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April 24 – 27, 2007. Santiago - Chile

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Application of Computers and Operations research in the Mineral Industry

HERRAMIENTAS TIC’s PARA LA MEJORA DE LA GESTIÓN DE LA VOLADURA Y DEL NEGOCIO MINERO Carlos P. Orlandi. Eduardo Berger P. Cameron K. McKenzie Cintex - Gerencia Técnica ENAEX S.A.

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OBJETIVO

Mostrar el desarrollo y la aplicación por parte del Cintex® de Enaex de una serie de herramientas informáticas y de comunicación cuyo propósito principal es agregar valor a la gestión de la voladura, identificando los factores de apalancamiento de ésta sobre las operaciones unitarias aguas abajo, a fin de optimizar el Negocio Minero en forma global.

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Uso de TIC’s en el Proceso de Voladura AGENDA .

9 9 9 9 9 9 9 9 9

Introducción “Value Chain Model” Sistema SGT QED / QED Plus Sistema FTP IntelliBlast® InfoBlast® IntelliDrill® Conclusiones

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Introducción 9 El presente trabajo se enmarca dentro de las áreas de interés

ligadas al desarrollo tecnológico y gestión del negocio minero teniendo como objetivo fundamental mostrar una serie de herramientas informáticas en el ámbito de las TIC’s. 9 El propósito principal es agregar valor a la gestión de la voladura, pretendiendo además hacer extensivo éste a las otras operaciones unitarias de la operación minera que vienen “aguas abajo”. 9 En concreto, estas herramientas tienen como común denominador los aspectos siguientes: Ö Uso intensivo del estado actual del arte de las ciencias de la informáticas y Ö Ö Ö Ö Ö

de las telecomunicaciones. Fuerte orientación a la integración y conectividad entre ellas mismas, como con otros programas utilitarios, sistemas y redes. Recolectar y almacenar datos en un repositorio único y generar información útil “on line”, es decir, oportuna, para los diferentes usuarios que la requieran. Permitir su accesibilidad desde diferentes terminales o puntos remotos de conexión. Crear un sistema de apoyo al aprendizaje . Gestión del Conocimiento asociado. Contribuir a formar una gran base de datos e información que sirva a futuro como el principal input para el desarrollo de un sistema experto.

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VALUE CHAIN MODEL

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Modelamiento de la Cadena de Valor para la evaluación on-line continua de la interacción de los procesos involucrados en el concepto “Mine-to-Mill®” * u “Optiminco®” (Optimización del Proceso de Conminución). •Marca Registrada de JKMRC, Brisbane, Australia

OBJETIVO: Modelamiento para Gestión del Negocio. April 24 – 27, 2007. Santiago - Chile

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VALUE CHAIN MODEL

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CARACTERÍSTICAS. .

9 El modelo “Value Chain” considera que los factores que controlan la

9 9 9

9

productividad de los procesos que vienen aguas abajo son, principalmente, la distribución de tamaño y la dureza del material generado por la voladura. Conforme a lo anterior, el modelo tiene como punto de partida el diseño de la Voladura y considera el explosivo como una fuente de energía. Establece en primer lugar, un modelo y una expresión de respuesta para cada uno de los sub-procesos (mina & planta) en función de los factores antes mencionados. En segundo lugar, establece la conexión entre cada uno de los modelos a partir de una secuencia lógica, en donde la salida (“Output”) de un modelo será la entrada (“Input”) del modelo que corresponde al proceso siguiente. Una vez establecido, el modelo “Value Chain” permite que las decisiones que provengan de cambios (factor de carga; tipo de explosivo; diámetro de hoyo, etc.) dictados para el diseño de voladura puedan ser muy fáciles de evaluar respecto a si agregan o restan valor al proceso productivo global.

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VALUE CHAIN MODEL

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VENTAJAS. 9 El modelo permite una clara definición 18.0% 16.0% 14.0% 12.0%

8.0% 6.0% 4.0%

apalancamiento entre las diferentes etapas del Proceso Global.

2.0% 0.0% < 0.55

0.625

0.725

0.825

0.925

1.025

1.125

1.225

1.425

1.525

$3,900,000

$2.00 $1.95 $1.90 $1.85 $1.80 $1.75 $1.70 $1.65 $1.60 $1.55 $1.50

$3,700,000 $3,500,000 $3,300,000 $3,100,000 $2,900,000 $2,700,000 $2,500,000 100

200

300

400

Avg Powder Factor, Ore & Waste (g/tonne)

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1.325

Bucket Fill Factor (% )

M in in g C o s ts ($ /to n n e O r e )

9 Permite identificar los factores de

No of trucks = 909

Frequency (%)

9 El modelo puede ser ajustado para considerar sólo las operaciones mineras propiamente tales, o bien, ser expandido para incluir la molienda, proporcionando y disponiendo de un modelamiento confiable que correlacione el rendimiento de la molienda al tamaño de distribución del material de alimentación.

