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INGENIERIA DE MINAS
Introducción Diseño Minero Selección de método
Esta selección es planteada SEGÚN Nicholas 1981,handbook. El cual da una valoración a ciertas características q se presentan la
suma total de los valores nos da un ranking en el cual los primeros métodos con mayor puntaje son las alternativas para elegir el
método de explotación de se yacimiento.
Métodos de Explotación Subterráneos
SoportadoPor Pilares
Artificialmente Soportado con Relleno
Sin soporte o Hundimiento
Room and PilarSublevel and
Longhole stoping
Bench and Fillstoping
Cut and Fill Stoping
Shrinkage Stoping
VCRStoping
LongwallMining
SublevelCaving
BlockCaving
Desplazamiento de la roca de caja
Energía de deformación almacenada en las proximidades de una excavación
Transición Tajo-Subterránea
Source: SRK International Newsletter No. 28 ( with modification)
Haulage tunnel
>300 m typically
Source: SRK International Newsletter No. 28 ( with modification)
Selección de metodos de explotación• Caracteristicas físicas y geologicas del yacimiento• Caracteristicas geomecanicas del deposito• Costos operacionales y de capital• Ritmo de extracción• Disponibilidad y costo de la mano de obra• Consideraciones ambientales
Método cuantitativo de selección de metodos de explotación
FACTIBILIDAD TECNICA(LISTADO DE METODOS FACTIBLES)
FACTIBILIDAD ECONOMICA
GEOMETRIA DEL YACIMIENTO
CONDICIÓN GEOMECÁNICA
COSTOS DE OPERACIÓN
Referencia: NICHOLAS (1981)
Geometría del yacimiento
1. Descripción de la geometría del yacimiento
1. Yacimiento Equidimensional o masivo: dimensiones similares en todas las direcciones
2. Yacimiento tabular o elongado: dos direcciones son predominantes
3. Yacimiento Irregular: dimensiones del yacimiento varian en distancias cortas
2. Descripción de la potencia del yacimiento
1. Baja potencia: 0- 10 m
2. Potencia Intermedia: 10-30 m
3. Potente: 30-100 m
4. Muy potente: > 100 m
Geometría del yacimiento
3. Descripción de la inclinación del yacimiento
1. Horizontal: 0- 20°
2. Intermedio: 20°-55°
3. Vertical > 55°
4. Descripción de la profundidad del yacimiento
Esfuerzo vertical zv 027,0Z = profundidad (m)
Cuando no nos den la densidad de la roca se asume una densidad de 2.7 gr/cm3 o 2.7 Ton/m3, multiplicar la densidad por la profundidad y dividir entre 100 para obtener la presión vertical en Mpa.
Geometría del yacimiento
5. Descripción de la distribución de leyes en el yacimiento
Uniforme : leyes diseminadas en el yacimiento
Gradual : existen distintas leyes que gradualmente cambian en el espacio
Errática : existen bolsones de ley sin un claro patrón
Características geotecnicas del yacimiento
Resistencia de la Roca Intacta
Poco competente UCS/sv <= 8
Competencia intermedia: 8 < UCS/sv <= 15
Competencia alta UCS/sv > 15
Numero de estructuras
Muy fracturado ff/m: > 16 ff/m
Fracturado ff/m: 10-16 ff/m
Poco fracturado ff/m: 3 – 10 ff/m
Muy poco fracturado ff/m: < 3 ff/m
Se caracteriza el mineral, pared colgante y pared yacente
Características geotecnicas del yacimiento
Condición de las estructuras
Poco Competente: estructuras sin relleno o con relleno con una resistencia menor a la roca intacta
Competente: estructuras sin relleno con superficie rugosa
Muy Competente: estructuras con relleno de mayor resistencia que la roca intacta
Método cuantitativo selección
A: Tipo de Yacimiento
Metodo explotación Masiva Tabular/platy Irregular Baja Intermedia Alta Muy alta
3 2 3 2 3 4 44 2 0 -49 0 2 42 2 1 1 2 4 33 4 1 -49 0 4 3
-49 4 -49 4 0 -49 -490 4 2 4 2 -49 -492 2 1 1 1 2 40 4 2 4 4 0 03 3 0 -49 0 3 40 2 4 4 4 4 1
1. Yacimiento
Top SlicingSquare Set
Rajo AbiertoBlock Caving
Sublevel StopingSublevel CavingLongwall miningRoom and Pillar
Shrinkage StopingCut and Fill Stoping
Potencia del yacimientoForma general yacimiento
A: Tipo de Yacimiento
Método cuantitativo selección
Horizontal Intermedia Vertical Uniforme Gradacional Errático
