M. Arre - Planificación y Diseño C de Minas Open Pit
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Planificación y Diseño Conceptual de Minas
Open PitManuel Arre (Ing. en Minas)
Lima, Perú–09 y 10 de Diciembre2009
![Page 2: M. Arre - Planificación y Diseño C de Minas Open Pit](https://reader036.fdocuments.co/reader036/viewer/2022082217/55cf9d9d550346d033ae6708/html5/thumbnails/2.jpg)
Temario• Introducción, entorno y alcances
• Variables relevantes en Planif. Estratégica de Minas
• Revisión de técnicas: diseño manual, conos flotantes,
Lerchs-Grossman, nuevos enfoques.
• Ejercicio de Aplicación
• Objetivos corporativos y algunos conceptos financieros.
• Introducción a la programación de producción.
• Técnicas avanzadas, Ejercicios
• Alcances en los diferentes Estudios de ingeniería
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Introducción
• Métodos de explotación
– Breve descripción
– Selección de un método de explotación
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Introducción
• Planificación minera
– Estratégica
– Táctica
• Diseño conceptual v/s diseño de detalle
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EntornoInf. Geológica
Recurso (reserva) Geológico
Topografía
Estimación de Recursos
Dilución
Envolvente económicaPlan de producción LP
Leyes de corte
Metalurgia
Geotecnia
Mercado
Sistemaminero
Recurso (reserva) Minera
Plan de producción CP
Objetivos corporativos
Regulación
Control de leyesReconciliación
Nueva información
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Alcance
Puesta en
MarchaExploración
Alternativas
IngenieríaConceptual
Mejor alternativa
Pre-factibilidad
Alternativa Optimizada
Factibilidad Construcción Operación
Planes de CP – MP - LP
Cierre
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Variables relevantes
• Geológicas
• Geotécnicas
• Metalúrgicas
• Mercado
• Sistema minero
• Corporativas
• Entorno Regulatorio
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Variables relevantes
• Geológicas
– Leyes
– Mineralogía
– Litología
– Alteración
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Variables relevantes
• Geotécnicas
– Ángulos de talud
– Dominios geotécnicos
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ANGULOINTERRAMPA,
a R
ANGULOGLOBAL,
a O
ANGULO DE BANCO, a B
ALTURAGLOBAL,
h O
ANCHO DE BERMA
b
ALTURAINTERRAMPA,
h R
ANCHO DE RAMPAb R
ALTURA DE BANCOh B
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Variables relevantes
• Metalúrgicas
– Recuperación
– Dureza
– Costo de operación
– Costo de capital
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Variables relevantes
• Mercado
– Precio de los metales
– Costo de venta
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Variables relevantes
• Sistema minero
– Operaciones unitarias, tipo de equipos y sus
características operacionales
– Dilución
– Ancho mínimo de operación
– Costo de operación
– Costo de capital
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Variables relevantes
• Corporativas
– Misión
– Tolerancia al riesgo
– Metodología de Ev. de proyectos de inversión
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Variables relevantes
• Entorno Regulatorio
– Rehabilitación de botaderos
– Contaminantes
– Otros?
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• Algunos conceptos
– Modelo de bloques
– Curvas tonelaje-ley
– Valor Presente Neto
antes de continuar…
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– Modelo de bloques
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– Curvas tonelaje-ley
Curva Tonelaje - Ley Media
Curva Tonelaje - Ley de Corte
Tonelaje
Ley %0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5
900.000.000
800.000.000
700.000.000
600.000.000
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– Curvas tonelaje-ley
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
80.0
90.0
100.0
1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0
Go
ld [g
r/t]
Ton
nag
e [M
t]
Gold Cut-off [gr/t]
Tonnage Tonnage Diluted Gold Gold Diluted
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• Valor Presente Neto
m
nn
1 )Disc(1
CashFlowVPN
Year 1 Year 2 Year 3 Year 4 Year 5 Year 6 Year 7 Year 8 Year 9 Year 10 TOTAL
Actual Cash Flow
1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 10.00
Discount Factor @ 10% pa
0.91 0.83 0.75 0.68 0.62 0.56 0.51 0.47 0.42 0.39
Discounted Cash Flow
0.91 0.83 0.75 0.68 0.62 0.56 0.51 0.47 0.42 0.39 6.14
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Variables relevantes
• Resumen (inputs mínimos requeridos)
– Modelo de bloques del recurso
– Ángulos de talud recomendados
– Recuperaciones metalúrgicas
– Costo Mina, costo planta
– Precio metales
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Variables relevantes
Resultados esperados
– Determinar envolvente económica de explotación para el yacimiento basado en restriccionesgeomecánicas, recuperaciones metalúrgicasesperadas, estimaciones de costo de proceso y minería y la mejor estimación posible de la mineralización existente.
