Open Pit Mine Planning Handbook
OPEN PIT MINE PLANNING HANDBOOK Chapters
1.
Geology and modelling
Orebody modelling
2.
Geostadistic
Kriging y and geological resource estimation
3.
Final Pit
Mineral resource and Ore reserve estimation
4.
Phase design
Phase design theory
5.
Scheduling
Life of mine and dump design
6.
Mining equipment
Haul Road design by MineHaul
7.
NPV Scheduler
Sequential extraction optimal (optional)
8.
Whittle Four – X
Milawa algorithm (optional)
9.
Conditional Simulation
Modelling Under Uncertainty
1 AEGMIN
1.
GEOLOGY AND MODELLING – OREBODY MODELLING
1.1
Project creation
The base of mining business begins with drillholes and orebody modelling, so we are going to create our project.
2 AEGMIN
3 AEGMIN
4 AEGMIN
5 AEGMIN
6 AEGMIN
:
1.2
Database
So we have 4 basics files: Header, Assays, Litho and Survey.
7 AEGMIN
8 AEGMIN
9 AEGMIN
10 AEGMIN
11 AEGMIN
We create file DAT201.IA with main data, then we create file 11 and 12 with 10211
12 AEGMIN
13 AEGMIN
We load data to file 11 and 12 with 20101
14 AEGMIN
15 AEGMIN
Is very important to have information of rock, alteration and mineralization.
El modelo clásico de Lowell y Gilbert (1970) Economic Geology V.65, p. 373-407; Basado en el estudio de los depósitos de San Manuel - Kalamazoo. • Zonación de tipos de alteración hidrotermal relacionados a intrusiones ígneas: Zona potásica, en el núcleo del sistema: biotita, ortoclasa y cuarzo. Zona Fílica (Sericítica), envuelve al núcleo potásico: cuarzo, sericita y pirita (hasta 20% del volumen). Zona argílica, externa a la sericítica: minerales de arcilla, montmorillonita, clorita, pirita. Zona propilítica, halo de alteración más externo, normalmente fuera del cuerpo de mena económica: clorita, epidota, albita, calcita. A niveles profundos reconocen un núcleo de cuarzo, sericita, clorita, feldespato potásico y una zona externa de clorita, sericita, epidota, magnetita. • Zonación de mineralización hipógena (primaria): Núcleo de baja ley: bajo contenido de calcopirita, pirita, molibdenita; magnetita en porción profunda. Zona de mena, formando un cilindro en la parte externa de la zona de alteración potásica e interna de la zona de alteración sericítica: calcopirita (1-3%), pirita (1%), molibdenita (0,03%). Zona de Pirita, corresponde ~ zona fílica: pirita (10%), calcopirita (0.1-3%), trazas de molibdenita. Zona de baja pirita, ~ coincidente con zona propilítica: 2% pirita. Zona Periférica: calcopirita, galena, esfalerita, Au, Ag.
16 AEGMIN
Esquema general de pórfido cuprífero indicando la zona de mena (ore zone) en torno a un núcleo de baja ley (low grade core), el halo de pirita diseminada (pyrite halo) y la aureola de alteración hidrotermal hipógena.
Distribución de zonas de alteración hidrotermal en un pórfido cuprífero de acuerdo al modelo clásico de Lowell y Gilbert (1970). Núcleo de alteración potásica rodeado de alteración fílica (cuarzo-sericítica), alteración argílica local en torno a zona fílica y halo externo de alteración propilítica.
17 AEGMIN
Distribución de minerales de mena en un pórfido cuprífero típico. py = pirita, cpy = calcopirita , mo = molibdenita , mt = magnetita.
Zonación por efectos supergenos en un pórfido cuprífero: Gossan o sombrero de hierro en la parte superior (minerales oxidados de hierro), seguido en profundidad por una zona lixiviada (leached zone), luego de una zona oxidada (minerales oxidados de cobre), luego una zona de enriquecimiento supergeno (sulfuros secundarios) y la zona primaria o hipógena en profundidad.
18 AEGMIN
1.3
Drillhole view
19 AEGMIN
20 AEGMIN
21 AEGMIN
1.4
Load Topography
22 AEGMIN
23 AEGMIN
So we have contour of topography each 1 m, then we triangulate.
24 AEGMIN
1.5
Grid set creation
We have drillholes with a peuso mesh of 50x50m.
We create grid set NS
25 AEGMIN
The same way for EW and Bench
26 AEGMIN
27 AEGMIN
1.6
File 13 creation
28 AEGMIN
29 AEGMIN
30 AEGMIN
31 AEGMIN
32 AEGMIN
33 AEGMIN
34 AEGMIN
1.7
File 08 and 09 composite files.
