Secuencia de Llenado de Botaderos

Universidad de Santiago de Chile Facultad de Ingeniería Departamento de Ingeniería en Minas

Secuencia de llenado de botaderos

Integrantes: Eduardo Pedraza Valencia. Nissim Deij Lagos. Cátedra: Diseño y Planeamiento minero Profesor: Eduardo Contreras Fecha: Viernes 11 de Abril, 2014

Resumen ejecutivo El presente informe trata sobre los parámetros y metodologías necesarias para establecer una secuencia de llenado para un botadero, entre ellos se destacan los métodos para cubicar botaderos, el diseño de módulos de llenado, los criterios y parámetros para definir una secuencia y algunas consideraciones a tener en cuenta en la operación de botaderos. También se presenta un caso real a modo de ejemplo. En cuanto a cubicación de botaderos se describen a grandes rasgos los métodos por plantas y perfiles y se menciona la utilidad de los softwares de diseño minero. Se realiza una breve descripción de los principales tipos de módulo de llenado y se mencionan los parámetros más relevantes que los caracterizan. Se desglosa paso a paso y de manera general la metodología y los parámetros necesarios para establecer una secuencia económica de llenado, mencionando algunas consideraciones importantes para cada paso. Por último se detallan los aspectos generales de la operación de un botadero, mencionando algunas configuraciones para su construcción y factores relevantes para su seguro y eficiente funcionamiento. Finalmente se presenta el caso real de la determinación de la secuencia económica de llenado de los botaderos N y NW del Rajo Rosario de la Compañía Minera Doña Inés de Collahuasi, haciendo énfasis en la metodología empleada.

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Índice 1. Introducción ................................................................................................. 5 2. Objetivos ...................................................................................................... 6 Principal ............................................................................................................. 6 Específicos......................................................................................................... 6 3. Construcción de botaderos .......................................................................... 7 Tipos de botadero .............................................................................................. 7 Formas de construcción ..................................................................................... 9 4. Cubicación de botaderos y módulos de llenado ........................................ 11 Cubicación ....................................................................................................... 11 Módulos de llenado .......................................................................................... 12 5. Criterios de secuencia de llenado .............................................................. 14 Secuencia de llenado ....................................................................................... 14 6. Operación de un botadero ......................................................................... 16 Factores a considerar en la operación ............................................................. 16 Restricciones para el ingreso a la zona de descarga ....................................... 17 Mantenimiento de Botaderos ........................................................................... 17 Costos de una tonelada de estéril enviada a botadero .................................... 18 7. Caso de estudio ......................................................................................... 19 Botaderos Norte y NW Rajo Rosario, CMDIC .................................................. 19 Secuencia operativa de llenado Botaderos N y NW ........................................ 22 Diseño de módulos de llenado ......................................................................... 22 Módulos plan minero 2012-2016, botaderos N y NW ...................................... 23 Trazado de Rutas ............................................................................................ 23 Secuencia económica de llenado .................................................................... 24 8. Conclusiones ............................................................................................. 25 9. Bibliografía ................................................................................................. 26 10. Anexos ....................................................................................................... 27