• Leyes de corte para los diferentes metales/procesos• Conjunto de pits anidados• Pit final• Tonelaje total contenido en el pit, tonelaje de
mineral, metal y leyes por cada tipo de roca• Plan de producción preliminar basado en los pits o en fases
preliminares• Indicadores financieros, costo operación, costo
capital, ingresos
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Técnicas de diseño
• Métodos tradicionales
• Nuevos enfoques
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Técnicas de diseño
• Método razón estéril-mineral
• Conos flotantes
• Lerchs-Grossman
• Whittle, NPVS, Datamine
• Secuenciamiento de bloques
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Técnicas de diseño
• Método razón estéril-mineral
• Conos flotantes
• Lerchs-Grossman
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Técnicas de diseño
• Introducción
– Leyes de corte
LC crítica
LC marginal
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Técnicas de diseño
• Método razón estéril-mineral
E/M
Ley %L1
E/M 1
E/M 2
L2
NO
SI
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Técnicas de diseño
• Introducción a CF y LG
– Valorización de bloques
Beneficio = Ingresos – Costos
Ingresos = Producto x Precio Neto
Costos = Material x Costo Mina + Mineral x Costo Proc.
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Técnicas de diseño
• Conos flotantes (CF)
• Lerchs-Grossman (LG)
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Técnicas de diseño
– Heurística vs Met. Analítico (teoría de grafos)
– Conos flotantes “Optimizado”
– Mezclas vs bloques individuales
– Restricciones
![Page 31: M. Arre - Planificación y Diseño C de Minas Open Pit](https://reader036.fdocuments.co/reader036/viewer/2022082217/55cf9d9d550346d033ae6708/html5/thumbnails/31.jpg)
Técnicas de diseño
• Whittle (NPVS, Datamine)
![Page 32: M. Arre - Planificación y Diseño C de Minas Open Pit](https://reader036.fdocuments.co/reader036/viewer/2022082217/55cf9d9d550346d033ae6708/html5/thumbnails/32.jpg)
Técnicas de diseño• Whittle, NPVS, Datamine
![Page 33: M. Arre - Planificación y Diseño C de Minas Open Pit](https://reader036.fdocuments.co/reader036/viewer/2022082217/55cf9d9d550346d033ae6708/html5/thumbnails/33.jpg)
Técnicas de diseño• Secuenciamiento de bloques
Gaupp, Newman, Wood, Rubio, 2006
![Page 34: M. Arre - Planificación y Diseño C de Minas Open Pit](https://reader036.fdocuments.co/reader036/viewer/2022082217/55cf9d9d550346d033ae6708/html5/thumbnails/34.jpg)
Objetivos de diseño
• Maximización del beneficio económico neto
• Maximización de los flujos descontados
• Maximización de reservas
• Posicionamiento en la curva de costos de la
industria
• Maximización de la confiabilidad del plan minero
![Page 35: M. Arre - Planificación y Diseño C de Minas Open Pit](https://reader036.fdocuments.co/reader036/viewer/2022082217/55cf9d9d550346d033ae6708/html5/thumbnails/35.jpg)
Objetivos Corporativos
• Ubicación en primer cuartil de costos
• Hedging
• Desarrollo de depósitos de clase mundial
• Aumento de reservas
• Incremento del precio de la acción
• Acrecentar el valor para los accionistas
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Programación de la producción
![Page 37: M. Arre - Planificación y Diseño C de Minas Open Pit](https://reader036.fdocuments.co/reader036/viewer/2022082217/55cf9d9d550346d033ae6708/html5/thumbnails/37.jpg)
Programación de la producción
• Selección de fases
• Secuenciamiento de paneles
• Plan de producción
• Leyes de corte variable
• Capacidad total
![Page 38: M. Arre - Planificación y Diseño C de Minas Open Pit](https://reader036.fdocuments.co/reader036/viewer/2022082217/55cf9d9d550346d033ae6708/html5/thumbnails/38.jpg)
