Proyecto Minero 4y3z4z

INGENIERIA EN MINAS

RECOMENDACIONES PARA PROYECTOS Clase N°10 PRESENTADO POR

:

ASIGNATURA

: TALLER MINERO I

PROFESOR GUIA

:

FECHA

:

Clasificación de las rocas según su origen

Rocas Ígneas

Rocas Ígneas

Rocas Metamórficas

Rocas Metamórficas

Rocas Sedimentarias

Clasificación de los Tipos de Rocas

Propiedades de las Rocas según su Origen

Porcentaje de Cuarzo según tipo de Roca

Clasificación de rocas según resistencia a la compresión simple y dureza

RECOMENDACIONES PROYECTO MINERÍA A RAJO ABIERTO

RECOMENDACIONES PROYECTO N°1 La faena minera Norte Azul ha contratado sus servicios de consultoría y asesoría para la Ingeniería básica del proyecto Fase II cuyo objetivos son definir y establecer los equipos de perforación y explosivos que permita su ejecución por parte de un tercero. La mina de cobre tiene una producción de 32 Mt/año, con un régimen de trabajo de 8 hr/turno, 3 turnos día y 360 días al año. Superintendencia de Geología a definido que el tipo de roca es de origen ígnea, con un porcentaje de Sílice mayor a 60%, de textura granular gruesa, tamaño de granos de 0.1 a 2 mm y 30% de cuarzo. La explotación se efectúa a cielo abierto con una razón estéril/mineral de 2:1. Se diseñan bancos con una pendiente favorable para la estabilidad del talud y sin presencia de agua

RECOMENDACIONES PROYECTO N°1: TIPO DE ROCA De acuerdo a los antecedentes entregados por la Superintendencia de Geología la roca presente en la faena es Granito, con una densidad de 2.7 t/m3 y 250 Mpa de Resistencia a la compresión Simple y dureza mayor a 7.

RECOMENDACIONES PROYECTO N°1: CARTA GANTT (Ejemplo Plan Semanal de Perforación Anglo American)

*Ejemplo útil para crear Carta Gantt del Plan Semanal de Perforación.

RECOMENDACIONES PROYECTO N°1: VELOCIDAD DE PENETRACIÓN Para el cálculo de la velocidad de penetración necesitamos lo siguiente: a. Resistencia al compresión simple de la roca en miles de PSI b. Velocidad de rotación de la perforadora en RPM c. Pull Down en miles de Libras d. Diámetro de la broca en Pulgadas

RECOMENDACIONES PROYECTO N°1: VELOCIDAD DE PENETRACIÓN Smith Grunner, aplica la misma formula pero en diferentes segmentos de resistencia a la compresión simple (SC)

RECOMENDACIONES PROYECTO N°1: VELOCIDAD DE PENETRACIÓN Para la perforación de pozos utilizaremos una Pit Viper 311 de Atlas Copco que nos entrega un diámetro de perforación de 9”, un Pull Down de 110000 lb (este valor pudiese ser menor siempre cuando el pull down supere la resistencia a la comprensión simple de la roca) y 40 RPM de rotación (para rocas muy duras) La Resistencia a la Compresión Simple (250 Mpa ) equivale a 36259 PSI. Por lo tanto, la formula a utilizar según Smith Grunner es:

 

VP =*

RECOMENDACIONES PROYECTO N°1: VELOCIDAD DE ROTACIÓN • La velocidad de penetración aumenta con la velocidad de rotación en una proporción algo menor que la unidad, hasta un límite impuesto por la evacuación de los detritus

RECOMENDACIONES PROYECTO N°1: EMPUJE (PULL DOWN) El «empuje mínimo», por debajo del cual una roca no es perforada, puede estimarse con la siguiente ecuación: Em = 28,5 x RC x D donde: Em = Empuje mínimo (libras). RC = Resistencia a compresión de la roca (MPa). D = Diámetro del tricono (pulg). Em = 28.5*250*9= 64125 Lb

El «empuje máximo», por encima del que se produce el enterramiento del tricono, se considera que vale el doble del valor anterior. EM = 2 x Em

a) Empuje insuficiente b) Avance eficiente y c) Enterramiento del útil.

Diámetro de perforación v/s Altura de Banco

De acuerdo al gráfico se define una altura de banco de 14 m.

RECOMENDACIONES PROYECTO N°1: Velocidad Media de Perforación La velocidad media de perforación la cual considera tiempos muertos y la disponibilidad mecánica de los equipos se determina de la siguiente fórmula en función de la velocidad de penetración en m/hr.  