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Índice de Figuras Figura 1: Tipos de botaderos ...................................................................................... 8 Figura 2: Formación de botaderos ............................................................................ 10 Figura 3: Ubicación botaderos al año 2011 ............................................................... 19 Figura 4: Variables de diseño, botaderos sector Rosario .......................................... 20 Figura 5: Fases en Rajo Rosario, Septiembre 2011 ................................................. 20 Figura 6: Modalidades de vertido de botaderos ........................................................ 27 Figura 7: Contención y drenaje para el paramento inferior ....................................... 28 Figura 8: Secuencia de llenado Botaderos N y NW, año 2012 ................................. 29 Figura 9: Secuencia de llenado Botaderos N y NW, año 2013 ................................. 30 Figura 10: Secuencia de llenado Botaderos N y NW, año 2014 ............................... 30 Figura 11: Secuencia de llenado Botaderos N y NW, año 2015 y 2016. ................... 31 Figura 12: Módulos de llenado, cota 4550, año 2012 ............................................... 31 Figura 13: Módulos de llenado, cota 4600, año 2012 ............................................... 32 Figura 14: Módulos de llenado, cota 4600, año 2013 ............................................... 32 Figura 15: Módulos de llenado, cota 4650, año 2014, 2015 y 2016 .......................... 33 Figura 16: Módulos de llenado, cota 4400, año 2012 ............................................... 33 Figura 17: Módulos de llenado, cota 4450, año 2012 ............................................... 34 Figura 18: Módulos de llenado, cota 4410, año 2013 ............................................... 34 Figura 19: Módulos de llenado, cota 4450, año 2013 ............................................... 35 Figura 20: Módulos de llenado, cota 4400 y 4450, año 2014 .................................... 35 Figura 21: Módulos de llenado, cota 4400 y 4450, año 2015 .................................... 36 Figura 22: Módulos de llenado, cota 4400 y 4450, año 2016 .................................... 36 Figura 23: Ruta Inpit Fase 10 .................................................................................... 37 Figura 24: Polígono (sentido anti-horario), año 2010 ................................................ 37 Figura 25: Ejemplo Ruta F06, cota 4550. .................................................................. 37 Índice de Tablas Tabla 1: Asignación botaderos plan 2012-2016 ........................................................ 21 Tabla 2: Asignación, capacidad y holgura de estéril, plan 2012-2016 ...................... 21 Tabla 3: Asignación nivel de vaciado botaderos, Plan 2012-2016 ............................ 22

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1. Introducción Un botadero es un lugar específico donde se deposita el material estéril extraído de la mina, el cual debe cumplir con las condiciones necesarias para ese fin. Un buen lugar para un botadero será el sector que cumpla de mejor manera con las exigencias técnicas y económicas: La distancia entre el punto de carga de los camiones en la mina y el botadero debe ser la mínima posible, ya que el costo en transporte depende de esa distancia. El botadero debe ser geológica y geomecánicamente apto para ello, ya que la gran cantidad de material a depositar puede generar siniestros geomecánicos o hundimiento en el sector. El sector elegido debe carecer de recursos utilizables (por ejemplo un yacimiento o una reserva de agua), ya que este sector podría tener importancia económica en el futuro si en el presente no la tiene. La utilización del sector elegido no debe significar un daño ambiental real o potencial. La secuencia de llenado de un botadero es un aspecto vital para la planificación de los movimientos de tierra necesarios para el desarrollo de la mina. El presente trabajo es una recopilación de los aspectos generales necesarios para realizar una secuencia de llenado para un botadero y de consideraciones para su correcta operación.

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2. Objetivos Principal 

Conocer, determinar y caracterizar la operación de botaderos, secuencia de llenado

Específicos    

Presentar de manera general que es un botadero y algunos aspectos básicos de su construcción Investigar y presentar los aspectos generales de la metodología para determinar una secuencia de llenado de botaderos Investigar y presentar los principales factores a consideraren la operación de botaderos. Investigar y presentar un caso práctico de secuencia de llenado y operación de un botadero.

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3. Construcción de botaderos Según el tipo de botadero, el espacio disponible y la flota de equipos disponibles para su construcción, existen diferentes configuraciones y métodos para su construcción. A continuación y de manera resumida se exponen los principales tipos de botadero y las maneras más comunes de construirlos.

Tipos de botadero • De relleno: El material se deposita en depresiones naturales cercanas a la mina como quebradas, grietas, cavidades y cráteres de subsidencia. • De avance por volteo: También conocidos como botaderos de ladera, aprovechan las diferencias de cota para depositar el material que se acumula de acuerdo al área disponible y su ángulo de reposo natural. Puede presentar problemas de estabilidad en casos donde la diferencia de cota sea demasiado grande • De terrazas o tortas: Construidos en lugares con topografía poco abrupta, en este tipo el material se deposita en capas o pisos conectados por rampas de acceso. Es de compleja operación pues requiere de uso intensivo de equipos de apoyo para su mantenimiento y construcción. Existe en un cuarto tipo de botadero llamado de avance por volteo con formación de muros, que resulta de la combinación entre los de avance por volteo y de terrazas, aprovechando los accidentes topográficos para disminuir los costos de transporte. En la siguiente página se ilustran los tipos de botaderos descritos.