Average = 99.0%

10.0%

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500

M in in g V a lu e ($ /d a y )

(y comparación) entre costos y valores de retornos (ingresos) producidos de modo que, las operaciones pueden ser administradas ya sea sobre la base de minimizar los costos o bien maximizar el aporte de valor.

Bucket Fill Factor, Ore, 793C + 830E, All Blasts

1.625

SGT – Sistema de Gestión de Tronadura 1/2 Sistema de Gestión de Bases de Datos para almacenar, compilar y relacionar datos e información de la operación de voladura y otras relacionadas, permitiendo la consulta en línea a múltiples usuarios desde diferentes puntos de conexión remota.

OBJETIVO Apoyar la gestión del negocio mediante la recopilación, interrelación y procesamiento de todo tipo de datos de interés relacionados con la voladura. Entregar información relevante para la toma de decisiones por parte del personal de Enaex y especialmente de sus Clientes. Gestionar la Cadena de Valor, basado en el apalancamiento generado desde la Voladura.

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SGT – Sistema de Gestión de Tronaduras

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Características 9 Adaptable y parametrizable de acuerdo a la realidad del negocio donde es

implementado (faena minera), permitiendo la libertad de su funcionalidad, 9 Estructura estándar para el ingreso de los datos provenientes desde el exterior de la herramienta. 9 Obtención de informes y reportes necesarios para una adecuada gestión de voladura, y 9 Puede estar alojado indistintamente en servidores de la empresa del Cliente o en un Datacenter.

Ventajas 9 Mejoramiento continuo y/o reutilización de diseños de voladuras, 9 Estudiar y optimizar los procesos de los clientes aguas abajo, 9 Asociar la información registrada acerca de las condiciones durante y

posterior a una voladura para su análisis, 9 Acceder a datos actualizados y reales provistos por Enaex y el Cliente, 9 Constituir una fuente de conocimiento para la aplicación de las mejores prácticas, y 9 Ser utilizado indistinta y simultáneamente por personal que pertenezca a Enaex o el Cliente.

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QED / QED Plus

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9 Enaex utiliza los programa QED® y QED Plus®, software de última generación para diseño, análisis y simulación de voladuras*, que representa la tecnología más avanzada en el modelamiento computacional en la Industria.

9 Además de facilitar y automatizar el diseño cotidiano de disparos, permite un análisis complejo de cada evento, en términos de:

Ö Regenerar el terreno a tronar en base a la importación de las líneas características (cresta, pata, línea de programa), en coordenadas reales de la mina, en base a un proceso de triangulación.

Ö Asignación de descriptores de roca tipos de roca, en forma de capas o bloques, con las características geomecánicas y geoestructurales relevantes de cada una de ellas.

Ö Generar el diseño bi- y tri-dimensional de las mallas de perforación en coordenadas reales (x, y, z) que pueden exportarse directamente a las perforadoras vía cualquier plataforma de comunicaciones.

Ö Diseños de formato de carguío de explosivos y secuencia de disparo (“diagrama de salida”), permitiendo exportación de los resultados en formatos compatibles con la mayoría de los programas computacionales de planificación minera.

Ö Permite utilizar una gama prácticamente infinita de diámetros de perforación, combinaciones de tipos diferentes de explosivos y sistemas de iniciación.

Ö Se integra al “Sistema de Gestión de Tronaduras” (SGT) * Desarrollado en conjunto con Austin Powder Co. (USA), Blastronics Pty. (Australia) y Earth Technology Pty. (Rusia).

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QED / QED Plus

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Blast Blast Design Technical Services

Profiling

Layout Layout Report Drill Log

Blast Monitoring Vibration Monitoring

Standard Blast Design

Drilling

Consulting

Cost Analysis

Loading Blast Report Database

Blast

Outputs

Reports and Records Additional Services April 24 – 27, 2007. Santiago - Chile

Cost Trend Analysis Cost Summary

Imaging (e.g. Video) Training

Executive Services

Reporting & Assessment

• Dray Ticket • Service Log

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Blast Report (Cost Report)

Impacto del QED Decisions Standard Blast Design

Blast

Blast Report etc.

