ESTUDIO DE EVALUACION DE RESERVASAPLICANDO SOFTWARE GEMCOM A YACIMIENTOS OPEN - PIT

Hernn G. Mery, Michel A. Naim

Resumen

El presente estudio, presenta al Software Gemcom para Windows 98, como una herramienta dePlanificacin de Largo Plazo, aplicable en este caso a una Explotacin a Rajo Abierto. Especficamente seexpone un mtodo de Estimacin de Reservas aplicando el modelo de Kriging Ordinario, en sus procesosgenerales, sin caer en pequeos detalles; resaltando sus procesos ms importantes como: Compsitos,Estadstica clsica, Geoestadstica y Modelo de Bloques.

Abstract

This study introducer you to work whith Gemcom Mining Software in Windows 98 operatingsystem. Gemcom is a long term scheduling tool aplying to Opent Pit method. The author will expose howto develop an estimation using Kriging method, standing out the main steps, such as: Compositing, ClassicStatics, Geostatics and Block Modelling steps.

I Introduccin

La explotacin minera es un procesocontinuo, donde el control tanto de las reservascomo de los productos es sumamente importantepara la continuidad del negocio minero. Es porello, que la optimizacin del proceso requiere unbuen punto de partida en el sistema, el cualobviamente consiste en contar con una buenaestimacin de las calidades de la mena presente enel yacimiento.

Con el desarrollo de la informtica y losavances tecnolgicos, los clsicos mtodos se hanhecho parte de poderosos programascomputacionales que facilitan la tarea delIngeniero o Gelogo a la hora de cuantificar ycualificar el material in-situ.

II Objetivo

Actualizar el modelo de reservas de losactuales niveles en explotacin mediante laevaluacin de reservas, utilizando herramientasestadsticas, geoestadsticas y la tcnica deKriging.

Definir una metodologa adecuada yparmetros actualizados que permitan reevaluarlos minerales presentes en el rajo peridicamente,basndose en las variaciones que van sufriendodichos parmetros en el tiempo.

Utilizar el Software Gemcom paraactualizar los parmetros que antiguamente seutilizaban con otros softwares en la evaluacin dereservas.

III Sondajes

La informacin bsica considerada parala estimacin de leyes son los sondajes deExploracin y Produccin.

Se seleccionaron todos los sondajessituados dentro de la zona definida, y setransformaron al formato ASCII de lectura delprograma Gemcom.

De los sondajes seleccionados un granporcentaje tiene parte de su largo total sobre latopografa usada para la evaluacin.

Las variables consideradas en lossondajes son las siguientes:

Ley de hierro : FE%Ley de fsforo : P%Ley de azufre : S%

3.1 Regularizacin o Compositacin deSondajes

Como se vio en las seccionesprecedentes, la informacin bsica para laevaluacin proviene de los sondajes, estainformacin comprende las leyes de los elementosde inters, adems de otras caractersticas talescomo litologa, antecedentes metalrgicos,geomecnicos, etc., obtenidos del compsito decada tramo de sondaje.

Para que todas las muestras de un sondajerepresenten el mismo tonelaje, y como todas estasmuestras no tienen la misma longitud, se realiza elproceso llamado regularizacin de muestras a unsoporte determinado, para el caso particular delhierro este proceso debe incluir la densidad delmaterial, ya que ella es funcin de la ley (d =0.03621 x Fe + 2.377999, Fe > 20 %).

El programa Gemcom, junto con regularel sondeo asigna a cada tramo un cdigo de roca,el que es usado en la etapa de modelacin de leyespara discriminar las muestras que no seconsiderarn en la evaluacin.

Figura N 1 Sondaje Compositado.

IV Definicin del Tamao Adecuado delos Bloques

El concepto de modelamiento delyacimiento se centra en la idea de unarepresentacin real de ste en pequeas unidadesde tamao mnimo que pueda seleccionar la mina,

el problema yace en la definicin del tamao y laforma de los bloques a usar en el modelamiento.