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Figura 1: Tipos de botaderos

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Formas de construcción El método empleado para construir un botadero tiene directa relación con el tipo de botadero escogido, su geometría, la estratificación del material depositado y con el posterior diseño de los módulos de llenado. En la siguiente página la Figura 2 ilustra las diferentes formas en que puede avanzar la formación de un botadero. A grandes rasgos y en el caso más común la descarga del material por parte de los camiones se realiza en el borde del botadero, seguido de la operación de equipos de apoyo como los bulldozers y/o wheeldozers, los cuales proceden a realizar su acomodamiento y a construir la cuneta de seguridad. En la Figura 6 en el Anexo se ilustran diferentes métodos y configuraciones de equipos empleados para la descarga de material. Existen distintas medidas de contención y drenaje que ayudan a dar estabilidad a los taludes de los botaderos, estas por lo general se tratan de métodos de compactación y de intercalación de materiales y estructuras que ayudan al drenaje del botadero. Esquemas ejemplificando lo anterior se encuentran en la Figura 7 en el Anexo. El método empleado para construir el botadero tiene directa relación con el tipo de botadero escogido, su geometría, la estratificación del material depositado y con el posterior

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Figura 2: Formación de botaderos

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4. Cubicación de botaderos y módulos de llenado Cubicación El cálculo del volumen de los botaderos se realiza con el fin de estimar el espacio físico necesario para la adecuada disposición del material estéril, para poder definir el lugar o lugares adecuados. El espacio físico necesario está en función del tonelaje a depositar y es una variable que depende del plan minero de la operación. El proceso de cubicación de un botadero contempla 2 etapas. Primero, una cubicación preliminar en la que se determina en forma aproximada la capacidad del botadero. Esta cubicación se efectúa ya sea por plantas o bien por perfiles. En el caso de utilizar plantas se determinan las áreas basales y superiores estimadas del botadero y su volumen se calcula como la semisuma de las áreas, multiplicada por la altura del botadero. La altura del botadero se estima en base a las curvas de nivel y el cálculo de tonelaje se obtiene a partir del volumen, empleando la densidad esponjada compactada del material a depositar. En la situación de emplear perfiles transversales, éstos se trazan en la zona de interés, estableciendo las áreas comprometidas en cada uno de ellos, para luego calcular los volúmenes parciales encerrados entre perfiles sucesivos, con lo cual podemos obtener el volumen y tonelaje asociado al sector. El objetivo de esta forma de cubicación es verificar que el área disponible tenga la capacidad requerida y de esta forma llevar a cabo los cambios del diseño para ajustarlo a los requerimientos. La segunda etapa consta de una cubicación más precisa, a través de módulos preestablecidos, a partir de los cuales se determina la secuencia de llenado. En la actualidad se pueden obtener cálculos de volúmenes muy precisos mediante algún software minero, tales como MineSight, Vulcan, entre otros. Cada tonelada de material a depositar en el sector habilitado para este fin tendrá un costo asociado, de manera que es de suma importancia evaluar correctamente el botadero en un proyecto de explotación a rajo abierto. Dicho de otra forma, cada bloque de estéril dentro de la explotación, tendrá asociado un costo de extracción extra por concepto de manejo fuera de la mina, por lo que se requerirá de una planificación especial para su disposición fuera de la explotación.

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Para calcular el volumen necesario para depositar los materiales involucrados en la explotación, se tiene la siguiente fórmula: 𝑉𝑥 [𝑚3 ] = 𝑇𝑥 / 𝐷𝑥 Donde: 𝑉𝑥 = Volumen necesario para depositar el material x en [𝑚3 ] 𝑇𝑥 = Tonelaje del material x un situ (en la mina) en [𝑡𝑜𝑛] 𝐷𝑥 = Densidad compactada final del material x en el botadero [𝑡𝑜𝑛/𝑚3 ] Calculado el volumen necesario, se debe identificar los sectores donde podrán ser depositados los distintos materiales, teniendo en cuenta las consideraciones antes descritas. Para visualizar gráficamente y cubicar los futuros botaderos, se debe obtener información de los sectores elegidos, por ejemplo, la pendiente del sector, el ángulo de reposo del material, áreas y altura de los depósitos. En el caso de que se requiera cubicar el estado de algún botadero operativo, se debe realizar inicialmente un levantamiento topográfico y luego evaluar el estado actual del botadero, de tal manera que se pueda llevar un control de alimentación o del crecimiento del depósito.

