Análisis de constructibilidad y puntos críticos del uso de TBM en minería de Block Caving

Abstract

La TBM asoma como una alternativa cada vez más viable para reemplazar a los métodos de excavación convencionales, como perforación y tronadura, como la principal metodología de construcción de los niveles de producción y hundimiento en minería subterránea. Sus altas velocidades de avance la hacen sumamente atractiva para los proyectos mineros, pero tiene sus limitaciones: es una herramienta poco versátil desde la movilidad. Gran costo y tiempo de adquisición y meses de montaje, si bien son propias de este método, no son mayores problemas para la industria, pero sus grandes radios de giro la han posicionado históricamente más para túneles auxiliares y de ventilación que para la construcción de los niveles de extracción del material. El objetivo del estudio es implementar herramientas de decisión para la construcción de infraestructura, en particular niveles de producción y hundimiento, de minería subterránea mediante el uso de TBM. Específicamente, evaluar escenarios constructivos para utilizar TBM, y PyT en caso de que se requiera, basado en criterios de costos. Para esto, se debe encontrar un programa, idealmente diseñado para el rubro de la minería, donde ejecutar un modelo que realice dicha evaluación. Se genera un algoritmo que toma como input un archivo de actividades, uno de precedencias y un conjunto de restricciones, y entrega una Carta Gantt con la secuencia constructiva por periodo. El algoritmo está diseñado en un software de planificación de proyectos mineros, UDESS, el que agenda las actividades para que maximice el VAN, dejando las acciones más caras para el final, acelerando la construcción de aquellas que dan mayor beneficio. El resultado del trabajo es una metodología para resolver cualquier nivel de producción o hundimiento con forma de un romboide, y otra de una geometría escalonada. Ambas metodologías juntas pueden resolver prácticamente cualquier layout de nivel de extracción, por lo que lo obtenido es una estrategia general para encontrar una ruta, si bien no óptima, ya que el problema de optimización no considera todos los caminos posibles, que al menos siga los criterios de una construcción de bajo costo. Algunos puntos críticos son que las posibilidades de puntos de inicio para ambos escenarios están sumamente acotadas, y son fácilmente identificables con la metodología utilizada; y que dependiendo el que se elija, solo hay dos direcciones que se pueden seguir. Si bien el resultado encontrado no es el óptimo (se propone una metodología para encontrarlo en las Conclusiones), el presente trabajo es un avance hacia la implementación total de TBM en la construcción de infraestructura de minería subterránea, acelerando el proceso constructivo y con ello, el tiempo de puesta en marcha de la extracción de la mina, valores clave en la toma de decisiones de los proyectos mineros.