2013

MI5073-Planificación Minera Equipo Docente Planificación Minera

[MANUAL DE DISEÑO RAJO] Manual para diseño en minas a cielo abierto utilizando el Software Vulcan 7.5, aplicable un proyecto de diseño y planificación de una mina a cielo abierto en del curso planificación minera MI5073, semestre de otoño de 2013.

Contenido Consideraciones Útiles ........................................................................................................................ 3

Grilla ................................................................................................................................................ 3

Color de fondo ................................................................................................................................. 3

Snap ................................................................................................................................................. 3

Crear vista en cotas (view/create section) ...................................................................................... 4

Dibujo de polígono. ......................................................................................................................... 5

Ejemplo de dibujo de un polígono. ................................................................................................. 7

Modificando polígonos .............................................................................................................. 10

DISEÑO DE RAMPAS .......................................................................................................................... 12

Switchbacks ................................................................................................................................... 19

Descansos o Flats .......................................................................................................................... 20

Autopit........................................................................................................................................... 21

TRIANGULACIONES............................................................................................................................ 24

Triangular Superficies. ................................................................................................................... 24

Intersección de triangulaciones .................................................................................................... 27

Verificación de Volumenes ............................................................................................................ 30

CUBICACIONES .................................................................................................................................. 32

Definición de términos y funcionamiento del sistema. ................................................................ 32

Open Specification .................................................................................................................... 32

Variables .................................................................................................................................... 33

Clasification fields: .................................................................................................................... 34

Breakdown by bench: ................................................................................................................ 34

Product Codes. .......................................................................................................................... 34

Grade Variables. ........................................................................................................................ 35

Grade Cutoff. ............................................................................................................................. 35

Regiones De Evaluación ................................................................................................................ 37

Triangulations. ........................................................................................................................... 37

Save Specification ...................................................................................................................... 38

Calculate .................................................................................................................................... 39

Manual disen o rajo en Vulcan 7.5

Consideraciones Útiles ** En Windows 7 utilizar la vista de Windows clásico ayuda a mejorar la visualización en Vulcan

7.5, activar esta opción con click derecho en el acceso directo a Vulcan, propiedades,

compatibilidad, y finalmente tickear “deshabilitar la composición de escritorio”**

Grilla Al hacer click en el botón Show grid (barra de herramientas a la derecha) se despliega una grilla. Al

hacer click derecho en el mismo botón se pueden modificar las dimensiones de esta, color y

también su origen.

Color de fondo Al presionar la tecla “A” se alterna el color de fondo entre blanco y negro.

Snap En los primeros botones se puede modificar el tipo de snap (ajuste automático)

Botón de grilla

Sin snap

Snap a objetos

Snap a puntos

Snap a intersecciones

de la grilla

Crear vista en cotas (view/create section)

Una vez que comienza la vista en sección, se asciende en cota con el botón AvPág y se desciende

con RePág.

El botón derecho en el botón de corte por sección despliega la ventana de opciones.

Tamaño del paso cada

vez que se sube en

cota.

Cuanto veo para arriba

y para abajo en la

sección actual

Escoger mirar el

plano por nivel

(cota)

Ilustración 1 ventana desplegada

En esta ventana los ícono que tienen los signos + y – también sirven para moverse en cota.

En la parte superior se muestra la coordenada Z que se está mostrando actualmente.

Dibujo de polígono. Se crean polígonos arbitrarios, siguiendo formas rectangulares o elipsoidales

Click derecho acá

Cota actual

Una vez que se presiona alguna de las opciones, se preguntará al usuario por la “layer” o capa de

diseño donde se almacenará este polígono. Se debe procurar la realización de polígonos conexos

en el diseño de caserones.

Cuando aún no existan layers, se debe escribir un nombre para que el polígono pueda ser creado.

La nueva layer sólo aparecerá en la lista una vez que se presione el botón de guardado.

Se puede notar que cuando existe alguna modificación en las layers, la categoría aparecerá en

color rojo, mientras que cuando todas las modificaciones están guardadas será de color negro.

Polígonos con forma arbitraria

Polígonos con forma rectangular

Polígonos con forma elipsoidal

Ejemplo de dibujo de un polígono.

1: click en forma del polígono a

crear (arbitrario en este caso)

2: nombre de la layer de destino

3. Dibujar el primer punto

Finalmente otro click derecho termina la instrucción “crear polígono”.