3 3 4 3 3 33 2 4 4 2 02 1 4 3 3 11 1 4 4 2 04 0 -49 4 2 04 1 0 3 3 32 1 4 3 2 10 3 4 3 3 34 1 2 4 2 02 3 3 3 3 3
1. Yacimiento
Shrinkage StopingCut and Fill Stoping
Top SlicingSquare Set
Sublevel StopingSublevel CavingLongwall miningRoom and Pillar
Rajo AbiertoBlock Caving
Metodo explotaciónOrientación Distribución de las leyes
Rating(Yacimiento) = Forma + Potencia + Orientación + Distribución
B: Condiciones geotecnicas del mineral
Condiciones mineralBaja Mediana Alta
3 4 44 1 1
-49 3 40 3 34 1 00 3 41 3 43 2 22 3 34 1 1Square Set
Room and PillarShrinkage Stoping
Cut and Fill StopingTop Slicing
Block CavingSublevel StopingSublevel CavingLongwall mining
Metodo explotación
Rajo Abierto
Competencia Roca Intacta
Método cuantitativo selección
Condiciones mineralmuy cercanas poco espac. Espaciadas muy espaciadas Baja Mediana Alta
2 3 4 4 2 3 44 4 3 0 4 3 00 0 1 4 0 2 40 2 4 4 0 2 24 4 0 0 4 3 00 1 2 4 0 2 40 1 3 4 0 2 43 3 2 2 3 3 21 1 2 4 1 2 44 4 2 1 4 3 2
Shrinkage StopingCut and Fill Stoping
Top SlicingSquare Set
Sublevel StopingSublevel CavingLongwall miningRoom and Pillar
Metodo explotación
Rajo AbiertoBlock Caving
Resistencia estructurasEspaciamiento Fracturas
B: Condiciones geotecnicas del mineral (estructuras)
Método cuantitativo selección
C: Condiciones geotecnicas de la pared colgante
Pared ColganteB M A MC PE E ME B M A
3 4 4 2 3 4 4 2 3 44 2 1 3 4 3 0 4 2 0
-49 3 4 -49 0 1 4 0 2 43 2 1 3 4 3 1 4 2 04 2 0 4 4 3 0 4 2 00 3 4 0 1 2 4 0 2 44 2 1 4 4 3 0 4 2 03 2 2 3 3 2 2 4 3 24 2 1 3 3 3 0 4 2 03 2 2 3 3 2 2 4 3 2
Cut and Fill StopingTop SlicingSquare Set
Sublevel CavingLongwall miningRoom and Pillar
Shrinkage Stoping
Metodo explotación
Rajo AbiertoBlock Caving
Sublevel Stoping
Competencia Roca Intacta Espaciamiento Fracturas Resistencia estructuras
Pared PendienteB M A MC PE E ME B M A
3 4 4 2 3 4 4 2 3 42 3 3 1 3 3 3 1 3 30 2 4 0 0 2 4 0 1 40 2 4 0 1 3 4 0 2 42 3 3 1 2 4 3 1 3 30 2 4 0 1 3 3 0 3 32 3 3 2 3 3 2 2 2 34 2 2 4 4 2 2 4 4 22 3 3 1 3 3 3 1 2 34 2 2 4 4 2 2 4 4 2
Cut and Fill StopingTop SlicingSquare Set
Metodo explotación
Rajo Abierto
Competencia Roca Intacta Espaciamiento Fracturas Resistencia estructuras
Block CavingSublevel StopingSublevel CavingLongwall miningRoom and Pillar
Shrinkage Stoping
D: Condiciones geotecnicas de la pared colgante
Rating metodos
Factores de pesoGeometria yacimiento 1Condiciones geomecanicas mineral 0,75Condiciones geomecánicas pared colgante 0,6Condiciones geomecánicas pared yacente 0,38
Ranking= A*k1 + B*k2 + C*k3 + D*k4
Costos relativos
Metodo Costo relativo
Block Caving 1,0
Room and Pillar 1,2
Sublevel Stoping 1,3
Sub Level Caving 1,5
VCR 4,3
Cut and Fill mecanizado
4,5
Shrinkage Stoping 6,7
Cut and Fill convencional
9,7
Ejercicio práctico
• Suponga que ud tiene un yacimiento de Cu a ser explotado con las siguientes características:
• Yacimiento: – Tabular– Ancho: 100 m– Manteo: 15°– Mineralización: diseminada
• Caracteristicas geotecnicas mineral– UCS = 83 MPa– RQD= 65%– Espaciamiento: 10 ff/m– Condición estructuras: cerradas con superficie rugosa
• Caracteristicas geotecnicas pared colgante (hanging wall)– UCS = 110 MPa– RQD= 65%– Espaciamiento: 4 ff/m– Condición estructuras: cerradas con superficie rugosa
• Caracteristicas geotecnicas pared yacente (foot wall)– UCS = 48 MPa– RQD= 40%– Espaciamiento:1 4 ff/m– Condición estructuras: fracturas con relleno arcilloso
• Determine los metodos de explotación con mayor significancia
Discusión y trabajo en grupos• ¿Qué otros factores debiesen ser adicionados a la metodología
propuesta por Nicholas?– Geometria (1,0)– Geotecnia mineral (0,75)– Geotecnia roca techo (0,6)– Geotecnia roca piso (0,38)– Costos operación (0,75)– Productividad (1,0)– Producción – Profundidad – Recuperación– Capital trabajo– Calificación mano de obra– Dilución – Topografia– Restricciones ambientales– Costos desarrollos– Tiempo retorno– Impacto comunidades
¿Cómo ud ponderaría los factores antes considerados?
