MINERÍA EN CHILE CON FOCO EN EXPLOTACIÓN SUBTERRÁNEA -

ESTRUCTURA Y APLICACIÓN DE NUEVAS TECNOLOGÍAS

Andrzej ZablockiIng. Civil en Minas

Cámara Minera de ChileComisión Innovación y Desarrollo

8 Junio 2021

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AGENDA

- Introducción, Minería en Chile

- Desarrollo Horizontal con P&T y Fortificación

- Carguío y Transporte, Electromovilidad

- Excavación Mecánica de Rocas

- Automatización

- Conclusiones

PADRE DE MINERÍA DE CHILE

CARACTERÍSTICAS PARTICULARES DE MINERÍA METÁLICA CHILENA

• “Monometálica”

• 94% de producción Gran Minería

• >50% de Minas son de Rajo Abierto

• < 30% Minería Estatal

• > 50% Desarrollo Minero (Subterr.) con Contratistas

• Transporte de Mineral sin Piques

RANKING EN PRODUCCIÓN MINERÍA METÁLICA

ELEMENTOS FUNDAMENTALES DEL MODELO MINERO CHILENO

Codelco

Enami

Minería PrivadaInstitucionalidad

Privada

Institucionalidad Pública

Asociaciones de empresas mineras

Asociaciones de proveedores

Universidades

Sindicatos

Consultoras

Minería Privada;

72%

Codelco; 28%

Industria Pública y Privada 2020

Fuente Cochilco

MINAS DE COBRE MÁS GRANDES DEL MUNDO

MINA PAÍS PRODUCCIÓN FINA + NOTA

ESCONDIDA CHILE 1,156,000 OP

COLLAHUASI CHILE 629,000 OP

MORENCI USA 445,000 OP

TENIENTE CHILE 443,000 1) UGR

BUENAVISTA PERÚ 432,000 OP

CHUQUI CHILE 401,000 OP. + UGR

KGHM POLONIA 393,000 UGR

ALTAMINA PERÚ 378,000 O.P

CERRO VERDE PERÚ 372,000 OP

GRASBERG INDONESIA 367,000 UGR

Fuente: Kitco, Marzo 2021

MINERÍA DE COBRE

5,8

2,4 2 1,3 1,250

2

4

6

8

Chile Perú China USA Congo

Mayores ProductoresMln ton

World total 20 MlnChile, Perú, China 48%

Incremento en demanda:50% en 20 años (energía renovable, vehículos eléctricos, crecimiento económico)

Fuente: Trillogy Metals, Copper Alliance 2019

200

87 86 61 530

50

100

150

200

250

Chile Perú Australia Rusia México

Reservas kton

Chile, Australia, Perú, México, Rusia 65%

9

En 2023 se proyectó triplicar la producción actual subterránea en Chile

( MH,Sur Sur, Collahuasi, Escondida, Pelambres, Los Bronces, Pascua Lama)

MINING INDUSTRY OPEN PIT VS UNDERGROUND

54%

10% 15% 20% 20%

46%

90% 85% 80% 80%

Coal Copper

Underground

Open pit

Iron Gold Chile Copper

PRODUCCIÓN DE COBRE EN LAS 15 MINAS MÁS GRANDES DEL MUNDO

Fuente ME

74% 73%

49% 50%

26% 27%

51% 50%

2007 2013 2019 2025f

Chart Title

Rajo abierto Subterránea

ESTRUCTURA DE LA MINERÍA DEL COBRE EN CHILEMediana minería desde 300 tpd de mineral o hasta 30.000 ton Cu fino por año

Fuente Cochilco

95%

4%

1%

Gran Minería Mediana Minería Pequeña Minería

500.000

(9%)

450.000

(8%)

4.800.000

(83%)

Rajo Abierto

Privada Subterránea

Codelco Subterránea

¹ Sin Chuquicamata Subterránea (producción empieza 3Q 2019.

Exportaciones de Mediana Mineria superan la industria de salmonera, forestal, muebles y vino.

Fuente: Sonami, El Mercurio, A. Zablocki

DOS MINAS SUBTERRÁNEAS DE COBRE MÁS GRANDES DEL MUNDO

Ítem Mina KGHM-Polonia El Teniente-Chile

Producción Cu fino 393.000 t/año 428.000 t/año

Producción Mineral 30 Mln t/año 48 Mln t/año

Desarrollo Horizontal 13.500 m/mes 2450 m/mes

Método de Expl. Room & Pillar Block Caving

Ley de Cu 1,5% 0,89%

Subproducto Principal Ag: 50 gr/t Molibdeno: 0,020%

Profundidad 1600 ÷ 2200 ~ 2200 m sobrecarga

Fuente: KGHM, Codelco

DISTRIBUCIÓN DE MINAS POR MÉTODO DE EXPLOTACIÓN EN CHILE

Rebaje por subniveles67%

Hundimiento de bloques

8%

Mixtos12%

Camaras y pilares4% Corte y

relleno9%

Total 37 minas

Fuente: Newcrest

“Proyectos e Innovaciones, Revolucionando la Minería”, Codelco

PROYECTO ANDES NORTE

NUEVO NIVEL MINA Diseño y Metodología de Explotación

7 yd3

60 ton

10 yd3

25

.0

60.000 ton/día

Proyecto Andes Norte Nuevo Nivel Mina Seminario Desarrollo Túneles y Galerías para Minería Subterránea

