Universidad de AntofagastaFacultad de Ingeniera

Planificacin minera a cielo abierto

Integrante:Sergio Picn AraosCarlos Vargas Meneses

Profesor: Gustavo Gallardo Guerrero

Antofagasta, 28 de Agosto de 2015ndice1. Introduccin32. Objetivos42.1. Objetivo General42.2. Objetivos Especficos42.3. Alcances43. Dimensionamiento de Proyecto44. Anlisis Econmico y Financiero54.1. Caso: Solo Cobre.54.2. Caso: Cobre, Oro y Molibdeno.65. Plan Estratgico85.1 Plan Serrucho85.1.1 Estrategia96. Equipos de carguo y transporte106.1. Anlisis de parmetros:116.2. Capacidad de carga de equipos seleccionados126.3. Conclusiones equipos de carguo y transporte:137. Perforacin y Tronadura137.1 Conclusiones equipos de perforacin:158.Conclusin179. Bibliografa..19

1. Introduccin

El presente informe pretende dar a conocer los resultados obtenidos de la realizacin de una planificacin estratgica de un rajo abierto para una reserva mineral de 397.200.000 toneladas, definida por la cubicacin final de un rajo que presenta 5 fases de explotacin. La mina tiene una mineralizacin de cobre, oro y molibdeno; en donde se realiz una estrategia minera para obtener una rentabilidad de la mina con una tasa interna de retorno (TIR) superior al 15% y un valor actual neto (VAN) en un menor periodo de pago.

El tema de anlisis est posicionado en desarrollar en plan estratgico de produccin mineral hacia la planta de la mina de manera que la estrategia sea eficaz y eficientemente para que la mina tenga la rentabilidad deseada y sea econmicamente explotable. La eleccin de la mejor estrategia se bas en la consideracin de parmetros muy importantes: por un lado, se utiliz la ecuacin emprica de Hosking para dimensionar la vida til de la mina y la capacidad de planta con la finalidad de verificar si cumplo con el caudal de mineral que me genera retornos a la empresa (Throughput Mine).

Por otra parte, se presenta la redistribucin de mineral en las fases del rajo final, utilizando la planificacin estratgica por Serrucho con el propsito de que las aperturas de las fases nos permitan tener una continuidad de la mina en la alimentacin a la planta y cumplir las los objetivos trazados en el inicio de esta planificacin y por ltimo, contar con la seleccin de equipos de carguo y perforacin previamente establecidos.

2. Objetivos

2.1. Objetivo General

Desarrollar un plan estratgico para una reserva de mineral en un yacimiento que contiene cobre, oro y molibdeno, cuya cubicacin de un rajo final por fases est definida.

2.2. Objetivos Especficos

Determinar la vida til del yacimiento. Realizar una evaluacin financiera. Desarrollar un plan de serrucho que permitan dar continuidad a la mina. Determinar una seleccin de equipos de carguo de acuerdo a su capacidad de balde. Calcular la capacidad de los camiones. Determinar el tipo de perforadoras, dimetro de perforacin, evaluar un factor de carga y calcular las toneladas de explosivo.

2.3. Alcances

En el presente informe, se analizan y desarrollan las metodologas utilizadas para el desarrollo de un plan estratgico minero para una reserva de mineral que contiene, principalmente, cobre y, en menor medida, oro y molibdeno.3. Dimensionamiento de Proyecto

El dimensionamiento del proyecto es uno de los pasos ms importante dentro de la planificacin estratgica, ya que de esta manera se tendr una visin de los aos de vida til del proyecto.Para determinar la vida til se utiliza la ecuacin de Hosking que se define como:

Dnde: T es la vida til en aos R Son las reservas de mineral en millones de toneladas Fc es el factor de correccin de Hosking

En nuestro caso, utilizamos distintos factores de correccin de Hosking, estos son: 0.4, 0.5, 0.6 y 0.7. Lo cual no arrojo las siguientes vidas tiles para el proyecto:

Vida til12141720

Factor Correccin Hosking0,40,50,60,7

4. Anlisis Econmico y Financiero

El anlisis econmico y financiero es una herramienta que nos da a conocer si el proyecto tiene una rentabilidad deseada.