Un bloque puede definirse como elvolumen bsico de material ms pequeo yprctico para asignarle ley, tonelaje y otros datosgeolgicos propios del yacimiento a modelar. Parala determinacin del tamao bsico de los bloquesse utilizan los siguientes parmetros: variabilidadde las leyes, continuidad geolgica, dimensin delos equipos mineros, estabilidad de taludes, ylimitaciones en el almacenamiento de datos.

Para yacimientos en que la estructura devariacin mineralgica requiera de un muestreocon espaciamiento mnimo, obliga a usar unmodelo de bloque pequeos para representaradecuadamente esa situacin. Al respecto eltamao mnimo de bloques puede determinarseaplicndose geoestadstica, mediante laconfeccin de variogramas.

La altura del banco para el mtodo deOpen Pit est dada por la altura de trabajo de losequipos, por lo tanto, la altura del bloque debe serla misma.

La dimensin horizontal del bloque estdada por el espaciamiento de los pozos deperforacin primaria y este est determinado porel dimetro del equipo de perforacin, el cual a suvez est relacionado con la altura del banco y conla productividad que se quiera alcanzar.

Cabe destacar tambin que al disminuirel tamao del bloque, se aumenta el error deestimacin de la evaluacin, es decir, su ley sedetermina con un alto grado de incertidumbre.Ahora bien, al aumentar el tamao del bloque lasleyes son emparejadas artificialmente.

Lo ideal para una buena estimacin seraque, por lo menos, un tramo de sondaje quedaradentro de cada bloque, y que estos tramos estnuno del otro a una distancia menor que el alcancedel variograma, o sea, dentro de la distancia quese estima que una muestra tiene influencia sobrela otra.

En este caso, el tamao de los bloques,est dado por las condiciones operativas ms quepor problemas de manejo de informacingeolgica. La continuidad de las leyes y larelacin entre las muestras permiten usar untamao de bloques de tamao medio sin

problemas serios en la representacin de lageologa y estimacin de leyes.

La altura adecuada de los bloques para laevaluacin depende principalmente de lasdimensiones de los equipos de perforacin. Estaidea nace al comprobar que las muestras de unpozo de perforacin primaria son representativaspara longitud total de este.

Para ser consecuentes con la operacin setomar como altura del bloque la altura de losbancos de los niveles productivos, es decir 10metros.

Las dimensiones geolgicas permiten unaseparacin de muestras mayor a las dimensionesutilizadas en las evaluaciones anteriores, es decir,mayor a 12.5 x 12.5 metros, se puede decirentonces que tales dimensiones son adecuadasdesde el punto de vista de modelamientogeolgico, para definir el tamao de los bloquesque discretizarn al yacimiento.

4.1 Definicin del Modelo de Bloques

La evaluacin de recursos esta basada enmodelos de bloques, los cuales son creados apartir de la informacin real. Estos modelosconsisten en una gran agrupacin de bloques conforma de un paraleleppedo de rumbo definido porel evaluador. El tamao del bloques es un temamuy discutido, sealndose hasta ahora que sudimensin esta supeditada a condicionesoperativas, y a la densidad de sondajes.

Figura N 2 Modelo de Bloques

Ahora bien, cada uno de estos bloquesdebe tener un valor de ley de mena, tipo de roca,

etc. Cada uno de los cuales son determinados yasignados al respectivo modelo de bloques, comosigue.

Las caractersticas del modelo debloques que se genera es la siguiente:

Coordenada Norte inferior izquierda Coordenada Este inferior izquierda Cota mayor del modelo Ancho del Bloque Largo del Bloque Altura del Bloque N de filas del modelo N de columnas del modelo N de niveles del modelo

Para este caso, el modelo de bloquesdefinidos, queda circunscrito al rea dentro de lacual se quieren estimar los recursos minerales.