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Planning

Blast Design

Layout

Layout

Measurements

Drilling

Schedule

Layout Report Drill Log

Location: • MUs • Inventory

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Loading

Adjustments

Blast

Monitoring

Reporting & Assessment

Document -ation

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— — — — — — — — — — — — — — — — — —

Short Term Plan Cost Projection Environmental Effects Sequence of Mineral Extraction Bench Blast Size Pattern, Product Scaled Distance etc. Profiling Geology Backbreak Area etc. Day of Blast Hole Depth # Holes Drilled Distance

— Wet or Dry? — Burden Profile — Drill Deviations — Seismic Monitoring — Video — Advanced Blast Monitoring

— Performance — Ranking — Additional Reports

FPT - Full Process Tracing

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Sistema para la captura y transmisión inalámbrica de datos generados en la operación de voladura.

Características. 9 Permitir trazabilidad total de los 9 9

9

9

elementos usados para efectos de control y seguridad. En caso de transmisiones remotas, utilizar enlaces de datos de Internet o tecnología celular de datos. Optimizar procesos operacionales y administrativos, llevando el dato desde la fuente de información misma evitando etapas intermedias estandarizando así los procesos. Integrar toda la información en bases de datos centrales, a través de un software de integración, donde se definan las reglas de negocios. Utilizar estándares de mercado en equipamiento, software y seguridad, para garantizar continuidad operativa.

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FPT - Full Process Tracing

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Ventajas 9 Las principales ventajas que una empresa puede obtener con este tipo de solución están relacionadas con: Ö Cumplimiento de normas y reglamentaciones de trazabilidad y

control de elementos explosivos Ö Independizar el lugar físico donde se capturan la información Ö Disminuir los tiempos de procesamiento de la información para una gestión más oportuna. Ö Información de centralizada, integrada y oportuna Ö Mejorar la posición competitiva de la empresa (disminución del backoffice) Ö Estandarización de procesos y mayor flexibilidad en el negocio al tener la lógica de los procesos centralizada. Ö Estandarización de los formatos Ö Mejorar y estandarizar los procesos de gestión de competencias, a través de interfaces comunes.

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INTELLIBLAST®

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Sistema de comunicación modalidad on-line vía plataforma Dispatch® para camiones fábrica de explosivos con PC/PLC que operan en minas a cielo abierto.

SERVIDOR PRINCIPAL

ADMINISTRADOR DISPATCH

ASISTENCIA TECNICA

PLANTA ENAEX

Características. Sistema compuesto de tres subsistemas principales:

ADMINISTRACION

¾ Red LAN de cuatro computadores,

SISTEMA DE POSICIONAMIENTO GLOBAL

¾ Flota de camiones fábrica equipados con controles PC/PLC, y

SISTEMA DE APOYO

MINA

ANTENA COMUNICACIÓN CLIENTE

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CAMIONES FABRICA

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¾ Sistema Administrador de Datos en Dispatch® (SADD) bajo plataforma Unix.

INTELLIBLAST®

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VENTAJAS 9 Es un sistema 100% “On Line” y que permite el acceso en tiempo real. 9 Integración total (Input / Output) vía sistema Dispatch® con las demás 9 9 9 9 9 9 9

operaciones. Elimina pérdidas de tiempo y posibilidad de errores a causa de la digitación manual en terreno u oficina de datos correspondientes a los explosivos cargados en la mina. Localización de los camiones fábrica de Enaex en el rajo mediante sistema GPS. Asegurar el tipo y cantidad de explosivo cargada por hoyo en la mina. Trazabilidad de los productos explosivos cargados en la mina. Sistema 100% auditable por parte del cliente o mina. Permite generar bases de datos con índices operacionales dinámicos e históricos. Permite una más eficiente rebaja y/o actualización de los stocks de materias primas.

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INFOBLAST® I & II

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Sistemas de comunicación modalidad “Batch” para camiones fábrica de explosivos con PLC que operan en minas a cielo abierto, usando vía inalámbrica celular o bien, por medio la plataforma de comunicación Dispatch® de Modular Mining Systems. II

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INFOBLAST® I & II

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CARACTERÍSTICAS. 9 Calidad del producto asegurada mediante un lazo de control cerrado 9 9

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en la operación del camión fábrica, mediante tecnología PLC. Transmisión inalámbrica de la información vía celular o vía plataforma Dispatch® desde y hacia el computador. Registros digitales inalterables con la información de cada información cargada con su respectiva identificación, fecha, hora, tipos y cantidad de explosivos cargados, altura real del taco, identificación del equipo, operador y control de estatus de operación. Creación de bancos de datos permanentes, para fines de auditoría, rastreo, consultas para el mejoramiento continuo y de gestión. Acceso de usuarios autorizados a una base de datos común de trabajo en la red o Internet. Facilidades de integración con otros sistemas, como, facturación, GPS, diseño de tronadura y, sistemas de gestión mina en otras plataforma como Dispatch® de MMS. Genera una base de datos para los planes de mantenimiento de la flota.

