87268_MATERIALDEESTUDIO-PARTEIA.pdf
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ESTRATEGIAS PARA LA REDUCCION DE COSTOS EN PERFORACION Y
VOLADURA EN MINERIA SUPERFICIAL
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ESTRATEGIAS PARA LA REDUCCION DE COSTOS EN PERFORACION Y VOLADURA EN MINERIA
SUPERFICIAL
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Teniendo en cuenta que en este tercer milenio se hancuantificado los conocimientos en todas las ramas del saberhumano; y que la ciencia y tecnologa avanza a pasosagigantados, es necesario la capacitacin y actualizacinpermanente de todos los que estn inmersos en la industriaminero-metalrgica; sabiendo que esta industria extractiva esla que produce mayor PBI para los pases mineros.
I. INTRODUCCION GENERAL3
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ETAPAS DE UN PROYECTO MINERO
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''(")-. (/ +0
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1
2
Diagrama conceptual mostrando las principales disciplinas que deben ser tomadas en cuenta para optimizar la fragmentacin
''(")( 3+
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Por otro lado, se debe enfatizar que este tercer milenio secaracteriza por tres mega-tendencias: La globalizacin, losimpactos ambientales y la economa de libre mercado, esoindica que cualquier profesional debe estar en permanentecapacitacin, considerndose esta como una inversin.
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DIAGRAMA CONCEPTUAL N 1: CADENA DE VALORMinera: Planeamiento de minadoOperaciones mineras unitarias
Metalurgia: Procesamiento de minerales
Marketing: Metales listos para la venta
Cu AuPb
Geologa: Exploracin, reservas, etc.
PerforacinVoladura de rocasCarguo AcarreoChancado primarioChancado secundarioChancado terciario
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DIAGRAMA CONCEPTUAL N 2, MUESTRA LA CONCEPCION DE LA MINERIA CONVENCIONAL
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Diagrama conceptual N 3, muestra la concepcin de la minera en el tercer milenio
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ALMACENAJE
REFINERIA
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Como se sabe la cadena de valor de la industria minero-metalrgica comienza con las operaciones unitariasbinomiales de perforacin y voladura, y termina con laobtencin de los metales y/o concentrados.
Por otro lado, muchos investigadores a nivel mundial handemostrado que la fragmentacin obtenida como resultado delas operaciones mineras unitarias de perforacin y voladuratienen un impacto hasta del 70% del costo total (US$/Tm) enlas operaciones minero-metalrgicas.
ENFOQUE ACTUAL Y CONCEPTOS MODERNOS DE LA GESTION DE
PERFORACION Y VOLADURA DE ROCAS
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Es decir se debe efectuar un profundo anlisis en dondeinvertir mas:
( )1./($)exp = FLtmlosivoKg
( ) ( )2.$
moliendaHrKw
US
O
Obviamente, que se ha demostrado a nivel mundial que esmucho mas rentable, invertir en (1) que en (2), por que los(Kw-h) tienen un costo mayor.
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Perforacin
Voladura
Carguo y Acarreo
Chancadora primaria
Conveyor
Chancadora secundaria
Molienda
MineralIn-situ
Siguientes etapas del procesamiento de
minerales
Fragmentacin
Fragmentacin
Transporte
Fragmentacin
Transporte
Fragmentacin
Fragmentacin
Diagrama conceptual N 4 Mostrando como la variable aleatoria fragmentacin Interrelaciona a todas
las operaciones de un complejo minero-metalrgico.
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Mina
Producto D
Molienda
Producto E
Siguientes etapas del procesamiento
MineralIn-situ
Diagrama conceptual N 5 Muestra la Inter.-relacin entre la mina y el sistema de
molienda de un complejo minero-metalrgico cualquiera.
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PERFORACION
Definicin
Es el proceso de penetrara la roca para laformacin de taladros.
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CLASIFICACION DE LA PERFORACIONPerforacin a percusin
Perforacin rotativa
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FACTORES QUE INFLUENCIAN LA PERFORACION
Existen varios factores, entre los cuales se puededecir que los que afectan la penetracin oevacuacin de los detritus. Los que tambindeterminan la performance de la perforadora, sonlos siguientes: Perforadora. Barreno.
