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Algoritmo de asignación de tareas de desarrollo minero subterráneo
DESARROLLO MATEMÁTICO PARAPROBLEMA MINERO
Carrera de Ingeniería Civil de MinasCampus San Joaquín, Santiago de Chile
Profesor: Víctor Encina [email protected]
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Carrera de Ingeniería Civil de MinasCampus San Joaquín, Santiago de ChileCONTENIDO
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• Introducción
• El problema
• Propósito y entregables
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Algoritmo de asignación de tareas de desarrollo minero subterráneo
INTRODUCCIÓN
Carrera de Ingeniería Civil de MinasCampus San Joaquín, Santiago de Chile
Profesor: Víctor Encina [email protected]
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Carrera de Ingeniería Civil de MinasCampus San Joaquín, Santiago de ChileTÚNELES POR PERFORACIÓN Y TRONADURA
EVOLUCIÓN TECNOLOGICA
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Tomado de:Tunneling Underground Space Technology 23(2008)Safe Rapid Drifting _ Support SelectionLautentian University Sudbury, Ontario CanadaF.T. Suorineni (MIRARCO);P.K.Kaiser (CEMI); J.G. Henning Goldcorp Canada Ltd.
Túnel Noruega Record 2007:
38 m2 @ 165 m/w
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Carrera de Ingeniería Civil de MinasCampus San Joaquín, Santiago de ChileOPERACIONES UNITARIAS Y AUTOMATIZACIÓN
TÚNELES POR PERFORACIÓN Y TRONADURA
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Tomado de:Tunneling Underground Space Technology 23(2008)Safe Rapid Drifting _ Support SelectionLautentian University Sudbury, Ontario CanadaF.T. Suorineni (MIRARCO);P.K.Kaiser (CEMI); J.G. Henning Goldcorp Canada Ltd.
Principales Operaciones
Unitarias de “tuneleo” P&T• Refuerzo: Support
• Perforación: Drilling
• Acuñar y sacar “marina” (sacar escombros): Mucking
• Cargar explosivos y tronar: Load & Blast
Sólo en perforación ayuda la
automatización
Aquí hay una oportunidad de
mejorar
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Carrera de Ingeniería Civil de MinasCampus San Joaquín, Santiago de ChileRENDIMIENTOS EN MINERÍA vs OBRAS CIVILES
TÚNELES POR PERFORACIÓN Y TRONADURA
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Tomado de:Tunneling Underground Space Technology 23(2008)Safe Rapid Drifting _ Support SelectionLautentian University Sudbury, Ontario CanadaF.T. Suorineni (MIRARCO);P.K.Kaiser (CEMI); J.G. Henning Goldcorp Canada Ltd.
OO.CC.100 A 200 MSFSec: > 40m2
MINERÍA:20 a 40 MSFSec: 10 a 30 m2
MSF=M/SEMANA-FRENTE
30
150
¿?
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EL PROBLEMA
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Carrera de Ingeniería Civil de MinasCampus San Joaquín, Santiago de ChileDESARROLLO MINERO
Túneles Nivel de Perforación
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En cada frente de trabajo deben ejecutarse 10operaciones secuenciales directas
– MC: Marcar la frente– PF: Perforar– CA: Cargar los tiros– TV: Tronar y Ventilar– RA: Regar y Acuñar– SS: Colocar soporte transitorio (p.ej.:Split Set)– SM: Sacar “marina” (=retirar escombros)– PN: Colocar pernos lechados definitivos– MY: Colocar malla– SH: Colocar shotcrete
OPERACIONES UNITARIAS SECUENCIALESActividades directas
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Además de la acción directa en el avance, también se realizan lassiguientes 6 actividades indirectas:
– SP: Supervisor propio– SC: Supervisor del cliente– CR: Cuadrilla de redes (energía, agua, ventilación)– VV: Visitas– MR: Mantenedores y Reparadores de equipos– MM: Encargado de muestreo y mapeo de labores
Todos se movilizan en camioneta o vehículos utilitarios. No se admiten peatones. Una camioneta ocupa el mismo espacio que un agente de actividades directas
OPERACIONES UNITARIAS SECUENCIALESActividades indirectas
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• El “Nivel” se va construyendo a medida que se cumplen ciclos completos detrabajo en las frentes de trabajo. Cada ciclo completo deja 3m de túneldisponible para tránsito y/o estacionamiento de equipos móviles.
• Las frentes de trabajo están pre-diseñadas y los agentes sólo pueden realizarsu trabajo en los sitios proyectados.
• Cada agente trabaja solo. Cuando termina su misión se retira hacia lainstalación de faena, o hacia la siguiente frente de trabajo que estédisponible, y deja el paso al agente que sigue en la secuencia.
