Costo de transporte asociado a secuenciamiento de diseño de botaderos

Abstract

Las empresas mineras tienden a maximizar sus beneficios independiente de los ciclos del precio de los metales, por lo cual, es posible ejercer un control de costos para buscar mejorar los beneficios. Desde el punto de vista del costo mina en minería a rajo abierto, uno de los principales componentes, más del 30%, corresponde al costo de transporte, que es variable y depende de la distancia, pendientes y siempre va en aumento debido a la profundización de nuestros yacimientos, como por el avance de los botaderos, lo cual impacta directamente en el aumento de consumo de petróleo, mayor tiempo de uso de neumáticos, encarecimiento de las fases y mermas en productividad de los equipos de carguío. Es el caso del Rajo Chuquicamata, una mina centenaria y próxima a cambiar su método de explotación. Para definir las alturas y bermas de los botaderos, el Área de Geotecnia utiliza el Factor de Seguridad (fuerzas resistentes vs fuerzas solicitantes), que mediante los parámetros de fricción y cohesión de las capas de los pisos y estado de la condición de agua presente, se determina la geometría de los botaderos. Esta definición es de vital importancia debido a que, dependiendo de la empresa minera, se fijan los criterios de aceptabilidad para definir el Factor de Seguridad (FS), generalmente sobre 1, (Chuquicamata, tiene un FS de 1.3). Ante lo cual el primer intento de geometría de botaderos (Número de pisos, alturas, bermas) son entregados por el Área de Planificación Minera (mediano/largo plazo) y el Área de Geotecnia evalúa la geometría dependiendo del tipo de propiedades del material a enviar a botadero en concordancia con un plan minero de largo plazo. Generalmente de esa evaluación se determina la estabilidad del botadero y las recomendaciones propuestas. Si el botadero es estable (FS >= 1.3) el Área de Planificación determina los orígenes/destinos de materiales, distancias, pendientes, ciclos de transporte, número de equipos de transporte y carguío, inversiones y gastos para el plan minero y es la hoja de ruta a seguir para una compañía minera. Pero que significa secuenciar el llenado del botadero con límites económicos de avance de estos, es decir, por tiempo, bajo un Factor de Seguridad estable, cuanto es la disminución en costo por transporte, consumo de petróleo, variación en productividad, ¿Cuál es el impacto en el costo mina? La propuesta es revisar la geometría de diseño de los botaderos y cuantificar la perdida en términos económicos. Para ello se realizó una simulación discreta de eventos para el ciclo de transporte (asociada a determinar las menores distancias de transporte por módulos), que incluyó la modificación de la secuencia de las geometrías del botadero, bajo un escenario estable geotécnicamente, y por otra parte evaluar, que significa que el FS este torno a 1. Para realizar los casos modificando el FS se construyó un botadero de 3 pisos en el cual se redujo la berma de desacople de los pisos N°2 y N°3 y se evaluó económicamente. Este análisis solo se realizó en 2D, es decir, solo se analizó el área que tiene mayor probabilidad de que se genere un evento, dejando para un posterior estudio el análisis en 3D. Cada escenario, en el cual se redujo la berma de seguridad, tiene su propio VAC de acuerdo al consumo de petróleo y dotación, pero es opción del dueño del negocio el riesgo a asumir de acuerdo a las regulaciones existentes.

Mining companies tend to maximize their profits regardless of the price cycles of metals, for which they seek to control their costs to improve profits. From the open-pit mine point of view, one of the main components of its operational costs -more than 30%- the are related to transportation. Transportation costs are variables determined by distance and slopes, which are permanently increasing due to the deepening of the mine, as well as the advance of the dumps. These factors increase operational costs because they increase fuel and tire consumption, and lower the loading equipment productivity. The centenary open pit mine of Chuquicamata is an example of this, so it will be close and will change its exploitation method to become an underground mine. In mining planning, along with the form and sequence of exploitation of the mine, dumps are one of the most important components because they are mobile points for the transport of material. The design of the dumps is done by determining its location and geometry i.e. height, slope of walls, number of levels and width of berms. To define the height of the levels and the berm width of the different levels of a dump, the safety factor -FS- is used, which is calculated by dividing the resistant forces by the loads, these forces are given by the mechanical parameters -friction and cohesion- of the material to be deposited and the expected water condition. As a design criterion, the FS must always by greater than 1, and depending on the mining company, the minimum acceptability value for this factor is fixed, e.g. for Chuquicamata FS is 1.3. The normal design sequence of a dump starts with a first proposal submitted by the mining planning area; this proposal is evaluated by the geotechnical area who determines the stability of the dump through the FS. Geotechnical uses the long-term mining plan to determine the properties of the material to be sent to the dump. If the dump is stable -FS> = 1.3- the mining planning area determines the operation plan, i.e. origin and destination of the material, distances and slopes of the road, transport cycles, number of load and transport equipment. With this information, the investments and expenses for the mining plan are determined, which is the roadmap to be follow by the mining company. From the above, a question arises: maintaining the structural stability of the dump, what is the mine operational cost if considering sequencing the filling of dumps based on economic limits? Moreover, how much is the decrease in transportation costs, oil consumption and variation in productivity? The proposal to answer this question is to review the design geometry of the dumps and quantify in economic terms, the impact of using different configurations given arbitrarily. To quantify the impact of shorter transport distances by modules, a discrete event simulation was been carried out for the transport cycle that included the modification of the sequence of the dump geometries, under a geotechnical stable scenario. On the other hand, to evaluate the economic impact of the FS used, a 3-level dump was built in which the decoupling berm of floors 2 and 3 was reduced, looking for FS around one. The analysis carried out was on a 2D model, considering the area that is more likely to generate an event, leaving the 3D analysis for later study. Each scenario, in which the security berm reduced, has its own NPV according to fuel and labor consumption but it is the business owner's option to take on the risk according to the existing regulations.