=2*

*Cabe señalar que los cálculos son referenciales. En la tabla se muestran velocidades medias de perforación de los equipos Diesel y Eléctrica de Andina Codelco.

Pit Viper 311 Atlas Copco

RECOMENDACIONES PROYECTO N°1: VELOCIDAD ASCENCIONAL • La   velocidad ascencional pueden estimarse a partir de la siguiente expresión:  

x

Donde: = Velocidad ascensional (m/min) = densidad de la roca (g/cm3) = Diámetro de las partículas (mm)  

x

RECOMENDACIONES PROYECTO N°1: CAUDAL DE AIRE  Para definir el Caudal de Aire (Q m3/min) utilizamos la formula:

Siendo: = Caudal (m3/min) = Diámetro de perforación (m) = Diámetro de barras (m) Va = Velocidad ascencional (m/min)

 

RECOMENDACIONES PROYECTO N°1: MALLA DE PERFORACIÓN

Fórmulas básicas:

donde D = diámetro (pulg) H = altura del banco (m) y k = 1.2 a 1.7 Para nuestro caso:

 

RECOMENDACIONES PROYECTO N°1:MALLA DE PERFORACIÓN

Burden

 

Espaciamiento

  Mallas de perforación y litologías Min El Soldado

Se define una malla de perforación de 7X10 m. *Cabe señalar que las malla de perforación para estéril son mas grandes que las utilizadas en

RECOMENDACIONES PROYECTO N°1: MALLA DE PERFORACIÓN

Relación de rigidez.

Debe variar entre 2 a 4 según Konya. En Chile se usa hasta un valor de 1.4 en zonas blandas.

 

RECOMENDACIONES PROYECTO N°1: MALLA DE PERFORACIÓN

Relación de Rigidez Se define como la relación entre la altura del banco y la distancia del Burden.

RECOMENDACIONES PROYECTO N°1: MALLA DE PERFORACIÓN

Taco Tamaño óptimo de material =  

Si se usa un tamaño óptimo:  

Pasadura  

RECOMENDACIONES PROYECTO N°1: CANTIDAD DE EQUIPOS DE PERFORACIÓN

•-La   producción de mineral es de 32 Mt al año, sin

embargo al considerar la razón 2:1, obtenemos que el material a remover es de 96 Mt al año. -La malla de perforación se determino que sería de 7x10 m. -Altura de banco de 14 m y 1.4 m de pasadura. -Velocidad media de perforación -Densidad de la roca 2.7 t/m3 - La faena trabaja 8 hr/turno, 3 turnos día y 360 días al año.

Cantidad de equipos de perforación Cada pozo de tronadura remueve un total de:  

 

 

 

Otras fórmulas

Otras fórmulas

Selección de Triconos: Código IADC (international association of drilling contractors)

Ejemplo Plan de Adquisiciones de Equipos

Ejemplo carguío de Explosivos

Ejemplo carguío de explosivos Mina El Soldado

RECOMENDACIONES PROYECTO MINERÍA SUBTERRÁNEA

Recomendaciones Caso Estudio N°5 Se le ha contratado para la etapa de ingeniería del proyecto túnel El Amanenecer el cual consiste en construir mediante Drilling & Blasting un túnel de 4.5x4.5 m y 3% de pendiente que cruzará un cerro cuyo punto de salida se encuentra a 2500 m en dirección SE La roca, según el departamento de Geología la roca es de origen sedimentaria, de textura granular media, tamaño de granos de 0.1 mm, 80% de cuarzo y no se presenta agua en las excavaciones.

RECOMENDACIONES PROYECTO N°5: TIPO DE ROCA De acuerdo a los antecedentes entregados por el Departamento de Geología la roca presente en la faena es una Arenisca con una densidad de 2.5 t/m3 y 200 Mpa de Resistencia a la compresión Simple y altamente abrasiva debido a su contenido de cuarzo.

RECOMENDACIONES PROYECTO N°5: PERFORADORA Se recomienda para el desarrollo de la galería utilizar jumbo Boomer 104 de Atlas Copco debido a la sección de la galería que se construye (aprox. 20 m2). Se utilizarán perforadoras tipo COP 1838 ME.

COP 1838 ME A series of high-speed, hydraulic rock drills for face drilling and long-hole drilling in the hole range 38–89 (102) mm. High penetration rates and excellent drill steel life.

RECOMENDACIONES PROYECTO N°5: EQUIPO

RECOMENDACIONES PROYECTO N°5: ROTACIÓN • Cuando se perfora en bocas de pastillas las velocidades de rotación más usuales oscilan entre 80 y 150 r/min con unos ángulos entre indentaciones de 10° a 20°.