4.1. Caso: Solo Cobre.

Para nuestro caso, inicialmente se realiz un anlisis econmico y financiero utilizando solo el cobre obtenido desde el yacimiento, dando los siguientes resultados:

Conceptos

Reservas(ton)397.200.000397.200.000397.200.000397.200.000

Ley de Cobre(%)0,440,440,440,44

Factor de Correccin Hosking0,40,50,60,7

T=(aos)11,1613,9516,7419,53

T=(aos)12141720

Mineral

Toneladas por ao (ton)33.100.00028.371.42923.364.70619.860.000

Toneladas por mes(ton)2.758.3332.364.2861.947.0591.655.000

Toneladas por da(ton)91.94478.81064.90255.167

Lastre

REM1,91,91,91,9

Toneladas por ao (ton)62.890.00053.905.71444.392.94137.734.000

Movimiento Total(ton)95.990.00082.277.14367.757.64757.594.000

Parmetros para Evaluacin Econmica

Precio Cobre(US$/lb)2,772,772,772,77

Recuperacin metalrgicaConcentradora85858585

costo mina mineral(US$/ton)1,41,41,41,4

costo mina lastre(US$/ton)1,231,231,231,23

administracin(US$/lb)0,100,100,100,10

Comercializacin(US$/lb)0,050,050,050,05

Planta(US$/ton min)6,206,206,206,20

Anlisis Econmico

ingresos (US$)755.984.877647.987.038533.636.384453.590.926

Gastos Mina(US$)123.694.700106.024.02987.313.90674.216.820

Gastos Planta (US$)210.185.000180.158.571148.365.882126.111.000

Gastos en Comercializacin(US$)13.645.93611.696.5179.632.4268.187.562

Gastos G&A(US$)27.291.87323.393.03419.264.85116.375.124

Utilidad directa(US$)422.105.177361.804.438297.956.596253.263.106

Inversin

Toneladas de cobre fino ao(TMF)123.794106.10987.38474.276

Costo por inversin(US$/TMF)20.000,0020.000,0020.000,0020.000,00

Gasto en Inversin(US$)2.475.880.0002.122.182.8571.747.680.0001.485.528.000

Periodos (aos)Inversin(US$)VPN(US$)TIR

12-2.475.880.0001.062.983.9336,8%

14-2.122.182.8571.240.783.5768,0%

17-1.747.680.0001.374.088.6309,1%

20-1.485.528.0001.419.379.8789,6%

En este caso, utilizando solo el cobre obtenido del yacimiento, el proyecto no es rentable, ya que las tasas de retorno son menores al 15%.

4.2. Caso: Cobre, Oro y Molibdeno.

Al anlisis econmico y financiero, ahora se le agrega el oro y el molibdeno presente en el yacimiento, esperando as, el proyecto sea rentable.

La siguiente tabla muestra el anlisis econmico con los tres minerales presentes:

Conceptos

Reservas(ton)397.200.000397.200.000397.200.000397.200.000

Ley de Cobre(%)0,440,440,440,44

Ley de Oro(gr/ton)0,0580,0580,0580,058

Ley de Molibdenoppm0,0660,0660,0660,066

Factor de Correccin Hosking0,40,50,60,7

T=(aos)11,160722713,950903416,741084119,5312648

T=(aos)12141720

Mineral

Toneladas Por Ao (ton)33.100.00028.371.42923.364.70619.860.000

Toneladas Por Mes(ton)2.758.3332.364.2861.947.0591.655.000

Toneladas Por Da(ton)91.944,478.809,564.902,055.166,7

Lastre

REM1,91,91,91,9

Toneladas Por Ao (ton)62.890.000,053.905.714,344.392.941,237.734.000,0

Movimiento Total(ton)95.990.000,082.277.142,967.757.647,157.594.000,0

Parmetros para Evaluacin Econmica

Precio Cobre(US$/lb)2,772,772,772,77

Precio Oro(US$/oz)1.265,601.265,001.265,001.265,00

Precio Molibdeno(US$/ton)16.836,7616.836,7616.836,7616.836,76

Recuperacin Metalrgica 1Concentradora85,0085,0085,0085,00

Recuperacin Metalrgica 2Concentradora50,0050,0050,0050,00

Costo Mina Mineral(US$/ton)1,41,41,41,4

Costo Mina Lastre(US$/ton)1,231,231,231,23

Administracin(US$/ton)0,100,100,100,10

Comercializacin(US$/lb)0,0050,0050,0050,005

Costo Planta(US$/ton min)6,206,206,206,20

Anlisis Econmico

Ingresos Cu(US$)755.991.736647.992.916533.641.225453.595.041

Ingresos Au(US$)39.057.65933.462.12227.557.04223.423.486

Ingresos Mo(US$)183.907.929157.635.368129.817.362110.344.758

Gastos Mina(US$)123.694.700106.024.02987.313.90674.216.820

Gastos Planta (US$)206.596.973177.083.120145.833.157123.958.184

Gastos en Comercializacin(US$)1.364.5941.169.652963.243818.756

Gastos G&A(US$)27.291.87323.393.03419.264.85116.375.124

Utilidad directa(US$)648.665.651555.983.258457.868.566389.188.281

Inversin

Toneladas de cobre fino ao(TMF)123.794106.10987.38474.276

Onzas de oro fino ao(OzMF)30.86126.45221.78418.517

Toneladas molibdeno fino ao(TMF)10.9239.3637.7106.554

Costo por inversin Flotacin(US$/TMF)20.000,0020.000,0020.000,0020.000,00

Gasto en Inversin(US$)2.475.880.0002.122.182.8571.747.680.0001.485.528.000

Periodo de pago(aos)5555

Servicio a la deuda(US$)495.176.000424.436.571349.536.000297.105.600

Costo A Soportar(US$/TMF)4000400040004000

Costo Servicio a la deuda(US$/Lb)1,81,81,81,8

PeriodosInversin (US$)VPN (US$)TIR

12-2.475.880.0002.962.431.59117,2%

14-2.122.182.8573.045.672.59418,0%

17-1.747.680.0003.049.527.86718,5%

20-1.485.528.0002.978.430.92118,8%

En este caso, las tasas de retorno sobrepasan el 15%. Esto confirma que, agregando oro y molibdeno se puede dar rentabilidad a un proyecto minero. Dado lo anterior, para tomar la decisin sobre el plan estratgico a desarrollar, se toma en cuenta el valor presente neto, siendo el de 17 periodos, mayor al resto.

Cabe destacar, se utiliz un periodo de pago de 5 aos, lo que nos dio un costo de servicio de la deuda de 1.8 US$/Lb.

5. Plan Estratgico

El plan estratgico tiene por objetivo el desarrollo armnico de las fases del proyecto, de manera de cumplir con una alimentacin a la planta determinada en el anlisis econmico y que se resume en la siguiente tabla.

Vida tilTon/Ao MxTon/Ao WxMov. Total

1723.364.70643.764.70667.129.412

Adems, se tiene la siguiente cubicacin.

FasesMineralLastre

TonLey Cu (%)Ley Mo(ppm)Ley Au(ppm)Asociado a MineralPara Descubrir Mineral

178.000.0000,450,0710,06345.000.000125.000.000

280.200.0000,490,0630,05735.000.000116.000.000

397.000.0000,430,0690,06340.000.000148.000.000

487.000.0000,410,0620,05545.000.00095.000.000

555.000.0000,450,0660,04535.000.00060.000.000

Total397.200.0000,440,0660,058200.000.000544.000.000

5.1 Plan Serrucho

El plan serrucho, es una manera de representar los movimientos de materiales en el yacimiento periodo a periodo, los que permiten asegurar una extraccin continua.