Broca.
Circulacin del fluido. Dimensiones del taladro. Macizo rocoso.
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La perforadora, barreno y la broca constituyen el sistema deperforacin, y son considerados como variables de diseo.El tamao y profundidad del taladro dependen de los diseos devoladura y de los requerimientos de la produccin.
Es importante enfatizarque el macizo rocoso esuna variable totalmentealeatoria.
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PARAMETROS DE RENDIMIENTOEntre ellos, se tiene:
Energa Rango de penetracin Desgaste de la broca Costos
Se considera que la medida de la eficiencia de laperforadora, es la energa especifica e o la energaconsumida por unidad de volumen de roca fracturada.
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( )PRAP
V
Ee ==
Lo dicho anteriormente, se expresa matemticamente:
Donde:e = energa especifica E = energa de soplo (BPM)V = volumen de roca fracturada (pies3)A = rea del taladro (pies2)PR = rango de penetracin (pie/min)P = presin (PSI)
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RANGO DE PENETRACION (PR) Se expresa como un avance lineal: ( ) )1(/ =
A
dtdvPR
dv/dt = razn de cambio de volumen de roca fracturada
La dependencia de la razn de remocin con la energa aplicada hasido determinada por la siguiente proporcionalidad:
)2(EV
No tomando en cuenta la energa empleada para iniciar lapenetracin, y tomando la derivada respecto al tiempo, la ecuacin(2), se tiene.
)3(dt
dE
dt
dv
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De (1) y (3), se obtiene:
PPR
Es una relacin importante para un tamao de broca dado,entonces se perforara mas eficientemente una roca, si seaplica mayor energa sobre la broca.
Para una relacin general para varios sistemas deperforacin, se tiene :
Ae
PPR =
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PERFORACION ROTATIVAPrincipios de la energa de operacin Son maquinas diseadas para operar con gran fuerza deavance (pull down) y un sistema rotacional.Los componentes principales de la perforadora rotativa son:el barreno, la broca y la circulacin de flujo de aire para lalimpieza de los taladros.
Para una eficiente perforacin, los detritus de roca formadospor la perforacin en los taladros, deben ser evacuados paraevitar que sean triturados por los elementos cortadores de labroca, para ello debe suministrase una circulacin de airepara evacuar dichos detritus. Tambin, debe suministrarseagua para controlar el polvo.
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BrocasEl tipo de brocas usadas a nivel mundial, en perforacinrotativa en minas superficiales, es la broca tricnica conconos dispuestos excntricamente para tener una mayoraccin trituradora.
Pull downSe debe aplicar un adecuado pull down balanceado conla rotacin de acuerdo al tipo de roca. El Dr. Alan Bauerdespus de todas sus investigaciones recomend losiguiente:
6 pulg. 5,500 lb/pulg. 9 7/8 pulg. 6,500 lb/pulg. 12 pulg. 7,200 lb/pulg.
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Rotacin
Los rangos de rotacin mas comunes en perforacin rotativa, enminera superficial son lo siguientes:
De 60-90 RPM para rocas competentes. De 90 RMP para rocas suaves.
Caballos de fuerza (HP)Los requerimientos de HP para brocas tricnicas rotativaspueden ser calculados por la siguiente formula:
5.15.2 TNKDHP =
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Donde:HP = caballos de fuerza.N = velocidad rotativa RPM.K = constante que depende el tipo de roca.D = dimetro de la broca (pulg).T = empuje en 1000 lb/pulg del dimetro de la broca.
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Los valores de K son estimados segn el siguiente cuadro:
Tipo de roca Resistencia compresiva del tipo
de roca (Sc)
K x 10-5
Muy suave - 14
Suave - 12
Medianamente suave 2,500 10
Media 8,000 8
Competente 30,000 6
Muy competente 68,000 4
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SELECCION DEL TAMAOLos parmetros a tenerse en cuenta en la seleccin deltamao de las perforadoras son: Mxima profundidad detaladros, el ndice de perforabilidad de la roca, el burden,espaciamiento, inclinacin y dimetro de los taladrorequerido para la voladura.P/E (pulg/lb), y con ello se predice el rango de penetracincon la siguiente relacin matemtica:
=
C
W
E
PRPMPR 5.112
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Donde:PR = rango de penetracin fph.RMP = velocidad rotativa RMP.P/E = ndice de perforabilidad (in/lb).W = empuje (en 1000lbs).D = numero total de dientes de la broca.
