Desarrollo de un Desarrollo de un Modelo Geotécnico 3D en Modelo Geotécnico 3D en
Compañía Minera Antamina Compañía Minera Antamina para optimizar para optimizar
Operaciones en minaOperaciones en mina
88°° Congreso Nacional de Minería Congreso Nacional de Minería 19 19 –– 22 de Octubre, 201022 de Octubre, 2010“Con Ingeniería Desarrollamos Minería” TECSUP “Con Ingeniería Desarrollamos Minería” TECSUP –– Trujillo, PERUTrujillo, PERU
Autores: • Carlos Aguirre C.M. Antamina [email protected]• Diego Gomez C.M. Antamina [email protected]• Jesús Astuvilca Rojas CAE Datamine Perú S.A. [email protected]• Ricardo Lanfranco Varea CAE Datamine Perú S.A. [email protected]• Malcolm Newton, Ph.D CAE Datamine Corporate Ltd. [email protected]
Modelo Geotécnico 3D
• Datos geotécnicos en mina a menudo representan gran cantidad de
información de calidad de roca.
• En la mayoría de minas mucha de la data geotécnica está sub utilizada.
• Hay riesgos en la construcción de Modelos Geotécnicos en 3D, sin embargo
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• Hay riesgos en la construcción de Modelos Geotécnicos en 3D, sin embargo
si se aplica un proceso riguroso en el desarrollo de estos modelos y el
modelo está debidamente limitado; haciendo uso adecuado de métodos
geostadísticos, estos Modelos Geotécnicos pueden ser herramientas muy
poderosas.
Aplicaciones de los Modelos Geotécnicos 3D
• Los Modelos Geotécnicos 3D pueden ser usados eficiente y eficazmente en:
� Optimizar la voladura (mine to mill)
� Selección de accesorios de perforación (brocas) basado en la dureza
estimada (UCS) en el modelo geotécnico 3D.
� Identificar áreas de riesgo geotécnico
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� Identificar áreas de riesgo geotécnico
� Información adicional para el diseño de taludes
Modelamiento Geotécnico 3D en Compañia Minera Antamina
• Objetivo de este proyecto fue el de construir un Modelo Geotécnico
sostenible en el tiempo y que puede ser usado para mejorar la voladura y el
diseño de taludes.
Fases del Proyecto:
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• Fase 1 – Estudio de Alcance
• Fase 2 – Construir Modelo Geotécnico
• Fase 3 - Entrenamiento en el uso del Modelo Geotécnico.
• Fase 4 – Implementar procesos y herramientas para mantener un Modelo
Geotécnico sostenible en el tiempo.
Objetivos y resultados del Estudio de Alcance (Fase 1)
• Recopilar toda la data geotécnica necesaria para construir un modelo
geotécnicos.
� Aquila – 4,661,282 m.
� Core Logging – 37,323 m.
� Oriented Core (UCS) – Data Puntual
� Oriented Core (RQD) – 2,304 m.
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� Oriented Core (RQD) – 2,304 m.
� PLI Core – 2,304 m.
� Face Mapping – 35,325 m.
� Modelo de bloques de recursos
� Topografía Actualizada y Diseño de Pit actualizado.
• El estudio concluyó con que había datos suficientes para construir un
Modelo Geotécnico
Geología : Tipo de Roca
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Colección de Datos Geotécnicos: AQUILA
- La data de Aquila® es capturada de varios sensores montados en el
castillo de perforacion y es provisto en una Base de Datos de Microsoft
Access ®.
- Variables analizadas :
• Drill bit penetration rate (m/h)
• Pull-down pressure on bit (klbf) BI (Blastability Index)
• RPM of drill bit (rev/min)
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- - - - - - - - - - - - - - - -
• RPM of drill bit (rev/min)
• Drill hole diameter (inch)
AQUILA
Colección de Datos Geotécnicos: Mapeo de Frentes (Face
Mapping)
- Es la información geotécnica colectada de los taludes del tajo mediante
la técnica de Mapeo de Ventanas.
- Variables analizadas: RQD, RMR, JV, UCS, BI
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- - - - - - - - - - - - - - - -Face Mapping
Colección de Datos Geotécnicos: Logueo Geotécnico (Core
Logging)- Información geotécnica logueada de los sondajes ejecutados por el
área de exploraciones
- Variables analizadas : RQD, RMR, JV.
