Planificación, diseño y optimización de la producción mediante simulación geoestadística

Planificación, diseño y optimización de la producción mediante simulación geoestadística

PA Dowd y PC Dare-Bryan

Resumen El potencial completo de la simulación geoestadística como herramienta para planificar, diseñar y optimizar la producción solo se realiza cuando se integra en todo el ciclo de diseño y producción. En las etapas de planificación y diseño, esto implica la simulación de componentes del ciclo de producción que dependen de leyes (simuladas) y geología. En la etapa de producción implica la integración con el método de minería y el tipo y uso de equipos. Este documento explora los conceptos generales de la simulación geoestadística integrada y los ilustra con especial referencia al diseño de voladuras, la selección de equipos y la cuantificación asociada de pérdida de mineral, dilución de mineral y la capacidad de seleccionar mineral en varias escalas. El componente crítico de la mayoría de las operaciones mineras a cielo abierto metalíferas es la selección del mineral, es decir la minimización de la pérdida de mineral y la dilución del mineral durante la extracción. En general, la extracción comprende perforación, voladura y carga, todas las cuales se planifican y diseñan sobre la base de modelos inciertos de geología y ley. La aplicación describe la integración de modelos de ley, geológicos y geomecánicos simulados geoestadísticamente con modelos de voladuras para proporcionar un vínculo entre las características estimadas in situ del yacimiento y las ubicaciones de las mismas características (desplazadas) después de la voladura. Este enfoque proporciona un medio para evaluar diferentes tipos de selección y, por lo tanto, permite a los planificadores optimizar el proceso de selección en términos de diseño de voladura, tipo y tamaño del equipo de carga, maximización de la recuperación de mineral y minimización de la pérdida y dilución de mineral.

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PA Dowd (y)

Facultad de Ingeniería, Computación y Ciencias Matemáticas,

Correo electrónico de la Universidad de Adelaide, Adelaide, SA 5005, Australia: peter.dowd@adelaide.edu.au

PC Dare-Bryan

Orica Australia Pty Ltd, 188-189 Churchill Avenue, Subiaco, WA 6008, Australia

© Instituto Australasia de Minería y Metalurgia 2018

R. Dimitrakopoulos (ed.), Avances en la planificación estratégica de minas aplicada, https://doi.org/10.1007/978-3-319-69320-0_26

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Simulación

La simulación geoestadística rara vez es un ejercicio por derecho propio y generalmente se lleva a cabo para proporcionar un modelo para estudios posteriores. En las aplicaciones más simples, el propósito puede ser estimar las reservas de mineral; o para evaluar la incertidumbre asociada con la planificación de la mina con base en densidades de perforación específicas; o para evaluar el efecto sobre la recuperabilidad de varios tamaños de unidades mineras selectivas. En aplicaciones más complejas, se puede utilizar un modelo de yacimiento simulado para evaluar los efectos de las secuencias de las actividades aguas abajo. Todas estas aplicaciones, de una forma u otra, evalúan la incertidumbre y su consecuencia operativa: el riesgo.

Una evaluación eficaz del riesgo debe incluir cuanti fi caciones adecuadas de todos

fuentes de incertidumbre. Con demasiada frecuencia, en estas aplicaciones, la cuantificación de la incertidumbre se limita a la ley in situ y las variables geológicas, con poca atención a las incertidumbres que surgen de los procesos técnicos que se aplican para extraer el mineral del material in situ. La evaluación habitual de las reservas recuperables, por ejemplo, se limita a un simple ejercicio volumétrico en el que la recuperación de mineral se evalúa en función de aplicar un rango de volúmenes de selección a un yacimiento simulado. Este enfoque simplista ignora los aspectos prácticos de los procesos reales de extracción, selección y carga: diseño, comportamiento y rendimiento de la voladura; tipo, tamaño y funcionamiento del equipo; desplazamiento de mineral durante la voladura y la carga; y capacidad para identificar zonas de mineral dentro de un montón de estiércol. En muchas aplicaciones,

En las aplicaciones mineras, la efectividad total de la simulación geoestadística solo se puede lograr integrándola con simulaciones adecuadas y realistas de los procesos técnicos. Los autores demuestran este argumento con una aplicación a la selección y recuperación de mineral en minería a cielo abierto. La simulación in situ de geología y leyes se puede lograr mediante cualquiera de los algoritmos estándar. Sin embargo, el mineral no se selecciona y recupera de esta masa in situ, sino de los componentes rotos y desplazados de la masa que resulta del proceso de voladura. La integración de la simulación de voladura, selección y carga con la simulación in situ de leyes, geología y características geomecánicas proporciona un medio realista para evaluar la selección y la recuperabilidad, así como una base eficaz para la planificación de la mina y la selección de equipos.

El método

El método comprende:

• generación de un modelo in situ del yacimiento que comprende la ley, la geología, las propiedades geomecánicas y las variables de control de ley dentro de volúmenes suficientemente pequeños determinados por el volumen más pequeño seleccionable dentro de una pila de estiércol;
• de fi nición de un volumen de voladura que comprende un gran número de volúmenes del modelo in situ y sometiéndolo a un simulador de voladuras, que efectivamente mueve cada uno de los volúmenes del modelo componente a su lugar de descanso final en la pila de estiércol de voladura; y
• Aplicación de procesos de carga selectiva a la pila de estiércol simulada para determinar el grado de selectividad que se puede lograr con varios tamaños de cargador y tipos de carga y para cuantificar la dilución y pérdida de mineral.

El modelo in situ, que representa un conocimiento perfecto en todas las escalas relevantes, se obtiene mediante simulación geoestadística. Se puede obtener un modelo in situ que representa la realidad de conocer solo los datos y la información que están disponibles de las cuadrículas de muestreo y perforación de control de ley específicas mediante el muestreo del modelo simulado geoestadísticamente en una cuadrícula especificada. Los volúmenes que comprenden el modelo in situ se completan luego mediante estimaciones basadas únicamente en los datos correspondientes a las rejillas de muestreo y perforación de control de ley específicas. Se pueden utilizar diferentes cuadrículas de perforación y muestreo para generar diferentes modelos, cada uno reflejando los niveles de datos e información disponibles. La selectividad se puede evaluar en función de las rejillas de perforación y muestreo, así como del tamaño y tipo de cargador. El rendimiento se evalúa en función de la selectividad ideal que se puede lograr en el modelo de conocimiento perfecto, que comprende los valores simulados del volumen de cada componente. La aplicación de costos, precios y criterios financieros permite una selección óptima de la rejilla de perforación de control de ley, el tamaño del cargador, el tipo de carga e incluso el diseño de voladura.

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