de alimentación a planta.

• Equipos de carguío disponibles.

• Ritmo de producción de los distintos equipos de carguío.

• Cantidad máxima de equipos a operar en condiciones definidas de espacio.

• Restricciones dadas por ubicación de instalaciones dentro del rajo, por ejemplo, chancadores, correas; y las fechas definidas para su movimiento.

6.3.2.-Confección del serrucho.

El gráfico de agotamiento de mineral, posee en el eje de las ordenadas (Y) una división, la cual define al material mineral (arriba) y al material lastre (abajo). En la abcisa (X) se despliegan los periodos, generalmente en unidades de meses, producto de la información de meses de mineral expuesto que se requiere analizar.

La forma de programar el consumo de las reservas debe hacerse expansión por expansión según la secuencia de explotación ya establecida. Estando en una situación de mina operativa o mina nueva, el planificador debe definir una fecha a partir de la cual deba alimentar a la planta el mineral exigido. Para cumplir con los meses de mineral expuesto mínimos definidos por la compañía, el planificador debe preguntarse ¿Cuando abrir la expansión que por secuencia está definida?. Dicha fecha de apertura debe obtenerse calculando el tiempo necesario para remover el lastre contenido en ella sobre su banco de exposición, tiempo definido por el número de equipos de carguío empleados en ella y las productividades de los mismos. El planificador debe conjugar simultáneamente los equipos disponibles en múltiples expansiones para un mismo periodo, tratando de no adquirir innecesariamente más de ellos. Paralelamente debe preocuparse de restricciones como lo son: el número de equipos por expansión dado el banco que se explote (por su tamaño), el desfase en bancos que entre expansiones de un mismo sector se deba llevar para

asegurar una operación segura, las fechas de reubicación de instalaciones como chancadores y correas, y de esto último, el tiempo necesario para preparar los nuevos sectores, la ley de corte de los periodos la cual modifica los tonelajes a remover como mineral y lastre; como las más significativas.

Una metodología sencilla de utilizar para confeccionar el gráfico de agotamiento de mineral es situarse en la fecha de exposición de una expansión y retroceder, generalmente mes a mes, rebajando de la cubicación el tonelaje que cargan los equipos, tonelajes definidos por la cantidad y productividad de éstos. Cuando la expansión haya removido todo el lastre contenido sobre el banco de exposición en ella, se encontrará la fecha de su apertura. Luego, la fecha de exposición de la siguiente expansión establecida por la secuencia estará dada por los meses de mineral que la expansión antes expuesta aporta. Estos meses son calculados dividiendo el tonelaje de mineral de la expansión y la alimentación a planta mensual exigida. Se debe cuidar siempre mantener los meses de mineral expuesto mínimos establecidos. Una vez definido esta fecha de exposición se desarrolla el procedimiento antes explicado para definir la fecha de la apertura de la nueva expansión, y así sucesivamente una expansión tras otra hasta completarlas.

6.3.4.-Información entregada por el serrucho.

De la generación del gráfico se obtienen aspectos importantes que vale la pena resaltar, como es: • La fecha de llegada a mineral de cada expansión.

• Meses de mineral expuesto.

• Los ritmos de movimientos de cada expansión por periodos.

• Los requerimientos de equipos por expansión y total mina, periodo a periodo. • La fecha de apertura de cada expansión.

• Los ritmos de movimientos anuales.

6.3.5.-Plan de producción.

El plan de producción corresponde a la programación de la explotación, donde se identifica la cantidad, calidad y origen de los materiales a remover en un determinado periodo de tiempo durante la vida del rajo explotado. Además se definen los equipos utilizados por expansión periodo a periodo. El plan de producción puede realizarse dentro de la planificación para diferentes horizontes de tiempo, 5, 10, 20 años, como largo plazo y para 1 semana o 3 meses para un corto plazo.