Create file 08 and 09 with this procedure 10209
35 AEGMIN
After of that follow the procedure 50101
36 AEGMIN
37 AEGMIN
38 AEGMIN
39 AEGMIN
1.8
Geologic modelling
We model the ore body, with cross section NS, EW and by benches. We start EW cross sections.
40 AEGMIN
41 AEGMIN
42 AEGMIN
And finally we have EW sections of primary zone
43 AEGMIN
Now we continue with NS sections
44 AEGMIN
Now we continue with bench sections but before create a guide with triangulation of each section
Only in this way you can see where is the section in every bench.
45 AEGMIN
46 AEGMIN
47 AEGMIN
PZ SZ LZ DYKE SILL
201 202 203 204 205
Primary zone Secondary zone Leach zone Dyke Sill
We have designed primary, secondary and leach zone. We create material for each zone
48 AEGMIN
49 AEGMIN
The same for each zone 1.9
Block model creation
50 AEGMIN
51 AEGMIN
We add topography
We are going to codify in the block model primary, secondary and leach zone.
52 AEGMIN
53 AEGMIN
54 AEGMIN
55 AEGMIN
56 AEGMIN
1.10
Backload composites
57 AEGMIN
We clone 8 and 9 file with new item called MIN2, where will save backload mineral zones from block model.
58 AEGMIN
59 AEGMIN
60 AEGMIN
2.
GEOSTATISTIC – KRIGING AND GEOLOGY RESOURCE ESTIMATION
2.1
Variograms
This analysis should be very detailed; we are going to use the next software called MSDA
61 AEGMIN
62 AEGMIN
63 AEGMIN
64 AEGMIN
We choose Variograms 0;0, 150;0, 240;30 and 330;0
65 AEGMIN
66 AEGMIN
67 AEGMIN
68 AEGMIN
69 AEGMIN
70 AEGMIN
The same way for estimation domain 02 We choose Variograms 180;30, 210;60, 240;60, 270;30, 300;30, 330;0,
71 AEGMIN
You have to remember the elements: Au, Ag, PB, Zn, As and Mo, but for RMR and SG is not necessary to do a variografic analysis because you´ll use inverse distance weighted method for interpolation.
2.2
Kriging
We use procedure 62401
72 AEGMIN
73 AEGMIN
74 AEGMIN
75 AEGMIN
76 AEGMIN
The same for primary zone but you have to use variograma VCU201.
2.3
Inverse Distance Weighted
77 AEGMIN
78 AEGMIN
79 AEGMIN
2.4
Geological Resource classification
80 AEGMIN
81 AEGMIN
82 AEGMIN
83 AEGMIN
84 AEGMIN
Además necesitamos clasificar nuestras reservas en probadas, probables y posibles. Con respecto a las restricciones del cálculo de los Recursos, anteriormente se han tomado como parámetros distancias mínimas de cierre krigeados y número de compósitos (comp. de 15 m.) para la estimación de los bloques de 20x20x15 m. por el método geoestadístico (Kriging Ordinario): Para recursos Geológicos se había considerado Probado, Probable y Posible de acuerdo al siguiente criterio: Probado: La distancia de cierre de los compósitos al centro del bloque está dentro de los 60 m. y el número de compósitos debe ser mayor o igual a 3 compósitos en los cálculos de kriging ordinario. Probable: Criterio 1: La distancia de cierre de los compósitos al centro del bloque está dentro de los 60 m. y el número de compósitos es igual a 2 compósitos en los cálculos de kriging ordinario. Criterio 2: La distancia de cierre de los compósitos al centro del bloque está entre los 60 m y 110 m. y el número de compósitos es igual o mayor a 2 compósitos en los cálculos de kriging ordinario. Posible: La distancia de cierre de los compósitos al centro del bloque están de 110 m. a 200 m. y el número de compósitos es mayor o igual a 2 compósitos de los cálculos de kriging ordinario. En nuestro caso clasificaremos las reservas por distancias del bloque a la muestra y por el número de muestras que toma el bloque para obtener su contenido de cobre. Asi que haremos un multirun
85 AEGMIN
86 AEGMIN
87 AEGMIN
88 AEGMIN
89 AEGMIN
90 AEGMIN
91 AEGMIN
92 AEGMIN
93 AEGMIN
94 AEGMIN
95 AEGMIN
96 AEGMIN
3.