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- - - - - - - - - - - - - - - - Core Logging
Colección de Datos Geotécnicos: Sondajes Orientados
(Oriented Core)- Información geotécnica obtenida de la perforación de sondajes
orientados
- Variables analizadas : RQD, UCS.
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- - - - - - - - - - - - - - - - Oriented Core
Colección de Datos Geotécnicos: PLI (Point Load Index)
- Información geotécnica de hacer un test de la resistencia de la roca el
cual da un índice de carga puntual y que luego es convertido en UCS
- Variables analizadas : UCS.
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- - - - - - - - - - - - - - - - Point Load Index
Preparación y Validación de Datos :
Preparación :
- Para asistir en la visualización e interpretación la data ha sido
convertida a formato Datamine (software usado para el Modelamiento
Geotécnico)
Validación :
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Validación :
- Muestras duplicadas.
- Muestras superpuestas.
- Collares duplicados.
Preparación y Validacion de Datos :Aquila, Face Mapping, Core Logging, Oriented Core, PLI
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Análisis Estadístico y Geoestadístico
-Cuatro propiedades geotécnicas han sido analizados :
• BI – Blastability Index
• RQD – Rock Quality Designation
• RMR – Rock Mass Rating (Bieniawski 1976)
• UCS – Uniaxial Compressive Strength
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El modelo de bloques incluye 15 diferentes valores de tipo de roca, los
cuales han sido usados para asignar un valor de tipo de roca cada muestra
geotécnica.
La clasificación de tipo de roca ha sido usada como dominios para los
análisis estadísticos y geostadísticos y por ende para la definición de
parámetros a ser usados en la interpolación del modelo geotécnico.
¿Que hacer con los datos recolectados ?
Base de Datos de Geotécnia
Modelo Bloques
Interpolación Geoestadística
(Sondajes y Mapeo en el Modelo de Bloques)
MODELO GEOTECNICO
(BI, RMR, RQD, UCS, JV)
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BHID, Collares, Desviaciones
BI, RMR, RQD, UCS, TIPO ROCA
BD Mapeo BD Sondajes
Modelo Bloques
Solido Geologico FallasLitologia
Análisis Estadístico y Geostadístico
Variograma BI RT 1Histograma de BI
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Variograma BI RT 1
Variograma RMR RT 1
Histograma de BI
Histograma de RMR
Interpolación de Modelo GeotécnicoLas cuatro variables BI_AQ, RQD, RMR and UCS fueron estimadas en el
modelo de bloques usando kriging ordinario (OK).
Las variables fueron estimadas usando control zonal para cada dominio.
Esto asegura que unicamente muestras que estan en un dominio X son
usadas para estimar bloques que pertenecen al dominio X.
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Modelo Geotécnico: campos interpolados en el modelo
• BI_L
• RQD %
• RMR
• UCS
Parámetros Interpolados
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• UCS
Parámetros Calculados
• JVJV = (115 – RQD) / 3.3
Modelo Geotécnico : vistas en planta y seccion
SW-NE Section for BI
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Plan for BI at 4190m Elevation SE-NW Section for BI
SW-NE Section for BI
Aplicaciones y Usos
del
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del
Modelo Geotécnico 3D
Diseño de Voladura para fragmentación requerida por cliente(planta)
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Uso/Selección de accesorios (broca) de perforación basado en Dureza de Roca (UCS)
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Estabilidad de Taludes
Valores de RMR pueden ser usados para evaluar ángulos de talud.
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� Data completamente integrada en 3D
� Apoyo a la colaboración inter-departamentos en mina (Geotécnia, Voladura,Planeamiento).
� Visualización en un único entorno 3D.
� Aprovechamiento al máximo de los datos disponibles. (convertir datosdisponibles en información relevante .)
Un modelo geotécnico provee valor agregado a operaciones mina :
Que valor puede ser derivado del Modelo Geotécnico?
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� Control de fragmentación mejorado
� Obtenido por medio del diseño dinámico de voladura
� Mejores ratios de carga y transporte mas eficiente.
� Aumento en performance de chancado gracias a una fragmentación masuniforme.
� Reducción del daño en las paredes del tajo.
� Control de riesgos en taludes
� Mejor diseño de talud basado en información en 3D.
Futuras implementaciones propuestas
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