Por lo general el plan de producción se confecciona usando como guía el gráfico de agotamiento de mineral, ya que éste señala las expansiones explotadas por periodos, los equipos que en ellas trabajan, las fechas que cada expansión deben ser abiertas y en que fechas deben exponer mineral para mantener los meses de mineral expuesto mínimos. No obstante lo anterior, la tenencia del “serrucho” no es imprescindible, y el plan de producción puede confeccionarse sin él.

6.3.6.-Información necesaria para confeccionar el plan de producción.

• Gráfico de agotamiento de mineral. (deseable)

• Cubicaciones por expansiones con tipos de materiales, tonelajes, leyes asociadas y recuperaciones por bancos.

• Topografía de la mina al inicio del periodo de análisis. • Perfil de movimientos de mineral por periodos. • Ley de corte por periodo.

• Cantidad máxima de equipos a operar en condiciones definidas de espacio. • Productividades de cada equipo (modelo) de carguío por periodo.

• Disponibilidad de equipos al inicio del plan.

En general la confección de un plan de producción debe realizarse siguiendo la secuencia establecida en el gráfico de agotamiento de mineral, tratando de obtener las mejores leyes periodo a periodo, y suavizando éstas decreciente mente a medida que la explotación avance. Debe cumplirse la alimentación a planta y los ritmos programados de movimientos.

6.3.7.-Información entregada por el plan de producción.

Del plan de producción se obtienen aspectos como: • Los movimientos por tipo de material y por periodos. • La ley de alimentación a planta por periodos

• Finos por periodos • Los equipos por periodos.

• Meses reales de mineral expuesto por expansión.

• La fecha de apertura y de llegada a mineral de cada expansión. • Los bancos comprometidos por periodos de cada expansión.