FINAL PIT - MINERAL RESOURCE AND ORE RESERVE ESTIMATION
3.1
Model Preparation
Before to find the final pit, we have to prepare the model. We are going to codify MAT1 = 1 Primary zone, MAT1 = 2 Secondary Zone and MAT1 = 3 Waste,
Model Preparation MAT1 = 1 Primary sulphide
97 AEGMIN
98 AEGMIN
99 AEGMIN
Model Preparation MAT1 = 2 Secondary sulphide
100 AEGMIN
101 AEGMIN
3.2
GSF creation
102 AEGMIN
103 AEGMIN
3.3
Geotechnical Parameters
We have four geotechnical zones with the following slope angles
104 AEGMIN
We codify in the model MAT2, but first we create materials for each Structural Domain or Geotechnical Zone
105 AEGMIN
106 AEGMIN
Then the solids of geotechnical zones we put the code
Then we codify in the item MAT2
107 AEGMIN
108 AEGMIN
After we extract Slope Code from Model, with this procedure you add information of geotechnical zones for MSOPIT, so we are going to use complex angles.
109 AEGMIN
110 AEGMIN
3.4
MSOPIT – Economic Planner – Mineral Resource Estimation
111 AEGMIN
112 AEGMIN
113 AEGMIN
Primary zone
114 AEGMIN
Secondary zone
Waste
115 AEGMIN
116 AEGMIN
117 AEGMIN
118 AEGMIN
119 AEGMIN
We suppose our cutoff grade is 0.14% Cut
Then we obtain a solid with the original topography.
120 AEGMIN
Then we get the final report
121 AEGMIN
122 AEGMIN
123 AEGMIN
124 AEGMIN
Mineral Resourse Estimation Cutoff 0.14% CUT Tonnage CUT MO AU AG Measured 374,483,852 0.418 0.017 0.017 5.988 Indicated 203,501,367 0.408 0.017 0.017 5.471 Inferred 77,618,502 0.420 0.017 0.016 5.019 Total 655,603,721 0.415 0.017 0.017 5.713
125 AEGMIN
3.5
MSOPIT – Economic Planner – Pit shell for Ore Reserve Estimation
126 AEGMIN
127 AEGMIN
3.6
Final Pit Design – Ore Reserve Estimation
We use Pit Expansion Tools
128 AEGMIN
129 AEGMIN
130 AEGMIN
131 AEGMIN
132 AEGMIN
133 AEGMIN
134 AEGMIN
135 AEGMIN
136 AEGMIN
137 AEGMIN
138 AEGMIN
139 AEGMIN
4.
PHASE DESIGN - THEORY
4.1
Phase Design – Economic Planner
Mineral Desmonte SR Total Material
TM 541,994,498 598,236,010 1.10 1,140,230,508
Mineral por Fase años por fase 135,498,624.50 3.7 Material por Fase 285,057,627 Mill dia 120,000 100,000 80,000
Planta año 43,800,000 36,500,000 29,200,000
Vida 12.37430361 años 14.84916433 años 20.48753459 años
Mining by year daily mining 76,787,520 210,376.77 2 palas 4100 o 495HR 1 cargadorLT 2350 o excavadora CAT 6060
año 1 año 2 - 15
mineral 36,500,000 36,500,000
waste 12,775,000 45,625,000
Total 49,275,000 82,125,000
4 fases que abastesca 3.7 años
real mining by year real daily mining 82,125,000.00 225,000.00
daily 135,000 225,000
Shovel 495HR 4100 XPC Hydraulic Shovel CAT 6060 90,000 45,000 180,000 45,000
140 AEGMIN
141 AEGMIN
142 AEGMIN
143 AEGMIN
144 AEGMIN
145 AEGMIN
146 AEGMIN
147 AEGMIN
148 AEGMIN
149 AEGMIN
4.2
Operative Phase Design
Based on nested pits from different copper price, so we design operative phase using Pit Expansion Tools
150 AEGMIN
151 AEGMIN
Phase 01 Phase 02 Phase 03 Phase 04 Total
kt 113,461 101,173 158,196 170,515 543,345
Total min cut au ag 0.59 0.02 6.4 0.37 0.02 6.4 0.37 0.02 5.6 0.37 0.02 5.3 0.418 0.01694 5.817713
recu 86.4 87.5 85.2 87.7
reau 39.2 39.7 38.7 39.9
reag 64 64 63 65
lastre kt 45,564 46,373 168,423 314,037 574,397
Total kt 159,025 147,546 326,619 484,552 1,117,742
REM 0.40 0.46 1.06 1.84 1.06
Años Cu Fino Mineral kt 3.1 579.7 2.8 329.5 4.3 499.6 4.7 557.6 14.9 1,966.4
% Ingreso Fino por Cu MUS$ 29.5 2,940 16.8 1,671 25.4 2,533 28.4 2,827 100 9,971
Costo MUS$ 1,145 1,032 1,784 2,158 6,119
Cu Fino Indice (Lb) (US$/lb) 1,278,048,821 1.40 726,452,815 0.88 1,101,396,427 0.68 1,229,299,321 0.54 4,335,197,385
152 AEGMIN
4.3
Pre – Scheduling – MSVALP
Before MSVALP, we introduce phase design topography in File from PIT30 (initial) to PIT34
153 AEGMIN
154 AEGMIN
155 AEGMIN
156 AEGMIN
157 AEGMIN
158 AEGMIN
159 AEGMIN
160 AEGMIN
161 AEGMIN
162 AEGMIN
5.
