Análisis del efecto del gradiente de rampa sobre el beneficio económico en minas a cielo abierto

Abstract

El diseño de rampas es un paso clave en el proceso de planificación de minas a cielo abierto ya que considera factores operacionales en el diseño. Sin embargo, las herramientas actuales que se utilizan requieren de un trabajo manual y esto ha dificultado el estudio sobre cómo afectan sus distintas variables. En este trabajo se presenta un estudio sobre cómo afecta la pendiente de las rampas de acceso, en el valor económico de una mina a cielo abierto, utilizando una herramienta en desarrollo que optimiza el proceso de diseño. El objetivo de este trabajo es comparar los resultados económicos del diseño operativo de rampas para distintas pendientes y en dos modelos de bloques, cada cual, con su diseño, utilizando una herramienta semiautomática de generación de rampas, que utiliza un modelo de optimización económica mediante un modelo matemático. Las pendientes por evaluar son entre el 7% y el 11%, basados en que las pendientes que se utilizan en la industria varían entre el 8% y el 10% y se agregó un 1% de margen de estudio adicional. Los valores de diseño a estudiar son: El beneficio económico comprendido en la envolvente económica, la cantidad de mineral y la cantidad de estéril, mientras que dentro de los valores operativos se considera el consumo de combustible y los tiempos de ciclo, poniendo énfasis en la envolvente económica y el consumo de combustible. El programa de optimización, al estar en proceso de desarrollo, se evalúo en distintos escenarios, corroborando su funcionalidad y limitaciones. Adicionalmente las rampas ocupadas para este trabajo y generadas con este programa fueron validadas con el programa de diseño Vulcan. Luego de generar rampas en dos modelos y comparar sus resultados se obtuvo que para el caso del modelo Marvin 15 el beneficio económico de la envolvente, para las pendientes del 7% al 11%, bajó un 3.06%, 2%, 1.66%, 1.61% y 1.56% respectivamente, respecto al mismo valor de la envolvente del pit sin incluir una rampa en su diseño; por otra parte, para el modelo de Caso de Estudio, bajó un 3.59%, 2.85%, 1.42%, 1.41% y 1.1% respectivamente utilizando la misma metodología. Estos valores comparan la envolvente del modelo con rampa con el modelo inicial. Con respecto al consumo de combustible se puede observar cómo se incrementa al aumentar la pendiente y al empeorar las condiciones del camino, esto se evaluó en dos equipos y distintas profundidades mostrando que con el equipo más pesado el consumo era mayor pero la variación era similar al cambiar la pendiente. Para el camión CAT 797-F el consumo de combustible a una pendiente del 11% es un 15% y 18 % mayor con respecto al consumo con una pendiente de un 7% para condiciones de camino de resistencia de rodado de 2% y 3%. Por otro lado, para el equipo CAT 789-D el mismo estudio resultó con un aumento en el consumo de combustible de 17% y 19% Como trabajo a futuro para complementar esta memoria se sugiere realizar una comparación de los resultados obtenidos entre el programa de generación semi-automático de rampas, mostrados en este trabajo, con la generación de rampas obtenidas con un software CAD (ejemplo VULCAN)