A continuacin, se desarrolla el plan serrucho.

Inicialmente se asume 2.5 aos de pre stripping, de esta forma se asegura el cumplimiento de extraccin de acuerdo a las maquinarias seleccionadas.

PS 1Fase 1 + PS 2Fase 2 + PS 3

PS 150.000.000Aos3,34Aos3,43

Aos2,50PS 234.747.511PS 343.116.914

Wx Asoc13.479.638Wx Asoc10.196.567

Fase 3 + PS 4Fase 4 + PS 5Fase 5

Aos4,15Aos3,72Aos2,35

PS 422.882.959PS 516.113.590Wx Asoc14.868.449

Wx Asoc9.634.930Wx Asoc12.085.193

En la siguiente tabla resumen se aprecia los tonelajes al ao de cada fase.

PS1F1 + PS2F2 + PS3F3 + PS4F4 + PS5F5

Ton Mx23.364.70623.364.70623.364.70623.364.70623.364.706

Ton Wx13.479.63810.196.5679.634.93012.085.19314.868.449

Ton PS50.000.00034.747.51143.116.91422.882.95916.113.590

50.000.00071.591.85576.678.18755.882.59651.563.48938.233.155

-17.129.4124.462.4439.548.775-11.246.816-15.565.923-28.896.257

Como se aprecia en la tabla resumen, en el pre stripping 1, sobran 17 millones de tonelada al ao (TPA). En la fase 1 y 2 falta por cubrir, a diferencia de las fases siguientes.

5.1.1 Estrategia

De manera de cumplir con la alimentacin de la planta, se propone la siguiente estrategia que nos permitir tener un uso adecuado de los equipos de carguo.

PS1F1 + PS2F2 + PS3F3 + PS4F4 + PS5F5

Ton Mx23.364.70623.364.70623.364.70623.364.70623.364.706

Ton Wx13.479.63810.196.5679.634.93012.085.19314.868.449

Ton PS66.000.00030.747.51134.116.91419.882.95916.113.590

66.000.00067.591.85567.678.18752.882.59651.563.48938.233.155

462.443548.775-14.246.816-15.565.923-28.896.257

Se debe acelerar el pre stripping de la fase 2 agregando 16 MTPA en el pre stripping de la fase 1. As mismo, en la fase 1 se acelera el pre striping de la fase 3 en 12 MTPA, adems de acelerar el pre stripping de la fase 4 en 3 MTPA. De esta manera se equilibra las primeras operaciones.

Al trmino de la fase 2 habrn pasado 9 aos, un tiempo prudente para realizar un cambio de equipos de carguo y transporte. De manera oportuna, en la fase 3, 4 y 5; los movimientos totales de materiales bajan considerablemente, por lo que se sugiere hacer una nueva evaluacin econmica para determinar nuevos equipos de menor capacidad.

6. Equipos de carguo y transporte

El carguo y el transporte constituyen las acciones que definen la principal operacin en una faena minera. Estas son los responsables del movimiento del mineral o estril que ha sido fragmentado en un procesode tronadura.En las faenas mineras es crucial un diseo eficiente donde la operacin de carguo trabaje en forma integrada con los camiones, que en la mayora de las aplicaciones constituyen un elemento de alto costo en el conjunto del sistema de carguo y transporte.

A continuacin se presenta una tabla de valores de 5 equipos de carguo, en el cual se analizan los parmetros ms importantes para determinar la capacidad de balde de cada pala y determinar la capacidad de la tolva ideal de los camiones para transportar el material.