Módulos de llenado Un módulo es una unidad física de cubicación, a una cota de avance predefinida y con un ángulo de talud conocido. Con el propósito de discretizar un botadero este se divide en pequeños elementos de dimensiones preestablecidas, capaz de contener una cierta cantidad de material, denominadas módulos. Los módulos pueden ser de gran utilidad tanto para la cubicación, como para establecer la secuencia de llenado del botadero. Deben estar bien distribuidos dentro del botadero, de modo que su ubicación y tamaño sea económica y operacionalmente óptima. Se pueden distinguir dos tipos de módulos. Módulos radiales: Corresponden a subdivisiones radiales que se realizan cada cierta distancia de metros (por ejemplo 50m) en la horizontal. Esta división se re realiza a partir del punto de vaciado, considerado como centro de circunferencia, radiando arcos hasta cortar con los límites de las crestas del botadero Los módulos así definidos en la superficie se proyectan hasta cortar con la base conforme al ángulo de talud considerado. La cubicación se realiza por curvas de nivel, de igual forma que en la cubicación por plantas, calculando las áreas para cada módulo y multiplicando por la

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diferencia de nivel entre ellas o mediante la utilización de algún software computacional. Módulos cúbicos o semi-cúbicos: El botadero se subdivide en unidades de llenados, los cuales tendrán dimensiones superficiales cuadradas o rectangulares. De este modo cada unidad tendrá dos áreas, uno para cada perfil en cuestión con lo cual su cubicación se hará de igual forma a la por perfiles, obteniendo la capacidad total al sumar todos los módulos. Cada módulo debe tener un baricentro, que permite definir la cota de destino, la distancia de transporte y su capacidad en toneladas. Esto permite determinar su costo por toneladas, que se utilizará posteriormente para la secuencia económica de llenado. El baricentro es la proyección horizontal del centro de masa o centro de gravedad de un cuerpo. El objetivo de los baricentros es tener un punto representativo de cada módulo, a fin de poder determinar distancias de transporte. Para definir módulos de llenado se necesitan, en general, los parámetros de diseño de botadero (talud, volumen, etc.), conocer los diferentes niveles de vaciado, el área disponible para vaciar (topografía), cantidad de estéril enviada a botadero según plan minero, y la secuencia de llenado.

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5. Criterios de secuencia de llenado Secuencia de llenado La secuencia económica de llenado es una estrategia de llenado que indica la forma y el momento en que se deben ir llenando las diferentes zonas del botadero, de tal manera de minimizar el costo de transporte en el traslado de materiales. Se realiza en conjunto con una evaluación económica del transporte. El costo por tonelada-km resultante será la variable discriminante. En primer lugar se debe determinar todos aquellos módulos factibles de llenar, es decir, que cuenten con su correspondiente nivel inferior ya lleno, física o naturalmente. Segundo, teniéndose lo anterior, en función de los costos de transporte se determina el módulo más económico a llenar. Dentro de los criterios específicos para la depositación del lastre, se encuentra la distancia más corta de transporte (o el tiempo de ciclo menor), que va desde la extracción en el rajo hasta el lugar físico de depositación (botadero). La metodología básica y algunas consideraciones para establecer esta secuencia se detallan a continuación: •

Definición de las áreas de vaciado

Las áreas de vaciado deben estar a una distancia tal que no aumenten demasiado los costos de transporte y no se encuentren dentro de la envolvente de pit final ni en la ubicación de alguna instalación de importancia. Están en directa relación con el diseño general del botadero ya que deben estar ubicadas en una topografía tal que permita dimensiones que contengan los requerimientos de movimiento de material especificados por el plan minero. •

Determinación del punto de salida desde la faena

Los puntos de salida pueden ser estáticos o dinámicos dependiendo del desarrollo de la mina. Pueden existir varios puntos de salida destinados a dar acceso a distintos botaderos a diferentes cotas y ubicaciones. •

Determinación de alternativas y requisitos de avance

Estas de determinan en función a las direcciones de avance en la topografía, las capacidades del botadero y la necesidad de respetar las dimensiones máximas del botadero. También se deben tener en cuenta la construcción de rampas y accesos.

