Planificación minera a cielo abierto utilizando fundamentos geomecánicos

Abstract

La determinación de los componentes geométricos de un talud minero está basada en algún criterio de aceptabilidad del diseño en conjunto con los requerimientos de la operación minera. Normalmente el criterio de aceptabilidad está expresado en términos del factor de seguridad (FS) aceptable. Un problema que resulta interesante de estudiar es la determinación del impacto que se produce en la envolvente del rajo final, en el diseño minero de fases, en el programa de producción, y en la valorización de los planes mineros, al variar el factor de seguridad aceptable de los taludes pertenecientes a un rajo abierto. Como parte de la metodología, se realizó un análisis conceptual que permitiera entender los fundamentos geomecánicos para el cálculo del FS en un talud minero y el impacto en el beneficio económico y en la altura de la envolvente económica que se produce al considerar distintos factores de seguridad aceptables en un ejemplo en 2 dimensiones. Posteriormente, a través de un caso de estudio se determinó el efecto que se produce en todas la etapas del proceso de planificación minera al considerar distintos factores de seguridad aceptables. En el análisis conceptual, se concluyó que el criterio más apropiado para la determinación de la resistencia de un macizo rocoso perteneciente a un talud minero explotado a cielo abierto es el criterio de Hoek-Brown para el caso de un macizo rocoso perturbado (D=1). Como parte del ejemplo conceptual desarrollado, se obtuvo que en el escenario asociado a un FS aceptable de 1.2 tanto el beneficio económico como la altura de la envolvente económica fueron considerablemente mayores en relación al escenario asociado a un FS aceptable de 1.4. En el caso de estudio usado para este trabajo, la diferencia de altura de las envolventes económicas entre los escenarios asociados a distintos factores de seguridad aceptables fue prácticamente nula. De lo anterior se pudo concluir que las diferencias de alturas de las envolventes económicas al considerar distintos criterios de aceptabilidad van a depender de las características intrínsecas del modelo de bloques. Tanto en las etapas de optimización como de diseño minero se obtuvo que las principales diferencias entre los escenarios asociados a distintos factores de seguridad aceptables se presentaron en la razón estéril-mineral y en el beneficio marginal. Se pudo apreciar que la razón estéril-mineral aumenta a medida que se incrementa el FS aceptable, mientras que el beneficio marginal disminuye a medida que el FS aceptable es mayor. Además de obtener una disminución en el Valor Presente Neto y en las reservas mineras al considerar un factor de seguridad aceptable mayor con respecto a uno menor, se pudo concluir que el FS de los taludes de fases contiguas cuyas paredes no forman parte del rajo final fue considerablemente mayor al FS aceptable. A raíz de este resultado se puede plantear que existe la posibilidad de incrementar el ángulo de talud en aquellas paredes que no formen parte del rajo final.