• En el caso de bocas en botones de 51 a 89 mm las velocidades deben ser más bajas, entre 40 y 60 r/min, que proporcionan ángulos de giro entre 5° y 7°.

RECOMENDACIONES PROYECTO N°5: VELOCIDAD ASCENSIONAL •  La velocidad del barrido pueden estimarse a partir de la siguiente expresión:  

x

Donde: = Velocidad ascensional (m/s) = densidad de la roca (g/cm3) = Diámetro de las partículas (mm)   *Se ha considerado un diámetro de particular de 3.5 mm

RECOMENDACIONES PROYECTO N°5: CAUDAL DE AIRE •  Así, el caudal que debe suministrar el compresor será:

• Siendo: = Caudal (m3/min) = Diámetro del barreno (m) = Diámetro de las varillas (m)  

*Se ha considerado un diámetro de barreno de 45 mm y barras de 38 mm

RECOMENDACIONES PROYECTO N°5: DIAGRAMA DE PERFORACIÓN Para la Rainura se utilizarán 2 tiros vacíos y tiros cargados de 3 ½” (en la prácticas los tiros cargados de la rainura son de menor diámetro de los tiros vacíos). Los demás tiros serán cargados con Anfo de densidad de 1.2 gr/cc en pozos de 38 mm. Longitud de perforación de 3.4 m y un avance estimado de perforación de 95%.

Rainura

RECOMENDACIONES PROYECTO N°5: DIAGRAMA DE PERFORACIÓN

 

3.5”*2.54=8.89 cm

 

=12.57 cm

1 pulgada

1,5 m

1 pulgada

2,54 cm

RECOMENDACIONES PROYECTO N°5: DIAGRAMA DE PERFORACIÓN

• Para calcular el resto de la voladura, se parte de la dimensión del Burden "B“ (piedra) y concentración lineal de carga en el fondo "qf," para el explosivo y diámetro utilizado. • Las fórmulas que se emplean son:  

 

*

 

D = Densidad del explosivo (g/cm3)

RECOMENDACIONES PROYECTO N°5: DIAGRAMA DE PERFORACIÓN Concentración lineal de carga de Fondo Burden

 

**

 

RECOMENDACIONES PROYECTO N°5: Velocidades medidas de perforación mecanizada de túneles y galerías

RECOMENDACIONES PROYECTO N°5: Sección túnel y duración ciclo de excavación

Guía para seleccionar Bit de Perforación

RECOMENDACIONES PROYECTO N°5: ACEROS DE PERFORACIÓN Adaptador de Culata • El culatín es la transmisión de energía de impacto y rotación de la perforadora, esta endurecido con carbono. El uso de carbono aumenta su resistencia, la fatiga de material y su rigidez. Esto es de especial importancia por el impacto de la superficie de hilo y mango con el pistón de la perforadora. • El diseño es con hilo macho, tiene cuello adelgazado antes del hilo, con esto tiene una mayor resistencia al doblado que se produce por la alta velocidad de perforación. El esfuerzo es más severo cuando existe desviación considerable de la perforación. El poco collarín también puede causar su ruptura, o sí el collarín viene defectuoso, o se cambia la dirección inicial de perforación.

RECOMENDACIONES PROYECTO N°5: ACEROS DE PERFORACIÓN Copla • Se usan perforadoras con culatines de hilo macho T y una barra de avance con el mismo tipo de hilo se requiere una copla para unir el Culatín a la barra, asegurándose de que los extremos se toquen para conseguir una eficiente transmisión de energía. También se usan coplas de la misma manera para conectar varias barras entre sí. Las coplas tienen un tope intermedio para evitar el trasroscado en la barra perforadora.

Guía para seleccionar Barras de Perforación

RECOMENDACIONES PROYECTO N°5: ACEROS DE PERFORACIÓN Barra de avance hexagonal • La barra está diseñada para que pueda resistir los altos impactos, las fuerzas de rotación y a la flexión. Las barras de sección hexagonal contienen más material lo que significa que son más fuertes que las barras de su mismo tamaño con otro diseño.

RECOMENDACIONES PROYECTO N°5: ACEROS DE PERFORACIÓN Guía para seleccionar Bit de Perforación

RECOMENDACIONES PROYECTO N°5: Cantidad y tipos de explosivo para los distintos tiros

* La tabla muestra un ejemplo de los posibles explosivos a utilizar. No corresponden necesariamente a los recomendaciones del proyecto.

RECOMENDACIONES PROYECTO N°5: COSTOS DE DESARROLLO

RECOMENDACIONES PROYECTO N°5: EJEMPLO CARTA GANTT PNNM