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•

Diseño de módulos para cada alternativa

Definidos por un tonelaje y un perfil de transporte a partir de un punto de vaciado, generalmente en relación al punto de vaciado de un módulo anterior. El tipo de modulo a diseñar dependerá del tipo de botadero en construcción. El tonelaje comprendido por cada módulo se obtiene del plan minero de los requerimientos de movimiento de materiales para cada fase de explotación de la mina. •

Determinación de baricentro de cada módulo

Se determinan por la ponderación de la distancia con respecto a cada uno de los tonelajes depositados en cada módulo. •

Obtención del perfil de transporte entre faena y botaderos

Se determina a partir de las rutas que se necesitan recorrer entre el punto de origen del material hasta el baricentro del módulo en construcción, incluyendo diferencias de cotas. Estos perfiles cambian a medida que se desarrollan el botadero y la mina. •

Determinación de costos de transporte para cada módulo

En base al perfil de transporte se calculan los ciclos de transporte, el número de equipos necesarios y el costo total asociado en US$/t – Km para cada módulo. •

Determinación de la secuencia económica de llenado

En base al costo de transporte de cada módulo se determina una secuencia de llenado de modo que se tenga un avance homogéneo del botadero, llenando un módulo por completo antes de avanzar al siguiente. Esto permite un vaciado ordenado y el control del botadero. Todo el trabajo asociado a este proceso puede ser simplificado y complementado con el uso de paquetes de software como Minesight y Vulcan para el diseño y cubicación de los botaderos y módulos de llenado, el trazado de las rutas de transporte de los materiales y la representación gráfica de todo el proceso y/o las etapas del mismo. Para la determinación de la secuencia en si se pueden utilizar herramientas como Excel y métodos de programación lineal utilizando las variables de distancia y ciclos de transporte, costos y orden de avance de los módulos. El avance de cada módulo debe ser en forma homogénea manteniendo siempre la misma distancia al punto de origen. Una vez completada la capacidad del módulo, recién se debe pasar a llenar el siguiente. Con esto se lleva un vaciado ordenado y por ende un mejor control del avance de los botaderos.

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6. Operación de un botadero Como se mencionó anteriormente en el ciclo básico de avance del botadero la descarga del material se realiza en el borde del botadero, seguido de la operación de equipos de apoyo. El frente de descarga debe estar definido en 3 sectores. Sector en operación (descarga), sector en reserva y sector en mantención. Esto con el fin de mantener descongestionada la zona de vaciado.

Factores a considerar en la operación Los factores a tener en cuenta en la operación de botaderos son principalmente medidas de seguridad y optimización de las operaciones unitarias relacionadas con la construcción del botadero. Estas deben ser monitoreadas por los supervisores para asegurar una operación eficiente y segura del botadero. Entre ellos tenemos: Condiciones de la zona de descarga Estas tienen que ver con las condiciones del piso de la zona de descarga que impliquen tomar acciones correctivas. A continuación se listan algunas de las situaciones que requieren de acciones correctivas o de apoyo:        

Grietas en el piso Compactación del piso Asentamiento del piso Construcción y mantenimiento de pretiles de seguridad Hielo en la zona de descarga Material derramado La necesidad de realizar trabajos de noche Delimitación de la zona de trabajo

Personal y equipos de apoyo Corresponden al personal y los equipos necesarios para dar apoyo y corregir las situaciones mencionadas anteriormente. Entre ellos tenemos: Supervisor: Encargado de la supervisión de todos los factores involucrados con la correcta y segura realización de todo el proceso. Para este puesto se considera personal con experiencia y con alto conocimiento de las condiciones y restricciones de operación de la mina (manual de operaciones de la compañía).

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Señalero: Dependiendo de las órdenes del supervisor el señalero delimita la zona de descarga y avisa a los operadores cuando es seguro realizar su tarea. Bulldozer: Cumplen distintas funciones entre las cuales se cuentan el despeje de la zona de descarga, la construcción de los pretiles de seguridad y en algunos casos se utilizan para realizar el volteo de material para construir el botadero. Motoniveladoras: Se encargan de mantener nivelada la zona de descarga, removiendo rocas que pudieran poner en peligro los neumáticos de los camiones y realizando mantenimiento de la superficie. De vital importancia para la segura descarga de material y el drenaje adecuado. Camión aljibe: Utilizado para regar los caminos de acceso al botadero y minimizar los problemas de visibilidad por levantamiento de polvo. Equipo de iluminación: En caso de ser necesario la operación del botadero de noche, la zona de descarga debe contar con toda la iluminación necesaria para realizar el volteo de material de forma segura.

