Selección y asignación óptima de equipos de carguío para el cumplimiento de un plan de producción en minería a cielo abierto

Abstract

La minería a cielo abierto es un proceso que requiere de un uso intensivo de recursos, dado que la rentabilidad del negocio está fuertemente relacionada con la magnitud del tonelaje extraído. por lo cual se hace necesario el uso de equipos de grandes dimensiones para extraer y transportar el material proveniente desde la mina. La decisión de qué equipos utilizar, cuántos comprar y dónde deben estar operando impacta fuertemente en el valor del negocio minero y, hasta ahora, ha sido realizada en general sin la ayuda de herramientas optimizadoras por parte de los planificadores. Por otro lado la estimación de los movimientos de material entregada por los software actuales de planificaci ón se basan básicamente en una capacidad de movimiento de material definida en toneladas extraídas por día la cual no representa necesariamente lo que sucede en la operación. La creación, planteamiento y resolución de un problema de optimización que responda las tres preguntas mencionadas anteriormente es la gran motivación de este trabajo, el cual busca determinar la asignación pala-banco que minimice los costos de operación. En este sentido, se busca también que la asignación de equipos obtenida por el modelo de optimización logre estimar un plan de producción que se ajuste de mejor manera a la realidad. Para alcanzar este realismo se considerarán distintos factores operacionales y restricciones entre las cuales se destacan la disponibilidad mecánica, utilización, restricciones de espacio y precedencia entre bancos de distinta fases. Para el desarrollo del trabajo se dispuso de un modelo de bloques proveniente de un proyecto real el cual poseía el plan de producción de toda la vida de la mina, incluyendo periodos de extracción, fases a las que pertenecen y destinos de los bloques. De todo el proyecto se escogió un año de producción para el cual se asignaron los equipos de manera manual y mediante el modelo, con el fin de comparar los resultados y planes obtenidos. El modelo desarrollado puede asignar equipos con los que ya se cuenten (flota actual) como también decidir la compra de equipos nuevos. Se obtuvo que los costos obtenidos por la asignación del modelo eran inferiores que los resultantes en la asignación manual. Se realizaron diversos experimentos considerando equipos fijos para asignación, ingresos por toneladas y restricciones de área para la operación y para todos los casos se obtuvieron fluctuaciones en los tonelajes extraídos mes a mes que no son previstas en la planificación con movimientos diarios constantes. La presencia de estas fluctuaciones puede indicar que aún se pueden considerar un mayor números de variables dentro la planificación que pueden permitir construir planes más robustos con el fin de garantizar una operación confiable en términos de producción y alimentación a la planta.