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INFOBLAST® I & II

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VENTAJAS 9 Disminuir los tiempos de procesamiento de la información para una gestión más oportuna.

9 Garantizar la calidad de los productos con un sistema automatizado de formulación y calibración.

9 Realizar un proceso trazable y más transparente para el cliente. 9 Mejora los planes de capacitación e instrucción, al contar con

simuladores propios y sistemas interactivos de operación a través de una sola pantalla de operación.

9 Mejorar los planes de mantenimiento de flota al conocer los

rendimientos y tiempo de operación de cada camión fabrica.

9 Mejorar el control sobre los elementos de fabricación al contar con sistemas de alarmas centralizados.

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IntelliDrill®

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Software de aplicación para el rescate y procesamiento de datos generados por máquinas perforadoras rotativas para apoyar el diseño de las voladuras.

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IntelliDrill®

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CARACTERÍSTICAS Aplicación computacional que aprovecha los datos obtenidos durante la perforación (factor BI principalmente), almacenados en las base de datos de Drill Management de Aquila®. Para hacer esto, se creó una consulta en la base de datos de Aquila® en Access 2000, que contiene parámetros como: Nº de Pozo; Coordenadas (Norte, Este); Profundidad; Elevación, RPM, Torque; Empuje y el ‘Índice de Tronabilidad’, BI. Con el objeto que IntelliDrill® se constituya en una herramienta útil es preciso definir antes los protocolos tanto de la roca como del explosivo. Protocolo de Roca. Rango de “BI” 0 – 20 20 – 40 40 – 50 50 – 60

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Protocolo de Explosivo.

Calificación asignada de dureza de roca. Muy Blanda a Blanda. Mediana. Mediana a Dura (- -) Dura (-)

Rango de Asignación Tipos de Explosivos / “BI” 0 – 20 20 – 40 40 – 50 50 – 60

Anfo regular a columna completa. Carga de fondo = Blendex 930 / 950. Carga de Columna = Anfo Regular. Blendex 930 a columna completa. Carga de fondo = Blendex 950. Carga de columna = Blendex 930.

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IntelliDrill®

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VENTAJAS 9 Permite aprovechar eficientemente en una modalidad on-line la 9 9 9 9

9

información generada por las máquinas perforadoras para ser usada en la fase posterior de diseño de las tronaduras. Permite al ingeniero de tronadura disponer de una útil herramienta con la cual tener una mejor idea acerca de cómo se presenta la dureza de la roca en el plano horizontal y vertical respectivamente. Permite asignar un Factor de Carga personalizado para cada tronadura en función del grado de dureza de las rocas presentes. Permite, si quedan bien establecidos los protocolos de roca y explosivo, agilizar la decisión respecto a como realizar el diseño de cada voladura. Es un modelo dinámico: Permite ajustar el modelo de generación de planos (horizontal y vertical) de isodureza conforme a los cambios de dureza que experimenten las rocas a medida que avanza la explotación de la mina. Permite disponer de un sistema de control en línea de la calidad de la implementación del diseño de la malla de perforación.

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CONCLUSIONES 9 Sin lugar a dudas, las Tecnologías de Información y Comunicación o

TIC’s constituyen poderosas herramientas para la captura de datos y manejo de la información, que en lo principal permiten: Ö Primero, agilizar la captura de datos de los procesos. Ö Segundo, conocer mejor, en forma ágil y oportuna, el comportamiento de las Ö Ö

variables críticas de los procesos involucrados, altamente complejos, por medio de la generación de modelos matemáticos. Tercero, generar “on-line” las medidas y acciones correctivas pertinentes. Cuarto, permiten, en general, a través de diversos protocolos de comunicación la conectividad entre ellas.

9 La aplicación de las llamadas TIC’s que han facilitado la captura,

flujo y almacenamiento de datos e información constituyen, a juicio de estos autores, la primera etapa o base para dar y “masificar” el segundo gran paso, cual es, la generación de un “Sistema Experto”, que debería permitir incrementar aún más la eficiencia de la gestión global del Proceso de Negocios (sistema constituido por los procesos mina y planta), con un enfoque de maximización de valor.

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“La información relevante sirve y es útil sólo cuando se dispone de ella en forma oportuna y es usada en forma adecuada”. (Bill Gates)

Muchas gracias por vuestra atención.

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TIC’s..?

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Desde Chile al Mundo...

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