NIVEL DE HUNDIMIENTO

NIVEL DE PRODUCCIÓN

NIVEL VENTILACION

NIVEL DRENAJE

NIVEL TRANSPORTE

• Panel Caving Conv. + PA

• Malla de 34 x 22• Crown Pillar 25 m• Orientación de Calles N25°0• PV en Calles (154 mt)• LHD de 10 yd3

• Camión: 60 Ton• Cruzados E - 0• Descarga a Tolvas de Gruesos

• Cruzados E - 0

• Conexión a Túnel Correa

SUB LEVEL STOPING - PRINCIPAL

MÉTODO DE ARRANQUE – MEDIANA

MINERÍARADIAL

BANQUEO

1era Etapa

Cargador

CamiónBoomer

Simba

Acuñador

Simba DTH

Cara

Libre

CZ

NPNP

NPNP

GTGT NP

NP

CZ

Mineral

Tronado

Rampa de Acceso

30 m

NIVEL DE

EXTRACCION

NP

NP

2da Etapa

LHD (Control Remoto)

20

PRODUCCIÓN DE MINERAL DE MEDIANA MINERÍA SUBTERRÁNEA EN CHILE (MLN T/AÑO)

Fuente: A. Zablocki

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5

Carmen Bajo

El Toqui

Florida

Tambillo

Punitaqui

Las Luces

San Geronimo

Minera Cruz

El Peñón

Mantos de la Luna

Andina SLS

Santos

Atacama Kozan

Minera Carola

Alcaparrosa

Candelaria Norte

PUCOBRE

0,5

0,6

0,6

0,7

0,8

0,8

0,9

0,9

0,9

1,2

1,5

1,5

1,7

1,8

1,8

2,0

4,8

21

MINERÍA DEL ORO - BENCH & FILL

Tendencias hacia RMD (horizontal y vertical)

Aumento de desarrollo con vetas muy angostas

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AGENDA

- Introducción

- Desarollo Horizontal con P&T y Fortificación

- Carguío y Transporte, Electromovilidad

- Excavación Mecánica de Rocas

- Automatización

- Conclusiones

DESARROLLO HORIZONTAL VS MÉTODO MINERO(METROS AL MES)

Fuente: Codelco, A. Zablocki

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

El PeñonPucobre

Olimp. DamMont Isa

KGHMTTE

GrespergPMCHS

2730

12002900 3000

13500

2150 3250 3600

C&F SLS R&P Bl Caving

PERFORACIÓN MANUAL VS. DIGITALIZADAComparación

.

CASO DE ESTUDIO: KGHM Y EL TENIENTEImplementación del control computarizado en avances horizontales

26

2,8

2,97

2,92

3,2

2,6

2,7

2,8

2,9

3

3,1

3,2

3,3

2012 2013 2014 2015

Metros de avance por disparo, KGHM

Perforación ComputarizadaPerforación convencional

Fuente: KGHM – Polkowice Sieroszowice, Epiroc

3,35

3,54

3,00

3,10

3,20

3,30

3,40

3,50

3,60

Convencional Control Computarizado

Metros de avance por disparo, DET

EJEMPLO PERFORACIÓN CONVENCIONAL VS COMPUTARIZADA EN CHILE

Minería Subterránea - sobreexcavación

27

ABC Básico (convencional) ABC Regular (computarizado)

Para las mismas condiciones (sección, tipo de roca y explosivos)

Fuente: Salfa, Epiroc

PERFORACIÓN MANUAL VS. DIGITALIZADA

Ejemplo: Boliden, Mina Garpenberg

Mina Garpenberg- Suecia

Antes Despues

TIEMPO Y COSTO DE LAS ACTIVIDADES EN EL CICLO

DE DESARROLLO MINERO. IMPORTANCIA DE LA

FORTIFICACIÓN

0

10

20

30

40

50

60

0

2

4

6

8

10

12

14

16

Marcado yPerforación

Carguio deExpl.