6.1. Anlisis de parmetros:

Factor de llenado: Para las palas, se utiliza un valor de 1,05 ya que el mximo puede ser un 15% cargada. Y para cargador frontal se le otorga un valor de 0,9 ya que siempre el peso es irregular. Disponibilidad fsica: Para una minera con alto costo de inversin, la disponibilidad es de un 90% para las palas y 85% para cargadores frontales, ya que se debe rentabilizar los activos fijos de alto valor en la empresa. N de pases: El mximo de pases es 3, ya que un menor nmero implicara reventar los neumticos del camin.

Luego para determinar las palas ideales que se necesitan para el proceso de extraccin se necesita determinar el movimiento total de materiales en las operaciones de la mina, es por ello, que se dispone del movimiento de mineral y de lastre del rajo.

toneladas de lastre(TPD)149738

toneladas de lastre(TPH)8156

toneladas de mineral(TPD)78.810

toneladas de mineral(TPH)4.292

Movimiento total (TPD)228.548

Movimiento total (TPH)12448

Se determina el movimiento total que corresponde a una cantidad de 12.448 toneladas por da, por lo tanto, se analizan las distintas opciones que se presentan para seleccionar la mejor opcin de las palas ideales que se requieren para extraer todo el material requerido.

dimensiones equipo minamineral 1mineral 2lastre 1lastre 2

palas3000500030005000

palas0050005000

cargadores frontales15001500

Equipos seleccionados3 palas de 5000 (tph), KOMATSU PC8000-6 FS 6

Imagen: Pala PC8000-6 FS6, Camin 830 E-AC

6.2. Capacidad de carga de equipos seleccionados

6.3. Conclusiones equipos de carguo y transporte:

Se establece como la mejor eleccin para palas, la utilizacin de 3 palas de 5000 (TPH), marca Komatsu PC8000-6 FS 6 para una capacidad de tolva de 240 toneladas, marca Komatsu 830E-AC. Con la utilizacin de 3 palas voy a mover 15.000 toneladas al da, pero en la realidad necesito mover aproximadamente 12.500 toneladas al da, de esta manera se cubre de una merma de la disponibilidad fsica de los equipos y tambin ante una posible expansin del rajo. El MATCH (sistema pala-camin) es un indicador que refleja la relacin entre la productividad de la pala (servidor) y la productividad de las unidades de transporte. Es por ello, que se requiere la homogeneidad de las flotas de camiones, es decir, todos los camiones son iguales en tamao y velocidades tericas de operacin. Adems, se suponen tiempos promedios fijos de operacin que no permiten considerar los efectos de la congestin que se podra producir en cada una de las etapas del ciclo de transporte.

Este factor se calcula de la siguiente manera:

Factor Match= (N camiones x TPH camin)/(N palas x TPH pala)

Por lo tanto para obtener una productividad ideal entre palas y camiones de debe contar con acoplamiento (MF=1). Y tambin se requiere conocer el perfil de los equipos de transporte para obtener el TPH de los camiones. 7. Perforacin y Tronadura

Toda planificacin de la operacin de perforacin debe estar alineada con las operaciones involucradas en los programas de extraccin, es decir, la tronadura, carguo y transporte.

Por lo tanto, es necesario considerar una serie de parmetros para la planificacin de la perforacin:

Para el valor del Burden, se utiliz el mejor estimador para este parmetro. El cual es a travs del Konya:

Las densidades para lastre y mineral son las entregadas en clases de planificacin minera. Para el taco se utiliz la relacin T= 0,7x B

Y a continuacin se presentan todos los parmetros que influyen en la seleccin de equipo adecuado, tanto para mineral y lastre.