Programación de la producción
• Selección de fases
– Por qué definir fases
– Concepto de Pits Anidados
– Criterios comunes para la selección de fases
![Page 39: M. Arre - Planificación y Diseño C de Minas Open Pit](https://reader036.fdocuments.co/reader036/viewer/2022082217/55cf9d9d550346d033ae6708/html5/thumbnails/39.jpg)
Programación de la producción
• Secuenciamiento de paneles
– Definición de panel
– Número de Fases activas
– Tasa de desarrollo vertical
– Desfase entre fases
– Requerimientos de la planta
– Flota de equipos constante
– Mineral expuesto
![Page 40: M. Arre - Planificación y Diseño C de Minas Open Pit](https://reader036.fdocuments.co/reader036/viewer/2022082217/55cf9d9d550346d033ae6708/html5/thumbnails/40.jpg)
Programación de la producción
• Leyes de corte variable
0
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0 5 10
Periodo
Ley
de C
ort
e %
Optimizadas
Marginal
![Page 41: M. Arre - Planificación y Diseño C de Minas Open Pit](https://reader036.fdocuments.co/reader036/viewer/2022082217/55cf9d9d550346d033ae6708/html5/thumbnails/41.jpg)
Programación de la producción
• Capacidad total
Capacidad Mina[ktpd]
Val
or
Pre
sen
teN
eto
[MU
S$]
120,000 tpd
90,000 tpd
60,000 tpd
30,000 tpd
20,000 tpd
![Page 42: M. Arre - Planificación y Diseño C de Minas Open Pit](https://reader036.fdocuments.co/reader036/viewer/2022082217/55cf9d9d550346d033ae6708/html5/thumbnails/42.jpg)
Aplicaciones y otros temas relevantes
• Análisis de sensibilidad
• Escenarios
• Incertidumbre geológica
![Page 43: M. Arre - Planificación y Diseño C de Minas Open Pit](https://reader036.fdocuments.co/reader036/viewer/2022082217/55cf9d9d550346d033ae6708/html5/thumbnails/43.jpg)
Incertidumbre geológica
• 1 diseño minero
![Page 44: M. Arre - Planificación y Diseño C de Minas Open Pit](https://reader036.fdocuments.co/reader036/viewer/2022082217/55cf9d9d550346d033ae6708/html5/thumbnails/44.jpg)
O bien, definición de un pit pit final probabilístico generando
varios diseños
k simulaciones condicionales
…
“pit probabilístico”
…
k pits
![Page 45: M. Arre - Planificación y Diseño C de Minas Open Pit](https://reader036.fdocuments.co/reader036/viewer/2022082217/55cf9d9d550346d033ae6708/html5/thumbnails/45.jpg)
100 Pits Finales
Guajes West - 100 optimizations
0
5
10
15
20
25
30
170.0160.0150.0140.0130.0120.0110.0100.090.080.0
Rock tonnes [Mt]
Fre
qu
en
cy
…
Pit size distribution
![Page 46: M. Arre - Planificación y Diseño C de Minas Open Pit](https://reader036.fdocuments.co/reader036/viewer/2022082217/55cf9d9d550346d033ae6708/html5/thumbnails/46.jpg)
Guajes West - 100 optimizations
0
5
10
15
20
25
30
35
40
12.011.010.09.08.07.06.0
Ore tonnes [Mt]
Fre
qu
en
cy
Ore tonnage distribution
![Page 47: M. Arre - Planificación y Diseño C de Minas Open Pit](https://reader036.fdocuments.co/reader036/viewer/2022082217/55cf9d9d550346d033ae6708/html5/thumbnails/47.jpg)
Guajes West - 100 optimizations
0
5
10
15
20
25
30
5.45.205.004.804.604.404.204.003.803.60
Au [g/t]
Fre
qu
en
cy
Gold grade distribution
![Page 48: M. Arre - Planificación y Diseño C de Minas Open Pit](https://reader036.fdocuments.co/reader036/viewer/2022082217/55cf9d9d550346d033ae6708/html5/thumbnails/48.jpg)
![Page 49: M. Arre - Planificación y Diseño C de Minas Open Pit](https://reader036.fdocuments.co/reader036/viewer/2022082217/55cf9d9d550346d033ae6708/html5/thumbnails/49.jpg)
Interpretación
• Pit con probabilidad >= 95 (magenta) es un pit de alta confianza. Hay una alta probabilidadque el pit final del recurso “real” contendráeste pit magenta.