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El clculo del rango de penetracin relacionando la resistencia decompresin uniaxial, el peso por pulgada de dimetro de broca y lavelocidad de rotacin; realizadas por el Dr. A. Bauer fueronplasmadas en la siguiente ecuacin:
( )
=
3002861
RPMWScLogPR
Donde:PR = rango de penetracin (pies/hr).Sc =Resistencia compresiva uniaxial en 1000 psi.W/ = peso por pulgadas del dimetro de la broca en 1000 lb.RMP = velocidad rotativa RMP.
MODELO MATEMATICO PARA CALCULAR EL RANGO DE PENETRACION (PR) PARA LA
PERFORACION ROTATIVA
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L
PENETRATION RATE (FT/HR)
COM
PRES
SIVE
ST
REN
GTI
I (THO
USAN
DS
OF
PSI)
!
"
#
$
! " # $
%&%'((
)
*
)
$ +f
PENETRATION RATE VERSUS ROCK COMPRESSIVE STRENGTH FOR 50R. AND HAMMERS
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$ ,+f-
,+((-
,%((-
! " $#
!
"
#
$
.
DOLLARS / FT OF HOLE
COM
PRES
SIVE
ST
RENG
TH (T
HOUS
ANDS
O
F PS
I)
COMPARISON OF HAMMER DRILL AND 50R COTS/FT. OF HOLE
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.
20 25,000 p.s.i compressive strength
12,000 p.s.i compressive strength/
/
/
/
!
"
#
$
.
%
! " # $ %HOLE DIAMETER (INS)
PENE
TRAT
ION
RATE
(F
T/HR
)
PENETRATION RATE VERSUS HOLE DIAMETER FOR PERCUSSIVE DRILLS
32
-
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PENETRATION RATE VS. WEIGHT ON BIT33
PEN
ETR
ATIO
N - ft/
hr0
WEIGHT ON BIT - Ibs
SOFT
FORM
ATIO
NS
MEDIU
M FOR
MATIO
NS
HARD
FORMA
TIONS
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PENETRATION RATE VS. ROTARY SPEED34
PEN
ETRA
TIO
N - ft/
hr0
ROTARY SPEED - rpm
!$
$
%$
!$
$
! # . 0 !
-
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AIR VOLUME VS. AIR PRESSURE35
AIR
VO
LUM
E - cf
m
AIR PRESSURE - psi
REL
IEF
VALV
E SE
TTIN
G
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AIR FLOW THROUGH BEARINGS VS. NOZZLE SIZE (PRESSURES IN EXCESS OF 10 PSI)
36
1
7
7
7
3
5
1
3
20 3030
8
8
8
4
8
2
8
/
/
/
/
/
/
/40 60 70 8050
Percentaje of air flow through bearings for various pressure
9 H10MJ
9 H10MJ
12 H10MJ
NO
ZZLE
SI
ZE - IN
CHES
-
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En una operacin minera trabajada por el mtodo de openpit, se tiene la siguiente informacin de campo:
Resistencia comprensiva de la roca Sc = 60.000psi. Peso de la perforadora W = 300.000lbs. Dimetro de la broca =11" RPM = 80
Se pide calcular: El rango de penetracin (PR). Discutir los resultados.
PROBLEMA DE APLICACION N 1 37
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300
80
25.11
195602861 xLogPR
=
3002861
RPMx
WSLogPR C
=
./16
./99.15
hrmPR
hrmPR
=
=
SOLUCION 38
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DISCUSION DE LOS RESULTADOS
Se debe evaluar de acuerdo a las condicionesoperacionales de la perforadora, al barreno, broca,pulldown, RPM, tipo de roca (SC), etc. y de acuerdo a estasvariables se obtendr el rango de penetracin (PR)adecuado.