Restricciones para el ingreso a la zona de descarga Esto comprende todas las restricciones de circulación de equipos, tanto en los accesos del botadero como en la zona de descarga. Estas incluyen: • • • • •

Control de la velocidad de aculatamiento del camión Control de velocidad de giro y frenado del camión Existencia de pretiles de seguridad de dimensiones apropiadas Distancias mínimas entre dos equipos en funcionamiento Estado del piso de la zona de vaciado

La mayoría de estas condiciones dependen de las características de velocidad y dimensiones de la flota de equipos utilizada, de las políticas de seguridad de la compañía y las recomendaciones de seguridad basadas en los análisis de estabilidad realizados al diseño del botadero.

Mantenimiento de Botaderos Para evitar el colapso en los botaderos se debe realizar la compactación, ya que así se logrará que el material suelto llegue a ser más parecido a un material compacto, consiguiendo una mejor estabilidad global. Una buena compactación de un botadero debería incrementar alrededor de un 9% la densidad de un material suelto que llega al depósito. Puede que la densidad en los

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niveles inferiores del depósito sea mayor que en los niveles superiores, por la presión que ejercen estos últimos. Cabe destacar que aunque no se pudiera lograr la máxima compactación con los equipos, es de suma importancia lograr uniformidad en la compactación, ya que mientras más homogénea sea la densidad por niveles dentro de la pila, más segura será la operación sobre el botadero, garantizándose así la estabilidad general de la pila. Las zonas donde hay discontinuidades o donde se tienen problemas de compactación, están más propensas a la manifestación de algún colapso, independientemente de que sea o no la causa de ello. Por ejemplo, si un sector se encuentra mal compactado y ocurre un evento sísmico de proporciones, lo más probable es que si hay algún tipo de colapso en la pila, tendría relación con el sector antes mencionado sin ser éste el causante del evento sísmico.

Costos de una tonelada de estéril enviada a botadero El material estéril no tiene relevancia económica desde el punto de vista del beneficio que reporta, pero si lo tiene desde el punto de vista de los costos que involucran su extracción y disposición. Los costos que posee un bloque de estéril son los siguientes: Costo de extracción desde la mina y la distancia que tendrá que recorrer ese material sobre el equipo de transporte, lo que podrá establecer la construcción de realces versus la extensión del botadero en una sola plataforma. Este costo es variable en función del tiempo, pues la topografía es cambiante y la distancia es mayor a medida que los módulos estarán cada vez más lejos Costos de mantención de los depósitos, los que generalmente asume el área de servicios de la mina Costo asociado a la restauración de depósitos en el caso de imprevistos.

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7. Caso de estudio Botaderos Norte y NW Rajo Rosario, CMDIC A Septiembre de 2011 el Rajo Rosario alimentaba 5 botaderos: Alpaca, Guanaco, Puma, Zorro y Vicuña. La proyección futura (2012-2016) de los 3 primeros corresponde al botadero NW y los dos últimos al botadero N.

Figura 3: Ubicación botaderos al año 2011 Para el quinquenio 2012-2016 se contemplan 2 botaderos (N y NW). Ambos fueron diseñados por el área de Largo Plazo, basándose en las condiciones medioambientales y legales de la compañía. Dichos botaderos tienen un seguimiento constante por el área de Geotécnia, de tal forma de evaluar las estabilidades de estos con el paso del tiempo. El diseño de ambos botaderos contempla una capacidad total de 969Mt, de las cuales 309Mt corresponden al botadero N y 660Mt al botadero NW. El botadero considerado es de tipo torta Los parámetros de diseño para ambos botaderos son los siguientes.

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Figura 4: Variables de diseño, botaderos sector Rosario Ancho rampa: 50m Pendiente rampa: 10% Ancho berma: 30m Ángulo de reposo: 37° Altura tortas: 50ms En la siguiente figura se puede ver la distribución espacial de las fases de desarrollo del Rajo Rosario según la planificación 2012-2016

Figura 5: Fases en Rajo Rosario, Septiembre 2011

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La capacidad delos botaderos se determinó a partir de la información proporcionada en el plan minero. Se estableció el destino del estéril (N o NW) según la fase involucrada por periodo, como se muestra en la siguiente tabla.

