Uso de grids não-estruturados no planejamento de lavra de curto prazo

Abstract

A maioria dos softwares de geoestatística e planejamento de mina trabalham com grids regular Cartesiano, comumente conhecidos por modelos de blocos. Alguns usam blocos de tamanhos e formas iguais, enquanto outros usam sub-blocos. A limitação dos grids regulares Cartesianos é que eles não se ajustam bem ao sólido irregular usado para delinear o horizonte mineralizado em depósitos tabulares. Uma solução para a falta de aderência entre os limites do sólido e o modelo de blocos envolve em um grid não-estruturado. O grid não-estruturado permite maior flexibilidade para conformar-se ao horizonte mineralizado, uma vez que os blocos podem ter tamanhos e formas diferentes. O uso de um grid não-estruturado no planejamento de lavra de curto prazo em um depósito tabular é proposto. Uma investigação das diferenças entre um grid não-estruturado e um regular Cartesiano é necessária, para quantificar as diferenças entre seus volumes e espessuras na mineralização. Uma solução para o cálculo de teores e tonelagem dentro de uma linha de escavação é também necessária, visto que a maioria dos softwares de planejamento de mina não são capazes de utilizar um grid não-estruturado. O grid não-estruturado é construído utilizando hexaedros irregulares e povoado com estimativas de teores via krigagem nos blocos irregulares. O grid não-estruturado foi comparado com um grid regular Cartesiano e o volume entre as superfícies de topo e base do horizonte mineralizado (referência). O grid não estruturado reproduziu melhor as formas curvilineares do sólido geológico em relação ao grid regular Cartesiano. O comparativo entre os volumes demonstrou uma ligeira diferença entre a referência e os grids. Em termos de espessura, a espessura do grid não-estruturado é mais próxima à espessura da referência quando comparada a espessura do grid regular Cartesiano. A espessura do grid não-estruturado é praticamente igual a da referência em toda a área considerada. Em contrapartida, a espessura do regular Cartesiano difere com a espessura da referência em alguns pontos. A diferença máxima corresponde o tamanho vertical dos blocos no grid regular Cartesiano, conduzindo a extração de um pouco de estéril junto ao minério. Uma metodologia demonstra como usar as estimativas de teores em um grid não-estruturado no planejamento de lavra de curto prazo. Um estudo de caso demonstra como selecionar os blocos dentro das linhas de escavação e calcular seus respectivos teores médios, volume total e tonelagem. Seus resultados foram comparados com um grid regular Cartesiano. Foi demonstrado que o grid não-estruturado pode ser adequado para o cálculo de teores como uma referência do cenário real, visto que os blocos estão restritos ao horizonte mineralizado. A diferença entre seu volume total e tonelagem foi pequena, em torno de 0,1%, demonstrando a necessidade de usar o grid não-estruturado em outros depósitos com maiores complexidades entre os contatos das superfícies a fim de ilustrar as melhorias no cálculo de teores.

Most geostatistical and mine planning software work with a regular Cartesian grid, commonly known as block models. Some block models use blocks of equal shape and size, while others use sub-blocks. The limitation of regular Cartesian grids is that they do not fit well to the irregular solid used to delineate the ore seam in tabular deposits. One solution for a lack of adherence between solid boundaries and block model involves an unstructured grid. The unstructured grid allows more flexibility to conform the blocks to the ore seam, since the blocks can have different size and shapes. The usage of an unstructured grid in short-term mine planning in a tabular deposit is proposed. An investigation of the differences between an unstructured grid and a regular Cartesian grid are needed, to quantify the differences between their volumes and seam thickness. A solution to calculate the grade and tonnes inside a dig line is also required, as most mine planning software are not suitable for using an unstructured grid. The unstructured grid is built using irregular hexahedrons and populated with grade estimates via kriging at irregular shaped blocks. The unstructured grid was compared with a regular Cartesian grid and the volume within the top and bottom ore surfaces (reference). The unstructured grid reproduced better the curvilinear shapes of the geological solid than the regular Cartesian grid. The comparison of the volume showed a slight difference between the reference and the grids. In terms of thickness, the thickness of the unstructured grid is much closer to the reference thickness than that of the regular Cartesian grid. The thickness of the unstructured grid is nearly equal to the reference thickness for all the area considered. Conversely, the thickness of the regular Cartesian grid differs from the reference thickness at some points. The maximum difference corresponds to the vertical size of the block in the regular Cartesian grid, leading to the extraction of some waste with ore. A methodology displays how to use the grade estimates in an unstructured grid in shortterm mine planning. A case study demonstrates how to select the blocks inside the dig lines and calculate their respective average grade, total volume and tonnes. Their results were compared to a regular Cartesian grid. It was showed that unstructured grids could be more suitable to calculate block grades, since the blocks are restricted to the ore seam. The difference of their total volume and tonnes was small, around 0,1%, showing that is necessary to use the unstructured grid in other deposits with more complex contacts between their surfaces to illustrate the improvements of the grade calculation.