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El estudio de factibilidad de un proyecto minero, indica queeste es rentable, y por lo tanto debe implementarse. Dichoproyecto minero debe ser explotado por el mtodo de openpit.Los ingenieros que trabajan en este proyecto deban hacerla seleccin de las perforadoras rotativas que permitancumplir con la produccin requerida. La informacindisponible es la siguiente:a.Produccin requerida
Mineral: 30,000 Tm./da. Resistencia compresiva (Sc): 25,000 pies. Desmonte: 90,000 Tm./da. Resistencia compresiva (Sc): 15,000 pies.
PROBLEMA DE APLICACIN N 2 40
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b. Datos de campo Dimetro de los taladros BHD: 9 7/8 Altura de banco BH: 50 Sobre perforacin S/D: 5 Taco ST: 15 Factor de carga del mineral L.F: 0.8Lb/Tm. Factor de carga del desmonte L.F: 0.4 Lb/Tm.
c. Las perforadoras disponibles en el mercado y susespecificaciones tcnicas. BE-40R
Wmax: 60,000 Lbs.RPM max: 70Costo: $ 1 000,000
BE-61RWmax: 90,000 Lbs.RPM max: 70Costo: $ 1 500,000
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Se pide:i. El equipo de ingenieros de mina del Dpto. de
planeamiento de minado debern llevar a cabo laseleccin de las perforadoras.
ii. Optimizar la decisin desde un punto de vistatcnico-econmico- ecolgico.
iii. Discutir los resultados.
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a. Relacin de desbroce (SR).ALGORITMO DE SOLUCION
12"
b. Clculo del rango de penetracin (PR)
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3
1
/000,90
/000,30. ==
desmonteTm
MineralTmRS
( )
=
300
70
875.9
65.060)25log2861(orePR
./94.30 HrpiesPRore =
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( )
=
300
70
875.9
65.090)15log2861(wastePR
./74.39 HrpiesPRwaste =
c. Rendimiento promedio ponderado para BE-40Rconsiderando S.R = 1/3
( ) ( )54.37
4
374.39194.3040 =
+=
RBERPP
./54.3740 HrpiesRPP RBE =
44
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Perforadora BE-61R: Para mineral
=
300
70
875.9
90)25log2861(orePR
./42.46 HrpiesPRore =
Perforadora BE-61R: Para desmonte
( )( )233.0114.9)15log2861( =wastePR
./61.59 HrpiesPRwaste =
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d. Rendimiento promedio ponderado para BE-61Rconsiderando S.R = 1/3
( ) ( )32.56
4
361.59142.4661 =
+=
RBERPP
./32.5661 HrpiesRPP RBE =
e. Clculos para tomar la decisin optimaEste anlisis se basara en lo siguiente:i. El rendimiento promedio ponderado de ambas
perforadorasii. El costo de ambas
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000,5001$
000,0001$
./32.56
./54.37
61
40
==
hrpies
hrpies
RBE
RBE
( )=
64.061
40
RBE
RBE
BE-61R=56.32pies/Hr. = $1500,000BE-40R=37.54pies/Hr. = $1000,000
De acuerdo a () la BE-40R ser la seleccionada por elincremento en el rendimiento de esta.Si se usara la BE-61R, no justifica el incremento en elprecio esta perforadora.
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Introduccin
II. COSTOS DE PERFORACION EN MINERIA SUPERFICIAL
48
En general los costos de perforacin en US$/m o US$/Tmdependen de las caractersticas geomecnicas de la rocaque se perforar, ya que estas afectan tanto a la energaespecifica o al rango de penetracin (PR) de la perforadora yel desgaste de las brocas.
Se debe tener en cuenta que el rango de penetracin (PR) esfuncin directa de la resistencia compresiva de la roca (Sc).
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METODOLOGIA PARA CALCULO DEL COSTO ($/M) PARA LA PERFORACION ROTATIVA
En general en la minera cada compaa minera tiene supropio sistema para calcular sus costos de perforacin.Por lo que en forma genrica se presente la siguientealternativa:
( )17.0
25.10&0+
+=
L
B
PR
EC
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Donde:C = costo de perforacin ($/pie).0&0 =costo de propiedad y costo de operacin ($/hr),Incluye: Depreciacin (inversin, inters, seguro, valor de salvataje, etc. 0.6
precio de envo). Costo de operacin (mantenimiento, energa, supervisin, etc.).E = suma de costos directos de mano de obra, perforista, ayudante
(mas cargas sociales $/hr.).PR = Rango de penetracin pie/hr. (70% eficiencia de la perforacin).B = Costo de la broca ($).L = Vida de la broca (pies).