P L A N D E P R O D U C C IÓ N FY2002 N º D IA S : 3 6 5 P L A N IF 8 4 2 ,8 0 0 3 0 7 ,6 2 2 ,0 0 0 4 6 ,5 3 7 ,5 0 0 L e y d e C o rte 1 .0 % C u t C o lu m n a 6 2 T O T A L : 1 0 .0 8 2 1 .0 0 0 2 .0 1 0 3 0 7 ,6 2 2 ,0 0 0 4 6 ,5 3 7 ,5 0 0 4 6 ,5 3 7 ,5 0 0 1 .6 7 9 0 .8 6 6 E X P A N S IO N 4 9 5 3 9 5 F E L T O N M IN E R A L 7 0 0 0 0 1 0 2 8 0 0 2 0 0 0 0 P R O G . B A N C O T O N T O T A L S T O C K P L A N T A % C u T % C u S A s W 7 0 .9 0 0 1 .0 0 0 3 0 ,2 9 5 ,0 0 0 2 8 ,2 0 1 ,3 7 0 1 3 ,7 3 8 ,4 9 3 1 3 ,7 3 8 ,4 9 3 1 .7 8 2 0 .8 8 4 A G O T A D A 0 .9 4 2 8 3 0 1 ,1 5 0 ,7 4 5 5 9 3 ,9 9 3 5 9 3 ,9 9 3 1 .5 9 2 0 .8 8 1 A J U S T E : 1 .1 0 3 8 0 .7 5 1 6 3 .8 6 3 2 1 .0 4 2 8 1 5 3 ,5 4 7 ,6 8 7 1 ,7 3 8 ,3 1 2 1 ,7 3 8 ,3 1 2 1 .6 2 8 0 .8 8 3 (C u a lq u ie ra ) 1 .1 0 4 3 .8 6 3 1 .3 2 2 8 0 0 3 ,2 6 2 ,3 1 2 1 ,4 0 4 ,9 3 7 1 ,4 0 4 ,9 3 7 1 .6 1 2 0 .8 8 4 1 .4 0 2 7 8 5 3 ,1 4 3 ,2 5 0 1 ,3 0 9 ,6 8 7 1 ,3 0 9 ,6 8 7 1 .6 3 0 0 .8 8 8 2 .0 2 2 7 7 0 3 ,0 9 5 ,6 2 5 1 ,0 2 3 ,9 3 8 1 ,0 2 3 ,9 3 8 1 .5 7 1 0 .8 8 5 2 .3 9 2 7 5 5 2 ,5 0 0 ,3 1 2 7 3 8 ,1 8 8 7 3 8 ,1 8 8 1 .4 3 2 0 .8 8 8 1 .9 7 2 7 4 0 2 ,1 9 0 ,7 5 0 7 3 8 ,1 8 8 7 3 8 ,1 8 8 1 .3 0 1 0 .8 8 8 1 .0 5 2 7 2 5 2 ,0 9 5 ,5 0 0 1 ,0 2 3 ,9 3 7 1 ,0 2 3 ,9 3 7 1 .6 9 0 0 .8 8 4 0 .6 6 2 7 1 0 1 ,7 3 8 ,3 1 2 1 ,0 4 7 ,7 5 0 1 ,0 4 7 ,7 5 0 2 .0 1 1 0 .8 8 3 0 .6 6 2 6 9 5 1 ,5 0 0 ,1 8 7 9 0 4 ,8 7 5 9 0 4 ,8 7 5 2 .2 5 0 0 .8 8 1 0 .3 7 2 6 8 0 1 ,1 4 3 ,0 0 0 8 3 3 ,4 3 7 8 3 3 ,4 3 7 2 .3 2 1 0 .8 8 3 0 .2 1 2 6 6 5 1 ,1 1 9 ,1 8 7 9 2 8 ,6 8 7 9 2 8 ,6 8 7 2 .0 8 9 0 .8 8 2 0 .2 4 2 6 5 0 9 7 6 ,3 1 2 7 8 5 ,8 1 2 7 8 5 ,8 1 2 2 .2 0 2 0 .8 8 3 0 .1 1 2 6 3 5 7 3 8 ,1 8 7 6 6 6 ,7 5 0 6 6 6 ,7 5 0 1 .7 9 3 0 .8 8 2 W 8 1 .4 0 5 1 .0 0 0 4 3 ,1 8 9 ,7 7 8 4 3 ,1 8 9 ,7 7 8 2 6 ,4 5 1 ,1 8 1 2 6 ,4 5 1 ,1 