Estimación de la tasa de incorporación de área socavada en Block Caving mediante técnicas de simulación

Abstract

El plan de negocio asociado a la División Chuquicamata de CODELCO considera una transición desde la explotación por rajo abierto a una explotación subterránea utilizando el método de block caving, cuya tasa productiva en régimen alcanzará las 140 ktpd. Para sustentar el ramp-up de 7 años, y la consecutiva extracción en régimen de la mina, se ha estimado incorporar área socavada a 4.000 m2 al mes en los macro bloques (MB) centrales, valor que resulta desafiante según comparación con valores típicos de la industria. El objetivo general de este estudio es cuantificar, la tasa de incorporación de área socavada para el sector productivo de los 2 MB centrales de la configuración de block caving PMCHS. Como objetivos específicos se espera determinar si se satisfacen los requerimientos del proyecto y evaluar el comportamiento de la tasa en distintos escenarios. Siguiendo una metodología de simulación se construye un modelo computacional en el software de simulación ProModel®, que permite estimar la tasa de incorporación de área para un sistema que integra las operaciones de socavación, apertura de bateas, debilitamiento dinámico con explosivos (DDE) y extracción de mineral de producción. De acuerdo a 6 escenarios simulados (que consideran diferentes condiciones de simultaneidad de las actividades de incorporación de área), se observa que las operaciones de desarrollo de chimeneas piloto y perforación de tiros para el DDE limitan la capacidad de incorporación de área del sistema. Al adelantar estas operaciones en el escenario base con emulsión, se puede alcanzar 4.203 m2/mes, cumpliendo el requerimiento de la operación. La capacidad máxima del sistema se observa al evaluar el caso anterior pero con una altura de socavación de 10 m en vez de 20 m, alcanzando 5.560 m2/mes. Para el escenario con ANFO, no es posible cumplir el requerimiento a menos que se disminuya la altura de socavación a 10 m, llegando a los 4.417 m2/mes. Cabe destacar que, a pesar de que la implementación de una altura de socavación de 10 m parece ser beneficiosa para la tasa de incorporación de área, no se han cuantificado los efectos en el tiraje. Una altura de socavación más baja podría producir mayores colgaduras y una granulometría mayor en las primeras extracciones de mineral. Se recomienda estudiar estos factores antes de considerar esta opción como viable para el mejoramiento de la tasa. Según los resultados de sensibilidad, no se puede mantener una producción mayor a las 16 ktpd y cumplir con el requerimiento de incorporación de área. Se recomienda, adelantar apertura de área en meses donde es posible extraer a una tasa mayor a 4.000 m2/mes para poder compensar la falta de capacidad en el futuro. También se recomienda tener cuidado con la pérdida de horas operativas, y la baja de rendimientos de los jumbos radiales, ya que ambos han demostrado estar fuertemente relacionados a la tasa de incorporación de área. Por último, se recomienda fuertemente realizar una campaña de recolección de datos cuando comience el hundimiento de los MB centrales del proyecto el año 2019 para poder calibrar este modelo. Otra opción viable es realizar algunos ajustes al modelo para poder calibrarse con alguna mina en operación actualmente. Si se validan sus resultados podría ser de gran ayuda en la implementación de casos de estudio y futuros proyectos.