SCHEDULING – LIFE OF MINE AND DUMP DESIGN
5.1
Phase preparation
For phase preparation we have to follow the steps. Create this csv file with 20 classes called ZONE.CSV
163 AEGMIN
164 AEGMIN
165 AEGMIN
166 AEGMIN
167 AEGMIN
Then we create partial files of every operative phase design
168 AEGMIN
169 AEGMIN
170 AEGMIN
171 AEGMIN
172 AEGMIN
With this last run we create scd files from partial files.
173 AEGMIN
5.2
MSSP –Scheduling
174 AEGMIN
175 AEGMIN
176 AEGMIN
177 AEGMIN
178 AEGMIN
179 AEGMIN
180 AEGMIN
181 AEGMIN
182 AEGMIN
183 AEGMIN
184 AEGMIN
185 AEGMIN
186 AEGMIN
187 AEGMIN
Now we need to see the scheduling 3D.
188 AEGMIN
189 AEGMIN
190 AEGMIN
Period 01
191 AEGMIN
Period 02
Period 03
192 AEGMIN
Period 04
Period 05
193 AEGMIN
Period 06
Period 07
194 AEGMIN
Period 08
Period 09
195 AEGMIN
Period 10
Period 11
196 AEGMIN
Period 12
Period 13
197 AEGMIN
Period 14
Period 15
198 AEGMIN
5.3
Final waste dump design
199 AEGMIN
200 AEGMIN
6.
MINING EQUIPMENT - HAUL ROAD DESIGN BY MINEHAUL
6.1
Data preparation
We do contours from every solid phase each 15 m.
And original topography 15m and 3m.
201 AEGMIN
202 AEGMIN
203 AEGMIN
6.2
Mine Haul
204 AEGMIN
205 AEGMIN
206 AEGMIN
207 AEGMIN
208 AEGMIN
209 AEGMIN
210 AEGMIN
211 AEGMIN
212 AEGMIN
213 AEGMIN
214 AEGMIN
215 AEGMIN
216 AEGMIN
217 AEGMIN
v
218 AEGMIN
v
219 AEGMIN
v
220 AEGMIN
v
221 AEGMIN
222 AEGMIN
223 AEGMIN
224 AEGMIN
225 AEGMIN
226 AEGMIN
Fix these periods for simulation, find a destination for these tonnages. Our first calculation of number of trucks is
227 AEGMIN
After correction we have this
228 AEGMIN
And theorical number trucks are
229 AEGMIN
7.
NPV SCHEDULER – SEQUENTIAL EXTRACTION OPTIMAL
7.1
New Project
For NPV Scheduler we have to follow the steps.
We create a new model with extension npv, with MAT3 and MAT4 added. Where MAT3 is only mineral from secondary and primary zone, MINN = 201 and 202 and CONF=1 and 2
230 AEGMIN
231 AEGMIN
232 AEGMIN
233 AEGMIN
234 AEGMIN
235 AEGMIN
236 AEGMIN
237 AEGMIN
7.2
Economic Model
238 AEGMIN
239 AEGMIN
240 AEGMIN
241 AEGMIN
242 AEGMIN
243 AEGMIN
7.3
Pit Final
244 AEGMIN
245 AEGMIN
246 AEGMIN
247 AEGMIN
7.3
Phase Design
248 AEGMIN
249 AEGMIN
250 AEGMIN
251 AEGMIN
7.4
Scheduling
252 AEGMIN
253 AEGMIN
254 AEGMIN
255 AEGMIN
256 AEGMIN
257 AEGMIN
258 AEGMIN
259 AEGMIN
260 AEGMIN
261 AEGMIN
262 AEGMIN
263 AEGMIN
8.