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-
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PROBLEMA DE APLICACION N 451
En una operacin minera trabajada por el mtodo de open pit, seesta perforando con una perforadora bucyrus serie BE45-R, y setiene la informacin:
Costo de propiedad y operacin de la perforadora: 95 $/hr. Dimetro de la broca: 10 Costo de la broca: $ 3,500 Vida til de la broca: 853m Altura de banco: 15m Densidad de la roca: 2.9 Tm/ m3 Sobre perforacin (datos histricos): 10% Mallas de perforacin y voladura: Bx S = 7.4m x 9.3m Rango de penetracin (PR): 15 m/hr.
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Se pide:i. Calcular el costo de perforacin para esta operacin
minera.ii. Discutir los resultados.
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ALGORITMO DE SOLUCION
Costo de la perforadora
OO = 95$/Tm.
Costo de la perforadora en $/ m3
7.4 x 9.3 = 68.82 m3 /m
Sobre perforacin 10% 61.93 m3 /m
3
3/$21.0
/93.61
/$15.13m
mm
m=
53
( ) mmhrmhr
C /$15.13863
3500$
/157.0
/$95=+=
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Costo de la perforacin en $/Tm.
54
TmmTm
m/$07.0
/9.2
/$21.03
3
=
-
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Introduccin
EVACUACION EFICIENTE DE LOS DETRITUS FORMADOS DURANTE LA PERFORACION
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Para una eficiente perforacin, los detritus de roca formadospor la perforacin, los cuales se encuentran dentro de lostaladros deben ser inmediatamente evacuados para evitarque sean triturados por los elementos rotativos-cortadoresde la broca.Para ello debe suministrar una adecuada circulacin de airepara evacuar dichos detritus hacia la parte superior de lostaladros; tambin debe suministrase suficiente agua paracontrolar el polvo.Las billas y los polines de las brocas son refrigerados por elvolumen suficiente de aire que debe proveerse.
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Detritus Detritus
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-
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Para mantener suspendida una partcula de roca de tamaod (pulg.) la velocidad mnima del balance de aire Vm enpies/min., esta dada por la siguiente formula postulada porStokes.
( ) ( )1374 2/1 = dVm
Donde:= densidad de la partcula de la roca (Lb/pie3)d = dimetro de la partcula (pulg.)
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Por otro lado, despus de una serie de pruebas, variosinvestigadores han duducido que se han obtenido buenosresultados con las velocidades anulares mayores oiguales a 5,000 pies/min.El volumen de aire requerido para estos propsitos estadado por la siguiente formula:
58
( ) ( ) ( )20054.01444
2222
=
= VdDx
VdDQc
pi
Donde:Qc = capacidad de aire del compresor (CFM)V = Velocidad de aire (FPM)D = dimetro del taladro (pulg.)d = dimetro del barreno (pulg.)
-
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Se tienen otras formulas usadas para la evacuacineficiente de los detritus:
( )3. = AVQ
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Donde:Q = Capacidad de aire comprimido (m3/min)V = velocidad de evacuacin de los cutting por el espacio
anular (m/min)A = rea del espacio anular (m2)
Tambin, se debe tener en cuenta que la velocidad mnimapara la evacuacin de los detritus en general se usa 1,524m/min.
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Gray: Postulo la siguiente formula para determinar lavelocidad de la evacuacin de los cutting.
( ) ( )48170 =P
dTCV
Donde:V = velocidad de deslizamiento (pies/min)C = tamao de los cutting (pies)T = temperatura de aire para la evacuacin de los cutting
en grado Rankie (Fahrenheit mas 460)d = densidad de los cutting (lb/m3)P = presin en el fondo del taladro (lb/pie2)
60
-
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Nelmark: Propone las formulas (5) y (6), para determinarla velocidad mnima de aire para la evacuacin de loscutting.
