Planificación de avance de TBM en Block Caving mediante Simulación de eventos discretos

Abstract

En el presente trabajo se realizó una comparación de rendimiento y financiera entre perforación y tronadura convencional y Tunnel Boring Machine (TBM) en el nivel de producción y en el nivel de hundimiento del método Block Caving, mediante un software de simulación de eventos discretos llamado SimMine. Este software permite planificar y simular de manera rápida distintos escenarios, ya que no requiere de codificación ni programación en un lenguaje especifico. La primera etapa para lograr estos escenarios fue la recopilación de distintos parámetros para cada método. Para perforación y tronadura se hizo un benchmarking del rendimiento en avances horizontales, los tiempos de cada actividad, capacidad de LHD y camiones, las velocidades de cada equipos. Se implementó la utilización de múltiples frentes, ya que esto permite un aumento en la utilización de los equipos y además incrementa el rendimiento mensual con la misma cantidad de equipos. Para TBM igualmente se realizó un benchmarking de rendimiento específicamente para roca dura y se investigó sobre los costos de este equipo los cuales fueron determinados con un método de estimación realizado en el año 1999 y actualizados para el año 2024. Este estudio también contempla restricciones operacionales como el tiempo de preparación de retroceso de la TBM, los tiempos de servicios que se realizan cada 180 metros, tiempos adicionales en intersecciones y respeta los giros en ángulos de 120 grados. Para la creación de los niveles de producción y hundimiento, se utilizó como referencia el caso base el cual se desarrolla en el Proyecto Mina Chuquicamata Subterránea (PMCHS) en los macrobloques N01 y S01. Se modificaron las distancias entre zanja ya que se optó por simular una malla con dimensiones actualizadas. Y para TBM se tuvo que crear galerías auxiliares para que esta pudiera excavar en los niveles. Se obtuvo que la TBM tenía un mejor rendimiento y costos menores en comparación a perforación y tronadura convencional en el nivel de producción. En el nivel de hundimiento se obtuvo que la TBM tenía un mejor rendimiento sin embargo tiene un costo mayor, debido a que excava más metros por las restricciones que tiene este método. Aun así, lograba terminar el nivel de hundimiento unos meses antes que perforación y tronadura convencional. Según el estudio la TBM es una opción viable para implementar en la minería de caving debido a su alto rendimiento y a su menor costo por metro. Sin embargo, tiene bastantes restricciones y no es capaz de realizar el nivel de producción sin perforación y tronadura. Lo ideal es utilizar ambos métodos en conjuntos, utilizando la TBM en sectores donde los frentes de avance disponibles sean pocos y perforación y tronadura donde se requiera versatilidad.