Tabla 1: Asignación botaderos plan 2012-2016

Asignación Capacidad Holgura Bot. N Bot. NW Estéril total Bot. N Bot. NW Cap. total 2012 96.321 81.773 178.094 98.018 83.470 181.488 3.394 2013 76.902 99.346 176.248 77.764 100.208 177.972 1.724 2014 19.754 176.515 196.269 19.799 176.560 196.359 90 2015 36.975 182.731 219.706 37.181 182.937 220.118 412 2016 76.085 116.717 192.802 76.237 116.869 193.106 304 Total 306.037 657.082 963.119 308.999 660.044 969.043 5.924 Tabla 2: Asignación, capacidad y holgura de estéril, plan 2012-2016 Año

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Secuencia operativa de llenado Botaderos N y NW En la secuencia operativa de llenado, definida por la planificación, se establecieron las capacidades máximas de los botaderos, para los distintos niveles de vaciado. Como se puede ver en la siguiente tabla.

Tabla 3: Asignación nivel de vaciado botaderos, Plan 2012-2016 En la sección Anexos es posible apreciar la evolución del llenado de botaderos para el plan 2012-2016.

Diseño de módulos de llenado Los diseños contemplan diferentes niveles de vaciado, siendo 3 niveles para el Botadero Norte (4550, 4600, 4650) y para el botadero NW (4400, 4410, 4450 y4500), que están distribuidos de la siguiente forma. Botadero Norte: 2012, nivel 4550 y 4600 2013, nivel 4600 2014, 2015 y 2016, nivel 4650

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Botadero NW: 2012, 2014, 2015, nivel 4400 y 4450 2013, nivel 4410 y 4450 2016, nivel 4500. Para poder definir los módulos del botadero N, se utilizó la información dispuesta en el plan de explotación, considerando el diseño y niveles de vaciado previamente establecidos. Para realizar el corte de los módulos, primero se establecieron las fases que descargarán en el depósito y la cantidad de estéril enviada por periodo. A partir de esto se determinó que las fases involucradas, en este depósito de lastre, corresponden a la 6, 8 y 11. Los cortes de los módulos se efectuaron de acuerdo al nivel de detalle del plan minero quinquenal, obteniendo lo siguiente:  2012 mensualmente, con 12 módulos de llenado, los cuales van desde el periodo 8 al 19, abarcando los niveles de vaciado 4550 y 4600.  2013 trimestralmente, con 4 módulos de llenado para solo un nivel de vaciado (4600), comprendiendo del periodo 20 al 23.  2014, 2015 y 2016 anualmente, con 3 módulos de llenado, para un nivel de vaciado 4650. Esos contienen los periodos 24,25 y 26 de la secuencia de explotación.

Módulos plan minero 2012-2016, botaderos N y NW Para observar lo módulos definidos para ambos botaderos para el periodo 2012 – 2016 ver en Anexos Figuras 8 a 22.

Trazado de Rutas En el módulo Haulage Profile de Vulcan se cargó el diseño final de la fase para realizar el trazado de la ruta a través de la rampa principal. A esta ruta se le denomina inpit, la que permite determinar el destino más idóneo para efectuar el vaciado, dependiendo de la salida que tenga. Para observar las rutas inpit y un ejemplo de conexión con un botadero definidas por Vulcan, ver Anexos, Figuras 23 y 24

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Secuencia económica de llenado Cada una de las flotas existentes en el Rajo Rosario posee diferentes costos y características para los 5 años del plan minero, propias de cada equipo (consumos, velocidades, capacidades, tiempos de ciclo, desgaste, etc), las cuales evidentemente son fundamentales en los costos de operación. Se seleccionóla flota 930E como la más idónea para el estudio, y a partir de esta se estimó la secuencia económica de llenado de los botaderos. Las variables con costos más altos son el combustible diésel y los neumáticos (37% y 19% en promedio para los 5 años, respectivamente) Botadero Norte El material estéril es enviado desde las fases 6,8 y 11, las que fueron definidas según las salidas del rajo, asegurando distancias más cortas. La fase 6 abarca los bancos 4495 al 4300. La fase 8 del 4555 al 4195 y la fase 11 desde el 4705 al 4540. Cada fase tendrá distintos sólidos asociados a los bancos, los cuales serán extraídos en diferentes periodos de tiempo, según lo informado por la secuencia, de explotación. El costo asociado a cada periodo depende directamente de la cantidad de estéril a extraer, ya que esto aumenta las horas operativas para la flota (N° de viajes), incrementando el tiempo de ciclo total según el periodo en estudio. El costo total (5 años) para operar el botadero Norte es de US$166 millones, utilizando un equipo de carguío de 56yd3; y de US$162,4 millones, para uno de 73yd3. Botadero NW Según la salida de cada una de las fases, se determinó que descargarán el material lastre las fases 7,9 y 10 (distancia de transporte más corta). La fase 7 contempla los bancos 4405al 4195. La fase 9 del 4720 al 4180 y la fase 10 constituida por los bancos 4750 al 4360, encontrándose cada uno a una altura de 15m. EL costo total (5 años) de la operación del botadero NW se estiman en US$359,5 millones, considerando un equipo de 56yd3, y de US$351,4 millones, para el equipo de 73yd3.