( ) ( )54.62
54600 6.0
+=
d
cdV
Donde:V = velocidad del aire para la evacuacin de los detritus
en (pies/min)c = tamao de los cuttings, (dimetro en pies)d = densidad de los cuttings de la roca (lb/pie3)
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( ) ( ) ( )6528 2/12/1 = ii cdVDonde:Vi = velocidad del aire para la evacuacin de los cutting(pies/min).ci = tamao de los cuttings formados (dimetro en pulg.)d = densidad de los cuttings de la roca (lb/pie3).
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Dr. Alan Bauer: Postulo la siguiente formula para laevacuacin eficiente de los detritus.
( )( )22
18.185
dD
QBV
=
Donde:BV = Velocidad de barrido (bailing velocity), CFM.Q = Capacidad de aire comprimido de la compresora, CFM.D = dimetro del taladro (inches).d = dimetro del barreno (inches).
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PROBLEMA DE APLICACION N 3
Se tiene la siguiente informacin: Perforadora BE-40R Volumen aire suministrado por la compresora Q:
1310CFM
Al volumen suministrado por la compresora, se le debehacer correcciones por la altura y temperatura Correccin por altura: 0.27 Correccin por temperatura: 1.10 Dimetro del taladro D: 11 inches Dimetro del barreno d: 9 inches
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-
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SOLUCION
a. Correccin del volumen de aire suministrado
( )( ) CFM38910.127.01310 =
b. El aire neto suministrado por la compresora ser:
CFMQ 9213891310 ==
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c. Clculo de la velocidad necesaria para la evacuacin de los detritus (Bailing velocity)
Aplicando la formula del Dr. Alana Bauer:
Reemplazando valores, se tiene:
66
( )( )2218.185 dD QQ =
( )( )( ) FPMQ 69.4812911 92118.185 2412 ==
-
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El resultado obtenido de 4812FPM es muy cercano almnimo requerido (5000 FPM); por lo tanto, es adecuadopara la eficiente evacuacin de los detritus formados en elmomento de la perforacin.
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ALGORITMO PARA CALCULAR EL COSTO EN ($/HR) PARA LA PERFORACION ROTATIVA
De acuerdo al algoritmo se deben seguir los siguientes pasos:
1. Precio de la perforadora BE-45RPrecio de la BE-45R = $ 970,000
2. Clculo de la depreciacin.Se debe considerar una depreciacin lineal para la perforadora conuna vida til de 10 aos; por consiguiente la depreciacin por aoser:
68
aoaos
nDepreciaci /$000,9710
000,970$==
-
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3. Clculo de los intereses, impuestos y seguros.Para llevar a cabo este clculo se ha usado la siguienteformula, 3 456578 59 3586:5 45 8;5 ( )
)1(1001
2
1
+= x
n
nPITAP
Donde:PITAP = Porcentaje de inversin total anual promedio.n = numero aos de vida til de la perforadora
Por consiguiente: ( )100
10
110
2
1xPITAP
+=
%55=PITAP
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4. Clculo de la inversin promedioLa inversin promedio est dada por la siguiente expresin:
Donde:IP = Inversin promedioIT = Inversin totalPITAP = Porcentaje de inversin total anual promedio.
Reemplazando valores, se tiene:
55.0000,970$ xIP =
500,533$=IP
70
)2(= PITAPxITIP
-
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***%16xIPIIS =
***%16500,533$ xIIS =
360,85$=IIS
5. Clculo de los intereses, impuestos y seguros.El clculo de los intereses, impuestos y seguros esta dado por la siguiente expresin matemtica.
Donde:IIS = Intereses, impuestos y segurosIP = Inversin Promedio
Reemplazando valores, se tiene que:
*** Este porcentaje es variable y se debe tomar de acuerdo almonto de la inversin, teniendo en cuenta que a mayorinversin el IIS ser mayor.
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6. Clculo del costo de propiedad.Se calcula de la siguiente manera:
IISDepCP += .
Donde:CP = Costo de propiedadDep. = DepreciacinIIS = Inters, impuesto y seguro
Reemplazando valores, se tiene:
360,182$=CP
72
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7. Clculo de las horas trabajadas.Para calcular las horas trabajadas se usa la siguienteexpresin matemtica.