8 1 1 .6 3 6 0 .8 5 5 0 .5 2 2 9 3 5 6 ,4 9 0 ,5 5 3 4 ,2 8 2 ,6 1 9 4 ,2 8 2 ,6 1 9 1 .6 7 6 0 .8 4 4 0 .4 5 2 9 2 0 8 ,3 8 8 ,9 3 7 5 ,7 7 7 ,0 6 2 5 ,7 7 7 ,0 6 2 1 .6 4 9 0 .8 4 9 1 .4 0 5 1 .0 0 0 0 .7 5 2 9 0 5 7 ,8 3 0 ,1 8 7 4 ,4 7 4 ,8 7 5 4 ,4 7 4 ,8 7 5 1 .6 4 9 0 .8 5 5 0 .6 8 2 8 9 0 7 ,7 1 1 ,1 2 5 4 ,5 9 3 ,9 3 7 4 ,5 9 3 ,9 3 7 1 .6 0 8 0 .8 5 9 0 .7 2 2 8 7 5 7 ,4 5 2 ,9 3 7 4 ,3 3 3 ,5 0 0 4 ,3 3 3 ,5 0 0 1 .5 8 1 0 .8 6 3 0 .7 8 2 8 6 0 5 ,3 1 6 ,0 3 7 2 ,9 8 9 ,1 8 8 2 ,9 8 9 ,1 8 8 1 .6 5 4 0 .8 6 5 N 1 0 1 .8 8 6 0 .4 4 0 6 4 ,6 9 6 ,9 8 0 6 4 ,6 9 6 ,9 8 0 6 ,1 7 9 ,7 6 1 6 ,1 7 9 ,7 6 1 1 .6 5 1 0 .8 7 7 3 0 1 0 1 4 9 ,3 1 4 2 9 9 5 7 ,3 3 7 ,8 1 3 1 .8 8 6 0 .4 4 0 9 7 .1 4 2 9 8 0 7 ,0 1 0 ,8 1 3 7 1 ,4 3 8 7 1 ,4 3 8 1 .1 5 7 0 .8 4 2 1 3 1 .4 2 2 9 6 5 6 ,3 0 6 ,5 6 3 4 7 ,6 2 5 4 7 ,6 2 5 2 .4 0 4 0 .8 7 9 1 2 2 .1 4 2 9 5 0 5 ,8 6 4 ,6 2 5 4 7 ,6 2 5 4 7 ,6 2 5 1 .6 9 3 0 .8 7 9 2 9 3 5 5 ,7 9 4 ,6 8 7 7 6 .5 6 2 9 2 0 5 ,5 4 0 ,6 2 5 7 1 ,4 3 8 7 1 ,4 3 8 1 .4 1 6 0 .8 9 4 6 0 .1 6 2 9 0 5 5 ,8 2 5 ,2 5 0 9 5 ,2 5 0 9 5 ,2 5 0 1 .2 6 2 0 .8 7 9 4 0 .2 1 2 8 9 0 4 ,9 0 6 ,3 1 2 1 1 9 ,0 6 3 1 1 9 ,0 6 3 1 .2 0 0 0 .8 7 7 T o n .A c u m 5 7 ,5 8 3 ,9 3 9 6 .3 8 2 8 7 5 4 ,5 6 7 ,1 2 5 6 1 9 ,1 2 5 6 1 9 ,1 2 5 1 .3 3 1 0 .8 7 2 A p o rte 2 ,6 1 9 ,3 7 5 1 .7 7 2 8 6 0 4 ,2 8 0 ,8 1 2 1 ,5 4 7 ,8 1 2 1 ,5 4 7 ,8 1 2 1 .6 3 2 0 .8 7 1 1 .0 9 2 8 4 5 3 ,9 8 8 ,5 0 0 1 ,9 0 5 ,0 0 0 1 ,9 0 5 ,0 0 0 1 .6 8 7 0 .8 8 1 0 .8 9 2 8 3 0 3 ,1 2 4 ,5 4 1 1 ,6 5 5 ,3 8 6 1 ,6 5 5 ,3 8 6 1 .8 0 9 0 .8 8 2 N 1 1 2.374 0.560 8 1 ,6 5 7 ,4 4 5 8 1 ,6 5 7 ,4 4 5 4 6 ,8 7 5 4 6 ,8 7 5 1 .0 8 5 0 .8 0 6 3175 4,083,365 3160 10,196,813 2.374 0.560 3145 10,715,063 239.54 3130 11,275,313 46,875 46,875 1.085 0.806 3115 11,954,250 3100 11,273,438 3085 11,015,625 3070 10,734,375 3055 409,205

