Planificación y Diseño Conceptual de Minas

Open PitManuel Arre (Ing. en Minas)

Lima, Perú–09 y 10 de Diciembre2009

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

Introducción

• Métodos de explotación

– Breve descripción

– Selección de un método de explotación

Introducción

• Planificación minera

– Estratégica

– Táctica

• Diseño conceptual v/s diseño de detalle

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

Alcance

Puesta en

MarchaExploración

Alternativas

IngenieríaConceptual

Mejor alternativa

Pre-factibilidad

Alternativa Optimizada

Factibilidad Construcción Operación

Planes de CP – MP - LP

Cierre

Variables relevantes

• Geológicas

• Geotécnicas

• Metalúrgicas

• Mercado

• Sistema minero

• Corporativas

• Entorno Regulatorio

Variables relevantes

• Geológicas

– Leyes

– Mineralogía

– Litología

– Alteración

Variables relevantes

• Geotécnicas

– Ángulos de talud

– Dominios geotécnicos

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

Variables relevantes

• Metalúrgicas

– Recuperación

– Dureza

– Costo de operación

– Costo de capital

Variables relevantes

• Mercado

– Precio de los metales

– Costo de venta

Variables relevantes

• Sistema minero

– Operaciones unitarias, tipo de equipos y sus

características operacionales

– Dilución

– Ancho mínimo de operación

– Costo de operación

– Costo de capital

Variables relevantes

• Corporativas

– Misión

– Tolerancia al riesgo

– Metodología de Ev. de proyectos de inversión

Variables relevantes

• Entorno Regulatorio

– Rehabilitación de botaderos

– Contaminantes

– Otros?

• Algunos conceptos

– Modelo de bloques

– Curvas tonelaje-ley

– Valor Presente Neto

antes de continuar…

– Modelo de bloques

– 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

– 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

• 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

Variables relevantes

• Resumen (inputs mínimos requeridos)

– Modelo de bloques del recurso

– Ángulos de talud recomendados

– Recuperaciones metalúrgicas

– Costo Mina, costo planta

– Precio metales

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

Técnicas de diseño

• Métodos tradicionales

• Nuevos enfoques

Técnicas de diseño

• Método razón estéril-mineral

• Conos flotantes

• Lerchs-Grossman

• Whittle, NPVS, Datamine

• Secuenciamiento de bloques

Técnicas de diseño

• Método razón estéril-mineral

• Conos flotantes

• Lerchs-Grossman

Técnicas de diseño

• Introducción

– Leyes de corte

LC crítica

LC marginal

Técnicas de diseño

• Método razón estéril-mineral

E/M

Ley %L1

E/M 1

E/M 2

L2

NO

SI

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.

Técnicas de diseño

• Conos flotantes (CF)

• Lerchs-Grossman (LG)

Técnicas de diseño

– Heurística vs Met. Analítico (teoría de grafos)

– Conos flotantes “Optimizado”

– Mezclas vs bloques individuales

– Restricciones

Técnicas de diseño

• Whittle (NPVS, Datamine)

Técnicas de diseño• Whittle, NPVS, Datamine

Técnicas de diseño• Secuenciamiento de bloques

Gaupp, Newman, Wood, Rubio, 2006

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

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

Programación de la producción

Programación de la producción

• Selección de fases

• Secuenciamiento de paneles

• Plan de producción

• Leyes de corte variable

• Capacidad total

Programación de la producción

• Selección de fases

– Por qué definir fases

– Concepto de Pits Anidados

– Criterios comunes para la selección de fases

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

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

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

Aplicaciones y otros temas relevantes

• Análisis de sensibilidad

• Escenarios

• Incertidumbre geológica

Incertidumbre geológica

• 1 diseño minero

O bien, definición de un pit pit final probabilístico generando

varios diseños

k simulaciones condicionales

…

“pit probabilístico”

…

k pits

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

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

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

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.

Interpretation

• Pit con probabilidad <=25 (amarillo) es unaenvolvente máxima. Existe una altaprobabilidad que el pit final para el recurso real no sobrepasará este límite.

Estudios de ingeniería (alcances)

• Conceptual

• Prefactibilidad

• Factibilidad

Pincock Perspectives ISSUE NO. 70 — September 2005

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

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

• 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.

“La Escondida” mine, BHP Billiton, Antofagasta - Chile

“Sossêgo” mine, CVRD, Carajás – Brasil, June 2004

“Chuquicamata” mine, Codelco, Calama - Chile

Gracias.