DTxTHxPExaoDHT ///=
HT = Horas trabajadas.D/ao = das/ao.PE = Porcentaje de eficiencia.H/T = Horas por turno.T/D = Numero de turnos por da.
Reemplazando valores, se tiene:
daturnoxturnohrsxxaodasHT /3/883.0/300=
aohorasHT /976,5=
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8. Clculo del costo de propiedad por horaSe usa la siguiente formula:
aoHT
CPHrCP
// =
Donde:CP/Hr = Costo de propiedad por horaCP = Costo de propiedadHT/ao = Horas trabajadas por ao
Reemplazando valores, se tiene:
aoHrCP
/976,5
360,182$=
./$52.30 hrCP =
74
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9. Clculo de los salariosPara llevar a cabo este clculo se ha tomado como dato elsalario promedio del perforista y su ayudante:
**Perforista = 64 $/da**Ayudante = 40 $/da
Total = 104 $/da (incluido beneficios sociales)
./$13/8
/104/ hr
dahr
diaShrI ==
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El costo por Kw/hr es: 0.16 $/Kw.Por lo que el costo anual promedio = $ 220,800
Convirtiendo este costo a un costo horario, este ser comosigue:
./$94.36/976,5
/$00.800,220hr
aohr
ao=
645585?@2A 1".+#B2A
10. Clculo del costo anual de la energa elctrica.Por datos histricos, se obtuvo que el consumo promediomensual para la operacin minera en estudio es de:115,000 Kw.
( ) aoKwaomesmesKw /000,380'1/12/000,115 =
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11. Clculo del costo de reparacin anual.Se calcula de la siguiente manera:
%60xIPCR =
Donde:CR = Costo de reparacin anualIP = Inversin promedio
Reemplazando valores, se tiene:
aoxCR /$100,3206.0500,533$ ==
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El costo horario ser:
./$56.53/976,5
/$100,320hr
aohr
aoCR ==
./$56.53 hrCR =
12. Clculo del costo de accesorios para la perforacinprimaria.Para llevar a cabo este clculo se considera en primer lugarel precio de los accesorios y luego la vida til de ellos.
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Los precios, son los siguientes:
Concepto US$Barrenos de 8 5/8 2,900.00Adaptadores 3,100.00Estabilizadores 837.00Guiadores 166.90Total 7,003.90
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Por otro lado, se debe tener en cuenta que la vida til enpromedio de estos accesorios es de 3,090 hrs.
Por lo que el costo horario, ser:
./$27.2090,3
$9.003,7hr
hr= ./$27.2 hrCA =
80
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Concepto US$/hr.
Costo de propiedad 30.52
Costo de labor 13.00
Costo de energa 36.94
Costo de reparacin 53.56
Costo de accesorios 2.27
Total 136.29
TABLA RESUMEN81
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13. Clculo del costo de la perforacin primaria.De acuerdo a las estadsticas llevadas a cabo por elpersonal del departamento de perforacin y voladura, setiene:
El Rango de penetracin, fue calculado, cuyo valor es:PR = 15.53 m/hr.
El precio de la broca = $ 3,300Vida til de la perforadora 3668.5m
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Teniendo en cuenta que el costo total de perforacinprimaria es calculado por:
( ) ( )MPB
PB
PR
hrCPCTPP +=
/
Donde:CTPP = Costo total de perforacin primaria ($/m)CP/hr = Costo de perforacin ($/hr)PB = Precio de la broca ($)PR = Rango de penetracin (m/hr)MPB = Metros perforados por la broca (m)
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Reemplazando valores, se tiene:
( ) ( )mhrm
hrCTPP
5.668,3
$300,3
./53.15
/$29.136+=
mCTPP /$68.9=
mCTPP /$10
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PROBLEMA DE APLICACIONEn una operacin minera trabajada por el mtodo de openpit, se tiene la siguiente informacin:
! ! !
345C 1+D % 0E45C=4 "
6669459C,B- 0%+ 0
4669459C,A- $ "
693535F4 +&0 +&%$
6669459
35F42A ,B-
"$%$ "$%$
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Se pide:i. Calcular y demostrar cual de los dos tipos de
broca maximizara la rentabilidad de la empresa.ii. Discutir los resultados.