4. Dibujar siguientes

puntos

5. El polígono se cierra

con click derecho

Una vez que se presiona guardar debería aparecer el nuevo polígono como layer, con el nombre

asignado. Si se hace referencia a una layer pre-existente, el polígono será añadido a las figuras que

pertenezcan a dicha capa.

Layer no guardada

Botón para guardar

Modificando polígonos

Básicamente existen 2 formas básicas de modificar un polígono. Estas son: mover los puntos o

insertar.

Para mover los puntos se debe mantener presionado el click izquierdo sobre el ícono de

movimiento (flechas cruzadas en barra de herramientas de la izquierda) para que se despliegue un

sub menú que contiene el movimiento de puntos. Luego, sin soltar el botón izquierdo del mouse

en ningún momento, se selecciona la opción de mover puntos y recién en este punto se suelta el

botón.

Otra opción útil es “mover string”.

Para insertar se presiona el botón que se encuentra justo bajo el botón move.

La opción de reemplazar string se utiliza de la siguiente forma:

Esta opción es un sub menú del botón insertar puntos.

1. Mantener click

derecho en este botón

2. Botón de movimiento

de puntos

Lo siguiente es clickear el polígono a modificar. Una vez realizado esto se escoge un punto de

inicio (Start) y un punto de término (End) para la modificación.

Una vez realizado esto, se puede comenzar a insertar puntos desde el start hasta en end.

Una vez que se termina la modificación se debe terminar con click derecho -> interpolate -> retain.

Opción de

reemplazar string

DISEÑO DE RAMPAS

Las herramientas para el diseño de pits se encuentran en el menú Open Pit, y en los submenús

Open Cut Design y Ramps.

Primero, a partir de las vistas en plantas de los pits, se define el nivel en que se inicia el diseño de

la rampa. Este puede ser en una cota, inicial o final del pit. Luego se crea un polígono inicial en

sentido horario, de lo contrario el sistema indicara si se quiere cambiar el sentido de digitalización.

1. Configuración de parámetros de diseño de rampa (menú Simple).

Si el diseño se realiza del fondo hacia arriba (up the wall), el polígono representa la “pata” del

banco, por el contrario, si se diseña de manera descendente (down the wall), representa la

“cresta”.

El polígono debe poseer una entrada al banco, el segmento recto en la imagen superior. Éste debe

ser del mismo ancho que la rampa, lo que se fija con herramienta Relimit by distance,

seleccionando el segmento e introduciendo el ancho de rampa.

Para insertar la rampa acudir al menú Open Pit, submenú Ramps, Design Pit/Dump, y se

desplegará el siguiente cuadro de diálogo.

Utilizar modo simple.

En el cuadro de Spec name, se pueden guardar los parámetros de una rampa en un archivo para

ser cargado en otra sesión de diseño.

En el cuadro Road, se ingresa si la rampa se diseñará en sentido ascendente o (up the

wall) o descendente (down the wall), luego se agregan los parámetros de ancho de rampa

y pendiente del camino, que puede ingresarse como porcentaje, razón o en grados

decimales.

En “Grate is applied to” se indica en qué lugar de la rampa se cumplirá el criterio de

pendiente durante una curva. En Shortest la pendiente se cumple en la parte más corta de

la rampa, Centre aplica la pendiente en el punto medio, el Highwall aplica en la parte más

abierta hacia la cara del banco, y el Highwall opposite a la parte contraria a la cara del

banco. (Elegir Shortest)

La herramienta Adjust initial string for ramp access, cambia el largo de la línea de inicio de la

rampa a un valor determinado o que sea igual al ancho de la rampa.

En el cuadro Berm, se debe ingresar el ancho de berma por defecto. Dicho valor se aplicará cuando

en una zona del string del polígono base no tenga asignado un valor de berma determinado.

Al marcar “Prompt for zero berm” se pueden realizar bancos dobles o triples, lo cual será

consultado cada vez que se inserte una rampa,.

En el cuadro Parameters se ingresan los parámetros por defecto de la altura de banco, ángulo de

cara del banco y largo de los tramos planos que se pueden insertar a la rampa (Generalmente

100m).

En el cuadro de Bench access se determina como serán los accesos a los bancos por donde pasa la

rampa (Banco abierto, banco cerrado).

Si ya se han ingresado todos los parámetros, dar click OK y se despliegará el Menú de Rampas.