4.2 Definicin del Modelo Topogrfico

El modelo topogrfico se gener a partirde la topografa actualizada, la cual se superponesobre el diseo de pit final creado porplanificacin de largo plazo, formando un tapnde topografa. Ambas topografas fueron creadasen el software Gemcom.

Figura N 3 Topografa sobre la cual se Trabaj.

4.3 Definicin del Modelo Geolgico

El modelo geolgico define los lmites dela mineralizacin del yacimiento y con estopermite un mayor control en el manejo de lainformacin de sondajes y en la asignacin deleyes a bloques contenidos dentro de laenvolvente geolgica.

Con los antecedentes aportados por lossondajes y los levantamientos geolgicos de losniveles ya explotados, geologa realiza unainterpretacin geolgica para cada nivel con ellmite del cuerpo mineralizado, su clasificacinpor texturas segn el rango de ley y disposicin dediques o filones de estril.

La importancia de la interpretacin radicaen la utilidad para definir que bloques seencuentran dentro de la mineralizacin y cualestramos de sondajes participarn en la evaluacin.

La definicin de los contornos delyacimiento, tambin define el paraleleppedo deevaluacin, en el que debern estar incluidostodos los bloques mineralizados.

Para la asignacin de la textura al modelode roca, se definieron 3 cdigos de roca, los quese describen a continuacin:

Tabla 1 Cdigos de Roca

Cdigo Roca Comentario Color1 Mineral Alta Ley Red2 Dique Green3 Mineral Baja Ley Cyan

Es importante destacar que la evaluacinesta controlada por geologa, ya que se evalaslo las leyes de los bloques que tienen asignadoun tipo de roca.

Se evaluaron bloques con soporte quetuviera el mismo cdigo de roca que el bloquepara evitar una evaluacin incorrecta, es decir, lasobre estimacin y/o subestimacin de la ley delbloque.

Figura N 4 Planta Geolgica

Figura N 5 Planta Evaluada por Modelo deBloques.

V Estadstica Clsica

Los datos de muestras se visualizan demejor manera cuando ellos son agrupados, de estaforma el anlisis estadstico entrega una mejororganizacin y valor de los parmetros relevantesdel conjunto de datos.

El anlisis estadstico bsico, eselaborado a partir de los sondajes originales y delos regularizados, para as conocer en forma msprecisa las variables de inters.

Generalmente el anlisis permite conocerel comportamiento de la variable (x) en elyacimiento y obtener una funcin f(x) que haceposible el histograma. De ste se obtiene laFuncin Acumulativa que a su vez permiteobtener proporciones entre los rangos devariabilidad que se deseen.

El histograma siempre se debe hacer paradeterminar de acuerdo a la forma de l, qu tipode tratamiento se har al conjunto.

Si la distribucin es sesgada hacia losvalores bajos, entonces, probablemente se tratarcomo log normal, y si es muy sesgada,probablemente se trate como log normal contercer parmetro (constante). Mientras mssesgada es la distribucin, ms complicado es eltipo de Kriging que hay que usar ms adelante.

Figura N 6 Histogramas

VI Evaluacin de Reservas

Una vez creado el archivo de bloques delyacimiento, se cuenta con una matriz de bloquessin informacin y con una cantidad de muestraspuntuales distribuidas espacialmente. El uso demtodos adecuados de evaluacin permite asignarvalores de leyes a todos los bloques de acuerdo ala informacin disponible. Sin embargo para estaasignacin de valores se debe contar con criteriosadecuados para establecer la participacin o noparticipacin de cada muestra en la evaluacin deun bloque determinado.

Para definir los parmetros de evaluacinse requiere del cumplimiento de tres aspectosfundamentales, a saber:

Determinacin de lmites de la mineralizaciny definicin de zonas de evaluacin.

Definicin de alcances de las muestras demanera de establecer hasta que punto unamuestra tiene relacin con un punto a evaluar.