![Page 50: M. Arre - Planificación y Diseño C de Minas Open Pit](https://reader036.fdocuments.co/reader036/viewer/2022082217/55cf9d9d550346d033ae6708/html5/thumbnails/50.jpg)
![Page 51: M. Arre - Planificación y Diseño C de Minas Open Pit](https://reader036.fdocuments.co/reader036/viewer/2022082217/55cf9d9d550346d033ae6708/html5/thumbnails/51.jpg)
Interpretation
• Pit con probabilidad <=25 (amarillo) es unaenvolvente máxima. Existe una altaprobabilidad que el pit final para el recurso real no sobrepasará este límite.
![Page 52: M. Arre - Planificación y Diseño C de Minas Open Pit](https://reader036.fdocuments.co/reader036/viewer/2022082217/55cf9d9d550346d033ae6708/html5/thumbnails/52.jpg)
![Page 53: M. Arre - Planificación y Diseño C de Minas Open Pit](https://reader036.fdocuments.co/reader036/viewer/2022082217/55cf9d9d550346d033ae6708/html5/thumbnails/53.jpg)
Estudios de ingeniería (alcances)
• Conceptual
• Prefactibilidad
• Factibilidad
Pincock Perspectives ISSUE NO. 70 — September 2005
![Page 54: M. Arre - Planificación y Diseño C de Minas Open Pit](https://reader036.fdocuments.co/reader036/viewer/2022082217/55cf9d9d550346d033ae6708/html5/thumbnails/54.jpg)
Estudios de ingeniería (alcances)
• Conceptual
Método de explotación Asumido entre cielo abierto y subterráneo
Ángulos de talud Asumido
Diseño del pit Bosquejo simple del pit final
Botaderos de estéril Bosquejo simple de bot. final
Plan de producción Plan básico basado en vida útil asumida
CAPEX Orden de magnitud, ajustados o de operaciones similares
OPEX Orden de magnitud, ajustados o de operaciones similares
![Page 55: M. Arre - Planificación y Diseño C de Minas Open Pit](https://reader036.fdocuments.co/reader036/viewer/2022082217/55cf9d9d550346d033ae6708/html5/thumbnails/55.jpg)
Estudios de ingeniería (alcances)• Prefactibilidad
Método de explotación Método específico identificado
Ángulos de talud Estimaciones preliminares por tipo de roca y datos geotécnicos basicos
Diseño del pit Diseño preliminar del pit a partir de análisis optimizado, rampas preliminares incorporadas
Botaderos de estéril Diseño preliminar para el tonelaje total e incremental
Plan de producción Plan anual especificando mineral,estéril y leyes
CAPEX Lista preliminar de equipos, presupuestos o cotizaciones históricas, algunos ajustados
OPEX Estimaciones cuantificadas para mano de obra, energía y consumibles
![Page 56: M. Arre - Planificación y Diseño C de Minas Open Pit](https://reader036.fdocuments.co/reader036/viewer/2022082217/55cf9d9d550346d033ae6708/html5/thumbnails/56.jpg)
• Factibilidad
Método de explotación
Método y plan minero completado.
Ángulos de talud
Definido con datos geotécnicos a partir de mapeo estructural y perforaciones orientadas.
Diseño del pit
Diseño detallado de pit con fases y accesos para la operación de los equipos.
Botaderos de estéril
Ubicación de botaderos identificadas a partir de datos geotécnicos y geológicos; tonelajes de estéril por fases; bosquejos anuales y final de los botaderos.
Plan de producción
Plan anual detallado mostrando mineral, calidad del producto, estéril y leyes.
CAPEX Lista detallada de equipos, presupuesto para todos los equipos mayores, todos los itemsidentificados.
OPEX Estimación detallada de ingeniería por áreas del proyecto basadas en cotizaciones.
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“La Escondida” mine, BHP Billiton, Antofagasta - Chile
“Sossêgo” mine, CVRD, Carajás – Brasil, June 2004
“Chuquicamata” mine, Codelco, Calama - Chile
Gracias.