Para insertar el camino, primero se finalizan todos los caminos del polígono (End all roads). Luego,

en el mismo menú se inicia un camino con la opción Flag Road, se selecciona el string (que

representa el ancho de rampa) y el punto interior de la línea. Se desplegará una ventana donde se

indica la dirección en que irá el camino, si la flecha indica el sentido paralelo al string, seleccionar

Other way, hasta que se indique la dirección correcta de la rampa.

2. Menú de rampas.

Luego de configurar los parámetros de la rampa, se desplegará el siguiente menú.

Las funciones de los botones corresponden a :

BOTÓN FUNCIÓN

Edit parameters Despliega la ventana de configuración de parámetros.

Insert road Permite definir cuál será el string de origen de la rampa.

Continue road Continúa la rampa luego de cancelar la herramienta de diseño de rampas. Se continúa con los mismos parámetros que el segmento de rampa insertado previamente.

End all/single road Finaliza los caminos asociados a un string.

Insert Switchback, slot cut, flat Inserta una curva en U, un slot cut o un tramo plano en la rampa.

Auto Pit Proyecta el string seleccionado la cantidad de metros deseada (asociado

a bancos) conservando el ángulo cara del banco, la altura del banco y el ancho de berma.

Edit/label string, Despliega las opciones de edición de string utilizadas en diseño de rampas (Ej: relimit by distance)

Undo/Redo Deshacer, rehacer

Se debe indicar si el polígono creado corresponde a pata o cresta. Esto se hace en Flag Toe/Crest

string.

Para insertar la rampa se selecciona Insert road, se solicitará seleccionar el string donde se desea

insertar la rampa, posteriormente se debe indicar el punto de partida de la rampa (punto interior

del string de partida).

Se selecciona la dirección de la rampa (al igual que en los pasos para el Flag Road), si indica la

dirección correcta, se confirma con “this way”, si no, “Other way” que debe mostrar la correcta. Si

ninguna opción es la deseada, se debe cancelar la operación el botón Esc o botón secundario del

mouse y redefinir el punto de inicio de la rampa. Si todo es correcto, se genera una porción de

rampa con los parámetros definidos y se despliega con las opciones de aceptar la rampa creada,

aumentar o disminuir el ángulo o rechazarla.

Si el resultado es el esperado, dar click en Retain insert y se generarán las patas y crestas

correspondientes al banco superior.

Finalmente, se presenta la opción de continuar diseñando la rampa o cancelar y volver al menú de

rampas.

En el siguiente nivel (suba o baje la rampa) se observa la rampa generada.

En la ventana de reporte de Vulcan, se mostrará el detalle de la rampa generada.

Switchbacks

Se vuelve al menpu de rampa y se selecciona Insert Switchback y se desplegará la ventana de

parámetros. Por defecto está seleccionada la opción de crear switchbacks planos de un largo

relativo al de la rampa, para lo cual solo se debe ingresar la relación de longitud.

Se obtiene la siguiente configuración:

También se puede generar un switchback con pendiente y radio de giro mínimo definido, al dar

click en graded switchback. Se debe seleccionar en qué parte del switchback se aplica la

pendiente, donde se alcanza el radio de giro de diseño y los parámetros de la rampa. Al dar OK, se

genera la rampa con pendiente dejando la proyección de la cresta en forma manual.

Descansos o Flats Para insertar un flat solo se requiere indicar su largo y mantener los parámetros asociados a la

rampa. El largo se debe ingresar en el cuadro de edición de los parámetros de la rampa, como se

muestra a continuación.

Si todo se ha realizado bien, se obtiene el siguiente resultado, donde se destaca con rojo e indica

con la flecha roja el Flat.

Autopit

Esta función se encuentra en el menú de rampas, o en el menú Open Pit, submenú Open cut

Design.

Permite proyectar el borde de un diseño a ciertos metros en dirección vertical hacia arriba, en el

caso del diseño de un pit, o hacia abajo si es un botadero. Al seleccionar la herramienta, se

despliega el cuadro de configuración de parámetros del Auto Pit:

Se debe indicar si el diseño realizado corresponde a un pit o un botadero (dump), ingresar ángulo

de cara y la altura de banco, y el ancho de la berma. Por último se indica el número de metros que

se desea proyectar el string que será seleccionado.

Luego de ingresar todos los datos, dar click en Next y se desplegará el cuadro siguiente, que da la

opción de generar nuevas formas de término a la proyección del string, es decir, proyectar hasta

cortar una superficie, o al alcanzar un volumen determinado.

A continuación se muestra el resultado de utilizar la función Auto Pit.

TRIANGULACIONES

Triangular Superficies.