Determinacin del factor en que influye cadauna de las muestras en la evaluacin.

Es evidente que en todos los yacimientosminerales las mineralizaciones no son

homogneas como tampoco lo son lascaractersticas litolgicas, estructurales, ogeolgicas en general. Esta situacin obliga acontar con una adecuada sectorizacin delyacimiento basada en los lmites de contactoexistentes en ste.

Por lo tanto, se requiere de una adecuadainterpretacin geolgica del yacimiento, la cualgeneralmente se realiza a partir de la informacinde sondajes y/o mapeo, la cual se afina ycomplementa a medida que la informacinaumenta o se requiere un mayor nivel de detalles.

La manera de asignar el cdigo de roca almodelo de bloques es haciendo uso del mdulo deGemcom, el cual rene la informacin del modelogeolgico almacenada en una base de datos, conla informacin del modelo de bloquesalmacenadas en un proyecto.

Una vez asignados el cdigo de roca a losbloques del modelo, se prepara el mdulo deevaluacin para que slo considere las muestrasque tienen el mismo cdigo de roca que el bloquede inters. De esta forma se evitan lassubestimaciones y sobre estimaciones de la leymedia del bloque.

Este procedimiento define los sectores ylos limites de evaluacin. La definicin del reade influencia de una muestra en relacin con elbloque a evaluar, esta situacin se aclararealizando variogramas para los elementos deinters.

6.1 El Modelo del Variograma

La aplicacin de variograma en laevaluacin de reservas comenz con el desarrollode la teora de las variables regionalizadasformuladas por Matheron.

El valor mineralgico de una muestra esuna variable regionalizada, es decir, presenta unarelacin estructural aparente con otras muestras dela regin de estudio, pero simultneamente poseeuna caracterstica aleatoria.

Se puede decir que un variograma es ungrfico que representa las variaciones de lasleyes en l deposito v/s la distancia queseparan las muestras, con ellos se establece lainfluencia que tiene un conjunto conjunto demuestras en una direccin determinada.

Para cada yacimiento, los controlesespecficos de la mineralizacin resultan encaractersticas inherentes en lo relativo a ladistribucin del mineral, estas variaciones enfuncin de la direccin se llaman anisotropas. Lasanisotropas pueden estudiarse desarrollandovariogramas en varios lugares del depsito endirecciones tridimensionales ortogonales. Deacuerdo a las propiedades definidas para losvariogramas, se aprecia que esta herramienta estil para la definicin de los alcances de lasmuestras, sin embargo se requiere de un ajuste delos variogramas experimentales para su posterioruso en la evaluacin.

Figura N 7 Variogramas

6.2 Clculo y Ajuste de Variogramas

Para el estudio se construyeronsemivariogramas correspondientes a cada uno delos elementos, siendo las direccionespreferenciales de los semivariogramas Norte Sur, Este Oeste y Vertical (segn distribucinmineralgica).

Estos fueron construidos utilizando lasleyes regularizadas de los sondajes, los cualesfueron compositadas por el tipo de roca y porlongitud del soporte.

Los parmetros que se extraen del ajustede los variogramas corresponden a los modelostericos (para ste caso tenemos Efecto Pepita yExponencial para los 3 Elementos), la Meseta,Alcances y Radios de Bsqueda.

6.3 Mtodo de Kriging para la Evaluacinde Yacimientos

La estimacin de las leyes de los bloquesmediante el mtodo de Kriging consiste enencontrar la mejor estimacin lineal posible de laley considerando la informacin disponible, esdecir, las leyes de las diferentes muestras, en elinterior, o en el exterior del bloque que se quiereestimar.

El Kriging consiste en efectuar unaponderacin, o sea, atribuir un peso a la ley decada muestra; estos pesos se calculan de maneraque la varianza de estimacin resultante seamnima, considerando las caractersticasgeomtricas. En una primera aproximacin, comoes natural, el Kriging atribuir pesos dbiles a lasmuestras alejadas e inversamente. Pero esta reglaintuitiva puede fallar cuando aparecen fenmenosms complejos de efecto de pantalla y detransferencia de influencia.