WHITTLE FOUR-X - MILAWA ALGORITHM
8.1
New Model from Minesight for Whittle FX
For Whittle FX we clone a model to make some modifications
264 AEGMIN
265 AEGMIN
266 AEGMIN
267 AEGMIN
Then, export the model with this run
268 AEGMIN
269 AEGMIN
8.2
Whittle Four – X
270 AEGMIN
271 AEGMIN
272 AEGMIN
273 AEGMIN
Reblock the model 2x2x1
274 AEGMIN
275 AEGMIN
276 AEGMIN
277 AEGMIN
278 AEGMIN
279 AEGMIN
280 AEGMIN
281 AEGMIN
282 AEGMIN
283 AEGMIN
284 AEGMIN
285 AEGMIN
8.3
Milawa algorithm
286 AEGMIN
287 AEGMIN
288 AEGMIN
According to Milawa Algorithm Pit 24 is the highest NPV, then this is the Optimum Pit, and the Pit36 with RF =1 is the Ultimate Pit, you can see graphic difference between this two PITS
289 AEGMIN
9.
CONDITIONAL SIMULATION - MODELLING UNDER UNCERTAINTY
9.1
Conditional Simulation
We create a new model call min15.sim, where we are going to save simulations only 25 of CU, but we can save 50, 100 or more.
290 AEGMIN
We do declustering
291 AEGMIN
292 AEGMIN
We create the normal score with thee information of composites
293 AEGMIN
294 AEGMIN
295 AEGMIN
296 AEGMIN
297 AEGMIN
Then we do Gaussian transformation with MSDA
298 AEGMIN
299 AEGMIN
300 AEGMIN
301 AEGMIN
Then model variograms for 201 and 202 zone
302 AEGMIN
Then we model the variogram 3D for 201 and 202
303 AEGMIN
304 AEGMIN
305 AEGMIN
306 AEGMIN
307 AEGMIN
308 AEGMIN
309 AEGMIN
310 AEGMIN
311 AEGMIN
312 AEGMIN
9.2
Post - Simulation
Mean,
Variance,
∑
Standard deviation,
Where number of simulations
∑
√
Coefficient of variation
Likelihood of each block was calculated above 0.14% de CU ° "# $%&'($" .)%
. % *"('&
° "# $%&'($"
313 AEGMIN
314 AEGMIN
315 AEGMIN
Likelihood 80% above 0.14% CU
316 AEGMIN
REFERENCES
W. Hustrulid, M. Kuchta and R.K. Martin (2013). “Open Pit Mine Planning and Design”, Netherlands Estados Unidos, Tomo 2, Tercera Edición. Ratan Raj Tatiya (2013). “Surface and Underground Excavations, 2nd Edition: Methods, Techniques and Equipment” Gustavo. A. García (2012). “Uso de la Incertidumbre de Leyes para Cuantificar Riesgo en el Diseño de Pit Final Grueso Antapaccay”, Cusco – Perú. R. Dimitrakopoulos (2010). “Advances in Orebody Modelling and Strategic Mine Planning I, Old and New Dimensions in a Changing World”, Australia. Oy Leuangthong y Clayton Deutsch (2004). “Geostatistics Banff 2004”, Estados Unidos. Margaret Armstrong (2011). “Plurigaussian Simulations in Geosciences”, Berlin – Alemania. R. Dimitrakopoulos (2010). “Advances in Orebody Modelling and Strategic Mine Planning I, Old and New Dimensions in a changing world”, Australia. Christian Lantuéjoul (2010). “Geostatistical Simulation Models and Algorithms”, Berlin – Alemania. Hans Wackernagel (2010). “Multivariate Geostatistics”, Berlin – Alemania. M. Armstrong, P. A. Dowd (2010). “Geostatistical Simulations”, Fontainebleau – Francia. Gustavo. A. García (2009). “Optimización en el Planeamiento a Largo Plazo en Yacimientos de pórfidos cupríferos, con la aplicación de secuencia de extraccion optima de Minado”, Arequipa – Perú. R. Dimitrakopoulos (2007). “Orebody Modelling and Strategic Mine Planning, Uncertainty and Risk Management Models”, Australia. Marco Alfaro (2008). “La Simulacion Condicional en un Deposito Minero”, Chile. Marco Alfaro (2007). “Estimación De Recursos Mineros”, Chile. A. G. Journel, Ch. J. Huijbregts (2003). “Mining Geostatistics”, New Jersey – Estados Unidos. Margaret Armstrong (1998). “Basic Linear Geostatistics”, Berlin – Alemania. Pierre Goovaerts (1997). “Geostatistics for Natural Resources Evaluation”, New York – Estados Unidos.
317 AEGMIN