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8. Conclusiones En relación a los objetivos planteados se concluye: • Se logra presentar en términos generales la metodología para determinar una secuencia económica de llenado de un botadero • Se logran identificar factores importantes a tener en cuenta para la operación de un botadero • El caso presentado muestra la secuencia lógica y metódica por la que se determinan todos los requerimientos, condiciones y costos para una secuencia de llenado en particular.

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9. Bibliografía Ardiles, G. H. (1999). Diseño y secuencia de llenado de botaderos de estérol, Mina Mantovere. Santiago: Universidad de Santiago de Chile. Guitierrez, C. A. (2011). Aumento en la producción de la planta San Francisco, mediante una nueva planificación y secuencia de llenado del botadero San Francisco, División Los Bronces, Anglo American Chile. Santiago: Universidad de Santiago de Chile. Manual general de minería y metalurgia. (2006). Santiago: Portal Minero Ediciones. Muñoz, F. N. (2011). Secuencia económica de llenado para los depósitos de estéril Norte y NW del sector Rosario, Compañia Minera Doña Inés de Collahuasi. Santiago: Universidad de Santiago de Chile. Quijada, J. P. (1995). Planificación y secuencia de llenado de botaderos de lastre, Mina Quebrada Blanca. Santiago: Universidad de Santiago de Chile. (2010). Reglamento de operación de botaderos en Mina Jilguero. Copiapó: Mina Jilguero S.A. Rojas, A. E. (1994). Anteporyecto de construcción de botaderos. Santiago: Universidad de Santiago de Chile.

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Anexos

Modalidades de vertido de botaderos

Figura 6: Modalidades de vertido de botaderos

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Medidas de contención y drenaje para el refuerzo del paramento anterior.

Figura 7: Contención y drenaje para el paramento inferior

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Evolución llenado de botaderos

Figura 8: Secuencia de llenado Botaderos N y NW, año 2012

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Figura 9: Secuencia de llenado Botaderos N y NW, año 2013

Figura 10: Secuencia de llenado Botaderos N y NW, año 2014

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Figura 11: Secuencia de llenado Botaderos N y NW, año 2015 y 2016. Módulos de Botadero Norte Módulos año 2012

Figura 12: Módulos de llenado, cota 4550, año 2012

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Figura 13: Módulos de llenado, cota 4600, año 2012 Módulos año 2013

Figura 14: Módulos de llenado, cota 4600, año 2013 Módulos año 2014, 2015, 2016

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Figura 15: Módulos de llenado, cota 4650, año 2014, 2015 y 2016 Botadero NW Módulos año 2012

Figura 16: Módulos de llenado, cota 4400, año 2012

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Figura 17: Módulos de llenado, cota 4450, año 2012 Módulos año 2013

Figura 18: Módulos de llenado, cota 4410, año 2013

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Figura 19: Módulos de llenado, cota 4450, año 2013 Módulos año 2014, 2015 y 2016

Figura 20: Módulos de llenado, cota 4400 y 4450, año 2014

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Figura 21: Módulos de llenado, cota 4400 y 4450, año 2015

Figura 22: Módulos de llenado, cota 4400 y 4450, año 2016

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Trazado de Rutas

Figura 23: Ruta Inpit Fase 10

Figura 24: Polígono (sentido anti-horario), año 2010

Figura 25: Ejemplo Ruta F06, cota 4550.

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