El comando de triangulaciones se encuentra bajo el menú Model, submenús triangle utility,

triangle surface, triangle solid y triangle edit.

La triangulación permite una mejor visualización del diseño, permite cortar la topografía y generar

las fotos del pit o fase. En este caso se busca crear una superficie a partir de un diseño de string.

Para crear la superficie del diseño, se va a Model, Triangle Suface, Create y se desplegará el

siguiente cuadro.

Mantener las opciones seleccionadas por defecto de las pestañas del cuadro y se dar click en OK.

Luego, en el área de trabajo se muestra el menú donde se debe seleccionar el string que de desea

triangular.

Luego de seleccionar los objetos a triangular, se cancela el menú Selected By (Esc o click derecho)

y se desplegará el próximo menú donde, si se han seleccionado correctamente los objetos, se

confirma la triangulación y se despliega el siguiente cuadro:

Aquí se introduce un nombre para guardar la triangulación, permite seleccionar la opción de

suavizar superficies trianguladas y el color de la triangulación. Con esto listo, entonces dar click en

OK y la triangulación será generada y desplegada en el área de trabajo.

Intersección de triangulaciones

Se pueden interceptar superficies con el objetivo de actualizar los cambios en la topografía debido

a la extracción del rajo. Para esto se utiliza la herramienta Pit Topography, que se encuentra bajo

el menú Open Pit, submenú Open cut design.

Se requieren como inputs dos superficies, correspondientes usualmente a la topografía y un

diseño triangulado que corte la topografía.

Se selecciona la herramienta Pit Topography y se despliega el cuadro donde se muestran las

opciones de construir la foto (actualización de la topografía), el volumen encerrado entre las

triangulaciones (material removido) y el polígono de intersección entre ellas.

En caso que el diseño corresponda a un botadero, se debe activar la opción “New triangulation is a

dump”, así se considerará el diseño como la nueva superficie.

Se da OK y el programa mostrará el área de trabajo, donde se deben seleccionar en estricto orden

la triangulación del diseño y luego la topografía original, que deben estar previamente cargadas.

Ya seleccionadas las triangulaciones, se solicitará la confirmación del proceso de Pit Topography.

Si las triangulaciones se han seleccionado en el orden correcto, se genera la superficie de la foto,

el volumen y el polígono de intersección.

También se desplegará el cuadro para ingresar el nombre y opciones de la superficie, y luego para

el volumen encerrado.Las triangulaciones creadas se almacenan en la carpeta “Triangulaciones”

del explorador de Vulcan.

Se obtendrán resultados como los mostrados a continuación:

Foto

Volumen encerrado.

Polígono de intersección.

Verificación de Volumenes Una vez se tiene un sólido completamente cerrado, se puede verificar el volumen que este

encierra. Para realizar esto se debe ir al menú: Model / Triangle solid/ Volume…

Una vez en este menú se desplegará la siguiente ventana

Los test para validar la triangulación son opcionales, por lo cual si se deseleccionan y el volumen se

puede calcular, igualmente la cubicación posterior será posible con algunos errores.

Se puede ingresar una densidad por defecto y esto se hará un cálculo del tonelaje encerrado por el

sólido.

CUBICACIONES

Definición de términos y funcionamiento del sistema.

En esta parte se revisarán las opciones dentro del sistema de cubicación.

Se describirán primero las opciones para la definición de los parámetros de cálculo. El

menú principal es como el mostrado en la siguiente figura:

Open Specification

Selecciona un archivo de especificaciones de cálculo para su creación o edición. Si no

existe ninguno previamente definido, aparecerá por defecto reserves.res.

En este archivo se podrá encontrar toda la información que indicará al sistema la manera

de evaluar los bloques.

Variables

Dentro de esta opción se indica al sistema la forma de evaluar el modelo. Clasificación,

generación de códigos de materiales, utilización de leyes de corte, etc. Cada panel permite

configurar un conjunto de formas de evaluación. El primer panel es Breakdown fields.

Clasification fields:

Los primeros tres campos contienen las variables de clasificación que se quieran utilizar.

Estas variables solamente pueden ser enteras o alfanuméricas.

Breakdown by bench:

Esta opción permite generar el quiebre por bancos automáticamente. Se le debe ingresar la cota

inferior del modelo de bloques, la altura del banco y Vulcan generará los bancos, creando una

variable de quiebre denomina bench

Product Codes.