Tronadura /Ventilación

Carguío. Fortificación * Limpieza Total

Tiempo promedio(horas efectivas de trabajo, sin F/S equipos)

Costo relativo (Sin F/S de equipos)

* Incluye acuñadura

Tie

mpo,

hrs

Costo

rela

tivo p

or

activid

ad

(Opera

ció

n /

Mate

riale

s)

Fuente: Kenzap

Costo relativo (sin F/S de equipos)

Tiempo promedio (horas efectivas de trabajo, sin F/S equipos)

Sección 4,6m x 4,6m, largo de barreno 4,6m, avance 5,44 m/día

30

FORTIFICACÓN MECANIZADA, CONTROL DE

INSTALACIÓN DE PERNOS Y MALLA

El operador recibe instrucciones cómo instalar los pernos.

Pernos son instalados en forma correcta según diagrama planificada

Registro de posición exacta (longitud y ángulo, tipo de perno,volumenes etc. para los futuros

análisis.

MECHANIZACIÓN DE EMPERNADO CON CABLES – APLICACIONES

31

E RESUMEN…FORTIFICACIÓN CON CABLES

DE ACERO

Fortificación Convencional

• Bajos rendimientos 11 m/hr

• Un operador y su ayudante para la perforación y una cuadrilla de 3 hombres para la instalación de cables (.Total 5)

• Alto nivel de exposición de los trabajadores en zonas inseguras.

• Alto uso de equipos utilitarios para la fortificación, mayor nr. de equipos

• Mayor gasto en la fortificación (24.076 $/ml)

• El valor actualizado de los costos entrego un 10% más que la fortificación mecanizada (14.447.018 USD)

Comparación situación convencional vs mecanizada (cables de 11m)

Fortificación Mecanizada

• Rendimiento promedio 20m/hr y hasta 36m/hr

• Un solo operador y su ayudante para la actividad completa.(Total 2)

• Elimina la exposición de los trabajadores a zonas insegurasprotegidos desde una cabina completamente asegurada.

• Un solo equipo y utilitario solo para cambio de carrete

• Mayor ahorro en el proceso de fortificación con cables, hastaun 22% más baja que la fortificación convencional.

• En cuanto al análisis económico, se tiene un ahorro del 10% alvalor actualizado de los costos (12.886.117 USD)

32

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AGENDA

- Introducción

- Desarollo Horizontal con P&T y Fortificación

- Carguío y Transporte, Electromovilidad

- Excavación Mecánica de Rocas

- Automatización

- Conclusiones

65t Mine truck

•Load capacity 65 000 kg•11 units, 44 operators•Total cost (TCO) indice 75 -80

40t ADT truck

•Load capacity 39 000 kg•17 units, 68 operators•Total cost (TCO) indice 100

34

PARADIGMA: CAMIONES DE BAJO

PERFIL vs. CONVENCIONALES

35Fuente: Minera Carola

ELECTRIFICACIÓN – REVOLUCIÓN SILENCIOSAHighlights

Energy consumption

Conversions

Revolution #1 - ST1030 Battery Conversion

Batteries as a ServiceSeveral contracts signed

36Battery footprint (NewGen)

CAN

FI

KZ

IT

SA

AUS

86%reduction

Noise

80

90

80

70

60

50

40

100

Conversation

MT42 BatteryNoisy restaurant

MT42 DieselLoud radio

Class room

Heat emission

90%Traction

Hydraulic

7%

24V & fans

2%Battery thermal

1%

20%

Energy regen

80%Energy drafter

from battery

CHL

SWE

MXC

CHN

BATTERY CAPACITY AND PRICE

2010 2015 2020 2025 2030

$/k

Wh

Cargador Continuo Electrico - Haggloder

38

7HR in working position(Working with MK-A15, customer request)

HYBRID LHD TEST RESULTS

Item Expected Real

CAPACITY tons/hr ≥ 220 277

MECHANICAL AVAILABILITY ≥ 80 85

PETROL CONSUMPTION lt/hr ≤ 33,0 29,4*1

PETROL CONSUMPTION lt/ton ≤ 0,23 0,136*2

MAINTENANCE COSTS LOWER ?*3

Source: Codelco/Komatsu

1: Ad Blue Costs not considered2: 12-23% lower than corresponding full diesel3: Unexpected problems

LA NUEVA MINA SUBTERRÁNEA

La reducción típica es del 50% al 80% del

requerimiento de potencia para los

ventiladores.

Costo de ventilación representa hoy aprox.

30% de total de mina.

Minas más profundas: menores

dimensiones de las galerías = mejor

estabilidad y menor costo de fortificación.

BATTERY ELEICTRIC VEHICLESRango de equipos de producción

EL. MONORAIL SYSTEM, PARA MINERIA METALICA ?