• Un agente representa una cuadrilla de operadores con sus equipos ymateriales necesarios para desarrollar su actividad
• En cada recinto de trabajo o vía de acceso, sólo puede circular opermanecer un agente a la vez.
OPERACIONES UNITARIAS SECUENCIALESReglas de operación
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OPERACIONES UNITARIAS SECUENCIALESInterferencias
• La faena se desarrolla a 3 turnos de 8 horas. Se pierde ½ hora alingreso y a la salida de cada turno.
• A mitad del turno, se retiran los agentes por 1 hora a colación. Lastronaduras sólo se hacen durante la hora de colación o a fin deturno.
• Una vez por turno (a cualquier hora), las actividades en la frente detrabajo se detienen por 30 minutos debido a la presencia de SP, SC,VV, MR.
• Cada 30 m de avance (10 ciclos), los trabajos se detienen por 1 turnopara extender las redes de ventilación, energía eléctrica y agua.
• Cada vez que concluye el soporte transitorio, entra MM a tomarmuestras y mapear la galería.
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OPERACIONES UNITARIAS SECUENCIALESDuración de actividades directas
• Para modelar el proceso se tienen los siguientes tiempos medios dereferencia. En el modelo deberían ser modificables:
– MC: Marcar la frente (40’)– PF: Perforar (200’)– CA: Cargar los tiros (35’)– TV: Tronar y Ventilar (Hasta fin colación o turno)– RA: Regar y Acuñar (40’)– SS: Colocar soporte transitorio (Split Set) (50’)– SM: Sacar marina (65’)– PN: Colocar pernos lechados definitivos (80’)– MY: Colocar malla (50’)– SH: Colocar shotcrete (100’)
• Todos los tiempos varían según una distribución Normal
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DESARROLLO MINEROSituación inicial - Unidades de avance
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Unidad de Avance por disparo
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PROPÓSITO Y “ENTREGABLES” DEL TRABAJO
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DESARROLLO MINEROPrimeras 20 unidades de avance
Estrategia 1: SECTORIZAR
16
8
7
6
5
4
3
2
9
9
10
10
6
5
4
3
2
1
8
7
1
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DESARROLLO MINEROPrimeras 20 unidades de avance
Estrategia 2: HABILITAR UN CIRCUITO
21
7 6
5
4
3
2
1
10 98 76 54 3
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DESARROLLO MINEROPrimeras 20 unidades de avance
Estrategia 3: AVANZAR DONDE SEA
2
1
7
6
5
4
3
2
1
10
9
87
6
5
4
3
98
10
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HAY MILES DE ESTRATEGIAS POSIBLES
NO HAY UNA SECUENCIA QUE SE PUEDA ESTABLECER A PRIORI PARA LUEGO SEGUIRLA AL PIE DELA LETRA. NO PIERDA EL TIEMPO EN BUSCAR LA SECUENCIA ÓPTIMA TIPO PERT O CPM
EN EL TRANSCURSO DE LA OBRA SE PRESENTAN SITUACIONES IMPREVISIBLES DE ATRASOS YCONGESTIÓN QUE OBLIGAN A ALTERAR LA SECUENCIA PRE-ESTABLECIDA
SE REQUIERE UN ALGORITMO QUE DEFINA EN CADA MOMENTO CUÁL ES LA MEJOR ”PRÓXIMAFRENTE” DONDE CONVIENE DESTINAR CADA AGENTE AL TÉRMINAR LO QUE ESTÁ HACIENDOAHORA Y CUAL SERÍA LA COMBINACIÓN DE AGENTES QUE MAXIMIZA EL AVANCE
• EL PROBLEMA ES DINÁMICO: Cada evento depende de la historia de eventos anteriores
• EL PROBLEMA ES UN CASO DE SISTEMA COMPLEJO: Muchos agentes, reglas simples, muchasinteracciones entre agentes y su entorno
EN MINERÍA HAY UN MONTÓN DE PROBLEMAS CONCEPTUALMENTE PARECIDOS A ESTE
DESARROLLO MINERO¿Cuál es la mejor estrategia?
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• Propósito 1: Completar la obra en la menor tiempo posible
• Propósito 2: Completarla con la mínima cantidad de agentes
• Respuesta 1: ¿Cúal es la combinación de agentes que cumplelos resultados 1 y 2?
• Respuesta 2: ¿Cúal es la secuencia de disparos que dió lugar alos resultados 1 y 2?
• Respuesta 3: ¿Cuál es la secuencia, con “flota” constante deagentes, que más se acerca a los resultados 1 y 2?
• Respuesta 4: ¿Qué actividades tienen duración crítica?
PROPÓSITO Y ENTREGABLES
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DESARROLLO MATEMÁTICO PARAPROBLEMA MINERO
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