Método de optimización de envolvente económica suavizada para Block y Panel Caving

Abstract

La formulación de un proyecto minero busca obtener una respuesta robusta que recomiende o no ejecutar el proyecto. Dentro de esta formulación se ubica la planificación estratégica donde se definen las reservas mineras contenidas en la envolvente económica. Específicamente para los métodos block y panel caving, la envolvente económica se calcula en dos pasos: el primer paso consiste en determinar un nivel (en la coordenada z) para ubicar el footprint, y luego se diseña la forma del footprint. La envolvente económica debe respetar ciertos criterios que restringen su forma. Los principales criterios evitan los eventos geomecánicos no deseados. El radio hidráulico crítico asegura un área mínima para propiciar el hundimiento. La forma perimetral suavizada del footprint evita la concentración excesiva de esfuerzos inducidos en un área acotada. También, una diferencia controlada de altura entre columnas contiguas aminora la dilución de las leyes y mejorar el control de tiraje entre puntos de extracción. Estas restricciones hacen que la forma de la envolvente sea suavizada. Pero hasta el momento, no hay una metodología que integre estas restricciones dentro del calculo de evolvente y que además entregue un resultado económicamente optimo y con forma suavizada a la vez. Generalmente requieren que un ingeniero defina la forma del footprint o que un algoritmo suavice automáticamente una envolvente pre calculada, resultando subóptimo. En este trabajo se desarrolla un método de optimización de envolvente económica con forma suavizada. Para ello se extiende el problema de límite de pit final, agregando nuevos conjuntos de arcos de precedencias e invirtiendo el rajo. El algoritmo desarrollado para el método open pit originalmente considera restricciones de forma mediante arcos de precedencia entre los bloques para imponer el ángulo de talud global a la envolvente resultante. Para el método propuesto en este trabajo, las precedencias de ángulo de talud se usan para controlar la diferencia de altura entre columnas contiguas. La precedencia vertical entre bloques permite definir columnas de extracción. Además, se agrega un nuevo conjunto de precedencias en un plano horizontal para suavizar el contorno del footprint. la envolvente económica es considerada como un rajo invertido, donde la superficie ahora será la base de la envolvente económica (footprint) y los bloques en el fondo del rajo serán los bloques en lo más alto de las columnas de extracción. El método propuesto fue puesto a prueba en un modelo de bloques que contiene un cuerpo mineral poco regular. El resultado del método propuesto se contrasta con un resultado obtenido con un caso base inspirado en el método más implementado en la industria minera, conocido como PCBC. El método PCBC logra un resultado con valor máximo, pero no suavizado, requiriendo que se eliminen columnas de la envolvente. Este paso procura conservar la mayor cantidad de columnas de extracción, pero respetando los criterios de diseño, resultado un valor económico subóptimo. En cambio, el método propuesto logra un resultado suavizado y con un valor final levemente mayor. En conclusión, se logra demostrar que el algoritmo de límite de pit final puede ser adaptado para resolver envolventes económicas optimizadas para los métodos block y panel caving, siempre y cuando se formule correctamente las restricciones de precedencia. Esto permite ampliar el uso del algoritmo para otros métodos de explotación.