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SOLUCION
2. Costo total en pies del test B
1. Costo total en pies del test A
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piepiesTC /$64.0/ =
( )( )9800
87015075.35/
+=piesTC
( )( )9750
118013075.35/
+=piesTC
piepiesTC /$60.0/ =
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Por lo tanto, perforando con la broca M8MJ se obtiene unrango de penetracin mayor.
Reemplazando valores, se tiene:
A 1 4F558 6235 / 669 35 35F4
( )( )9750$60.0$64.0 =Ahorro( )( )975004.0=Ahorro
MJHVsMJMAhorro 78$390=
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Discusin: Para obtener un costo de perforacin real por pieperforado, todos los costos de la perforacin deben serconocidos.
Por que estos costos operacionales tienen una influenciadeterminante en el costo total de perforacin.
Si todos estos costos son conocidos y adecuadamenteusados, el rango de penetracin (PR) es un factor que tieneuna influencia determinante en el costo total de perforacin.
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PROBLEMA DE APLICACION PROPUESTOEn un proyecto minero, a ser trabajado por el mtodo deopen pit, se est elaborando el planeamiento de minado, elcual se encuentra en la etapa de la seleccin del equipoprimario o principal. Por lo tanto , se requiere determinar elnmero de perforadoras rotativas necesarias para cumplircon la siguiente produccin diaria.
Ore 50000 tm/ da Sc 40000 psi L.F: 1kg/Tm. Waste 40000 tm/da Sc 28000 psi L.F: 0.6kg/Tm. Dimetro del taladro 9 7/8 Altura del banco Bh = 50 ft Taco St = 15 ft Sub-drilling Sd = 5 ft
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Las especificaciones tcnicas de las perforadoras en elMercado son las siguientes
BE-45 R: W max : 70000 lb RPM max: 70 Cost: $ 140,0000
BE-60R W max: 90000 lb RPM max: 70 Cost: $ 200,0000
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Se pide:i. Calcular el rango de penetracin (PR) de las
perforadoras rotativas, tanto para mineral comodesmonte.
ii. Calcular el numero de perforadoras para llevar a caboesta operacin minera superficial.
iii. Optimizar la decisin desde un punto de vista tcnico-econmico- ecolgico.
iv. Discutir los resultados.
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TALLER N 1
!)."5"$(6')#'*(')"'
*('" +'*(')*)('*('"
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Para llevar a cabo esta comparacin, se tiene que teneren cuenta muchas variables aleatorias y por lo tanto, loscomentarios que al respecto se puedan hacer son muyvariados y con un alto grado de incertidumbre.
Tomando en cuenta lo mencionado anteriormente sepuede afirmar que un costo aproximado para laperforacin primaria en una mina de la gran minera debeestar en un rango promedio de 10.00$/m de perforacin,y de 6.00$/m para una mina de mediana minera.
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III. VOLADURA DE ROCAS EN MINERIA SUPERFICIAL94
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La mayora de investigadores a nivel mundial estn deacuerdo que, tres son los parmetros principales quetienen una influencia determinante en los resultados deun disparo primario.
Los cuales se mencionan a continuacin.1. Ingeniera de rocas.2. Ingeniera de explosivos.3. Ingeniera de diseo.
Introduccin
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Diagrama conceptual N 1, mostrando las principales disciplinas que deben ser aplicadas para obtener una fragmentacin optima como resultado de una voladura de
rocas
1 0
2
7
!"#$!#"%
$&'($)"$ %
*$&'($,
a) Labores Subterrneas ysuperficiales
b) Sistemas de sostenimientoc) I. O, Ing. De sistemas, etc.
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INGENIERIA DE ROCAS97
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INTRODUCCION
Para obtener una adecuada fragmentacin como resultado deuna voladura de rocas, se dice que el macizo rocoso tiene unainfluencia determinante por ser una variable totalmentealeatoria.
Para conocer mejor esta variable aleatoria macizo rocoso esimportante determinar: Las propiedades fsico-mecnicas. Las diversas teoras de fallas, y La caracterizacin geomecnica.
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