INGENIERIA DE MINAS
Definiciones económicas
Inventario de recursos geologicos
CURVA TONELAJE LEY - RECURSOS TOTALES
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
18000
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0
Ley de Corte
To
nel
aje
(Kt)
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
Ley
Med
ia (
%)
TON SOBRE LC LM SOBRE LC
Ley de corte
Donde:Cm es el costo de operación mina (US$/ton)Cp es el costo de operación planta (US$/ton) P es el precio de venta de Cu (cUS$/lb Cu) Cr es el costo de transporte de concentrado, refinación, fusión y ventas (cUS$/lb Cu) R es la recuperación metalúrgica (%)K factor de conversión
La ley de corte marginal es aquella ley a la cual se obtiene un beneficio cero, el cual que se deben extraer todas aquellos unidades de explotación que al menos pueden pagar los costos de operación por su contenido de mineral.
kRCrP
CpCmLc
*)(
Ley de corte óptima
La ley de corte óptima es aquella que optimiza el proyecto considerando el valor actualizado del negocio (VAN), y por ello requiere de una tasa de descuento asociada y un ritmo de explotación de las reservas.
Esta ley se calcula considerando:
• El total de los recursos geológicos del yacimiento (Curva Ton-ley)
• Costos de Operación, Precios de venta y Recuperaciones metalúrgicas
• Estimación de dilución potencial del método de explotación
• Ritmo de explotación
• Tasa de descuento
• Inversiones
Metodologia- Calculo Ley de corte optima
1. Estimar recursos a distintas leyes de corte
2. Diluir recursos
3. Determinar ingresos
4. Determinar Beneficio marginal
5. Determinar años de vida util
6. Determinar el valor del proyecto asumiendo flujos anuales
7. Comparar con situación despues de evaluar el proyecto
Ley de corte optima
Inventario finos totales y diluidosLC LM sobre LC TON sobre LC
0.00 1.27 16,042,1990.40 1.27 16,041,7670.50 1.27 16,007,4230.60 1.30 15,509,2190.70 1.33 14,614,0070.80 1.39 13,242,4070.90 1.46 11,923,7271.00 1.51 10,770,2871.10 1.60 9,045,0361.20 1.68 7,579,4631.30 1.76 6,402,6141.40 1.86 5,205,6731.50 1.95 4,301,2791.60 2.04 3,494,9461.70 2.15 2,718,6431.80 2.25 2,160,0851.90 2.37 1,691,3992.00 2.46 1,388,260
DILUCION 5%PRECIO 102 CUS$/lbCmina 6.20 US$/tCplanta 7.55 US$/tCF&R 25.41 CUS$/lbRecuperación Metall. 88%Revenue Factor 1485 US$/tTASA 11%INVERSION MINA 10.000.000
Ejemplo
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 2.1
Ley de corte (%)
VA
N (
MU
S$
)
VAN (600 KTPA)
VAN (1000 KTPA)
VAN (200 KTPA)
Ritmo explotación
0,754,88 r
yr
TT
D
T =son toneladas cortas (2000 lbs)
Tr = Estimación de reservas aseguradas (probadas y medidas)
Dyr= numero de días de la operación a capacidad plena