6.4 Definicin de Parmetros

El mtodo usado para evaluar lasreservas ser el Kriging Ordinario, ya que es unatcnica que entrega un estimador insesgado y queminimiza el error de estimacin.

Los parmetros ingresados al mduloBlock (de evaluacin) para evaluar el yacimientocorresponden al tipo de Anisotropa, Radios deBsqueda, Tipos de Bsqueda, Parmetros de losVariogramas, Cdigos de Roca, Parmetros delMtodo, Subdivisiones del Bloque, etc.

6.5 Leyes de Corte

Para determinar la ley de corte del hierrose ocupan algunos parmetros internos del mineralrelacionados con caractersticas magnticas deste.

Estos parmetros son empleados en lacompaa, para evaluar las reservas minerasconsiderando aspectos tcnicos econmicos queincluyen caractersticas tanto del mineral como delas instalaciones del proceso de concentracin.

Tabla 2 Leyes de Corte

Fe P SEstril < 20% 0.00

20.00

Baja Ley 20.00 30.00

BajaImpurezas

30.00 75.00

0.001 1.200

0.001 0.20

AltaImpurezas

.00 75.00

Baja Impurezas : 12.023.682 ton

% Fe : 53.35 %

% P : 0.232 %

% S : 0.121 %

6.6 Estimacin de Reservas

Para la cubicacin de reservas se utilizlas leyes determinadas para los elementos enestudio en l ltimo plan de explotacin.

Como las reservas mineras dependen deldiseo del rajo, se hace necesario destacar que losactuales valores podran variar luego de realizarun nuevo diseo de rajo final bajo los actualesantecedentes econmicos y operacionales.

Terminada la evaluacin del programacon los antecedentes descritos anteriormente, losreportes arrojaron los siguientes valores:

Estril : 1.974.343 ton

% Fe : 7.36 %

% P : 0.191 %

% S : 0.189 %

Baja Ley : 457.983 ton

% Fe : 23.36 %

% P : 0.263 %

% S : 0.265

Material no Categorizado : 178.644 ton

% Fe : 61.05 %

% P : 0.132 %

% S : 0.024 %

VII Conclusiones

Las conclusiones se realizan con respectoa los resultados obtenidos segn las muestrasalmacenadas en las bases de datos, siendorespaldadas por las evaluaciones realizadas yconsecuentes con los objetivos planteados. Deesta manera se puede concluir lo siguiente: a) elclculo de reservas es imprescindible en la tomade decisiones con respecto a la viabilidad de unproyecto minero. b) La visualizacintridimensional, por medio del programaGemcom, es de gran importancia ya que ayud adetectar errores en los parmetros direccionalesprogramados por Geologa de algunos sondajes. c)La definicin del tamao de los bloques es degran importancia debido a que un mal diseo deste acarrea problemas como errores deestimacin. d) El modelo de bloques debe tenerestrecha relacin con la topografa a utilizar en laevaluacin. e) definir correctamente losparmetros de evaluacin es de vital importanciapara obtener resultados lo ms cercano posible ala realidad.

El programa Gemcom cuenta adems conun mdulo de diseo de Open-Pit, por lo que lasevaluaciones realizadas (modelos de bloques),pueden ser ingresadas y procesadas.

VIII Bibliografa

- Antecedentes de Minas Rajo Abierto de laTercera y Cuarta regin.

- Alfaro, Marco Antonio, Instituto deIngenieros de Minas, Curso EstimacinGeoestadstica de Reservas.

- Tobar Alvaro, Gerente de Recursos Minerales

de Anglo American, paper La Evaluacin

de Yacimientos, Revista Minera Chilena.

- Apuntes Software Gemcom