Nmero de Perforadoras

Densidad de explosivo(gr/cm)1

Densidad de la roca(gr/cm)2,6

Dimetro de explosivo(pulgadas)7,875

Dimetro de explosivo(metros)0,200025

Burden [konya](pies)18,0400056

Burden [konya](metros)5,4986

Malla triangular para Mineral

E/B(metros)1,11

Espaciamiento [E](metros)6,103439

Altura de banco(metros)15

Pasadura(metros)1,8

taco(metros)3,84901559

carga columna explosivo(toneladas)0,4069689

toneladas de explosivo total(toneladas)20,3484449

Ton a quebrar por pozo(ton)1308,85292

Ton a quebrar por pozo(ton)1309

factor de carga(kg/ton)0,31090061

N de pozos (pozos)49,5813299

N de pozos (pozos)50

Metros a perforar por pozo(metros)840

Metros a perforar por pozo(metros)841

Nmero de Perforadoras

Densidad de explosivo(gr/cm)0,9

Densidad de la roca(gr/cm)2,54

Dimetro de explosivo(pulgadas)10,625

Dimetro de explosivo(metros)0,269875

Burden [konya](pies)23,6833113

Burden [konya](metros)7,2187

Malla triangular para esteril

E/B(metros)1,15

Espaciamiento [E](metros)8,30147428

Altura de banco(metros)15

Pasadura(metros)1,8

taco(metros)5,0530713

carga columna explosivo(toneladas)0,60475857

toneladas de explosivo total(toneladas)32,656963

Ton a quebrar por pozo(ton)2283,16652

Ton a quebrar por pozo(ton)2284

factor de carga(kg/ton)0,26478046

N de pozos (pozos)53,9902476

N de pozos (pozos)54

Metros a perforar por pozo(metros)907,2

Metros a perforar por pozo(metros)908

Nota: los metros totales a perforar entre mineral y lastre son 1749 metros y se requiere 54 toneladas de explosivos

Rendimiento PerforadorasPit Viper 275Bucyrus 49RIII

rendimiento(metro/hora)2628

horas nominales(horas)2424

disponibilidad fsica(%)8081,3

uso(%)7565

horas operacionales(horas)14,412,5

metro a perforar por dia(metros)374,4350

N perforadoras(perforadoras)5,6997863254,997142857

N perforadoras(perforadoras)65

7.1 Conclusiones equipos de perforacin:

El equipo de perforacin seleccionado es una Bucyrus modelo 49RIII, en donde el rendimiento de la perforadora seleccionada fue otorgado por la empresa minera COLLAHUASI, el cual corresponde a un plan semanal de perforacin.

Los dimetros de perforacin para mineral y estril estn montados en el mismo equipo de perforacin (Bucyrus modelo 49RIII). Para aumentar la eficiencia en la gestin de la perforadora, se puede aumentando el rendimiento (metro/hora) con un buen tricono y una buena capacitacin a los operadores.

8. Conclusin

Del rajo final definido por las 5 fases, se pudo obtener un beneficio de 3.049.500.000 USD, con un precio de sustentabilidad del cobre de 2,77 (USD/libra) La reserva es de 397.200.000 de Toneladas con una razn Lastre Mineral de 1,9 y una Ley Media de 0,44% de cobre. De esto se puede determinar una proyeccin a 17 aos de la mina, adems de concluir que lo que se obtendr del rajo ser un beneficio alto con una TIR de 18,5%. La mina es de grandes dimensiones, por lo que se requiere de una flota grande, con una cantidad de 3 palas de extraccin, camiones y 5 perforadoras. Y por ltimo, la explotacin de la reserva minera es tcnica y econmicamente rentable ya que los beneficios que se obtienen, tienden a suplir todos los gastos de inversin que se planificaron inicialmente.

9. Bibliografa

Materia de Clase: "Planificacin Minera", Profesor Gustavo Gallardo. Libro: "Open Pit Mining and Design", Andrew Hustrulid. Pagina Web: www.cochilco.cl Informes Tcnicos: Plan semanal minera Collahuasi. Minera a cielo abierto: Mtodo de tronadura, Toms Hidaldo, Ivn Lpez, Javier Pincheira, Alan Troncoso

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