Evaluación geomecánica y económica para la determinación del método de minado de una compañía minera subterránea mediante análisis de Trade-off

Abstract

La presente investigación tiene como finalidad determinar el método de explotación subterránea más adecuado para un yacimiento polimetálico mediante un análisis de Trade- off que integre criterios geomecánicos y económicos. Para ello, se evaluaron los métodos de minado Sublevel Caving (SLC) y Sublevel Stoping (SLS), aplicando el método de selección de Nicholas (1981) para analizar la compatibilidad entre las condiciones geológicas del macizo rocoso y los requerimientos técnicos de cada método. Adicionalmente, se realizó un análisis económico comparativo a través de indicadores como el Valor Actual Neto (VAN) y el Net Smelter Return (NSR). Los resultados geomecánicos mostraron que el método SLS presenta limitaciones técnicas considerables debido a los altos esfuerzos in-situ y la baja calidad del macizo rocoso, factores que comprometen la estabilidad estructural y descartan su implementación. En contraste, el método SLC resultó ser geomecánicamente viable, al adaptarse mejor al comportamiento del terreno mediante un proceso de hundimiento progresivo. Desde el enfoque económico, el método SLC alcanzó el mayor rendimiento con un VAN de 108.2 millones de USD, superando al SLS (97.9 MUSD) y a una alternativa combinada (104.6 MUSD), bajo un plan de producción de 2,375 tpd durante 24 meses. Aunque el SLS permitiría iniciar la explotación en zonas de mayor NSR, su alto costo operativo (50 % superior al SLC) reduce su rentabilidad global. Por su parte, el método combinado no representa una mejora significativa frente al SLC puro, debido a su mayor complejidad operativa. En conjunto, el estudio concluye que el Sublevel Caving constituye la alternativa más adecuada tanto desde el punto de vista técnico como económico, permitiendo continuar con el diseño del proyecto bajo una estrategia eficiente, segura y sostenible.

His research aims to determine the most appropriate underground mining method for a polymetallic deposit through a Trade-off analysis that integrates geomechanical and economic criteria. For this purpose, the mining methods Sublevel Caving (SLC) and Sublevel Stoping (SLS) were evaluated, applying the Nicholas (1981) selection method to analyze the compatibility between the geological conditions of the rock mass and the technical requirements of each method. In addition, a comparative economic analysis was conducted using indicators such as Net Present Value (NPV) and Net Smelter Return (NSR). The geomechanical results showed that the SLS method presents significant technical limitations due to high in-situ stresses and poor rock mass quality, factors that compromise structural stability and lead to its dismissal. In contrast, the SLC method proved to be geomechanically viable, as it better adapts to ground behavior through a progressive caving process. From an economic perspective, SLC achieved the highest performance, with an NPV of 108.2 million USD, surpassing SLS (97.9 MUSD) and the combined alternative (104.6 MUSD), under a production plan of 2,375 tpd over 24 months. Although SLS would allow early extraction from higher NSR zones, its operating cost—50% higher than SLC— significantly reduces its overall profitability. Meanwhile, the combined method does not provide substantial advantages over pure SLC, given its increased operational complexity. In conclusion, the study finds that Sublevel Caving is the most suitable alternative, both technically and economically, allowing the project to proceed under an efficient, safe, and sustainable development strategy.