70% Less energy

10% More productivity

Minetruck MT42 Battery and Scooptra

LHD & Trucks

BEV benefits

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AGENDA

- Introducción

- Desarollo Horizontal con P&T y Fortificación

- Carguío y Transporte, Electromovilidad

- Excavación Mecánica de Rocas

- Automatización

- Conclusiones

MECHANICAL ROCK EXCAVATION VS ROCK HARDNESSType of Machines: TBS = Tunnel Boring System, T = Roadheaders

TYPES OF TBS FOR MINE DEVELOPMENT (FOOTPRINT)Different Cutting Methods

Master Drilling – MTB- Mobile Tunnel Boring

Sandvik – MX650 RMDS

Komatsu (Joy Global) – Rock Header/ DynaMiner

Epiroc Mobile Miner

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MOBILE MINER 22H VS D&B

PRINCIPALES MÉTODOS PARA DESARROLLO DE

CHIMENEAS SISTEMAS BÁSICOS – CARA LIBRE

EJECUCION MEDIANTE

CORTE MECANICO DE LA ROCAEJECUCION MEDIANTE

SISTEMA CONVENCIONAL

(PERFORACION Y TRONADURA)

DESAROLLO DE CHIMENEAS – Box/Blindhole boring

49

30deg

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AGENDA

- Introducción

- Desarollo Horizontal con P&T y Fortificación

- Carguío y Transporte, Electromovilidad

- Excavación Mecánica de Rocas

- Automatización y Conclusiones

Automatización - La Mineria del Futuro

Por Que Automatizamos? Seguridad/Productividad/Eficiencia

• Aumentar la Seguridad: Conocimiento del ambiente y Procesos mineros remotos y sin ingreso

• Incrementar la Productividad: Consistencia y Previsibilidad

• Aumentar la utilización de los equipos (icl. usodurante las tronaduras)

• Mejorar la Sustentabilidad: Eficiencia energética y de agua y Tecnologia de asistencia de operadores

• Reducir costos: Eliminación de daño a los equipospor errores humanos y Reduccion enmantenimiento (vida útil mas larga)

SIMBA MULTI MACHINE

Beneficios

• Uno, o dos operadores pueden operar uno o hasta

seis equipos de manera tele remota

• Posibilidad de operar de una sala de operaciones

localizada en superficie u otro lugar remoto

• Mayor productividad

• Incremento en seguridad

• Menor costo de HH

54

SISTEMA DE MONITOREO

• La solución de telemática Certiq,

recolecta, compara y comunica

información de los equipos.

• Entrega conocimiento detallado de

la flota y una visión general

instantánea son las claves para

mejorar los procesos.

• Información de producción que es

directamente accesible – donde

sea que esté, cuando sea que se

necesite. Se podrá obtener más

del equipo y disfrutar de una

mayor disponibilidad de la flota.

Fuente: Certiq

Puntos de monitoreo

• Horas de operación

• Utilización

• Operación

• Mantenimiento

• Reportes

• Administración

• Alarmas disponibles

TENDENCIAS TECNOLÓGICAS PARA LA FUTURA MINERÍA SUBTERRÁNEA

Ambiente subterráneo más limpio y seguro

Esencial para menor costo de

ventilación, energía y tasa de

fallas

Trabajando hasta 24 horas,

aumentando productividad y

seguridad. Operando desde

la sala de control o estación móvil

Monitoreo desde la superficie en el

tiempo real.

Entrega nuevas oportunidades de manejo de flotas y

predecir necesidades de

mantención

Solución para la minería continua

sin uso de explosivos.

Operación más segura y más

eficiente

Proyectos Tecnológicos

55

100% Eléctrico Automatización Digitalización Excavación Mecánica

DESAFÍOS

• Digitalización

• Optimización de Operaciones (Planificación)

• Electromovilidad

• Recuperación de Energía

• Control de Polvo

• Servicios Ajustados a Demanda

• Manejo de Desechos

• Fortificación Rápida

• Excavación Mecánica

Después del Crisis (Pandemia)

CONCLUSIÓN

• El uso de equipos instrumentados y electromovilidad estánganando apoyo en la industria minera a medida que susbeneficios están quedando en evidencia.

• La historia demuestra cómo el desarrollo tecnológico (demanual a mecanizado y de neumático a hidráulico) puedebrindar mejor eficiencia y reducir costos. Así que ahora eldesafío es, con el cambio a sistemas electrónicamentecontrolados que agregan niveles excepcionales en calidad yelectrificación con grandes ahorros de energía. ¿Qué tan rápidolas minas aprovecharán la ventaja total qué les puede ofrecer?

Aprender de Historia

Auto a batería en 1852 Camion Autonomo 1972

MUCHAS GRACIAS

QUIEN NO APRENDE DE LA HISTORIA ESTÁ CONDENADO A REPETIRLA

PARA COMPRENDER EL PRESENTE Y VISUALIZAR EL FUTURO, ES NECESARIO CONOCER EL PASADO

Edmund Burke

Theodore Roosevelt

George Santayana