El panel siguiente está titulado Product Codes

En este panel pueden definirse nombres o códigos de materiales que permiten clasificar a los

bloques de acuerdo a la condición impuesta para cada material. Ejemplo alta ley, baja ley y cambio

de cutoff.

Operador Descripción

AND Y lógico

OR O lógico

XOR O lógico excluyente

NOT Negación

GT Mayor que numérico

LT Menor que numérico

GE Mayor o igual que numérico

LE Menor o igual que

EQ Igual a

NE Distinto de

Grade Variables.

A continuación se despliega el panel Grade Variables, el principal de esta opción:

Density: debe indicarse aquí el nombre de la densidad de los bloques.

Default: Es el valor de densidad que se utilizará por defecto.

Variable: La lista de variables que se evaluarán.

Type: Corresponde al tipo de cálculo que se hará para obtener el valor de un grupo de bloques

para la variable. Existen tres alternativas: Wt By mass, Wt by vol y sum, las cuales entregarán el

promedio ponderados por la masa, el promedio ponderado por el volumen y la suma del valor de

las variables.

Grade Cutoff.

El siguiente sub menu tiene por título Grade Cutoffs.

En este panel se definen las variables y los intervalos que se desean utilizar para hacer el cálculo

agrupando la información de acuerdo al valor de una variable de ley (cutoffs). Cada intervalo es

definido por un par de cutoffs. Cada cutoff es el mínimo valor que la variable de un bloque puede

tener para pertenecer al intervalo.

Cutoff variable: La variable del modelo de bloques contra la cual se comparan los valores definidos

para cada cutoff.

Below cutoff value: Es la etiqueta que el sistema pondrá al grupo de información correspondiente

a los bloques cuyos valores para la variable de corte sea menor que el cutoff mínimo.

Unknown cutoff value: Es el valor para el cual se generará un grupo de información diferente de

tal forma que estos bloques no sean promediados con los demás de manera indeseada.

Set by increment: Es una de las formas de definir los valores de corte. En este caso se generan

intervalos de tamaño regular igual al valor indicado en Increment entre los valores First y Last.

First: Es el primer valor de corte. Los bloques en que la variable de corte tenga un valor menor que

el indicado en el primer cutoff serán agrupados en un intervalo único etiquetado con el valor

puesto en el recuadro below cutoff value.

Last: Es el último valor de corte. Los bloques en que la variable de corte tenga un valor mayor que

el indicado serán puestos en el último intervalo etiquetado con este mismo valor.

Increment: Es el tamaño del intervalo entre cutoff y cutoff.

Set by values: Esta es otra forma de definir los intervalos y valores de corte. En este caso los

valores de corte son ingresados en forma manual y el tamaño del intervalo queda definido

automáticamente por la diferencia entre dos valores de corte consecutivos. En este caso, el

tamaño del intervalo puede ser variable

Cutoff: Los valores de corte ingresados en forma manual.

Una vez que se han completado los paneles anteriores, se puede proceder a seleccionar el ¿Dónde

cubicar? y ¿Qué bloques Utilizar?

Regiones De Evaluación En esta sección se cuáles son las zonas de evaluación que se seleccionarán.

Triangulations.

Una de las opciones para definir la zona es mediante triangulaciones (sólidos):

Las triangulaciones pueden seleccionarse pinchándolas directamente, en forma interactiva desde la pantalla o seleccionándolas desde una lista.

NOTA:

1.- Para eliminar una selección haga clic nuevamente sobre la triangulación.

2.- El sistema no permite eliminar una región del archivo de especificación que no exista en el directorio. Si la triangulación ha sido eliminada como archivo y está presente en el archivo de especificaciones de cálculo ".res", deberá editar este archivo y eliminar la región en cuestión.

Save Specification

Esta opción permite almacenar las especificaciones en un archivo con extensión <nombre>.res.

Reserves specification file: Aquí ingrese el nombre del archivo de especificaciones.

Una vez definidos todos los parámetros se está en condiciones de realizar el cálculo de la

cubicación, para esto seleccionamos Calculate.

Calculate

Con esta opción se realizará el cálculo de las reservas de los bloques basado en el archivo de

especificaciones de cálculo (<nombre>.res) y el modelo de bloques actualmente abierto.

Spawn reserves calculations in window: Active esta opción si desea ejecutar el proceso de cálculo

en otra ventana, así, liberará la ventana actual para poder seguir el trabajo con ENVISAGE.

Si se selecciona la opción “Output in CSV file” se generará un reporte en formato <nombre>.csv

(valores separados por coma) en la carpeta del proyecto.