6.4.- Influencia de una estrategia de leyes de corte

La maximización de las utilidades de la explotación esta directamente relacionada con la determinación de una estrategia de leyes de corte óptima que se desarrollará de una fase a la siguiente para un índice de producción de prueba definido.

Para la determinación de esta estrategia se puede utilizar las leyes de corte iguales o menores, que la ley de corte para una fase particular. Si se intentará utilizar una ley de corte mayor, la forma física de la fase ya no sería valida, por cuando la ubicación de los limites del rajo dependerá de los ingresos de una cantidad específica de mineral que ya no estará disponible. Es decir los anteriores bloques de mineral de baja ley pasarán a ser ahora, lastre de ingreso negativo.

En una situación donde sea necesario remover la roca de baja ley a fin de exponer el mineral, se puede utilizar una ley de corte más baja, con el objetivo de determinar si se va a procesar ese material de baja ley, esta ley de corte menor se conoce como ley de corte interna y se determina, ignorando el costo de explotación en el cálculo de leyes de corte de equilibrio.

La ley de corte óptima comenzará, generalmente, en un nivel ligeramente más alto que la ley de corte de equilibrio y con el tiempo se irá reduciendo para igualar la ley interna de corte de equilibrio.

El nivel de producción óptimo se puede determinar sobre bases estrictamente económicas; pero en algunos casos, los limites serán establecidos por limitaciones operativas, técnicas y comerciales.

Un método para determinar la estrategia de leyes de corte óptima puede realizarse gráficamente, variando la producción y la ley de corte en una serie de combinaciones.

Otro método optimizante más rígido, es el de K.F. Lane, que considera las limitantes impuestas en la operación por parte de la mina, la planta y la refinería o mercado, mediante el uso de curvas tonelaje - ley para cada una de las fases, combinando estas con las diferentes categorías de costos. Este método permite determinar una estrategia de leyes de corte óptima sobre la base de maximizar los valores presentes netos continuos, para un determinado conjunto de parámetros de producción de la mina, planta y refinería (comercialización).

El método de Lane permite al planificador probar más alternativas y realizar un análisis de sensibilidad sobre la base de precios, recuperaciones y otros parámetros de costos.

6.5.-Definición del valor económico de un bloque

El cálculo correcto de los valores de los bloques es esencial para cualquier optimización. Si están equívocos los valores de los bloques, también lo estará la geometría del pit optimizado.

Para propósitos de estimación, existen dos reglas que se deben seguir al momento de calcular el valor de un bloque.

A: Calcular el valor del bloque sobre el supuesto que éste ha sido descubierto y que será explotado. No se debe hacer ninguna consideración de despeje o stripping supuestas, debido a que ésta se desprende de la optimización realizada. Si se asume una razón de stripping al momento de calcular los valores de los bloques, se estará prejuzgando el resultado de la optimización.

De igual modo, no se debe considerar un corte de equilibrio preconcebido. El uso de una ley de corte de equilibrio puede ser útil en el diseño manual de pits; pero es inadecuado para el diseño de pits optimizados pues induce a errores en la optimización.

B: Incluir cualquier costo que se detendría si se paraliza la explotación. Esto debido a que, cuando el programa de optimización, se encuentra adicionando un bloque a la geometría del pit, éste esta extendiendo efectivamente la vida útil de la mina. Éste, por lo tanto debe solventar todos los costos involucrados en la extensión de la vida útil de la mina.

Los costos principales no recuperables, tales como el costo de construir caminos de acceso, etc., no deben incluirse en los costos utilizados en la optimización. Si el valor del pit optimizado fuera menor a los costos principales no recuperables, entonces, no se deberá proseguir con la explotación de la mina.

Desde el punto de vista económico, cada bloque se puede caracterizar por los siguientes parámetros: 1.- Valor económico de la mineralización presente en el bloque(I).

2.- Costos directos atribuibles a cada bloque (C.D).

(perforación, tronadura, carguío, transporte, tratamiento,etc.)

También existen costos indirectos que son función del tiempo, que no se pueden asignar a los bloques individuables (C.I.).

Así entonces el valor económico del bloque estará dado por la expresión siguiente: VEB = I - C.D.

El objetivo de la optimización del diseño de la explotación será maximizar el valor económico de los bloques

Función Objetivo = Max _(veb)

No obstante, existen diversos criterios de optimización, pudiendo citarse: 1.- Maximizar el valor total de explotación

2.- Maximizar el valor por tonelada de producto vendible 3.- Maximizar la vida útil de la mina

4.- Maximizar el contenido mineral dentro de la explotación 5.- Otros.

ALGORITMOS OPTIMIZANTES

Uno de los criterios más utilizados en la optimización de yacimientos explotados a cielo abierto, corresponde al criterio económico, que busca maximizar el valor económico de los bloques, y en base a este criterio se centran los algoritmos que se citan a continuación: